DE2144339A1

DE2144339A1 - Mehrfachschaltung in Modulbauweise und Verfahren zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE2144339A1
Application number: DE19712144339
Authority: DE
Inventors: Dale Milton Flemington; Hausman Earl Thomas Somerville; N.J. Baugher (V.St.A.)
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1970-09-17
Filing date: 1971-09-03
Publication date: 1972-03-23
Also published as: NL7112749A; JPS5227827B1; ES394966A1; US3648116A; FR2107543A5; AU459934B2; GB1335609A; AU3291671A; SE368136B; CA944086A

Description

RCA 63 304

U.S. Serial No: 72 943

Piled September 17, 197o

RCA Corporation
New York, N. Y., V. St. A.

Mehrfachschaltung in Modulbauweise und Verfahren zu ihrer Herstellung.

Die Erfindung betrifft Schaltungsanordnungen und Baugruppen in Mo dulb auwe i se.

Schaltungsanordnungen in Modulbauweise, wie sie integrierte Schaltungen und Hybrid-Schaltungen darstellen, werden heutzutage aaf vielen Gebieten der Elektronik anstelle gedruckter und konventioneller verdrahteter Schaltungen verwendet. In vielen Fällen können mit den in einem solchen Modul vorgesehenen Schaltungselementen mehrere brauchbare Schaltungsanordnungen realisiert werden. Wenn die Schaltungselemente jedoch einmal in der Packung angeordnet sind und die Packung dicht verschlossen ist, dann ist wegen der normalerweise verwendeten Abschlußsysteme das Modul auf nur eine dieser Schaltungsanordnungen begrenzt.Es ist somit ein unvertretbar großer Lagerbestand nötig, um alle möglichen Schaltungsanordnungen jederzeit verfügbar zu haben. Es wäre daher günstig, wenn man bei einer gepackten Baugruppe nach ihrer Herstellung und nach dem Verschluß der Packung eine beliebige der möglichen Schaltungsanordnungen wählen könnte.

Die Erfindung besteht in einer Schaltungsanordnung in Modulbauweise, die sich in einer mit einer Montagefläche versehenen Packung befindet. Auf der Montagefläche ist eine Vielzahl von Schaltungselementen angeordnet, die verschiedene Schaltungskonfigurationen bilden können. Zwischen der Montagefläche und Punkten ausserhalb der Packung ist eine Abschlußeinrichtung vorgesehen, die eine bestimmte der Sohaltungskonfigurationen festlegt. Innerhalb der Packung befinden sich zwischen den Schaltungselementen und der

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At Schluß einrichtung Verbindungen, die allen Schal tungskonfi£,urationen gemeinsam sind.

Die Erfindung besteht ausserdem in einem Verfahren zur Herstellung einer Schaltung in Modulbauweise. Bei diesem Verfahren wird ein Muster von inneren Verbindungen zwischen den Schaltungselementen vorgesehen, und pm Hand der Montagefläche wird eine Vielzahl von Metallfingern derart angeordnet, daß durch äußere Verbindung der Finger verschiedene Schaltungskonfigurationen erhalten werden können, ohne die inneren Verbindungen verändern zu müssen. Die Finger sind aussen mit einer gemeinsamen Metallplatte verbünde«, und die Metallplatte wird zur Isolierung bestimmter Finger und somit zur Festlegung einer bestimmten Schaltungskonfiguration beschnitten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen erläutert.

Figur la ist die Draufsicht auf eine hybride Mehrfacnschaltung in Modulbauweise gemäß der Erfindung;

Figur Ib ist das SQhaltbild der in Figur la dargestellten Schaltungsanordnung;

Figur 2a ist die Draufsicht auf das in Figur la gezeigte Modul nach Bildung einer ersten von verschiedenen Schaltungen;

Figur 2b ist das Schaltbild der in Figur 2a gezeigten Schaltung;

Figur 3a ist die Draufsicht auf das in Figur la dargestellte Modul nach Bildung einer zweiten von verschiedenen Schaltungen;

Figur 3b ist das Sehaltbild der in Figur 3a gezeigten Schaltung;,

Figur 4a ist die Draufsicht auf das in Figur la gezeigte Modul , nach Bildung einer dritten Schaltung;

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Figur 4b ist das Schaltbild der in Figur 4a gezeigten Schaltung.

