DE1236612B - Befestigung eines Transistors innerhalb eines gedruckten Stromkreises in der Ausnehmung einer Isolierplatte - Google Patents

Description

• Befestigung eines Transistors innerhalb eines gedruckten Stromkreises in der Ausnehmung einer Isolierplatte Die Erfindung bezieht sich auf eine Befestigung eines Transistors innerhalb eines gedruckten Stromkreises in der Ausnehmung einer Isolierplatte# die durch eine metallische Abdeckung verschlossen ist, wobei zwischen der ISolierplatte und der Abdeckung Abdichtmittel angeordnet sind.
• Bisherwaresbekannt, TransistorenineinerAusnehmung einer Isolierplatte zu befestigen, die durch eine metallische Abdeckung verschlossen ist. Hierbei sind zwischen der Isolierplatte und der Abdeckung Abdichtmittel angeordnet, die aus einem Abdichtring bestehen. Der Zweck der Abdeckung und des Abdichtringes besteht darin. den Transistor gegen hohe Temperaturen abzuschirmen, die ihn ohne die Ab- deckung zerstören könnten.
• Bei dieser bekannten Anordnung ist die Abdeckplatte durch einen elektrisch isolierenden Abdichtring gegen die keramische Trägerplatte abgedichtet. Dadurch hat diese bekannte Ausführung den Nachteil, daß der Raum, den die Abdeckung innerhalb der gedruckten Schaltung eines miniaturisierten Bauelementes einnimmt, für Schaltungszwecke verlorengeht.
• Ziel der Erfindung ist eine Transistorbefestigung, die bei geringstem Raumbedarf innerhalb einer mit einer gedruckten Schaltung versehenen Schaltungsplatte besonders günstige Voraussetzungen für die Wärmeabführung der bei Betrieb auftretenden Wärmeentwicklung schafft.
• Zur Lösung dieser Aufgaben schlägt die Erfindung vor, daß die Abdichtmittel elektrisch leitend sind und die Abdeckung mit einer metallisierten, rund um die öffnung der Ausdehnung angeordneten Fläche, welche einen Teil des gedruckten Stromkreises bildet, verbunden ist. Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Transistorbefestigung wird erreicht, daß der Deckel selbst als elektrisch leitendes Element des Stromkreises verwendbar wird. Eine gesonderte Durchführung durch die Isolierplatte gerät hierbei also für einen Transistoranschluß in Wegfall. Da ferner eine feste elektrisch leitende Verbindung zwischen einem Transistoranschluß und dem Deckel vorgesehen ist, wirkt dieser Deckel auf Grund seiner relativ großen räumlichen Ausdehnung zugleich als Ab- leitung für die bei Betrieb entstehende Wärine.
• Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung ist die Ausnehmung mit einer den Transistor umgebenden metallischen Auskleidung versehen, die den Transistor vor der bei der Abdichtung der Aus-P.ehmung auftretenden Hitze schützt und welche elektrisch vermittels des Lötmittels mit der metallisierten Fläche und Abdeckun- verbunden ist. Diese C Ausführungsform ist besonders dort von Vorteil, wo eine besonders aroße Wärmeabführung nach außen, also zur metallischen Abdeckung wünschenswert ist, da nämlich die mit der Abdeckung in Kontakt stehende metallische Auskleidung eine relativ große metallische Übergangsfläche zu dieser besitzt.
• Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Lötabdichtung zwischen dem Deckel und der Auskleidung einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist als die Lötabdichtung zwischen der Auskleidung und der die öffnung der Ausnehmung umgebenden metallisierten Fläche.
