DEP0010742DA - Träger für Schaltelemente in elektrischen Geräten - Google Patents

Description

Bei elektrischen Geräten z.B. Rundfunkapparaten und Verstärkern ist es üblich, die Verbindungsleitungen zwischen den Schaltelementen, z.B. Widerständen, Kondensatoren oder dgl. in Form von Drähten oder Kabeln einzufügen, die mit den Anschlussklemmen verlötet, verschraubt oder verschweisst werden. Bei der Serienfertigung grosser Stückzahlen ist dieses Verfahren sehr langwierig und teuer, da es im wesentlichen auf Handarbeit beruht. Die Verwendung sogenannter Kabelbäume, die vom Gerät getrennt hergestellt und dann eingelegt werden, haben bei gewissen Gerätekategorien eine geringfügige Verbesserung gebracht, die jedoch nicht entscheiden ist, zumal sie bei Hochfrequenzgeräten aus Gründen der gegenseitigen Beeinflussung der Leitungen nicht in Betracht kommt.

Durch die Erfindung wird ein grundlegender Wandel auf dem Gebiet der Gerätefertigung geschaffen, dahingehend, dass Leitungsführung und auch Schaltelemente auf maschinelle Weise, gegebenenfalls in automatisierten Arbeitsgängen hergestellt werden können. Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Träger haftende Leitschichten als Verbindung zwi- schen den Schaltelementen verwendet werden. Diese Leitschichten sind vorzugsweise linienförmig ausgebildet und in ihrem Querschnitt und Leitfähigkeit mit Rücksicht auf die jeweilige Strombelastung bemessen, bzw. den zulässigen Leitungswiderstand. Sie bestehen aus Kohle oder Metall, z.B. Silber oder Kupfer, gegebenenfalls gemischt mit Graphit, Lacken oder Massen, die auf der Basis von Siliziumverbindungen aufgebaut sind (Silikone). Die Aufbringung auf den Träger erfolgt durch Aufstreichen, Spritzen oder Drucken im Stempelverfahren. Man kann sie ferner im Vakuum aufdampfen oder thermochemisch niederschlagen, wobei der vorgeschriebene Linienverlauf mit Hilfe von Schablonen oder Blenden erzielt wird. Es kommt im übrigen auch das Verfahren der Aufsinterung von Metallen in Betracht, die in fester, pulverförmiger oder flüssiger Form auf einen temperaturbeständigen, z.B. keramischen Träger aufgebracht und durch Erhitzen im Brennofen verflüssigt und dabei haftend mit dem Träger verbunden werden.

Nach der weiteren Erfindung werden auch die Schaltelemente selbst, z.B. Widerstände und Kondensatoren aus haftenden Leitschichten gebildet, wobei vorzugsweise die gleiche Schicht einen Teil des Schaltelementes und seine Verbindungsleitung bildet. Letzteres ist besonders zweckmässig bei Kondensatoren, während bei Widerständen im allgemeinen eine andere Schicht benutzt wird, mit abweichendem spezifischen Leitwert. Als Material dafür eignen sich Schichten aus Kohlenstoff in Form von Russ oder Graphit, mit Bindemitteln versehen, ähnlich wie die Widerstandsmassen oder Lacke bekannter Potentiometer und Schichtwiderstände. Die Widerstände sind streifenförmig ausgebildet oder, sofern ein hochohmiger Wert erzielt werden soll, spiralig, schleifenartig oder meanderförmig geführt. Ihre Aufbringung erfolgt ähnlich wie bei den Leitschichten durch Aufstreichen, Spritzen, Drucken, Aufdampfen oder thermochemischen Niederschlag. Für Leitschichten und Widerstandsschichten kommt im übrigen auch ein Aufbringungsverfahren in Betracht, bei dem das Schichtmaterial auf eine Schablone aus feinmaschiger Gaze oder Seide aufgebracht und dann durchgerieben wird. Gemäss der weiteren Erfindung wird vorgeschlagen, auf den Träger leitende Schichten als Abschirmung der Schaltung, der Elemente oder einzelner Leitungen aufzubringen, wobei Lackschichten als Iso- lation zwischengefügt werden. Ferner kann man den Träger nach seiner Fertigstellung aussen mit einer Lackschicht als Schutz gegen Feuchtigkeit und mechanische Beschädigung überziehen. Im übrigen ist es möglich, eine Schaltung aus mehreren vorzugsweise tafelförmig ausgebildeten Trägern, von denen jeder einseitig oder beiderseitig mit einer Schaltung versehen ist, aufzubauen, die übereinander geschichtet sind, vorzugsweise unter Zwischenfügung von Distanzstücken. Die Distanzstücke stellen dabei gegebenenfalls die galvanische Verbindung zwischen den Trägern her. Man kann auch auf einen einzigen Träger verschiedene Schaltungen aus übereinanderliegenden Schichten bilden, zwischen die Lackschichten als Isolation eingefügt sind. Hierbei wird zunächst eine Schaltung auf den Träger aufgebracht, darüber eine haftende Lackschicht, auf diese wiederum eine aus Leitschichten gebildete Schaltung usw.

