DK168778B1 - Lodret indstikbart single-in-line-koblingsmodul - Google Patents

Description

i DK 168778 B1

Opfindelsen tager udgangspunkt i det specielle koblingsmodul, der er defineret i krav l's indledning, og som i sig selv er kendt, jf. de europæiske skrifter E-A2-48 938 og i beskrivelsen til tysk patentansøgning 5 nr. P 36 05 692.8.

På disse kendte koblingsmoduler bliver enkelte steder på den f.eks. af keramisk materiale bestående bærer opvarmet kraftigt lokalt, nemlig der, hvor disse steder er dækket af modstandsbanen/modstandsfladen. Den 10 på de kendte ældre koblingsmoduler yderligere på bærerens ene side anbragte metalliske, godt varmeledende køleflade fordeler den lokalt under drift opstående tabsvarme hurtigt således, at de lokale opvarmninger i bæreren almindeligvis kan reduceres så kraftigt, at bæ-15 reren ikke sprænges som følge af dens termisk betingede indre spændinger.

Opfindelsen har til opgave at anbringe modstandsbanen således på bæreren, at dels bæreren og dermed koblingsmodulet kan gøres 20 mindst muligt, navnlig med henblik på at spare plads ved anvendelsen af koblingsmodulet, dels at der under driften kan tillades særlig høje temperaturer - også lokalt under de pågældende modstandsbaner - uden at overfladen af 25 modstandsbanerne og overfladen af bæreren skal forøges kraftigt til forbedring af kølingen og uden at der skal anvendes yderligere afstivningsforanstaltninger eller køleforanstaltninger - altså f.eks. uden at der ubetinget skal an-30 bringes yderligere metalliske køleplader, samt at fremstillingsopbudet alligevel er mindst muligt .

Opfindelsen skal imidlertid gøre det muligt, at der i nødstilfælde yderligere kan anbringes en køle-35 plade.

Et sådant, rumligt særligt lille, termisk særlig højt belasteligt koblingsmodul opnås ifølge opfindelsen ved hjælp af de i krav 1 angivne træk.

2 DK 168778 B1

Det har nemlig vist sig, at den i den første sektor af modstandsbanen optrædende tabsvarme ikke afledes via køleluften, men i betydelig grad også over metalstifterne og yderligere over platinen/hulpladen, 5 som koblingsmodulet er stukket ind i. Det forholder sig nemlig ofte ikke sådan, som man indledningsvis kunne formode, at den i koblingsmodulet under drift optrædende tabsvarme i det væsentlige bortledes alene ved hjælp af køleluften, og at køleluften derfor, nemlig på grund 10 af den lokalt forskellige luftmodstand, ville passere •den anden sektor af modstandsbanen med større køleluftstrømningshastighed og derfor ville køle denne sektor bedre end den nederste første sektor af denne modstandsbane. Selv om køleluften virkelig køler den anden 15 sektor bedre end den første sektor, bliver den første sektor, hvis den er anbragt .tilstrækkelig tæt ved den med metalstifterne udstyrede bærerkant, under driften tydeligt blive yderligere kølet over disse metalstifter og dermed over platinen ved varmeledning. ...

20 De i underkravene angivne yderligere træk til lader hver for sig eller i fællesskab en særlig enkel opbygning og dermed en særlig enkel fremstilling af den pågældende modstandsbane. Således tillader de i krav 2 angivne træk et ganske særlig ringe fremstillingstek-25 nisk opbud, idet formen af modstandsbanen vælges således, at de pågældende modstandsbaner er dimensioneret ifølge opfindelsen, og de i krav 3 angivne træk tillader dimensionering ifølge opfindelsen af modstandsbanen med et ringe fremstillingsteknisk opbud.

30 Opfindelsen er i det følgende forklaret nærmere på grundlag af de udførelseseksempler, der er vist på tegningen, hvor fig. 1 og 2 viser et snit og et derpå vinkelret sidebillede af et eksempel på en ifølge opfindelsen op-35 bygget koblingsmodul, fig. 3 et eksempel på dimensioneringen af mod-standsbanen/modstandsfladen ifølge krav 2, og 3 DK 168778 B1 fig. 4 et eksempel på dimensioneringen af mod-standsbanen/modstandsfladen ifølge krav 3.

Opfindelsen er navnlig udviklet til koblingsmoduler med modstandsflader, der tjener som fødemod-5 stande til abonnentledninger i et digitalt telefonformidlingssystem (EWSD), og som i særlige tilfælde også kan bære yderligere elektriske komponenter, f.eks. en kondensator og/eller smeltesikringer. Sådanne koblingsmoduler skal i sådanne anlæg optages i et meget 10 stort antal, f.eks. 100 000 stk., tæt sammenpresset i skabe, således at deres køling navnlig på tidspunkter med høj formidlingsvirksomhed i et sommerligt klima med høje temperaturer volder betydelige problemer. Opfindelsen er imidlertid også egnet til koblingsmoduler, 15 der ikke anbringes i et sådant formidlingsanlæg, f.eks. i strømforsyningsanlæg.

