DE2929547C2 - Mikrowellen-Dämpfungsglied - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Mikrowellen-Dämpfungsglied in Streifenleitungstechnik und mit Dünnschichtwiderständen auf einem Substrat aus sprödem Material, das auf einer *£rmeabführenden Unterlage befestigt ist

Ein derartiges, dem Stand der Technik entsprechendes Mikrowellen-Dämpfungsglied ist in F i g. 1 der Zeichnung dargestellt. Es weist eine mit einem Loch XA versehene Montageplatte 1 aus Metall auf, die in einem Klebeprozeß mit einem dielektrischen Substrat 2 belegt ist, auf dessen freier Oberfläche Dünnschichtwiderstände 3 und Leiterbahnabschnitte 4 in Streifenleitertechnik in der Weise aufgebracht sind, daß ein gewünschtes T- oder jr-Dämpfungsglied gebildet wird, das nach außen führende Anschlüsse 5 besitzt Das dielektrische Substrat 2 ist beispielsweise aus Aluminiumoxid (Porzellan AbOj) hergestellt Darüber hinaus sind andere Dämpfungsglieder bekannt, die keine Montageplatte aus Metall haben.

Abhängig vom Dämpfungsgrad t.itsteht beim Betrieb eines solchen Dämpfungsgliedes in seinen DünnschichtwiderständeTi 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 F i g. 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 schlechter leitende Schicht für die Wärmeableitung. Außerdem bedingt bei dem bekannten Dämpfungsglied die Metallplatte erhöhte Materialkosten und der Arbeitsgang des Verbindens der Metallplatte mit dem Substrat erhöhte Lohnkosten. Dabei besteht außerdem die Forderung, daß sowohl das dielektrische Substrat als auch die Metallplatte genau ebene Oberflächen haben müssen.

Zwar gibt es andere konventionell befestigte Dämpfungsglieder ohne Metallplatte, die zwar billiger hergestellt werden können, aber dafür Nachteile hinsichtlich der Befestigung und Kontaktverbindung mit der Umgebung haben. Da für die weiterführenden Schaltungsverbindungen nur die Anschlußfahnen zur Verfügung stehen, lassen sich mit externen Elementen wegen fehlender wirksamer Wärmeableitung sichere Konjaktverbindungen nur schwer erzielen.

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

Ein Mikrowellen-Dämpfungsglied der eingangs genannten Art weist erfindungsgemäß die im Kennzeichen

des Patentanspruchs angegebenen Merkmale auf.

Das Durchgangsloch im Substrat ist ein wesentliches Merkmal der Erfindung; es erlaubt eine sichere, hinsichtlich der Montagekosten günstige Befestigung des Mikrowellen-Dämpfungsglieds auf einer Metallplatte oder einer anderen wärmeabführenden Unterlage mittels einer Schraube; ein Klebstoff wird nicht benötigt

Nachstehend werden einige die Merkmale der Erfindung aufweisende bevorzugte Ausführungsbeis^iele unto ter Bezugnahme auf eine Zeichnung, in der auch der Stand der Technik dargestellt ist, näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 eine Perspektivansicht des eingangs bereits erläuterten herkömmlichen Mikrowellen-Dämpfungsgliedes,

Fig.2(A) und 2(B) Perspektivdarstellungen zweier Ausführungsbeispiele mit erfindungsgemäßen Merkmalen,

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

F i g. 4 eine Perspektivdarstellung eines auf einer gedruckten Leiterplatte befestigten erfindungsgemäßen Dämpfungsgliedes, und

Fig.5 einen Querschnitt durch die Anordnung von Fig. 4.

Das in F i g. 1 der Zeichnung dargestellte herkömmliche Mikrowellen-Dämpfungsglied ist bereits in der Beschreibungseinleitung erläutert worden.

Bei dem in Fig.2(A) dargestellten Ausführungsbeispiel sind ähnlich wie bei dem bekannten Dämpfungsglied Abschnitte eines Widerstandsfilms 7 bzw. Widerstandsdünnschichten und dünne Leiterbahnen 8 auf einem dielektrischen Substrat 6 in der Konfiguration eines T-Dämpfungsgliedes aufgebracht In von der Leiterkonfiguration belagfreien Bereichen des dielektrischen Substrats 6 befinden sich Löcher 10a und 10f> zum Durchstecken je einer Schraube 9a bzw. 9b, mit denen das Dämpfungsglied auf einer wärr-ieabführenden Unterlage befestigt ist. Die überstehenden Streifenleiter, wie zum Beispiel der Leiter 13, dienen der Verbindung mit einer externen Schaltung.

