DE3321320A1

DE3321320A1 - Schaltungsanordnung

Info

Publication number: DE3321320A1
Application number: DE19833321320
Authority: DE
Inventors: Hugh Tweeddale Scotland McPherson
Original assignee: Ferranti PLC
Current assignee: Ferranti International PLC
Priority date: 1982-06-19
Filing date: 1983-06-13
Publication date: 1983-12-22
Also published as: SE457314B; GB2123216A; SE8303488L; GB2123216B; SE8303488D0; DE3321320C2; US4571663A

Description

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Unser Zeichen: A 14 Lh/fi

Ferranti pic

Bridge House, Park Road

Gatley, Cheadle, Cheshire, England

Schaltungsanordnung

Ferranti pic - A 14 668 -

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung, insbesondere eine solche mit einer Mehrzahl von wenigstens im wesentlichen gleich aufgebauten Modulen in Form eines Stapels, wobei jedes Modul ein wenigstens im wesentlichen planares, elektrisch isolierendes Substrat aufweist, das rechtwinklig zur Längssymmetrieachse des Stapels verläuft, wobei auf jedem Substrat Schaltungselemente angeordnet sind, wobei ferner die Module des Stapels durch elektrische Leitungen verbunden sind, um einen Schaltkreis zu bilden. Die Schaltungselemente oder die Substrate können Leiter aufweisen, welche Schaltungselemente verbinden, die Komponenten enthalten, z.B. verpackte oder nicht eingekapselte Halbleiterelemente, die ebenfalls auf den Substraten angeordnet sein können.

Die Module können in ihren gewünschten Orten innerhalb des Stapels in jeder beliebigen Weise befestigt sein. Gewöhnlich ist eine Vielzahl von Teilen vorgesehen, die parallel zur Längssymmetrieachse des Stapels gerichtet sind und die wenigstens teilweise die Module in ihren gewünschten Orten innerhalb des Stapels halten, wobei die Substrate mit diesen Teilen in beliebiger, geeigneter Weise zusammenwirken. Zusätzliche Halteeinrichtungen geeigneter Form können für den Stapel vorgesehen sein. Die Verwendung solcher Halteteile ist vorteilhaft, denn sie können die Module in ihren gewünschten Orten im Stapel während des Zusammenbaus des letzteren haltern.

Die elektrischen Verbindungen zwischen den Modulen können jede geeignete Form haben und sie können einige der Teile umfassen, die wenigstens teilweise die Module in ihren gewünschten Orten im Stapel halten. Die elektrischen Verbindungen können daher Teil der Haltemittel sein, durch welche die Module im Stapel befestigt werden.

Anschlüsse für die elektrische Schaltungsanordnung können in jeder geeigneten Weise vorgesehen werden und sie können Schaltungselemente auf einer Hauptfläche wenigstens eines Substrates und/oder Endstücke elektrischer Verbindungen

aufweisen, die zwischen den Modulen vorgesehen sind, sowie die Teile, die wenigstens teilweise die Module in ihren gewünschten Orten im Stapel halten.

Die Erfindung geht aus von einer elektrischen Schaltungsanordnung, die einen Stapel von wenigstens im wesentlichen gleich aufgebauten Modulen aufweist, von denen jedes ein wenigstens im wesentlichen planares elektrisch isolierendes Substrat enthält, das rechtwinklig zur Längssymmetrieachse des Stapels verläuft, wobei die Anordnung Schaltungselemente auf jedem Substrat aufweist, sowie elektrische Verbindungen zwischen den Modulen zur Bildung des Schaltkreises.

Nach der Erfindung ist somit eine elektrische Schaltungsanordnung vorgesehen, bestehend aus einem Stapel aus einer Mehrzahl von wenigstens im wesentlichen gleich aufgebauten Modulen, von denen jedes ein wenigstens im wesentlichen planares, elektrisch isolierendes Substrat enthält, das rechtwinklig zur Längssymmetrieachse des Stapels verläuft, ferner mit Schaltungselementen und elektrischen Leitungen zwischen den Modulen, sowie Anschlüssen für den elektrischen Schaltkreis, wobei die Module wenigstens zum Teil in ihren gewünschten Orten im Stapel durch eine Mehrzahl von Teilen gehalten sind, die parallel zur Längssymmetrieachse und wenigstens über die Länge des Stapels verlaufen, wobei jedes Modul,das Schaltungselemente auf nur einer seiner Substrat-Hauptflächen aufweist, mit einer Schicht aus elektrisch leitendem Material versehen ist, mit welcher die andere Hauptfläche des Substrates beschichtet ist, wobei ferner wenigstens eines dieser Halteteile, die wenigstens teilweise Module in ihren gewünschten Stellen im Stapel halten, ebenfalls ein leitendes Element ist oder aufweist, durch welches die elektrisch leitende Beschichtung auf dieser anderen Hauptfläche des Substrates angeschlossen wird, wobei die Beschichtungen und jeder mit diesen verbundene Leiter zusammen einen ausgedehnten Körper bilden, der im Betrieb der Schaltung auf Null-Potential gehalten wird.

Die Schaltungsanordnung ist somit mit einem ausgedehnten leitenden Körper versehen, der auf Null-Potential gehalten wird, um unerwünschte elektrische Wechselwirkungen zwischen den Schaltungsbestandteilen oder Schaltungselementen der Schaltung zu reduzieren.

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Eine derartige elektrische Schaltungsanordnung ist kompakt und robust; der ausgedehnte leitende Körper, der auf Null-Potential gehalten wird, ist vorteilhaft, insbesondere wenn die Schaltung z.B. einen linearen Schaltkreis aufweist, der mit hohen Frequenzen arbeitet, durch Reduzieren der unerwünschten elektrischen Wechselwirkungen zwischen den Schaltungselementen.

