DE69201082T2

DE69201082T2 - Dämpfungsvorrichtung und Herstellungsverfahren.

Info

Publication number: DE69201082T2
Application number: DE69201082T
Authority: DE
Inventors: Michael L Kyle
Original assignee: Tektronix Inc
Current assignee: Tektronix Inc
Priority date: 1991-04-11
Filing date: 1992-03-23
Publication date: 1995-08-24
Anticipated expiration: 2012-03-24
Also published as: EP0508635A3; JPH05183286A; JP2527396B2; EP0508635A2; US5200717A; EP0508635B1; DE69201082D1

Description

Technischer Bereich

Diese Erfindung betrifft allgemein eine Vorrichtung zum Verbinden und Isolieren aktiver elektrischer Schaltungen, und insbesondere den Aufbau, den Zusammenbau, und das elektrische Anschließen eines Dämpfungsglieds mit großer Bandbreite und hoher Impedanz, wobei das Dämpfungsglied eine hohe Signaltreue für Anwendungen in der Eingangssignalanpassung von elektrischen Meßgeräten wie Oszilloskopen hat.

Hintergrund der Erfindung

Ein Dämpfungsglied benötigt eine hohe Eingangsimpedanz, um die Belastung des Eingangssignals zu minimalisieren und gleichzeitig typische schaltbare Signal-Dämpfungsgrade von 1:1 (1X), 10:1 (10X) und 100:1 (100X) zu erzielen. Die elektrischen Merkmale einer derartigen Dämpfungsvorrichtung müssen stabil und genau sein, wenn sie Eingangssignalen ausgesetzt ist, deren Bandbreiten im Bereich von Gleichstrom bis 1 GHz und deren Maximalspannungen im Bereich von bis zu 500 Volt liegen. Das Dämpfungsglied muß auch ein geringes Spannungs-Stehwellen-Verhältnis (VSWR) haben und darf dem Eingangssignal bei seinem Verlauf durch das Dämpfungsglied nur wenig Aberrationen geben. Außerdem muß der gesamte Aufbau gut abgeschirmt sein um zu verhindern, daß unerwünschte externe Signale in die Dämpfungsschaltungen gekoppelt werden.
Die U.S.-Patentschrift Nr. 4,495,458 (Murphy et al.), deren Schutz auf den Rechtsnachfolger der vorliegenden Patentanmeldung übertragen wurde, beschreibt eine Dämpfungsschaltung, die viele der oben erwähnten Anforderungen erfüllt. Fig. 1 zeigt ein vereinfachtes schematisches Schaltbild eines Dämpfungsglieds aus dem Stand der Technik, das dem von Murphy et al. offenbarten ähnlich ist. Das Dämpfungsglied enthält Teilerschaltungen 10 und 12, die durch die Teilerrelais 14, 16, 18 und 20 selektiv elektrisch in Reihe geschaltet sind. An einen Eingang 22 angelegte Eingangssignale werden über ein Koppelrelais 24, welches eine Wechselstrom- oder eine Gleichstromkopplung auswählt, an die Teilerschaltungen 10 und 12 gekoppelt.
Ein Abschlußrelais 26 verbindet erforderlichenfalls einen Abschlußwiderstand 28 mit 50 Ohm mit dem Eingangssignal. Ein Pufferverstärker 30 stellt die notwendige hohe Eingangs-Impedanz für eine minimale Belastung des Eingangssignals und hat eine niedrige Ausgangs-Impedanz, die nötig ist, um Meßschaltungen zu treiben. Fig. 1 zeigt auch einen Satz Kodierungskontakte 32 für Meßfühler, die den Eingang 22 umgeben. Derartige Kontakte werden typischerweise dazu verwendet, bestimmte Merkmale von Meßfühlern, wie beispielsweise den Dämpfungsgrad, zu erfassen und Leistungs- und Offsetspannungssignale an Meßfühler mit aktiven elektrischen Schaltungen zu legen.
