DE3527818A1 - Gehaeuse fuer einen hybridschaltkreis - Google Patents

Gehaeuse fuer einen hybridschaltkreis

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Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse aus Metall für einen Hybridschaltkreis, das aus einem Gehäuseboden, senkrecht zu dem Kontaktstifte reihenweise im Randbereich isoliert hindurchgeführt sind, und einem zu diesem passenden hermetisch verschließbaren, tiefgezogenen Gehäusedeckel besteht.
Es sind Gehäuse für Hybridschaltkreise bekannt, die ei­ nen ebenen Boden haben, so daß ein darauf zu befestigen­ der Hybridschaltkreis, der aus einem Schaltkreisträger, der eine Leiterplatte, ein Dünn- /oder Dickschichtsub­ strat ist, mit darauf befestigten Bauelementen besteht, nur auf seiner, dem Gehäusedeckel zugewandten Seite, mit Bauelementen bestückt sein kann.
Es ist weiterhin bekannt, beidseitig bestückte Hybrid­ schaltkreise in einem Abstand zum Gehäuseboden zu mon­ tieren, wobei jedoch ein verminderter Wärmeübergang vom Schaltungsträger zum Gehäuse als auch erhöhte Seiten- und Höhentoleranzen zwischen den Kontaktstellen auf dem Schaltungsträger und den damit zu verbindenden Kontakt­ stiften auftreten, was die Verbindungstechnik, insbes. eine Bondtechnik, d. h. eine Verbindungstechnik mit punktgeschweißten, dünnen Drähten, erschwert. Für diese Art der Anordnung der Hybridschaltkreise sind auch Ge­ häuse bekannt, deren Böden tiefgezogen sind, bei denen die Kontaktstifte im tiefliegenden Bodenbereich einge­ setzt sind und deren Randbereich senkrecht dazu außer­ halb der Stiftreihen hochstehend ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Gehäuse für einen Hy­ bridschaltkreis zu offenbaren, das einfach herzustellen ist und in dem ein beidseitig bestückter Schaltungsträ­ ger mit verbessertem Wärmeübergang zum Gehäuse und mit verringerten Toleranzen zwischen den Kontaktstellen auf der Schaltung und den entsprechenden Kontaktstiften an­ zuordnen ist.
Die Lösung der Aufgabe besteht darin, daß der Gehäusebo­ den nur in einem Innenbereich, der zwischen dem Randbe­ reich, durch den die Kontaktstifte geführt sind, liegt, tiefgezogen um etwas mehr als eine Bauelementhöhe abge­ senkt ist.
Ein weiterer Vorteil der Ausgestaltung nach der Erfin­ dung ist es, daß durch die Gestaltung des abgesenkten Bodenbereiches eine Erhöhung der Biegesteifigkeit des Gehäusebodens im Vergleich zu einem gleich dicken, ebe­ nen Boden gegeben ist. Dadurch ist es vorteilhaft mög­ lich, die Dicke und damit das Gewicht des Gehäusebodens erheblich gegenüber bekannten Gehäusen zu verringern, was insbes. bei der Verwendung in flugtechnischem Gerät wegen der Gewichtseinsparung bedeutsam ist.
Für ein Gerät, daß aus mehreren Hybridschaltkreisen auf­ gebaut ist, ergibt sich darüberhinaus, dadurch daß die eingebauten Hybridschaltkreisträger doppelseitig be­ stückt sind, insgesamt eine Reduzierung der Anzahl der Gehäuse, und deren Platz zur Unterbringung auf Schaltungsträgern kann erheblich verringert werden, was u. a. Herstellkosten, Material, Platz und Gewicht er­ spart.
Weiterhin ergibt sich der Vorteil der Zugänglichkeit der Kontaktstifte zu Prüfzwecken von den Seiten, wenn das Gehäuse in eine Schaltkarte eingebaut ist. Weil die Randzone, in der sich die Kontaktstifte befinden, um die Tiefe der Absenkung des Gehäusebodens erhöht über einer Schaltkarte liegt, ist die Gefahr von Lötschlüssen über den Kontaktdurchführungen praktisch ausgeschlossen. Die erhöhte, umlaufende Randzone ergibt außerdem einen ver­ besserten Wärmeübergang zur umgebenden Luft.
