DE3209123C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Oberflächenwellenfilter-Baugruppe, bestehend aus einer isolierenden Leiterplatte, auf deren Ober­ seite eine eingangsseitige Verstärkerschaltung, der piezoelek­ trische Kristall eines akustischen Oberflächenwellenfilters und eine Ausgangsschaltung nebeneinander angeordnet sind und bei der die Unterseite der Leiterplatte über ein leitendes Material mit dem Boden eines metallischen, mit einem Deckel hochfrequenzdicht verschließbaren Gehäuses verbunden ist.

OFW-Filter (Oberflächenwellenfilter) bzw. SAW (surface acoustic waves)-Filter sind für Selektionsaufgaben im Zwischenfrequenz­ teil zeitgemäßer Richtfunkgeräte optimal einsetzbar, da sie miniaturisierte, kompakte und stabile Bauelemente sind, bei denen im Gegensatz zu den aus LC-Elementen bestehenden Reso­ nanzfiltern kein Abgleich erforderlich ist. Oberflächenwellen­ filter-Bauelemente sind beispielsweise in den Literaturstellen US-PS 42 97 660 und Philips Firmenschrift "Development Sample Data", RW 171, July 1979 beschrieben.

Zwar benötigen Oberflächenwellenfilter einen zusätzlichen Verstärkeraufwand, doch sind sie durch die miniaturisierte Bauweise und durch den Entfall jeglicher Abgleicharbeiten kostengünstiger als herkömmliche Resonanzfilter. Eine ausführ­ liche Gegenüberstellung von Oberflächenwellenfiltern und Resonanzfiltern sowie eine Beschreibung des Aufbaus und der Funktion von Oberflächenwellenfiltern sind in den "NTG-Fach­ berichten", Band 70, Richtfunk, VDE-Verlag GmbH, Berlin, 1980, Seiten 216 bis 221 angegeben.

Wie die genannten Literaturstellen zeigen, werden die Oberflä­ chenwellenfilter-Bauelemente in gekapselter Form auf einer Schaltungsplatine, beispielsweise einer gedruckten Leiterplat­ te, zwischen einer aktiven oder passiven Eingangs- und Aus­ gangsschaltung angeordnet.

Für die Beurteilung der Qualität eines Filters sind die Grup­ penlaufzeitverzerrungen, Durchlaßdämpfung und die Sperr­ dämpfung als charakteristische Parameter von Bedeutung. Hierbei ist die Qualität eines Filters umso höher, je kleiner die Durchlaßdämpfung und je größer die Sperrdämpfung ist. Die Gruppenlaufzeitverzerrungen sollten innerhalb der 3dB-Band­ breite möglichst konstant sein. Für Selektionsaufgaben im Zwischenfrequenzteil zeitgemäßer Richtfunkgeräte sind relativ hohe Sperrdämpfungen nötig, die größer als 80 dB sein sollten.

Da bei Resonanzfiltern die Höhe der Sperrdämpfung durch die Anzahl der verwendeten, abzugleichenden LC-Schwingkreise be­ stimmt ist, kann die Forderung nach einer Sperrdämpfung < 80 dB durch die Verwendung entsprechend vieler Kreise, z. B. bis zu 12 Kreisen, erreicht werden. Doch ist hierbei ein mit der Forderung nach einer hohen Sperrdämpfung überproportional ansteigender Abgleichsaufwand verbunden.

Bei Oberflächenwellenfiltern lassen sich aufgrund physikali­ scher Störeffekte bisher nur Sperrdämpfungen zwischen 40 dB und 60 dB erreichen. Doch kann man durch verschiedene Maßnahmen hinsichtlich der Abschirmung Einfluß auf die Höhe der Sperr­ dämpfung nehmen. Wie empirische Untersuchungen gezeigt haben, läßt sich durch unterschiedliche Formgebung eines am Gehäuse­ deckel befindlichen Abschirmbleches die Abschirmung derart ändern, daß Sperrdämpfungswerte <80 dB erzielt werden können. Doch kann dasselbe Abschirmungsblech bei der Verwendung eines anderen Oberflächenwellenfilters wieder zu Sperrdämpfungswerten führen, die deutlich unter der 80 dB-Grenze liegen.

Durch die Literaturstelle US-PS 41 26 839 ist ein weiteres Oberflächenfilter-Bauelement bekannt, bei dem das eigentliche Filter mit seinem piezoelektrischen Kristall auf die Oberfläche einer mit einer als Masseleitung dienenden metallischen Schicht überzogenen Trägerplatte aufgebracht ist. Um die Sperrdämpfung zu verbessern, werden einerseits die Oberflächenfilterstruktur in zwei Teilbereiche mit dazwischen angeordneter Masseelektrode und andererseits die metallische Schicht der Trägerplatte in Höhe der Masseelektrode ebenfalls in zwei Hälften unterteilt. Die hiermit erreichbaren Sperrdämpfungswerte liegen jedoch maximal nur in der Größenordnung von 70 dB.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Filterbau­ gruppe der einleitend genannten Art eine Maßnahme anzugeben, bei der unabhängig vom Typ eines Oberflächenwellenfilters mit möglichst hohen Sperrdämpfungswerten stets eine Sperrdämpfung <80 dB gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß auf der Oberseite der Leiterplatte im Bereich des Kristalls des akustischen Oberflächenwellenfilters eine leitende Schicht aufgetragen ist, auf die der Kristall mittels eines leitenden Klebers aufgeklebt ist und daß die Leiterplatte einschließlich der leitenden Schicht wenigstens im Bereich der Auflage des Kristalls eine Perforation aufweist, durch deren niederohmig und induktivitätsarm ausgelegte Löcher hindurch die leitende Schicht zum Gehäuseboden hin durchkontaktiert ist.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß im Sperrbe­ reich die Verkoppelung der Signale vom Eingang des Kristalls zu seinem Ausgang nicht ausschließlich im Luftbereich über dem Kristall, sondern zu einem großen Teil über die Leiterplatte erfolgt, so daß Abschirmungsmaßnahmen nur kompensierende Wirkungen erzielen und allein nicht ausreichen, die Überkopp­ lungssignale sicher zu unterdrücken und damit eine relativ hohe Sperrdämpfung zu gewährleisten.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei­ spieles soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden.