Eine Aasführungsform einer Mehrfachschaltung in ModuLbauweise gemäß der Erfindung wird nachstehend im Zusammenhang mit Figur la beschrieben. Die anschließend beschriebenen Beispiele I bis III beziehen sich auf drei verschiedene Schaltungen, die mit dem Modul nach Figur la realisierbar sind.

Das Mehrfachschal·tungsmodul 18 besteht aus einer Packung 22, die zur Aufnahme der hier beschriebenen Arbeitsstromkreise vorzugsweise aus einem gut wärmeleitenden Metall besteht, wofür beispielsweise Kupfer oder Aluminium geeignet ist. Die Abmessungen der Packung 22 sind nicht wesentlich, als Beispiel sei eine Länge von 7,6 cm, eine breite von 7,6 cm und eine Höhe von 1,5 cm angegeben. Die Packung 22 besitzt eine obere Fläche 24 und eine untere Fläche (nicht gezeigt). Die Packung 22 hat ferner in ihrer oberen Fläche 24 eine Vertiefung 26, die durch einen Boden 27 und Seitenwände 25 gebildet wird. Der Boden 27 dient als Montagefläche für eine Vielzahl von Schaltungselementen, wie es noch beschrieben werden wird Zwei gegenüberliegende Seiten 28 und 30 der Packung 22 bestehen jeweils aus einem Isolierkörper, beispielsweise aus gegossenem Epoxydharz oder Plastikkunststoff.

Das Modul 18 enthält ferner zwei ebene Metallplatten 32 und 34, deren jede in eine Vielzahl von Metallfingern ausläuft, die durch die Isolierkörper 2d und 30 in die Vertiefung 26 gceifen. Beispielsweise hat die (von oben auf die Figur la gesehen) rechte Platte acht Finger 1-8, die durch den rechten Isolierkörper 28 in die Vertiefung 26 fassen. Die linke Platte 34 hat ebenfalls acht Finger 9-16, die durch den linken Isolierkörper 30 in die Vertiefung 26 fassen.

In der Vertiefung 26 sind mehrere Schaltungselemente angeordnet, mit denen sich eine Anzahl verschiedener schaltungen realisieren

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läßt. Beispielsweise sind auf aem Boden 27 der Vertiefung 26 seßhs Transistoren Q-jc und sechs Leistungsdioden D-. ,-, gezeigt in vereinfachter BlocKdarstellung, befestigt. W^nn die Packung aus Metall besteht, dann werden die Transistoren Q, _r und die Dioden ^t. 6 einzeln oder zusammen auf einer isplierenden Unterlage z.B. aus Tonerde oder Beryllerde angeordnet. Jeder der Transistoren ^1-6 ^{hat einen}-Emitter, eine Basis und einen Kollektor, die mit E,B bzw. C bezeichnet sind. Beispielsweise hat der Transistor Q. in der rechten oberen EcKe der Vertiefung 26 einen Emitter E., eine Basis B. und einen Kollektor G.. Jede der Dioden D-, r hat eine Anode und eine Kathode, die mit A bzw. K bezeichnet sind.Beispielsweise hat die- Diode D, eine Anode A^ und eine Kathode K-,. Wie in

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Figur la gezeigt ist, stehen alle Elektroden E-, r, B, r, C, r, A-, r und K, ^ vom Boden 27 ab und liegen im wesentlichen parallel der Seitenwand 25. Die besondere Struktur der Transistoren Q g und der Dioden D-, r ist im einzelnen nicht kritisch. Ein geeigneter Aufbau für die Dioden ist von E.Hausmann in der am 24. Juli 1^6y erschienenen "RCA Technical rote d41" beschrieben, und ein geeigneter Transistoraufbaa ist von E..~.ausman in der am 4. Septeuioer erschienenen "RCA Technical :,ote ö48" beschrieben.

