DE2629685A1

DE2629685A1 - Elektrisches netzwerk mit mindestens einer induktivitaet

Info

Publication number: DE2629685A1
Application number: DE19762629685
Authority: DE
Inventors: Heinz Dipl Phys Preissinger; Ulrich Dipl Phys Wehnelt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1976-07-01
Filing date: 1976-07-01
Publication date: 1978-01-05

Description

Elektrisches Netzwerk mit mindestens einer Induktivität
Zusatz zu Patent . ..! ... (Patentanmeldung amtl. Aktenzeichen P 25 48 059.5 - unsere Akte VPA 75 P.1181) Die Erfindung betrifft ein elektrisches Netzwerk, insbesondere ein L- oder LC-Netzwerk mit abgleichbaren Kondensatoren, z.B. ein Schwingkreisfilter oder eine Drosselspule, wobei das Netzwerk ggf.
mit RC-Netswerken kombiniert ist und die Kapazität wenigstens aus einem Paar auf eine organische Trägerfolie aufgebrachter und durch eine Dielektrikumsschicht getrennter Belagsflächen besteht und durch Abtragen von Teilen der Belagsflächen abgleichbar ist.
Bereits bekannte Kombinationen der vorstehend genannten Art bestehen aus Festkapazitäten und abgleichbaren Induktivitäten, wobei als Wicklungsträger der Induktivitäten Spulenkörper aus Ferritmaterial dienen oder auf einen Träger aufkaschierte Flachspulen verwendet werden. Der Induktivitätsabgleich erfolgt in beiden genannten Fällen mittels eines zentrisch im Spulenkörper angeordneten, axial verschiebbaren Berritkerns.
Zur Schaffung elektrischer LC-Schwingkreise mit engen Eoleranzgrenzen für die Resonanzfrequenz, insbesondere zur Verwendung in Kanalfiltern der Trägerfrequenztechnik, welche eine Spule und zumindest einen Kondensator enthalten, schlägt das Hauptpatent . ... ... (Patentanmeldung amtl. Aktenzeichen P 25 48 059.5 -unsere Akte VPA 75 P 1181) vor, daß jeder LC-Schwingkreis eine Spule ohne Abgleichelemente, z.B. einfach aufgebaute Ringkern-oder Topfspulen mit hochwertigen Ferriten, oder eine auf einer Platine befindliche Flachspule und einen durch Abtragen von Teilen von Belagsflächen abgeglichenen Kondensator enthält, wobei der Kondensator als ein im wesentlichen ebener regenerierfähiger Schichtkondensator mit einer relativ kleinen Anzahl übereinanderliegender Belagsflächen und L'ielektrikumsschichten ausgebildet ist. Der Abgleich des SC-Schwingkreises bzw. die Einstellung seiner Resonanzfrequenz erfolgt durch einen fokussierten Laserstrahl, der so gerichtet und in seiner Intensität so bemessen ist, daß er nach Durchstrahlung der für Laserlicht durchlässigen Deckfolie einen entsprechenden Betrag jeweils einer der übereinanderliegenden Belagsflächen ausbrennt bzw. abdampft.
Der elektrische LC-Schwingkreis nach dem Hauptpatent ist automatisch abgleichbar und besitzt bei hoher Güte eine hohe Genauigkeit und Konstanz der Resonanzfrequenz.
In weiterer Verbesserung des Gegenstandes nach dem Hauptpatent schlägt die Erfindung bei einem elektrischen Netzwerk der eingangs genannten Art vor, daß als Induktivität eine gleichfalls auf eine organische Trägerfolie aufgebrachte Flachspule dient, wobei die organischen Trägerfolien der Kapazitäten, Induktivitäten und der Deckfolie vorzugsweise aus Polyäthylenterephthalat, Polyimid oder Polykarbonat oder dergl. bestehen können.
Die Induktivitäten und Kapazitäten sind auf bevorzugt gestapelte organische Trägerfolien aufgebracht und ihre Anschlußenden entsprechend ihrer gewünschten Kombination miteinander und mit Anschlußdrähten kontaktiert.
Die Elemente des elektrischen Netzwerkes, z.B. Induktivitäten und Kapazitäten, können jedoch auch auf der Vorder- und Rückseite einer gemeinsamen organischen Trägerfolie aufgebracht und in an sich bekannter Weise miteinander kontaktiert sein.
Zur Erleichterung einer inneren Durchkontaktierung können die Elemente elektrisch getrennt durch eine isolierende Lackschicht auch nur auf eine Seitenfläche der organischen Trägerfolie aufgebracht sein. Führt man in sämtlichen genannten Fällen die Leiterbahnen der Flachspulen aus dünn aufgedampftem Metall aus, so lassen sich auf diese Weise Widerstände in die LC-Eombination einfügen.
Auch bei den weiter verbesserten Netzwerken, d.h. bei den elektrischen Netzwerken mit Flachspulen mit organischen Trägerfolien, sind die fertig montierten Schwingkreise oder Filter durch Abtragen eines Teiles der Belagsfläche der Kondensatoren mittels Laserstrahl abgleichbar, ohne daß die elektrischen Werte der Spulen beeinflußt werden. Die Leiterbahnen der Flachspulen sind zu diesem Zweck entweder außerhalb des Abgleichbereiches der Kondensatoren angeordnet oder die Leiterbahnen sind so dick, z.B. mit einer Dicke i/um ausgeführt, daß der Laserstrahl diese nicht beschädigen kann.
