DE2020925C2 - Gehäuse zur Aufnahme von HF-Vierpolen - Google Patents

Gehäuse zur Aufnahme von HF-Vierpolen

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George John Whitehouse Station Gilbert
Donald Frederic Somerset N.J. Henrikson
Patrick Leonard Somerville McGeough
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Microwave Semiconductor Corp Somerset Nj Us
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Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Gehäuse dieser Art werden u. a. zur Halterung von Mikrowellenbauteilen, Insbesondere Transistoren o. dgl., und zur Schaffung gut zugänglicher Anschlüsse für die Verbindung mit anderen Bauteilen benutzt.
Es Ist häufig notwendig. Bauteile vor unterschiedlichen Umgebungseinflüssen zu schützen, die zu einer Änderung der ursprünglichen Eigenschaften und Arbeltsweisen bzw. Leistungen führen könnten oder einen Schaden an den Bauteilen bewirken würden. Im Falle von Leistungsbauleilen Ist auch eine ausreichende thermische Leitfähigkeit notwendig, um die normale Wirkungswelse bei Nennleistung ohne übermäßigen Temperaturanstieg sicherzustellen.
Für viele Anwendungen Ist es wichtig, parasitäre oder Störkopplungen zwischen den Eingangs- und Ausgangskreisen so weit wie möglich herabzusetzen, um somit Dämpfungen zu vermelden und unerwünschte Rückkopplungseffekte zu reduzieren, die die Leistung herabsetzen bzw. die Arbeitswelse beeinträchtigen könnten. Das ist Insbesondere wichtig bei Einrichtungen mit drei Anschlüssen, die Eingangs- und Ausgangsanschlüsse
und einen Anschluß aufweisen, der sowohl dem Eingangs- als auch dem Ausgangskreis gemeinsam ist.
Im Mikrowellen-Frequenzbereich ist es üblich, Übertragungsleltungen für Eingangs- und Ausgangsverbindungen zu benutzen und häufig Bauteile miteinander zu
verbinden, wobei die Übertragungsleitungen die Bauteile selbst bilden. Die Benutzung derartiger Leltungskrelse erleichtert erheblich stärker als die Verwendung von konzentrierten Schaltungen die Konstruktion und die Vorhersehbarkelt der Arbeitswelse, Insbesondere bei
hohen Frequenzen. Eine Art einer solchen Übertragungsleitung Ist die sogenannte Streifenleitung, In der ein Leiter über einer ausgedehnten leitenden Fläche getragen Ist, die eine Grundebene bildet oder zwischen zwei aus-
gedehnten Grundebenen aufgenommen Ist. Die Isolation zwischen dem Leiter und der Grundebene oder den Grundebenen kann durch Luft oder ein Testes Dielektrikum gebildet werden.
Es Ist bereits eine HF-Streifenleltung bekannt (DE-AS 12 62 380), bei der mehrere Innenleiterstrelfen zwischen zwei AuQenleitern vorgesehen sind. Die Innenleiter sind dabei unterbrochen, wobei in die Unterbrechungsstelle ein Gehäuse eingesetzt werden kann. Die Ausbildung des Gehäuses ist jeüoch nicht beschrieben.
Weiterhin ist aus der US-PS 33 08 356 ein Gehäuse bekannt, das in eine Streifenleitung eingesetzt werden kann. Bei dieser Anordnung ist es jedoch notwendig, daß sich der'an Masse anliegende Leiter zwischen den Eingangs- und Ausgangsplatten befindet. Dies ist zur Verhinderung einer zwischen den Platten auftretenden kapazitiven Koppelung unbedingt erforderlich. Deshalb ist dieses Gehäuse zur Benutzung bei solchen Typen von Streifenleitern nicht geeignet, bei denen die Leiter alle auf einer Seite des Masseleiters liegen, oder bei denen die Leiter zwischen Masse angeordnet sind.
Weiterhin ist ein Gehäuse für Halbleiterbauelemente bekannt (US-PS 34 04 212), das rund ausgebildet und mit einem quadratischen oder rechteckigen vertieften Abschnitt versehen Ist. Hierbei läßt sich eine kapazitive Koppelung zwischen dem Basisbereich und dem Kollektorbeieich eines darin angeordneten Halbleiterbauelementes nicht verhindern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gehäuse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, das hermetisch abgeschlossen werden kann, nachdem das Bauteil in Stellung gebracht ist, das eine gute thermische Leitfähigkeit nach außen bietet, so daß Kühlkörper leicht angebracht werden können., das weiterhin Stör-Kopplungen zwischen den Eingangs- und Ausgangskreisen weitgehend ausschaltet und eine Mehrebenen-Anschlußanordnung schafft, die die Verwendung in Streifenleitungen erleichtert und zur Impedanzanpassung zwischen der Mikrowelleneinrichtung und äußeren Schaltungen entworfen werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Gehäuse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 vor, das die Im kennzeichnenden Teil des Anspruchs. 1 enthaltenen Merkmale aufweist. Weiterbildungen dieses Gehäuses sind Gegenstand von Unteransprüchen.