Die Herstellung eines Dämpfungsglieds des in Fig. 1 gezeigten Typs ist kostenintensiv und erfordert typischerweise zahlreiche Miniaturkomponenten, die auf Unterbaugruppen angeordnet sind, was aufgrund zahlreicher Zwischenverbindungen und Verbindungselementen einen langwierigen Zusammenbau erfordert. Eine Kalibrierung der Teilerstufen nach dem Zusammenbau ist erforderlich und hierbei tritt eine elektrische Wechselwirkung zwischen den Stufen auf. Ein derartiger Dämpfungsgliedaufbau ist besonders nachteilig bei der Verwendung in Oszilloskopen, da sie typischerweise vier Dämpfungsglieder benötigen, die typischerweise jeweils eins auf einmal hergestellt werden.
In der gleichzeitig anhängigen U.S.-Patentanmeldung Nr. 07/560,914 (Woo et al.), die auf die Rechtsnachfolgerin der vorliegenden Patentanmeldung übertragen ist, ist ein Dämpfungsglied mit mehreren parallelen Spannungsteilerpfaden beschrieben, die durch eine Kombination aus Relais und aktiven Schaltungen geschaltet werden. Bei der Topologie des Dämpfungsglieds nach Woo et al. werden weniger und kostengünstigere Relais benötigt und sie hat kürzere Gesamtschaltungs-Leiterbahnlängen, was sich in einem geringeren VSWR und weniger Aberrationen niederschlägt als es bei herkömmlichen Dämpfungsgliedern der Fall ist. Aufgrund der parallelen Leiterbahntopologie werden auch elektrische Wechselwirkungen zwischen Teilern während der Kalibrierung beseitigt. In der Anmeldung wird jedoch nicht auf den Zusammenbau, das Verbinden und das Abschirmen des Dämpfungsgliedes eingegangen.
In der britischen Patentanmeldung Nr. GB 2 155 251A ist die Verwendung eines leitenden Elastomers zum Verbinden integrierter Schaltungen mit Substraten, Bandkabeln mit Leiterplatten und andere typische Verbindungsschemata beschrieben. Eine nützliche Eigenschaft leitender Elastomere besteht darin, daß sie eine Mehrzahl winziger Leiter enthalten, die linear durch das Material leiten, ohne im Material seitlich zu leiten. Die Hewlett-packard Corporation, Palo Alto, Kalifornien, Vereinigte Staaten von Amerika, stellt die 54500-Reihe von Oszilloskopen her, in denen bekanntlich leitende Elastomere für Rückleitungen auf Erde in Dämpfungsschaltungen verwendet werden. Die Dämpfungsglieder von Hewlett-Packard werden jedoch jeweils stückweise hergestellt und haben eine Topologie mit kaskadenartigem Leiterbahnweg, was teuere Relais erfordert.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Dämpfungsglied hoher Güte anzugeben, dessen Herstellungskosten reduziert sind.
Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung besteht darin, ein kostengünstiges Verfahren zum Zusammenbau mehrerer Dämpfungsglieder in einer einzigen, schnellen, einfachen und wiederholbaren Reihe von Schritten anzugeben.
Eine zusätzliche Aufgabe dieser Erfindung ist es, dem Dämpfungsgliedaufbau ein hohes Maß mechanischer Wiederholbarkeit und Genauigkeit zu verleihen, wodurch das Erfordernis einer Kalibrierung nach dem Zusammenbau entfällt.
Eine weitere Aufgabe dieser Erfindung liegt darin, die Anzahl elektrischer Verbindungsteile, die zum Zusammenbau eines Dämpfungsglieds erforderlich sind, zu verringern.