Je nach gewünschter Kombination sind die miteinander zu kontaktierenden Anschlußenden der Kapazitäten und Induktivitäten zueinander mindestens teilweise deckungsgleich ausgerichtet, wobei die eigentliche Kontaktierung in der Weise erfolgt, daß gleichfalls deckungsgleich mit den zu kontaktierenden Anschlußenden auf die freie Stirnfläche der Deckfolie aufgebrachte erwärmte Anschlußdrähte in die gestapelten organischen Polien eingedrückt werden.
Die Erwärmung der insbesondere geprägten, vorzugsweise gewellten, Anschlußdrähte kann induktiv und zwar vor ihrer Auflage auf die Deckfolie oder mittels Stromfluß durch die bereits auf die Deckfolie aufgelegten Anschlußdrähte erfolgen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand einiger Ausfiihrungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer LC-Eombination nach der Erfindung in schematischer und geschnittener Ansicht, Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil der LC-Kombination nach Fig. 1, Fig. 3 das Ersatzschaltbild der LC-Kombination nach Fig. 2, Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel einer LC-Kombination nach der Erfindung in der Darstellung nach Fig. 1, Fig. 5 das Ersatzschaltbild der LC-Eombination nach Fig. 4, Fig. 6 ein drittes Ausführungsbeispiel einer LC-Kombinationiu der Darstellung nach Fig. 1, Fig. 7 eine Draufsicht auf einen Teil der LC-Kombination nach Fig. 6, Fig. 8 das Ersatzschaltbild der LC-Kombination nach Fig. 6, Fig. 9 ein viertes Ausfahrungsbeispiel einer LC-Kombination nach der Erfindung in gleichfalls geschnittener und schematischer Darstellung, Fig. 10 eine Draufsicht auf einen Teil der LC-Kombination nach Fig. 9, Fig. il das Ersatzschaltbild der LC-Kombination nach Fig. 9.
Das Beispiel nach Fig. 1 bis 3 zeigt eine Parallelschaltung einer Induktivität L mit einer Kapazität C. Als Induktivität dient eine auf eine organische Trägerfolie 4, z.B. Polyäthylentherephthalat Folie, aufgebrachte, in sämtlichen Figuren schraffiert dargestellte Flachspule 5, zu deren Herstellung die Trägerfolie mit Kupfer oder Aluminium kaschiert oder bedampft und die geometrischen Strukturen der Flachspule durch Laser- oder HF-Ausbrennverfahren oder durch Xtzen erzeugt werden. Die Güte der Flachspule richtet sich hierbei weitgehend nach der Leiterbahndicke und -breite, wobei zur Erhöhung der Induktivität zwei oder mehrere Induktivitäten auf verschiedenen Ebenen in Reihe geschaltet werden können. Auf einer Fläche von 10 x 10 mm2 sind Flachspulen mit z.B. 0,1 mm Leiterbahnbreite und 0,1 mm Abstand bis zu 1'uH unterzubringen. Dieser Induktivitätsbereich ist durch Auftragen von Ferritmaterial auf die Flachspule, z.B. durch Sputtern oder Flammspritzen um etwa eine Größenordnung heraufsetzbar.
Bei hochohmiger Ausführung der Leiterbahn der Flachspule 5, d.h.
bei entsprechender Wahl der Leiterbahndicke, liegt der Induktivität ein Widerstand in Reihe.
Gleichfalls auf eine organische Trägerfolie 6, z.B. aus Polyäthylenterephthalat, ist ein Schichtkondensator, bestehend aus Belagsflächen 7 und einer Dielektrikumsschicht 8 aufgebracht. Die Trägerfolien 4, 6 und eine Deckfolie 9 aus gleichem Material sind zu einem Stapel zusammengefaßt, wobei die miteinander zu kontaktierenden Anschluß enden des Kondensators und der Flachspule zueinander deckungsgleich ausgerichtet sind. Die Kontaktierung dieser Anschlußenden mit in der Zeichnung nicht dargestellten, vorzugsweise gewellten, Anschlußdrahtenden erfolgt durch Auflage dieser Enden auf die freie Stirnseite der Deckfolie 9 und Eindrücken der erwärmten Anschlußdrahtenden in die gestapelten organischen Drägerfolien. Die Kontaktbereiche sind in sämtlichen gezeigten Ausführungsbeispielen durch Pfeile 1 bis 3 angedeutet, wobei in dem mit 3 angezeigten Bereich ggf. auch nur eine mechanische Fixierung einer oder beider Trägerfolien 4, 6 mit der Deckfolie 9 mit Kleber oder mittels thermoplastischer Verbindung erfolgen kann.
Fig. 4 und 5 zeigt eine Reihenschaltung aus Kondensator und Spule, wobei der Anschluß der Spule gegenüber dem der Spule nach Fig. 1 um 1800 gedreht ist. Dadurch läßt sich die Kontaktierung des zweiten Anschlusses in Punkt 3 durchführen. Auf diese Weise entsteht die im Ersatzschaltbild nach Fig. 5 dargestellte Reihenschaltung von L, (R) und C. Die Anschlüsse befinden sich an den Punkten 1 und 3. Die elektrische Verbindung an Punkt 2 kann durch innere Durchkontaktierung realisiert sein oder als Anschluß nach außen geführt werden.
Insbesondere unter Zuhilfenahme innerer Reihenschaltungen von Eapazitäten sind kompliziertere Schaltungen, wie sie beispielsweise in den Figuren 6 bis 11 dargestellt sind, möglich. Es handelt sich hierbei um einen Schwingkreis mit Koppelkondensatoren - einem Grundelement eines Filters - und um eine einfache abgleichbare Filteranordnung. Durch mehrfache innere Reihenschaltung läßt sich hierbei die Komplexität erhöhen.
12 Patentansprüche 11 Figuren L e e r s e i t e

