NL8003146A

NL8003146A - Gelamineerd geleidingselement en werkwijze voor de vervaardiging daarvan.

Info

Publication number: NL8003146A
Application number: NL8003146A
Authority: NL
Original assignee: Rogers Corp
Priority date: 1979-05-31
Filing date: 1980-05-30
Publication date: 1980-12-02
Also published as: FR2458164B1; CA1143806A; US4342881A; GB2054248B; BE883546A; DE3020466A1; JPS55160418A; FR2458164A1; GB2054248A

Description

* \ ψ

HdB/WW/MLD /60.90.2^5 -1- ROGERS CORPORATION te Rogers, Connecticut, Verenigde Staten van Amerika

Gelamineerd geleidingseiement en werkwijze voor de vervaardiging daarvan.

Achtergrond van de uitvinding: _ Geb ied_ va.n._ de_u±Ï v±nd.±ng

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op geleidingselementen ("bus bars") en in het bijzonder op niniatuur-5 geleidingselementen met een lage karakteristieke impedantie, een lage inductantie en een hoge verdeelde capaciteit. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op werkwijzen - voor de bereiding van miniatuuurgeleidingselementen voorzien van een aantal di-electrische organen, en in het bijzonder 10 van betrekkelijk fragile keramische plaatjes, geplaatst tussen een paar verzamelgeleiders ("bus conductors"). Het doel van de onderhavige uitvinding is dan ook het verschaffen van nieuwe en verbeterde voortbrengselen en werkwijzen voor het vervaardigen daarvan.

15 2_._Beschrijving_van_de_stand_van_de_techniek

Uit een aantal geleiders bestaande verzamelgeleiders van het soort waarbij vlakke plaatcondensatoren of discrete di-electrische elementen tussen evenwijdige geleiders zijn geplaatst zijn op zichzelf bekend. Dergelijke geleiders zijn gekenmerkt 2ü door een lage karakteristieke impedantie, een lage inductantie en een hoge verdeelde capaciteit. Deze kenmerken zijn op zich-if zelf- zeer wenselijk, en in vele gevallen essentieel, om com- ponenten van electromsche schakelingen te beschermen tegen % hooge frequente ruis. De in het voorgaande genoemde kenmerken ^ 25 van geleidingselementen van dit type, d.w.z. geleidingsele- menten met discrete elementen geplaatst tussen evenwijdige \ geleiders, zijn superieur aan de eigenschappen van de tot 8003146 « -2- dusverre bekende gelamineerde geieidingselementen van het soort, waarin de geleiders gescheiden waren door een di-electrische film of films. Als gevolg van de mogelijkheid dat er tussen de geleiders in de ruimten tussen de aangren-5 zende discrete di-electrische elementen kortsluiting optreedt is het tot dusverre moeilijk geweest ©m met succes geieidingselementen van de beschreven soort te vervaardigen.

Samenvatting van de uitvinding;

De onderhavige uitvinding heeft tot doel de in het voorgaande lü beschreven tekortkomingen en bezwaren van de· stand van de techniek te ondervangen door her verschaffen van nieuwe en verbeterde gelamineerde geieidingselementen van het soort waarbij men gebruik maakt van een aantal discrete di-electrische elementen. De onderhavige uitvinding omvat tevens 15 een unieke en economische werkwijze voor de vervaardiging van de genoemde gelamineerde geieidingselementen.

Het geleidingselement ("bus bar") volgens de uitvinding is gekenmerkt door de aanwezigheid van tenminste één paar evenwijdige vlakke geleiders- Ingebed in een isolerend bindmiddel 20 zijn tussen de geleiders enkele dunne plaatjes ("wafers") van een di-electrische materiaal, zoals een keramisch materiaal vastgehecht. De verzamelgel'eiders vormen aldus de platen van een aantal condensatoren die fysisch en electrisch parallel met elkaar verbonden zijn. Na het insluiten van de 25 di-electrische elementen tussen de verzamelgeleiders kan het gehele geleidingselement worden ingekapseld in een geschikt isolerend materiaal.

