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Die Erfindung betrifft ein elektronisches Schaltungsbauteil, insbesondere einen
Oszillator nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1. Elektronische
Schaltungsbauteile erzeugen Wärme oder müssen vor Wärmestau oder -strahlung
geschützt werden. Hierzu sind im Stand der Technik verschiedene Systeme bekannt.
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Die DE 197 81 978 beschreibt ein Gehäuse für eine integrierte Schaltung, wobei ein
Kühlkörper vorgesehen ist, der einen relativ hohen Wärmeleitkoeffizienten aufweist.
Der Kühlkörper schafft einen thermischen Pfad geringer Impedanz zwischen der
integrierten Schaltung und der Umgebung des Gehäuses. Die geringe thermische
Impedanz des Kühlkörpers reduziert die Sperrschichttemperatur der integrierten
Schaltung.
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Aus der DE 42 26 816 ist eine Vorrichtung zur Wärmeableitung aus Gehäusen
bekannt, wobei hier lediglich ein Kühlkörper vorgesehen ist, der unter
Federvorspannung an das entsprechende Gehäuse angedrückt wird.
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Die EP 0805618 beschreibt einen wärmeableitenden Abstandshalter für
elektronische Einrichtungen. Dieser besteht im wesentlichen aus einem verfestigten
Silikonprodukt und einem wärmeleitfähigen Füllstoff, wobei der Abstandshalter eine
bestimmte Wärmeleitfähigkeit aufweist und der abstrahlende Abstandshalter, der zum
Zeitpunkt der Handhabung mit Fingern in Kontakt kommt, mit einer die Anhaftung
unterdrückenden Behandlung versehen ist.
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Bei den beschriebenen Systemen handelt es sich im wesentlichen um Abführen von
Wärme aus einem entsprechenden elektronischen Bauelement oder aus einer
Baugruppe.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Schaltungsbauteil zu
schaffen, welches derart gestaltet ist, daß eine interne Heizung mit integrierter
Regelung gegen schnelle Änderung der Umgebungstemperatur isoliert wird.
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Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung liegt darin, dass das Gehäuse von einem
Wärmeschutzelement umgeben ist. Das bedeutet, dass kurzfristige
Temperaturänderungen, die von außen auf das elektronische Schaltungsbauteil einwirkt, nicht oder
nur in geringem Umfang eine Veränderung der elektrischen Eigenschaften des
Bauteils verursacht. Das Isolierelement kann dabei unterschiedliche Formen annehmen.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist dies ein Metallmantel, welcher einen
bestimmten Abstand zu dem Gehäuse aufweist. Dieser Metallmantel ist
beispielsweise ein tiefgezogenes Blech bzw. ein Blechgehäuse, das den äußeren Abmessungen
aes Gehäuses nachempfunden ist und einen gewissen Abstand zu dem Gehäuse
aufweist.
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Der Metallmantel kann gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung mit Abstandsnasen
versehen sein. Diese Abstandsnasen sorgen für einen konstanten Abstand zu dem
Gehäuse und können derart ausgebildet sein, dass sie entweder eine kraftschlüssige
oder eine formschlüssige Verbindung mit dem Gehäuse herstellen. Diese
Abstandsnasen können eine Höhe von 0,2 bis zu 2 mm besitzen und eine Breite von 0,5 bis
3 mm. Es ist zweckmäßig, diese durch ein Schäl- oder Prägeverfahren herzustellen.
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Es besteht in einer alternativen Ausgestaltung auch die Möglichkeit, den
Metallmantel mit dem Gehäuse bzw. der Platine zu verlöten oder zu verkleben. Besonders
wirksam ist der Wärmeschutz, wenn er aus gering wärmeleitendem Material besteht.
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Die Erfindung lässt sich insbesondere dort anwenden, wo der Oszillator wenigstens
einen Quarz aufweist. Gerade Quarzbausteine sind empfindlich gegen äußere
Temperatureinwirkungen und verändern ihr Frequenzverhalten bei starken
Temperaturschwankungen. Es ist deshalb zweckmäßig, solche Oszillatoren mit dem
erfindungsgemäßen Wärmeschutzelement auszustatten.
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Diese und weitere Merkmale von bevorzugten Weiterbildungen der Erfindung sind
nicht nur in den Unteransprüchen, sondern auch in der Beschreibung enthalten
und/oder in den Zeichnungen dargestellt.
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Die Erfindung wird nachfolgend mit einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es
zeigt:
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Fig. 1 eine Schnittdarstellung durch einen Oszillator in einer schematischen
Prinzipskizze,
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Fig. 2 die Detaildarstellung eines Wärmeschutzelements,
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Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung der Wirksamkeit eines
Temperaturschutzelements bei einem elektronischen Schaltungsbauteil.
