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"Verfahren zum Herstellen und zum Abgleichen einer Rochfrequenzspule
in Streifenleitungstechnik Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen und
zum Abgleichen einer Hochfrequenzspule in Streifenleitungstechnik, bei dessen Durchführung
auf mindestens ein Substrat ein durch seine Dimensionierung und Formgebung eine
Induktivität realisierender Streif-enleiter aufgebracht und im Bereich seines Eraftlinienfeldes,
beispielsweise auf der Rückseite des gleichen Substrats, mindestens eine ferromagnetische,
die Größe der Induktivität beeinflussende Substanz angeordnet wird.
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Bei einem bekannten Verfahren dieser Art findet als ferromagnetische
Substanz beispielsweise ein Ferritplättchen, Verwendung, das beim Induktivitätsabgleich
auf der Rückseite
des den Streifenleiter tragenden Substrats an
eine der Soll-Induktivität entsprechende Stelle geschoben und dort auf das Substrat
festgeklebt wird. Besonders in der Serienfertigung stört bei diesem Verfahren die
verhältnismäßig umständliche und zeitraubende Justierung des Berritplättchens.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der einleitend
genannten Art gegenüber dem vorerwähnten Stand der Technik dahingehend zu verbessern,
daß ein möglichst weitgehend automatisierter Herstellungs- und Abgleichprozeß bei
der Serienfertigung realisierbar ist.' Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß
dadurch gekennzeichnet, daß als die ferromagnetische Substanz eine ferromagnetische
Schicht verwendet wird und daß zum Vermindern der Induktivität bei derem Abgleich
auf -ihren Sollwert eine teilweise Abtragung der ferromagnetischen Schicht und/oder
mindestens ein Einschnitt in die ferromagnetische Schichtdurchge-führt wird.
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Vorteilhafte Ausführungsformen, Weiterbildungen und Anvendungen werden
im folgenden anhand der Abbildungen und in- -den Unteranspruchen nåher beschri'eben.
Die Erfindung wird
zwar im folgenden vornehmlich bezüglich ihrer
Anwendung in ist der Technik ungeschirmter Streifenleiter erörtert,/aber mit für
den Fachmann ohne weiteres vorhersehbaren Vorteilen gleichermaßen auf die Technik
geschirmter Streifenleiter übertragbar.
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Fig. 1 zeigt rechts in Draufsicht, in der Mitte in Seibenansicht (Schnittbild)
und links in Ansicht von unten eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte
und abgeglichene Rochfrequenzspule in Streifenleitlangstechnik. Der Streifenleiter
1 ist auf der Oberseite eines beispielsweise aus A1205 bestehenden Substrats 2 in
an sich bekannter Form, Art und Weise aufgebracht, so daß er eine Induktivität realisiert,
Im gezeigten Beispiel ist er spiralförmig ausgebildet; in der Streifenleitungstechnik
sind jedoch weitere Formgebungen für Streifenleiter an sich bekannt, die Induktivitäten
realisieren sollen, und auch diese weiteren Formgebungen sind bei Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens anwendbar. Die Rückseite des Substrats 2 trägt eine
ferromagnetische Schicht 3 aus einem Material genügend hoher Permeabilität, um die
magnetischen Feldlinien, die in den Abbildungen generell durch Pfeile und gestrichelte
Linien symbolisiert und mit H-Feld 4 bezeichnet'sind, in der notwendigen Weise zu
führen, Die ferromagnetische Schicht 3 ist
vorzugsweise gemäß der
Siebdruckmethode auf das Substrat 2 aufgebracht, sie kann jedoch auch aufgeklebt
oder nach anderen an sich bekannten Verfahren mit dem Substrat 2 verbunden sein.
