DE19637800C1

DE19637800C1 - Kabelverstärker

Info

Publication number: DE19637800C1
Application number: DE19637800A
Authority: DE
Inventors: Guenter Dipl Ing Leicht
Original assignee: Temic Telefunken Microelectronic GmbH
Current assignee: Alcatel Lucent SAS
Priority date: 1996-09-17
Filing date: 1996-09-17
Publication date: 1997-09-04
Anticipated expiration: 2016-09-18
Also published as: WO1998012906A1

Description

Kabelverstärker werden (wie beispielsweise in der DE 27 53 914 A1 beschrieben) zur Signalverstärkung von mittels Leitungen übertragenen elektrischen Signa len eingesetzt, beispielsweise im Kabel-Fernseh-Bereich zur Verstärkung von mittels Koax-Leitungen übertragenen Fernsehsignalen.

Kabelverstärker bestehen in der Regel aus einer auf einem geeigneten Träger körper (beispielsweise einem Keramikträger) aufgebrachten, als Verstärker schaltung mit passiven und aktiven Halbleiterbauelementen ausgebildeten Schaltungsanordnung, aus einem Kühlkörper, auf dem der Trägerkörper der Verstärkerschaltung zur Abführung der Verlustleistung der Halbleiterbauele mente der Verstärkerschaltung angeordnet ist, und aus einer auf der Verstär kerschaltung aufgebrachten zum Schutz der Verstärkerschaltung dienenden Abdeckhaube, insbesondere zum Schutz der Halbleiterbauelemente der Ver stärkerschaltung vor Berührung. Der Kabelverstärker kann weiterhin Vorrich tungen zur mechanischen und/oder elektrischen Verbindung (Kontaktierung) mit weiteren Schaltungsteilen oder Baugruppen aufweisen.

Aus der DE 38 37 974 C2 ist ein elektronisches Zündsteuergerät bekannt, bei dem auf der Oberseite eines auf einem Kühlkörper aufgebrachten Trägerkör pers mit geringerer Länge als der Kühlkörper eine Schaltungsanordnung ange ordnet ist; ferner ist ein die Schaltungsanordnung bedeckender und mit dem Kühlkörper mechanisch verbundener Deckel vorgesehen.

Beim Herstellungsprozeß von Kabelverstärkern wird üblicherweise der Träger körper der Verstärkerschaltung in gutem Wärmekontakt auf den Kühlkörper aufgebracht (beispielsweise mittels Weichlot aufgelötet) und die Abdeckhaube mit der Unterseite des Trägerkörpers und der Oberseite des Kühlkörpers ver klebt. Nachteilig hierbei ist, daß dieser Herstellungsprozeß nicht automatisier bar, aufwendig und daher kostenintensiv ist.

In der US 5,043,845 wird eine CCD-Sensoranordnung beschrieben, bei der ein die CCD-Elemente umschließender Rahmen mittels zweier Schrauben mit einer Leiterplatte und einem Kühlkörper verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kabelverstärker gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 anzugeben, der vorteilhafte Eigenschaften, insbesondere bzgl. des Herstellungsprozesses, der Kosten und der Stabilität aufweist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Beim vorgestellten Kabelverstärker weist die Abdeckhaube mindestens drei an ihrer Unterseite angebrachten Verbindungselemente (Verbindungsstifte) und der Kühlkörper auf seiner Oberseite eine der Zahl der Vebindungselemente (Verbindungsstifte) entsprechende Anzahl an korrespondierenden Vertiefun gen auf, in die die Verbindungselemente (Verbindungsstifte) der Abdeckhaube bei der Verbindung von Abdeckhaube und Kühlkörper eingefügt werden. An zahl, Anordnung (Position) und Dimensionen der Verbindungselemente (Ver bindungsstifte) der Abdeckhaube und der korrespondierenden Vertiefungen im Kühlkörper können je nach den gewünschten bzw. geforderten Eigenschaf ten des Kabelverstärkers gewählt werden, insbesondere hinsichtlich der Ge sichtspunkte Einfachheit der Anordnung, Stabilität der Verbindung zwischen Abdeckhaube und Kühlkörper, Abzugskraft (die für das Abziehen der Abdeck haube vom Kühlkörper benötigte Kraft), Aufwand für das Anbringen der Ver bindungselemente (Verbindungsstifte) an die Abdeckhaube bzw. der Vertie fungen in den Kühlkörper, und anfallende Kosten; jedoch sollte zur Gewährlei stung einer ausreichenden Abzugskraft bzw. Stabilität der Anordnung die Ab deckhaube mindestens drei Verbindungselemente (Verbindungsstifte) bzw. der Kühlkörper mindestens drei korrespondierende Vertiefungen aufweisen, wobei aus Symmetriegründen eine gerade Anzahl an Verbindungselementen (Verbindungsstiften) bzw. Vertiefungen vorteilhaft ist, von denen jeweils die Hälfte in einem seitlichen Randbereich von Abdeckhaube bzw. Kühlkörper be abstandet zueinander angeordnet ist.

