DE4242097C2 - Anordnung zum elektromagnetischen Verträglichkeits(EMV)-Schutz von Hybridbauelementen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum elektro­ magnetischen Verträglichkeits(EMV)-Schutz von Hy­ bridbauelementen nach dem Oberbegriff des Haupt­ anspruches.

Bei Hybrid-Wegbausensoren muß die Schaltung hoch­ frequenzmäßig mit einem Masseteil in Hinblick auf den EMV-Schutz gegenüber der Ein- und Abstrahlung von Störeinflüssen kurzgeschlossen werden.

Es ist bekannt, auf der Schaltung Entstör­ kondensatoren vorzusehen, die über einen Masse­ anschluß der Schaltung und einer Druckfeder mit dem Metallgehäuse verbunden sind. Bei dieser Anordnung ist von Nachteil, daß die Massefedern als mechanische Teile Platz benötigen und durch Altern den Federnkontakt zum Gehäuse verschlechtern und aufgrund des langen Weges zwischen Entstör­ kondensator und Masseteil noch Störsignale ab­ strahlen können.

Es ist weiterhin bekannt, so zum Beispiel aus der DE 38 37 206 A1, zwischen der Schaltung und dem Gehäuse einen elek­ trisch leitenden Kleber vorzusehen, der einen durch die Schaltung durchkontaktierten Entstörkondensator mit dem Me­ tallgehäuse verbindet und so eine kapazitive Ankopplung schafft.

Diese Variante bietet zwar eine ausreichend hochfrequente Ankopplung einer Schaltung an Masse ohne zusätzliche mecha­ nische Teile, ist jedoch für Hybridschaltungen nicht ein­ setzbar und erfordert in jedem Fall ein elektrisch leitendes Metallgehäuse.

Weiterhin ist aus der EP 0 397 391 A2 ein Trägersubstrat für Halbleiter-Bauelemente bekannt, auf dessen Oberseite Chip­ kondensatoren angebracht sind. Jeder Kondensator ist mit ei­ nem kleinen Spannungsversorgungskontakt und einem kleinen Massekontakt auf der Obersseite des Deckels verbunden. Im Inneren des Deckels ist eine großflächige Masseebene vorge­ sehen, die über Durchkontaktierungen mit dem Massekontakt verbunden ist, und eine Spannungsversorgungsebene, die über Durchkontaktierungen mit dem Spannungsversorgungskontakt verbunden ist. Aufgrund der sehr kleinen Fläche des Masse­ kontaktes auf der Oberfläche, ist die kapazitive Ankopplung der Masseebene an die Kondesatorenmasse aber sehr schlecht und ineffizient. Ein wirksamer ESD-Schutz kann so nicht er­ reicht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum EMV-Schutz der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die zur hochfrequenten Ankopplung der Schaltung ohne Metallgehäuse für die Schaltung auskommt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Es wurde gefunden, daß der Schutz gegen die direkte Ein­ strahlung und die durch den Kabelbaum zugeführten Störungen durch Chipkondensatoren-Filter erfolgen kann, die sich auf der Keramikträgerplatte befinden und deren Masseanbindung niederohmig und niederinduktiv durch einen, mit einer metal­ lischen elektrisch leitenden Paste durchgeführten Fülldruck in Aussparungen in der Isolationsglasschicht zwischen den Druckebenen oder durch Keramikdurchkontaktierungen an einer großflächigen metallischen Druckebene, die sich auf der Hy­ brid-Bauelementeseite bei Mehrlagentechnik bzw. auf der Hy­ brid-Rückseite befinden, erfolgt.

Als weitere EMV-Schutzvariante kann die metallische Druckebene kapazitiv mit der Kondensatorenmasse gekoppelt werden. Dabei ist die Kopplung in der Mehrlagentechnik, auf der Hybrid-Bauelementeseite, viel effizienter durch die großen Kopplungskonden­ satoren-Werte, die realisiert werden können, da eine dünne Isolationsglasschicht bei einer akzep­ tablen Permitivität vorhanden ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen.

Die Erfindung soll nachfolgend in Ausführungs­ beispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Anordnung im Schnitt am Beispiel eines einlagigen Hybrid­ bauelementes und

Fig. 2 am Beispiel eines mehrlagigen Hybrid­ bauelementes.

Die Fig. 1 zeigt ein aus einer Keramikträgerplatte bestehendes Hybridbauelement 10, auf dessen oberer Seite ein Chip-Kondensator 14 angeordnet ist.

