DE1930067U

DE1930067U - Einheitsbaustein mit anordnung elektronischer schaltelemente.

Info

Publication number: DE1930067U
Application number: DEST18707U
Authority: DE
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1964-05-27
Filing date: 1965-05-26
Publication date: 1965-12-30
Also published as: BE664486A; US3348101A; NL6506678A

Description

Ä.273 087*26.5. B5

STAEDAED ELEKTEIK LOEIlZ AS.

Stuttgart-Zuffenhaüsen
Hellmuth-Hirth-Str. 42

ISE/Eeg. 3149

R.E.Klein - J. Gammon 2-1

Einheitsbaustein mit elektronischen Bauelementen.

Die Priorität der Anmeldung Ir. 370 480 vom 27. Mai 1964 in den USA wird in Anspruch genommen.

Die !Teuerung betrifft die Anordnung elektronischer Schaltelemente in Einheitsbausteinen.

Einheitsbausteine sind Vorrichtungen zum. Zusammenbau, elektrischer Sehaltelemente auf sehr kleinem Saum. Üblicherweise werden diese Einheiten aus einem Paar, im Abstand voneinander angeordneter, gedruckter Schaltplatten hergestellt. Zwischen den Platten werden elektronische Sehaltelemente dadurch aufgehängt, dass jede ihrer zwei Elektroden an einer der beiden Platten angelötet ist.

In erster Linie wird diese Einheitsbauweise verwendet, wenn Grosse und Gewicht einer elektronischen Vorrichtung verringert werden müssen. Dabei tritt jedoch der- laehteil auf, dass sich die YiFärme staut, welche von den vielen, auf engem Raum zusammengeballten Schaltelementen erzeugt wird, Ausserdem eignen sich diese Einheiten nicht immer für eine Vielzahl von Konstruktionstypen.

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Die Sehaltelemente können lang oder kurz, dick oder dünn, rund oder viereckig sein. Ausserdem erzeugen manche lärme, andere dagegen sind wärmeempfindlich.. Einige verwenden integrierte Schaltkreise, andere dünne Filme und wieder andere müssen abstimmbar sein.

Daher ist es offensichtlich, dass sich Einheitstausteine nicht immer für eine wirtschaftliche Konstruktion bei der Verwendung von Techniken der Massenproduktion eignen.

Demgemäss ist es eine Aufgabe der leuerung., neue- und verbesserte Einheitsbausteine zu schaffen, die mit einer guten Wärmeableitung zu versehen sind. Desweiteren müssen sich die Einheitsbausteine trotz der Yielfalt der verwendeten Schaltelemente für eine einfache und wirtschaftliche Konstruktion eignen. In diesem Zusammenhang ergibt sich die Aufgabe, genormte Bauteile zu schaffen, die allen Möglichkeiten entsprechend zusammengebaut werden können, sodass Bausteine üblicher Abmessungen bei Massenproduktionskosten entstehen.

Schliesslich ist es Aufgabe der leuerung, eine. Einheit - aus genormten Bauteilen zu schaffen, die so gebaut werden kann, dass sie einerseits die Forderung nach geringen Kosten für zivile Zwecke und andererseits die strengen Forderungen der Militär- und Weltraumbehörden erfüllen.

Ueuerungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass ein- Paar gedruckte Schaltungen, deren Ränder eingekerbt sind, im. Abstand voneinander parallel haltendes, wärmeableitendes Abstandsstück, bei dem mindestens auf einer Seite elektrische Sehaltelemente dadurch angebracht sind, dass ihre Anschlüsse in die Einkerbungen eingelegt sind, vorgesehen ist.

Gemäss einer Ausbildung der Neuerung sind die Schaltelemente senkrecht zu den gedruckten Schaltungen und im wesentlichen zueinander parallel angebracht.

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Gemäss #iner weiteren Ausbildung der Neuerung führen wenigstens einige der Schaltelemente durch das Abstandsstück hindurch.

Gemäss einer weiteren Ausbildung der feuerung ist der Sand der öffnung im Abstandsstück, durch die das Sehaltelement hindurchführt, hülsenfÖrmig ausgezogen.

Gemäss einer weiteren Ausbildung der Neuerung ist ein isolierendes Glied, das eine gedruckte Schaltung trägt, und mit einer Vielzahl von Löchern versehen ist, durch welche die Anschlüsse der Schaltelemente geführt werden und an die gedruckte Schaltung elektrisch angeschlossen sind, mit dem Einheitsbaustein verbunden.

