DE4041071A1 - Vorrichtung zur abschirmung und isolierung einer elektronischen schaltungskarte - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Isolierung und Abschirmung von gedruckten Schaltungskarten.

Es ist bekannt, eine elektronische Schaltungskarte in einem geringen Abstand von einer Metallplatte zu montieren, die auf der Seite der Lötstellen der Schaltung gelegen ist und Teil eines Gestells bildet. Diese Karte stellt die Abschir­ mung der Schaltung auf der betreffenden Seite her, und ein dünner Isolierstoffilm ist zwischen der Karte und der Metall­ platte vorgesehen, um jede Gefahr eines Masseschlusses der vorstehenden Leiter der einzelnen Bauelemente auszu­ schließen. Ferner wird auch auf der Seite der Bauelemente eine zweite Abschirmplatte aus Metall vorgesehen, die mit einer Isolierschicht beschichtet ist, um jeden Kontakt der Bauelemente mit der zweiten Platte zu vermeiden. Die Montage dieser Einheit erfordert eine große Anzahl von Schrauben, Muttern, Säulen und/oder Stegen für die Montage der Karte an dem Gestell und für die Montage der zweiten Abschirmplatte und ihrer Isolierschicht über der Karte auf der Seite der Bauelemente.

Diese bekannte Lösung ist unzweckmäßig, da sich die Herstel­ lungskosten der Vorrichtung durch diese mechanischen Montage­ einrichtungen und die verschiedenen leitenden und isolieren­ den Platten beträchtlich erhöhen, und erfordert eine viel zu lange Montagezeit. Ferner erhöht sich auch das Gewicht der Vorrichtung ganz erheblich.

Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile durch Schaffung von Abschirm- und Isoliereinrichtungen für eine elektroni­ sche Schaltungskarte zu beseitigen, die wirtschaftlich und leicht zu montieren sind und ein geringes Gewicht haben.

Ziel der Erfindung ist es ferner zu ermöglichen, eine elek­ tronische Schaltungskarte anderen benachbarten Strukturen oder Organen anzunähern, ohne daß dies durch die Abschirm­ und Isoliereinrichtungen behindert wird. Zu diesem Zweck ist eine Vorrichtung zur Abschirmung und Isolierung einer elek­ tronischen Schaltungskarte, die auf der einen Fläche Bauele­ mente und auf der anderen Fläche die Lötstellen der Bauelemente aufweist und an einem Gestell befestigt ist, das eine Metallplatte aufweist, die sich lötstellenseitig an der Karte entlang erstreckt, erfindungsgemäß gekennzeichnet durch eine einstückige Folie, die so umgebogen ist, daß sie die Karte umhüllt, und eine Basis aus Isolierstoff besitzt, die nur bauelementeseitig und auf ihrer den Bauelementen abgewandten Fläche eine Schicht aus elektrisch leitendem Abschirmungsmaterial trägt.

Die Folie kann außerdem auch eine zweite Isolierschicht be­ sitzen, die über der Abschirmschicht angeordnet ist.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Abschir­ mung und Isolierung einer elektronischen Schaltungskarte, die auf einer Fläche Bauteile und auf der anderen Fläche die Lötstellen dieser Bauteile aufweist und an einem Gestell befestigt ist, das eine Fläche aus Isolierstoff besitzt, die sich lötstellenseitig an der Karte entlang erstreckt, die gekennzeichnet ist durch eine aus einem Stück bestehende Folie die so umgebogen ist, daß sie die Karte umhüllt, und eine Basis besitzt, die aus einer inneren Schicht aus Iso­ lierstoff und einer äußeren Abschirmschicht aus einem elek­ trisch leitenden Werkstoff besteht und nur bauelementeseitig und auf ihrer den Bauelementen abgewandten Fläche eine zwei­ te Schicht aus einem Isolierstoff aufweist.

Die Abschirmschicht ist zweckmäßigerweise über mindestens eine Schraube zur Befestigung der Karte an einem Träger mit einer Masse verbunden, wobei der Kontakt mit der oder den Schrauben dadurch erreicht wird, daß die zweite Isolier­ schicht die Abschirmschicht in Höhe der Schrauben stellen­ weise freilegt oder daß die Abschirmschicht und die zweite lsolierschicht örtlich um 180° umgelegt sind. Besonders zweckmäßig ist es, den Teil der Folie, der sich zwischen der Karte und der Metallplatte erstreckt, in seiner Stellung mit Hilfe von die Karte tragenden Stegen zu befestigen, die in diesem Folienteil vorgesehene Löcher durchqueren.