Gewöhnlich sind die Substrate des Stapels identisch. Zweckmäßigerweise ist der ausgedehnte leitende Körper voll metallisch. Jede elektrisch leitende Schicht kann in beliebig geeigneter Weise auf einer Hauptfläche des Substrates niedergeschlagen werden, beispielsweise durch Anwendung bekannter chemischer Niederschlagstechniken aus der Dampfphase. Leiter oder Anschlüsse, die Schaltungselemente enthalten, die in den Modulen angeordnet sind, können durch Verwendung bekannter Dickfilmtechniken hergestellt werden. Die Komponenten, z.B. Halbleiterelemente, die in den Modulen vorgesehen sein können, können jede Form haben und sie können auf den Substraten in jeder bekannten Weise angeordnet und angebracht sein.

Der ausgedehnte Körper, der durch die elektrisch leitenden Schichten auf Hauptflächen der Substrate gebildet wird, und die Leiter können an einen Punkt außerhalb der elektrischen Schaltungsanordnung angeschlossen und in jeder geeigneten Weise auf Null-Potential gehalten werden. Es ist nicht wesentlich, daß alle Module der Schaltung mit elektrisch leitenden Beschichtungen versehen sind, es können Schaltungselemente auf beiden Hauptflächen des Substrates dieser Module ausgebildet sein. Jedes Modul-Substrat kann mit jedem Leiter in jeder beliebigen Weise zusammenwirken, so daß die elektrisch leitenden Schichten auf dem Substrat miteinander verbunden werden und die Module wenigstens teilweise in ihren gewünschten Orten innerhalb des Stapels gehalten sind.

In einer Ausführungsform sind Teile jedes Leiters im Querschnitt kanalförmig, und diese kanalförmigen Abschnitte verlaufen in einer Ebene rechtwinklig zur Längssymmetrieachse des Stapels, wobei jedes Substrat mit Preßsitz in einem zugeordneten kanalförmigen Abschnitt wenigstens z.T. angeordnet ist, wodurch jeder derartige Leiter die elektrisch leitenden Beschichtungen auf den

Substraten verbindet,und das Substrat ggf. mit jedem solchen Leiter durch Löten verbunden ist.

Nach einer weiteren Ausführungsform sind die Leiter mit Bunden versehen, die rechtwinklig zur Längssymmetrieachse des Stapels verlaufen und jedes Substrat mit Preßsitz zwischen einem zusammenwirkenden Paar dieser Bunde sitzt und das Substrat ggf. auch mit den Bunden durch Löten verbunden ist, wodurch die Leiter über die Bunde die elektrisch leitenden Schichten auf dem Substrat verbinden, und wenigstens ein Bund jedes zusammenwirkenden Paares von Bunden elektrisch leitend ist.

Wenigstens einer von jedem zusammenwirkenden Paar der Bunde kann elastisch bzw. federnd ausgebildet sein. Ob Bunde vorgesehen sind oder nicht, können die Substrate der Module elastisch oder federnd im Stapel gehalten sein, wenigstens während des Zusammenbaus der Module im Stapel, und die Module können leicht ausgetauscht oder ersetzt werden. ZweckmäSigerweise ist jeder Leiter aus einem zunächst planaren Folienmaterial oder Blechmaterial gebildet, durch Verformen des Materials in gewünschter Weise, beispielsweise durch Pressen. Alternativ kann jeder Leiter aus einer elektrisch leitenden Schicht auf einem elektrisch isolierendem Träger gebildet sein.

Die Substrate der Module können quadratisch oder rechteckig in Draufsicht sein und der Stapel ist entsprechend quadratisch oder rechteckig im Querschnitt. Jedes von wenigstens einigen der Teile, die wenigstens teilweise die Module in ihren erforderlichen Orten im Stapel halten und außerdem Leiter bilden oder aufweisen, kann im wesentlichen planare Form haben und diese Leiter können angrenzend an zwei gegenüberliegende Seiten des Stapels sich erstrecken, und die elektrischen Verbindungen zwischen den Modulen verlaufen angrenzend an die anderen zwei gegenüberliegenden Seiten des Stapels parallel zur Längssymmetrieachse des Stapels, unabhängig davon, ob die elektrischen Verbindungen zu den Teilen gehören, die wenigstens teilweise die Module in ihren gewünschten Orten im Stapel halten. Alternativ können wenigstens einige der Teile, die die Module an ihren gewünschten Orten im Stapel halten, ein Eckstück für den quadratischen oder rechteckigen Stapel aufweisen.

Die elektrischen Verbindungen zwischen den Modulen liegen benachbart zu Abschnitten der Seite oder der Seiten des Stapels, die parallel zu seiner Längsachse verlaufen, wobei diese Abschnitte wenigstens nicht von den Leitern besetzt sind. Wenigstens eine der elektrischen Verbindungen kann Teile aufweisen, die wenigstens teilweise die Module in ihren erforderlichen Orten innerhalb des Stapels halten, und Endstücke dieser Teile können Anschlüsse für die elektrische Schaltungsanordnung aufweisen oder bilden. Alternativ oder zusätzlich können wenigstens einige der elektrischen Verbindungen durch die Halteteile gebildet sein oder solche enthalten, die wenigstens teilweise die Module in ihren gewünschten Plätzen innerhalb des Stapels halten, und die keine Leiter des ausgedehnten Körpers enthalten, der auf Null-Potential gehalten ist, wobei jeder derartige Halteten einen elektrisch isolierenden Träger für die zugehörigen elektrischen Verbindungen aufweist.