Gemäss einer weiteren Ausbildung der Neuerung weist das wärmeleitende Abstandsstück kammartigen Querschnitt auf, dessen Kammerwände die eingesetzten Sehaltelemente teilweise umgeben, um Wärme von ihnen abzuleiten.

Gemäss einer weiteren Ausbildung der feuerung besitzt das wärmeableitende Abstandsstück Vorrichtungen zur Befestigung eines zusätzlichen Wärmeableitungsgliedes.

Gemäss einer weiteren- Ausbildung der. Neuerung ist das wärmeableitende Abstandsstück mit hochstehenden Ansätzen zur Befestigung eines zusätzlichen Wärmeableitungsgliedes versehen.

Gemäss einer weiteren Ausbildung der Neuerung, ist- das wärmeableitende Abstandsstück mit einem Gewindeansatz zur Befestigung eines zusätzlichen Wärme able'iinmgs glied es versehen-,

Durch die vorliegende Ausführung des linheitsbausteines werden verschiedene Vorteile erreicht. Durch die Anordnung eines wärmeableitenden Anstandsstückes"wird eine gute Kühlung der Schaltelemente erreicht. Für die verschiedenen Arten der Schaltelemente stehen Abstandsstüeke mit verschiedenen Querschnitten

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zur Verfügung, die den Formen der transistoren, Widerstände usw. angepasst sind und damit die Wärmeableitung weiter verbessern oder die Anbringung eines zusätzlichen Wärmeableitungsgliedes gestatten. Durch die Formung der Abmessungen, der Abstandsstüeke kann eine grosse Vielfalt von Einheitsbausteinen mit gleichen äusseren Massen hergestellt und falls erforderlich, mit einem entsprechenden Gehäuse versehen werden. Die einfache Konstruktion gestattet eine rationelle Fertigung.

Die Neuerung wird anhand von Zeichnungen beschrieben, In den Zeichnungen zeigtϊ

!ig. 1 einen Einheitsbaustein in Einzelteile zerlegt,

Fig. 2 einen Einheitsbaustein in zusammengebautem Zustand,

ab

Fig. 3 Beispiele von Querschnitten des wärmeleitenden Abstandsstückes,

Fig. 4 perspektivische Ansichten der wärmeleitenden

Abstand.sstücke mit den Querschnitten der Fig.3?

Fig. 5 einen vollständigen Einheitsbaustein, der mit einem Gehäuse versehen ist.

Die Darstellung der Fig. 1 zeigt die. Hauptbestandteile der Einheit. Sie bestehen aus einem Paar, parallel im Abstand voneinander angeordneter, gedruckter Schaltungen 50 und 51 und einem warm.ep.eitenden Abstandsstück 52. An dem oberen und unteren Rand des Abstandsstückes 52 ist eine Anzahl Zapfen 53 ausgebildet.

Sie werden von Bohrungen 54 in den gedruckten Schaltungen aufgenommen.Die gedruckten Schaltungen werden über den Zapfen angeordnet, die dann breitgedruckt werden, so dass eine mechanisch sichere und feste Anordnung entsteht, in der die gedruckten Schaltungen durch das Abstandsstück parallel im Abstand voneinander gehalten werden. Fast jedes Material mit guter Wärmeleitfähigkeit kann zur Herstellung des Abstandsstückes verwendet werden.

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In einem Ausführungsbeispiel wird eine 1,3 mm (0,05 inch) dicke Aluminiumplatte verwendet. Das Material -muss über folgende Eigenschaften verfugen: geringes. Gewicht,., gute Leitfähigkeit, gute Abschirmfähigkeit, hohe "Verdampf ungs-Temperätur bei Unterdrücken und dass es in genormten Abmessungen leicht verfügbar ist.

Die Ränder der gedruckten Schaltungen sind bei 55 eingekerbt, jede Einkerbung nimmt den Anschluss eines Schaltelementes auf und hält ihn in seiner Lage. Zum Beispiel hat das Schaltelement 56, das ein Widerstand, Kondensator oder dergleichen sein kann, einen oberen und einen unteren Anschlussdraht 57 und 58, die in die entsprechenden Sinkerbungen 59 und 60 passen. Wenn die Sehaltelemente in Stellung gebracht worden sind, werden sie angelötet, angeschweisst oder sonst irgendwie mit den gedruckten Schaltungen 50 und 51 nach irgendeinem bekannten Verfahren verbunden.

