DE19948331A1

DE19948331A1 - Gehäuse für elektrische/elektronische Schaltungen

Info

Publication number: DE19948331A1
Application number: DE1999148331
Authority: DE
Inventors: Helmut Hartl
Original assignee: Electrovac AG
Current assignee: Electrovac AG
Priority date: 1998-10-27
Filing date: 1999-10-07
Publication date: 2000-05-11
Also published as: AT406995B; FR2785141A1; ATA179398A; FR2785141B1

Abstract

Gehäuse (1) für elektrische/elektronische Schaltungen umfassend zwecks Übertragung hochfrequenter Signale vom Gehäuseinneren nach außen bzw. in umgekehrter Richtung zumindest eine Durchbrechung (4), welche Durchbrechung (4) gehäuseinnerends mittels eines Substrates (5) verschlossen ist, auf welchem zumindest eine Antenne (8) zum Empfang bzw. zur Abstrahlung der hochfrequenten Signale im Bereich der Durchbrechung (4) angeordnet ist, wobei die Durchbrechung (4) hermetisch dicht verschlossen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für elektrische/elektronische Schaltungen umfassend zwecks Übertragung hochfrequenter Signale vom Gehäuseinneren nach außen bzw. in umgekehrter Richtung zumindest eine Durchbrechung, welche Durchbrechung gehäuseinnerends mittels eines Substrates verschlossen ist, auf welchem zumindest eine Antenne zum Empfang bzw. zur Abstrahlung der hochfrequenten Signale im Bereich der Durchbrechung angeordnet ist.

Derartige Gehäuse weisen insbesondere den Nachteil auf, daß besagte Durchbrechungen zur Ein- bzw. Auskoppelung hochfrequenter Signale undicht ist. Gehäuseinnenseitig sind die Durchbrechungen zwar vom Substrat verschlossen, allerdings wird damit keine hermetische Abdichtung der Durchbrechungen erreicht.

Umwelteinflüsse wie Staub, Luftfeuchtigkeit od. dgl. können damit nicht wirksam von den Bauteilen der im Gehäuseinneren liegenden Elektrik/Elektronik abgehalten werden, weil sie über die Durchbrechungen in das Gehäuse eindringen können. Aus diesen eindringenden Umwelteinflüssen kann eine Beeinträchtigung der Funktionen einzelner Bauteile und damit der gesamten Elektrik/Elektronik-Funktion resultieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gehäuse der eingangs angeführten Art anzugeben, bei welchem dieser Nachteil wirksam vermieden ist und die im Gehäuse angeordnete Elektrik/Elektronik effektiv vor Umwelteinflüssen geschützt werden kann.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Durchbrechung hermetisch dicht verschlossen ist.

Damit ist das Gehäuseinnere auf besonders einfache Weise sehr zuverlässig vor Umwelteinflüssen abgeschirmt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Durchbrechung mittels eines Verschlußelementes, wie z. B. Plättchen, hermetisch verschlossen ist. Diese Variante hat gegenüber der ebenfalls denkbaren Möglichkeit, die Durchbrechung mit einer Verschlußmasse, wie z. B. Epoxidharz, auszugießen den Vorteil, daß zur Einbringung des Verschlußelementes in die Durchbrechung keinerlei Gußform, d. h. die Durchbrechung temporär bedeckende Bauteile, notwendig sind.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Verschlußelement im Bereich der gehäuseaußenseitigen Mündung der Durchbrechung angeordnet ist.

Bei dieser Ausgestaltung führt der erfindungsgemäße hermetische Verschluß zu keinerlei Vergrößerungen der Gehäuse-Außenabmessungen. Darüberhinaus ergibt sich zwischen dem Verschlußelement und dem Substrat ein Hohlraum, der für die durch die Durchbrechung hindurchgeleiteten hochfrequenten Signale als Hohlraumresonator wirkt. Mit diesem kann - bei sachgemäßer Abstimmung des Hohlraumes auf die hochfrequenten Signale - die Abdämpfung der durch die Durchbrechung geleiteten Signale sehr gering gehalten werden. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Durchbrechung mittels Glas, vorzugsweise mittels Silikatglas, hermetisch verschlossen ist.

Dieser Werkstoff führt zu besonders geringen Dämpfungen der durch die Durchbrechung geleiteten hochfrequenten Signale. Darüberhinaus stimmt der Wärmeausdehnungskoeffizient von Glas besonders gut mit jenem der gängigen Gehäusematerialien überein, sodaß die Verwendung von Glas weiters sicherstellt, daß die geforderte hermetische Abdichtung der Durchbrechung auch bei häufigen Änderungen der Gehäusetemperatur, welche durch wechselnde Belastung der im Gehäuse angeordneten Elektrik/Elektronik auftreten kann, gegeben ist.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Verschlußelement mit dem Gehäuse verschmolzen ist.

