DE2652082A1

DE2652082A1 - Einfassung fuer einzelne oder mehrere integrierte schaltungen

Info

Publication number: DE2652082A1
Application number: DE19762652082
Authority: DE
Inventors: Oreg Beaverton; Carlos Luis Beeck; Philip Bradford Snow; Fred John Telewski
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1975-11-20
Filing date: 1976-11-15
Publication date: 1977-05-26
Also published as: JPS5642159B2; FR2352471A1; FR2352471B1; GB1561685A; JPS5264203A; NL7611831A; CA1062359A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine modulartige Einfassung für Substrate von vorzugsweise planaren integrierten Schaltungen.

Bisher entsprach es dem Stand der Technik, Zusammenfassungen, Einfassungen oder Bündelungen von planaren Schaltungen, die Im Mikrowellenbereich arbeiten, so vorzunehmen, daß die Substrate oder Unterlagen von zwei Selten benutzbare Vorwölbung oder Ausnehmung aus ausgefrästem Material eingelegt wurde. Hierbei wird ein Aufklebeverfahren mit beispielsweise leitendem Klebstoff, Epoxyfolie oder Indiumblättern benutzt. Es läßt sich nach diesen Verfahren arbeiten, jedoch ist es sehr schwierig und in einigen Fällen unmöglich, so angeordnete Substrate zu reparieren oder zu ersetzen.

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Bei anderen Verfahren gemäß dem Stand der Technik werden Druckklammern verwendet, von denen einige auf der metallisierten Seite der Substrate eine geprägte oder geheftete Folie aufweisen, um die Unterlage In einem erhabenen Vorsprung oder einer Ausnehmung unterbringen zu können. Bei der Verwendung von kleinen und kleinsten Substraten reichen die Druckklammern aus. Wenn jedoch große Substrate nit komplizierten Schaltungen verwendet werden, Ist diese Einfassung ungenügend und nicht dauerhaft genug, Insbesondere wenn die Schaltung einem rauhen Außenbetrieb ausgesetzt Ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sollen die Mangel des Standes der Technik vermieden werden, In dem eine modulartige Einfassung für die Substrate mit komplexen planaren Schaltungen verfügbar gemacht wird. Hierbei wird rat ione I 1 erwe i se ein einseitig geschlossenes Präzisronsziehstück auf Länge zugeschnitten, gegebenenfalls oberflächenbehandelt, gefräst, gebohrt und mit Gewinde versehen.

Aus gleichfalls einem Präzisionswerkstoff werden Stirnteile vorgefertigt und eingeaßt. Vorzugswelse durch diese Stirntelle werden SIgnaI Ieiter, wie koaxiale Kabel oder Durchführungskapazitäten hindurchgeführt. Ein Streifen aus elastomerem, aber leitendem Material wird eingesetzt, um einen Puffer und eine Bodenabstützung für die metallisierten Substrate kompartibler oder monolithischer Halbleiterschaltungen darzustellen. Zur Einspannung der Substrate werden chemisch oder mechanisch ausgearbeitete einteilige Klammern mit ebenfalls mit Ihnen aus einem Stück bestehenden überkragenden gezahnten Stirnfedervorrichtungen benutzt, die einen guten Massekontakt bieten. Signale und Versorgungsverbindungen werden mit Hilfe von paralleler Schlitzan-

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anschweißung eines dünnen Goldbandes an die Koaxlettungen oder an andere Leiterbahnen oder an einen Mittelleiter von Anschlußklemmen, die am Gehäuse befestigt sind, angelegt. Die Einheit wird entweder mit Hilfe eines Gitter-Streifens oder leitender elastomerer Abdichtung und einem Deckel mit geeigneten Abschirmungskissen, wo es erforderlich Ist, geschlossen.

Auf diese Weise wird durch die vorliegende Erfindung eine systematische und rationalle Mikroscha1tungs-Eiη fassung geschaffen, welche für eine gute Kapselung, Abdichtung und Abschirmung für gute Kontakte zu den Anschlüssen sorgt. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß ein vielseitiges Modul mit wenigen, aber vielseitig verwendbaren Einzelteilen beste-ht. Die Einheit ist überdies kompakt und servicefreundlich.