Volgens een bij voorkeur gekozen uitvoeringsvorm van de uit-vinding zijn de di-electrische elementen keramische plaatjes, 30 gewoonlijk rechthoekig van vorm, waarvan delen van de tegenover \ elkaar liggende zijden bedekt zijn met een geleidingsmateriaal CV dat bij betrekkelijk lage temperatuur smelt. Heer in het bij- * zonder zijn de gebieden die zich van iedere zijde van de di- \ 800 3 1 46 v -3- ♦ electrische elementen van de rand naar binnen uitstrekken vrij van de geleidende deklaag. Wanneer dan de di-electri-sche elementen op hun plaats tussen een paar geleiders zijn aangebracht en het samenstel wordt verwarmd, waardoor het 5 laag smeltende geleidende materiaal opnieuw vloeibaar wordt en zich aan de geleiders hecht, zal het geleidende materiaal zich niet-uitstrekken om de randen van de di-electrische elementen waardoor kortsluiting tussen de verzamelgeleiders zou kunnen ontstaan.

10 Volgens een bij voorkeur gekozen uitvoeringsvorm van de uitvinding wordt het geleidingselement na de hechting van de verzamelgeleiders aan de keramische plaatjes of andere di-electrische elementen hermetisch ingekapseld. Dit inkapselen .wordt uitgevoerd door het geleidingselement, ‘behalve in de 15 gebieden van de aansluitingen, gelijkmatig te bedekken met een niet-geleidende hars in poedervorm, en vervolgens het geleidingselement te verwarmen teneinde de hars te smelten en te doen uitharden.

Korte beschrijving van de illustratie: 20 De onderhavige uitvinding zal':thans worden toegelicht aan de hand van de bijgaande tekeningen, waarbij de verschillende doeleinden en voordelen voor de terzake deskundige duidelijk zullen blijken. In de tekening worden overeenkomstige elementen met gelijke referentienummers aangedu'id.

25 Fig. 1 is een bovenaanzicht van een uit lamellen opgebouwd geleidingselement volgens de bij voorkeur gekozen uitvoeringsvorm van de uitvinding, waarbij verschillende elementen ten dele zijn weggesneden; fig. 2 is een vergrote doorsnede langs de lijn X-X in fig. 1 % 30 van het in deze figuur afgeheelde geleidingselement.

\

O

\ 800 3 1 46 -4- •r

Beschrijving van de bij voorkeur gekozen uitvoeringsvorm

In de fig. 1 en 2, die een geleidingselement volgens de bij voorkeur gekozen uitvoeringsvorm van de uitvinding voorstellen ziet men een paar evenwijdig tegenover elkaar geplaatste 5 geleiders 1 en 2. De geleiders 1 en 2 zijn gewoonlijk gevormd uit een koperfolie of een andere dunne koperplaat, bij voorbeeld vervaardigd door stampen. De geleiders zijn voorzien van aansluitingen of lippen IA en 2A, die naar buiten uitsteken van de uitgelijnde randen aan één zijde van de ge-10 leiders. De geleiders 1 en 2 zijn gescheiden door plaatjes ("wafers") 3 en 4 bestaande uit een geschikt di-electrisch materiaal of materialen. In de getoonde uitvoeringsvorm zijn de plaatjes 3 en 4 van rechthoekige vorm, terwijl zij alle dezelfde dikte bezitten en terwijl zij alle dezelfde breed-15 te hebben als de geleiders 1 en 2. De plaatjes 3 zijn gewoon-lijk dunne plaatjes van een geschikt keramisch materiaal, terwijl de plaatjes 4 ofwel bestaan uit hetzelfde keramische materiaal, ofwel bestaan uit afstandstukken van een tweede di-electrisch materiaal, dat minder breekbaar is dan het 20 keramische materiaal waaruit de plaatjes 3 bestaan. Het zal duidelijk zijn dat alle plaatjes 3 en 4 uit het zelfde keramische materiaal kunnen bestaan. Tussen aangrenzende plaatjes 3 en 4 zijn ruimten opengelaten om rekening te houden met eventuele veranderingen in de afmetingen die kunnen voorkomen 25 bij het in het volgende beschreven hechtingsproces.

De keramische plaatjes 3 zijn aan weerszijden voorzien van een deklaag 5 van een geleidend materiaal met een laag smeltpunt d.w.z. een soldeer of een soldeerpasta. Dit materiaal kan bij lage temperatuur opnieuw vloeibaar gemaakt worden. Het gelei- 30 dende materiaal wordt op de keramische plaatjes aangebracht Λ ...

op zodanige wijze, dat er aan weerszijden van de plaatjes 3 langs de randen daarvan stroken worden vrijgelaten die niet ./“«H bedekt zijn met het geleidende materiaal 5. Wanneer dan de plaatjes 3 en 4 op hun plaats tussen een paar geleiders worden \ 35 aangebracht en het samenstel wordt verwarmd zal de vloei van ' 800 3 1 46

•V

-5- .