Eine elektrische Schaltungsanordnung nach der Erfindung kann einen weniger komplexen elektrischen Schaltkreis aufweisen, wobei die Anschlüsse des weniger komplexen elektrischen Schaltkreises an andere Bauteile eines mehr komplexeren, elektrischen Schaltkreises angeschlossen sind, und die anderen Bauteile des mehr komplexeren elektrischen Schaltkreises jede gewünschte Form haben können. Beispielsweise kann der weniger komplexe elektrische Schaltkreis mit einer Schaltungsplatte mit gedruckter Schaltung zusammenwirken, wobei er von der Schaltungsplatte getragen ist und wenigstens sine Leiter, und ggf. seine Anschlüsse, elektrisch mit der Schaltungsplatte verbunden sind.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein mehr komplexer elektrischer Schaltkreis die Kombination aus wenigstens einem weniger komplexen elektrischen Schaltkreis, wobei jeder elektrische Schaltkreis einen Stapel von Modulen aufweist, in einer der obenerwähnten Ausführungsformen, wobei innerhalb der Kombination dieser wenigstens eine elektrische Schaltkreis auf einem Träger montiert ist, mittels der Halteeinrichtungen, die wenigstens teilweise die Module in ihren gewünschten Plätzen im Stapel halten und die mit dem Träger zusammenwirken, welcher wenigstens im wesentlichen in einer Ebene rechtwinklig zur Längsachse der Symmetrie des Stapels verläuft.

Wenigstens ein benachbartes Paar von elektrischen Schaltkreisen auf einem gemeinsamen Träger kann so angeordnet sein, daß sie sich wenigstens einen Leiter teilen.

Zweckmäßigerweise ist wenigstens ein benachbartes Paar von elektrischen Schaltkreisen auf einem gemeinsamen Träger ausgebildet und ein zusätzlicher Leiter ist auf dem Träger angeordnet und erstreckt sich parallel zur Längsachse des zugehörigen Stapels zwischen diesem benachbarten Paar elektrischer Schaltkreise, wobei der zusätzliche Leiter mit dem ausgedehnten Körper in jedem der elektrischen Schaltkreise verbunden ist und als Teil dieses Körpers betrachtet wird, der auf Null-Potential gehalten wird, wobei durch den zusätzlichen Leiter unerwünschte elektrische Wechselwirkungen zwischen den Schaltkreiselementen der verschiedenen zugeordneten, weniger komplexen elektrischen Schaltkreisen reduziert.

Ferner kann wenigstens ein benachbartes Paar elektrischer Schaltkreise auf einem gemeinsamen Träger, die sich ggf. zusätzlich in einen Leiter teilen, so angeordnet werden, daß sie sich ein gemeinsames Modul teilen an den Enden des Stapels entfernt von dem gemeinsamen Träger, wobei das gemeinsame Modul ein Substrat hat, das größer ist und parallel verläuft zu jedem anderen Substrat von jedem zugeordneten elektrischen Schaltkreis, wobei das gemeinsame Modul als Modul jedes zugeordneten elektrischen Schaltkreises betrachtet wird und im wesentlichen identisch zu den anderen Modulen aufgebaut ist, wobei es ferner mit einem elektrisch leitenden überzug auf einer Hauptfläche des Substrates versehen sein kann, welcher mit dem wenigstens einen Leiter von wenigstens einem zugeordneten elektrischen Schaltkreis zusammenwirkt. Wenn auf dem gemeinsamen Träger ein weiterer Leiter ausgebildet ist, kann dieser entweder an die elektrisch leitende Schicht auf dieser einen Hauptfläche des Substrates des gemeinsamen Moduls angeschlossen sein und/oder an einen der Leiter, in die sich die elektrischen Schaltkreise teilen, falls ein solcher vorgesehen ist.

An den Substraten der Module können Anschlüsse ausgebildet sein an den Enden der Stapel, entfernt von dem gemeinsamen Träger, und diese Anschlüsse von verschiedenen elektrischen Schaltkreisen sind miteinander verbunden.

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Beispielsweise AusfUhrungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in der

Fig. 1 perspektivisch eine elektrische Schaltungsanordnung zeigt mit einem Stapel aus wenigstens im wesentlichen gleich aufgebauten Modulen, mit Leitern, die wenigstens zum Teil die Module in ihren erforderlichen Plätzen in Stapel halten, sowie elektrisch leitende Schichten in den Modulen, die einen ausgedehnten Körper bilden, der auf Null-Potential gehalten wird.

Fig. 2 zeigt im Querschnitt eine Kombination aus einer Mehrzahl von elektrischen Schaltkreisen nach Fig. 1, mit einem gemeinsamen Träger, wobei die elektrischen Schaltkreise entfernt von dem gemeinsamen Träger zusammengeschaltet sind, wobei ferner ein Teil des ausgedehnten Körpers dargestellt ist, der durch den gemeinsamen Träger gebildet wird und der sich zwischen den elektrischen Schaltkreisen erstreckt.

Fig. 3 zeigt perspektivisch eine Modifikation der Kombination nach Fig.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform der elektrischen Schaltungsanordnung und

Fig. 5 zeigt noch eine Ausführungsform der elektrischen Schaltungsanordnung.

