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Trägerpiatte mit einer gedruckten Schaltung Die Erfindung bezieht
sich auf eine Trägerpiatte, auf deren Vorderseite Leiterbahnen nach Art einer gedruckten
Schaltung aufgebracht sind und die mindestens ein mit einer mit den Leiterbahnen
verbundene Dick- oder Dünnfilmschaltung ver-.
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sehenes isolierendes Substrat trägt, dessen Stärke geringer ist als
die der Trägerplatte und wobei auf die Rückseiten der Trägerplatte und des isolierenden
Substrats Masseleitungen, vorzugsweise in Form ganzflächiger Massebeläge aufgebracht
sind und die gemäß dem Hauptpatent . ...
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(P 21 23 041.1) eine Ausnehmung zur Aufnahme des isolierenden Substrats
aufweist, in die ein metallisches gut leitendes Paßstück eingesetzt ist, auf dem
das isolierende Substrat aufliegt, das einerseits mit den Masseleitungen der Trägerplatte
und andererseits über parallel zu den Rändern der Ausnehmung verlaufende Rippen
mit den Masseleitungen des isolierenden Substrats verbunden ist.
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Hochfrequenz-Schichtschaltungen (MIC's) werden in zunehmendem Maß
zur Lösung von Mikrowellenproblemen eingesetzt'. In erster Linie kommen dafür Dünn-
und Dickschichttechnik in Betracht. Technologische Besonderheiten, zum Beispiel
Grenzen der möglichen Substratabmessungen sowie hoher Kostenaufwand für Entwicklung
und Herstellung, bringen es mit sich, daß die Anwendung dieser hochwertigen Techniken
auf solche Schaltkreise beschränkt wird, für die sie aufgrund erhöhter hochfrequenztechnischer
oder sonstiger Anforderungen erforderlich sind.
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Treten diese erhöhten Anforderungen nur in einzelnen Teilen einer
komplexeren Schaltung oder eines Systems auf, so wird man deshalb bemüht sein, nur
diese Teile als HF-Schichtschaltung auszuführen und alle anderen möglichst in billigeren
Standardtechniken zu realisieren. Dabei entsteht das Problem, die in verschiedenen
Techniken ausgeführten Teilschaltkreise auf wirtschaftliche und raumsparende Weise
so zu verbinden, daß auch an den Übergangsstellen gute elektrische und mechanische
Eigenschaften erzielt werden.
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Eine Lösung für das vorstehende Problem ist in der Hauptanmeldung
angegeben, bei der nämlich ein direkter Einbau der HF-Schichtschaltungen in die
geätzte Leiterplatte erfolgt. Die Vorteile einer solchen funktionellen Integration
bestehen beispielsweise im Wegfall der aufwendigen und unbequemen Verbindungskabel
mit dem Nebenvorteil von Platzgewinn, in dem Erreichen besonders kurzer, d.h. laufzeitarmer
Verbindungen aus den billigen geätzten Microstrips und der Möglichkeit der Realisierung
komplizierterer Topologien.
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In vielen Anwendungsfällen genügt das Verbindungsprinzip in der vorstehend
beschriebenen Form, bei dem nämlich die Verbindung zwischen HF-Schichtschaltung,
dem metallischen Paßstück und der geätzten Trägerplatte durch Löten oder Leitkleben
erfolgt, und zwar etwa dann, wenn die Schichtschaltung relativ unkompliziert und
wenig reparaturanfällig ist. Häufig wäre es jedoch von Vorteil, wenn sich die Schichtschaltung
nicht nur leicht und schonend einbauen, sondern auch ebenso mühelos wieder ausbauen
ließe. Dabei ist an Reparaturzwecke, an den Austausch defekter Schaltkreise oder
an Messungen und Kontrollen gedacht, die im eingebauten Zustand nicht durchführbar
sind. Dies gilt vor allem für Schichtschaltungen mit hohem Integrationsgrad,
weil
solche naturgemäß problematischer und anfälliger sind.
