DE19902240A1

DE19902240A1 - Schaltungsanordnung

Info

Publication number: DE19902240A1
Application number: DE19902240A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Lucas; Frank Schatz; Heinz Eisenschmid; Andreas Kugler; Juergen Seiz; Achim Dieterich
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1999-01-21
Filing date: 1999-01-21
Publication date: 2000-07-27
Also published as: US7109820B1; GB0001344D0; JP2000223912A; GB2349512A; GB2349512B

Abstract

Schaltungsanordnung mit einem Kontaktelement, das mittels zweier Kontaktstellen elektrisch einen Hohlleiter (1) mit einem Streifenleiter (2) verbindet. Zur Vermeidung mechanischer Spannungen infolge thermischer Dehnungen ist das Kontaktelement als präzise, mit reproduzierbaren Eigenschaften herstellbare, vorgefertigte Biegefeder ausgebildet, die an einer der Kontaktstellen mittels eines elektrisch leitenden Klebers am Hohlleiter (1) oder am Streifenleiter (2) befestigt ist, während als zweite Kontaktstelle ein Gleitkontakt vorgesehen ist, wobei die Biegefeder vorgespannt ist.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht von der Gattung aus, wie im unabhängigen Anspruch 1 angegeben.

Bei Höchstfrequenzschaltungen für den Frequenzbereich über 50 GHz werden bei Übergängen von Hohlleitern auf Streifenleiterschaltungsteile sogenannte Stufentransformatoren angewendet, deren Geometrie im Wesentlichen durch die Wellenlänge der eingesetzten Frequenzen bestimmt wird.

In der Regel ist eine elektrische Verbindung der letzten Stufe des Stufentransformators zur Streifenleiterschaltungsanordnung erforderlich. Diese Verbindung wird beispielsweise durch leitend geklebte Goldbändchen realisiert, wobei diese Bändchen entweder über Eck oder auf der Unterseite der letzten Stufe angebracht werden. Diese Herstellungsweise ist sehr aufwendig. Außerdem ist die elektrische Verbindung durch mögliche Relativbewegungen infolge unterschiedlicher thermischer Dehnungen vom metallischen Hohlleiter und dielektrischen Streifenleitersubstrat stark mechanisch belastet.

Vorteile der Erfindung

Der Anmeldungsgegenstand mit den Merkmalen des Anspruches 1 hat folgenden Vorteil:
Er lässt sich leicht herstellen. Unterschiedliche thermische Dehnungen werden gut ausgeglichen.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben, deren Merkmale auch, soweit sinnvoll, miteinander kombiniert werden können.

Der Gleitkontakt kann sich bei Relativbewegungen (verursacht beispielsweise durch unterschiedliche thermische Dehnungen) der beteiligten Bauelemente mitbewegen, ohne unzulässig hoch mechanisch beansprucht zu werden. Die Bewegung wird durch die Biegefeder selbst und/oder durch den vorgespannten Gleitkontakt annähernd belastungsfrei ausgeglichen.

Relativbewegungen der Bauteile werden möglich ohne Kontaktabriss. Der Kontaktübergang ist reproduzierbar und nicht von Bondformen und -prozessen abhängig; damit wird auch die elektrische Anpassung zwischen Hohlleiter und Streifenleiter reproduzierbar.

Für Anwendungen in der Höchstfrequenztechnik ist die Biegefeder besonders klein (Länge ca. 100 bis 200 µm, Dicke ca. 50 µm) und mit sehr hoher Genauigkeit zu gestalten, insbesondere als sog MIGA-Biegefeder (MIGA = Mikro-Galvanik). Dabei eignen sich zur Herstellung der Biegefeder die UV-Tiefenlithografie oder vergleichbare Verfahren zur Strukturierung von Polymeren in Verbindung mit Mehrlagenmikrogalvanik. Laserbearbeitung oder Präzisions-Feinstanzen können ebenfalls geeignet sein.

Damit ergeben sich einfache, aber präzise Herstellungsmöglichkeiten für die Biegefeder. Mit der UV- Tiefenlithographie lassen sich für die genannten Kontaktelemente enge Toleranzen von < ±10 µm einhalten. Für die Materialauswahl besteht ein großer Rahmen, so dass beispielsweise spezielle Federkennwerte erzielt werden können. Eine automatische Montage der Biegefeder und die einfache Herstellung der elektrischen Verbindung sind möglich. Mehrere Biegefedern können in einem Batch-Prozess (das heißt im Vielfachnutzen) gleichzeitig preiswert hergestellt werden.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und im Folgenden näher erläutert. Schematisch ist gezeigt in

Fig. 1 ein stark vergrößerter Teilschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung,

Fig. 2 ein stark vergrößerter Teilschnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung,

Fig. 3 ein stark vergrößerter Teilschnitt durch ein drittes Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung,

Fig. 4 ein stark vergrößerter Teilschnitt durch ein viertes Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung,

Fig. 5 ein stark vergrößerter Teilschnitt durch ein fünftes Ausführungsbeispiel einer Schaltungsanordnung nach der Erfindung.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Ein Hohlleiter 1 in Gestalt eines Stufentransformators und ein Streifenleitersubstrat 2 sitzen auf einer Metallplatte 5. Der Hohlleiter ist mit der Metallplatte 5 verschraubt. Die Ausgestaltung als Stufentransformator ist nicht näher dargestellt. Das Streifenleitersubstrat 2 ist mit Hilfe eines elektrisch leitenden Klebstoffes 6 aufgeklebt. Das Streifenleitersubstrat 2 ist auf seiner Oberseite mit einem Streifenleiter 7 versehen. Diese ist Bestandteil eines Mikrowellen-ICs (MIC). Der Hohlleiter 1 weist in der Nähe der Streifenleitung eine Koppelöffnung 8 auf.

