DE2925887A1

DE2925887A1 - Aus keramikresonatoren aufgebautes filter

Info

Publication number: DE2925887A1
Application number: DE19792925887
Authority: DE
Inventors: Werner Ing Grad Friedel; Wolfgang Ing Grad Heck
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1979-06-27
Filing date: 1979-06-27
Publication date: 1981-01-08

Description

Aus Keramikresonatoren aufgebautes Filter
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf aus Keramikresonatoren aufgebaute Filter. Wie vorher die Quarze so hat man auch die Keramikresonatoren zunächst in Gehäusen einzeln oder zu Gruppen vereint untergebracht. Hierbei sind die unterschiedlichsten Gehäusekonstruktionen verwendet worden, wobei die DE-OS 21 23 823 und 24 59 037 hierfür als Beispiel dienen mögen. Die heutigen Keramikresonatoren bestehen aus PZT-Massen, also Keramiken auf Blei-Zirkon-Titanbasis, die ein geeignetes Ausgangsmaterial für eine industrielle Massenfertigung bilden. Da einmal die Gehäuse die Herstellungskosten der Filter erhöhen, diese aber für bei Rundfunk und Fernsehen eingesetzten Filtern technisch auch gar nicht notwendig sind, da die Anforderungen nicht so hoch sind, daß etwa der Luftdruckeinfluß eliminiert oder eine Korrosionsbeständigkeit bei Anwesenheit beliebiger Atmosphärilien über Jahrzehnte gewährleistet werden muß > besteht deshalb der Wünsch Keramikresonatoren genau so wie andere Bauelemente wie z.B. Widerstände, Kondensatoren usw. in einen Schaltungsträger einzusetzen und durch die auf diesem befindlichen Leiterbahnen zu einer gewünschten Filterkonfiguration zu vereinigen. Die vorliegende Erfindung stellt sich deshalb zur Aufgabe einen hierfür geeigneten Aufbau eines Filters mit Keramikresonatoren anzugeben, wobei die Lösung dieser Aufgabe und ihre Weiterbildung den Ansprüchen zu entnehmen ist.
Die Erfindung soll nun an Hand der in den Figuren dargestellten Beispiele eingehend beschrieben werden. Es zeigt dabei: Fig. 1 den Aufbau eines aus vier Keramikresonatoren bestehenden Filters auf einem Schaltungsträger in Aufsicht Fig. 2 diesen Aufbau im Querschnitt Fig. 3 das gleiche Filter bei einer anderen Ausbildung des Schaltungsträgers Fig. 4 einen Querschnitt durch den Aufbau nach Fig. 3 Fig. 5 die Unterbringung von zwei Keramikresonatoren in einem Durchbruch des Schaltungsträgers Fig. 6 die Anordnung nach Fig. 5 im Querschnitt Fig. 7 die Unterbringung von zwei Keramikresonatoren in einem schlitzförmigen Einschnitt des Schaltungsträgers Fig. 8 die Anordnung nach Fig. 7 im Querschnitt Fig. 9 den Aufbau eines Keramikresonators auf einem Schaltungsträger ohne Aussparungen Fig. 10 den Aufbau nach Fig. 9 in Querschnitt Die Figur 1 zeigt einen Schaltungsträger 5 in Aufsicht, wobei Fig. 2 ihn im Querschnitt zeigt. Auf ihm befinden sich die Leiterbahnen 8 mit den Anschlüssen 9, 9' und 9". In dem Schaltungsträger 5 befinden sich Aussparungen 6,6',6" und 6"' in Form von rechteckigen Durchbrüchen. In jedem dieser Durchbrüche ist nun einer der Keramikresonatoren 1,2,3 und 4 angeordnet, die Longitudinalschwingungen ausführen mögen.
Im schwingungsneutralen Bereich der Keramikresonatoren 1...4 sind Haltedrähte angebracht, die leitend und jeweils mit einem Elektrodenbelag der Keramikresonatoren verbunden sind.
Das freie Ende dieser Haltedrähte ist jeweils mit einer zugeordneten Leiterbahn 8 mechanisch und elektrisch z.B. durch Löten verbunden, sodaß die Keramikresonatoren 1...4 auf diese Weise gleichzeitig mechanisch festgelegt und elektrisch zur gewünschten Filterkonfiguration verbunden werden. Es braucht wohl nicht besonders betont zu werden, daß der Schaltungsträger nicht nur die Keramikresonatoren für das Filter enthalten muß, sondern sich auf ihm auch andere Bauelemente wie Widerstände, Kondensatoren und Halbleiter wie Dioden, Transistoren oder ganze integrierte Sclialtkreise befinden können. Der Schaltungsträger 5 mag hierbei eine sogenannte Leiterplatte, ein mit Leiterbahnen versehenes Substrat oder auch eine sogenannte Dick- oder Dünnfilmschaltung sein. Wesentlich ist nur, daß die Keramikresonatoren mittels der Haltedrähte gleichzeitig mechanisch festgelegt und elektrisch in die gewünschte Schaltungskonfigurat ion eingefügt werden.