• Durch die leitende Verbindung des Deckels mit dem Transistor und der gedruckten Schaltung werden die Anschlüsse zu dem Transistor erheblich vereinfacht, so daß eine raumsparende Anordnung erzielt wird. Außerdem trägt der mit dem Transistor verbundene Deckel auf Grund seiner relativ großen Ab- leitungsfläche maßgeblich zur Kühlung des Transistors bei, so daß gegebenenfalls auf zusätzliche Kühlrippen od. dgl. verzichtet werden kann. Diese erheblichen Vorzüge gegenüber bekannten Befestigungen begründen den beträchtlichen technischen Fortschritt, den die Merkmale der Erfindung bieten, sowie die besondere Eignung der erfindungsgemäßen Befestigung zum Einsatz in Miniaturschaltungen, in denen Transistoren Verwendung finden.
• Die Erfindung wird nunmehr an Hand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigt F i g. 1 eine teilweise im Schnitt gezeigte Teilansicht einer dichten Befestigung eines Transistors innerhalb einer mit einer gedruckten Schaltung versehenen Platte gemäß der vorliegenden Erfindung, F i g. 2 eine ebenfalls teilweise im Schnitt gezeigte Teilansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, F i g. 3 eine Teilansicht, teilweise im Schnitt, einer dichten Befestigung eines Transistors innerhalb einer mit einer gedruckten Schaltung versehenen Platte gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung, F i g. 4 eine Teilansicht, teilweise im Schnitt, einer dichten Befestigung eines Transistors innerhalb einer eine gedruckte Schaltung aufweisenden Platte, entsprechend einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, F i g. 5 eine Draufsicht auf eine Platte mit einer gedruckten Schaltung, bei der ein Transistor entsprechend der Erfindung innerhalb der keramischen Platte durch eine metallische Abdichtung befestigt ist, F i g. 6 eine Ansicht von unten der in F i g. 5 gezeigten Platte und F i g. 7 eine vergrößerte Schnittansicht längs der Linie 7-7 in F i g. 5.
• Die Ansichten in den Zeichnungen sind stark vergrößert gezeigt. Die allen Ausführungsformen gemeinsamen Teile sind eine isolierende Platte 10 aus nichtporösem Material, wie z. B. Keramik, mit einer Ausnehmung 12, in der der Transistor 14 untergebracht ist. Die Anschlußklemmen oder Anschlußdrähte 16 dieses Transistors erstrecken sich durch die Bohrungen 18 im Boden der Ausnehmung nach außen. Die äußere Oberfläche der Platte 10 rund um die Bohrung 18 und auf der Oberseite der Ausnehmung sind, wie dies bei 20 und 22 angegeben ist, metallisiert. Diese Flächen können durch Leitungen mit anderen Schaltelementen verbunden werden. Sie dienen auch als Lötstützpunkt. Das bei 24 dargestellte Lötmetall dichtet die Zuführungen ab, legt den Transistor fest und verbindet die Anschlußdrähte 16 elektrisch mit der Platte 10, so daß dadurch auch der Transistor 14 mechanisch festgehalten wird. Das auf der Fläche 22 angebrachte Lötmetall dient also auch zur Abdichtung der Oberseite der Ausnehmung. Die Ausnehmung 12 hat hier eine zylindrische Form, obwohl auch andere Formen eine zufriedenstellende Verwendung finden können.
• Gemäß F i g. 1 ist die Oberseite der Ausnehmung 12 durch einen metallischen Deckel bzw. eine Abdekkung 26 verschlossen, der bzw. die mit Lötmetall 28 an der metallisierten, beispielsweise versilberten Oberfläche 22 befestigt ist. Diese dichte, metallische Abdeckung ist bei Bauelementen, wie z. B. Kondensatoren, nützlich, die die während des Lötvorganges an das Bauelement abgegebene Wärme aushalten müssen. Der Deckel 26 kann aus einem kreisförmigen Stück Lötmetall bestehen, das erwärmt und eingepreßt wird, um die abdichtende Verbindung mit der versilberten Fläche 22 herzustellen. Wie im nachfolgenden noch ausführlich beschrieben, kann die Ab- deckung 26 mit einer Anschlußklemme des in der Ausnehmung befindlichen Transistors elektrisch leitend verbunden sein, so daß einerseits eine weitere Durchführung 18 durch die Isolierplatte 10 eingespart wird und andererseits eine relativ große Kühlfläche zur Ableitung der bei Betrieb auftretenden Wärme gebildet ist.
