DE2030138A1

DE2030138A1 - Schaltungsaufbau

Info

Publication number: DE2030138A1
Application number: DE19702030138
Authority: DE
Inventors: Robert Wilson Cleadon Durham Beattie (Großbritannien)
Original assignee: Electrosil Ltd., Sunderland, Durham (Grossbritannien)
Priority date: 1969-06-18
Filing date: 1970-06-18
Publication date: 1971-01-07
Also published as: GB1266632A

Description

Electroail Limited
P.O. Box37, Pallion,
Sunderland, C. Durham / England

Schaltungsaufbau ^

Die Erfindung betrifft einen elektrischen Schaltungsaufbau und insbesondere Miniatur-Schaltungsanordnungen.

Elektrische Schaltungsanordnungen werden gewöhnlich in Form gedruckter Schaltungen hergestellt, bei welcher ein Bauelement auf der einen Seite eines Trägers oder einer Platte mit gedruckter Verdrahtung angeordnet ist, und Zuleitungen des Bauelements sich durch Löcher im Träger erstrecken und mit einer Schaltungsanordnung verbunden sind, die auf der entgegengesetzten Seite des Trägers vorgesehen ist. Bei komplizierteren Aufbauten sind mehrere solcher Bauelemente vorgesehen, die alle irgendwie untergebracht und auf der einen Seite eines Trägers gehalten werden müssen, während gesonderte Verbindungen an der entgegengesetzten Seite hergestellt werden. Dies kann zu Schwierigkeiten bei der Herstellung führen. Auseerdem ist es schwierig, die Endabmessungen des Aufbaue zu minimisieren» da die Tiefe in der Hauptsache nicht nur durch die Dicke des Trägers, sondern auch durch den Raue bestimmt

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wird, der zur Unterbringung einer Schicht oder von Schichten der Bauelemente und ihrer Zuleitungen erforderlich ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Beseitigung dieser Schwierigkeiten.

Erfindungsgemäß ist ein solcher elektrischer Schaltungsaufbau dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bauelement des Aufbaus im Träger der gedruckten Verdrahtung angeordnet ist, so daß seine Enden je auf einer von zwei entgegengesetzten Seiten des Trägers freiliegen, wobei das oder jedes Bauelement an den jeweiligen Enden zwei elektrisch leitende Abschlüsse in Form von Bändern oder Zonen aufweist, die sich mindestens teilweise um das Bauelement herum erstrecken, und daß sich der Abschluß bzw. die Abschlüsse an zumindest einer Seite des Trägers in Druckanlage an einem leitenden Teil bzw. Teilen befindet bssw. befinden_ΰ welche um den Abschluß bzw. die Abschlüsse anliegen im© da^u dien©»., eine elektrisch leitende Verbindung mit dem Abschluß bzw«, den Abschlüssen auf der erwähnten einen Seite des Trägers zu bilden.

Die leitenden Teile in Druckanlage oder überlagerung mit den Abschlüssen bilden eine zuverlässige Verbindung mit den Abschlüssen und ermöglichen die herzustellende gedruckte Verdrahtung durch direkte Verbindungen zwischen der Verdrahtung und den leitenden Teilen. Ausserdem können die leitenden Teile dazu verwendet werden, ein Bauelement im Träger vor dem Löten oder dem Herstellen irgendeiner anderen bleibenden Verbindung zu erhalten. Daher können die leitenden Teile an den Abschlüssen auf beiden Seiten des Trägers anliegen.

Die leitenden Teile können ferner dazu verwendet werden, einen Druckkontakt sowohl bei den Abschlüssen als auch bei der

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gedruckten Verdrahtung des Trägere herzustellen, so daß eine Leitungsprüfung durchgeführt werden kann, bevor irgendeine bleibende Verbindung zu den leitenden Teilen oder zu den Abschlüssen hergestellt werden kann, welche die leitenden Teile tragen«

Ein leitender Teil kann durch eine Zwischenlegscheibe gebildet werden, die so ausgebildet ist, daß sich ein Preßsitz mit einem Abschluß ergibt. Gegebenenfalls kann ein leitender Teil die Form eines Schlitzringes bzw. Federringes haben, um Elastizität in Umfangsrichtung des Bauteils zu erhalten, daß äs ohne weiteres eine unterschiedliche Aus- j dehnung und Veränderungen in den Abmessungen innerhalb der ™ Herstellungstoleranzen des leitenden Teils und des Bauteils Rechnung tragen kann.

