-
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.