Eine Variante dieser Anordnung ist in Figur 3 in Aufsicht und in Figur 4 im Querschnitt dargestellt. Hier haben die Aussparungen 6,6',6 t t und 6 "' in dem Schaltungsträger 5 die Form von schlitzförmigen Einschnitten in einem Rande bzw.
mehreren Rändern. Es sind wiederum 1.. .11 die Keramikresonatoren mit den Haltedrähten 7 und 8 die Leiterbahnen auf dem Schaltungsträger 5 mit den Anschlüssen 9, 9 t und 9", für die das zur Figur 1 und 2 ausgeführte unverändert auch hierfür gilt.
Eine Variante zu Fig. 1 und 2 zeigt Fig. 5 und 6. Hier sind in einer als rechteckiger Durchbruch ausgebildeten Aussparung 6 nebeneinander zwei Keramikresonatoren 1 und 2 untergebracht.
Der Schaltungsträger 5 trägt hier auf Vorder- und Rückseite Leiterbahnen, wobei die der Rückseite, wenn die zu realisierende Schaltungskonfiguration dieses zuläßt, auch als geschlossener Massebelag ausgebildet sein kann.
Bei den Keramikresonatoren 1 und 2 sind die Haltedrähte 7 in einer schwingungsneutralen Knotenlinie angebracht und ragen einseitig über den Resonator hinaus, sodaß der auf der Resonatorvorderseite angebrachte Haltedraht mit einer Leiterbahn 8 auf der Schaltungsträgervorderseite und der Haltedraht auf der Resonatorrückseite mit einer entsprechenden Leiterbahn oder dem Massebelag auf der Schaltungsträgerrückseite verbunden wird.
Fig. 7 und 8 zeigt nun die Unterbringung zweier Keramikresonatoren 1 und 2 in einer als schlitzförmigen Einschnitt ausgebildeten Aussparung 6 eines Schaltungsträgers 5. Diese Modifikation unterscheidet sich von der Ausführung nach Fig. 5 und 6 dadurch, daß die beiden Keramikresonatoren 1 und 2 durch einen Koppeldraht 10 mechanisch miteinander verkoppelt sind.
Dieser Koppeldraht verbindet zwei zwischen Schwingungsbauch und Knotenlinie liegende Stellen der Keramikresonatoren 1 und 2 miteinander, wobei der Kopplungsgrad bei einer Verlagerung der Koppelstelle zum Schwingungsbauch hin zunimmt. Obwohl für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich sei bemerkt, daß dieser Koppeldraht 10 einmal aus einem Isolierstoff bestehen kann bzw. elektrisch isolierend mit den Keramikresonatoren 1 und 2 verbunden sein kann. In diesem Falle kann die elektrische Verbindung zu den Elektrodenbelägen über einen rückseitigen Haltedraht 7 wie in Fig. 6 erfolgen. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, daß der Koppeldraht 10 die rückseitigen Elektrodenbeläge der Keramikresonatoren 1 und 2 leitend verbindet und die Verbindung mit dem Anschluß 9" des Schaltungsträgers 5 über eine flexible Verbindungsleitung erfolgt, während die vorderseitigen Elektrodenbeläge durch die Haltedrähte 7 mit den Leiterbahnen 8 und über diese mit den Anschlüssen 9 und 9' verbunden sind. Eine andere Möglichkeit besteht darin den Koppeldraht 10 einseitig oder beidseitig über die Resonatoren 1 und 2 herausstehen zu lassen und diese Enden mit rückseitigen Leiterbahnen zu verbinden. Hierdur-ch wird dann nicht nur eine elektrische Zuleitung zu den rückseitigen Elektroden-belägen sondern auch noch eine mechanische Dämpfung bewirkt, die sich durch Länge und Biegesteife der heraustehenden Enden regeln läßt.
Eine letzte Variante zeigt Figur 9 und 10. Hier sind die Aussparungen 6 in Form von Durchbrüchen oder schlitzförmigen Einschnitten im Schaltungsträger 5 fortgefallen. Die Keramikresonatoren 1...4 werden an den Enden ihrer in der Knotenlinie angebrachten Haltedrähte 7 mit in den Leiterbahnen 8 des Schaltungsträgers 5 vorgesehenen Lötaugen verlötet. Auch hier erfolgt also durch die Haltedrähte sowohl die mechanische Fixierung der Resonatoren wie auch der elektrische Ansituß ihrer Elektrodenbeläge.