Wie ersichtlich, wird die elektrische Verbindung unmittelbar , auf einem Band oder eine Zone eines Abschlusses mittels des leitenden Teils hergestellt, so daß Zuleitungen, die Üblicherweise bei elektrischen Bauteilen vorgesehen sind, vermieden werden. Dies ergibt insofern eine Vereinfachung als die Bauteile selbst billiger hergestellt werden können. Wenn beispielsweise Metalloxydschichtwiderstände verwendet werden, die eine Metalloxydschicht auf, z.B. einen Glas- oder Keramik-Schichtträger aufweisen, läßt sich feststellen, daß | das abschliessende überkappen, bei welchem leitende Kappen mit Zuleitungen an den Enden der Widerstände angebracht werden, weggelassen werden können.

Ferner ist ersichtlich, daß die Erfindung mit mehreren Bauelementen durchgeführt werden kann, die sich durch einen einzigen Schichtträger erstrecken, um eine relativ grosse Bauelementendichte ohne Erhöhung der Gesamtdicke des Aufbaus zu erhalten.

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Bei einer Ausführungsform der Erfindung wird der Schichtträger durch eine keramische Unterlage gebildet, die Bauelemente enthält, die aus Metalloxydschichtwiderständen bestehen oder solche enthalten.

Zuleitungen können durch einen Zuleitungsrahmen od. dgl. gebildet werden, der Teile aufweist, die als Zuleitungen wirken, welche Teile Endzonen mit einer konkaven Kante (die durch ein Loch oder eine eingebuchtete Kante gebildet wird) aufweisen, die für den Eingriff mit den entsprechenden konvexen Ausbildungen des Aufbaus bestimmt sind. Auf dies® Weise können die Zuleitungsteile in einer bestimmten Stelle relativ zu der Platte angeordnet werden. Vorteilhaft stehen diese konkaven Kanten mit den Abschlüssen der Bauelemente des Aufbaus in Eingriff.

Nachfolgend wird die Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und sswar geigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines Widerstands zur Verwendung im Rahmen der Erfindung;

Fig. 2 eine Seite einer Schaltungpplatte zur Verwendung im Rahmen der Erfindung;

Fig. 3 einen Schaltungsaufbau teilweise im Schnitt; Fig. 4 eine Anschlußplatte;

Fig. 5 eine Kombination des Aufbaus nach Fig. 3 mit der Platte nach Fig. 4 und

Fig. 6-8 drei AusfUhrungsformen des Abschlußelements.

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Pig. 1 zeigt einen Widerstand, welcher für die erfindungsgemässen Zwecke verwendet werden kann und welcher aus einem zylindrischen Körper mit einem Durchmesser von beispielsweise 1 mm und einer Länge von etwa 2,5 mm besteht. Der Körper weist einen Widerstandsteil 1 und zwei Abschlüsse 2 und 3 auf, von denen jeder ein Band aus gegebenenfalls lötbaren, elektrisch leitendem Material aufweist, das sich um das ganze eine Ende des röhrenförmigen Körpers herum erstreckt. Der Widerstand kann z.B. aus einem kurzen Glasrohr oder -stab bestehen, welches bzw. welcher mit einer Metalloxydschicht überzogen worden ist, wie beispielsweise in der USA-Patentschrift Nr. 2 564 677 beschrieben, um den Widerstandsteil zu bilden, und auf jedem Ende von diesem Teil ein Band 2 | und 3 von elektrisch leitendem Anstrich, z.B. einen Silberanstrich, aufgebracht ist.

Andere Bauelemente, welche in dem Aufbau Verwendet werden können, können eine ähnliche Gestaltung wie der Widerstand nach Fig. 1 haben. Z.B. kann ein Kondensator von der in Fig. 1 gezeigten Gestaltung vorgesehen werden.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht einer möglichen Art von einem Schichtträger 4 mit gedruckter Verdrahtung, der aus keramischem Stoff mit hohem Aluminiumoxydgehalt hergestellt und mit 20 Löchern 5 mit einem Durchmesser von je 1,143 mm , versehen ist, die in zwei Reihen von je 7 Löchern und in einer Reihe von 6 Löchern angeordnet sind, wobei die Löchermittelpunkte in der Längsrichtung einen Abstand von 2,54 mn haben, um eine sogenannte "dual-in-line package assembly" zu bilden. Auf diesen Schichtträger wird eine anschaltbare gedruckte Schaltungsanordnung auf mindestens der einen Fläche desselben z.B. durch ein Dickfilmverfahren mittels Siebdruck vorgesehen. Die Anordnung auf der dargestellten Seite des Schichtträgers besteht bei diesem Beispiel aus