Modstandsbanerne kan også på opfindelsesgenstanden fremstilles i tyklags- eller tyndfilmteknik. Opfindelsen er altså ikke snævert begrænset til en speciel 20 fremstillingsteknik.

I figurerne 1-4 er der altså vist eksempler på en bærer T, der f.eks. er af keramisk materiale, og som, jf. fig. 1 og 2, bærer en række i bærerplanet beliggende, langs en bærerkant TM anbragte metalstifter 25 M som ydre elektriske tilslutninger. Desuden bærer denne bærer T også ledninger L, som f.eks. over ledende kontaktflader LA, jf. fig. 3 og 4, etablerer forbindelserne mellem modstandsbanerne på den ene side og metalstifterne M på den anden side, jf. fig. 1 og 30 2, og/eller som f.eks. etablerer de elektriske forbin delser mellem forskellige, på den samme bærer T anbragte modstandsbaner.

Denne bærer T bærer altså desuden én eller flere modstandsbaner. Varmebortledningen for modstandsbaner-35 nes varmetab sker ikke alene via køleluften KL men også via ledningerne L. På grund af de koblingstekniske for- 4 DK 168778 B1 anstaltninger er varmebortledningen over ledningerne L i den ene ende af modstandsbanerne, der over en kort ledning L er tilsluttet metalstifterne M, større end i den anden ende, der over en lang ledning L eller andre 5 mellemliggende komponenter er tilsluttet metalstifterne M.

Bæreren T bliver altså, navnlig hvis den er af et moderne, ekstremt godt varmeledende keramisk materiale, lokalt opvarmet så meget på de steder, hvor den 10 er umiddelbart dækket af modstandsbanen/modstandsfla-den, jf. navnlig fig. 1 og 2. Den af bæreren T lokalt optagne tabs varme breder sig da ud over bæreren T og bliver* jf. fig. 2, delvis borttransporteret direkte af den fortrinsvis ved hjælp af en blæser tilførte køle-15 luft KL, men delvis dog også over de nær den første sektor Hl liggende metalstifter M og yderligere over gennemføringerne D og over platinerne/hulpla-derne LP ved varmeledning.

Da imidlertid bæreren Τ's varmeledningsevne er 20 begrænset og ikke er uendelig stor, forårsager modstandsbanerne i bærerområderne under disse baner lokale mere eller mindre kraftige opvarmninger (hot spots) med temperaturer, der - hvis der ikke træffes særlige forholdsregler, delvis ligger over den tilladelige lagtem-25 peratur på f.eks. 125°C. Til undgåelse af lokale overhedninger blev koblingsmodulerne hidtil eksempelvis beklæbet med de indenfor teknikkens standpunkt kendte aluminiumkøleplader. Da f.eks. aluminium har en med faktoren 10 bedre varmeledningsevne i forhold til ke-30 ramikbæreren, blev der dermed opnået en gunstig varmefordeling, dvs. en ringe temperaturforskel langs bæreren T, hvorved der også opnåedes en reduktion af de lokale temperaturer i bærerområderne under modstandsbanerne. Fastgørelsen af disse aluminiumplader på bæ-35 rerne volder imidlertid lejlighedsvis betydelige problemer, navnlig til anvendelse under ekstreme driftsbe- 5 DK 168778 B1 tingelser, jf. det forannævnte formidlingsanlæg, hvilke problemer kun med ganske særlig forsigtighed - om overhovedet - kan beherskes, jf. f.eks. den forannævnte tyske patentansøgning nr. P 36 05 692.8.

5 Der tilstræbes altså en ny måde, som alene, så vidt muligt endog sammen med de kendte, i det foranstående beskrevne foranstaltninger, kan vælges med henblik på at kunne tillade meget høje termiske belastninger af koblingsmodulerne trods deres lidenhed og trods 10 vanskelige kølingsbetingelser, hvorhos fremstillingen af koblingsmodulerne også ved seriefremstilling skal være mulig uden usædvanlig stor omhu, altså uden særlige vanskeligheder.

Ved opfindelsen vælges en optimal anordning og 15 dimensionering af modstandsbanerne på bæreren T, altså f.eks. på keramikbæreren T, hvorved en relativ beskeden lokal opvarmning af bæreren T er opnåelig, selv uden yderligere aluminiumplade.

Da man ved hjælp af single-in-line-opbygningen, 20 jf. fig. 1 og 2, kan opnå en ikke uvæsentlig yderligere varmeafledning i retning mod platinen/kredsløbs-pladen LP over metalstifterne M, tillades altså i-følge opfindelsen - til forbedring af ensartetheden af temperaturfordelingen på bæreren T - nær metalstifter-25 ne M en højere tabsvarmebortledning pr. volumenenhed på grund af formindskelsen af modstandsbanens tværsnits areal i retnig mod enden.