Das Gehäuse nach der Erfindung besitzt ein Trägerteil bzw. einen Basisträger, auf dem ein Distanzstück montiert Ist, das eine Öffnung zur Aufnahme der Mlkroweileneinrichtung besitzt. Voneinander in Abstand befindliche leitende Bereiche auf der oberen Fläche des Distanzstückes bilden Eingangs- und Ausgangs-Anschlußbereiche. Zwischen dem Basisträger und dem Distanzstück ist ein leitender Bereich ausgebildet, der sich unter den Eingangs- und Ausgangsanschlußbereichen erstreckt. Ein leitender Abschlrrrberelch 1st auf der Wandung der Öffnung In dem Distanzstück vorgesehen, und zwar an einen der Anschlußbereiche angrenzend, aber von diesem Isoliert. Er erstreckt sich seitlich von dem Anschlußbereich um die Wandung herum. Dieser Abschirmbereich Ist mit dem leitenden Bereich zwischen dem Dlstanzstüek und dem Basisträger verbunden, und der leitende Bereich erstreckt sich an der äußeren Kante des Basisträgers herunter und über dessen untere Fläche, um einen Teil des gemeinsamen Anschlusses zu bilden. Auf dies.: Welse sind die Eingangs- und Ausgangsanschlußbereiche voreinander durch den Bereich de·; gemeinsamen Anschlusses abgeschirmt, der normalerweise die Grundebene lsi.
Ein Innerer leitender Bereich ist auf dem BaslstrSger am Boden der öffnung ausgebildet und an einen der Eingangs- und Ausgangsanschlußbereiche durch einen leitenden Bereich auf der Wandung der Öffnung angeschlossen, der von dem Abschirmbereich auf der Wandung Isoliert Ist, Der leitende Bereich zwischen dem Distanzstück und dem Basisträger umschließt dann den inneren leitenden Bereich. Auf diese Weise werden Störwege von dem an den inneren leitenden Bereich angeschlossenen Anschluß zum größten Teil auf den angrenzenden gemeinsamen leitenden Bereich beschränkt und von den anderen Anschlußbereichen getrennt bzw. entkoppelt.
Vorzugsweise ist der Basisträger aus einem hochwärmeleltenden Material hergestellt.
Ein Kopfstück aus thermisch und elektrisch leitendem Material ist an der Unterseite des Basisträgers angebracht, um eine gute Anbringung an der Grundebene der Bandleitung zu ermöglichen. Wenn erforderlich, kann ein Kühlkörper an dem Kopfstück angebracht werden.
Nach dem Einsetzen der Mikro' .:llenelnrichtung in die Kammer, die durch die Öffnung !.; dem Distanzstück und der Oberseite des Basisträgers gebildet Ist, und nachdem richtige Verbindungen hergestellt sind, wird eine Haube abdichtend über die Öffnung angebracht, um die Einrichtung hermetisch abzuschließen. Diese Haube kann aus Isolierendem Material bestehen und genügt für viele Anwendungen. Um jedoch eine weitere Trennung bzw. Entkopplung der Eingangs- und Ausgangsverblndüngen zu schaffen, kann die Haube vorzugsweise leitend sein und mit dem gemeinsamen Anschluß verbunden, jedoch von den Eingangs-, und Ausgangsbereichen Isoliert sein.
Obwohl die Baugruppe nach der Erfindung insbesondere dazu bestimmt ist, um eine Transistorpille aufzunehmen, kann sie auch benutzt werden, um andere aktive oder passive Bauteile aufzunehmen. Solch eine Transistorpille, ein aktives oder passives Bauteil oder eine Zusammenstellung von aktiven oder passiven Bauteilen, die In die Baugruppe eingesetzt werden können, werden hier als Mikrowelleneinrichtung bezeichnet.
jel einem Transistor, bei dem die Unterseite den Kollektoranschluß bildet, wie das häufig der Fall Ist, wird der Kollektoranschluß thermisch, durch Ultraschall oder auf andere Weise mit dem inneren leitenden Bereich des Basisträgers verbunden, wodurch die Wärmeableitung durch den Basisträger zu dem Kopfstück und, falls vorhanden, zu einem Kühlkörper verbessert wird.
Die Baugruppe nach der Erfindung ist insbesondere bei Frequenzen oberhalb von einem Giga-Hertz nützlich, wo Übertragungsleitungen weitgehend verwendet werden. Sie kann jedoch auch bei Frequenzen von beispielsweise einigen Hundert Mega-Hertz oder darunter benutzt werden., wenn die Vorteile die Kosten rechtfertigen. Diese Frequenzen sind in dem Begriff »Mikrowellen« eingeschlossen, wenn .fieser hier benutzt wlnj. Obwohl die Baugruppe Insbesondere dazu entwickelt wurde, um !n Streifenleitungen Verwendung zu finden, kann sie jedoch auch, wenn erwünscht, mit anderen Arten von Übertragungsleltungen and In konzentrierten Schaltungen benutzt werden,
Kurz gesagt schafft die Erfindung ein hermet'sch abgeschlossenes Gehäuse zur Halterung eines Transistors oder anderer Mikrowelleneinrichtungen mit einer Mehr-
6^ Ebenen Anschlußanordnung, die die Verwendung In Sirelfenleitungen erleichtert. Die Eingangs- und Ausgangskrelse sind abgeschirmt, um transformatorische Kopplungen zu redzuzleren, und Gegenkopplungen In
der gemeinsamen oder Grundebenen-Verbindung sind weltgehend verhindert. Die Eingangs- und Ausgangskrelse haben eine Strelfcnleiiungs-Ausbildung und können für eine Impedanzanpassung ausgebildet sein. Von der Montagefläehe zum Äußeren Ist ein Wilrmclellungsweg vorgesehen, und ein Kühlkörper kann leicht angebracht werden.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung gehen aus den Ansprüchen und der Beschreibung Im Zusammenhang mit den Zeichnungen hervor. Ausführung.?- belsplele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden Im folgenden näher erläutert. l:.s zeigt
Hg. I eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses nach iler Erfindung.