Die Isolierschicht oder -schichten sind vorzugsweise aus Polyester hergestellt, während die Abschirmschicht aus Alu­ minium bestehen kann.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der fol­ genden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. Es zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine elektronische Schaltungskarte mit Abschirm- und Isoliereinrichtun­ gen gemaß einer ersten Ausführungsform der Erfin­ dung,

Fig. 2 eine Darstellung der Einrichtungen von Fig. 1 in einer besonderen Umgebung,

Fig. 3 einen schematischen Schnitt durch eine elektronische Schaltungskarte mit Abschirm- und Isoliereinrichtun­ gen gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfin­ dung,

Fig. 4 eine Darstellung der Einrichtungen von Fig. 3 in einer besonderen Umgebung,

Fig. 5 eine Einzelheit einer Abwandlung der Abschirm- und Isoliereinrichtungen von Fig. 3 und

Fig. 6 einen schematischen Schnitt durch eine elektronische Schaltungskarte mit Abschirm- und Isoliereinrichtun­ gen gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfin­ dung.

Fig. 1 zeigt eine elektronische Schaltungskarte 10, und zwar handelt es sich hierbei um eine gedruckte Schaltungskarte mit einer Leiterplatte 12, Bauelementen 14 auf einer Seite dieser Leiterplatte (im vorliegenden Fall der Oberseite) und den Lötstellen 16 dieser Bauelemente auf der anderen Seite.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Karte 10 auf einem Gestell 20 befestigt, das aus Metall besteht und eine ebene Platte 22 aufweist. Die Karte 10 ist an der Platte 22 über Schrauben 24 und Stege 26 befestigt, von denen jeweils nur ein Exemplar dargestellt ist.

Erfindungsgemäß wird zur Bildung der Abschirmung und elektri­ schen Isolierung der Karte 10 eine einstückige Folie 30 be­ nutzt, die einen ersten Teil 32 besitzt, der sich zwischen der Karte 10 und der Gestellplatte 22 erstreckt, und einen zweiten Teil 34, der sich über der Karte auf der Seite der Bauteile erstreckt. Die beiden Teile 32, 34 der Folie sind durch eine U-förmige Biegung 36 der Folie längs eines Randes (im vorliegenden Fall des rechten Randes) der Karte miteinan­ der verbunden.

Der untere Teil 32 der Folie besteht aus einer einzigen Schicht 32a aus einem Isolierstoff wie Polyester. Der U-för­ mige Teil 36 und der obere Teil 34 dagegen weisen abgesehen von der der Verlängerung der Schicht 32a entsprechenden Iso­ lierschicht 36a, 34a eine Schicht 36b, 34b aus einem leiten­ den Werkstoff auf, die auf die Außenseite der Polyester­ schicht aufgebracht ist und an ihr stellenweise oder auf der ganzen Fläche auf jede beliebige Weise, insbesondere durch Verkleben oder Verwendung eines dazwischengelegten zweiseitigen Klebefilms befestigt ist. Als leitender Werk­ stoff wird vorzugsweise Aluminium benutzt.

In Fig. 1 und in folgenden Figuren sind die Dicken der ein­ zelnen Schichten der Folie aus Gründen der Anschaulichkeit stark übertrieben dargestellt.

Auf der Seite der Lötstellen wird also die Isolation zwi­ schen den Lötstellen 16 und der Metallplatte 22 durch die einzige Schicht 32a aus Polyester gewährleistet, während die Platte 22 ihrerseits die Abschirmung gewährleistet. Auf der Seite der Bauelemente wird die Isolation durch die Polyester­ schicht 34a gewährleistet, während die von ihr getragene Aluminiumschicht 34b die Abschirmung bildet.

Die Befestigung der Folie 30 an der Karte 10 ist auf jede beliebige Weise möglich. Im vorliegenden Fall ist der untere Teil 32a zwischen der Karte 10 und der Gestellplatte 22 lose montiert und wird durch die Stege 26 an ihrem Platz gehal­ ten, die in der Folie vorgesehene Löcher 38 durchqueren. Über der Karte ist der Teil 34 der Folie einfach aufgelegt und sein Halt wird auf einer Seite (links) durch die Biegung 36, die die Verbindung mit dem Teil 32 herstellt, und auf der anderen Seite (links) durch die Schrauben 24 gewähr­ leistet, die in diesem Teil vorgesehene Löcher durchqueren. Durch diese Befestigungsart, bei der die Schraubenköpfe mit der Aluminiumschicht 34b in Kontakt sind, wird gleichzeitig die Verbindung dieser Abschirmschicht 34b mit der Masse her­ gestellt.

