DE2931594A1

DE2931594A1 - Hochfrequenz-abschirmung fuer ein elektronisches bauteil

Info

Publication number: DE2931594A1
Application number: DE19792931594
Authority: DE
Inventors: Wilfred Walter Olschewski; Robert Mark Stitt
Original assignee: Burr Brown Research Corp
Current assignee: Burr Brown Research Corp
Priority date: 1978-08-04
Filing date: 1979-08-03
Publication date: 1980-02-28
Also published as: JPS5543892A; US4218578A; GB2027278A; FR2432821A1; GB2027278B; DE2931594C2; FR2432821B1

Description

Dlpl.-Phye. O.E. Weber d-s Monch.n 71 HofbrunnstraBe 47

Telefon: (089) 791 5050

Telegramm: monopolweber _; münchen

Telex: 05-2128 77

B 120

Burr-Brown Ees. Corp.
P.O. Box 11400

Int'l Airport, Industrial Pk.
Tucson, Arizona 85734

U S A-

Hochfrequenz-Abschimrung für
ein elektronisches Bauteil

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Die Erfindung betrifft das Gebiet der elektronischen Schaltelemente und insbesondere Hochfrequenz-Abschirmgehäuse für elektronische Schaltungäsuteile.

In der Vergangenheit wurden verschiedene Versuche unternommen, um Hochfrequenz- (HF) Abschirmungen um elektronische Schaltungskomponenten herum vorzusehen, um gegen die Erzeugung hochgefährlicher und/oder elektrisch störender HF -Strahlung von elektronischen Schaltungskomponenten zu schützen. Die Anwendunggperdeter Abschirmungen für elektronische Komponenten zur Vermeidung unerwünschter HF-Übertragung oder Interferenz ist ziemlich üblich. In einigen Fällen ist es nur notwendig, die Komponente mit irgendeiner Form einer elektrisch leitenden Hülle zu umgeben, die mit einer Schaltungserde verbunden ist. Vo aber die Schaltungserde für den Bereich der Eingangsschaltung bezüglich der Schaltungserde für den Bereich der Ausgangsschaltung unterschiedlich ist, würde eine einzelne Abschirmung einen Gleichspannüngs-Kurzschluß zwischen den beiden Erden hervorrufen. So muß eine Gleichspannungs-Isolation für den separat geerdeten Ein- : gangs- und Ausgangsbereich der Abschirmung vorgesehen aber ein hohes Maß an HF-Abschirmung aufrechterhalten werden durch die Vorkehrung eines Spalts zwischen den beiden getrennten Bereichen. Es war auch notwendig, unerwünschte Überschläge über den engen Spalt zwischen den beiden separaten Bereichen einer HF-Abschirmung zu vermeiden.

Es bestand folglich ein Bedarf für eine verbesserte HF-Abschirmung für elektronische Komponenten, welche eine gute HF-Abschirmung bietet und noch eine erstklassige Gleichspannungs-Isolation zwischen den getrennten Bereichen der HF-Abschirmung gewährt, ^wobei unerwünschte Überschläge über den Spalt zwischen den getrennten Bereichen derselben vermieden werden.

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Aufgab e der Erfindung ist es, eine EF-Abschirmung für ein elektronisches Bauteil zu schaffen, die an verschiedenen Stellen ein unterschiedliches Potential haben kann. _ ■

Ein weiteres Anliegen der Erfindung ist eine verbesserte HF-Abschirmung zur Gleichspannungs-Isolation, welche eine HF-Übertragung merklich begrenzt.

Entsprechend der Erfindung wird eine HE-Abschirmung- für ein elektronisches Bauteil vorgeschlagen, die ein geteiltes elektrisch leitendes Basisteil aus Meta]! hat, welches ein erstös und ein zweites elektrisch leitendes Metallblech umfaßt, die durch ein sie umhüllendes dielektrisches Material in einem Abstand voneinander in ihrer_" Lage fixiert sind, wobei ein schmaler Spalt zwischen ihnen definiert ist* Die HF-Abschirmung umfaßt ferner ein Deckelteil mit einem ersten und einem zweiten-elektrisch leitenden^ Metallabschnitt, die durch ein sie umhüllendes dielektrisches Material in einem Abstand voneinander in ihrer Lage fixiert sinu und. ebenso einen schmalen Spalt zwischen <iem ersten und dem zweiten elektrisch leitenden Metallabschnitt definieren, Es sind Mittel zur Verbindung des ersten und des zweiten Miallblechs mit dem ersten bzw. dem zweiten Metallabschnitt des Deckels vorgesehen, welche eine gegenseitige Ausrichtung der Spalte gestatten, wenn die HF-Ab schirmung äls_sEinkapselung für ein elektronisches Schaltungsglied dient. Das Basisteil der HF-Abschirmung ist mit mehreren Löchern versehen, durch welche sich Mittel zur elektrischen Verbindung mit dem elektroni-sehen SchaItungsglied erstrecken. Sowohl für den ersten