Eine zusätzliche Aufgabe dieser Erfindung ist es, ein Dämpfungsglied mit geringem VSWR und wenig Aberrationen sowie einem hohen Maß an Isolierung gegenüber unerwünschten externen Signalen bereitzustellen.
Bei dieser Erfindung wird eine Topologie einer Dämpfungsgliedschaltung mit parallelen Leiterbahnen verwendet, was durch Einsatz von oberflächenmontierten Bauelementen und einer Dickschicht-Hybridschaltungstechnologie, die auf einem Aluminiumsubstrat aufgebracht ist, möglich ist. Kurze Längen der Leiterbahnen der Spannungsteiler ermöglichen die Verwendung kostengünstiger Relais der Art, die in Telefonschaltanlagen verwendet wird, während gleichzeitig ein geringes VSWR und geringe Aberrationspegel beibehalten werden. Eine separate Verbindungs-Leiterplatte liefert elektrische Leistung, Steuersignale, eine Abschirmung auf Erdungsebene und Meßfühler-Kodierungsverbindungen für die Dämpfungsschaltung. Die Spannungsteiler auf dem hybriden Substrat werden mit Laser getrimmt, um vor dem Einbau in ein fertiges Dämpfungsglied vorbestimmte elektrische Merkmale zu erhalten. Die Dämpfungsschaltung ist in einer Ausnehmung in der Nähe des Oberteils und in einem leitenden, in einem Gehäuse ausgebildeten Hohlraum untergebracht.
Ein leitendes Elastomer, das zwischen dem Substrat der Dämpfungsschaltung und der Verbindungs-Platte komprimiert ist, verbindet die Schaltungen der Verbindungs-Platte mit der Dämpfungsschaltung. Das leitende Elastomer bildet auch eine leitende Abschirmungsbahn zwischen dem Gehäuse und der Abschirmung auf Erdungsebene der Verbindungs-Leiterplatte, wodurch es empfindliche Signalwege und Dämpfungsschaltungen umgibt. Mehrere Dämpfungsschaltungen, die sich jeweils in einem separaten Hohlraum des Gehäuses befinden, teilen sich eine einzige Verbindungs-Leiterplatte und leitendes Elastomermaterial, wodurch sich ein einfacher, kostengünstiger Dämpfungsgliedaufbau ergibt.
Weitere Aufgaben und Vorteile dieser Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, in der auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt ein vereinfachtes schematisches Schaltbild einer Dämpfungsschaltung aus dem Stand der Technik;
Fig. 2 zeigt ein vereinfachtes schematisches Schaltbild der Unterbaugruppen des Dämpfungsgliedes, die gemäß dieser Erfindung miteinander verbunden sind;
Fig. 3 zeigt eine isometrische Explosionsdarstellung der verschiedenen Unterbaugruppen, die einen Aufbau mehrerer Dämpfungsglieder umfassen;
Fig. 4 zeigt eine fragmentarische Querschnittsansicht, die die jeweiligen Positionen des Gehäuses, des Dämpfungsgliedsubstrats, der Verbindungs-Leiterplatte und des leitenden Elastomermaterials im Verhältnis zueinander zeigt, wobei Abschnitte weggeschnitten sind, um verschiedenen Tiefenansichten der typischen Signal- und Abschirmungsleiterbahnen zu zeigen, die das leitende Elastomer bildet.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Es wird auf Fig. 2 Bezug genommen. Das Verständnis der Beziehungen verschiedener mechanischer Unterbaugruppen eines bevorzugten Aufbaus 38 mehrerer Dämpfungsglieder gemäß dieser Erfindung wird durch die nachfolgende Beschreibung des elektrischen Gesamt-Betriebs der Erfindung erleichtert.
