SE511103C2 - Klämma för att fästa en effekttransistorenhet eller liknande mot ett kretskort - Google Patents

Description

511 103 sändning, finns det risk för att dessa lödfogar skall spricka när de olika materialen utvidgas och dras samman på grund av variationer i temperaturen. Cykliska skjuvpå- känningar alstras i lödfogarna på grund av de olika värmeutvidgningskoefficienterna hos kretskortet och transistorpaketet.

Det är känt genom b1.a. US-A-4 597 617 och US-A-5 099 393 att montera en integre- rad krets på ett kretsat underlag genom användning av tryckdynor för att etablera och upprätthålla kontakt mellan kontaktdelarna hos den integrerade kretsen och underlaget.

Dessa två referenser avser inte monteringen av eiïektnansistorer och problemen med värmepåkänningar som är förbundna därmed.

Sammanfattning av uppfinningen Föreliggande uppfinning löser dessa och andra problem vid monteringen av effekttran- sistorer genom att åstadkomma en transistorklämma som, alltmedan den erbjuder för- delarna hos den i vår ovan citerade patentansökan beskrivna bryggan, dvs. säker och lätt skruvmontering och jordning av transistom, kylkroppsverkan och elektromagnetisk avskärmning, även är försedd med laterala elastiska dynor, som trycker transistoms bas- och kollektortabbar till kontakt med kretskortets underliggande ledande koppar- ytor. Denna lösning åstadkommer säker elektrisk koppling mellan transistom och kretskortet utan lödfogens nackdelar, dvs. sprickbildning så småningom hos lödfogen vid dess kanter, och senare brott, som ett resultat av upprepade temperatinvariationer.

Höghållfasthetslödmaterial. kan öka fogens livslängd men dessa har även högre smält- punkter, som orsakar oönskade påkänningar i komponenterna Alla dessa problem, som är fórlmippade med lödning eller limning av transistoms tabbar mot lcretskortet, und- viks helt genom lösningen enligt uppfinningen, vilken automatiskt etablerar den elek- triska kopplingen när (värmekropps)-bryggan skruvas på plats. Uppfinningen möjliggör även automatiserad montering. Dessa klämmor kan vara mycket användbara i experi- mentella sammanhang och i andra sammanhang där det är nödvändigt att avlägsna och inkoppla olika nansistorenheter, exempelvis vid reparation eller uppgradering. _ _ _ _ 51 1 10 3 Kort beskrivning av ntmngama Föreliggande uppfinning kommer nu att beskrivas med hänvisning till de i bifogade rit- ningar som exempel visade utfiñringsformerna, där: Fig. la-d visar vyer underifrån, från sidan, ovanifrån resp. mot änden av en forsta uttö- ringsform av klämman enligt uppfinningen; Fig. 2 visar schematiskt i perspektiv den i fig. 1 visade första utforingsfornien av kläm- man och en transistor fore klämanslutningen av transistom mot lcretskortet (visas ej i denna figur); Fig. 3 visar schemafiskt i perspektiv klämman och transistom enligt fig. 2, när transis- tom är fastklämd mot kretskortet (visas ej i denna figur), Fig. 4 visar en sprängvy av en andra uttöringsform av klämman, varvid transistorpake- tet visas i en form som är mera vanligt förekommande, och flerskiktskretskortet 12 mot vilket transistorn och klämman skall fastslcmvas; och F ig. 5 visar de i fig. 4 visade komponenterna när dessa skruvats samman och mot den underliggande bäraren (visas ej).

Fig. la-d visar klämrnan i olika vyer. Den omfattar en bryggdel 1 tillverkad i ett lämp- ligt värmeledande material, exempelvis aluminium, koppar, jäm etc., och Ritter 2, som är avsedda att vara i kontakt med monterings- och jordningsflänsama på en transistor- enhet när klämman håller transistorenheten på plats. Genom bryggan och vardera foten 2 finns ett genomgående hål 3 för en skruv eller annat fästelement. Det är också möj- ligt att fästa klämman medelst andra klämorgan. Längs bryggans undersida jäms med bryggans 1 laterala sidor, finns längsgående dynor 4 av fjädrande plast eller gummi, vilka kan fastsättas genom vtilkning eller limning för att hållas på plats under monte- ring.