Die weitere Erfindung befasst sich mit der elektrischen Verbindung zweier Schaltungsteile, die beiderseitig auf einem Träger liegen. Erfindungsgemäss erfolgt dies durch feine Löcher (Kapillare) im Träger, durch die sich beim Aufbringen der Leitschichten die flüssige Masse durchsaugt und damit die galvanische Verbindung herstellt. Der Durchmesser der Löcher richtet sich dabei nach der Zähigkeit und Viskosität des leitenden Materials. Die Löcher können auch einen grösseren Durchmesser besitzen, wobei dann die Ränder mit leitender Masse bestrichen, bespritzt oder bedampft werden. Verbindungsleitungen, die vom Träger der Schaltung nach aussen führen, z.B. zum Lautsprecher oder Netzstecker werden im übrigen nach der weiteren Erfindung durch in den Träger eingefügte z.B. eingenietete Löt- oder Schraubanschlüsse vorgenommen, an die die Leitschichten herangeführt sind. Die gleiche Anordnung kann auch bei Schaltelementen getroffen werden, die nicht in Form von Leitschichten aufgebracht sind, z.B. bei Spulen, Übertragern, Wellenschaltern, Drehkondensatoren und Röhrenfassungen. Im übrigen ist es durchaus möglich, auch Spulen aus Leitschichten aufzubauen, wenn man den Träger nicht plattenförmig, sondern zylindrisch ausführt.

Die Erfindung und dazugehörige Einzelheiten sind anhand der Abb. 1 bis 8 beispielsweise erläutert.

In Abb. 1 ist eine Rundfunkschaltung dargestellt, die aus z.B. drei übereinandergeschichteten plattenförmigen Trägern 1 besteht. Auf dem obersten Träger sind Bauelemente z.B. ein Drehkondensator 2, eine Röhrenfassung 3 und ein Blockkondensator 4 sichtbar, die durch linienförmige Leitschichten 5 verbunden sind. Die streifenförmigen, ebenfalls auf dem Träger haftenden Leitschichten 6 bilden Widerstände und die ebenfalls haftenden Schichten 7 Kondensatoren. Nach aussen führende Verbindungsleitungen sind über eingenietete Lötösen 8 angeschlossen. An den Kreuzungsstellen der Leitungen sind Lackschichten 9 haftend zwischen den linienförmigen Leitschichten aufgebracht.

Abb. 2 zeigt eine Widerstandsschicht 10, die mit den linienförmigen Leitschichten 11 verbunden ist. Sie kann, um die räumlichen Abmessungen kleinzuhalten, auch spiralig, in Windungen bzw. Schleifen oder meanderartig geführt sein. In Abb. 3 ist ein in die Schaltung eingefügter Kondensator dargestellt, der aus einer zuunterst sitzenden Belagschicht 12, einem darüber aufgebrachten Dielektrikum 13 und einer oben liegenden Belagschicht 14 besteht. Um die räumlichen Abmessungen kleinzuhalten, wird vorzugsweise ein sehr dünnes Dielektrikum 13 mit hoher Dielektrizitätskonstante verwendet, z.B. aus Quarz oder einer anderen Siliziumverbindung, gegebenenfalls auch aus Titanaten, Antimonaten, rutilhaltigen Masse oder Magnesiumsilikat, ferner eignen sich Lacke aus einer Mischung von Desmodur und Desmophen (Polyoxyester und Isozyanate), die ausserordentlich fest haften. In Abb. 4 ist eine Kreuzung zwischen zwei schichtförmigen Leitungen 14 und 15 dargestellt, zwischen denen ein Isolierplättchen oder die Lackschicht 16 liegt. Für letztere gelten ähnliche Gesichtspunkte wie beim Kondensator nach Abb. 3. In Abb. 5 ist ein sogenannter Ableitkondensator dargestellt, dessen eine Schicht durch die Leitung 17 selbst gebildet wird, auf der nach Zwischenfügung der Lackschicht 18 die leitende Schicht 19 als äusserer Belag aufgebracht ist. In Abb. 6 sind zwei zwischen den Schaltelementen 20 und 21 verlaufende Leitschichten 22 und 23 unter Zwischenfügung der Isolierschicht 24 mit der leitenden Abschirmschicht 25 versehen. Diese Abschirmschicht kann auch auf der Gegenseite oder beiderseitig aufgebracht werden. Im Bedarfsfalle kann auch die gesamte Rückseite der Schaltplatte oder ein Teil derselben mit einer leitenden Schicht versehen werden, die dann als Abschirmung und Masseverbindung verwendet werden kann. Für sämtliche Schichten sind dabei die bereits erläuterten Materialien geeignet. In Abb. 7 ist ein plattenförmiger Träger 26 im Schnitt dargestellt, der beidseitig leitende Schichten 27 trägt. Die Verbindung zwischen beiden Seiten des Trägers 26 erfolgt erfindungsgemäss durch Löcher (Kapillare) 28, die mit einem Material, vorzugsweise dem der Leitschichten, angefüllt sind. Die Abb. 8 zeigt eine Aussenverbindung über eine in den Träger 29 eingenietete Lötöse 30, an die die Leitschichten 31 heranführen.