Ein Eingangssignal, das an einen in einem Gehäuse 42 installierten Eingangsanschluß 40 angelegt wird, wird über einen Draht 43 an ein Dämpfungsgliedsubstrat 44 in einem Ösenloch 46 geleitet. Ein Koppelrelais 48, vorzugsweise ein Modell TN2E- 12V-H111, wie es von der Aromat, Inc. hergestellt wird, wählt entweder eine Wechselstrom- oder eine Gleichstromkopplung für den Eingangssignalweg. Ein Abschlußrelais 50, vorzugsweise ein Modell DS1E-M-DC12V-H166, welches ebenfalls von der Aromat, Inc. hergestellt wird, verbindet einen Abschlußwiderstand 51 mit 50 Ohm selektiv mit dem Signalweg. Das Dämpfungsgliedsubstrat 44 hat einen 1X Spannungsteiler 52, einen 10X Spannungsteiler 54 und einen 100X Spannungsteiler 56, die über entsprechende Teilerrelais 58, 60 und 62 des Typs von Aromat an den Eingangssignalweg gekoppelt werden. Jeder der Spannungsteiler 52, 54 und 56 ist ein passives, aus Widerständen und Kondensatoren gebildetes Netzwerk, wie es dem Fachmann auf dem Gebiet bekannt ist. Die Spannungsteiler 52, 54 und 56 enden in entsprechenden FET-Schalt-Verstärkern 64, 66 und 68, die als Teil einer integrierten Umschalt-/Puffer-Schaltung 70 implementiert sind, die auf dem Dämpfungsgliedsubstrat 44 oberf lächenmontiert ist. Die Ausgänge der FET-Schalt-Verstärker 64, 66 und 68 werden selektiv über entsprechende Schalt-Treiberschaltungen 72, 74 und 76 an einen Pufferverstärker 78 gelegt. Die Spannungsteiler 52, 54 und 56 werden vor dem endgültigen Zusammenbau des aus mehreren Dämpfungsgliedern bestehenden Aufbaus 38 per Laser auf genaue Spezifikationen zugetrimmt.
Eine ebene Verbindungs-Platte 80, die auf dem Gehäuse 42 angeordnet ist, enthält einen Verbinder 82 mit mehreren Kontakten. Die Verbindungs-Platte 80 enthält ein Dämpfungsglied-Datenschieberegister 100 zum Speichern der zur Steuerung der Relais und Schalter auf dem Dämpfungsgliedsubstrat 44 verwendeten Daten. Herkömmliche serielle Verfahren werden zur Übertragung von externen Daten in das bzw. aus dem Schieberegister 100 verwendet, wodurch sich die erforderliche Anzahl von Signalkontakten in einem an den Verbinder 82 angeschlossenen Bandkabel verringert.
Ein Satz elektrischer Signalwege 101 wird von einem leitenden Elastomermaterial 102 gebildet, welches zwischen dem Dämpfungsgliedsubstrat 44 und der Verbindungs-Platte 80 komprimiert ist. Das leitende Elastomer 102 bildet auch einen Satz von Verbindungswegen 103 zwischen der Verbindungs-Platte 80 und der Meßfühlerkodierungsverbindeschaltung 98. Die komprimierende Kraft des leitenden Elastomers 102 drückt das Dämpfungsgliedsubstrat 44 dicht gegen das Gehäuse 42, was zu einem elektrischen Kontakt zwischen einer Erdungsebene 104 des Gehäuses 42 und einer Erdungsebene 106 des Dämpfungsgliedsubstrats 44 führt. Das leitende Elastomer 102 überschneidet das Dämpfungsgliedsubstrat 44 und das Gehäuse 42, wodurch des weiteren ein Satz leitender Abschirmungswege 110 zwischen der Erdungsebene 104 des Gehäuses, der Erdungsebene 106 des Dämpfungsgliedes und einer Erdungsebene 108 einer Verbindungs-Platte gebildet wird. Leitende Abschirmungswege 110 umgeben die Peripherie des Dämpfungsgliedsubstrats 44, wodurch eine elektrostatische Abschirmung entsteht, die die elektrischen Signalwege 101 und die Schaltungen auf dem Dämpfungsgliedsubstrat 44 umgibt.