Fig. 2 visar transistorenheten 5 som skall monteras, samt klämman. Transistorenheten består av själva transistom 6, som är fastmonterad på en piedestal 11. Från själva tran- sistom 6 sträcker sig bastabben 7 och kollektortabben 8 samt de två jordningsvingarna 9. 511 103 F ig. 2 och 3 visar hur klämman enligt uppfinningen fastsâtts medelst skruvar 3A ovan- på transistorenheten för att fasta densamma i kretskortet och elektriskt sammanbinda bas- och kollektortabbarna 7 resp. 8 med kopparspårledningaina på (det icke visade) underliggande kretskortet genom ständigt vertikalt tryck som utövas av de komprime- rade längsgående dynoma 4.

Piedestalen 11 görs vanligtvis i en kopparlegering och passar in i en utskäming i krets- kortet(-en) och vilar på anordningens bärare. När den skruvas fast på plats, trycker bryggans (l) fötter (2) piedestalens monterings- och jordningsflänsar (10) mot bäraren, vilket håller transistorpaketet på plats i dess utskärning i kretskortet/korten. Detta upp- rättar en värmeavledande förbindelse från den värmealstrande transistorn såväl nedåt till bäraren och uppåt mot den (icke visade) anordningskåpan, som är i kontakt med bryggan. Denna värmeavledande fimktion är densamma som beskrivits i ovannämnda WO97/41600.

Samtidigt, utan någon ytterligare ansträngning eller steg, trycks bastabben 7 och kol- lektortabben 8 av de elastiska dynoma till elektrisk kontakt med avsedda underliggande kopparspår på kretskortet. Denna kontakt tillåter tabbarna 7 och 8 att förflytta sig något under de av temperaturvariationema betingade utvidgningarna och samrnandragningar- na, i kontrast mot tidigare kända löd- eller limfogar, som så småningom leder till brott på grund av unnattningspåkänningar och kräver extra arbete att åstadkomma, med eventuell skada p. g.a. värme, lödmateiial eller lim på de intilliggande komponenterna.

Enligt en särskild variant av föreliggande uppfinning, sträcker sig de fjädrande dynoma fram till bryggans respektive ändar, och pressar således även ned sidoiiktade vingar 9 till kontakt med ledande uppställningar av genomföringshål, vilka upprättar elektrisk kontakt mellan vingarna 9 och jordskiktet i ett flerskiktskretskort. Det är fördelaktigt för montering och inspektion att ha alla elektriska förbindelser inkl. jordningsförbin- delsen i ett enda plan. Med denna utföringsform av uppfinningen kommer alla dessa förbindelser att upprättas automatiskt i ett plan utan lödning och med de ovan beskriv- na fördelarna vid temperaturbetingad utvidgning och sammandragning. 511 103 En ytterligare utföringsforrn av klämrnan enligt uppfinningen visas i fig. 4 och 5, där delar som är identiska med de i fig. 1, 2 och 3 visade, har givits samma beteckningar.

Fig. 4 visar en sprängvy av klämman i en annan utföringsform än vad som visats ovan, transistorpaketet i en mer vanligt förekommande tillverkningsfonn samt flerskiktskrets- kortet 12 på vilket transistom och klämman skall skruvas fast. Sådana flerskiktskrets- kort kan användas exempelvis i kompakta radiobasstationer och kan innehålla all elek- tronik.