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Ringen 6, die bestimmte der Löcher 5 umgeben und aus leitenden Pfaden 7, die bestimmte der Ringe 5 miteinander verbinden. Auf der anderen Seite sind bei diesem Beispiel nur Ringe 6 vorgesehen, welche die Löcher der äusseren beiden Reihen umgeben»

In bestimmte der Löcher 5 werden Bauelemente von der in Fig. 1 gezeigten Art eingesetzt, die z.B. Widerstandsund /oder kapazitive Elemente sein können. Sie werden in der Platte durch Abschlußelemente in Form von Zwisehenlegscheiben oder Kappen gehalten, die mit den Abschlüssen 2 und 3 Preßsitz bzw. Preßpassung haben. Bei dem dargestellten Beispiel ist das Einsetzen von Widerständen in jedes Loch der äusseren Reihen, welche durch einen Ring 6 der in Fig. 2 dargestellten Schaltungsanordnung umgeben sind, vorgesehen.

Fig. 3 zeigt einen Teil eines Schichtträgers 4, teilweise im Schnitt, mit einem Bauelement S₉ da® durch ein Loch 5 in diesem hin&urehgefütat ist» Bae Bauelement wird durch elektrisch leitende AbsehliaBelemente- oder Zwisshenlegscheiben 9 und 10 in seiner Lage gehalten, welche mit den Abschlüssen 2 und 3 Preßsitz bzw, Edelschiebesitz zur Bildung eines guten elektrischen Kontakts mit diesen haben. Die Abschlußelemente 9 und 10 werden gegen die Ringe 6 gedrückt, so daß Druckkontakt mit diesen Ringen erhalten wird, damit die Schaltung geprüft werden kann, bevor bleibende Verbindungen hergestellt werden.

Die bleibenden Verbindungen können in irgendeiner beliebigen Weise z.B. durch Tauchlötung oder durch andere Lötverfahren oder durch SchieLssung hergestellt werden.

Die Abschlußzuleitungen können durch plattierte Löcher im Schichtträger und/oder durch die Verwendung einer Abschlußzuleitungsplatte versehen werden.

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Fig. ¹I zeigt eine Abschlußplatte von einteiliger Form, welche durch verschiedene Verfahren hergestellt werden kann, beispielsweise durch Fressen, Stanzen, Niederschlagen, Bedrucken oder Photoätzen. Diese Platte weist erste Teile 11 auf, welche von länglicher Form sind und als Abschlußzuleitungen für den Schaltungsaufbau dienen.

Diese Teile 11 bestehen mit einem Rahmen 12 aus einem Stück

und erstrecken sich von diesem nach innen. Wie dargestellt, sind die Zuleitungen 11 in zwei Reihen angeordnet, die den äusseren zwei Reihen der Löcher 5 in der Platte 4 entsprechen.

Die obere Reihe der Zuleitungen hat Endzonen, welche je mit

einem Loch 13 von einem solchen Durchmesser versehen sind, * daß die vorstehenden Abschlüsse der Bauelemente in die

Löcher 5 im Schichtträger eingesetzt werden, die durch diese Löcher hindurchtreten können. Solche Löcher können ferner in

den Endzonen der Zuleitungen der unteren Reihe vorgesehen sein. Gegebenenfalls können mindestens einige der Endzonen, wie für die unteren drei dargestellt, mit Ausschnitten 14 geformt werden, die teilkreisförmige konkave Kantenzonen von einem Radius ergeben, der im wesentlich gleich dem der

Abschlüsse der Bauelemente in den Offnungen 5 ist.

Wie in Fig. 5 dargestellt, ist die Platte auf dem Schichtträger 4 so angeordnet, daß seine Ausschnitte 14 oder die g Löcher 13 die vorstehenden Abschlüsse der Bauelemente halten,welche in den Löchern 5 angeordnet worden sind. Die Abschlußelemente 9 und 10 werden dann so angebracht, daß sie den Rahmen halten und es werden elektrische Verbindungen zwischen den Endzonen der Zuleitungen und den Abschlüssen oder den Abschlußelementen hergestellt, vorzugsweise durch Löten unter Druck wie Tauchlöten od. dgl.. Schließlich wird der Rahmen 12 von der Platte entfernt.

Hierbei ist zu erwähnen, daß die Bildung einer bleibenden

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elektrischen Verbindung zwischen den Abschlußzuleitungen 11 und der Schaltung gleichzeitig mit oder nach der Bildung der bleibenden Verbindungen zwischen den Bauelementen und der Schaltung durchgeführt werden kann.