Die Schaltelemente sollten so befestigt werden, dass sie sieh

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so dieht wie möglich an dem wärmeleitenden Abstandsstück 52 befinden. Mitunter ist es besser, die Schaltelemente in eine Bohrung des Abstandsstückes zu stecken, um die ¥ärme wirksamer abzuleiten. Zum Beispiel nimmt die Bohrung 63 das Oberteil des Transistors 65 auf. loch besser wird die Wärme abgeleitet, wenn der Sand der Bohrung wie bei 66 hülsenförmig ausgebildet ist, sodass ein massives, metallenes Wärmeableittingsglied gebildet wird.

Nachdem die Schaltelemente dem Abstandsstück benachbart oder in ihm in Stellung gebracht worden sind, werden die Anschlüsse so gebogen, dass sie in entsprechende Einkerbungen der gedruckten Schaltungen passen. Zum Beispiel kann eine-Anschlussleitung ^^es Transistors 65 in die Einkerbung 67 und die beiden anderen in die Einkerbungen 68 eingepasst werden.

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Dadurch wird nicht nur eine einfache und billige Anordnung geschaffen, sondern die Schaltelemente können bei Wartungsarbeiten auch leicht und billig ersetzt werden. Das Montageverfahren für die Einheitsbausteine kann sich gemäss verschiedener Schaltungserfordernisse ändern. In einem Ausführungsbeispiel ist ein biegsames Bandkabel 70 zur Aufnahme der Schaltelemente mit einer Anzahl- löchern 71 versehen. Der Anschluss 58 führt daher durch die Öffnung 71 und alle anderen Anschlüsse führen durch' ähnliehe Öffnungen. Auf diese Weise wird der Einheitsbaustein ein fester Seil des Bandkabels. Natürlich ist dieser bestimmte Kabeltyp bei der Konstruktion nur beispielhaft, ebenso können gedruckte Schaltungen, Verbindungen oder sonstige geeignete Anordnungen vorgesehen sein.

lach der Herstellung sieht der ganze Sinheitsbaustein wie in lig. 2 dargestellt aus. Da beliebige Schaltelemente verwendet werden können, ist in der Zeichnung ein rechteckiges Bauteil 73 dargestellt, das ein integrierter Halbleiterschaltkreis oder eine Dünnfilm-Schaltung sein kann, während das zylindrische Bauelement 74 einen Widerstand, einen Kondensator oder eine Diode und 75 einen Transistor darstellt. Das Abstandsstück 52 steht um das Mass füber die gedruckten Schaltungen 50 und 51 hervor, sodass Schienen gebildet werden, die in !Führungen 76 und 77 im G-ehäuse 78 passen. Die Binheit kann mit den Rändern des Abstandsstückes in den Führungen 76 und 77 gleitend in das G-ehäuse 78 geschoben werden. Die Führungen 76 und 77 halten nicht nur die Binheit in ihrer Stellung, sondern sie bilden auch ein weiteres Wärmeableitungsglied, dass die von den Schaltelementen erzeugte Wärme ableitet. Auch können die Führungen 76 und 77 aus je zwei Schienten bestehen, zwischen denen der Teil t des Abstandsgliedes eingeklemmt ist. Ein Kriterium bei der Auswahl der verwendeten Torrichtung ist die Kaltschweiss-Wirkung der Metalle. Auch sollte das G-ehäuse 78 eine gute elektrische leitfähigkeit haben, so dass der Einheitsbaustein abgeschirmt wird.

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natürlich müssen geeignete Vorsiehtsmassnahmen getroffen werden, damit ein Kurzschluss der Schaltungen durch das Gehäuse ausgeschlossen ist.