Fig. 5 visar komponenterna i deras monterade lägen, varvid skruvarna 3A håller sam- man klämman, transistorpaketet 5', flerslciktslcretskortet 12 och den (icke visade) underliggande ramen. I detta fall har inte transistorpaketet några vingar 9 såsom be- skrivs i samband med utföringsformen enligt fig. 2 och 3, utan det har sin mera vanligt på marknaden förekommande form med gafielformade ändar 18, vilka delvis omger skruvarna. I detta fall upprättas en jordande (och kylande) förbindelse mellan kläm- man, genomföringshålen 15 och det femte (iordande) skiktet 13, vartill de ledande genomföringshålen leder. För detta ändamål sträcker sig bryggans 1 fötter 2 till att om- fatta delar 20, som pressas till direkt kontakt med genomföringshålen 15 när bryggan skruvas på plats. Det här visade kretskortet består av 8 olika på varandra lagda skikt, av vilka skikt 5 är det gemensamma jordningsskiktet, för att åstadkomma möjliga dimen- sioner för lämplig impedansmatchande geometri.

Fig. 4 och 5 visar schematiskt de ledande kopparspårmönstren 16 resp. 17, mot vilka de längsgående fjädrande organen 4' pressar bastabben 7 resp. kollektortabben 8. Även i detta fall upprättas de elektriska förbindelsema, som ej kommer att brytas vid uppre- pad värmeuttridgning och sammandragning, för basen och kollektom, utan någon löd- ning eller limning, när den värmeavledande bryggan 1 skruvas på plats.

Klärnmorna kan givetvis sarnmanfogas eller kombineras på olika sätt, antingen sida vid sida eller ände mot ände, för att bilda en flerfaldig klämma för ett flertal transistor- enheter.

Claims (5)

511 103 Patentkrav

1. Klämma för att fästa en effekttransistorenhet eller liknande mot ett kretskort eller liknande, varvid transistorenheten är av den typ som har en transistorkropp (6), tvâ monteringsändar, som är anordnade att mottaga fästanordningar, och en kollektor- tabb (8) samt en bastabb (7), vilka sträcker sig i tvärled i förhållande till transistor- enhetens ändar fiån varsin sida av transistorenheten, vilken klämma omfattar en brygga (1), som är anordnad att ligga ovanpå och hålla transistorenheten i fast läge mot lcretskortet, kännetecknad av att klämman även omfattar ett par längsgående fjädrande organ hängande från bryggans (1) undersida på varsin laterala sida därav, och anordnade att vila på varsin sida om transistorkroppen och under sammantryck- ning pressa kollektortabben (8) och bastabben (7) mot underliggande elektriskt ledande delar (17 resp. 16) av kretskortet ( 12) när bryggan ligger ovanpå transistor- enheten och är fäst i kretskortet.

2. Klämma enligt krav 1, kännetecknad av att de längsgående fiädrande organen (4) sträcker sig längs bryggans (1) hela längd.

3. Klämma enligt krav 1, kännetecknad av att de längsgående fjädrande organen, vilka hänger från bryggans undersida, vid varsin laterala sida därav, endast sträcker sig längs en mittdel av bryggan och endast täcker transistoms kollektortabb och bastabb, när bryggan är fäst på plats.

4. Klämrna enligt något av de föregående kraven, kânnetecknad av att klämman är försedd med hål (3) genom bryggan (1) fór fästelement (3A) anordnade att sträcka sig genom bryggan (1), tmnsistorenhetens monteringsändar (10;18) och kretskortet, for att hålla transistorenheten i dess fastsatta läge på kretskortet.

5. Klärnma enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att fästelementen är skruvar (3A). 511 105 . Klämma enligt något av kraven 1-4, kännetecknad av att fástelementen är klämmor (sA). . Klämma enligt något av de föregående kraven, kännetecknad av att de fjädrande organen är elastiska dynor. . Kläinma enligt krav 7, kännetecknad av att de elastiska dynoma år vulkade mot bryggans undersida. . Kläinma enligt krav 7, kännetecknad av att de elastiska dynorna är limmade mot bryggans undersida.