Die elektrische Schaltungsanordnung 10 nach Fig. 1 umfaßt einen Stapel aus einer Mehrzahl von wenigstens im wesentlichen gleich aufgebauten Modulen Jedes Modul 11 hat ein planares Substrat 12 aus elektrisch isolierendem Material, beispielsweise Tonerde, und es ist in Draufsicht quadratisch. Der Stapel ist damit im Querschnitt quadratisch und die Substrate 12 erstrecken sich rechtwinklig zur Längssymmetrieachse 13 des Stapels 10. Auf einer Hauptfläche jedes Substrates 12 sind Schaltungselemente montiert, welche Komponenten 14 umfassen, wie z.B. verpackte oder nicht eingekapselte Halbleitereinrichtungen, die auf den Substraten in jeder geeigneten Weise angebracht sind und die mit Schaltungselementen in Form von Leitern verbunden sind, wobei einige solche Leiter mit 15 bezeichnet sind. Für die Module

an jedem Ende des Stapels können Schaltungselemente mit Anschlüssen (nicht gezeigt) für die elektrische Schaltungsanordnung an diesen Modulen vorgesehen sein. Die Schaltungselemente in den Modulen können in jeder geeigneten Weise ausgebildet sein, beispielsweise können Leiter und Anschlüsse unter Verwendung von Dickfilmtechniken hergestellt sein. Es können aber auch andere Schaltungselemente vorgesehen und in jeder geeigneten Weise ausgebildet sein.

Die Anschlüsse für die elektrische Schaltungsanordnung können in jeder geeigneten Weise ausgebildet sein. Elektrische Verbindungen sind zwischen den Modulen des Stapels vorgesehen, um einen erforderlichen Schaltkreis zu bilden. Dabei sind die Schaltungselemente jedes Moduls, außer einem Modul an einem Ende des Stapels gegenüber eine Hauptfläche des Substrates eines benachbarten Moduls innerhalb des S.tapels angeordnet, wobei diese benachbarte Hauptfläche des Substrates keine Schaltungselemente trägt.

Eine Schicht 16 aus elektrisch leitendem Material ist vorgesehen um die andere Hauptfläche jedes Substrates zu überziehen. Diese Schichten 16 können in jeder geeigneten Weise aufgebracht werden, beispielsweise unter Verwendung bekannter chemischer Dampfniederschlagstechniken.

Leiter 17, von denen jeder im allgemeinen in einer Ebene liegt, halten wenigstens teilweise die Module 11 in ihren erforderlichen Plätzen innerhalb des Stapels 10, und die Leiter erstrecken sich parallel zur Längsachse 13 des Stapels und benachbart zu zwei gegenüberliegenden Seiten des im Querschnit viereckigen Stapels. Ferner verbinden die Leiter 17 die elektrisch leitenden Schichten 16 auf den Hauptflächen der Substrate, wobei die Schichten und die Leiter zusammen einen ausgedehnten Körper (extensive body) bilden. Im Betrieb der Schaltung wird dieser Körper, der in die elektrische Schaltungsanordnung eingebettet ist, auf Null-Potential gehalten. Durch diesen ausgedehnten Körper werden unerwünschte elektrische Wechselwirkungen zwischen den Schaltungselementen innerhalb der Schaltungsanordnung reduziert, was besonders dann von Vorteil ist, wenn die Schaltung einen linearen Schaltkreis enthält, der mit hohen Frequenzen arbeitet.

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Der ausgedehnte Körper 16, 17 ist an einem Punkt außerhalb der elektrischen Schaltungsanordnung angeschlossen und kann in jeder bekannten Weise auf Null-Potential gehalten werden. Die Leiter 17 erleichtern die Handhabung der elektrischen Schaltungsanordnung und reduzieren die Gefahr einer Beschädigung der Schaltung während der Handhabung. Die Leiter 17 können ferner Wärmeleiter bilden, die dazu dienen, Wärme von den Schaltungselementen, wo die Wärme erzeugt wird, abzuführen und sie vermeiden somit irgendwelche Schädigungen der Schaltung durch diese Wärme.

Die Leiter 17 arbeiten mit den Substraten 12 in jeder geeigneten Weise zusammen. In der dargestellten Ausführungsform sind Abschnitte 18 jedes Leiters im Querschnitt kanalförmig ausgebildet und diese kanalförmigen Abschnitte erstrecken sich in einer Ebene rechtwinklig zur Längsachse 13 des Stapels. Jedes Substrat sitzt mit Preßsitz in einem mit ihm zusammenwirkenden kanalförmigen Abschnitt eines solchen Leiters und es ist ggf. mit diesem Leiter auch verlötet. Insbesondere verbinden die Leiter die elektrisch leitenden Schichten auf den Substraten wenigstens teilweise durch ihre kanalförmigen Abschnitte, die in Eingriff mit den Schichten stehen. Zweckmäßigerweise ist jeder Leiter aus dünnem, ursprünglich ebenen Folienmaterial gebildet, z.B. aus Kupfer, und er wird durch Verformen des Folienmaterials in entsprechender Weise, z.B. durch Pressen, gebildet.

Da jeder Leiter aus Folienmaterial geformt ist, ist er flexibel, was insofern vorteilhaft ist, als jede Beschädigung vermieden wird, die durch unterschiedliche thermische Ausdehnung zwischen den Modulen und der elektrischen Schaltungsanordnung entstehen könnte. In dem Stapel ist jedes benachbarte Paar von Substraten im gleichen Abstand voneinander angeordnet.

Die Leiter 17 sind ferner mit Schichten 19 aus leitendem Material verbunden, die angrenzend an den Rand der Substrate und auf derselben Hauptfläche der Substrate, wie die Schaltungselemente angeordnet sind. Die Schichten 17 werden daher auf NuI!-Potential gehalten, und es sind Komponenten 14 der Module, die an einen auf Null-Potential gehaltenen Punkt geschaltet werden sollen, mit diesen Schichten verbunden. Andererseits können diese Komponenten mit den Schichten 16 auf der anderen Hauptfläche der Substrate mittels elektrischer Verbindungen 19' verbunden sein.

