DE2929547A1 - Daempfungsglied fuer den mikrowellenbereich - Google Patents

Description

TDK ELECTRONICS TGR MEGR ■ MÜLLER ■ STEINMEISTER Case 84

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein fixierbares Mikrowellen-Dampf ungs glied mit einem dielektrischen Substrat, das auf einer Seite zur Bildung einer Dämpfungsschaltung mit Widerstands- und Leiterdünnschichten belegt ist. 5

Ein derartiges, dem Stand der Technik entsprechendes Mikrowellen-Dämpfungsglied ist in Fig. 1 der anliegenden Zeichnung dargestellt. Es besitzt eine mit einem Loch 1A versehene Montageplatte 1 aus Metall, die in einem Klebeprozess mit einem dielektrischen Substrat 2 belegt ist, auf dessen freier Oberfläche Widerstands- und Leiterdünnschichten bzw. Widerstandsfilmabschnitte 3 und Leiterbahnabschnitte 4 in der Weise aufgebracht sind, daß ein gewünschtes T- oder //-Dämpfungsglied gebildet wird, das nach außen führende Anschlüsse 5 besitzt. Das dielektrische Substrat 2 ist beispielsweise aus Aluminiumoxid-(porzellan (A1-O-) hergestellt. Darüberhinaus sind andere feste Dämpfungsglieder bekanntgeworden, die keine Montageplatte aus Metall haben.

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Abhängig vom Dämpfungsgrad entsteht bei Betrieb eines solchen Dämpfungsgliedes in seinen Widerständen bzw. Widerstandsfilmabschnitten Wärme. Damit ein kleines Dämpfungsglied für eine möglichst große Leistung eingesetzt werden kann, muß die im Betrieb entstehende Wärme wirksam abgeleitet werden. Bei dem bekannten Dämpfungsglied gemäß Fig. 1 mag die Montageplatte 1 aus Metall diesem Wunsch zwar entsprechen, aber die zwischen der Metall-Montageplatte 1 und dem dielektrischen Substrat 2 vorhandene Kleberschicht bildet eine beträchtliche Sperrschicht für die

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Wärmeableitung. Außerdem führt bei dem bekannten Dämpfungsglied die Metallplatte zu erhöhten Materialkosten und der Arbeitsgang des Verbindens der Metallplatte mit dem Substrat zu erhöhten Lohnkosten. Dabei besteht die Forderung, daß sowohl das dielektrische Substrat als auch die Metallplatte genau ebene Oberflächen haben müssen.

Zwar gibt es andere konventionelle fixierbare bzw. feste Dämpfungsglieder ohne Metallplatte, die zwar billiger hergestellt werden können, aber dafür schwerwiegende Nachteil in bezug auf ihre Befestigung und Kontaktverbindung mit der Umgebung haben. Da für die weitergehende Verbindung nur die Anschlußfahnen zur Verfügung stehen, lassen sich eine stabile Verbindung mit externen Elementen und eine wirksame Wärmeableitung nicht erzielen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Dämpfungsglied der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es einerseits billig herstellbar aber andererseits stabil montierbar ist und eine große Leistung aufnehmen kann.

Die erfindungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist im Patentanspruch 1, und ein erfindungsgemäßes Herstellverfahren im Patentanspruch 3 angegeben.

Das Durchgangsloch im Substrat ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung, es erlaubt eine sichere Fixierung des Dämpfungsglledes auf einer Metallplatte oder dergleichen mittels einer Schraube, ein Klebstoff wird nicht benötigt. Damit erzielt man einen einfachen stabilen Aufbau, eine gute Wärmeableitung und niedrige Herstellkosten.

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Nachstehend werden einige, die Merkmale der Erfindung aufweisende bevorzugte Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf eine Zeichnung, in der auch der Stand der Technik enthalten ist, näher erläutert. Darin zeigen: 5

Fig. 1 eine Perspektivansicht des eingangs bereits erläuterten herkömmlichen fixierbaren Dämpfungsgliedes ,

Fig. 2(A) und 2(B) Perspektivdarstellungen zweier erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele,

Fig. 2(C) eine Perspektivdarstellung eines mit einer Abdeckung versehenen erfindungsgemäßen Dämpfungsgliedes ,

Fig. 3(A), 3(B) und 3(C) schematische Draufsichten auf weitere Ausführungsbeispiele erfindungs

gemäßer Dämpfungsglieder,

Fig. 4 eine Perspektivdarstellung eines auf einer gedruckten Leiterplatte befestigten erfindungsgemäßen Dämpfungsgliedes, und Fig. 5 einen Querschnitt durch die Anordnung von

Fig. 4.

Das in Fig. 1 der Zeichnung dargestellte herkömmliche fixierbare Dämpfungsglied ist bereits in der Beschreibungseinleitung erläutert worden.