F-" I g. 2 und 3 Querschnitte nach den linien 2-2 und .KI In F-" Ig. I.
F7Ig 4 eine Draufsicht auf ein Trägerteil, wie es ursprünglich hergestellt ist.
F-Ig. 5 und 6 Draufsichten b/w. Ansichten von unten
des i)iswHi/iei!s. wiccS uiSj'ifuri^iici"! i'rcr^CSiCiri lsi.
F-Ig. 7 und 8 perspektivische Ansichten son oben und unten auf eine Streifenleitung. In die die Mikrowellenbaugruppe nach Flg. I eingesetzt ist.
F-"Ig. 9 einen Kühlkörper für die Baugruppe.
Flg. 10 eine perspektivische Ansicht, die die Anbrlngung einer Transistorpille in der Kammer der Mikrowellenbauyruppe zeigt.
Flg. Il eine perspektivische Ansicht, die die Anbringung von Bauteilen mit gedruckten Schaltungen in der Baugruppe zeigt und
Fig. 12 ein Schaltschema von Fig. Il und
Fig. 13 eine perspektivische Darstellung, welche eine Modifikation der leitenden Bereiche des Gehäuses zeigt.
In den Zeichnungen ist das Gehäuse zum /wecke der Darstellung in vergrößertem Maßstab gezeigt. Für viele Verwendungszwecke -a ircl es außerordentlich klein gebaut, wobei seine Abmessungen nur wenige Millimeter (wenige Zehntel Zoll) betragen. In der Zeichnung sind leitende Schichten durch doppelte Linien dargestellt, es ist jedoch klar, daß diese sehr dünn und nach Art gedruckter Schaltungen hergestellt sein können. Im folgenden werden die Begriffe »oben«, »unten«, etc. zur Erleichterung der Beschreibung (auch in den Ansprüchen) benutzt. Sie beziehen sich auf die in den Zeichnungen dargestellte Lage. Es ist aber selbstverständlich, daß das Gehäuse in jeder gewünschten Lage verwendet werden kann.
Wie aus den Fig. I bis 6 hervorgeht. Ist das Gehäuse aus einer Anzahl von einzelnen Teilen aufgebaut, die separat hergestellt und metallisiert sind, und zwar so. daß sie trotz der geringen Abmessungen des Gehäuses eine zufriedenstellende Zusammensetzung bzw. Montage ermöglichen. Wie im einzelnen dargestellt, besitzt das Gehäuse ein Kopfstück 10, ein Trägerteil oder einen Basisträger 11, ein Distanzstock 12, einen Dichtring 13, eine Dichtscheibe 14 und eine Haube bzw. Kappe 15. Eine Mikrowelleneinrichtung wird in dem Gehäuse montiert, bevor die Haube aufgebracht wird, sie ist jedoch hier weggelassen, um die Darstellung nicht zu verwirren. Das Kopfstück 10 ist als eine Platte gezeigt, die Löcher zur einfachen Anbringung an der Grundfläche einer Streifenleitung hat. Eine Nut bzw. Eindrehung 16 ist vorgesehen, um eine mögliche Beschädigung der angrenzenden Kante des Trägerteils 11 während der Montage zu. verhindern. Vorzugsweise ist das Kopfstück 10 sehr gut wärmeleitend und bei Mikroweüenfrequenzen sehr gut elektrisch leitend. Für die meisten Anwendungen sollte es ebenfalls unmagnetisch sein. Als Werkstoff kann
Kupfer verwendet werden. Das Kopfstück könnte anstatt in Form einer Platte auch als Stift. Scheibe oder In anderer Ausbildung für den gewünschten Zweck hergestellt sein. Das Kopfstück dient als ein geeigneter gemeinsamer äußerer Anschluß für die Baugruppe. Wenn ein Kopfstück für die Anbringung nicht notwendig ist. kann es weggelassen werden, und eine leitende Schicht 18" des Trägerleils Il kann als gemeinsamer äußerer Anschluß verwendet werden.
Das Trägerteil bzw. der Basisträger Il wird vorteilhaft aus einem thermisch leitenden, aber elektrisch isolierenden Material hergestellt. 7 B aus Berylliiimoxld (BeO) Auf seiner otu η Fläche Is Fig. 4) ist tier Basislräger mit einer inneren leitenden Schicht 17 versehen, tlie von einer äußeren leitenden Schicht 18 umgeben ist Wie aus ilen Fly. I. 2 und 3 zu ersehen ist. erstreckt sich der leitende Bereich über die Kante des Teils Il abwärts und über seine untere Fläche is. Schichten 18 und 18") Vor zugsweise erstreckt sich d'e Schicht 18' um ilen ganzen ΐ:πιί;ιπμ lies na.sisiiäiieiν und uic· Si.liii.iii iS" ersireck! sich über ti ie gesamte untere Fläche. Während tier Zusammenstellung bzw. Montage wird die untere S«. !licht 18" an das Kopfstück III gelötet (hartgelötet) Daher erstreckt sich tier gemeinsame Anschluß, normalerweise eine Grundfläche, zu der leitenden Schicht 18 auf der oberen Fläche des Basisträgers. Die innere leitende Schicht 17 Ist mit einem der Eingangs- bzw Ausganusanschlüsse verbunden, wie im folgenden noch besc.-lieben wird. Im Falle eine> Transistors o. dgl. kann der Kollektoranschluß der Pille mit der inneren Schicht 17 verbunden sein Infolge der hohen Wärmeleitfähigkeit des Basisträgers und des Kopfstücks wird die Wärme wirksam von dem Transistor während des Betriebes abgeleitet, und ein Kühlkörper kann an dem Kopfstück angebracht werden, wenn es notwendig ist.