G-emäss der Neuerung sind eine Anzahl wärmeableitender Abstandsstücke mit verschiedenen Querschnitten vorgesehen.» Auf diese Weise kann die Wirtschaftlichkeit der Massenproduktion dadurch ausgenützt werden, dass nur ein Abstandsstück im Hormalforjnat ausgewählt werden muss. Solche Pormate, die. sieh als die zweekmässigsten erwiesen haften, sind im Querschnitt in Pig. 3 und perspektivisch in lig. 4 dargestellt. Einige, wie z.B. 52 haften eine allgemeine Verwendung und passen als Halterung für alle Arten von Schaltelementen. Abstandsstück 80 ist eine Halterung für rechteckige Schaltelemente 81. Bestehen diese aus einer Dünnfilmschaltung oder aus einem integrierten Schaltkreis, sollten sie in enger Berührung mit dem wärmeaftleitenden Abstandsstück stehen. Abstandsstück 82 ist mit einzelnen, getrennten Halterungsabschnitten versehen, welche die Schaltelemente 83 teilweise umgeben und die Wärme -von ihnen ableiten. Das wärmeableitende Abstandsstück 84 hat zwei oder mehr hervorstehende Ansätze 85 und 86 zur Aufnahme von Bolzen, um so ein zusätzliches massives Wärmeableitungsglied daran zu befestigen. Das wärmeableitende Abstandsstück 87 hat einen, mit einem Gewinde versehenen Ansatz 89, auf den ein massives, metallenes Wärmeableitungsglied geschraubt'werden kann. So. können wenige genormte Teilstücke auf übliche Weise zu Einheiten mit gängigen. Abmessungen bei Massenproduktionskosten zusammengesetzt werden.

Besonders bei der Verwendung in einer ungünstigen Umgebung kann der Einheitsbaustein mit einem Gehäuse versehen werden, wie es durch die gestrich\elten Flächen der lig. 5 dargestellt ist. Wenn das Gehäuse in Verbindung mit dem wärmeableitenden Abstandsglied 82 angebracht wird, ergibt sich eine besonders solide Bauweise.

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Bei einer Anzahl von Ausführungsbeispielen variieren die Abmessungen der Einheiten von?

1 = 21,59 mm (0,85")? W =5,33 mm (0,21«)? H = 6,35 mm (0,25") Ms I₁ = 2-5*£ mm (1^H); W = 6,35 mm (0,25") j H = 12,7 mm (0,50«). ' "

Die Gewichte variieren von 7,0 bis 7,5 g. Natürlich sind andere Abmessungen und Gewichte möglich.

9 Schutzansprüche

4 Bl.Zeichnungen mit 5 Mg·

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Claims

.273087*26.5.65 ISE/Reg. 3149 - 9 - Schutzansprüche s

1. Einheitstaustein mit enger Packung von Schaltelementen, dadi}ueh gekennzeichnet, dass ein, ein Paar gedruckte Schaltungen (50,51) deren Ränder eingekerbt sind (59,60), im Abstand voneinander parallel haltendes, wärmeableitendes Abstandsstück (52) bei dem mindestens auf einer Seite elektrische Schaltelemente (56) dadurch angebracht sind, dass ihre Anschlüsse (57,58) in die Einkerbungen eingelegt sind, vorgesehen ist.

2. Einheitsbaustein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente (56) senkrecht zu den gedruckten Schaltungen(50,51) und im wesentlichen zueinander parallel angebracht sind.

3. Einheitsbaustein nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einige der Schaltelemente (65) durch das Abstandsstück (52) hindurchführen.

4ο Einheitsbaustein nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Rand der Öffnung im Abstandsstück (52) durch die das Schaltelement hindurchführt, hülsenförmig ausgezogen isty (66).

5. Einheitsbaustein nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein isolierendes Glied (70), das eine gedruckte Schaltung trägt und mit einer Vielzahl von Löchern (71) versehen ist, durch welche die Anschlüsse (58) der Sehaltelemente (56) geführt werden und an die gedruckte Schaltung elektrisch angeschlossen sind, mit dem Einheitsbaustein verbunden ist.

6. Einheitsbaustein nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeleitende Abstandsstück (82) kammartigen

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Querschnitt aufweist, dessen Kammerwände die eingesetzten Schaltelemente (83) teilweise umgeben, um Wärme von ihnen abzuleiten.

7. IDinheitsbaustein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeableitende Abstandsstück (84»87) Vorrichtungen zur Befestigung eines zusätzlichen Wärmeableitungsgliedes besitzt.

8. Einheitsbaustein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeableitende Abstandsstück (84) mit hochstehenden Ansätzen (85,86) zur Befestigung eines zusätzlichen
Wärmeableitungsgliedes versehen ist.

9. Einheitsbaustein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das wärmeableitende Abstandsstück (87) mit einem
Gewindeansatz (89) zur Befestigung eines zusätzlichen
Wärmeableitungsgliedes versehen ist.