Das in Fig.2(B) dargestellte Ausführungsbeispiel eines Dämpfungsgliedes mit erfindungsgemäßen Merkmalen unterscheidet sich dadurch von dem zuvor in Verbindung mit F i g. 2(A) beschriebenen Ausführungsbeispiel, daß es als ;r-Dämpfungsglied geschaltet ist und nur ein einziges Loch 10c zwischen den aus Widerstandsfilm 7 und Leiterbahnen 8 gebildeten Schenkeln aufweist.

Bei den erfindungsgemäßen Dämpfungsgliedern sind die zur Befestigung dienenden Löcher 10a bis lOcdirekt in belagfreie Bereiche des dielektrischen Substrats 6 eingebracht Das Dämpfungsglied kann also unmittelbar auf einer Masseplatte aus Metall angeschraubt werden, über die dann aufgrund des guten großflächigen Andrucks auch eine gute Wärmeabführung erreicht wird. Damit läßt sich einerseits eine höhere mechanische Festigkeit des Dämpfungsglieds innerhalb der Schaltung aber auch eine bessere Wärmeabführung erreichen als bei bekannten Dämpfungsgliedern, die wie beim bekannten Dämpfungsglied nach Fig. 1 nur über ihre eigene Montageplatte 1 gehalten werden. Durch die direkte Montage auf der wärmeabführenden Unterlagen, die gleichzeitig die Masseplatte ist, entfällt ein Verkleben, und auch das Dämpfungsglied selbst wird billiger, weil kein besonderes Metallteil benötigt wird.
Bei einem hergestellten Muster für ein erfindungsge-

maßes Dampfungsglied hatte das Substrat 6 gemäß F i g. 2(A) oder 2(B) die Abmessungen 11 mm χ 11 mm und eine Dicke von 13 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 erkennen, daß die Löcher 10a bis 10c ein wesentliches Merkmal der Erfindung sind, über die die Befestigung auf der wärmsabführenden Unterlage unmittelbar mittels Verschraubung erfolgt Dabei fällt ins Gewicht, daß das bisher erforderliche Bohren von Löchern in ein Substrat aus Aluminiumoxid (Porzellan) als relativ schwierig gilt, weil dieses Material äußerst hart ist.

Die Herstellung eines solchen Substrates mit Löchern erfolgt -auf folgende Weise: Zuerst werden Aluminiumoxid-PuIver (AI2O3), Binder (beispielsweise Polyvinyl-Alkohol), ein Mittel zur Feinstverteilung und Wasser angeseizt 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-Platie erhält dann die gewünschten Abmessungen, und die notwendigen Löcher werden eingestanzt Danach wird das gestanzte Substrat in einem Ofen bei einer Temperatur von etwa 1600°C 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 F i g. 3(A) und 3(B) dargestellten Ausführungsbeispiele sind jeweils Abwandlungen der in F i g. 2(A) bzw. 2(B) dargestellten Ausführungen, von denen sie sich durch ein rechteckiges anstelle eines kreisrunden Substrats β unterscheiden. 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 Dämpfungsglieds 30 im montierten Zustand, das in eine in Streifenleitertechnik ausgeführte Schaltungsplatte 20 eingelassen ist die mit einem aus Leiterbahnen 21 bestehenden gewünschten Schaltungsmuster in Streifenleitertechnik belegt ist Verzugsweise ist das dielektrische Substrat der Schaltungsplatte 20 auf der einen Seite mit den Leiterbahnen 21 und auf der gegenüberliegenden Seite ganzflächig mit einer Masseschicht 23 belegt Wie die Fig.4 und 5 ferner erkennen lassen, enthält die Schaltungsplatte 20 eine kreisförmige Aussparung, welehe groß genug ist um das Dämpfungsglied 30 aufzunehmen. Diese Aussparung ist einseitig mit einer größeren glatten, leitfähigen und wärmeabführenden Platte überdeckt, und an dieser leitfähigen Platte ist das in die Aussparung eingesetzte Dämpfungsglied 30 mittels ei- w ner das Loch 10c durchsetzenden Schraube 24 befestigt. Die Leitungsanschlüsse 25 des Dämpfungsglieds 30 sind durch Löten oder dergleichen mit den Leiterbahnen 21 der Schaltungsplatte 20 verbunden.

Ein erfindungsgemäßes Mikrowellen-Dämpfungsglied läßt sich sehi einfach und durch ausreichenden Andruck gut wärme'ibertragend nur durch eine Schraubverbindung und ohne Klebstoff auf einer Schaltungsplatte bzw. einer warmeabführenden Masse-Unteriage befestigen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Mikrowellen-Dämpfungsglied in Streifenleitungstechnik und mit Dünnschichtwiderständen auf einem Substrat aus sprödem Material, das auf einer wärmeabführenden Unterlage befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (2) in von der Leiterkonfiguration belagfreien Bereichen mit wenigstens einem Loch (10) zur Durchführung einer Schraube (9) versehen ist, mit deren Hilfe es auf der wärmeabführenden Unterlage (6) befestigt ist.