Das Distanzstück 12 wird vorzugsweise aus einem geeigneten Dielektrikum wie beispielsweise Berylliumoxyd oder Aluminiumoxyd (Al-Oi) hergestellt und hat eine Aussparung 19 über der Inneren leitenden Schicht 17, wodurch es eine Kammer zur Aufnahme einer Mikrowelleneinrichtung schafft. Das Dislanzstück ist mit vorherbestimmten metallisierten Mustern auf seinen [lachen versehen. Wie aus Fig. 5 zu erkennen ist. Ist ti te obere Flüche des Distanzstücks mit leitenden Schichten 21 und 22 für Eingangs- und Ausgangsanschlüsse versehen. Die Wandung der Aussparung ist angrenzend an die Anschlußschicht 21 metallisiert und erstreckt sich seitlich über einen größeren Teil der Wandung, wie es unter den Bezugszeichen 23 gezeigt ist. Die Wandungsmetallisierung 23 ist von der Anschlußschicht 21 und der Anschlußschicht 22 isoliert und setzt sich zu der leitenden Schicht 26 (Fig. 6) an der unteren Fläche des Distanzstückes fort.
Die leitenden Bereiche 24, 24' sind mit dem leitenden 'ä Wandbereich 23 verbunden und erstrecken sich über die Seiten des Distanzstückes abwärts, wie es durch die Bereiche 25 und 25' in den Fig. I, 2 und 6 gezeigt ist. Die Bereiche 25, 25' sind mit der leitenden Schicht 26 an § der unteren Räche des Distanzstückes verhunden. Diese ist mit der äußeren leitenden Schicht 18 des Bäsisträgers 11 verlötet oder anderweitig an dieser befestigt, wodurch der gemeinsame Anschluß oder die Grundfläche zur Wandmetallisierung 23 der Aussparung erstreckt wird. Sie dient zur Abschirmung der Eingangs- und Ausgangsanschlußbereiche voneinander. Die Bereiche 24, 24' schaffen Anbringungspunkte für den Anschluß der Mi- § krowelleneinrichtung. wenn diese in das Gehäuse eingesetzt ist.
Die Anschlußschichi 22 erstreckt sich über einen Teil der Wandung der Aussparung abwärts, wie es bei 27 angedeutet Ist. und leicht über die unlere Fläche, wie es bei 28 gezeigt ist Die Oberfläche 28 ist mit der inneren leitenden Schicht 17 verlötet oder auf andere Weise verbunden.
Der Dichtring 13. ι B. aus einem geeigneten hochschmelzfinden Glas, ist mit der oberen Fläche des Distanzstuckes 12 verschmolzen. Wenn es erwünscht ist, können die Anschlußschichten 21 und 22 mit einer SlI-herbeschlchtung versehen werden, nachdem der Ring 13 an Ort und Stelle verschmolzen Ist. um tile elektrisch·: I eittähigkeit zu erhöhen und eine bequeme Anbringung von I eilungen daran zu erlauben. Die Dichlscheibe 14 kann dann über dem Ring 13 in Stellung gebracht und abgedichtet werden IaIN es erwünscht ist. können andere leitende Hereiche nach der anfänglichen Metallisierung plattiert werden
llevi : die Haube 15 in Ihrer Stellung angebracht wird. wird die Mikrowelleneinrichtung η die Aussparung l«> eingebracht und Leitungen an den entsprechenden l'unk ten angebracht Dies wird Im lolgenden noch beschrieben. Nach der Montage der Mikrowellenelnrichtung wird die Haube 15 über tier Dichtscheibe 14 angebracht und in ihrer Stellung abgedichtet (versiegelt). Wenn dies gesche hen lsi. ist die Mikrowelleneinrichtung In dem Gehäuse hermetisch eingeschlossen bzw. abgedichtet. Die Haube 15 kann aus isolierendem Material, wie beispielsweise Keramik, oder -.bhänglg von der Anwendung, aus !eilendem Material bestehen. Wie im einzelnen gezeigt, besteh' tue Haube 15 aus leitendem Material, und die Dichtscheibe 14 ist eine keramische Scheibe mit einer metallisierten !eilenden Schicht auf ihr-.τ gesamten oberen Fläche, die sich in voneinander in Abstand befindlichen Bereichen 31. 31' abwärts erstreckt. Die Bereiche 31. 3Γ stimmen mit den leitenden Bereichen 24. 24' auf der oberen Fläche des Distanzstücks 12 überein. Nachdem die Haube 15 an On und Stelle gesichert Ist. werden kurze Klötze 32 in Stellung gebracht, um die Bereiche 31. 3Γ und die Haube 15 mit den Bereichen des gemeinsamen Anschlusses, die sich auf die Unterselle des Basisträgers bei 58' abwärts erstrecken, elektrisch zu verbinden. Dementsprechend ist die die Mikrowelleneinrichtung enthaltende Aussparung fast vollständig von dem gemeinsamen Anschluß oder der Grundebene (Masse) umgeben
An die Anschlußschichien 21 und 22 können zum bequemen Anschluß an äußere Schaltkreise Eingangsund Ausgangsleitungen 33 und 34 angebracht werden. Die Breite der Anschlußstreifen und der leitenden Bereiche können so gewählt werden, daß die richtigen Impedanzwerte für die Mikrowelleneinrichtung erzielt werden, mit der die Baugruppe zu verwenden ist.