Gemäß Fig. 1 ist nun auf dem Streifenleiter 7 an einer ersten Kontaktstelle 9 als elektrisch leitendes Kontaktelement eine Biegefeder 11 mit elektrisch leitendem Klebstoff befestigt. Zum Kleben ist silbergefüllter Epoxidharz-Klebstoff geeignet. Der Hohlleiter 1 ist nach dem Aufkleben der Biegefeder 11 so montiert worden, dass die mechanisch vorgespannte Biegefeder an einer zweiten Kontaktstelle, die einen Gleitkontakt 10 bildet, federnd gegen eine Fläche 1a des Hohlleiters 1 drückt, die im Wesentlichen senkrecht auf der Ebene des Streifenleiters 7 steht. Durch das Kontaktelement ist der niederohmige Kontakt zwischen dem Hohlleiter 1 und dem Streifenleiter 7 hergestellt. Diese niederohmige Verbindung wird benötigt, um ein optimal angepaßtes Einkoppeln der elektromagnetischen Welle vom Hohlleiter 1 in den Streifenleiter 7 zu ermöglichen. Daneben spielt auch eine angepaßte Geometrie des Überganges eine entscheidende Rolle.

Mit Hilfe des Gleitkontaktes 10 und der Federkraft der Biegefeder 11 ist es möglich, insbesondere thermisch bedingte Relativbewegungen zwischen dem Hohlleiter 1 und dem Streifenleiter 7 auszugleichen, ohne dass die Kontaktstellen unzulässig hoch mechanisch beansprucht werden.

Fig. 2 zeigt eine abgewandelte Gestaltung einer Biegefeder 12. Dabei verlaufen die beiden von der Biegefeder 12 kontaktierten Flächen 1b, 7 im Wesentlichen parallel zueinander.

Dies ist auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 der Fall, wo sich ein Gleitkontakt 10 einer Biegefeder 13 in einer Ausnehmung 1c des Hohlleiters 1 befindet. Eine zusätzliche Sicherung des Federkontaktes in der Ausnehmung mit hochflexiblem, elektrisch leitendem Klebstoff ist möglich.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 ist eine Biegefeder 14 elektrisch leitend an den Hohlleiter 1 geklebt, während der Gleitkontakt 10 den elektrischen Kontakt zum Streifenleiter 7 herstellt.

In Fig. 5 ist eine U-förmig gebogene Biegefeder 15 vorgesehen, die an einer Kontaktstelle 9 elektrisch leitend auf den Streifenleiter 7 geklebt ist. Die andere Kontaktstelle der Biegefeder 15 ist als elektrisch leitende Klebestelle 16 ausgebildet. Diese Klebestelle kann auch hochflexibel sein; die Biegefeder 15 braucht dann nicht unbedingt U-förmig gestaltet zu sein.

Abwandlungsmöglichkeiten:
Die Form der Biegefeder ist lediglich schematisch dargestellt. Sie kann abweichend sein.

Claims

1. Schaltungsanordnung mit einem Kontaktelement, das mittels zweier Kontaktstellen elektrisch einen Hohlleiter (1) mit einem Streifenleiter (7) verbindet, dadurch gekennzeichnet,

- dass das Kontaktelement eine präzise, mit reproduzierbaren Eigenschaften herstellbare, vorgefertigte Biegefeder (11 bis 15) ist, die an einer der Kontaktstellen (9) mittels eines elektrisch leitenden Klebers am Hohlleiter (1) oder am Streifenleiter (7) befestigt ist,
- dass als zweite Kontaktstelle
- entweder ein Gleitkontakt (10) vorgesehen ist, wobei die Biegefeder (11 bis 14) vorgespannt ist,
- oder eine elektrisch leitende Klebestelle (16) vorgesehen ist, wobei die Biegefeder (15) U- förmig gestaltet ist,
- oder eine hochflexible, elektrisch leitende Klebestelle (16) vorgesehen ist.

2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegefeder (11 bis 15) mittels der UV-Tiefenlithographie und Mehrlagengalvanik hergestellt ist.

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegefeder (11 bis 15) mittels Laserbearbeitung hergestellt ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegefeder (11 bis 15) mittels Präzisions-Feinstanzen hergestellt ist.

5. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegefeder (11 bis 15) mittels eines Batch-Prozesses hergestellt ist.

6. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlleiter (1) als Stufentransformator ausgebildet ist.

7. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Streifenleiter (2) auf einem Streifenleitersubstrat (5) aufgebracht ist.

8. Schaltungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden von dem Kontaktelement kontaktierten Flächen (1a, 7) im Wesentlichen senkrecht aufeinander stehen.

9. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden von dem Kontaktelement kontaktierten Flächen (1b, 7) im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen.