DE1466310C3 - Abgeschirmte Baugruppe für die elektrische Nachrichten- und Meßtechnik - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Baugruppeneinheit für eine Anlage der elektrischen Nachrichtentechnik mit einer kaschierten, elektrische Bauteile tragenden Leiterplatte; die mit einem abschirmenden metallischen, mit Deckeln HF-dicht abschließbaren Gehäuserahmen versehen ist und bei der rings um die Lötseite der Leiterplatte wenigstens ein schmaler, als Masseanschluß dienender Metallisierungsstreifen verläuft, der mit dem Gehäuserahmen verbunden ist und bei der die Leiterplatte mit der die gedruckten Leiter tragenden Seite nach außen, gegen den Rand des Gehäuserahmens zurückversetzt, in diesen eingesetzt ist und der Metallisierungsstreifen mit der Innenwand des Gehäuserahmens und die Bauteile mit den Leitungszügen der Leiterplatte in einem Zuge tauch- oder schwallgelötet sind, nach Patent 1 276 766.

In der elektrischen Nachrichtentechnik und Meßtechnik besteht sowohl bei Schaltungen, die Hochfrequenz als auch bei solchen, die Niederfrequenzen führen, die Notwendigkeit, eine einwandfreie Abschirmung der Bauteile und Leitungen gegeneinander zu erzielen. Der einfachen Fertigung halber werden die Schaltungen in der gedruckten oder der sogenannten genähten Schaltungstechnik ausgeführt und die bestückten Leiterplatten in einem Abschirmgehäuse untergebracht. Das ganze ist meist als steckbare und flaehe Baueinheit ausgeführt. Bei derartigen Baueinheiten, wie sie beispielsweise durch die britische Patentschrift 798 143 bekannt sind, ergeben sich vielseitige Schwierigkeiten, insbesondere hinsichtlich einwandfreier Befestigung und hochfrequenzdichter Verbindung der Leiterplatte mit dem Gehäuse, weiterhin Schwierigkeiten hinsichtlich der gegenseitigen Abschirmung und der Unterbringung der Bauteile in einem verhältnismäßig engen Abschirmkästchen und ferner hinsichtlich der einfachen Serienherstellung solcher Baugruppen.

Im Hauptpatent ist eine Baueinheit beschrieben, bei der diese Schwierigkeiten größtenteils überwunden sind. Die Baugruppe besteht dabei aus einer kaschierten, elektrische Bauteile tragenden Isolierstöffplatte, die die Leiter trägt und mit einem abschirmenden metallischen Gehäuserahmen versehen ist. Rings um die Leiterplatte ist auf der Lötseite ein schmaler, als Masseanschluß dienender Metallisierungsstreifen vorgesehen, der mir dem Gehäuserahmen verbunden ist. Dabei ist die Leiterplatte mit der die gedruckten Leiter tragenden Seite nach außen gegen den Rand des Gehäuserahmens zurückversetzt in diesen eingesetzt, und der Metallisierungsstreifen ist mit der Innenwand des Gehäuserahmens durch eine ringsum verlaufende, elektrisch dichte Lötnaht verbunden.

.Der Erfindung .liegt: als Aufgabe die Verbesserung dieser Anordnung, insbesondere'hinsichtlich der Verlötung der Leiterplatte mit dem Gehäuserahmen zugrunde.

Diese Aufgabe wird bei einer Baugruppeneinheit für eine Anlage der elektrischen Nachrichtentechnik mit einer kaschierten, elektrische Bauteile tragenden Leiterplatte, die mit einem abschirmenden metallischen, mit Deckeln HF-dicht abschließbaren Gehäuserahmen versehen ist und bei der rings um die Lötseite der Leiterplatte wenigstens ein schmaler, als Masseanschluß dienender Metallisierungsstreifen verläuft, der mit dem Gehäuserahmen verbunden ist und bei der die Leiterplatte mit der die gedruckten Leiter tragenden Seite nach außen, gegen den Rand des Gehäuserahmens zurückversetzt, in diesen eingesetzt ist und der Metallisierungsstreifen mit der Innenwand des Gehäuserahmens und die Bauteile mit den Leitungszügen der Leiterplatte in einem Zuge tauch- oder schwallge-

lötet sind, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die auf beiden Seiten einschließlich der Durchführungen für die Anschlüsse der Bauteile kaschierte Leiterplatte, bei der die Leiterbahnen von der zusammenhängenden als Masse dienenden Kaschierung durch Entfernen, vorzugsweise Herausätzen von dazwischenliegendem Leitschichtmaterial getrennt sind, auch längs ihres Randes mit der Massekaschierung versehen ist.