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Die elektrischen Verbindungen 20 zwischen den Modulen 11 des Stapels 10 vervollständigen einen gewünschten Schaltkreis und jede besteht aus einem elastischen oder federnden, U-fö'rmigen Teil aus Kupfer, das mit nur zwei benachbarten Modulen 11 im Stapel zusammenwirkt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist nur ein solches elektrisches Verbindungsstück 20 dargestellt. Die elektrischen Verbindungsstücke 20 sind an den Modulen 11 in jeder geeigneten Weise befestigt. Die elektrischen Verbindungen liegen angrenzend an die beiden gegenüberliegenden Seiten des Stapels und sie verlaufen parallel zu seiner Längsachse 13 auf den Seiten, die nicht durch die beiden Leiter 17 besetzt sind.

Das Modul an einem Ende des Stapels ist mit Anschlüssen 22 für die Schaltungsanordnung versehen, wobei jeder Anschluß im wesentlichen dieselbe Form wie die U-förmigen Verbindungsstücke zwischen den Modulen hat, jedoch an Stelle der U-Form haben die Anschlüsse Ansätze 23, die mit Fassungen eines außerhalb der Schaltungsanordnung liegenden Teiles zusammenwirken. Nur ein solcher Anschluß ist dargestellt.

Alternativ kann, was nicht dargestellt ist, ein Modul mit Anschlüssen vorgesehen sein, das keine elektrisch leitende Schicht auf einer Hauptfläche des Substrates hat, sondern ein Muster aus Leitern auf dieser Hauptfläche. Das Leitermuster ist an die Schaltungselemente auf der anderen Hauptfläche des Substrates geschaltet mittels U-förmiger, elektrischer Verbindungsleitungen am Rande des Substrates. Die Anschlüsse in beliebiger Form sind integral mit dem Leitermuster. Die Anschlüsse können daher in jeder erforderlichen Form eines zweidimensional Feldes über der gesamten Hauptfläche des Substrates vorgesehen sein, das das Leitermuster trägt. Die Bildung einer Vielzahl von Anschlüssen für die elektrische Schaltungsanordnung wird damit erleichtert.

Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind in den weiteren dargestellten Ausführungsformen die Leiter 15 auf den Substraten und die elektrischen Verbindungen 20 zwischen den Modulen nicht dargestellt. Ferner sind nur einige der Komponenten 14 und nur einige der Anschlüsse für jede Schaltungsanordnung gezeigt.

Eine elektrische Schaltungsanordnung nach der Erfindung kann einen weniger komplexen elektrischen Schaltkreis aufweisen, wobei die Anschlüsse dieses weniger komplexen Schaltkreises an andere Teile eines mehr komplexen Schaltkreises geschaltet sind. Die anderen Elemente des komplexeren Schaltkreises können jede erforderliche Form haben, beispielsweise ist der weniger komplexe Schaltkreis vorgesehen, um mit einer konventionellen Schaltungsplatte mit gedruckter Schaltung zusammenzuwirken, wobei die Längsachse 13 des Stapels rechtwinklig zur Ebene der gedruckten Schaltungsplatte verläuft. Die Anschlüsse 23 nach Fig. 1 mit ihren Steckern, die zu dem weniger komplexen Schaltkreis gehören, werden dann in entsprechende Fassungen der gedruckten Schaltungsplatte gesteckt. An den Leitern 17 sind ferner Nasen 24 ausgebildet, welche in entsprechende Fassungen der gedruckten Schaltungsplatte eingesetzt werden, und die Leiter sind außerdem mit Flanschen 25 versehen, so daß der weniger komplexe Schaltkreis sich auf der gedruckten Schaltungsplatte abstützen kann und mit ihr elektrisch verbunden ist.

Eine solche Anordnung mit zwei einander zugeordneten, weniger komplexen Schaltkreisen ist teilweise in Fig. 2 gezeigt. Die gedruckte Schaltungsplatte ist allgemein mit 27 bezeichnet. Die Leiter 17, die Verbindungen 20 zwischen den Modulen und die Anschlüsse 22 sind wegen der Übersichtlichkeit in Fig. 2 nicht dargestellt. Ferner sind die Anschlüsse der Schaltungsplatte und die elektrischen Verbindungen zwischen den Anschlüssen der Schaltungsplatte und jedem der elektrischen Schaltkreise nicht dargestellt. Teile der elektrischen Schaltkreise nach Fig. Z, die identisch oder im wesentlichen gleich mit Teilen der Schaltkreise nach Fig. 1 sind, haben jedoch in beiden Figuren dieselben Bezugszeichen. Die gedruckte Schaltungsplatte 27 hat einen gemeinsamen Träger für die Stapel, wobei die Längsachsen der Stapel parallel zueinander und rechtwinklig zur Ebene der gedruckten Schaltungsplatte verlaufen. Die elektrischen Schaltkreise können in der gewünschten Weise durch die gedruckte Schaltungsplatte zusammengeschaltet werden. Andererseits können ggf. nur die Leiter jedes elektrischen Schaltkreises mit der gedruckten Schaltungsplatte verbunden werden.

Die Schaltungsplatte 27 hat einen zusätzlichen Leiter 28, der zwischen den beiden elektrischen Schaltkreisen 10 angeordnet ist. Der Leiter 18 verläuft

parallel zu den Längsachsen 13 der Stapel und rechtwinklig zur allgemeinen Ebene der Schaltungsplatte. Der Leiter 28 ist angeschlossen und wird als Teil des ausgedehnten Körpers 16, 17 jedes zugehörigen Schaltkreises betrachtet, und er wird daher auf Null-Potential gehalten. Der Leiter 28 reduziert somit unerwünschte elektrische Wechselwirkungen zwischen den Schaltkreiselementen der einzelnen, weniger komplexen Schaltkreise. Ein solcher zusätzlicher Leiter der gedruckten Schaltungsplatte kann jede erforderliche Form haben und sich zwischen mehr als einem benachbarten Paar von Schaltkreisen einer komplexeren Schaltungsanordnung erstrecken.