Bei hochwertigen komplexen Schaltungen mit mehreren Einzelaggregaten, die jeder für sich eine integrierte Schaltung sind, braucht nur noch eine nicht mehr brauchbare Schaltung und nicht die ganze Einheit ersetzt zu werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung von zwei Ausführungsbeispiefen anhand der Zeichnung.

Es zeigen.:

Fig. 1 eine Explosionszeichnung eines ersten Aus

führungsbeispiels,

FIg. 2 ein Schnittbild entlang der Schnittlinie

2-2 in Flg. 1 und

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FIg. 3 eine Teilansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels.

In Fig. 1 ist als Explosionszelchnung eine module Einbauvorrichtung für eine Integrierte HaIb1eiter-PIanarschaItung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Ein nicht umkehrbares oder nur einseitig benutzbares Gehäuse 10, welches gemäß der erforderlichen Anzahl von Platinen auf eine entsprechende Länge gebracht wird, besteht aus einem geeigneten Material, beispielsweise aus Aluminium, kann durch Walzen, Strangpressen oder ähnliche Verfahren ein kanalförmiges oder U-förmlges Profil erhalten. Dieses Gehäuse wird mit Bohrungen und Gewinden 11, 12 versehen, um eine Anzahl von Befestigungshilfen und wahlweise Zugangsausnehmungen 13 verfügbar zu machen. Längs zu und In den beiden Seitenwänden verläuft je eine Nut 14, die dafür bestimmt ist, eine welter nachstehend näher beschriebene Abdichtung aufzunehmen.

Ein leitfähiges elastomeres Material 16 wird In einem Abschnitt A des U-förmlgen Gehäuseteils 10 angeordnet. Dieses elastomere Material besteht vorzugsweise aus mit Silber gepudertem Silicongummi von geringer Härte, so daß es leicht verformt werden kann. Das elastomere Material bildet einen Puffer und eine Bodenabstützung für die ■ nachstehend beschriebenen Substrate sowie eine Wärmeleitung von den Substraten und eine mechanische Dämpfung Im Gehäuse. Ebenfalls im Abschnitt A des U-förmlgen Gehäuses befinden sich die bereits erwähnten Substrate 18. Diese Substrate 18 sind Im Gehäuse 10 mittels Befestigungsvorrichtungen 20 abnehmbar angebracht. Die Befestigungsvorrichtungen 20 bestehen aus Halteklammern mit vorkragenden Stirnfederzähnen und sind mit gewöhn 11chen Sch rauben 22 in die Befestigungshilfen 12 im Abschnitt B des U-förmlgen Gehäuses festgeschraubt.

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Diese Substrate bestehen vorzugsweise aus keramischem Material und weisen eine aus den bekannten Gründen metallisierte Unterseite auf, die In der Zeichnung hler nicht berücksichtigt wurde. Außerdem kann anstelle des hier angenommenen Substrates auch eins andere geätzte Palatine als gedruckte Schaltung eingesetzt sein. Auch auf den hier beschriebenen Substraten befindet sich eine beliebige Integrierte planare Schaltung, beispielsweise ein Verstärker, ein Oszillator oder ähnliches. In Fig. 1 sind lediglich zum Zwecke der Illustration sechs solche Substrate gleicher Breite nebeneinander mit unterschiedlicher Länge eingezeichnet. Sobald die Substrate oder Platinen erst einmal im Gehäuse 10 angeordnet und befestigt sind, sorgt das elastomere Material für die Abstützung zum Boden oder zur Bodenebene des Gehäuses.