Es ist vorteilhaft, wenn die Bauteile mit den Leitungszügen der Leiterplatte und der Metallisierungsstreifen mit dem Gehäuserahmen in einem Zuge tauch- oder schwallgelötet sind.

Besonders bei räumlich enger Anordnung der Bauteile und zum Erreichen einer geringen Bauhöhe der Einheit ist es vorteilhaft, daß sich; zwischen den Bauelementen und der Kaschierung auf der Bauteileseite der Platte eine dünne Isolierstoffolie befindet, durch die die Anschlußdrähte der Bauteile hindurchgeführt sind.

Für den meist gegebenen Fall, daß zwischen einzelnen Bauteilen der Baugruppe Abschirmzwischenwände vorgesehen werden müssen, ist es zweckmäßig, diese mit Zapfen zu versehen, die durch Bohrungen in der kaschierten Platte hindurchragen, dort umgebogen oder verdreht sind und mit der Masseleitschicht auf der nach außen zu liegenden Plattenseite (Lötschichtseite) verlötet sind. In diesem Falle ist es auch zweckmäßig, in den Abschirmwänden über spannungsführenden Leitungen, die sich auf der Bauteileseite der Platte befinden, z. B. über Bandleitungen, Ausschnitte vorzusehen, vorzugsweise von der Gestalt und Größe, daß der WeI-lenwiderstand solcher Leitungen nicht gestört wird.

Zur Bildung von Tiefenanschlägen für die Leiterplatte im Gehäuse und zur Halterung der Platte ist es vorteilhaft, die Abschirmwände vorher mit den Gehäusewänden zu verlöten oder entsprechende Zapfen an den Gehäusewänden anzubringen.

Ein derartiger Aufbau der eingangs erwähnten Baugruppen gewährleistet eine einwandfreie Verlötung zwischen dem Rand der Leiterplatte und den Gehäusewänden. Dadurch wird eine stabile Halterung und hochfrequenzdichte Verbindung zwischen Leiterplatte und Gehäusewänden, sowie eine einfache Fertigung der gesamten Baugruppe erreicht, da sich die nur auf einer Seite der Baugruppe befindlichen Lötverbindungen durch einmaliges Schwallöten herstellen lassen. Die zwischen den Bauteilen und der gedruckten Leiterplatte eingefügte Isolierstoffolie hat den Vorteil, daß die Bauteile engstens an die Leiterplatte angelegt werden können, wodurch sich auch bei Verwendung solcher Bauteile, die eine metallische Hülle aufweisen, ein flaeher Aufbau der Baugruppe erzielen läßt.

Außerdem wird dadurch vermieden, daß bei der Bestückung der Einheit mit großer Sorgfalt gearbeitet werden muß. Die beidseits kaschierte Platte bringt viele Vorteile, unter anderem läßt sie den Aufbau von Hochfrequenzbandleitungen zu, die einen definierten Wellenwiderstand aufweisen.

Nachstehend wird die Erfindung an Hand eines durch die F i g. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die F i g. 1 zeigt eine Leiterplatte 1, die, wie an sich bekannt, auf beiden Seiten mit einer Metallisierungsschicht versehen ist. Diese Metallisierungsschicht kann nach irgendeiner der bei gedruckten Schaltungen üblichen Methoden aufgetragen sein. Auch die Durchführungen 3 und insbesondere die Ränder 2 dieser Platte sind mit einem leitenden Überzug versehen. Dadurch wird gewährleistet, daß die Leitungszüge von der einen zur anderen Seite der Platte hindurchgeführt werden können. Besonders wichtig ist dies am Rand der Platte, der ringsum und beidseits mit einer masseführenden Leitschicht versehen ist, die über den Rand der Platte miteinander verbunden ist. . ,· , ^; ·