Alle beschriebenen Schaltungsteile und Schaltelemente werden nach Aufbringung der Schichten mit einem isolierenden Schutzüberzug versehen. Dieser besteht aus Lack der beschriebenen Art und wird aufgestrichen, aufgespritzt, aufgedampft oder thermochemisch niedergeschlagen. Die Leitschichten werden im übrigen nach den elektrischen Anforderungen der Schaltung hinsichtlich gegenseitiger Beeinflussung durch induktive und kapazitive Kopplung verlegt. Es ist also nicht erforderlich, die in Abb. 1 beispielsweise dargestellte Parallelführung mit rechtwinkligen Kreuzungen anzuwenden, vielmehr können die Leitungen auch schräg und wild durcheinandergeführt sein. Zur Anordnung der Schaltelemente wird bemerkt, dass hochbelastete Teile die einer guten Kühlung bedürfen, z.B. Widerstände aussen auf dem Träger angeordnet werden. Gering belastete Teile werden zweckmässig innen angeordnet und bei übereinandergeschichteten Trägern zwischen den Platten.

Claims (13)

1. Träger für Schaltelemente in elektrischen Geräten, vorzugsweise Rundfunkgeräte, gekennzeichnet durch auf dem Träger (1) haftende Leitschichten (5) als Verbindung zwischen Schaltelementen.

2. Träger nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch linienförmige Leitschichten, parallel, kreuzweise, schräg oder in Windungen, gegebenenfalls wild geführt.

3. Träger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltelemente selbst, z.B. Widerstände und Kondensatoren aus Leitschichten gebildet sind, die auf den Träger haften, wobei vorzugsweise die gleiche Schicht einen Teil eines Schaltelementes und seine Verbindungsleitung bildet.

4. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Abschirmungen als Leitschichten ausgebildet sind, die auf dem Träger haften.

5. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Leitschichten haftende Isolierschichten, z.B. bei Abschirmungen oder Leitungskreuzungen vorgesehen sind.

6. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Schaltelemente und Leitschichten beidseitig auf dem Träger aufgebracht sind.

7. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass leitende Verbindungen zwischen Leitschichten oder Schaltelementen auf beiden Seiten des Trägers durch Löcher im Träger, durch die die leitende Masse hindurchdringt, hergestellt sind.

8. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch in den Träger eingefügte, z.B. eingenietete Löt- oder Schraubanschlüsse, an die die Leitschichten herangeführt sind, zum Anschluss nach aussen führender Leitungen.

9. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gerät aus mehreren, vorzugsweise mit Distanzstücken übereinandergeschichteten, z.B. tafelförmigen Trägern gebildet ist, wobei die Distanzstücke gegebenenfalls die galvanische Verbindung zwischen den Trägern herstellen.

10. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass hochbelastete Schaltelemente, z.B. Widerstände aussen und wenig belastete innen auf dem Träger angeordnet sind.

11. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil einer Leitschicht den Belag eines Kondensators bildet.

12. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Träger über Schaltelemente und der Verbindungsleitungen eine Schutzschicht aus Isoliermaterial z.B. Lack aufgebracht ist.

13. Träger nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Schaltungen mit Leitschichten und Schaltelementen auf dem Träger unter Zwischenfügung haftender Isolation schichtweise übereinander liegen.