Fig. 3 ist eine isometrische Explosionsdarstellung der mechanischen Beziehungen der verschiedenen Unterbaugruppen, die den mehrere Dämpfungsglieder enthaltenden Aufbau 38 bilden. Das Gehäuse 42, das vorzugsweise ein Aluminium-Druckgußteil ist, weist einen Satz von vier benachbarten Hohlräumen 120 auf, von denen jeder einen Satz von Seitenwänden 122, einen Boden 124 und eine vertiefte Vorderwand 126 hat. Jeder Hohlraum 120 hat einen oberen Rand 127 mit einer ca. 1,0 mm tiefen Ausnehmung 128, auf dem das Dämpfungsgliedsubstrat 44 aufliegt. Elektrisch aktive Schaltungen können auf beiden Hauptflächen des Dämpfungsgliedsubstrats 44 getragen werden, wobei Hauptkomponenten dem Boden 124 des Hohlraums 120 zugewandt sind. In der bevorzugten Ausführungsform werden Verbindungen zwischen den beiden Hauptoberflächen des Dämpfungsgliedsubstrats 44 durch herkömmliche beschichtete Durchgangsverbindungen hergestellt. Das Dämpfungsgliedsubstrat 44 hat in seiner Dicke vorzugsweise dieselbe Größenordnung wie die Tiefe der Ausnehmung 128 im oberen Rand 127.
In der vertieften Vorderwand 126 eines jeden Hohlraumes 120 ist eine Bohrung 130 mit Gewinde vorgesehen, die den Eingangsverbinder 40 vom BNC-Typ mit einem mit Gewinde versehenen Körper mit einem Paar paralleler Abflachungen 132 aufnehmen soll. Der Körper eines jeden Verbinders 40 nimmt den durch die Vertiefung in jeder vertieften Vorderwand 126 gebildeten Raum ein, wobei eine der Abflachungen 132 bündig mit dem oberen Teil der Vertiefung verläuft. Auf diese Weise sind die Verbinder 40 in den Hohlräumen 120 hoch angeordnet, um ein Anordnen der Verbinder 40 und des Dämpfungsgliedsubstrats 44 mit nur geringem Abstand zu ermöglichen.
Vorzugsweise werden die Windungen eines jeden Verbinders 40 mit TRA-BOND BA-2114-Gewinde-Kompositum beschichtet, vollständig in die Bohrung 130 eingeschraubt und zurückgesetzt, bis eine Abflachung 132 auf jedem Verbinder 40 parallel mit dem obersten Rand 127 eines jeden jeweiligen Hohlraumes 120 ausgerichtet ist. Alle vier Verbinder 40 werden mittels eines (nicht dargestellten) Montagegestells positioniert und dann mit Stellschrauben 134 festgemacht, von denen jede in eine der Abflachungen 132 eines jeden Verbinders 40 eingreift. Das Montagegestell wird entfernt und dem Gewinde-Kompositum die Möglichkeit gegeben, sich zu verfestigen, wodurch die Eingangsverbinder 40 fest am Gehäuse 42 verankert und positioniert werden.
Die Verbindung von Draht 43 wird durch Handlöten des Drahtes 43 an den Verbinder 40 erzielt. Der Draht 43 wird durch eine Ösenöf fnung 46 geführt, während das Dämpfungsgliedsubstrat 44 auf der Vertiefung 128 im oberen Rand 127 des Gehäuses 42 positioniert ist. Der Draht 43 und das Ösenloch 46 werden dann von Hand verlötet.