In der Fi g. 2_:ist die mit Bauteilen bestückte Leiterplatte eingefügt: in ein rahmenförmiges Abschirmgehäuse dargestellt. Das rahmenförmige Gehäuse 7 der Baugruppe ist dabei ohne den oder die zur. vollständig hochfrequenzdichten Abschirmung, notwendigen Dekkel gezeichnet. Die spannungsführenden Leitungen dieser Platte sind von der gemeinsamen, alle Leitungen umgebenden Massekaschierung 12 umgeben, was beispielsweise nach einem der bekannten Verfahren der gedruckten Schaltungen durch Abätzen von Leitermaterial um die spannungsführenden Leitungen erzielt werden kann. Es ist jedoch wenigstens um den Randbereich der Platte eine derartige Massekaschierung vorgesehen. Die Verbindungen der einzelnen Bauteile kann wegen der durchkaschierten Bohrungen beidseits der Leiterplatte vorgenommen werden, während die Lötung der gesamten Einheit nur auf einer Seite, nämlich auf der außenliegenden Unterseite der Platte (Lötseite), z. B. durch Schwallötung oder Tauchlötung, vorgenommen wird. In vorteilhafter Weise können auch Hochfrequenzbandleitungen, die symmetrisch gegen Masse sind, aufgebracht werden. Eine solche Doppelleitung ist mit 13 bezeichnet und die um sie herausgeätzte Metallschicht mit 4. Zur Vermeidung größerer Störungen des Wellenwiderstandes derartiger Bandleitungen sind in gegebenenfalls vorgesehenen Abschirmwänden 8 der Baueinheit Aussparungen 10 vorgesehen. Diese Aussparungen sind so geformt, daß der Wellenwiderstand und die Symmetrie der erwähnten Leitung weitgehend ungestört bleiben. Im vorliegenden Beispiel wird das Feld der Bandleitung nach oben gegen die Abschirmbleche 8 hin gebildet und nach unten gegen den nicht eingezeichneten Gehäusedeckel.

Die rund um die kaschierte Platte verlaufende Massekaschierung läßt sich im gleichen Arbeitsgang mit dem auch die Bauteile mit den Leitungen auf der Platte verbunden werden, mit den Gehäusewänden verbinden. Diese mit 14 angedeutete Verbindung erfolgt am besten durch Schwallötung. Gleichzeitig werden dabei Verbindungen zwischen eventuell sich ergebenden Inseln der Massekaschierung inmitten der Platte und gegebenenfalls vorgesehenen Abschirmwänden dadurch erzielt, daß die Abschirmwände gegen die Platte zu Zapfen 9 aufweisen, die durch entsprechende Bohrungen in der Leiterplatte hindurchgesteckt sind. Die Abschirmwände werden vorteilhaft vor dem Einbringen der Leiterplatte in das Gehäuse mit diesem verlötet. Dadurch wird auf einfachste Weise ein Tiefenanschlag für die Leiterplatte 1 gebildet. Die Zapfen 9 der Abschirmwände können außerdem dazu verwendet werden, um die Platte in ihrer Lage zu fixieren. Dies geschieht dadurch, daß die überstehenden Enden entweder gegen die Platte hin umgebogen werden, oder verdreht werden. Dadurch ergibt sich eine einwandfreie Fixierung der Platte im Gehäuse für die nachfolgende Schwallötung. Sind keine Abschirmwände vorhanden, so kann die Fixierung und Halterung der Platte durch am Gehäuserand angebrachte Zapfen oder ähnliche Hilfsmittel erfolgen.