Bei dem in Fig. 2(A) dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel sind ähnlich wie bei dem bekannten Dämpfungsglied in der Weise Abschnitte eines Widerstandsfilms 7 bzw. Widerstandsdünnschichten und dünne Leiterbahnen 8 auf einem dielektrischen Substrat 6 befestigt, daß die gewünschte Dämpfungsschaltung eines T-Dämpfungsgliedes

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gebildet wird. In nicht von der Dämpfungsschaltung bedeckten Abschnitten des dielektrischen Substrates befinden sich Durchgangsbohrungen 10a und 10b zur Aufnahme je einer Schraube 9a bzw. 9b, mit denen das Dämpfungsglied auf einer gedruckten Leiterplatte befestigt wird. Ein Anschluß 13 dient der Verbindung mit einer externen Schaltung.

Das in Fig. 2(B) dargestellte erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel eines fixierbaren Dämpfungsgliedes unterscheidet sich dadurch von dem zuvor in Verbindung mit Fig. 2 (A) beschriebenen Ausführungsbeispiel, daß es als U -Dämpfungsglied geschaltet ist und nur eine einzige Durchgangsbohrung 10c zwischen den aus Widerstandsfilm 7 und Leiterbahnen 8 gebildeten Schenkeln aufweist.

Bei den erfindungsgemäßen Dämpfungsgliedern sind die als Befestigungseinrichtung dienenden Durchgangsbohrungen 10a bis 10c direkt durch freie Abschnitte des dielektrischen Substrates 6 gebohrt. Somit kann dieses Substrat 6 unmittelbar mit einer bedruckten Leiterplatte einschließlich Wärmeableitelement verschraubt werden. Damit läßt sich eine viel höhere mechanische Festigkeit erreichen als bei bekannten Dämpfungsgliedern, die nur über ihren Metallträger gehalten werden. Außerdem läßt sich die erfindungsgemäße Ausführung wesentlich billiger herstellen, weil man kein besonderes Metallteil benötigt. Hinzu kommt eine Reduzierung der Gesamtabmessungen, weil kein besonderer Platz für die Befestigung beansprucht wird.

In Fig. 2(C) ist ein Dämpfungsglied, welches beispielsweise der Ausführung von Fig. 2(B) entsprechen kann, mit einer Abdeckung 11 aus Kunststoff oder Keramik versehen. Ein Loch 12 in der Abdeckung 11 liegt genau über der Durch-

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gangsbohrung 10c des dielektrischen Substrates 6. Eine solche Abdeckung 11 gemäß Fig. 2(C)schützt die Dämpfungsschaltung, insbesondere den Widerstandsfilm 7, und trägt zur Festigkeitserhöhung des dielektrischen Substrates 6 bei.

Bei einem hergestellten Muster für ein erfindungsgemäßes Dämpfungsglied hatte das Substrat 6 gemäß Fig. 2(A) oder 2(B) die Abmessungen 11x11 mm und eine Dicke von 1,3 mm.

Die Anschlüsse 13 bestanden aus 2 mm breitem dünnem Gold, und die aus Rutheniumoxid bestehenden Widerstandsabschnitte 7 waren in Breite und Dicke der gewünschten Charakteristik des Dämpfungsgliedes angepaßt. Der Durchmesser der Bohrungen 10a bis 10c betrug etwa 2,4 mm.

Aus der vorstehenden Beschreibung läßt sich entnehmen, daß die Durchgangsbohrungen 10a bis 10c ein

wesentliches Merkmal der Erfindung sind. Diese Bohrungen und Anwendung wird erst möglich durch den besonderen Aufbau des erfindungsgemäß ausgebildeten Dämpfungsgliedes. Dabei ist zu bedenken, daß das bisher erforderliche Bohren von Löchern in einem Substrat aus Aluminiumoxid-Porzellan fast ausgeschlossen ist, weil dieses Material sehr hart ist.

Erfindungsgemäß erfolgt die Herstellung eines solchen Substrates mit Löchern auf folgende Weise: Zuerst werden Aluminiumoxid-Pulver (Al₂O₃), Binder (beispielsweise PoIyvinyl-Alkohol), ein Mittel zur Feinstverteilung und Wasser angesetzt und in einer Kugelmühle vermischt, bis ein pastenartiges Material entsteht. Dann wird dieses Material entweder zwischen zwei Walzen hindurchgepreßt oder durch eine flache Düse extrudiert, so daß eine dünne Aluminiumoxid-Platte entsteht. Diese Aluminiumoxid-Platte erhält dann die gewünsch-

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ten Abmessunge, und die notwendigen Löcher werden eingestanzt. Danach wird das gestanzte Substrat in einem Ofen bei einer Temperatur von etwa 1600⁰C gesintert, um in ein hartes Aluminiumoxid-Porzellan umgewandelt zu werden, welches bereits die gewünschte Form und die Löcher enthält. Auf dieses fertige Substrat werden in einem konventionellen Dünnfilm- oder Dickfilm-Prozeß Leiterbahnabschnitte und Widerstandsfilmabschnitte aufplattiert.