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als auch, den zweiten elektrisch leitenden Metallabschnitt des Deckels ist ein elektrischer Erdverbinder vorgesehen. Das Bassteil hat in dem dielektrischen Umhüllungsmaterial Einschnitte, welche Bereiche des ersten und des zweiten rftallblechs exponieren. Der Deckel hat nach außen abstehende Metallzungen, die mit dem ersten und dem zweiten Metallblech elektrisch verbunden oder an diese angepreßt werden, um eine elektrische Verbindung zwischen dem ersten Metallblech des Basisteils und dem ersten elektrisch leitenden Metallabschnitt des Deckels bzw. dem zweiten Metallblech des Basisteils und dem zweiten elektrisch leitenden Metallabschnitt des Deckels herzustellen. So liefern diese Metallzungen des Deckels sowohl eine elektrische als auch eine mechanische Verbindung zwischen den leitenden Bereichen ._ des Basisteils und des Deckels. Vorzugsweise sind die -ausgerichteten Spalte in der HF-Abschirmung ungefähr 0,13 cm (0,05 Zoll) entfernt und liefern eine Gleichspannungs -Isolation zwischen der Eingangs- und der Ausgangserde für die in der HF-Abschirmung enthaltene elektronische Schaltungskomponente. Die Breite des Spaltes kann Jedoch in einem Bereich von 0,03 cm (0,01 Zoll) bis 0,38 cm (0,15 Zoll) tolerieren.

Weitere Einzelheiten mögen nun anhand bevorzugter Ausgestaltungen und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert sein. Diese haben folgende Bedeutungen:

Figur 1 zeigt in einer Explosionsdarstellung einen elektronischen Einsatz mit einer erfindungsgemäßen HF-Abschirmung;

Figur 2 ist ein seitlicher Querschnitt, der entlang der Linie 2-2 in Figur 1 aufgenommen ist und die in der Mitte zwischen zwei dielektrischen Schichten liegende Metallschicht zeigt;

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Figur /5 ist ein Boden-Querschnitt, der entlang der Linie 3-3 in Figur 1 aufgenommen ist und die Lage des schmalen Spaltes in der Metallschicht zeigt, die zwischen den dielektrischen Schichten liegt; +

Figur 4 ist ein seitlicher Querschnitt, der entlang der Linie 4-4 in Figur 1 aufgenommen ist und die Lage cte schmalen Spaltes zeigt, der die beiden Metallabschnitte des Deckels elektrisch trennt;

Figur 5 ist ein seitlicher Querschnitt eines Abschnittes des elektronischen Aufbaus der Figur 1 nach der Zusammenfügung und

Figur 6 ist eine der Figur 4 ähnliche Ansicht einer anderen Ausgestaltung der Erfindung.

Wie bemerkt, ist die allgemeine Benutzung von geerdeten Abschirmungen für_;elektronische Komponenten zur Vermeidung zufälliger Hochfrequenz-Übertragung oder Interferenz ziemlich üblidi Bei einigen Anwendungen ist es nur notwendig, die elektronische Komponente mit irgendeiner Form eines leitfähigen Gliedes zu umschließen, welches mit einer Schaltungserde verbunden ist. Aber bei Anwendungen wo die Schaltungserde für die Eingangsschaltung abweichend und dann von der Schaltungierde für die Ausgangsschaltung elektrisch isoliert sein muß, würde eine einzelne Abschirmung einen Gleichspannungs-Kurzschluß zwischen den beiden Erden henrorrufen. So muß eine Gleichspannungs-Isolation vorgesehen und dennoch eine gute Hochfrequenz-(HF) Abschirmung aufrechterhalten werden.

Entsprechend der Erfindung wird dies gelöst durch eine HP-Abschirmung oder Einschließung für eine elektrische Komponente, welche einen einzigen durchgehenden Spalt darin

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benutzt, der von zwei angrenzenden Spalten gebildet ist, um eine Isolation zwischen der Eingangs- und der Ausgangserde zu liefern.