Eine Meßfühlerkodierungsverbindeschaltung 98 hat einseitige Meßfühlerkodierungsschaltungen, die zwei Eingangsverbindern 40 zugeordnet sind. Die Meßfühlerkodierungsverbindeschaltung 98 wird über einem Paar benachbarter Eingangsverbinder 40 gelegt und in bündigen Kontakt mit dem Gehäuse 42 gebracht, wobei die die Schaltung tragende Seite der Schaltung 98 vom Gehäuse 42 weggerichtet ist. Die Meßfühlerkodierungsverbindeschaltung 98 enthält einen Kontaktstreifen 136, der umgeschlagen ist, so daß er mit der Erdungsebene 104 des Gehäuses bündig ist, wobei die Kontaktseite des Streifens 136 von der Erdungsebene 104 des Gehäuses abgewandt ist. Gleichermaßen befindet sich eine zweite Meßfühlerkodierungsverbindeschaltung 98 über dem benachbarten Paar Eingangsverbinder 40. Der bündige Kontakt der flexiblen Schaltungen 98 mit dem Gehäuse 42 bildet eine Kapazität, die zum Entkoppeln unerwünschter elektrischer Signale aus dem Kontaktstreifen 136 nutzbar ist.
Das Gehäuse 42 enthält einen Satz von ca. 2,0 mm hohen Abstandselementen 138, um die herum leitendes Elastomermaterial 102 verläuft. Die Dicke des leitenden Elastomermaterials 102 liegt in einem Bereich von ca. 2,4 mm bis 2,8 mm und dieses Material wird in eine Form geschnitten, die es ermöglicht, daß das leitende Elastomermaterial 102 in einer Breite von ca. 6,5 mm das Gehäuse 42 und die Dämpfungsgliedsubstrate 44 in den Bereichen in der Nähe der Vertiefungen 128 in den oberen Rändern 127 überlappt. Das leitende Elastomermaterial 102 überlappt auch Meßfühlerkodierungs-Kontaktstreifen 136, es kontaktiert jedoch den Großteil der Hauptoberfläche des Dämpfungsgliedsubstrats 44 nicht, welches vom Hohlraum 120 abgewandt ist.
Die Verbindungs-Platte 80 ist über einen Satz von zehn zur Befestigung dienenden Kopfschrauben 140 auf den Abstandshaltern 138 befestigt. Die Verbindungs-Platte 80 ist vorzugsweise eine 3,2 mm dicke doppelseitige Leiterplatte, die in herkömmlichen Verfahren aus G-l0 Fiberglasmaterial mit Kupferverkleidung hergestellt wird. Das leitende Elastomermaterial 102 wird durch das Anziehen der Kopfschrauben 140 auf eine Dicke von ca. 2,0 mm komprimiert. Um eine zuverlässige elektrische Verbindung zu gewährleisten, werden Punkte auf der Verbindungs-Platte 80, die mit dem leitenden Elastomermaterial 102 in Kontakt stehen, vorzugsweise in aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren selektiv mit Gold überzogen und mit Heißluft nivelliert. In der Praxis entstehen durch das leitende Elastomermaterial 102 über 200 elektrische Verbindungen in einem einzigen Montageschritt.
Zwei alternative Arten von leitendem Elastomermaterial 102 erfüllen die Anforderungen dieser Erfindung. Ein bevorzugtes Material wird von der Cinch, Inc., Elk Grove Village, Illinois, Vereinigte Staaten von Amerika, hergestellt und unter dem Warenzeichen CIN--APSE vertrieben, bei dem ein 2,0 mm dickes Kunststoff-Basismaterial verwendet wird, das auf eine vorgegebene Form zugeschnitten wird und dann an den vorbestimmten Verbindungspunkten mit goldbeschichteten, 2,8 mm langen Wolframdrahtbündeln gefüllt wird. Die Drahtbündel sind komprimierbar und ähneln winzigen "Scheuerpads". Das CIN--APSE-Material hat den Nachteil, daß es in der Größe beschränkt ist und gegenwärtig zwei gleiche Stücke erforderlich sind, um vier Dämpfungsgliedsubstrat-Anordnungen zu verbinden, wie in Fig. 3 gezeigt.