Das Kodul Iu enthalt a^sserdeji Verbindungselemente, die allen verschiedenen SchaltungEkonf i_t urationen geineinsam sind unu zwischen den Elektroden der Schaltungselemente (Transistoren Q und Dioden D₁ -) und den ringer-, 1-16 verlaufen. In Fid,ur la ißt ein solches Verbindungselement als flacher Metallstreifen 36 gestrichelt dargestellt, der elektrisch mit den Basiselektroden B-,_-, der Transistoren Q₁ „ verbundai ist und von diesen gehalten werden, und der ausserdem mit dem Finger 1 eleKtrisch verbunden ist. In ähnlicher Weise wird ein zweiter Metallstreifen 3·^, der ebenfalls gestrichelt gezeichnet ist, vom Emitter Eg des Transistors CL· und von der Anode kr der Diode D^ getragen und ist eleKtrisch mit dem Finger verbunden. Weitere flache nicht gezeigte Ketalistreifen verbinden ebenfalls verschiedene Eleictrodenkojibinationen untereinander und mit deu Fingern 2-10 und 12 - Ib entsprechend der Beschriftung

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unmittelbar neben jedem Finger 1-16 in Figur la. Beispielsweise sind der KolleKtor C, und die Kathode K mit dem Finger 2 verbunden, währeixd der Kollektor C₂ und die Kathode K_? mit dem Finger 3 verbunden ist usw. Die Elektroden der Transistoren Q, r und der Dioden D-. r können auch durch herkömmliche Verdrahtung mit den Fingern 1-16 verbunden sein. Die oben beschriebene Anordnung von flachen Streifen ist jedoch vorzuziehen. Mit einer derartigen Verbindung der Transistoren Q, < und der Dioden D, , mit den Fingern 1-16 gemäß der Beschriftung in Figur la stellt das Modul lö eine Schaltungskonfiguration 40 dar, deren Schaltbild in Figru Ib gezeigt ist. Die Finger 1 bis 8 sind durch die ihnen gemeinsame Platte 32 miteinander verbunden, wie es an der Schaltungsklemme 1-8 in Figur Ib gezeigt ist. Die Finger 9-16 sind in ähnlicher Weise durch die gemeinsame Platte 34 miteinander verbunden, wie es an der Scnaltungsklemme 9-16 in Figur Ib gezeigt ist.Das Modul 18 kann dann in dieser Form mit einer Abdeckung über der Vertiefung verschlossen werden, und wie es mit den nach-stehenden Beispielen I bis III beschrieben ist, lassen sich mehrere verschiedene Schaltungskonfigurationen wählen.

Beispiel I

Aus üem in Figur la dargestellten Modul 18 wurde eine erste Schaltungsanordnung hergestellt. Dieses Schaltungsmodul ist in Figur 2a gezeigt und mit 19 bezeichnet.

Zur Herstellung des ersten Schaltungsmoduls 19 wurden vom Modul Teile der Platte 32 fortgeschnitten, sodaß ein erster Schlitz 42 gebildet wurde, der längs der Platte 32 zwischen den Fingern 1 und 2 verläuft. Zwischen die Finger 7 und 8 wurde ein zweiter Schlitz 44 eingeschnitten. In die Platte 34 wa.rde ein dritter Schlitz 46 zwischen die Finger 11 und 14 geschnitten. Das hierdurch entstandene Schaltungsmodul iy hat eine flache Zuleitung 4o, die nur mit dem Finger 1 und somit nur mit den Basiseleketroden B, .-, der Transistoren Q, ., verbunden ist. Eine zweite flache Zuleitung 49 liegt gleichzeitig an allen Findern 2bie 7, eine dritte flache Zuleitung

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ist nur mit einem Finger ö verbunden usw. Die sich ergebende erste Schaltung 54 ist als Schaltbild in Figur 2b dargestellt. Diese Schaltung ist als Ausgangsstufe für eine Nicht-Schaltung in Kollektorschaltung geeignet.

Beispiel II

Aus dem in Figur la dargestellten Modul 18 wurde ein zweites Schaltungsiüodul 20 dadurch hergestellt, daß gemäß Fi₁.ur 3a in die Platte 32 ein Schlitz 60 zwischen die Finger 1 und 2, ein Schlitz 62 zwischen die Finger 4 und 5 und ein Schlitz 64 zwischen die Finger 7 und β geschnitten wurde. Die dadurch entstandene Schaltung 56 ist als Schaltbild in Figur 3b dargestellt. Diese Schaltung 56 ist als Ausgangsstufe für eine Nicht-Schaltung in Emitterschaltung geeignet.