For at forenkle forklaringen af opfindelsen bliver bæreren T altså tankemæssigt opdelt i mindst to 30 områder, jf. skillelinien A-A i figurerne. Derved deles også modstandsbærerne af denne linie A-A i to sektorer, nemlig i den første sektor Hl, hvis tabsvarme-effekt ganske vist delvis afledes direkte ved hjælp af køleluften KL, men derudover for en betydelig dels 35 vedkommende over metalstifterne M og videre over platinen/hulpladen PL ved varmeledning, samt den anden 6 DK 168778 B1 sektor H2, hvis tabsvarmeeffekt i det væsentlige kun borttransporteres ved hjælp af køleluften KL, jf. fig. 2.

Med henblik på at kunne tillade en således di-5 mensioneret tabsvarmeeffekt på det forholdsvis lille koblingsmodul bliver altså f.eks. den første sektor Hl's ohmske egenmodstand dimensioneret anderledes end den anden sektor H2's ohmske egenmodstand. Disse egenmodstande er nemlig proportionale med de af disse 10 sektorer afgivne tabsvarmeeffekter.

I sektoren Hl kan man f.eks. gøre egenmodstanden mere høj ohmsk end i sektor H2 ved, at man gør bredden (fig. 2 og 3) og/eller tykkelsen (fig. 4) af modstandsbanen i hvert enkelt tilfælde målt vinkelret 15 på strømretningen mindre end den tilsvarende bredde hhv. tilsvarende tykkelse af denne modstandsbane i den anden sektor H2. Herved bliver ifølge opfindelsen den relativt høj ohmske sektor Hl placeret så tæt som muligt ved de elektrisk - og termisk - ledende metalstif-20 ter M.

Ved opfindelsen kan der anbringes ikke blot en enkelt, men samtidigt flere således dimensionerede modstandsbaner på en enkelt bærer T, jf. fig. 2.

Hvis man som i det i fig. 4 viste eksempel vil 25 gøre tykkelserne af de to sektorer Hl og H2 målt vinkelret på bæreroverfladen forskellige, kan man f.eks. opnå dette ved, at man ved tyklags-rastertrykketeknikken fremstiller den tykkere sektor H2 ved at påtrykke lagmodstandspastaen flere gange, idet hvert 30 enkelt nærmere øvre pastalag først påtrykkes efter tilstrækkelig tørring/hærdning af det nærmeste nedre pas-talag, eller ved, at man ved tyndlags-pådampnings-el-ler-påsprøjtningsteknikken fremstiller den tykkere sektor H2 ved længere eller ved flerdobbelt pådampning/ 35 påsprøjtning af et modstandslag ved hjælp af en tilsvarende maske, som beskytter den første sektor Hl.

Claims (3)

7 DK 168778 B1 Til præcis justering af den netop ønskede værdi af den ohmske modstand kan man på i og for sig kendt måde ved hjælp af en fokuseret laserstråle, som det er antydet i fig. 3, helt eller delvis fraseparere et afsnit af modstandsbanen. Under en måling af den netop givne modstandsværdi af modstandsbanen bevæger man laserstrålen f.eks. så langt ad det spor, der er indført som en pil, indtil modstandsværdien passer, jf. også fig. 2. Hvis man herved, som det er antydet i fig. 3 og 2, lader laserstrålens spor begynde i den første sektor Hl, f.eks. ved et punkt ved dennes rand, bliver som følge af denne laserbearbejdning yderligere egenmodstanden af netop denne første sektor Hl ifølge opfindelsen forøget i forhold til egenmodstanden af den anden sektor H2. På lignende måde kan man også justere modstandsværdien af modstandsbaner, der er formet anderledes end i fig. 3, ved hjælp af en laserstråle, altså f.eks. også den i fig. 4 viste modstandsbane -nemlig f.eks. ligeledes idet man i hvert enkelt tilfælde lader lasersporet begynde i den første sektor Hl ved et randpunkt, hvorved dimensioneringen ifølge opfindelsen af denne første sektor Hl også fremmes dér.

1. Lodret indstikbart single-in-line-koblings-modul med en bærer (T), for - en række i bærerplanet liggende, langs en bærerkant (TM) single-in-line-beliggende metalstifter (M) som ydre elektriske tilslutninger, - mindst én ohmsk modstandsbane i tyklags-og/eller tyndlagsteknik, hvor varmebortledningen for modstandsbanens varmetab via ledninger (L) i den ene ende af modstandsbanen er større end via ledninger (L) i dennes anden ende, kendetegnet ved, at modstandsbanen er således udformet, at dens tværsnitsareal aftager i retning mod nævnte ene ende således, at der op- DK 168778 B1 8 nås en i hovedsagen jævn temperaturfordeling på bæreren, når der går strøm.

2. Koblingsmodul ifølge krav 1, kende tegnet ved, at formindskelsen af tværsnitsarealet er tilvejebragt ved formindskelse af modstandsbanen.

3. Koblingsmodul ifølge krav 1, kende tegnet ved, at formindskelsen af tværsnitsarealet er tilvejebragt ved formindskelse af modstandsbanens lagtykkelse.