Als nächstes ist paarweise eine Zugangsvorrichtung 24 vorgesehen, die aus e i nem'gee I gneten Material, vorzugsweise Zink vorgefertigt ist. Diese Zugangsvorrichtungen 24 sind neben den äußeren beiden Substraten angeordnet und sorgen für die Verbindung mit den Scha 1tungsp1 atInen, d. h. für die elektrischen Anschlüsse. Diese Zugangsvorrichtungen sind herausnehmbar angeordnet und zwar wahlweise in dem Gehäuse und/oder entlang des Gehäuses 10 in den Abschnitten A und B. Sie werden mit gewöhnlichen Schrauben 23 in den Öffnungen 12 im Abschnitt B befestigt. Sie haben ebenfalls eine Nut 26'für die Abdichtung ähnlich der Nut 14. Jede Zugangsvorrichtung ist mit StgnaI I el tern 28 versehen, um an die auf den Platinen befindlichen Schaltungen Eingangssi gna Ie anzu legen und Ausgangssignale ableiten zu können. Hierfür können bekannte Hoch- und Hoch stfrequenz-VerbI ndungen oder -Kupplungen beispielsweise mit einem Isolierten Mittelleiter und einem geerdeten Außenleiter benutzt werden.

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Eine dichte Abschirmung 30, vorzugsweise eine Abschirmung für niederfrequente Störungen aus einem Webgeflecht, das aber zugleich Im Hinblick auf eine gleichzeitige Feuchtigkeitsdichtung aus einem leitenden elastomeren Material bestehen kann, ist zur Einlage in die Nuten 14 und 26 bestimmt. Sobald diese abschirmende Dichtung erst einmal eingelegt ist, umgibt sie das U-förmige Gehäuse vollständig Innerhalb des Bereichs oder dem Abschnitt, der allgemein mit C bezeichnet ist. DarüberhInaus steht die Dichtung 30 etwas Über die obere Fläche des Gestells über. Nachdem die Dichtung 30 eingelegt ist, wird ein abnehmbarer Deckel 32 auf das U-förmige Gehäuse und die st Irnsel11 gen Zugangsvorrichtungen aufgesetzt und durch weitere gewöhnliche Schrauben 34, welche In die Befestigungsöffnung 11 im Abschnitt C eingeschraubt werden, darauf abnehmbar befestigt.

Es entsteht mithin mit Blick auf die Zeichnung ein moduler oder moduI-förmiger Einbau für Schaltungsplatinen oder integrierte planare Schaltungen mit einem Gehäuse für die Substrate auf denen sich die integrierten Schaltungen befinden und es sind Teile vorhanden, welche sowohl entlang der Gehäuse 1ängsseite als auch an den Stirnseiten abnehmbar angeordnet sind, wodurch ein Entfernen und Ersetzen der Substrate ermöglicht wird. Die primäre Aufgabe der Erfindung ist somit in einfacher Weise erfüllt.

Darüberh I naus. ergl bt sich aus Flg. 1, daß das Gehäuse außerdem ein Zusatztell 36 haben kann, das als NebenweI I en Unterdrücker wirkt und vorzugsweise aus einem mit Eisenpulver gefülltem Epoxyharz mit geringem Dielektrikumwerten oder einem ähnlichen Teil besteht, das sowohl niedrig oder mlttelfrequente Energien als auch elektromagnetische Energien absorbiert. Dieses Teil 36 ist am Deckel 32 angebracht. Es kann beispielsweise angenommen werden, daß das

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In Figur 1 mit X bezeichnete Substrat eine planare Schaltung trägt, die beispielsweise ein im MIkrowe11enberefch schwingender Oszillator Ist. Das Teil 36 würde dann direkt über dem Substrat X am Deckel 32 befestigt werden, so daß, wenn der Deckel 32 auf das Gehäuse 10 aufgesetzt wird, der Absorber 36 eine schädliche Ein- oder Ausstrahlung verhindern würde. In der bevorzugten Ausführungs form ist das Teil 36 mit einem Epoxykleber am Deckel 32 befestigt.

Ebenfalls aus Fig. 1 sind eine Anzahl von Zugangsvorrichtungen 38 ersichtlich, die für eine Anordnung in den Zugangsausnehmungen 13 vorgesehen sind. Es können zusätzliche Signal- oder Versorgung?verbindungen zu den planaren Schaltungen durch parallele Sch 1ItzanschweIßung dünner Goldbänder an die Leitungswege der integrierten Schaltung hergeste1It werden.