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Elektrisches Netzwerk mit mindestens einer Induktivität, die ggf. mit mindestens einer Kapazität kombiniert ist, die wenigstens aus einem Paar auf eine organische Trägerfolie aufgebrachter und durch eine Dielektrikumsschicht getrennter Belagsflächen besteht und durch Abtragen von Teilen der Belagsflächen abgleichbar ist, nach Patent . ... ... (Patentanmeldung P 25 48 059.5; unsere Akte VPA 75 P 1181), d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Induktivität eine auf eine organische Trägerfolie (4) aufgebrachte Blachspule (5) vorgesehen ist.
2. Elektrisches Netzwerk nach Anspruch 1, d a d u r ch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Induktivitäten und Kapazitäten auf gestapelte organische Trägerfolien (4, 6) aufgebracht und ihre Anschluß enden entsprechend der gewünschten Kombinationen miteinander und mit Anschlußdrähten kontaktiert sind.
3. Elektrisches Netzwerk nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h ne t , daß auf die Vorder- und Rückseite einer organischen Trägerfolie Induktivitäten und Kapazitäten aufgebracht und ihre Anschlußenden entsprechend der gewunschten Kombination miteinander und mit Anschlußdrähten kontaktiert sind.
4. Elektrisches Netzwerk nach Anspruch 1, d a d u r ch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Induktivitäten und Kapazitäten galvanisch getrennt durch eine isolierende Lackschicht auf eine Seitenfläche der organischen Trägerfolie aufgebracht sind.
5. Elektrisches Netzwerk nach Anspruch 1 und einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Induktivitäten und Kapazitäten mit ohmschen Widerständen kontaktiert sind, welche als dünne Spulen-Leiterbahnen dienen.
6. Elektrisches Netzwerk nach Anspruch 1 und wenigstens einem der vorhergehenden Anspruche, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Netzwerk mit einer organischen Deckfolie (9) bedeckt ist.
7. Elektrisches Netzwerk nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die organischen Trägerfolien (4, 6) und die Deckfolie (9) aus Polyäthylenterephthalat, Polyimid oder Polykarbonat bestehen.
8. Elektrisches Netzwerk nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Flachspulen (5) mit Ferri->-material bedeckt sind.
9. Elektrisches Netzwerk nach Anspruch 1 und wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t , daß die miteinander zu kontaktierenden Anschlußenden der Kapazitäten und Induktivitäten zueinander mindestens teilweise deckungsgleich sind.
10. Verfahren zur Kontaktierung der Anschlußenden miteinander und mit Anschlußdrähten nach Anspruch 1 und wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t , daß deckungsgleich mit den zu kontaktierenden Anschlußenden auf die freie Stirnfläche der Deckfolie (9) aufgebrachte, erwärmte Anschlußdrähte in die gestapelten organischen Folien eingedrückt werden.
li. Verfahren nach Anspruch 10, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Verwendung geprägter Anschlußdrahtenden.
12. Verfahren nach Anspruch 10, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h die Verwendung wellenförmiger Anschlußdrahtenden.