Die Filterbaugruppe gemäß der Erfindung ist in der Figur als Schnittansicht dargestellt, bei der sich ein metallischer Gehäuseboden 14 in der Zeichenebene befindet. Die schraffiert gezeichneten Begrenzungsflächen stellen die Wände 8 des Gehäuses dar. Ein den Gehäuseboden 14 überspannender und das Gehäuse hochfrequenzdicht verschließbarer Gehäusedeckel ist in der Schnittansicht nicht sichtbar. Es ist lediglich ein im Gehäusedeckel befindliches Schirmblech 9 durch zwei parallel verlaufende, unterbrochene Linien angedeutet.

Auf dem Gehäuseboden 14 ist mittels eines leitenden Klebers eine Leiterplatte 1 aufgeklebt. Die Leiterplatte 1 besteht aus einem isolierenden Substrat, z. B. Keramik. Die stromführenden Leitungsbahnen sind auf der Oberseite der Leiterplatte 1 angebracht. Die Leiterplatte 1 trägt auf ihrer Oberseite eine eingangsseitige Verstärkerschaltung 6, den piezoelektrischen Kristall 3 eines akustischen Oberflächenwellenfilters sowie eine Ausgangsschaltung 7. Die Verstärkerschaltung 6 und die Ausgangsschaltung 7 sind in der Zeichnung nur schematisch als Blöcke gekennzeichnet. Der Kristall 3 ist mit der Verstärker­ schaltung 6 über eine Leitung 12 und mit der Ausgangsschaltung über eine Leitung 13 elektrisch verbunden.

Der Eingang und der Ausgang der Filterbaugruppe sind nur sche­ matisch mit der Klemme 10 bzw. mit der Klemme 11 angedeutet. Der piezoelektrische Kristall 3 besteht z. B. aus einer Quarz­ scheibe. Diese Quarzscheibe ist mit einem aufgedampften Mate­ rial, z. B. Aluminium, beschichtet. In der Figur sind die ein­ zelnen aufgedampften Aluminiumstreifen nicht eingezeichnet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist nur der Umriß der Quarzschei­ be dargestellt.

Weiterhin ist auf der Oberseite der Leiterplatte 1 im Bereich des Kristalls 3 eine leitende Schicht 2, z. B. Gold, aufgetra­ gen. Der Kristall ist auf einem Teilbereich dieser leitenden Schicht 2 mittels eines leitenden Klebers aufgeklebt. Um Sperr­ dämpfungswerte <80 dB zu erreichen, weist die Leiterplatte 1 einschließlich der leitenden Schicht 2 wenigstens im Bereich der Auflage des Kristalls 3 eine Perforation auf, durch deren Löcher 4, 5 hindurch die leitende Schicht 2 zum Gehäuseboden 14 hin durchkontaktiert ist. In der Figur sind die mit 4 bezeich­ neten Löcher der leitenden Schicht 2 vom Kristall 3 abgedeckt und daher nicht sichtbar. Sie sind daher als gestrichelte Kreise dargestellt. Die im Bereich außerhalb der Auflage des Kristalls 3 liegenden Löcher 5 sind bei der dargestellten Schnittansicht hingegen sichtbar und als Kreise mit durchge­ zogener Linie gekennzeichnet.

Entscheidend für die Gewährleistung von Sperrdämpfungswerten <80 dB sind die im Bereich der Auflage des Kristalls 3 liegenden Löcher 4.

Um eine gute Durchkontaktierung der leitenden Schicht 2 zum Gehäuseboden 14 hin zu gewährleisten, sind die Löcher 4, 5 niederohmig und induktivitätsarm ausgelegt.

Claims (1)

1. Oberflächenwellenfilter-Baugruppe, bestehend aus einer isolie­ renden Leiterplatte, auf deren Oberseite eine eingangsseitige Verstärkerschaltung, der piezoelektrische Kristall eines akustischen Oberflächenwellenfilters und eine Ausgangsschaltung nebeneinander angeordnet sind und bei der die Unterseite der Leiterplatte über ein leitendes Material mit dem Boden eines metallischen, mit einem Deckel hochfrequenzdicht verschließ­ baren Gehäuses verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberseite der Leiterplatte (1) im Bereich des Kristalls (3) des akustischen Oberflächenwellenfilters eine leitende Schicht (2) aufgetragen ist, auf die der Kristall (3) mittels eines leitenden Klebers aufgeklebt ist und daß die Leiterplatte (1) einschließlich der leitenden Schicht (2) wenigstens im Be­ reich der Auflage des Kristalls (3) eine Perforation aufweist, durch deren niederohmig und induktivitätsarm ausgelegte Löcher (4, 5) hindurch die leitende Schicht (2) zum Gehäuseboden (14) hin durchkontaktiert ist.