Die in Fig. 3(A)und 3(B) dargestellten Ausführungsbeispiele sind jeweils Abwandlungen der in Fig. 2(A) bzw. 2 (B) dargestellten Ausführunge, von denen sie sich darin unterscheiden, daß sie statt eines rechteckigen ein kreisrundes Substrat 6 haben. Die Ausführung von Fig. 3(C) unterscheidet sich von der in Fig. 3(B) dadurch, daß ihre Anschlüsse teilweise in anderer Richtung herausgeführt sind.

Fig. 4 und 5 zeigen das in Fig. 3(C) dargestellte erfindungsgemäße Ausführungsbeispiel eines festen Dämpfungsgliedes 30 im montierten Zustand auf einer gedruckten Leiterplatte 20, die mit einem aus Leiterbahnen 21 bestehenden gewünschten Schaltungsmuster in Striplinetechnik belegt ist. Vorzugsweise das dielektrische Substrat der Leiterplatte 20 auf der einen Seite mit den Leiterbahnen 21 und auf der gegenüberliegenden Seite ganzflächig mit einer Masseschicht 23 belegt. Wie Fig. 4 und 5 ferner erkennen lassen, enthält die gedruckte Leiterplatte 20 ein kreisförmiges Loch, welches groß genug ist, um das Dämpfungsglied 30 aufzunehmen. Dieses Loch ist einseitig mit einer größeren glatten leitfähigen Platte 22 überdeckt, und an dieser leitfähigen Platte 22 ist das in das Loch eingesetzte Dämpfungsglied 30 mittels einer die Durchgangsbohrung 10c durchgreifenden Schraube befestigt.

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Die Leitungsanschlüsse 25 des Dämpfungsgliedes 30 sind durch Löten oder dergleichen mit den Leiterbahnen 21 der gedruckten Leiterplatte 20 verbunden.

Somit läßt sich das vorliegende Dämpfungsglied sehr einfach und fest, nur durch Schraubverbindungen und ohne Klebstoff auf einer gedruckten Leiterplatte befestigen. Aufgrund der Löcher in dem dielektrischen Substrat läßt sich eine hohe Leistungsaufnahme erreichen.

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Wie bereits erwähnt, werden für die Montage des erfindungsgemäßen festen Dämpfungsgliedes keine Klebemittel verwendet. Klebemittel zwischen dem dielektrischen Substrat und einer Metallplatte würden den Wärmeübergang erschweren und damit die Leistungskapazität des Dämpfungsgliedes vermindern.

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Claims (3)

PATENTANWÄLTE TER MEER - MÜLLER - STEINMEISTER Beim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter Prüf. Representatives before the European Patent Office - Mandataires agrees pres !'Office europeen des brevets Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-lng. H. Steinmeister Dipl.-lng. F. E. Müller Siekerwall 7 Triftstrasse 4, biekerwall 7, D-8000 MÜNCHEN 22 D-4800 BIELEFELD Case: 84 20. JuIi 1979 Mü/Gdt/vL TDK ELECTRONICS CO., LTD. 13-1 Nihonbashi 1-chome, Chuo-ku, Tokyo, Japan Dämpfungsglied für den Mirkowellenbereich Priorität: 20. Juli 1978, Japan, Ser.Nr. 99877/1978 PATENTANSPRÜCHE

1. Fixierbares Mikrowellen-Dämpfungsglied mit einem dielektrischen Substrat, das auf einer Seite mit einer aus Widerstands- und Leiterdünnschichten gebildeten Dämpfungsschaltung belegt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (6) an einer freien, keine Schaltungselemente enthaltenden Stelle mit einem Durchgangsloch (10a, b; 10c) zum Befestigen des Dämpfungsgliedes (z.B. 30) auf einer Metallplatte oder dergleichen versehen ist.

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2. Dämpfungsglied nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das dielektrische Substrat (6) aus Aluminiumoxid-Porzellan (AL₂O₃) hergestellt ist.

3. Verfahren zur Herstellung eines Dämpfungsgliedes nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß

- aus Aluminiumoxid-Pulver ein pastenartiges Produkt vorbereitet,

- das pastenartige Produkt in eine gewünschte flache Form gebracht und mit mindestens einem Loch zum Befestigen des Dämpfungsgliedes an einer Metallplatte versehen,

- das geformte Produkt durch Sintern in ein dielektrisches Substrat verwandelt, und

- das Substrat durch Aufbringen von Widerstands- und Leiterdünnschichten mit einer Dämpfungsschaltung belegt wird.

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