Bei dieser Ausführungsform gewährleisten die Schrauben 24 außerdem stellenweise die gegenseitige Befestigung der Schichten 34a und 34b des Teils 34 der Folie, so daß die Verwendung von spezifischen Befestigungseinrichtungen in diesem Bereich nicht erforderlich ist. Gemäß einer verein­ fachten Ausführungsform kann abgesehen von der Befestigung durch die Schrauben 24 lediglich eine Klebebefestigung in Nähe des entgegengesetzt gelegenen Teils 36 vorgesehen sein.

Fig. 2 zeigt den Fall, in dem die Karte 10, das Gestell 20 und die Abschirm- und Isolierfolie 30 von Fig. 1 in ein Ge­ häuse oder eine Querwand 40 oder dergl. eingegliedert sind, die aus einem Isolierstoff besteht.

Wie diese Figur zeigt, treten auf die Karte 10 zu hervorste­ hende Teile 42 des Gehäuses 40 zur Verringerung des Platz­ bedarfes in einem gewissen Maß in die freien Räume 15 ein, die zwischen den Bauelementen 14 bestehen. Auf diese Weise kann der Abstand der Karte 10 von dem Gehäuse 40 verringert werden, was zu einer kompakteren Ausbildung der Einheit führt.

Gemäß einem anderen wesentlichen Aspekt der Erfindung ermög­ licht die Verwendung einer biegsamen Folie gemäß der vorste­ henden Beschreibung ein derartiges Ineinandergreifen, sofern der obere Teil 34 der Folie sich so verformen kann, daß er sich an den relativ gewundenen Zwischenraum zwischen den Bauelementen 14 und den vorstehenden Teilen 42 des Gehäuses anpassen kann. Eine ausreichende Biegsamkeit kann durch Ver­ wendung einer Polyesterschicht mit einer Dicke von etwa 50 bis 250 Mikron und einer Aluminiumschicht mit einer Dicke von derselben Größenordnung erreicht werden.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung.

In diesen und den folgenden Figuren sind gleiche oder ähn­ liche Teile wie in den vorhergehenden Figuren mit denselben Bezugszahlen bezeichnet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Karte 10 nicht mehr an einem Metallgestell befestigt, sondern direkt auf einer ebenen Fläche 44 des aus einem Isolierstoff bestehenden Gehäuses 40. Die Abschirmung der Karte 10 auf der Seite der Lötstellen ist in diesem Fall nicht vorgesehen.

Die Karte 10 ist andererseits in Nähe von Organen (in Fig. 4 schematisch mit 50 dargestellt) angeordnet, die auf keinen Fall mit der Masse, im vorliegenden Fall mit der leitenden Schicht 34b des oberen Teils 34 der Folie 30 in Kontakt kommen dürfen.

Zur Lösung dieses Problems besitzt die Folie 30 erfindungs­ gemäß einen ersten Teil 32 zwischen der Karte und dem Teil 44 des Gehäuses, der aus zwei übereinanderliegenden Schich­ ten besteht, und zwar lötstellenseitig aus einer Isolier­ schicht 32a und gehäuseseitig aus einer leitenden Schicht 32b.

Diese beiden Schichten 32a und 32b sind durch die Teile 36a, 34a und 36b, 34b verlängert, die auf der anderen Seite der Karte 10 die Isolierung gegen die Bauelemente 14 der Karte 10 und die Abschirmung der Karte gewährleisten. Auch hier ist die Folie 30 also einstückig.

Der Teil 34 der Folie besitzt ebenfalls an der Außenseite der leitenden Schicht 34b eine zweite Isolierschicht 34c, die vermeiden soll, daß die Organe 50 mit der von der Schicht 34b gebildeten Masse in Kontakt kommen.

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel bestehen die Isolier­ schichten vorzugsweise aus Polyester und die leitende Schicht vorzugsweise aus Aluminium.

Der untere Teil 32 der Folie gewährleistet die Abschirmung der Karte und die Isolierung der Lötstellen 16 gegen die die Abschirmung bildende Schicht 32b, während der obere Teil 34 die Abschirmung, die Isolierung gegenüber den Bauelementen 14 und die Isolierung gegenüber den Organen 50 gewähr­ leistet.