Die Fertigung der zylindrischen Kontaktstifte ist rela­ tiv einfach, da keine Stauchungen, Abkröpfungen o. ä. benötigt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Gehäuses sind an Hand der Fig. 1 bis 4 dargestellt.
Fig. 1 zeigt einen Schnitt I-I eines mit einem Gehäuse in eine Schaltkarte eingebauten Hybridschalt­ kreises, wobei im Bereich B eine Explosionsdar­ stellung vor dem Gehäuseverschluß gewählt ist. Vergrößernder Maßstab.
Fig. 2 zeigt eine Aufsicht auf einen Gehäuseboden nach Fig. 1 im Ausschnitt.
Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt aus einem Gehäuseboden mit einer doppelten Kontaktreihe.
Fig. 4 zeigt einen Ausschnitt aus einem Gehäuseboden aus dünnerem Material mit gebondetem Schalt­ kreisausschnitt.
Fig. 1 zeigt im Bereich A zusammengebaut und eingesetzt in eine Schaltkarte 5 einen Hybridschaltkreis 2, der aus einem Schaltkreisträger 21 mit beiderseits aufgesetzten Bauelementen 22 besteht und randseitig Bohrungen 23 auf­ weist, durch die die Kontaktstifte 12 hindurchführen, die mit Isolierdurchführungen 11 in dem Gehäuseboden 1 eingesetzt sind. Der Gehäuseboden weist einen tiefgezo­ genen inneren Bereich 14 auf, der zur Aufnahme der Bau­ elemente 22 auf der einen der Bestückungsseiten des Schaltkreisträgers dient. Der Randbereich 13 des Bodens 1 bietet jeweils um die Kontaktstifte 12 eine exakte Be­ zugs- und Montagefläche 13 A für den Schaltkreisträger 21.
Die Tiefe der Absenkung des Bodens ist etwas größer als die Höhe H der Bauelemente 22. Der Kontaktstift 12 ragt nur um einen eng toleriertes Maß, das der Stärke S des Schaltkreisträgers 21 entspricht oder etwas größer ist, über die Bezugsfläche 13 A hinaus, so daß sowohl das Einsetzen des Schaltkreisträgers 21 mit seinen eng tole­ rierten Bohrungen 23 in das Gehäuse erleichtert, als auch die Herstellung einer Bondverbindung 30 zwischen der Stirnseite 12 S des Kontaktstiftes und einer Kontakt­ stelle 24 auf dem Schaltkreisträger ermöglicht sind.
Die Isolierdurchführung 11 ist in bekannter Weise so ge­ staltet, daß beim Sintern der Glasm asse ein bündiger oder konkaver Meniskus benachbart zu der Auflagefläche 13 A entsteht, so daß der Schaltkreisträger 21 völlig plan aufliegt und einen guten Wärmekontakt zum Gehäuse­ boden hat. Zur Fixierung und zur Herstellung eines si­ cheren Wärmekontaktes dient ein Kleber. Statt der Bond­ verbindung 30 kann auch eine Lötung von einer Durchkon­ taktierung in dem Schaltkreisträger mit den Kontakt­ stiften zu deren Verbindung dienen; wegen der höheren Zuverlässigkeit ist eine Klebung und Bondung jedoch zu bevorzugen.
Wie aus der Explosionsdarstellung im Bereich B gut zu ersehen ist, ist der Randbereich 13 des Gehäusebodens durch eine Prägung außen umlaufend mit einem abgesetzten umlaufenden Rand 15 mit einem Dichtvorsprung 15 D verse­ hen, der der Aufnahme und Abdichtung und Verbindung mit dem ausgestellten Randbereiche 45 des Gehäusedeckels 4 dient.
Der Prägevorgang des Randes 15 und das Tiefziehen des Innenbereiches 14 erfolgt vorzugsweise in einem Ar­ beitsgang und Werkzeug, so daß enge Toleranzen gewähr­ leistet sind und kein zusätzlicher Fertigungsaufwand für das Tiefziehen entsteht. Der Rand 15 und der Randbereich 45 werden nach Einbau des Hybridschaltkreises miteinan­ der in bekannter Weise hermetisch verschlossen.