Ein akzeptables alternatives leitendes Elastomermaterial 102 wird von Chomerics, Inc., Woburn, Mass. hergestellt und unter dem Warenzeichen Polasheet vertrieben. Polasheet ist ein Silikonkautschukmaterial, das mit unzähligen elektrisch leitenden Drähten imprägniert ist, um eine "Drahtmatte" zu bilden. Um beste Ergebnisse zu erhalten, wird ein 2,4 mm dickes Grundmaterial mit Gold beschichtet, um die Leitfähigkeit der Drahtenden zu verbessern, welche an den ebenen Oberflächen der Drahtmatte freiliegen. Ein Linienguß aus Stahl wird dazu verwendet, die Drahtmatte auf vorbestimmte Dimensionen zuzuschneiden. Einzeldrähte an den Schnittkanten der Matte sollten entfernt werden, um Verbindungen nach außen zu verhindern. Andere Materialien, die im wesentlichen gleichwertig zu den voranstehend beschriebenen sind, können selbstverständlich ersatzweise verwendet werden.
Fig. 4 zeigt die jeweiligen Positionsverhältnisse des Gehäuses 42, des Dämpfungsgliedsubstrats 44, des Abstandselements 138, der Verbindungs-Platte 80 und des leitenden Elastomer-Materials 102. Abschnitte in der Ansicht sind weggeschnitten, um verschiedene Tiefenansichten eines typischen elektrischen Signalwegs 101 und einer typischen leitenden Abschirmungsbahn 110, die im leitenden Elastomermaterial 102 gebildet wird, zu zeigen. Leitende Abschirmungsbahnen 110 sind zwischen der Erdungsebene 104 des Gehäuses und der Erdungsebene 108 der Verbindungs-Platte gebildet und dienen zusammen mit dem Hohlraum 120 zur Bildung einer elektrostatischen Abschirmung, die das Dämpfungsgliedsubstrat 44 im wesentlichen umgibt. Der elektrische Signalweg 101 verbindet einen Dämpfungsgliedsignalkontakt 150 und einen Verbindungs-Plattenkontakt 152. Beide Kontakte stellen über herkömmlichen beschichtete Vorrichtungen mit durchgehender Öffnung eine elektrische Verbindung zu ihren entgegengesetzten Hauptoberflächen her.
Die in Fig. 4 dargestellten Positionsverhältnisse sind äußerst stabil und lassen sich genau einstellen. Zeilenbreiten auf dem Dämpfungsgliedsubstrat 44 sind genau von der Erdungsebene 108 der Verbindungs-Platte beabstandet und können daher als Übertragungsleitungen mit konstanter Impedanz mit sehr geringem VSWR ausgelegt werden. Parasitäre Reaktanzen unter den verschiedenen Strukturen der vorliegenden Erfindung haben sich als ausreichend stabil und vorhersagbar erwiesen, so daß eine Kalibrierung der erfindungsgemäß zusammengebauten Dämpfungsglieder nach dem Zusammenbau nicht erforderlich ist. Mit dieser Erfindung werden die geplanten Leistungsanforderungen für ein Oszilloskopdämpfungsglied bei gleichzeitig geringeren Herstellungskosten als die aller dem Anmelder bekannten Dämpfungsglieder aus dem Stand der Technik überschritten.
Für den Fachmann auf dem Gebiet ist es offensichtlich, daß viele Veränderungen an den Einzelheiten der oben beschriebenen Ausführungsformen dieser Erfindung vorgenommen werden können, ohne daß dabei vom zugrundeliegenden erfinderischen Prinzip abgegangen wird. Zum Beispiel versteht sich, daß diese Erfindung auch auf die Herstellung von Schaltungen und andere Montageanwendungen, als sie bei Oszilloskopen zu finden sind, anwendbar ist. Der Umfang der vorliegenden Erfindung soll daher lediglich durch die nachfolgenden Ansprüche festgelegt sein.