Die Zusammensetzung des Gehäuses kann nach an sich bekannten Techniken durchgeführt werden. Ein Verfahren besteht darin, erst die vorplattlerten Kopfstücke 10, Basisträger 11, Distanzstücke 12 mit angeschmolzenem Dichtring 13 (die leitenden Bereiche des Distanzstückes 12 sind dabei erst plattiert worden, nachdem der Ring 13 angeschmolzen war), Dichtringe 14 und Leitungen 33, 34 zusammenzustellen, wobei eine Hochtemperaturlötung oder Feuerbehandlung angewendet wird. Die Mikrowelleneinrichtung kann dann eingesetzt werden, und die Verbindungen können innerhalb des Dichtringes hergestellt werden, wie es erforderlich ist. Besondere Beispiele werden im folgenden noch beschrieben. Die Haube 15 kann dann in Stellung gebracht und in einer inerten Atmosphäre abgedichtet werden. Alter-
nativ kann ein Sintern des Glases bei niedriger Temperatur verwendet werden, um die Scheibe 14 und den Ring 13 abzudichten. Die Haube 15 kann an die metallisierte obere Fläche des Ringes angelötet werden. Die Klötze bzw Kurzschlußbügel 32 können ebenfalls angelötet werden.
Wenn eine keramische Haube benutzt wird, kann sie mit der Scheibe 14 durch eine Giasslnterung bei niedriger Temperatur dicht verbunden werden, oder die Scheibe kann einstückig mit der Haube ausgebildet werden. Da es bei einer keramischen Haube unnötig Ist, eine Verbindung mit der Grundebene herzustellen, werden clic IeI-tenden Schichten 31, 31' auf der Scheibe und die Kurzschlußbügel 32 weggelassen. F.henso können die Masseflächen 24. 24' nur ausreichend well über die Wandung der Öffnung hinaus erstreckt werden, um einen bequemen Anschluß der Leitungen daran sicherzustellen. Der Rest dieser Bereiche und ebenso die Bereiche 25, 25' können weggelassen werden.
IJie fur die verschiedenen Bauieiie vorgeschlagenen Materialien können geändert werden, um den Anforderungen einer bestimmten Anwendung gerecht zu werden. Ebenso kann das Abdichtungsverfahren nach Wunsch abgeändert werden.
In den Flg. 7 bis 10 ist das Gehäuse in eine Streifenleilungs-Schaltung eingesetzt. Die Streifenleitung Ist von der Bauart, die eine Schicht eines festen Dielektrikums
41 hat. die an ihrer Unterseite mit einer leitenden Schicht
42 versehen ist. die eine Grundebene bildet. An der Oberseite sind leitende Bereiche 43 und 44 gezeigt, die eine Gestalt haben, wie sie zum Bilden einer Mlkrowellensclultung erwünscht ist. Ein Durchbruch 45 nimmt den Teil der Baugruppe oberhalb des Kopfstückes 10 auf. Die Eingangs- und Ausgangsieltungen 33, 34 sind mit den Abschnitten der Übertragungsleitung verlötet oder auf andere Welse verbunden. Das Kopfstück 10 kann an der Unterseite der Übertragungsleitung In Kontakt mit der Grundebene 42 angeschraubt oder, wie hier dargestellt, kann ein Kühlkörper 4ö über dem Kopfstück 10 angebracht ui.d verschraubt sein.
Fig. 10 zeigt die Inneren Verbindungen mit einer Transistorpille 47. Es sei angenommen, daß die untere Fläche der Pille der Kollektor ist. Sie Ist direkt mit der leitenden Schicht 17 verbunden (verklebt) und somit mit der Schicht 22 des Ausgangsanschlusses verbunden. Für eine gemeinsame Emitterverbindung ist der Emitter des Transistors mit den Massebereichen 24, 24' und der Basisanschluß mit der Schicht 21 des Eingangsanschlusses verbunden. Wie oben beschrieben, wird die Haube dann hermetisch abschließend aufgesetzt. Es ist zu beachten, daß dadurch, daß die Anbringungsschicht 17 und die angrenzende Grundebene 18 über der Montageebene des Kopfstückes (Fig. 2. 3) liegen und daß die auf Masse liegenden Bereiche 24, 24' unmittelbar angrenzend an die Aussparung liegen, die Leitungen von der Transistorpille sehr kurz gehalten werden können, so daß Leitungsinduktivitäts- und Kapazitäts-Effekte auf ein Minimum herabgesetzt werden können.