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Das elektronische Schaltungsbauteil (10) besteht aus einer Platine (11), welche
mehrere an der Platinenunterseite angeordnete Anschlüsse (12a, 12b, 12c, 12d) aufweist.
Mit diesen Anschlüssen wird das Schaltungsbauteil mit dem gesamten System
verbunden. An der Oberseite der Platine befinden sich elektronische Elemente (13),
welche hier nur schematisch dargestellt sind und beispielsweise aus Widerständen,
Kondensatoren, Transistoren bestehen, sowie aus einem Quarz (14), welcher eine
bestimmte Frequenz erzeugt. Das Schaltungsbauteil (10) ist mit einem Gehäuse (15)
umgeben. Das Gehäuse ist auf der Platine (11) befestigt, beispielsweise verlötet, und
schirmt die auf der Platine angeordneten Elemente gegen Umwelteinflüsse ab.
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Das Gehäuse (15) wird umgeben von einem Temperaturschutzelement (16). Dieses
ist ein dem Gehäuse nachempfundenes Bauteil mit einem bestimmten, annähernd
gleichen Abstand zu dem Gehäuse (15) und besteht beispielsweise aus einer
Aluminiumlegierung. Das Temperaturschutzelement (16) liegt ebenfalls an der Platine (11)
an und kann mit dieser verklebt oder verlötet sein. Es besteht aber auch die
Möglichkeit, dass das Wärmeschutzelement lediglich auf das Gehäuse (15) aufgeclipst bzw.
aufgeschoben wird. Hierzu ist dieses Temperaturschutzelement mit entsprechenden
Haltenasen versehen.
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Fig. 2 zeigt eine Detaildarstellung A, welche die Befestigung dieses Elements zeigt.
Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Das
Temperaturschutzelement, welches in einem Tiefziehvorgang hergestellt wird und ebenso topfförmig
wie das Gehäuse (15) gestaltet ist, besitzt an der Innenseite an bestimmten
vorgegebenen Stellen sogenannte Rastnasen. Diese Rastnasen werden durch einen
Schälvorgang hergestellt, d. h. nach dem Tiefziehvorgang wird durch ein
Schälwerkzeug das Temperaturschutzelement an bestimmten Bereichen - wie dargestellt -
verjüngt. Dies führt zu einem Materialabtrag, welcher andererseits zu einer Verdickung
(17) in einem bestimmten Bereich führt. Diese Verdickung läuft in einer Spitze (18)
aus. Der Schälvorgang ist so bemessen, dass die Spitze (18) bei dem Aufschieben
aes Temperaturschutzelements (16) auf das Gehäuse (15) an diesem Gehäuse zur
Anlage kommt und mit diesem eine formschlüssige Verbindung eingeht. Durch diese
Ausgestaltung wird eine relativ einfache und zuverlässige Verbindung zwischen
Temperaturschutzelement und Gehäuse erzielt.
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Die Platine (11) ist näherungsweise quadratisch und wird vollständig von dem
Gehäuse umdeckt. Dies bedeutet, dass das Temperaturschutzelement ebenfalls
näherungsweise eine quadratische Grundfläche überdeckt und damit quaderförmig
gestaltet ist.
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Fig. 3 zeigt die Wirkungsweise des Temperaturschutzelements (16). Das Diagramm
stellt den Temperaturverlauf innerhalb des Schaltungsbauteil (10) über eine
bestimmte Zeit dar. Bei einer Temperatureinwirkung von außen, die sich nach
Inbetriebnahme des Systems im Laufe der Zeit erhöht, wird ohne die Verwendung eines
Temperaturschutzelements (16) sich eine Temperatur gemäß Kurve(19) innerhalb
des Schaltungsbauteils einstellen. Bei der Verwendung eines
Temperaturschutzelements wird die Temperatur zunächst ebenfalls ansteigen. Dies liegt an der
Temperatur, die von den Elementen auf der Platine erzeugt wird. Durch das
Temperaturschutzelement selbst wird jedoch diese Temperatur im Inneren des
Schaltungsbauteils nicht weiter ansteigen, sondern aufgrund der Isolierung den Kurvenverlauf
gemäß Kurve 20 einnehmen.
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Gerade bei einem Oszillator, der mit einem Quarz arbeitet, bedeutet dies, dass der
Quarz mit einer hohen Konstanz seine Frequenz beibehält und unabhängig von
äußeren Temperatureinflüssen zuverlässig arbeitet.