Der Chip-Kondensator 14 ist mit seinem ersten Anschluß mit einer Signalleitung 16 verbunden, die die Verbindung vom Stecker zum Hybridbauelement 10 herstellt.

Das Hybridbauelement 10 besitzt an seiner oberen Seite 12 eine metallische Druckebene 18 und an seiner unteren Seite 20 eine großflächige Druck­ ebene 22. Die Druckebenen 18 und 22 sind über eine Durchkontaktierung 24 elektrisch leitend mit­ einander verbunden.

Der Chip-Kondensator 14 ist mit seinem zweiten Anschluß an der Druckebene 18 angeschlossen. Das gesamte Hybridbauelement 10 ist über eine Kleber­ schicht 26 auf einem Gehäuseteil 28 befestigt.

Die Fig. 2 zeigt ein, aus einer Keramikträger­ platte bestehendes Hybridbauelement 32, auf dessen oberer Seite ein Chip-Kondensator 30 angeordnet ist.

Der Chip-Kondensator 30 ist mit seinem ersten An­ schluß mit einer Signalleitung 31 verbunden, die die Verbindung zu einem EMV-mäßig zu schützenden Schaltungspunkt herstellt. Das Hybridbauelement 32 besitzt an seiner oberen Seite zwei metallische Druckebenen 33 und 34, die durch eine Glasebene 35 voneinander isoliert angeordnet sind. Die Druck­ ebenen 33 und 34 sind durch einen, mit einer metal­ lischen leitfähigen Paste durchgeführten, Isolationsglasaussparungs-Fülldruck 36 elektrisch leitend miteinander verbunden. Der Chip-Kondensator 30 ist mit seinem zweiten Anschluß an der Druck­ ebene 33 angeschlossen. Das gesamte Hybrid­ bauelement 32 ist über eine Kleberschicht 37 auf einem Gehäuseteil 38 befestigt.

Die metallischen Druckebenen in beiden Beispielen realisieren dabei nicht nur ein Bezugspotential für die Filterkondensatoren, sondern auch eine Abschir­ mung der gesamten Schaltung sowie eine Reduzierung der charakteristischen Impedanz der Schaltungs­ leitungen und dadurch eine Erhöhung der EMV- Störschwelle. Die Werte der Chip-Kondensatoren sind anwendungsspezifisch.

Eine galvanische Anbindung der metallischen Druckebenen an das Gehäuse ist nicht mehr erforder­ lich. Das Gehäuse muß damit nicht metallisch sein.

Claims (5)

1. Anordnung zum elektromagnetischen Verträglichkeits(EMV)- Schutz von Hybridbauelementen mit einem auf dem Hybridbau­ element angeordneten Chip-Kondensator, dessen erster An­ schluß mit dem Eingangsanschluß der Schaltung verbunden ist und dessen zweiter Anschluß an Masse liegt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Masse durch eine metallische Druckebene (18) auf der Oberseite (12) des Hybridbauelementes (10) und eine großflächige metallische Druckebene (22) auf der Un­ terseite (20) des Hybridbauelementes (10), die durch eine Durchkontaktierung (24) verbunden sind, gebildet wird, so daß die metallische Druckebene (20; 34) kapazitiv an die Kon­ densatormasse (18) angekoppelt ist.

2. Anordnung zum elektromagnetischen Verträglichkeits(EMV)- Schutz von Hybridbauelementen mit einem auf dem Hybridbau­ element angeordneten Chip-Kondensator, dessen erster An­ schluß mit dem Eingangsanschluß der Schaltung verbunden ist und dessen zweiter Anschluß an Masse liegt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Masse durch eine mehrlagige metallische Druckebene (33, 34) mit einer oberen Druckebene (33) und ei­ ner unteren großflächigen Druckebene (34) gebildet wird, die bei Mehrlagenhybridbauelementen (32) an deren Oberseite iso­ liert voneinander angeordnet sind und durch einen mit einer metallischen, elektrisch leitenden Paste durchgeführten Iso­ lationsaussparungs-Fülldruck (36) verbunden sind, so daß die untere metallische Druckebene (34) kapazitiv an die Konden­ satormasse (33) angekoppelt ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse durch zwischen den Hybridschichten angeordnete, großflächige metallische Druckebenen gebildet wird.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Masseankopplung niederohmig und nie­ derinduktiv erfolgt.

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die kapazitive Ankopplung an der Bauelementseite des Hybrid­ bauelementes (10; 32) erfolgt.