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Erschwert wird eine Reparatur, wennsdie Trägerplatte relgativ große
Abmessungen hat. Hier ist für die Anwendung hochwertiger Verbindungsverfahren, wie
zum Beispiel durch Ultraschall und Thermokompression, fast immer der Ausbau der
Schichtschaltung notwendig.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gemäß dem Eauptpatent-angegebene
Anordnung in der Weise weiterzubilden, daß auch eine leichte Auswechselbarkeit der
Schichtschaltungen möglich ist.
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Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs genannten Art
gemäß der Erfindung in der Weise gelöst, daß das Paßstück aus zwei mit ihren Grundflächen
parallel zueinander angeordneten und an jeweils einer Grundfläche Rippen aufweisenden
Scheiben besteht, von denen die eine Scheibe über die Rippen fest mit dem Substrat
verbunden und innerhalb der Ausnehmung der Trägerplatte angeordnet ist und an der
dem Substrat abgekehrten Fläche einen Gewindebolzen aufweist und die andere Scheibe
über die Rippen, auf denen zugleich die erste Scheibe aufliegt, an der Masseseite
der Trägerplatte befestigt ist und einen Durchbruch für den Gewindebolzen der ersten
Scheibe aufweist, auf den eine an der äußeren Grundfläche der zweiten Scheibe anliegende
Mutter aufgeschraubt ist.
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Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird eine leichte Auswechselbarkeit
der Schichtschaltung innerhalb der Trägerplatte gewährleistet, wobei zugleich die
vorteilhaften mikrowellentechnischen und sonstigen Eigenschaften der Anordnung nach
dem Hauptpatent beibehalten werden.
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Die erfindungsgemäßen Maßnahmen lassen sich auch in vorteilhafter
Weise
bei einer Trägerplatte anwenden, bei der auf der Masseseite weitere Lagen aufgebracht
sind. Bei einer derartigen mehrlagigen geätzten Trägerplatte (Multilayer) ist die
Ausnehmung in der Trägerplatte stufenförmig ausgebildet derart, daß sie im Bereich
der Schichtschaltungen den größeren Abmessungen der an der Masseseite befestigten
Scheibe entspricht. Somit ist eine gute Auflage der Rippen der an der Masseseite
der Trägerplatte befestigten Scheibe auf der Massekaschierung gewährleistet.
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Nachstehend wird die Erfindung anhand zweier in den Figuren dargestellter
Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Es zeigen Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei
ein isolierendes Substrat mit einer Dick-oder iünnfilmschaltung in eine Trägerplatte
eingesetzt ist, Figur 2 einen Schnitt A-B durch das Ausführungsbeispiel nach Figur
1 und Figur 3 ein Ausführungsbeispiel mit einer mehrlagigen Trägerplatte mit einem
in die Trägerplatte eingesetzten isolierenden Substrat in einer geschnittenen Darstellung.
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Bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist
ein isolierendes Substrat 2, auf dessen Oberseite Dick- oder Dünnfilmschaltungen
aufgebracht sind, über ein metallisches Paßstück, bestehend aus zwei Scheiben 3
und 4, in die Ausnehmung einer Trägerplatte 1 eingesetzt.
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Die beiden Scheiben sind mit ihren Grundflächen parallel zueinander
angeordnet und weisen längs zweier gegenüberliegender Ränder Rippen 5 bzw. 6 auf.
Die eine Scheibe 3 ist über die Rippen 5 mit den Masseleitungen auf der Rückseite
des
isolierendesn Substrats 2 beispielsweise durch eine Löt- oder Leitkleberverbindung
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Dieses Verbundteil ist in die Ausnehmung der Trägerplatte 1 eingesetzt,
wobei die Scheibe 3 geringfügig über die Unterseite der Trägerplatte hinausragt.