Wenn man die Baugruppe unter elektrischen Aspekten betrachtet, ist^us Fig. 3 zu erkennen, daß die Schichten 21, 22 für Eingangs- und Ausgangsanschlüsse eine Streifenleitungs-Gestalt haben bezüglich der Grundebene, die sich zu der Ebene des leitenden Bereichs 18 nach oben erstreckt. Die charakteristischen Impedanzen von Eingang und Ausgang sind durch die Abstände der Aiischlußbereiche von der Fläche 18, der Breite der Anschlußbereiche, der benutzten Dielektrika etc. bestimmt und können so gewählt werden, daß gute
Impedanzanpassung zwischen den Eingangs- und Ausgangskrelsen der In die Baugruppe eingesetzten Mikrowelleneinrichtung und den äußeren Schaltungsverbindungen erreicht wird. Unterschiedliche Breiten der Leitungen 33 und 34 und der zugehörigen Anschlußschlchten 21 und 22 sind in den Fig. 1 und 5 gezeigt, um unterschiedliche Eingangs- und Ausgangsimpedanzen darzustellen. Da die Mlkrowellsnelnrlchtuiig dicht angrenzend liegt, kann die Impedanzanpassung nahe an der Vorrichtung vorgenommen werden.
In Mikrowellenelnrlchtunßen Ist es normalerweise wichtig, die transformatorische Kopplung zwischen Eingangs- und Ausgangskrelsen so weit wie möglich herabzusetzen. Kopplungen durch Störkapazitäten sind bei der vorliegenden Baugruppe weltgehend vermieden. In Flg. 3 stellen die gestrichelt dargestellten Kapazitäten 35 und 36 die verteilten bzw. Eigenkapazitäten der Schichten 21, 22 der Eingangs- und Ausgangsanschlüsse und der angrenzenden Grundschicht 18 dar. Es ist zu erse-Sie Ist auf einem isolierten Träger hergestellt und hat eine elektrische Schaltung, die In Flg. 12 gezeigt Ist. Eine als gedruckte Schaltung ausgebildete Induktivität 51 hat einen Anschluß, der an den Elngangsansehlulinerelch 21 angelegt ist, und der andere Anschluß Ist mit einer zweilen Induktivität 52 verbunden, deren Ausgangsleitung mit der Anschlußschicht 22 verbunden ist. Die oberen Platten eines Kondensators 53 sind mit den Induktivitäten verbunden, und die unteren Platten sind mit den
!0 an Masse liegenden Bereichen 24. 24' verbunden. Der Einschluß In der Baugruppe stellt eine minimale Abweichung von den F.nlwurfswerten aufgrund von Stör-Reaktanzen sicher, und der hermetische Verschluß sorgt für einen Schutz vor Umwelteinflüssen. Weil keine Yerlustleistung erlorderlLh ist. ist ein Kühlkörper unnötig
In diesem Falle Ist die innere Schicht 17 (Fi g 3 und 4) nicht als Verbindung benutzt. Sie kann weggelassen · erden, wenn das erwünscht ist. Sie kann jedoch iuch vorhanden sein, aber von den unteren Flachen der Kapazltä-
und als solche behandelt werden können. Die Grundschicht 18 umfaßt den leitenden Bereich (17 In Flg. 4). so daß wenn ein Anschluß der Mikrowelleneinrichtung mit 17 verbunden Ist, die dichte Nachbarschaft von 18 die Störeffekte zwischen den Elektroden In diesem Bereich vermindert. Der Abschirmungseffekt des leitenden Bereiches 23 auf der Wandung der Aussparung eliminiert weltgehend eine direkte kapazitive Kopplung zwischen Eingangs- und Ausgangsleitungen durch die Aussparung 19. Die gestrichelt dargestellten K.'.;- -nuten 37 und 38 zwischen den Anschlußbereichen und der Haube 15 sind an Masse zu legen, und somit Ist eine Fin· gang-Ausgang-Kopplung durch die Haube vermieden
Es Ist ebenso erwünscht, jede Kopplung zwischen Eingangs- und Ausgangskrelsen durch die gemeinsame Verbindung zu vermelden, deren Induktivität, obwohl klein, bei Mikrowellenfrequenzen beachtlich werden könnte. Der in die Baugruppe fließende Strom wird in jedem Punkte den kürzest möglichen Weg nehmen, um den Kreis zu schließen, da dies der Weg des geringsten Widerstandes ist. Bei einer Transistorverbindung wie in Flg. 10 dargestellt, bei der der Emitter gemeinsam sowohl zu Eingangs- invd Ausgangskrelsen ist, ist aus Fl g. 3 zu sehen, daß die größten Teile der Eingangs- und Ausgangswege zwischen dem Emitter und der Grundebene separat sind. Somit fließt der zum Eingangskreis gehörende Teil des Emitterstroms (Basisstrom) überwiegend In den linken Teilen der leitenden Schicht 19 und die angrenzende Seite 18' des Trägertells abwärts zum Kopfstück 10, während der zum Ausgangskreis gehörende Teil des Emitterstroms (Kollektorstrom) überwiegend In den entsprechenden rechten Teilen fließt, da diese die kürzesten Wege zu den entsprechenden Eingangs- und Ausgangskreisen bilden. In dem Wandungsbereich 23, der den Emitterstrom zu dem an Masse liegenden Bereich 18 Obertragt, liegt ebenfalls eine Tendenz für den zum Eingangskreis gehörenden Teil des Emitterstroms vor, In dem zur Eingangsanschlußschicht 21 hin gerichteten Tel) zu fließen, und der zum Ausgangskreis gehörende Teil des Emitterstroms tendiert dazu, in dem zur Ausgangsanschlußschicht 22 gerichteten Teil zu fließen. Dieses, zusammen mit dem kurzen Weg an der Wandung herunter, hält die Kopplung sehr gering. Dementsprechend sind die Wege zu den Verbindungsdrähten des Transistors größtenteils separat, und diese Drähte können kurz gehalten werden.