Bei dem dargestellten, einander zugeordneten Paar von elektrischen Schaltkreisen 10 ist es zweckmäßig, daß der Signalweg allgemein von der Schaltungsplatte 27 "über einen der Schaltkreise zum Modul 1Γ dieses einen Schaltkreises verläuft und dann zum Modul IV des anderen Schaltkreises, durch diesen hindurch und dann zurück zur Schaltungsplatte. Ein solcher Signalweg ist in Fig. 2 durch die Pfeile 29 angezeigt. Die elektrischen Verbindungen zwischen den beiden elektrischen Schaltkreisen auf der von der Schaltungsplatte entfernten Seite sind generell mit 30 bezeichnet. Die Anschlüsse an den Modulen der beiden Schaltkreise sind mit 31 bezeichnet. Eine Modifikation der Schaltungsanordnung nach Fig. 2 ist teilweise in Fig. 3 gezeigt. Teile der Schaltungsanordnungen, die identisch oder sehr ähnlich sind, haben in beiden Figuren dieselben Bezugszeichen. In der Ausführungsform nach Fig. 3 teilen sich die weniger komplexen elektrischen Schaltkreise 10 ein gemeinsames Modul 35, das am Ende des Stapels entfernt vom gemeinsamen Träger 27 angeordnet ist. Das gemeinsame Modul 35 wird als Bestandteil jedes der Schaltkreise 10 betrachtet und es ist im wesentlichen gleich zu den anderen Modulen 11 aufgebaut. Insbesondere hat das gemeinsame Modul 35 ein Substrat 12', das größer ist aber parallel zu jedem der anderen Substrate 12 der Schaltkreise. In Fig. 3 sind die Schaltungselemente innerhalb der Module nicht dargestellt. Einer der Leiter 17' ist jedoch gezeigt, und die beiden elektrischen Schaltkreise können sich in diesen Leiter teilen. Der zusätzliche Leiter 28 ist mit jedem der Leiter 17' verbunden und/oder mit dem elektrisch leitenden überzug 16' des gemeinsamen Moduls 35. Gegebenenfalls kann bei dem gemeinsamen Modul 35 der elektrisch leitende überzug weggelassen werden.

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In dem komplexeren Schaltkreis nach Fig. 3 kann ggf. nur ein Leiter 17' für die beiden weniger komplexen Schaltkreise vorgesehen sein. In dem komplexeren Schaltkreis nach Fig. 2 oder Fig. 3 kann ggf. der zusätzliche Leiter 28 weggelassen werden.

Fig. 4 zeigt eine modifizierte Form einer elektrischen Schaltungsanordnung 40. Teile der Schaltungsanordnung nach Fig. 4, die identisch oder im wesentlichen gleich Teilen der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 sind, haben in beiden Figuren dieselben Bezugszeichen.

In der Ausführungsform nach Fig. 4 haben die Leiter 41 Teile, welche die Module 11 an ihren erforderlichen Plätzen innerhalb des Stapels halten, und sie bilden Eckstücke oder Winkel, die parallel zur Längsachse 13 des Stapels verlaufen. Die Leiter 41 wirken mit den Substraten 12 der Module in jeder geeigneten Weise zusammen, beispielsweise sitzen die Substrate mit Preßsitz innerhalb zusammenwirkender Paare von Flanschen (nicht gezeigt) geeigneter Konstruktion, die an jedem Leiter vorgesehen sind, wobei jeder Leiter ein zusammenwirkendes Paar Flansche für jedes Substrat aufweist, wobei wenigstens ein Flansch jedes zusammenwirkenden Flanschpaares elektrisch leitend ist. Das Substrat ist ggf. ferner mit den Flanschen verlötet.

Die dargestellten elektrischen Verbindungen 42 zwischen den Modulen 11 des Stapels 10 vervollständigen den Schaltkreis, und jede besteht aus einem Teil, das teilweise die Module in ihren erforderlichen Plätzen innerhalb des Stapels hält, und sie verlaufen parallel zur Längsachse 13 des Stapels. Die Enden jedes dieser elektrischen Verbindungsstücke können Anschlüsse für die elektrische Schaltungsanordnung aufweisen. Die elektrischen Verbindungsstücke 42 sind an den Substraten 12 der Module in jeder geeigneten Weise befestigt, beispielsweise sitzen sie in fluchtenden Bohrungen, die sich durch die Substrate erstrecken und sie sind ggf. gegen die Module mittels scheibenförmiger Kondensatoren entkoppelt; oder wie dargestellt, sitzen die Verbindungsstücke in fluchtenden Nuten 44, die im Rand der Substrate ausgebildet sind; oder jedes elektrische Verbindungsstück besteht aus einem flexiblen Material streifen, der mit Paaren von elastischen Flanschen ver-

sehen ist, beispielsweise durch Abbiegen des Streifens, die in Eingriff mit den Substraten der Module stehen. Bei jeder Ausführungsform bilden die elektrischen Verbindungsstücke außerdem noch Teile der Einrichtungen, die die Module im Stapel mechanisch halten.

Die Leiter 41 haben ferner Nasen 46, so daß der Stapel auf einem nichtgezeigten Träger montiert werden kann. Die Leiter 41 können ferner als Wärme-Ableiter wirken.

In der Ausführungsform der Schaltungsanordnung nach Fig. 4, die in Fig. mit 50 bezeichnet ist, haben identische oder sehr ähnliche Teile in beiden Figuren dieselben Bezugszeichen.