Damit wird die völlige Dichtheit des erfindungsgemäßen hermetischen Verschlusses besonders zuverlässig erreicht. Darüberhinaus kann ohne jegliches zusätzliche Material, wie z. B. Klebstoff ausgekommen werden.

Gemäß einer anderen Ausgestaltungsweise der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das Verschlußelement mittels eines Glaslotes mit dem Gehäuse verschmolzen ist.

Auch gemäß dieser Variante wird besonders zuverlässig die hermetische Abdichtung der Durchbrechung erreicht; vorteilhaft ergibt sich hier, daß als Glaslot ein Glas mit einem Schmelzpunkt, der niedriger ist als jener des Verschlußelementes eingesetzt werden kann, weshalb bei der Verbindung des Verschlußelementes weniger Energie aufgewandt werden muß, als wenn das Verschlußelement selbst mit dem Gehäuse verschmolzen wird.

Weiters kann vorgesehen sein, daß auf dem Substrat neben der Antenne die gesamte elektrische/elektronische Schaltung angeordnet ist.

Damit braucht lediglich ein Substrat zum Aufnehmen der gesamten im Gehäuse angeordneten Elektrik/Elektronik vorgesehen werden, was zu einer besonders einfachen Herstellung letzterer führt.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt entlang der in Fig. 2 eingezeichneten Linie A-A durch ein Stand-der- Technik-gemäßes Gehäuse;

Fig. 2 das Gehäuse gemäß Fig. 1 im Grundriß und

Fig. 3a, b das in zwei erfindungsgemäßen Weisen ausgestaltete Detail X der Fig. 1.

In den Figuren ist ein schachtelförmiges Gehäuse 1 für eine elektrische/elektronische Schaltung dargestellt. Im Normalbetrieb ist dieses Gehäuse 1 mittels eines Deckels 1' hermetisch dicht verschlossen.

Im Boden 2 dieses Gehäuses 1 sind gegeneinander isolierte elektrisch leitende Durchführungen 3 zur Übertragung von elektrischen Signalen zwischen Gehäuseinnerem und Gehäuseumgebung eingelassen. Besteht das Gehäuse 1 aus einem isolierenden Material, wie z. B. Keramik, so brauchen diese Durchführungen 3 lediglich durch Metallstifte gebildet sein, ist das Gehäuse 1 allerdings aus leitendem Material, wie z. B. Kovar, MMC, Stahl od. dgl. gebildet, so müssen zwischen den Metallstiften und dem Gehäusematerial isolierende Hülsen angeordnet sein.

Im Gehäuseboden 2 ist weiters zumindest eine Durchbrechung 4 vorgesehen. Im Gehäuseinneren ist oberhalb dieser Durchbrechung 4 das Substrat 5 angeordnet und mit dem Gehäuseboden 2 verbunden, beispielsweise verlötet oder verklebt. Das Substrat 5 veschließt somit das gehäuseinnenseitige Ende der Durchbrechung 4, allerdings ist dieser Verschluß nicht hermetisch dicht.

Die zumindest eine Durchbrechung 4 hat den Zweck, die Übertragung hochfrequenter Signale vom Gehäuseinneren nach außen bzw. in umgekehrter Richtung zu erlauben. Dazu ist am Substrat 5 im Bereich der Durchbrechung 4 - z. B. fluchtend zur Durchbrechung 4 - am Substrat 5 zumindest eine Antenne 8 angeordnet, welche hochfrequente elektromagnetische Wellen empfangen bzw. abstrahlen kann.

Die hochfrequenten Wellen treten durch die Durchbrechung 4 aus, womit hochfrequente Signale, generiert vom einem im Gehäuse 1 angeordneten Sender nach außen geführt werden können. Außen an die Durchbrechung 4 anschließend kann ein Hohlleiter 6 vorgesehen sein, innerhalb welchem die hochfrequenten Signale weitergeleitet werden. Auch der Signalfluß in umgekehrter Richtung, wenn also Signale von Außen ins Gehäuseinnere übertragen werden sollen, ist denkbar.

Das die Antenne 8 tragende Substrat 5 kann gleichzeitig auch die gesamte andere elektrische/elektronische Schaltung aufnehmen, welche sonst auf einem gesonderten, in den Zeichnungen nicht dargestellten Substrat, aufgebracht sein müßte.