Wie in Figur 1 gezeigt, hat die ΗΈ-Abschirmung ein Basis-Stützelement oder- Glied 11 mit einem ersten und einem zweiten leitenden Blech 12 bzw. 15, welche durch ein sie umgebendes nichtleitendes Material durch einen schmalen Spalt voneinander entfernt fixiert sind, wodurch zwischen ihnen ein Spalt 15 definiert ist. Ein Deckel oder eine Kappe 16 hat ein erstes und ein zweites Metallteil 17 und 18, welche durch ein sie umgebendes nichtleitendes Material 19 in einem Abstand voneinander fixiert sind, wodurch zwischen ihnen ein Spalt 20 definiert ist. Mittel in Form von Metallzungen 21, welche sich von dem ersten und dem zweiten Metallteil 17 und 18 des Deckels 16 ausdehnen, verbinden das erste und das zweite leitende Blech 12 bzw. 13 mit dem ersten und dem zweiten Metallteil 18 und 17, so daß die Spalte 15 und 20 zueinander ausgerichtet sind, um einen einzelnen durchgehenden Spalt in einer HF-Abschirmung oder Verkapseiung für ein elektronisches Schaltungsglied 22 zu bilden, welches in dieser Ausgestaltung als ein Substrat dargestellt ist, auf welchem sich ein oder mehrere Halbleiter-Chips befinden und zur Bildung einer elektronischen Funktion mit Bereichen des Substrates verbunden sind.

Wie in Figuren 2 bis 4- besser zu erkennen, ist das nichtleitende Material 14 oder 19 beispielsweise durch ein Spritzgußverfahren auf beide Seiten der Bleche 12 und 13 und der Metallteile 17 und 18 aufgebracht.

Mit Bezug auf Figur 1 ist das Basisteil 11 mit mehreren Löchern 23 versehen, durch welche sich Verbindungs-Metallstifte 24- der elektronischen Schaltung erstrecken können (vgl. Figur 5)· Durch die Bildung von Aussparungen in

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diesen beiden Blechen um die Löcher 23 herum haben diese Stifte 24- weder mit dem ersten Metallblech 12 noch mit dem zweiten Metallblech 13 Kontakt. Die Aussparungen an der anderen Veite des Basisteils 11 sind die gleichen die auf der rechten Seite der Figur 1 gezeigt, obwohl das Detail nicht so wie auf der rechten Seite gezeichnet dargestellt ist.

Elektrische Erdverbinder 25 und 26 für das zweite und das erste Metallteil 18 bzw. 17 (welche gegebenenfalls als das erste und das zweite Metallteil betrachtet werden können) sind als Erstreckungen aus Metall ausgebildet. Diese Verbinder 25 und 26 (vgl. Figur 2 oder 4-) !sind normalerweise mit der Eingangs- und der Äusgangserde für die Schaltung verbunden, die in dem elektronischen Schaltungsglied oder der Einrichtung 22 enthalten ist. So ergeben ". die Spalte 15 und 20 eine Gleichspannungs-lsolation zwischen, der getrennten Eingangs- und Ausgangserde* Das Basisteil Ύ\ hat zwei Einschnitte 2^ in dem nichtleitenden Material an sich gegenüber liegenden Seiten zum Zwecke des Einfügens der beiden Erdverbinder 25 und 26 dort hinein. Andere Einschnitte in dem Basisteil (zwei an jeder Seite) dienen der _ Exponierung von Abschnitten der TTläche 12 und 13 (vgl. Figur 1) zur elektrischen Verbindung mit den Zungen 21 daran. Wenn der Deckel 16 und das Basisteil 11 zusammengefügt werden, werden die Zungen 21 durch Stauchen oder PreBeinpassen in elektrischen und mechanischen Eontakt-mit denjenigen Bereichen der Bleche 12 und 13 gebracht, welche durch die vier Einschnitte an den beiden Seiten des Basisteils 11 exponiert sind, wie in Figur 5 gezeigt ist. Die Bleche 12 uad 13 und die Metallteile 17 und 1β sind aus ferromagnetischem Material wie Eisen, Nickel oder dergl. und vorzugsweise ein elektrisch leitendes ferromagnetisches

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Material. In einigen Fällen kann es genügen, ein nichtferromagnetisches leitendes Material zu nehmen.

Es ist notwendig, daß die Spalte 15 und 20 in der Größenordnung von ungefähr 0,13 cm (0,05 Zoll) sind, um die hindurchtretende HF-Übertragung wesentlich zu verringern und noch eine Gleichspannungs-Isolation zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangserdelyereich der HF-Abschirmung zu bieten.