Claims

Patentansprüche ¼ 1.) Aus Keramikresonatoren aufgebautes Filter, dadurch gekennzeichnet, daß im schwingungsneutralen Bereich der Keramikresonatoren (1...4) Haltedrähte (7) angebracht sind, daß diese Haltedrähte (7) elektrisch leitend sind und daß jeweils ihr an den Keramikresonatoren (1...4) befestigtes Ende mit einem Elektrodenbelag, ihr freies Ende mit auf einem Schaltungsträger (5) befindlichen Leiterbahnen (8) verbunden ist.
2) Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungsträger (5) Aussparungen (6,6',6",6"') aufweist, daß die Leiterbahnen (8) entlang den Kanten dieser Aussparungen (6,6',6",6"') verlaufen, daß die Keramikresonatoren (1,2,3,4) innerhalb der Aussparungen (6,6',6",o"') untergebracht und daß sie durch Verbinden ihrer Haltedrähte (7) mit den Leiterbahnen (8) mechanisch gehaltert und elektrisch angeschlossen sind.
3) Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (6,6',6",6"') als rechteckförmige Durchbrüche im Schaltungsträger (5) ausgebildet sind.
4) Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparungen (6,6',6",6"') als schlitzförmige Einschnitte in den Ränden des Schaltungsträgers (5) ausgebildet sind.
5) Filter nach einem der Ansprüche 2..

dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb einer Aussparung (6 bzw. 6' bzw. 6" bzw. 6"') ein Keramikresonator (1 bzw. 2 bzw. 3 bzw. 4) untergebracht ist.
6) Filter nach einem der Ansprüche 2...4, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb einer Aussparung (6) zwei Keramikresonatoren (1,2) nebeneinander angeordnet sind.
7) Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß von jedem der beiden Keramikresonatoren (1,2) ein Beleg über einen Haltedraht (7) mit einer Leiterbahn (8) auf dem Schaltungsträger (5) verbunden ist, daß die beiden Keramikresonatoren (1,2) durch einen an einer Stelle zwischen Schwingungsbauch und Knotenlinie der beiden Resonatoren angebrachten Koppeldraht (10) mit einander mechanisch verbunden sind und daß ihre anderen Beläge an eine weitere Leiterbahn (8) auf dem Schaltungsträger (5) elektrisch angeschlossen sind.
8) Filter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Koppeldraht (10) auch zum elektrischen Anschluß der anderen Beläge mitverwendet wird.
9) Filter nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (8,8') sich auf beiden Seiten des Schaltungsträgers (5) befinden.
10) Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Haltedrähte (7) in im Zuge der auf dem Schaltungsträger (5) vorgesehenen Leiterbahnen (8) Lötgängen eingeführt und verlötet sind.
11) Filter nach einem der Ansprüche ... .10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungsträger (5) eine als sogenannte 11gedruckte Schaltung" bekannte Leiterplatte ist.
12) Filter nach einem der Ansprüche 1.. .10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungsträger (5) aus einem mit Leiterbahnen versehenen Substrat besteht.
13) Filter nach einem der Ansprüche 1...8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltungsträger~(5) aus Dünn- oder Dickfilmschaltung ausgebildet ist.