Die Erfindung liegt nun in dem Umstand, daß die Durchbrechung 4 hermetisch dicht verschlossen ist, was bewirkt, daß das Gehäuseinnere vollkommen von der Umwelt abgeschlossen ist.

Wie dieser hermetische Verschluß realisiert wird, ist prinzipiell beliebig. Gemäß einer ersten Variante könnte vorgesehen sein, die Durchbrechung 4 zur Gänze mit einer Verschlußmasse, vorzugsweise einem Glas auszugießen. Bei der Auswahl des Materiales der Verschlußmasse ist allerdings zu bedenken, daß die Verschlußmasse die zu übertragenden hochfrequenten Signale abschwächt und das Material so zu wählen, daß besagte Abschwächung möglichst gering bleibt.

Eine andere Möglichkeit der Herstellung des erfindungsgemäßen hermetischen Verschlusses der Durchbrechung 4 liegt darin, die Durchbrechung 4 mittels eines Verschlußelementes 7, wie z. B. Plättchen, hermetisch zu verschließen. Die Position dieses Verschlußelementes 7 ist dabei ebenfalls beliebig wählbar, es könnte unmittelbar an das Substrat 5 anschließend, in der Mitte der Durchbrechung 4 oder an der Gehäuseaußenwand anliegend angeordnet sein.

Bevorzugt liegt das Verschlußelement 7 aber so wie in Fig. 3 dargestellt im Bereich der gehäuseaußenseitigen Mündung der Durchbrechung 4. Diese Variante hat den zusätzlichen Vorteil, daß zwischen Substrat 5, Durchbrechungswandung und Verschlußelement 7 ein Hohlraum gebildet wird, welcher für die zu übertragenden Signale als Hohlraumresonator wirkt. Werden die Abmessungen des Hohlraumresonators richtig auf die Frequenz der zu übertragenden Signale abgestimmt, erfahren die Signale beim Durchlaufen der Durchbrechung 4 eine besonders geringe Abschwächung. Besagte Abstimmung des Hohlraumes kann z. B. durch Auswahl des Durchbrechungsdurchmessers, der Position des Verschlußelementes 7 oder der Dicke des Gehäusematerials erfolgen.

Das Material des Verschlußelementes 7 ist grundsätzlich beliebig wählbar, bevorzugterweise wird dieses aber aus Glas, insbesondere aus Silikatglas gebildet, weil sich herausgestellt hat, daß damit besonders geringe Abschwächungen der hochfrequenten Signale erreichbar sind.

Die Festlegung des Verschlußelementes 7 am Gehäuse 1 bzw. an der Durchbrechungswandung kann vermittels eines Hilfsstoffes erfolgen, wobei sich vor allem bei der Verwendung eines aus Glas gebildeten Verschlußelementes 7 hierfür ein Glaslot 7', vermittels welchem das Verschlußelement 7 mit dem Gehäuse 1 verschmolzen wird, anbietet (vgl. Fig. 3b).

Besonders bevorzugt ist es allerdings, das Verschlußelement 7 unmittelbar mit dem Gehäuse 1 zu verschmelzen (vgl. Fig. 3a), welche Variante insbesondere bei Ausbildung des Verschlußelementes 7 aus Glas sehr einfach durch Erhitzen des Verschlußelementes 7 zumindest in seinem Randbereich, möglich ist.

Claims

1. Gehäuse (1) für elektrische/elektronische Schaltungen umfassend zwecks Übertragung hochfrequenter Signale vom Gehäuseinneren nach außen bzw. in umgekehrter Richtung zumindest eine Durchbrechung (4), welche Durchbrechung (4) gehäuseinnerends mittels eines Substrates (5) verschlossen ist, auf welchem zumindest eine Antenne (8) zum Empfang bzw. zur Abstrahlung der hochfrequenten Signale im Bereich der Durchbrechung (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechung (4) hermetisch dicht verschlossen ist.

2. Gehäuse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechung (4) mittels eines Verschlußelementes (7), wie z. B. Plättchen, hermetisch verschlossen ist.

3. Gehäuse (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (7) im Bereich der gehäuseaußenseitigen Mündung der Durchbrechung (4) angeordnet ist.

4. Gehäuse (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchbrechung (4) mittels Glas, vorzugsweise mittels Silikatglas, hermetisch verschlossen ist.

5. Gehäuse (1) nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (7) mit dem Gehäuse (1) verschmolzen ist.

6. Gehäuse (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußelement (7) mittels eines Glaslotes (7") mit dem Gehäuse (1) verschmolzen ist.

7. Gehäuse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Substrat (5) neben der Antenne (8) die gesamte elektrische/elektronische Schaltung angeordnet ist.