Dieser überragende Teil entspricht der Höhe, die die Löt- oder Leitklebeverbindung
10 zur Verbindung der Scheibe 4 im Bereich der Rippen 6 mit der Metallisierung auf
der Rückseite der Trägerplatte 1 ausmacht. Die Rippen 6 der Scheibe 4 sind dabei
hinsichtlich ihrer Breite so bemssen, daß für die Unterseite der Scheibe 3 eine
Auflagefläche der Breite s gegeben ist. An der unteren Seite, also der dem Substrat
2 abgekehrten Seite der Scheibe 3, ist ein Gewindebolzen 7 angeordnet, der durch
einen an entsprechender Stelle in der Scheibe 4 angeordneten Durchbruch hindurchragt.
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Die Montage des Substrats 2 innerhalb der Trägerplatte 1 erfolgt nun
in der Weise, daß einerseits die Scheibe 3 über die Rippen 5 mit dem Substrat 2
und andererseits die Scheibe 4 mit den Rippen 6 an der metallischen Unterseite der
Trägerplatte 1 fest verbunden werden. Das Verbundteil aus Substrat 2 und Scheibe
3 wird hernach in die Ausnehmung der Trägerplatte 1 eingesetzt, wobei der Gewindebolzen
7 der Scheibe 3 durch die Öffnung der Scheibe 4 hindurchragt.
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Von der Unterseite der Scheibe 4 her wird die Mutter 8 auf den Gewindebolzen
aufgeschraubt und somit das Verbundteil mittels der Schraubverbindung gegen die
Scheibe 4 gepreßt und in der Trägerplatte 1 befestigt.
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Die beiden Scheiben 3 und 4 haben nur auf zwei schmalen Streifen der
Breite s Kontakt miteinander, analog der mechanischen Verbindung der Scheibe 3 mit
der Schichtschaltung. Dadurch werden an allen Kontaktstellen kurze, definierte Massestromwege
erzwungen, worauf vor allem die
Reflexionsarmut und Reproduzierbarkeit
des Microstripüberganges beruhen. Es entsteht also dasselbe Masseprofil wie bei
der Anordnung nach dem Hauptpatent, so daß sich an dem reflexionsarmen Übergang
für Microstrip nichts geändert hat.
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Zum Ausbau der Schichtschaltung genügt es jetzt aber, bauteileseitige
Zuführungen abzulösen und die Mutter zu entfernen, um sodann die Schichtschaltung
mühelos aus der Ausnehmung herausheben zu können.
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Niederfre#uenz- und Gleichstromzuführungen können dabei anstatt über
einzelne Bändchen oder Kontakt spinnen auch durch Stiftleisten längs der nicht auf
den Rippen aufliegenden«Kanten der MICts zugeführt werden. Dadurch ergibt sich eine
weitere Vereinfachung von Montage und Demontage.
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Bei dem in Figur 5 dargestellten Ausfu~hrungsbeispiel erfolgt die
Befestigung der Schichtschaltung innerhalb der Trägerplatte in gleicher Weise wie
bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel. Anstelle einer zweilagigen
Leiterplatte ist hierbei als Trägerplatte eine mehrlagige geätzte Weitere platte
(Multilayer) vorgesehen. Auf der metallisierten Unterseite der Trägerplatte 1 sind
dabei noch weitere Lagen 11, 12, 13 aufgebracht. Die Ausnehmung zur Aufnahme der
Schichtschaltung 2 in der Trägerplatte 1 und den weiteren Lagen 11, 12, 13 ist dabei
stufenförmig abgesetzt derart, daß sie im Bereich der weiteren Lagen 11, 12, 13
den größeren Abmessungen der an der Masseseite befestigten Scheibe entspricht.
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Auf diese Weise wird also gewährleistet, daß die Scheibe 4 mit ihren
Rippen an der Massekaschierung der Trägerplatte 1 anliegt und somit eine gute elektrisch
leitende Verbindung der Massekaschierung auf der Unterseite der Schichtschaltung
mit der Massekaschierung an der Unterseite der Trägerplatte 1 gegeben ist.
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2 Patentansprüche 3 Figuren