Je nach Anordnung der benachbarten Organe 50 können die zweite Isolierschicht 34c und die leitende Schicht 34b in Höhe der 180°-Biegung der Folie verlängert sein oder nicht. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel enden die Schichten 34b und 34c bei dem Übergang des Teils 34 in den Teil 36 der Folie.

Die Folie 30 dieses Ausführungsbeispiels kann beispielsweise wie die Folie 30 der Fig. 1 und 2 an ihrem Platz gehalten werden.

Auch hier kann die an der Außenseite des Teils 34 der Folie vorgesehene zusätzliche Folie an dem Polyester-Aluminium-Ver­ bund, der mit dem Teil 32 eine Einheit bildet, auf jede be­ liebige Weise mit oder ohne Verwendung der Schrauben 24 be­ festigt werden.

Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3 erhält man die Verbin­ dung der Schicht 34b mit der Masse dadurch, daß man die äuße­ re Schicht 34c in einem bestimmten Abstand von dem der Bie­ gung 36 entgegengesetzten freien Rand der darunterliegenden Schichten 34a, 34b enden läßt, so daß über einen Randbereich die Aluminiumschicht 34b freigelegt wird. Der elektrische Kontakt zwischen den Köpfen der Schrauben 24 und dieser Schicht 24b ist auf diese Weise möglich. Dagegen ist es in diesem Fall erforderlich, im freien Endbereich der Schicht 34c eine Befestigung dieser Schicht an der Schicht 34b vorzu­ sehen.

Fig. 5 zeigt eine Abwandlung, bei der die Schrauben 24 gleichzeitig die Masseverbindung der leitenden Schicht 34b und die örtliche Befestigung der Schicht 34c an den Schich­ ten 34a und 34b gewährleistet. Hierbei sind die Schichten 34b und 34c in dem Bereich des der Biegung 36 entgegenge­ setzten Randes in einem kurzen Abstand in Höhe der Schrauben um 180° umgelegt. Auf diese Weise wird die leitende Schicht 34b freigelegt. Für den Durchgang der Schrauben 24 sind Löcher vorgesehen, und durch Einschrauben der Schrauben wird gleichzeitig die Masseverbindung der Abschirmschicht 34b und die örtliche Befestigung der Schichten erreicht.

Fig. 4 zeigt den Fall, in dem die vorstehenden Organe 50 zur Verringerung des Platzbedarfs in die freien Räume zwischen den Bauelementen 14 der Karte 10 eintreten.

Auch hier ist der Teil 34 der Folie so weich, daß er sich an den relativ gewundenen Zwischenraum zwischen der Karte 10 und den Organen 50 anpassen kann, wobei er gleichzeitig eine wirksame Abschirmung der Karte 10 (und/oder der Organe 50) und die Isolierung der Bauelemente 14 und der Organe 50 gegen die Abschirmung gewährleistet.

Auf diese Weise erhält man eine elektronische Vorrichtung mit einem kompakteren Aufbau.

Die Ausführungsformen der Fig. 1 und 3 können auch miteinan­ der kombiniert werden. So zeigt Fig. 6 eine Abwandlung, bei der der untere Teil 32 der Folie 30 eine einzige Schicht 32a aus einem Isolierstoff aufweist, während der obere Teil aus drei Schichten besteht, und zwar einer leitenden Schicht 34b, die sandwichartig zwischen zwei Isolierschichten 34a und 34c angeordnet ist. Die Isolierschicht 34a besteht zu­ sammen mit der Schicht 32a aus einem Stück, und der obere Teil 34 kann gebildet werden, indem auf der Schicht 34a, die die Schicht 32a verlängert, eine aus einer Isolierschicht und einer leitenden Schicht bestehende Einheit durch Verkle­ bung oder durch eine der anderen obengenannten Einrichtungen aufgebracht wird.

Diese Abwandlung eignet sich besonders für den Fall, in dem das Gestell, das die Karte 10 trägt, aus Metall ist und selbst die lötstellenseitige Abschirmung bildet, während die Teile oder Organe 50, die unbedingt von der Masse isoliert sein müssen, mit dem oberen Teil 34 der Folie in Kontakt kommen können.

Die Erfindung ist dann besonders zweckmäßig, wenn die Karte 10 eine digitale Schaltungskarte ist und die Organe 50 Bau­ elemente (Transformatoren, Kondensatoren, Gleichrichter usw.) einer Schaltung zur Versorgung der Karte 10 sind. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anwendung beschränkt.