Die Pig. 6-8 zeigen drei mögliche Formen für die Abschlußelemente 9 und 10. In jedem Falle hat das Abschlußelement die Form eines Ringes oder einer Zwischenlegscheibe aus lötbaren elektrisch leitendem Material, die so bemessen ist, daß sie mit einem Abschluß Preßpassung bzw. Preßsitz hat und aus einem mit einem Lötmittel beschichteten Material, z.B. Nickel-Silber, bestehen. Im Fall© der Fig. 8 dehnt sich das Abschlußelement elastisch am Umfang aus, um sich der Grosse des Abschlusses anzupassen, damit ein Preßkontakt mit diesem erhalten wird.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche

IJ Elektrischer Schaltungsaufbau mit einem Schichtträger mit gedruckter Verdrahtung und mindestens einem elektrischen Bauelement, das mit der gedruckten Verdrahtung des Schichtträgers durch ein Loch verbunden ist, das sich durch den Schichtträger hindurch erstreckt, dadurch ge- g kennzeichnet, daß mindestens ein Bauelement (8) im Schichtträger (4) so angeordnet ist, daß seine Endzonen an den beiden entgegengesetzten Seiten des Schichtträgers freiliegen, das oder jedes Bauelement (8) an den jeweiligen Endzonen zwei elektrisch leitende Abschlüsse (2 und 3) in Form von Bändern oder Zonen aufweisen, welche sich mindestens teilweise um das Bauelement herum erstrecken, und sich ein Abschluß bzw. Abschlüsse an zumidnest einer der erwähnten Seiten des Schichtträgers in Druckanlage an einen leitenden Teil bzw. Teilen (9 und 10) befindet bzw. befinden und an den erwähnten Abschluß bzw. Abschlüssen anliegen und dazu dienen, eine elektrisch leitende Verbindung mit dem Abschluß bzw. den Abschlüssen | auf der erwähnten einen Seite des Schichtträgers zu bilden.

2. Schaltungsaufbau nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere solcher Bauelemente (8) im Schichtträger (4), an denen zumindest auf einer Seite des Schichtträgers leitende Teile (9 und 10) an ihren Endzonen (2 und 3) anliegen.

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3. Schaltungsaufbau nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das oder mindestens ein der Bauelemente (8) einen Metalloxydschichtwiderstand hat, der ohne Abschlußzuleitungen geformt ist.

4. Schaltungsaufbau nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschlüsse (2 und 3) durch einen elektrisch leitenden Anstrich gebildet werden.

5* Schaltungeaufbau nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtträger (4) aus keramischem Material ist.

6. Schaltungsaufbau nach eineis der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch leitenden Verbindungen aus den Bauelementen (8) am Schichtträger (4) durch Verlöten der leitenden Teile (9 und 10) mit der Verdrahtung (6 und 7) des Schichtträgers (4) hergestellt werden.

7. Schaltungsaufbau nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Teile (9 und 10) gesonderte leitende Zwischenlegscheiben sind, welche mit den Abschlüssen (2 und 3; Fig. 6 und 7) Preßsitz haben.

8. Schaltungsaufbau nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Teile (9 und 10) gesonderte Federringe sind, die elastisch an den Abschlüssen

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(9 und 10; Fig. 8) anliegen.

Schaltungeaufbau nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die AbsehluBzuleitungen (11) für den Aufbau durch eine Anordnung gebildet werden, die Zuleitungeteile (11) ergibt, welche als Zuleitungen wirken, und daß diese Teile (11) Endzonen je mit einem Kantenteil (13, I¹O von konkaver Form aufweisen, die an einem entsprechend geformten konvexen Teil des Aufbaus anliegen, Hit dem die Kantenteile g verbunden werden sollen.

10. Schaltungs»ufbau nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dafi die konvexen Teile Teile von Abschlüssen (2 und 3) der Bauelemente (8) des Aufbaue sind.

11. Schaltungeaufbau nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die konkaven Teile durch Löcher (13) gebildet werden.

12. Schaltungsaufbau nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daft die konkaven Teile durch Kantenausschnitte (I¹O der Endzonen gebildet werden.

13. Schaltungsaufbau nach den Ansprüchen 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Teile (9 und 10) an dem Aufbau nach den erwähnten Zuleitungsteilen

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(11) angebracht werden und dazu dienen, die Zuleitungsteile (11) mit Bezug auf die Platte zu halten.

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