Fig. 11 zeigt eine passive Mikrowelleneiniichtung mit gedruckter Schaltung, die in die Baugruppe eingesetzt ist.
nung bzw. Entkopplung der Finganus- und Ausgangskrelse mitwirken Wenn die Schicht 17 weggelassen wird, so kann sich die Grundebene 18 (Flg. 4) über die gesamte Fläche des Basisträgers 11 erstrecken
Bei einer Streifenleitung mit zwei Grundebenen, zwischen denen der Leiter aufgenommen ist. kann die Anbringungsanordnung nach den Fig. 7 bis *> ebenfalls benutzt werden. Die zusätzliche Griindebene über den leitenden Bereichen 43, 44 wird normalerweise mit der unteren Grundebene 42 verbunden oder so gespeist sein, daß beide Grundebenen auf demselben Potential sind. Wenn erwünscht, können die Grundebenen miteinander durch Bolzen. Riegel, Schrauben ο dgl verbunden sein, die sich durch die Löcher in dem Kopfstück 10 oder dem
J5 Kühlkörper 46 hindurch erstrecken Es Kann auch ein leiiender Pflock oder Stecker in der oberen Grundebene benutzt wc Men. um die obere ürundebene nach unten zu der Mlkrowellenbauiiruppe zu bringen, um den Abstand zwischen der Grundebene 18 dig. λί und der urveren Grundebene zusammenzupassen
Für manche Anwendungen kann es unerwünscht sein. das Kopfstück 10 als gemeinsame Verblödung zu der Grundebene der Streifenleitung oder zu anderen Bauteilen zu benutzen, oder es kann erwünscht sein, einen Kühlkörper elektrisch von dem gemeinsamen Anschluß zu isolieren. In einem solchen Falle kann die leitende Schicht 18' an der Kante des Trägerteils 11 weggelassen werden. Die Leitungen können an den offenen Kanten der Schicht 18 (Fig. 1) in der gleichen Weise angebracht werden, wie die Leitungen 33 und 34 an die Eingangsund Ausgangsanschlußbereiche angebracht sind, um einen bequemen Anschluß an externe Kreise bzw. Schaltungen zu ermöglichen. Ein Schraubbolzen kann am Boden des Trägerteils 10 für eine bequeme Anbringung eines Kühlkörpers angeordnet werfen, wenn das erwünscht ist.
Obwohl die von der leitenden Schicht 23 auf der Wan dung der Aussparung 19 gebildete Abschirmung als im höchsten Maße vorteilhaft betrachtet werfen muß, kann diese Schicht modifiziert oder weggelassen werfen, wenn es erwünscht Ist. So können nur die Teile der Schicht 23 benutzt werfen, die die leitenden Bereiche 24, 24' mit der gemeinsamen oder Grundebenenschicht 18 verbinden, oder die Schicht 23 könnte vollständig weggelassen werfen, wobei man sich auf die leitenden Bereiche 25, 25' an den äußeren Kanten für die gemeinsame Verbindung stützt, insbesondere, wenn die Haube 15 metallisch ist und mit der Grundebene verbunden ist, wie bereits
beschriften. Wenn die letztere Verbindung unnötig Ist. könnten die Bereiche 24, 24' vor der Grundschlcht 18 isoliert gelassen werden, und gemeinsame Verbindungen d.i/u konnte.! auBerhalb des Dlchtrlnges IJ gemacht werden.
Die Grundschicht 18 könnte dann separat :.iit der Übertragungsleitung oder anderen Bauteilen verbunden sein, mit denen d!e Baugruppe zusammen benutzt wird. Ls könnten auch die Bereiche 24, 24' weggelassen werden, und die gemeinsame oder Grundebenenschicht 18 könnte In der Aussparung 19 etwas ausgedehnt werden, um einen Anschluß von Leitungen damit zu gestatten.
I Ine derartige Ausgestaltung ist in der I i >!. 13 d.irge-Mellt. Dort ragt die leitende Beschichtung ties Grurulebenon-Bereiches 18 um ein bestimmtes Mali in tile Aussparung 19 hinein", öle leitungen vi<m I ninslstor 47 werden dann, da die Bereiche 24. 24' gemiili tier I I g. 10 weggelassen worden sind, mit den In die Aussparung 19 hineinragenden Abschnitten der Grundebenenschicht IS verbunden.
Bei all diesen Abwandlungen können die Verbindungen von (|pr Mlkroweile'TMnrlrhtunf? zu den Anschlüssen der Hvgruppe auf der Innenseite der Kammer gemacht we.dj::, die von dem Trägertell, der Aussparung 19 und dem Haubenelement gebildet Ist, wobei uer Ring 13 angebracht wird, bevor die Haube In Ihrer Steliung abdichtend angebracht und wobei ein hermetischer Anschluß erzielt wird, wenn die Haube aufgebracht Ist. Die Eingangs- und Ausgangsabschnltte können dabei die Gestalt einer Streifenleitung haben. Auch wird die Auslaßanschlulischlchi 17 In einer unterschiedlicheren Ebene Hegen als die Einiaßanschlußschlcht 21 und wird von der lemeinsamen oder Grundebenenschleht 18 umgeben s'-iii. wodurch einige der Trennungs- bzw. Entkoppelunasvortelle der Baugruppe erhalten bleiben, die vorteilend erläutert sind.