Diese zusätzlichen Zugangsvorrichtungen könnten beispielsweise BNC- oder UHF-Verbinder oder Durchführungskapazitäten oder Fi lter sein.

In Fig. 2 ist ein Querschnitt des Gehäuses entlang der Schnittlinie 2-2 in Fig. 1 dargestellt. Aus dieser Zeichnung sind die verschiedenen im Gehäuse 10 angeordneten Einzelteile ersichtlich. Wie bereits zuvor festgestellt, wird das Elastomer-Material 16 Im Abschnitt A des U-förmlgen Gehäuses eingelegt und die Substrate 18 sind auf dem Elastomer-Material angeordnet. In Figur 2 ist die bereits zuvor erwähnte metallisierte Unterseite 50 des Substrats 18 zu erkennen. Aus der Zeichnung geht außerdem hervor, daß die Gesamtdicke des Elastomer-Materials 16 und des Substrates 18 üt^r den Abschnitt A des U-förmigen Gehäuses hinausragt. Hierdurch Ist es möglich, daß die Stirnfedern der Befestigungsvorrichtungen

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20 genügend Druck auf die kombinierten Einheiten ausüben können, damit sie sicher an Ort und Stelle verbleiben. Aus FIg. 2 Ist auch ein Goldband 52 ersichtlich, welches auf eine Leiterbahn 54 auf dem Substrat 18 aufgeschweißt ist. über eine Zugangsvorrichtung 38 wird dadurch ein zusätzlicher elektrischer Zugang zum Gerät geschaffen. Es sei ausdrücklich betont, daß die Leitung 54 eine Übertragungsleitung, eine Schaltungskomponente oder anderes mehr sein kann. Aus Fig. 2 Ist auch der innere Aufbau der Vorrichtung 24 zu erkennen, diejzum Anlegen von Eingangssignalen oder zum Ableiten von Ausgangsstgnalen von dem Gerät vorgesehen ist und einen isolierenden Teil 56 und einen Inneren leitenden Teil 58 aufweist, welcher auf ein bestimmtes Element 59 der Schaltung aufgelötet Ist. Das Element 59 kann ebenso wie das Teil 54 eine Leiterbahn oder ein anderes Element der integrierten Schaltung sein.

In FIg. 3 ist ein TeiIausschnitt einer weiteren AusfUhrungsform des erfindungsgemäßen Gehäuses dargestellt. Diese Ausführungs form weist das Gehäuse 10, eine abnehmbaren Deckel 32, eine Dichtung 30, abnehmbare Zugangsvorrichtungen 24, Substrate 18, Befestigungsvorrichtungen 20 und die verschiedenen Sch raubvorrichtungen auf. Außerdem gibt es eine Trenneinrichtung 60, welche in dem kanalförmigen Gehäuse herausnehmbar eingesetzt Ist. Die Trennvorrichtung Ist der Zugangsvorrichtung 24 ähnlich. Der Unterschied liegt jedoch darin, daß die Trennvorrichtung keine Vorrichtungen zum Anlegen von Eingangssignalen oder Abgreifen von Ausgangssignalen hat. Die Trennvorrichtung 60 Ist herausnehmbar in das Gehäuse eingesetzt und mit Befestigungsschrauben 62,welche in (nicht dargestellte)

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Fassungen 11 eingeschraubt werden, daran befestigt. Die Trennvorrichtung 60 wird allgemein zwischen zwei nebeneinanderliegenden Substraten benutzt. In Fig. 3 Ist ebenfalls eine weitere Zugangsvorrichtung 65 dargestellt. Die Zugangs vorrichtung 65 ermöglicht SignaIeingaben und -abnahmen von der Seite des Gehäuses zusätzlich oder anstelle von den Stirnseiten. Seitenzugänge wie die ZugangsvorrIchtung '65 ermöglichen es, daß beispielsweise die Zugangsvorrichtung 24 jederzeit durch eine Trennvorrichtung 60 ersetzt werden kann. Noch weiter abgewandelte Arten von Zugangsvorrichtungen stellen die Einheiten 66, 67 dar, welche eine Buchse oder Hülse mit Einsatz oder Stecker und Buchse sein können.