Beispiel III

Aus dem in Figur la gezeigten Modul 18 wurde ein drittes Schaltungsmodul 21 dadurch hergestellt, daß gemäß Figur 4a in die Platte 32 ein Schlitz 64 zwischen die Finger 1 und 2 und ein Schlitz 66 zwischen die Finger 7 und 8 geschnitten wurde. Die dadurch entstandene Schaltung 58 ist als Schaltbild in Fi^ur 4*> dargestellt. Diese Schaltung 5ö ist als Ausgangsstufe für einen Eintaktscnalter (single ended switch) geeignet.

BAD ORIGINAL 209813/1057

Claims

Patentansprüche.

. l.i Schaltungsmodul mit einer eine Montagefläche aufweisenden Packung ^- ' und einer Vielzahl von auf der Eontagefläche angeordneten Schaltungselemente^ mit denen sich mehrere verschiedene Schaltungen realisieren lassen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Montagefläche (27) und PunKLen ausaerhalb der Packung (22) eine Abschiffseinrichtung (1-16) vorgesehen ist und sich innerhalb der Packung Verbindungselemente (56, 3·^) befinden, welcne die Scnaltungseieineute (Q, D) mit der Abschlußeinrichtung verbinden und alien realisierbaren Schaltungen (54, 56, 5o) gemeinsam sind, und daß aie Abschlußeinrichtung eine uieser Schaltungen fehtlegt.

2. Schaltungsmodul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Packung (22) eine durch einen loden (2/) und Jeitenwände (25) begrenzte Vertiefung (2u) aufweist, wobei der Boden die Kon tageflache ist, und da.i die Schaltungselemente aus menreren auf uem Boden angeordneten Halbleiterba^eiemenoen (Q, D) bestenen, deren jejes mindestens zwei vom roden abstehende und parallex zu aen Seitenwänae.i verlaufende KleKtroden aufweist.

3. .Schaltungsmodul nach Anspruch 2, dadurch geKennzeichnet, daß die Verbindungselemente mehrere von den Elektroden gehaltene ebene Ketallüleuue (3d, 3^) sind.

^-. Schaliungsmodul nach Ansurucn 3» dadarcn geKennzeionnet, daß die Packung (22) einen IsolierKörper (2o Izw. 30} enthält, dessen eine Hauptfläche eine Seitenwand bildet, una daß die Abschlußei?irichtun.g aus einer ei ei;ea i-etali olattt (32 bzw. 34) niit meiireren Ketal .fingern (1-ü Lzv. J-16) besteht, die dji'cn den IsolierRjrper in die Vertiefung (26) greifen und .iiit aen Verbinaungselementen (36 bzw. 3-0 verbunden oind, und da.d 7ar Biluang einer der real ir ie rl: ?:ren Schaltungen die Platte awicchen minaOGtenc zwei 7iij,;cj--j (], 2) Πίάί.αοείοηί= einen Schlitz (42) ;uiv('int.

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•Aß ORIGINAL

5. Verfahren zur Herstellung eines Schaltungsmoduls, welches die Bildung mehrerer verschiedener Schaltungen zuläßt, und zur Einrichtung einer dieser Schaltungen, gekennzeichnet durch Herstellung einer packung (22) mit einer Montagefläche (27), Anordnung mehrerer Schaltungselemente (Q,D) auf der Montagefläche, Bildung eines derartigen Musters aus inneren Verbindungen (36,3ö) zwischen den Schaltungselementen und einer Vielzahl von am Rand der Montagefläche angeordneten Metallfingern (1-16), daß durch äußere Verbindungen an den Metallfingern verschiedene Schaltungen ohne Änderung der inneren Verbindungen realisierbar sind, Anordnung einer die Metallfinger (1-8 bzw. 9-16) aussen verbindenden Metallplatte (32 bzw. 34) und derartiges Beschneiden der Metallplatte, daß durch gegenseitige Isolierung gewisser Metallfinger (1, 2 und 7,β) die gewünschte (5d) der realisierbaren Schaltungen (54, 56, 5ö) entsteht.

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