In der Ausgestaltung der Figur 1 iDeschiehtet oder kapselt das dielektrische Material im wesentlichen alle Flächen der Bleche und der Metallteile. In einer anderen in Figur 6 gezeigten Ausgestaltung bedeckt das dielektrische Material 49a aber nur die metallischen Endabschnitte 17a und 18a in der Nähe des Spaltes. So wird weniger dielektrisches Ma- L ^: terial benötigt. In ähnlicher Weise kann die Menge des dielektrischen Materials in dem Basisteil durch Anwendung dieser Art des dielektrischen Teils ähnlich reduziert werden.

So dient das dielektrische Teil oder Material der in Figur 6 gezeigten Ausgestaltung der Fixierung der Entabschnitte der Metallteile bzw. der leitenden Bleche und der präzisen Gestaltung des dazwischen befindlichen Spalte. In beiden Ausgestaltungen verhindert -das dielektrische Material in dem Spalt oder in den Spalten 15 und 20 unerwünschte und zerstörende elektrische Überschläge zwischen den beiden getrennten Metallkanten-Abschnitten der Bleche oder der Metallteile, welche· ansonsten auftreten würden, wenn dort kein dielektrisches Material in dem schmalen Spalt zwischen den Metallkanten derselben vorhanden wäre.

So wurde eine HF-Abschirmung für eine elektronische Einrichtung oder Komponente gezeigt, welche einen Spalt zur Gleich-: spannungs-Isolätion aufweist, der keine HF-Übertragung zuläßt.

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Claims

latentanspräche - . .

.j H ο ο hirequenz-Abschirmung für ein elektronisches Bauteil, ^ g e kenn ζ e i c h η e t durch, ein Basisteil (11) mit einem ersten (12) und einem zweiten (13) leitenden Blech, welche mittels dielektrischen Materials (14) unter Bildung eines Spaltes (15) zwischen ihnen in einem Abstand voneinander fixiert sind, mit einem Deckel (16) _r mit einem ersten (18) und einem zweiten (17) Metallteil, welche mittels dielektrischen Materials (19) unter Bildung eines Spaltes (20) zwischen ihnen in einem Abstand voneinander fixiert sind und mit Mitteln (21) zur VeAndung der Bleche und der Metallteile untereinander zur Bildung einer gleichspannungs-isolierten Hochf'requen-Abschirmung für das elektronische Bauteil.
2. Abschirmung nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeich η et , daß das Basisteil mit mehreren elektrisch isolierten Löchern versehen ist, durch welche sich Verbindungsmittel für das elektronische Bauteil erstrecken können.
3_. Abschirmung nach Anspruch 1 oder 2, g e k e η η — zeichnet durch einen separaten elektrischen Erdverbinder für sowohl das erste als auch das zweite Metallteil des Deckels.
4. Abschirmung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch g-ek e nn ze ic hne t, daß das dielektrische Material des Basisteils das erst-e und das zweite leitende Blech umhüllt und Abschnitte der Bleche exponierende Einschnitte aufweist, wobei der Deckel Metallzungen hat, die sich von den Metallteilen auswärts erstrecken und welche an den leitenden Blechen des Basisteils festgelegt sind.

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5. Abschirmung nach Anspruch 4, dadurch g e k e η η ze ic hn e t ,daß die Metallzungen eine elektrische und mechanische Verbindung zwischen dem Basisteil und dem Deckel bilden.
6. Abschirmung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß die leitenden Bleche und die Metallteile aus elektrisch leitendem ferromagnetischem Material sind.
7. Abschirmung nach einem der vorstehenden Ansprüche., dadurch gekennzeichnet , daß jeder der Spalte in einem Bereich von etwa 0,25 cm bis etwa 0,375 cm liegt.
8. Abschirmung nach Anspruch 3 und 7, dadurch gekenn zeichnet , daß jeder Spalt eine Gleichspannungs-Isolation zwischen der Eingangserde und der Ausgangserde des elektronischen Bauteils bildet.
9. Abschirmung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch g e k e η η ζ e i c h net , daß das dielektrische Material im wesentlichen alle Flächen der leitenden Bleche und der Metallteile überdeckt.
10. Abschirmung nach einem der Ansprüche Λ bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß das dielektrische Material die leitenden Bleche und die Metallteile nur in der Iahe des jeweiligen Spaltes überdeckt.

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