Hierzu t Blatt ^eicnnungen

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Zum Einbau In den Leitungszug von in Streifenleltur.gsbauwelse ausgeführten Mikrowellen-Schaltungsanordnungen bestimmtes und zur Aufnahme von aktiven oder passiven HF-Vierpolen mit gemeinsamem Bezugspotential für Ein- und Ausgang dienendes Gehäuse, das am Einbauort in eine formschlusslge Aussparung der Streifenleitung eingesetzt Ist und aus einem Trägerteil für den HF-Vierpol, einem darauf befestigten, einen Holhraum für den Einbau des HF-Vlerpols freilassenden Distanzstück sowie einem den Hohlraum abschließenden Gehäusedeckel besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der aus einem elektrisch isolierenden Material bestehende Trägerteil (11) mit einer ersten elektrisch leitenden Schicht (18, 18', 18"), die sich durchgehend über seine dem Distanzstück (12) abgewandte Oberfläche, seine seitlichen Oberflächen und seine von dem anliegenden Dlstanzsiiük berührten Oberflächentelle erstreckt und elektrisch leitend mit dem Massepotentla! der Streifenleitung In Verbindung steht, und mit einer zweiten elektrisch leitenden Schicht (17) versehen ist, die sich galvanisch getrennt von der ersten Schicht auf demjenigen Teil der dem Dlsianzstück (12) zugewandten Oberfläche erstreckt, die eine den Hohlraum bildende Aussparung (19) In dem Distanzstück frei läßt, und daß weiterhin das ebenfalls aus einem elektrisch Isolierenden Material bestehende Distanzstock (12) auf seiner dem Trägerteil (11) abgewandten Oberfläche mit zwei e'^ander gegenüberliegenden, sirelfenleltcrförmlgen elektrisch leitenden Schichten (21, 22) versehen ist, die der Leitungsverbindung der Streifenleiter der Mlkrowellenschaltungsancvrlnung mit dem EIn- und Ausgang des im Gehäuse angeordneten HF-Vlerpoles dienen und von denen die eine (21) sich bis nahe an eine Kante der den Hohlraum bildenden Aussparung (19) heranreichend erstreckt, während die andere (22) sich über die gegenüberliegende Kante der Aussparung (19) hinausreichend über einen In den Hohlraum hereingezogenen Wandteil (27) der Aussparung (19) und über dessen an den Trägerteil (11) angrenzende Oberfläche (28) erstreckt, wobei der letzterwähnte Flächenteil dieser Schicht elektrisch kontaktlerend auf der elektrisch leitenden Schicht (17) aufliegt, die Im Bereich der Aussparung (19) des Distanzstückes (12) auf den Trägerteil (U) aufgebracht ist.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennhelchnet, daß die Oberseite der Inneren leitenden Schicht (17) und die Unterseite der leitenden Zwischenschicht (26) etwa In der gleichen Ebene liegen.
3. Gehäuse nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Distanzteil (12) mit einer elektrisch leitenden Schicht (23, 24, 25, 26) versehen Ist, die sich durchgehend über seine dem Trägerteil (11) zugewandte Oberfläche, über die beiden einander gegenüberliegenden, parallel zur Leitungsrichtung der strelfenlelterförmlgen elektrisch leitenden Schichten (21, 22) ausgerichteten Wandflächen der Aussparung (19) sowie über diesen Flächen gegenüberliegende Flächenteile der Randfläche des Distanzstuckes und zwischen diesen Flächentellen und den oben genannten Wandflächen der Aussparung (19) liegenden Flächentellen der dem Trägertell abgewandten Oberfläche des Distanzstückes erstrecken.
4. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (II) aus thermisch leitendem Material hergestellt und mit dem Distanzslück (12) leitend verbunden ist.
5. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit der elektrisch IeI-tenden Schicht (18") auf der dem Distanzstück (12) abgewandten Oberfläche des Trägerteiles (11) ein über den Rand der Schicht hinausreichender, die Kontaktierung mit dem Masseleiter der Streifenleitung vermittelnder, massiver Leitungsverbinder verbunden Ist, to der aus sowohl elektrisch als auch thermisch gut leitendem Material hergestellt ist.
6. Gehäuse nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die Aussparung (19) Im Distanzstück (12) gebildete Hohlraum durch einen thermisch'dicht auf der freien Oberfläche des Distanzstückes aufliegenden Gehäusedeckel (15) abgeschlossen ist, der elektrisch leitfähig Ist und elektrisch kontaktierend nur mit denjenigen elektrisch leitenden Schichten (24, 24') auf der angrenzenden Oberfläche In Verbindung steht, die durchgehend bis auf die gegenüberliegende Oberflache des Distanzstückes reichen.
7. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der die Masseverbindung zwischen Gehäuse und Masseleiter der Streifenleitung vermittelnde, massive Leitungsverbinder (10) gut wärmeleitend mit einem Kühlkörper (46) verbunden ist.
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