Vorzugsweise weist die Abdeckhaube vier Verbindungselemente (Verbindungs stifte) und der Kühlkörper dementsprechend vier korrespondierende Vertie fungen auf, von denen jeweils zwei im Randbereich der Unterseite der Abdeck haube bzw. der Oberseite des Kühlkörpers in geringem Abstand beabstandet zueinander angeordnet sind. Vorzugsweise ist die Abdeckhaube als Kunststoff teil ausgebildet und weist an ihrer Unterseite als Kunststoffzapfen ausgebilde te Verbindungsstifte auf; die Abdeckhaube kann dann als Spritzgußteil einstückig gefertigt werden, wobei die Kunststoffzapfen auf der Unterseite der Ab deckhaube herausragen.

Der vorgestellte Kabelverstärker vereinigt mehrere Vorteile in sich:

- Es ist eine stabile Verbindung zwischen der Abdeckhaube und dem Kühlkör per gegeben, so daß eine hohe Abzugskraft gewährleistet ist und ein "Wip pen" der Abdeckhaube auf dem Kühlkörper vermieden wird.
- Der Kabelverstärker weist einen einfachen Aufbau auf; er kann mit gerin gem Aufwand in einem automatisierten Herstellungsprozeß mit geringen Kosten gefertigt werden.
- Die Verbindung zwischen Abdeckhaube und Kühlkörper kann auf einfache Weise realisiert werden und ist beim Endprodukt (beim zusammengesetzten Kabelverstärker) nicht sichtbar.

Weiterhin soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels mit Hilfe der Zeichnung beschrieben werden, wobei in den Fig. 1 und 2 eine perspekti vische Ansicht (Fig. 1: Explosionszeichnung; Fig. 2: Zusammengesetzter Kabel verstärker) eines Kabelverstärkers für Kabelfernsehanwendungen (Kabel-TV) dargestellt ist.

Die Schaltungsanordnung 20 der Verstärkerschaltung zur Verstärkung des HF-Eingangssignals (Trägerfrequenz bsp. 750 MHz) enthält passive Halbleiterbauele mente (Widerstände, Kondensatoren) und aktive Halbleiterbauelemente (bsp. 4 Transistoren zur Signalverarbeitung und 2 Übertrager zur elektrischen Ent kopplung des Eingangssignals vom Ausgangssignal), die durch Leiterbahnen miteinander verbunden sind.

Die Schaltungsanordnung 20 der Verstärkerschaltung ist auf die Oberseite 21 ei nes keramischen Trägerkörpers 2 bsp. aus Aluminiumoxid (Al₂O₃) mit den Ma ßen 26 mm × 11 mm × 0,63 mm aufgebracht. An einer der beiden Längsseiten 23 des Trägerkörpers 2 sind mit Leiterbahnen bzw. Halbleiterbauelementen der Schaltungsordnung 20 verbundene Anschlußbeinchen 24 (bsp. 7 Anschluß beinchen) angebracht, mittels denen der zusammengesetzte Kabelverstärker in eine Leiterplatte o. ä. eingesteckt werden kann (s. Fig. 2), und an denen der Verstärkerschaltung das Eingangssignal zugeführt und das Ausgangssignal der Verstärkerschaltung abgenommen werden kann.