Meist ist es wünschenswert, daß solche Baugruppen, insbesondere dann, wenn sie steckbar sind, möglichst flach ausgeführt werden. Dies wird aber häufig dadurch verhindert, daß die Bauteile, z. B. Elektrolytkondensa-

toren, Drahtwiderstände usw. nach außen hin nicht besonders isoliert sind und daher mit etwas Abstand von der Leiterplatte montiert werden müssen. Dies bedingt neben größerer Sorgfalt bei der Bestückung auch eine größere Bauhöhe. Zur Vermeidung dieser Schwierigkeit ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung zwischen die Bauteile und die Leiterplatte eine dünne Isolierstoffolie 5 gelegt. Diese Folie sollte an sich auch beständig sein gegen höhere Temperaturen, wie sie beim Lötvorgang auftreten. Es hat sich aber gezeigt, daß auch eine dünne PVC Folie den erwünschten Vorteil bringt. Die Folie wird beim Bestücken der Leiterplatte von den Anschlußdrähten der Bauteile einfach durchstochen, wie in der Darstellung mit 6 angedeutet ist. Die Folie kann jedoch auch vorher mit entsprechenden Durchbrechungen versehen sein.

Die Leiterplatte selbst wird vorteilhaft wenigstens so weit gegen den unteren Rand des Gehäuses 7 zurückgesetzt, daß sich keine Schwierigkeiten hinsichtlich Kurzschlüssen u. dgl. bei Aufsetzen des Deckels auf die Baueinheit ergeben.

Ein Verlöten der Bauteileseite der kaschierten Platte mit dem Gehäuse bzw. den Abschirmwänden, das naturgemäß mit sehr großen Schwierigkeiten verbunden ist, wird durch die Doppelkaschierung der Leiterplatte auf einfachste Art vermieden. Die Randverlötung 14 sichert eine ausgezeichnete und auch für Höchstfrequenz-Baugruppen genügend dichte Verbindung zwischen der Massekaschierung der Leiterplatte und den Abschirm- und Gehäusewänden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Baugruppeneinheit für eine Anlage der elektrischen Nachrichtentechnik mit einer kaschierten, elektrische Bauteile tragenden Leiterplatte, die mit einem abschirmenden metallischen, mit Deckeln HF-dicht abschließbaren Gehäuserahmen versehen ist und bei der ringsum die Lötseite der Leiterplatte wenigstens ein schmaler, als Masseanschluß dienender Metallisierungsstreifen verläuft, der mit dem Gehäuserahmen verbunden ist, und bei der die Leiterplatte mit der die gedruckten Leiter tragenden Seite nach außen, gegen den Rand des Gehäuserahmens zurückversetzt, in diesen eingesetzt ist und der Metallisierungsstreifen mit der Innenwand des Gehäuserahmens und die Bauteile mit den Leitungszügen der Leiterplatte in einem Zuge tauch- oder schwallgelötet sind, nach Patent 1276 766, dadurch'gekennzeichnet, daß die auf beiden Seiten einschließlich der Durchführungen (3) für die Anschlüsse der Bauteile kaschierte Leiterplatte (1), bei der die Leiterbahnen von der zusammenhängenden als Masse dienenden Kaschierung (12) durch Entfernen, vorzugsweise Herausätzen von dazwischenliegendem Leitschichtmaterial getrennt sind, auch längs ihres Randes (2) mit der Massekaschierung versehen ist. .

2. Baugruppeneinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile mit den Leitungszügen der Leiterplatte und der Metallisierungsstreifen mit dem Gehäuserahmen in einem Zuge tauch- oder schwallgelötet sind.

3. Baugruppeneinheit nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen den Bauelementen und der Kaschierung auf der Bauteileseite der Platte eine dünne Isolierstoffo-He befindet, durch die die Anschlußdrähte der Bauteile hindurchgeführt sind.

4. Baugruppeneinheit nach einem der Ansprüche 1. oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmzwischenwände mit Zapfen versehen sind, die durch Bohrungen in der kaschierten Platte hindurchragen, dort umgebogen oder verdreht sind und mit der Masseleitschicht auf der nach außen zu liegenden Plattenseite (Lötschichtseite) verlötet sind.

5. Baugruppeneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmwände über spannungsführenden Leitungen, die sich auf der Bauteileseite der Platte befinden, z. B. über Bandleitungen, Ausschnitte aufweisen, vorzugsweise von der Gestalt und Größe, daß der Wellenwiderstand solcher Leitungen nicht gestört wird.

6. Baugruppeneinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte in Höhe des unteren Gehäuserandes angebracht ist, wobei die vorher mit den Gehäusewänden verlöteten Abschirmzwischenwände oder entsprechende Zapfen an den Gehäusewänden als Tiefenanschlag dienen.