Die elektrische Schaltungsanordnung 50 nach Fig. 5 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 4 insofern, als die elektrischen Verbindungsstücke zwischen den Modulen 11 des Stapels Teile eines im allgemeinen ebenen Elementes 51 bilden, das z.T. die Module in ihren erforderlichen Plätzen innerhalb des Stapels hält. Die planaren Abschnitte 52 der Elemente 51 bilden elektrisch isolierende Träger für die elektrischen Verbindungsstücke 53, welche Leiter darstellen, die an den elektrisch isolierenden, planaren Teilen 52 ausgebildet sind. Die Substrate 12 der Module wirken mit den Elementen 51 in geeigneter Weise zusammen, beispielsweise sitzen die Substrate mit Preßsitz in zusammenwirkenden Paaren von Flanschen (nicht gezeigt), und sie können auch mit diesen Flanschen verlötet sein, wobei jedes Element 51 ein zusammenwirkendes Flanschpaar für jedes Substrat besitzt.

Die Anschlüsse für die elektrische Schaltungsanordnung 50 haben Ansätze oder Stecker 54, die an den elektrisch isolierenden planaren Abschnitten 52 der Elemente 51 angebracht sind. Die Stecker 54 sind direkt mit den elektrischen Verbindungsstücken 53 verbunden.

Die planaren Elemente 51 unterstützen die Handhabung der Schaltungsanordnung ohne Beschädigung.

Auf den planaren Teilen 52 können Schaltungselemente montiert werden. Die Flansche können an den Leitern in jeder geeigneten Weise ausgebildet werden ,und wenn Flansche aus elektrisch nicht-leitendem Material vorgesehen sind, können sie in anderer Weise ausgebildet sein als die elektrisch leitenden Flansche. Wenn einige der Elemente, die wenigstens teilweise die Module ' in ihren Positionen im Stapel halten, keine elektrischen Verbindungen zwischen den Modulen aufweisen und keine Leiter haben, sind solche zusammenwirkende Paare von Flanschen an anderen solchen Elementen vorgesehen.

Die Elemente, die die Module in ihren Positionen im Stapel halten, können jede geeignete Form haben. Solche Elemente einschl. der elektrischen Verbindungen zwischen den Modulen, sind in der Lage, die Module beim Zusammenbau des Stapels zu halten. Es kann erwünscht sein, daß fehlerhafte Module leichter austauschbar sind und insbesondere, daß die Module elastisch durch die Elemente gehalten sind. Ferner sind die elektrischen Verbindungen zwischen den Modulen zweckmäßigerweise elastisch oder federnd mit den Modulen verbunden.

Die Module können andererseits aber auch fest bzw. stabil innerhalb des Stapels durch die Halteelemente und durch die elektrischen Verbindungen gehalten sein. Beispielsweise können diese Halteelemente und die elektrischen Verbindungen aus verzinntem Kupfer bestehen und an die Substrate angelötet sein. Erforderlichenfalls können zusätzliche Haltemittel bekannter Form für den Stapel vorgesehen sein.

Jeder Leiter kann eine elektrisch leitende Schicht auf einem elektrisch isolierenden Träger aufweisen.

Gegebenenfalls können die Elemente, die die Module in ihren Positionen im Stapel halten, Leiter aufweisen, die die elektrisch leitenden Schichten verbinden. Wenn einige der Elemente, die keine elektrischen Verbindungen aufweisen, Leiter aufweisen, haben diese Leiter im wesentlichen dieselbe Form und wirken mit den Substraten in derselben Weise wie die anderen Elemente zusammen.

Ferner kann wenigstens ein Leiter in der elektrischen Schaltungsanordnung vorgesehen sein, der, obwohl er eine der obenerläuterten möglichen Formen haben kann, nicht mit den elektrisch leitenden Schichten auf den Substraten der Module zusammenwirkt und somit nicht Teil des auf Null-Potential gehaltenen Körpers ist. Statt dessen kann dieser Leiter einen Teil eines elektrischen Weges bilden, über den die Energiezufuhr zu den Modulen der Schaltungsanordnung erfolgt. Die Substrate der Module brauchen nicht vollständig planar zu sein, sie liegen jedoch im allgemeinen in einer Ebene.

Die Substrate können eine rechteckige Form in Draufsicht, aber auch jede andere geeignete Form aufweisen.

Es ist nicht erforderlich, daß alle Module der Schaltungsanordnung eine elektrisch leitende Beschichtung aufweisen. Es können ferner Schaltungselemente auf beiden Hauptflächen der Substrate dieser Module angeordnet sein.

Die Schaltungsanordnung kann mit einem Gehäuse versehen sein, um unerwünschte elektrische Wechselwirkungen zwischen der Schaltung und Elementen außerhalb der Schaltung zu verhindern.

Claims

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Patentansprüche

Elektrische Schaltungsanordnung, bestehend aus einem Stapel aus mehreren, wenigstens im wesentlichen gleich aufgebauten Modulen, von denen jedes ein wenigstens im wesentlichen planares, elektrisch isolierendes Substrat aufweist, das rechtwinklig zur Längssymmetrieachse des Stapels angeordnet ist, mit Schaltungselementen und elektrischen Verbindungen zwischen den Modulen und Anschlüssen, wobei die Module wenigstens z.T. in ihren Positionen im Stapel durch eine Mehrzahl von Teilen gehalten sind, die parallel zur Längsachse und wenigstens über die Länge des Stapels sich erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Modul,das auf nur einer Hauptfläche seines Substrates mit Schaltungselementen versehen ist, auf der anderen Hauptfläche seines Substrates eine Schicht aus einem elektrisch leitenden Material aufweist, daß ferner wenigstens einige der Teile, die wenigstens z.T. die Module in ihrer Position im Stapel halten, wenigstens einen Leiter aufweisen, der mit den elektrisch leitenden Schichten auf dieser anderen Hauptfläche der Substrate verbunden ist, daß ferner diese Schichten und die mit ihnen verbundenen Leiter zusammen einen ausgedehnten Körper bilden, der im Betrieb der Schaltungsanordnung auf Null-Potential gehalten ist.
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Leiter kanalförmige Abschnitte aufweist, die in einer Ebene rechtwinklig zur Längsachse des Stapels liegen, und jedes Substrat mit Preßsitz in einem zugeordneten kanalförmigen Abschnitt eines Leiters sitzt.
3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter mit Flanschen versehen sind, die rechtwinklig zur Längsachse des Stapels verlaufen, und jedes Substrat mit Preßsitz zwischen zusammenwirkenden Paaren von Flanschen der Leiter sitzt.
4. Elektrische Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrate der Module in dem Stapel elastisch gehalten sind.