Die Erfindung ist ferner nicht auf die oben beschriebenen und in den Figuren dargestellten Ausführungsformen be­ schränkt, sondern läßt zahlreiche Änderungen zu.

Die in der vorhergehenden Beschreibung gebrauchten Begriffe wie "oben" und "unten" sind relativ zu verstehen, denn die Karte 10 und ihre Umgebung kann natürlich jede gewünschte Ausrichtung, insbesondere eine vertikale, haben.

Claims (15)

1. Vorrichtung zur Abschirmung und Isolierung einer elektro­ nischen Schaltungskarte (10), die auf der einen Fläche Bauelemente (14) und auf der anderen Fläche die Lötstellen (16) der Bauelemente aufweist und an einem Gestell (20) befestigt ist, das eine Metallplatte (22) aufweist, die sich lötstellenseitig an der Karte entlang erstreckt, gekennzeichnet durch eine einstückige Folie (30), die so umgebogen ist, daß sie die Karte umhüllt, und eine Basis (32a, 34a, 36a) aus Isolierstoff besitzt, die nur bauelementeseitig und auf ihrer den Bauelementen entgegengesetzten Fläche eine Schicht (34b) aus elektrisch leitendem Abschirmungsmaterial tragt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmungsschicht (34b) über eine Schraube (24) zur Befestigung der Karte an einem Träger mit einer Masse ver­ bunden ist.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (30) außerdem eine zweite Isolierschicht (34c) besitzt, die über der Abschirm­ schicht angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Isolierschicht (34c) so ausgebildet ist, daß die Abschirmschicht (34b) örtlich zur Herstellung eines Kontakts mit dem oder den Köpfen der Schrauben (24) freigelegt ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmschicht (34b) und die zweite Isolierschicht (34c) in einem der Biegung (36) der Folie entgegengesetzten Bereich örtlich um 180° umge­ legt sind, um einen Kontakt mit dem oder den Köpfen der Schrauben (24) herzustellen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der sich zwischen der Karte (10) und der Metallplatte (22) erstreckende Teil (32) der Folie in seiner Stellung durch die Karte tragende Stege (26) be­ festigt ist, die in diesem Folienteil vorgesehene Löcher (38) durchqueren.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Isolierschichten (32a, 34a, 36a; 34c) aus Polyester bestehen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmschicht (34b) aus Alu­ minium besteht.

9. Vorrichtung zur Abschirmung und Isolierung einer elektro­ nischen Schaltungskarte (10), die auf einer Fläche Bautei­ le (14) und auf der anderen Fläche die Lötstellen (16) dieser Bauteile aufweist und an einem Gestell befestigt ist, das eine Fläche (44) aus Isolierstoff besitzt, die sich lötstellenseitig an der Karte entlang erstreckt, gekennzeichnet durch eine aus einem Stück bestehende Folie (30), die so umgebogen ist, daß sie die Karte um­ hüllt, und eine Basis besitzt, die aus einer inneren Schicht (32a, 34a, 36a) aus Isolierstoff und einer äuße­ ren Abschirmschicht (32b, 34b, 36b) aus einem elektrisch leitenden Werkstoff besteht und nur bauelementeseitig und auf ihrer den Bauelementen abgewandten Fläche eine zweite Schicht (34c) aus einem Isolierstoff aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmschicht (32b, 34b, 36b) über mindestens eine Schraube (24) zur Befestigung der Karte an einem Träger mit einer Masse verbunden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Isolierschicht (34c) so ausgebildet ist, daß die Abschirmschicht (34b) zur Herstellung eines Kon­ takts mit dem oder den Köpfen der Schrauben (24) stellen­ weise freigelegt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmschicht (34b) und die zweite Isolier­ schicht (34c) in einem der Umbiegung (36) der Folie ent­ gegengesetzten Bereich örtlich um 180° umgelegt ist, um einen Kontakt mit dem oder den Köpfen der Schrauben (24) herzustellen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil (32) der Folie, der sich zwischen der Karte und der Isolierfläche (44) erstreckt, in seiner Stellung durch die Karte tragende Stege (26) befestigt ist, die in diesem Folienteil vorgesehene Löcher (38) durchqueren.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Isolierschichten (32a, 34a, 36a; 34c) aus Polyester bestehen.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmschicht (32b, 34b, 36b) aus Aluminium besteht.