Die Unterseite 22 des Trägerkörpers 2 ist auf die Oberseite 31 des Kühlkörpers 3 (bsp. mit den Maßen 40 mm × 7 mm × 12 mm) mittig aufgebracht (beispiels weise mittels Weichlot aufgelötet), so daß die beiden von den beiden Stirnsei ten 32 des Kühlkörpers 3 ausgehenden Randbereiche 33, 36 nicht vom Träger körper 2 bedeckt werden. In diesen beiden Randbereichen 33, 36 sind auf der Oberseite 31 des Kühlkörpers 3 jeweils zwei als Bohrungen ausgebildete Vertie fungen 34 vorgesehen (Durchmesser bsp. 2 mm, Tiefe bsp. 4 mm, Abstand bsp. 30 mm); weiterhin weist jeder Randbereich 33, 36 eine durch den Kühlkörper 3 hindurchgehende Durchgangsöffnung 35 auf, mittels denen der Kabelverstär ker beispielsweise mittels Schrauben auf einer geeigneten Unterlage mecha nisch befestigt werden kann.

Die beispielsweise als Kunststoffspritzteil mit den Maßen 27 mm × 14 mm × 9 mm ausgebildete Abdeckhaube 1 weist am unteren Rand 12 der beiden Stirn seiten 11 jeweils einen Vorsprung 13 auf, an dessen Unterseite 14 jeweils zwei als Kunststoffzapfen ausgebildete Verbindungselemente 15, beispielsweise mit einem Durchmesser von 2 mm, hervorstehen. Die Abdeckhaube 1 wird auf den Kühlkörper 3 bzw. den Trägerkörper 2 aufgesetzt und mittels der in die Boh rungen 34 eingefügten Kunststoffzapfen 15 mit dem Kühlkörper 3 formschlüs sig und mechanisch fest verbunden.

Beispielsweise ist bei einem derartigen Kabelverstärker eine Abzugskraft von ca. 100 N gegeben, wobei je nach Anzahl und Größe der Vertiefungen 34 im Kühlkörper 3 bzw. der korrespondierenden Verbindungselemente 15 der Ab deckhaube 1 andere Werte der Abzugskraft erreicht werden können.

Claims

1. Kabelverstärker mit

- einem Trägerkörper (2), auf dessen Oberseite (21) eine als Verstärkerschal tung ausgebildete Schaltungsanordnung (20) angeordnet ist.
- einem Kühlkörper (3), auf dessen Oberseite (31) die Unterseite (22) des Trä gerkörpers (2) aufgebracht ist, und
- einer die Schaltungsordnung (20) bedecken den und mit dem Kühlkörper (3) mechanisch verbundenen Abdeckhaube (1),
dadurch gekennzeichnet,
- daß der Kühlkörper (3) eine größere Länge als der Trägerkörper (2) aufweist, so daß die Oberseite (31) des Kühlkörpers (3) in den beiden sich von den Stirnseiten (32) des Kühlkörpers (3) erstreckenden Randbereichen (33, 36) nicht vom Trägerkörper (2) bedeckt ist,
- daß in den einen Randbereich (33) in die Oberfläche (31) des Kühlkörpers (3) mindestens eine Vertiefung (34) eingebracht ist und in den anderen Rand bereich (36) in die Oberfläche (31) des Kühlkörpers (3) mindestens zwei Ver tiefungen (34) eingebracht sind, und
- daß die Abdeckhaube (1) eine der Zahl der Vertiefungen (34) entsprechende Anzahl an Verbindungselementen (15) aufweist, die an ihrer Unterseite (12) überstehen und die beim Verbinden von Abdeckhaube (1) und Kühlkörper (3) formschlüssig in die Vertiefungen (34) des Kühlkörpers (3) einfügbar sind.

2. Kabelverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeck haube (1) vier Verbindungselemente (15) und der Kühlkörper (3) vier Vertiefun gen (34) aufweist, und daß jeweils zwei Vertiefungen (34) in den beiden Rand bereichen (33, 36) auf der Oberseite (31) des Kühlkörpers (3) beabstandet zuein ander angeordnet sind.

3. Kabelverstärker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungselemente (15) als Verbindungsstifte ausgebildet sind.

4. Kabelverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckhaube (1) aus Kunststoff besteht, und daß die Verbindungsstifte (15) als Kunststoffzapfen ausgebildet sind.

5. Kabelverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (34) als Bohrungen mit kreisförmigem Querschnitt ausge bildet sind.

6. Kabelverstärker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den beiden Stirnseiten (11) der Abdeckhaube (1) jeweils eine Erhebung (13) vorgesehen ist, an deren Unterseite (14) die Verbindungselemente (15) an gebracht sind.