Wie bereits zuvor erwähnt, stehen die Substrate mit den Bodenteilen des U-förmigen Gehäuses über das Elastomer-Material in Verbindung, welches hiermit sowohl als Puffer als auch zur Erdung dient. Außerdem stehen leitende Teile der Zugangsvorrichtungen wie beispielsweise die Goldbänder in elektrisch ungeerdeter Verbindung mit den planaren Schaltungen. Hierdurch werden daher SignaI I eitungen über Ubertragungsvorrlchtungen geschaffen, die über einen geerdeten äußeren Leiter und einen leitenden inneren Leiter verfügen.

Während hier die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben wurde, Ist es für Fachleute offensichtlich, daß viele Modifikationen und Abänderungen vorgenommervwerden können, ohne sich von der Erfindung und ihrem allgemeinen Gedanken zu entfernen. Besteht beispielsweise die Aufgabe, an beiden Selten der Substrate planare Schaltungen aufzubrlngen,so'I st dies

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nach der Erfindung kapselbar. Für diese Substrate wird das Elastomer-Material lediglich an den Stellen perforiert, an denen kein Kontakt erwünscht ist, wodurch ein Luftschlitz zwischen der planaren Schaltung und dem Boden des kanaIförmigen Gehäuses verbleibt.

Ansp rüche:

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Claims

TEKTRON[X, inc.
(.11 45 8)

Patentansprüche :

Module Einfassung für Substrate planarer Schaltungen, gekennzeichnet durch ein

profiliertes Gehäuse (10) für herausnehmbar angebrachte Substrate (18) mit mechanischen und elektrischen Zugangsvorrichtungen (24), die gleichfalls herausnehmbar im Gehäuse (10) neben den Substraten (18) angeordnet sind, wobei die Zugangsvorrichtungen (24) mit der planaren Schaltung in Verbindung stehen und die Einfassung mit einem abnehmbaren Deckel (32) geschlossen ist.

Einfassung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Nuten (14, 26) in und entlang dem Gehäuse (10) und den Zugangsvorrtchtungen (24) für eine Dichtung (30) angeordnet sind, wobei die Dichtung (30) den Kontakt mit dem Deckel (32) herstellt,

Einfassung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzliche Zugangsvorrichtungen (65) im Gehäuse (10) angeordnet sind und daß die weiteren Zugangsvorrichtungen (65) mit den planaren Schaltungen in Verbindung stehen.

Einfassung gemäß Anspruch 3, dadurch g e kennzei chnet, daß weitere Zugangsvorrichtungen (65) einen elektrischen Filter aufweisen.

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5. Einfassung gemäß Anspruch 4, dadurch g e kennze I chnet, daß das Fi lter aus einer Durchführungskapazität besteht.

6. Einfassung gemäß Anspruch 3, dadurch g e kennzel chnet, daß die weiteren Zugangsvorrichtungen (65) aus zweiten Eingangs- und Ausgangssigna I verb Indungsvorrtchtungen (66, 67) bestehen.

7. Einfassung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (10) U-förmig ist.

8. Einfassung gemäß Anspruch 1, dadurch g e kennzei chnet, daß sowohl die ersten als auch die weiteren Zugangsvorrlchtungen (24, 65) heraus nehmbar und wahlweise entlang dem Gehäuse (10) angeordnet sind.

9. Einfassung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrate (18) von lösbaren Befestigungsvorrichtungen (20, 22) gehalten sind.

10. Einfassung gemäß Anspruch 9, dadurch g e kennzel chnet, daß die Befestigungsvorrichtungen aus einer Halteklammer (20) mit mit Ihr aus einem Stück bestehenden freitragenden Zahnstirnfedern bestehen.

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11. Einfassung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzel chnet, daß Trennorgane (60) und/oder Abschirmungsteile (36) ganz oder partiell angeordnet sind.

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