Claims

1. Vorrichtung zum Verbinden und Abschirmen eines aktiven elektrischen Schaltungsaufbaus, mit:

einem mit einer elektrisch leitenden Oberfläche versehenen Gehäuse (42) mit einer Öffnung, die einen Hohlraum (120) definiert, welcher sich im Inneren des Gehäuses (42) befindet, wobei der Hohlraum (120) einen Boden (124) und Wände (122) mit obersten Rändern hat, die zum Tragen eines ersten Substrates (44) ausgelegt sind, wobei auf einer Hauptoberfläche dieses Substrates (44), die dem Boden (124) des Hohlraumes (120) zugewandt ist, ein aktiver elektrischer Schaltungsaufbau (70) ausgebildet ist;

Abstandshaltern (138), die auf der elektrisch leitenden Oberfläche (104) des Gehäuses (42) vorgesehen sind, um eine Verbindungsschaltung (80) von der Oberfläche (104) zu trennen; und

einem elektrisch leitenden Elastomermaterial (102), welches unter Kompression um die Öffnung herum sowie zwischen das erste Substrat (44) und die Verbindungsschaltung (80) eingefügt wird, wobei die Verbindungsschaltung (80) ein zweites Substrat mit einer Vielzahl von Signalleitern und einen Abschirmungsleiter in elektrischem Kontakt zu dem Elastomer aufweist, wobei das Elastomer (102) elektrisch leitende Bahnen zwischen dem aktiven elektrischen Schaltungsaufbau (80) auf dem ersten Substrat (44) und den Signalleitern auf der Verbindungsschaltung (80) bereitstellt und eine Abschirmung bildet, die im wesentlichen die Signalleiter (101) und den aktiven elektrischen Schaltungsaufbau (70) umgibt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die obersten Ränder der Wände (122) Ausnehmungen (128) aufweisen, die das erste Substrat (44) halten.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die aktiven elektrischen Schaltungen (70) einen Aufbau zur Dämpfung elektrischer Signale (52, 54, 56) aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, weiterhin mehrere Hohlräume (120) innerhalb des Gehäuses (42) umfassend, wobei benachbarte dieser Hohlräume (120) durch einen Trennwandaufbau (122) voneinander getrennt sind, der Wände der benachbarten Hohlräume bildet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der ein Abstandshalter (138) mehrere Elemente (138) umfaßt, die an Stellen in der Nähe der Peripherien der Hohlräume (120) angeordnet sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der Abstandshalter (138) als Teil des Gehäuses (42) ausgebildet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Gehäuse (42) durch Druckguß hergestellt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das erste Substrat (44) im wesentlichen eben ist und eine hybride Mikro-Schaltung mit aktiven elektrischen Schaltungen (70) bildet, die mindestens ein Netzwerk aus laser-geschnittenen ebenen Filmwiderständen (52, 54, 56) umfassen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das elektrisch leitende Elastomermaterial (102) ein elektrisch nicht- leitendes Kunststoff-Basismaterial aufweist, in dem komprimierbare Leiter an vorbestimmten Stellen eingebettet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das elektrisch leitende Elastomermaterial (102) ein komprimierbares Drahtmattenmaterial aufweist.

11. Verfahren zum Verbinden und Abschirmen eines aktiven elektrischen Schaltungsaufbaus, folgende Schritte umfassend:

Empfangen eines Gehäuses (42) mit einer elektrisch leitenden Oberfläche mit einer Öffnung, die einen Hohlraum (120) definiert, welcher sich innerhalb des Gehäuses (42) befindet, wobei der Hohlraum (120) einen Boden (124) und Wände (122) mit obersten Rändern hat, die zum Tragen eines ersten Substrates (44) ausgelegt sind, wobei auf einer Hauptoberfläche dieses Substrates (44), die dem Boden (124) des Hohlraumes (120) zugewandt ist, ein aktiver elektrischer Schaltungsaufbau (70) ausgebildet ist;

Aufsetzen eines Abstandselementes (138) auf die elektrisch leitende Oberfläche (104) des Gehäuses (42) zum Trennen einer Verbindungsschaltung (80) von der Oberfläche (104), und

Komprimieren eines elektrisch leitenden Elastomermaterials (102) zwischen einem ersten Substrat (44) und der Verbindungsschaltung (80), wobei die Verbindungsschaltung (80) ein zweites Substrat mit einer Vielzahl von Signalleitern und einen Abschirmleiter in elektrischem Kontakt mit dem Elastomer (102) aufweist, wobei das Elastomer elektrisch leitende Bahnen zwischen dem aktiven elektrischen Schaltungsaufbau auf dem ersten Substrat (44) und den Signalleitern auf der Verbindungsschaltung (80) bereitstellt und eine Abschirmung bildet, die im wesentlichen die Signalleiter (101) und den aktiven elektrischen Schaltungsaufbau (70) umgibt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem die obersten Ränder der Wände (122) Ausnehmungen (128) aufweisen, die das erste Substrat (44) tragen.

13. Verfahren nach Anspruch 11, des weiteren umfassend mehrere Hohlräume (120) innerhalb des Gehäuses (42), wobei benachbarte der Hohlräume (120) durch einen Trennwandaufbau (122) getrennt sind, der Wände der benachbarten Hohlräume bildet.

14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem der Abstandshalter mehrere Abstandselemente (138) umfaßt, die an Stellen in der Nähe der Peripherien der Hohlräume (120) angeordnet sind.

15. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das Abstandselement (138) als integraler Teil des Gehäuses (42) aufgenommen wird.

16. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das elektrisch leitende Elastomermaterial (102) ein elektrisch nicht leitende Kunststoff-Basismaterial aufweist, in dem komprimierbare Leiter an vorbestimmten Stellen eingebettet sind.

17. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das elektrisch leitende Elastomermaterial (102) ein komprimierbares Drahtmattenmaterial aufweist.