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Bei der Ausführungsform der Erfindung nach Fig. 1 ist es notwendig,
daß der Streifenleiter 1 in Verbindung mit der ferromagnetischen Schicht 3 so dimensioniert
und in seinem bzw. ihrem Material gewählt ist, daß die sich ergebende Induktivität
zunächst größer als die gewünschte Soll-Induktivität ist. Zum Vermindern der Induktivität
bei derem Abgleich auf ihren Soll-Wert wird gemäß einem Merkmal der Erfindung eine
teilweise Abtragung der ferromagnetischen Schicht und/oder mindestens ein Einschnitt
in die ferromagnetische Schicht durchgeführt. In den meisten praktischen Fällen
ist es vorzuziehen, nur mittels einer Einschnittmethode anstelle einer Abtragungsmethode
den Induktivitätsabgleich durchzuführen. Die linke Ansicht der Fig. 1 gibt verschiedene
Möglichkeiten der Ausbildung dieser dem Abgleich dienenden Einschnitte an. Elektrisch
gesehen ist es am günstigsten, den Einschnitt entlang eines Kreisbogens 5 durchzuführen,
der gestrichelt dargestellt ist und dessen Radius und dessen Lage auf der ferromagnetischen
Schicht derart gewählt sind, daß die bei fehlendem Einschnitt in der ferromagnetischen
Schicht
verlaufenden magnetischen Feldlinien durch den Kreisbogen annähernd rechtwinklig
gekreuzt werden. In der Fertigung einfacher sind allerdings geradlinige Schnitte
realisierbar, deren beispielhafte Lagen in Fig. 1 durch gestrichelte Linien 6 bzw.
7 angedeutet sind. Die Linie 7 verläuft gleichfalls weitgehend rechtwinklig zu den
magnetischen Feldlinien, die sich bei fehlendem Einschnitt entlang der Linie 7 ergeben
würden, Die Linie 7 schneidet eine der Ecken der eckigen Fläche der ferromagnetischen
Schicht ab. Diese geradlinig verlaufenden Einschnitte 6 bzw. 7 können ggf. zusätzlich
zu einem kreisbogenförmigen Einschnitt (Freisbogen 5) vorgesehen sein. Die Abtragung
bzw. die Einschnitte zum Vermindern der Induktivität erfolgen zweckmäßigerweise
unter Verwendung eines Laserstrahles, eines Sandstrahles oder einer vergleichbaren
Methode.
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Bei den Ausführungsformen der Erfindung nach Figuren 2a und 2b ist
der Streifenleiter entweder längs seines gesamten Pfades (Fig. 2a) oder teilweise
längs seines Pfades (Fig. 2b) in Form eines Nehrfachleiters mit in vorgegebenem
Abstand aufeinander folgenden gegenseitigen Verbindungsstellen der Einzelleiter
des Mehrfachleiters hergestellt. Beim Mehrlachleiter gemäß Fig. 2a handelt es sich
um einen Doppelleiter 8,
der aus zwei parallelen Einzelleitern 9
und 10 besteht.
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Zwischen zwei aufeinander folgenden Abknickpunkten dieses Doppelleiters
und in den Abknickpunkten selber befinden sich die gegenseitigen Verbindungsstellen
der Einzelleiter.
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Gemäß Fig. 2b ist der Streifenleiter längs seiner äußeren Bahn in
Form eines Doppelleiters 11 und längs seiner daran anschließenden inneren Bahn in
Form eines Einzelleiters 12 ausgebildet. Bei dieser Unterteilung in Doppel- und
Einzelleiter bzw. allgemein gesprochen in höher- und niedergradige Mehrfackleiter
ist es zweckmäßig, die Teile des Streifenleiters, die die größere Anzahl von Einzelleitern
enthalten, in Richtung zum äußeren Ende des Streifenleiters anzuordnen.
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Bei beiden Ausführungsformen der Erfindung nach Figuren 2a und 2b
läßt sich die jeweilige Abdeckung dadurch nach höheren Werten hin abgleichen, daß
man mindestens einen Einzelleiter des Nehrfachleiters bzw. des Mehrfachleiterstückes
mindestens zwischen zwei der gegenseitigen Verbindungsstellen unterbricht.
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Diese Unterbrechungen erfolgen vorzugsweise unter Verwendung eines
Laserstrahles, jedoch sind auch hier Sandstrahl oder andere Methoden zum Unterbrechen
anwendbar. Die Unterbrechungsstellen der Einzelleiter sind in den Figuren 2a und
2b durch gestrichelte Linien angedeutet, von denen zwei in Figur 2b mit 13 bzw.
14 bezeichnet sind.
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Die linken Abbildungen in den Figuren 2a und 2b stellen jeweils Seitenansichten
der rechts neben ihnen in Draufsicht gezeigten Ausführungsformen der Erfindung dar.