ΐ het geleidende materiaal 5 zich niet uitstrekken buiten de randen van de plaatjes 3, waardoor een kortsluiting tussen de op enige afstand geplaatste geleiders wordt vermeden. Bij afkoeling zal het geleidende materiaal 5 zich hechten aan de 5 geleiders 1 en 2 waardoor een samengesteld geleidingselement wordt verkregen.

Nadat, zoals boven beschreven, de geleiders aan de di-elec-trische elementen zijn gehecht wordt het-samengestelde geleidingselement met uitzondering van de aansluitingen IA en 10 2A ingekapseld door op het element een deklaag 8 van isolerend materiaal aan te brengen. Dit wordt bij voorkeur bereikt door het element gelijkmatig te bedekken met een hars in poedervorm, zoals een polyester, een acryl- of epoxyhars, en vervolgens het element te verwarmen teneinde 15 de hars uit te harden.

Zoals uit fig. 2 zichtbaar is is het gebruikelijk om de beide aansluitingen IA en 2A zodanig te buigen, dat zij allen in hetzelfde vlak buiten het geleidingselement uitsteken. Dit kan bij voorkeur geschieden door de aansluitin-20 gen bij hun wortels zodanig te buigen, dat zij allen in het vlak van de plaatjes 3 en 4 komen te liggen. Het buigen van de aansluitingen kan worden uitgevoerd in ieder stadium van het assemblageproces voor het aanbrengen van de deklaag 8.

2£ Terwijl in het voorgaande een bij voorkeur gekozen uitvoeringsvorm van de uitvinding is beschreven en geïllustreerd is het mogelijk nog verschillende wijzigingen daarin aan te brengen zonder af te wijken van het wezen en de draagwijdte van de uitvinding. Het zal dan ook duidelijk zijn dat de 30 beschrijving van de uitvinding illustratief bedoeld en geens- \ zins limitatief is.

• -J

'X

Λ.

'\ 800 3 1 46

Claims

2. Geleidingselement volgens conclusie 1, met het kenmerk, 15 dat het bovendien voorzien is van een laag plastic materiaal waardoor het laminaat bestaande uit de genoemde geleiders en di-electrische elementen is ingekapseld, alsmede een aantal aansluitingen die vanaf de genoemde geleiders door de genoemde plastic laag uitsteken.
3. Geleidingselement volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de genoemde aansluitingen liggen in een gemeenschappelijk vlak, evenwijdig aan de vlakken gedefinieerd door de oppervlakken van de genoemde geleiders.
4. Geleidingselement volgens conclusie 1, met het kenmerk, 25 dat althans enkele van de genoemde di-electrische elementen bestaan uit een keramisch materiaal.
5. Geleidingselement volgens conclusie 4, met het kenmerk, %||^ dat de genoemde keramische elementen plaatjes met een rechthoekige vorm zijn, welke plaatjes dezelfde breedte 30 hebben als de genoemde geleiders. j ’
6. Geleidingselement volgens conclusie 5, met het kenmerk, ' 800 3 1 46 -7- dat het bovendien voorzien is van een laag plastic materiaal waardoor het laminaat bestaande uit de genoemde geleiders en di-electrische elementen is ingekapseld, alsmede een aantal aansluitingen die vanaf de genoemde 5 geleiders door de genoemde plastic laag uitsteken. • 7. Geleidingselement volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat genoemde aansluitingen liggen in een gemeenschappelijk vlak evenwijdig aan de vlakken gedefinieerd door de oppervlakken van de genoemde geleiders.
8. Geleidingselement volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het genoemde hechtingsmiddel bestaat uit een geleidende deklaag op de genoemde di-electrische elementen, welke deklaag een lager smeltpunt bezit dan de geleiders en de di-electrische elementen.
9. Geleidingselement volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat het genoemd hechtingsmiddel bestaat uit een geleidende deklaag op de genoemde di-electrische elementen, welke deklaag een lager smeltpunt bezit dan de geleiders en de · di-electrische elementen. 20 10.Geleidingselement volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het hechtingsmiddel bestaat uit een geleidende deklaag op de genoemde di-electrische elementen, welke deklaag een lager smeltpunt bezit dan de geleiders en de di-electrische elementen. fo 800 3 1 46