In Fig. 2 ist eine Aufsicht im Ausschnitt auf einen Gehäuseboden 1 nach Fig. 1 dargestellt, bei dem an zwei gegenüberliegenden Seiten je eine Reihe von Kontakt­ stiften 12 angeordnet ist. Auch allseitige oder mehr­ reihige Kontaktstiftanordnungen sind entsprechend vom Fachmann anzuordnen.
Fig. 3 zeigt eine doppelreihige Anordnung im Ausschnitt, geschnitten. Die Auflagefläche 13 B des Randbereiches des Gehäusebodens umfaßt durchgehend die beiden benachbarten gegeneinander versetzten Stiftreihen 12 A, 12 B.
Fig. 4 zeigt einen weiteren Ausschnitt eines Gehäusebo­ dens aus Tiefziehblech einer relativ geringen Dicke D. Die Biegesteifigkeit des Gahäusebodens ist durch den tiefgezogenen Bereich 14 und eine Abwinkelung des Randes 15 A gegeben. Die Biegesteifigkeit der Halterung der Kon­ taktstifte 12 C im Boden ist weiterhin dadurch gegeben, daß jeweils um die Bohrungen 17 herum eine Ausprägung 16 eingebracht ist, die die Isolierdurchführung 11 A auf­ nimmt. Das Tiefziehen, die Abwinkelung und die Prägungen werden in einem Werkzeug in einem Arbeitsgang vorgenom­ men, so daß enge Toleranzen entstehen.
Der Schaltkreisträger 2 A ist zur Fertigungsvereinfachung nur bis an die Kontaktstifte 12 C herangeführt und auf der Auflagefläche 13 C angeklebt, sowie mit einer Bond­ verbindung 30 A zum Kontaktstift verbunden. Hierbei ist jedoch der Wärmeübergang verringert gegenüber der Anord­ nung des Schaltkreisträgers nach Fig. 1 mit breiterer Auflage auf der Montagefläche.

Claims (8)

1. Gehäuse aus Metall für einen Hybridschaltkreis, beste­ hend aus einem Gehäuseboden senkrecht zu dem Kontakt­ stifte reihenweise im Randbereich isoliert hindurchge­ führt sind, und aus einem dazupassenden, hermetisch ver­ schließbaren, tiefgezogenen Gehäusedeckel, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Gehäuseboden (1) nur in einem In­ nenbereich (14), der zwischen dem Randbereich (13), durch den die Kontaktstifte (12) geführt sind, liegt, tiefgezogen um etwas mehr als eine Bauelementhöhe (H) abgesenkt ist.
2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Randbereich (13) eine ebene Auflagefläche (13 A, 13 B, 13 C) aufweist, die die Kontaktstifte (12, 12 A, 12 B) um­ gibt und daß die Kontaktstifte (12, 12 A, 12 B, 12 C) je­ weils in einer Isolierdurchführung (11, 11 A), vorzugs­ weise aus Sinterglas gehalten sind, die die Auflage­ fläche (13 A, 13 B, 13 C) nicht überragt.
3. Gehäuse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktstifte (11, 11 A, 11 B) die Auflagefläche (13 A, 13 B) um die Stärke (S) eines Hybridschaltkreisträgers (21) oder ein etwas größeres eng toleriertes Maß über­ ragt und seine Stirnseite (12 S) planparallel zur Aufla­ gefläche (13 A, 13 B, 13 C) abschließt.
4. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Randbereich (13, 13 B, 13 C) von einem unter die Auflage­ fläche (13 A, 13 B, 13 C) abgesetzten Rand (15, 15 A) mit einer Dichtvorsprung (15 D) umgeben ist.
5. Gehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Randbereich (13) von der Auflage­ fläche (13 C) aus Ausprägungen (16) angebracht sind, in die die Isolierdurchführungen (11 A) eingesetzt sind.
6. Gehäuse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (15 A) unter die Aufalgefläche (13 C) abgewinkelt, abgesenkt ist.
7. Gehäuse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreisträger (2) auf der Auflagefläche (13 A), vorzugsweise durch Klebstoff, befe­ stigt ist.
8. Gehäuse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaltkreisträger (21) jeweils den Kontaktstiften (12) benachbart zugeordnet, Kontaktstellen (24) trägt, die durch Bondverbinder (30, 30 A) jeweils mit den zugeordne­ ten Stirnseiten (12 S) verbunden sind.
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