• Die erste abgewandelte Ausführungsform in F i g. 2 dient dazu, eine Beschädigung des Transistors 14 durch die beim dichten Verschließen der Ausnehmung 12 auftretende Wärme zu verhindern. Ein Metallring 30 wird um die Innenseite der Ausnehmung 12 lierumgelegt. Die Oberseite des Ringes weist einen Flansch 32 auf, der auf der metallisierten Oberfläche 22 aufliegt und mit Hilfe von Lötmetall mit dieser Fläche verbunden wird, bevor der Transistor 14 in die Ausnehmung 12 eingesetzt wird. Ein metallischer Deckel 36 wird dann auf den Metallring 30 aufgesetzt und unter Verwendung von konzentrischen Schweißelektroden, die in Kontaktberührung mit dem Flansch 32 und dem Deckel 36 stehen, angeschweißt. Andererseits ist es auch möglich, den Deckel 36 und den Flansch 32 zu verzinnen und das Lötmetall durch Widerstandserwärmung zu schmelzen. In jedem Fall wird die Hitze nur für so kurze Zeit angelegt, daß ein etwa eingebauter Transistor keinen Schaden erleiden kann. In dieser Ausführungsform können der Deckel 36 und der Ring 30 aus Nickel bestehen.
• Eine weitere, in F i g. 3 dargestellte Ausführungsform verwendet eine rohrförmige Auskleidung 40 innerhalb der Ausnehmung 12 mit einer Lasche 42, die sich durch eine Bohrung 44 im Boden der Ausnehmung erstreckt. Eine versilberte Fläche 45 umgibt diese Bohrung. Die Oberseite und die Lasche 42 der rohrförmigen Auskleidung 40 werden bei 43 und 46 angelötet. Dann wird der Transistor 14 in die Ausnehmung 12 innerhalb der Auskleidung eingesetzt. Die rohrförmige Auskleidung 40 erstreckt sich oberhalb der Platte 10, so daß sich ein herabhängender Flansch 48 des Deckels 50 über die Seiten dieser Auskleidung erstreckt. Der Deckel 50 wird dann durch Schweißen oder durch Widerstandslötung dadurch befestigt, daß die Elektroden in Kontaktberührung mit dem Deckel und der Lasche 42 angelegt werden.
• Eine hermetische Abdichtung wird durch Verlöten der Anschlußdrähte 16 mit den versilberten Flächen 20 durch Lötmetall 24 erreicht, das die Bohrungen 18 abdichtet. Dieser letzte Arbeitsgang kann in einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt werden, wodurch der Transistor in einer inerten Atmosphäre befestigt wird. Ebenfalls ist bei diesem Arbeitsgang ein vakuumdichtes Einsetzen des Transistors möglich.
• Die dritte, in F i g. 4 gezeigte, abgewandelte Ausführungsform enthält einen Metallring 52, der innerhalb der Ausnehmung 12 eingesetzt ist und durch ein hochschmelzendes Lötmittel 54 mit der metallisierten Oberfläche 22 verlötet ist. Anschließend wird der Transistor innerhalb des Ringes 52 eingesetzt, wobei sich die Anschlußdrähte 16 durch die Bohrungen 18 nach unten erstrecken. Die Oberseite wird mit einem niedrigschmelzenden Lötmittel 56 abgedichtet, d#s zwischen den Metallring 52 und dem Metallgehäuse des Transistors 14 eingelegt wird. Die Unterseite wird ebenfalls durch ein niedrigschmelzendes Lötmittel 24 zwischen den Anschlußdrähten 16 und den metallisierten Flächen 20 zum Verschließen der Bohrungen 18 abgedichtet. Diese Ausführungsforin kann für einen wärmeempfindlichen Transistor verwendet werden. Hierbei wird die äußere Oberfläche der den Transistor umaebenden Hülse oder Kapsel zur Vermeidung eines gesonderten Deckels verwendet.