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5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Leiter aus einem planaren Folienmaterial geformt ist.
6. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Leiter aus einer elektrisch leitenden Schicht auf einem elektrisch isolierenden Träger gebildet ist.
7. Schaltungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Substrate ^yadratisch oder rechteckig ausgebildet sind, und daß der Stapel im Querschnitt quadratisch oder rechteckig ist.
8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Teile, die die Module in ihren Positionen im Stapel halten und die Leiter bilden, im wesentlichen planare Form haben.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiter angrenzend an zwei gegenüberliegende Seiten des Stapels angeordnet sind, und daß die elektrischen Verbindungen zwischen den Modulen im Bereich der beiden anderen gegenüberliegenden Seiten des Stapels angeordnet sind, die parallel zur Längsachse des Stapels liegen.
10. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige der Teile, die die Module im Stapel halten und die Leiter bilden, ein Winkelstück für den Stapel bilden oder aufweisen.
11. Schaltung, gekennzeichnet durch wenigstens eine elektrische Schaltungsanordnung, von denen jede aus einem Stapel einer Mehrzahl von wenigstens im wesentlichen gleich aufgebauten Modulen besteht, von denen jedes ein wenigstens im wesentlichen planares, elektrisch isolierendes Substrat hat, das rechtwinklig zur Längssymmetrieachse des Stapels liegt, elektrischen Verbindungsleitungen zwischen den Modulen und Anschlüssen

für die elektrische Schaltungsanordnung, wobei die Module wenigstens teilweise in ihren Positionen im Stapel durch eine Vielzahl von Halteteilen gehalten sind, die parallel zur Längsachse und wenigstens längs des vollen Stapels verlaufen, wobei ferner jedes Modul mit Schaltungs-Bauteilen auf nur einer Hauptfläche des Substrates versehen ist, während dessen andere Hauptfläche mit einer Schicht aus einem elektrisch leitenden Material beschichtet ist, wobei ferner wenigstens eines der Halteteile wenigstens einen Leiter aufweist, der die elektrisch leitenden Schichten auf den Hauptflächen der Substrate verbindet, und die Schichten und die Leiter zusammen einen ausgedehnten Körper im Betrieb der Schaltung bilden, der auf NuIl-Potential gehalten ist, wobei wenigstens eine der elektrischen Schaltungsanordnungen der Schaltung auf einem Träger mittels der Halteteile montiert ist, die mit dem Träger zusammenwirken, welcher wenigstens im wesentlichen in einer Ebene rechtwinklig zur Längssymmetrieachse des Stapels liegt.
12. Schaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger eine gedruckte Schaltungsplatte aufweist, und daß wenigstens die Leiter jeder Schaltungsanordnung elektrisch mit der Schaltungsplatte verbunden sind.
13. Schaltung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein benachbartes Paar elektrischer Schaltungsanordnungen auf einem gemeinsamen Träger montiert sind und sich wenigstens einen der Leiter teilen.
14. Schaltung nach einem der Ansprüchen-13,dadurch gekennzeichnet,

daß wenigstens ein benachbartes Paar elektrischer Schaltungsanordnungen auf einem gemeinsamen Träger montiert ist, auf welchem ein zusätzlicher Leiter angeordnet ist, der diesem Paar Schaltungsanordnungen zugeordnet ist, und der sich parallel zur Längssymmetrieachse des Stapels zwischen dem Paar der elektrischen Schaltungsanordnungen erstreckt, und daß der zusätzliche Leiter mit dem ausgedehnten Körper innerhalb jeder elektrischen Schaltungsanordnung verbunden und auf Null-Potential gehalten ist.

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15. Schaltung nach einem der Ansprüche 11-14, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein benachbartes Paar elektrischer Schaltungsanordnungen auf einem gemeinsamen Träger angeordnet ist und sich in ein gemeinsames Modul teilt, daß dieses gemeinsame Modul am Ende der Stapel, entfernt von dem gemeinsamen Träger liegt und daß es ein Substrat aufweist, das größer ist und parallel zu den anderen Substraten der zugehörigen Schaltungsanordnungen verläuft.
16. Schaltung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein zusätzlicher Leiter, der den beiden Schaltungsanordnungen zugeordnet ist, vorgesehen ist und sich parallel zur Längssymmetrieachse der Stapel zwischen den Schaltungsanordnungen erstreckt, daß der zusätzliche Leiter an eine elektrisch leitende Schicht auf der entsprechenden Hauptfläche des Substrates des gemeinsamen Moduls angeschlossen ist.
17. Schaltung nach einem der Ansprüche 11-14, dadurch gekennzeichnet,

daß eine Mehrzahl von elektrischen Schaltungsanordnungen auf einem \. gemeinsamen Träger angeordnet ist, daß an den Substraten der Module an den Enden des Stapels, entfernt vom gemeinsamen Träger, Anschlüsse ausgebildet sind, und daß die Anschlüsse verschiedener Schaltungsanordnungen zusammengeschlossen sind.