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Fig. 3 zeigt eine Weiterbildung der Erfindung. Hier sind zwei nach
dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte und abgleichbare bzw. abgeglichene
Spulen dadurch zu einem Schwingkreis ergänzt, daß ihnen jeweils ein Kondensator
zugeschaltet ist. Dieser Kondensator kann als getrenntes Bauelement an die Anschlußenden
der Spule angelötet oder auch in integrierter Bauweise, beispielsweise nach dem
Siebdruckverfahren auf das Spulensubstrat zusätzlich aufgebracht werden.
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Diese in Fig, 3 gezeigten zwei Schwingkreise bilden ein zweikreisiges
Bandfilter mit induktiver Kopplung der Bandfilterspulen untereinander, derart, daß
die Schwingkreis-Induktivitäten vorwiegend durch teilweises Abtragen der und/oder
Einschnitte in die zugehörige ferromagnetische Schicht abgleichbar und daß di'e
induktive Kopplung vorwiegend durch Beeinflussung der sich gegenseitig überlappenden
Anteile der einzelnen Magnetfelder der zu koppelnden Spulen, beispielsweise durch
Verändern des örtlichen Induktivitätsbelages an der Koppelstelle, eingestellt wird.
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Am oberen Teil der Fig, 3 ist eine Draufsicht, im mittleren Teil eine
Seitenansicht und im untern Teil der Fig. 3 eine Unteransicht des zweikreisigen
Bandfilters gemäß die ser Weiterbildung der Erfindung dargestellt. Die obere Spule
ist mit 15, die untere mit 16 bezeichnet. Die zugehörigen Schwingkreis-Kondensatoren-tragen
die Bezugsziffern 17 bzw. 18. Es handelt sich bei den Schwingkreisen wie ersichtlich
um Parallelschwingkreise. Der Spule 15 ist eine ferromagnetische Schicht 19 und
der Spule 16 eine ferromagnetische Schicht 20 zugeordnet. Die Induktivitäten der
Schwingkreise können getrennt durch Schnitte in die zugehörigen ferromagnetischen
Schichten abgestimmt werden.
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Diese Schnitte sind durch gestrichelte Linien 21 bzw. 22 angedeutet
und müssen nicht geradlinig verlaufen. Durch den der Fig. 3 entnehmbaren Aufbau
der beiden Schwingkreise und ihre gegenseitige räumliche Zuordnung ist ihre elektrische
gegenseitige Beeinflussung sehr gering. Die Kopplung der beiden Schwingkreise wird
durch die Vberlappung der Felder der beiden Schwingkreisspulen erreicht. Sie kann
abgestimmt werden beispielsweise durch Trennen der entsprechenden redundanten Leitungszweige
im Kopplungsbereich; bei diesen Beitungszweigen handelt es sich im gezeigten Beispiel
um parallele Leitungszweige,deren Anzahl nicht auf die gezeigte Anzahl drei beschränkt
ist, sondern größer oder kleiner
gewählt sein kann, je nachdem
welche Fertigungstoleranzen vorausgesetzt sind.
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Fig. 4 zeigt unten in Draufsicht, in der Mitte in Seitenansicht und
rechts in Ansicht von unten zwei mittels einer zusätzlichen Koppelinduktivität 23
und einer ggf. in Serie liegenden Kapazität 24 gekoppelten Parallelschwingkreise
mit Spulen 25 bis 26, deren zugehörige Kondensatoren mit 27 bzw. 28 bezeichnet sind.
Sowohl die zu koppelnden Schwingkreisinduktivitäten als auch die Koppelinduktivität
sind nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt und abgleichbar. Die Koppelinduktivität
23 kann in Verbindung mIt dem Kondensator 24 elektrisch so dimensioniert sein, daß
sie die gleiche Resonanzfrequenz wie die beiden durch sie gekoppelten Parallels
chwingkreise besitzt. Die Verbindungsleitungen zwischen der Koppelinduktivität bzw.
ihrem zugehörigen Kondensator einerseits mit den zu koppelnden Schwingkreisen sind
mit 29 bzw. 30 bezeichnet. Zu den Spulen 25, 23 und 25 gehören wiederum ferromagnetische
Schichten, die mit 31, 32 bzw. 33 bezeichnet sind. Diese Schichten können zum Abgleich
wiederum mit Einschnitten versehen werden, beispielsweise unter Verwendung eines
Laserstrahles; diese Einschnitte sind durch gestrichelte geradlinige Linien 34 und
36 angedeutet.