• F i g. 5 und 6 zeigen, wie eine der oben gezeigten und beschriebenen Befestigungen und Abdichtungen zum Befestigen eines Transistors 58 innerhalb einer isolierenden Platte 60 in der erfindungsgemäßen Weise ausgeführt werden kann, der dadurch an-Ceschlossen und mit anderen Bauelementen verbunden wird. Ein Scheibenkondensator 62 ist auf dem Deckel 59 einer Befestigung für einen solchen Transistor angebracht. Dieser Deckel ist mit einer versilberten Fläche 64 verbunden, so daß also die untere Elektrode des Kondensators 62 mit dieser Fläche verbunden ist. Die andere Elektrode des Kondensators ist durch einen Bandleiter 66 mit einer äußeren Leitung 68 verbunden. Ein Widerstand 70 ist auf der Oberseite der Platte 60 aufgesetzt und mit der metallisierten Fläche 64 verbunden. Ein federnder Bügel 72 -leitet mit seinem einen Schenkel auf dem Widerstandsstreifen 70, während der andere Schenkel auf einem leitenden Streifen 74 auf der Unterseite der Platte 60 entlanggleitet. Es ist erwünscht, eine Ausnehmung 76 in der Kante der Platte vorzusehen, um den Bügel 72 zu schützen. Außerdem ist es von Vorteil, punktförmige Vertiefungen oder Kontaktnippel 78 auf den Schenkeln des Bügels 72 vorzusehen, um eine alatte Oberfläche für das Gleiten des Bügels auf dem Widerstandsstreifen 70 und dem leitenden Streifen 74 zu schaffen. Eine Klemme 80 des Transistors 58 ist über eine leitende Fläche 82 mit einer äußeren Leitung 84 verbunden. Eine andere Klemme 86 des Transistors 58 ist mit dem inneren Ende des leitenden Streifens 74 verbunden, so daß dieser Anschlußdraht elektrisch mit dem Widerstand 70 (über den Bügel 72) und mit einer dritten äußeren Leitung 88 verbunden ist. Die dritte Anschlußklemme 90 des Transistors 58 ist an dem Deckel 59 geerdet und ist damit an der unteren Elektrode des Kondensators 62 und dem Widerstand 70 angeschlossen.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Befestigung eines Transistors innerhalb eines gedruckten Stromkreises in der Ausnehmung einer Isolierplatte, die durch eine metallische Ab- deckung verschlossen ist, wobei zwischen der Isolierplatte und der Abdeckung Abdichtmittel angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,daß die Abdichtmittel (28;34,38;43,46) elektrisch leitend sind und die Abdeckung (26; 36; 50) mit einer metallisierten, rund um die öffnung der Ausnehmung (12) angeordneten Fläche (22), welche einen Teil des gedruckten Stromkreises bildet, verbunden ist.
2. 2. Befestigung nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (12) mit einer den Transistor umgebenden metallischen Auskleidung (30,40,52) versehen ist, die den Transistor vor der bei Abdichtung der Ausnehmung auftretenden Hitze schützt, und welche elektrisch vermittels des Lötmittels (34) mit der metallisierten Fläche der Abdeckung verbunden ist. 3. Befestigung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötabdichtung (38) zwischen dem Deckel (36) und der Auskleidung (30) einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist als die Lötabdichtung (34) zwischen der Auskleidung (30) und der die öffnung der Ausnehmung umgebenden metallisierten Fläche.
3. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1053 050; französische Patentschrift Nr. 1099 888; Funkschau, 1959, H. 16, S. 375.