DE1938420A1

DE1938420A1 - Traegerkoerper mit eingebetteten Bandleitern

Info

Publication number: DE1938420A1
Application number: DE19691938420
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Ruppert
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1969-07-29
Filing date: 1969-07-29
Publication date: 1971-04-01
Also published as: DE1938419A1; DE1938421A1; CH519228A

Description

23. Juli 1969

Wilhelm Ruppert

5038 Mahnwald, Oster l-iethweg 4

Trägerkörper mit eingebetteten Bandleitern. ...

l»ie Erfindung betrifft einen Trägerkörper mit eingebette-rten bzw. eingepreßten elektrisch leitenden Bandleitern.

Trägerkörper mit solchen Bandleitern bilden eine Spezialgruppe der gedruckten Schaltungen. Nach dem Patent 1 273 649 des Anmelders ist es bereits bekannt, sdbhe Trägerkörper dadurch herzustellen, daß die Bandleiterkanten vor dem Einpreßen mit einem hinreichend starken elektrisch isolierenden Überzug versehen sind, wonach mit Hilfe eines flachen Stempels die Bandleiter in einen ebenen Trägerkörper eingepreßt werden. Die i3_andleiterdicke kann 100/u. betragen. Auch ist es bekannt, Bandleiter an der Unter- und Oberseite vorzusehen. Wach einem anderen, auf den Anmelder zurückgehenden Vorschlag ist es bekannt, Bandleiter in mehreren Schichten auf einer gekrümmten Oberfläche, z.H. einem Isolierrohr, aufzuwickeln und die Uandleiterlagen zu einem Transforma tor zusaminenzuuchalten.

gedruckten-- oder integrierten Schaltungen verwendet man die

1098 U/1770 BAD ORIGINAL

-Z-

Leiterstrecken regelmäßig nur als Verbindungsstrecken zwischen elektrischen Bauteilen wie Kondensatoren, Halbleitern u.dgl.. Diese Bauteile sind vorgefertigte Einheiten und x^erden in bekannter Weise durch vorstehende Leitungsenden an die jeweiligen Leitungsstränge einer gedruckten Schaltung angelötet. Diese Bauteile haben verschiedene Höhen und stehen um eine nicht unbeachtliche Höhe aus der Ebene des plattenförmigen Trägerkörpers vor. Dies verhindert bei einer Anzahl von Schaltungen eine möglichst niedrige Bauweise des gesamten Aggregats. Ferner ist der Abstand, besonders bei kleineren Kondensatoren, zwischen Eingangs- und Ausgangsklemme relativ klein, so daß eine besondere Isolierung zur Vermeidung von Kondensat orverlus ten vorgesehen werden muß. Vielfach kann infolge der dichten Leitungsverteilung auf der Plattenoberfläche nicht verändert werden, daß der Kondensatorkörper zu einer Fremdleitung einen zu kleinen Abstand hat. Um dies zu vermeiden, wird es notwendig, den Kondensatorkörper noch höher über der Oberfläche des Trägerkörpers anzuordnen.

Der Erfindung liegt u. a. die Aufgabe zugrunde, elektrische Vorrichtungen mit auf eine miniüiale Höhe rediiziorten Kondensatoren zu liefern, was insbesondere für die Flugtechnik und Ilaumfahr taggregate aber auch für andere Anwendungsgebiete bedeutsam ist, ferner bei Kondensatoren eine höhere Durchschlagsfestigkeit zu gewährleisten, solche Kondensatoren, insbesondere für den Hochfrequenzbereich, zu liefern, und aucti Beibehaltung der Möglichkeit, durch einfache Eingriffe die Kapazität dieser Kondensatoren innep·

1098 14/1770 BAD ORIGINAL

halb vieler Zehnerpotenzen zu verändern.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß bei Trägerkörpern mit eingebetteten bzw. eingepreßten, elektrisch leitenden Bandleitern aus Kupfer oidgl., die Bandleiter einer Oberseite des Trägerkörpers zu Bandleitern einer Unterseite des Trägerkörpers in mindestens einem elektrischen Kreis als Kondensator geschaltet sind.

Die Kapazität eines Kondensators ist bestimmt durch die Gleichung

F EEo
C = -r—

wobei F die Fläche der Kondensatorplatten, d den Abstand der Platten, E die Dielektrizitätskonstante und Eo eine Maßkonstante des elektrodynamischen Systems bedeuten. Nun hat es sich gezeigt, daß bei Verwendung von ebenen Trägerkörpern aus Schichtpreßstoff nach κ.3. DIN 7735, oder einer anderen Vorschrift Bandleiter· in

sich, einem Arbeitsgang auf die Ober- als auch Unterseite des Trägers aufbringen lassen, und zwar in einer gewünschten, dichten Bandfolge mit kleinem Seitenabstand oder in Porin von breiteren Bändern mit größerem oder kleinerem Seitenabstand der einzelnen Bänder zu-einander auf der jeweiligen Seite. Wenn man gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung im anderen Zusammenhang einzeln an sich bekannte mit Phenol- und/oder¹ Cresolharzen getränkte Schichtpresstoffe verwendet, wird für den Zwecik, .bandleiter als-Kondensator zu verwenden, eine hohe Dielektrizitätskonstante vorliegen, und der Kondensator eine erhöhte Durchschlag

-festigkeit

1088 ΙΑ/1770

hat. Der Schichtpresstoff für solche Kondensatoren bestellt vorzugsweise, wie im anderen Zusammenhang einzeln an sich bekannt, aus Natrium-Zellulosepapieren, ferner kann man erfindungsgemäß, je nach Einzelfall^ mit Duroplasten getränkte Zellulosepapiere als Dielektrikum verwenden. Die eingebetteten, in ihrer Oberfläche mit der Oberfläche des Trägerkörpers fluchteten Bandleiter sind praktisch kriechstromfrei, haben insoweit eine hohe Spannungkonstanz, Da man das Herstellungsverfahren solcher Kondensatoren, je nach der Zielsetzung, mit einer größeren oder kleineren Anzahl von Natrium-Zellulosepapieren als Schichtpreßstoff dielektrikum ausführen kann, kann man die Kondensatorkapazität insoweit schon von Anfang an in groben Grenzen vorbestimmen, gegebenenfalls den Trägerkörper und somit das Dielektrikum von niedriger Höhe wählen und die Bauhöhe des gesamten elektrischen Aggregates insoweit außerordentlich niedrig halten.

Das Auftreten der vorbezeichneten Kriechströme bei bekannten angelöteten Kondensatoren wird erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß die Bandleiter auf den getrennten Seiten des Trägerkörpers liegen. Gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird dies noch dadurch verbessert, daß die Kondensatorplatte bzw. die Kondensatorplatten mindestens einen randfernen Bandleiter aufweisen bzw. als randferne Bandleitergruppen gebildet sind. Man vermeidet hierdurch die hohe Feststärke der Bandkanten und einen Funkenübersprung in diesen Bereich. Vorzugsweise sind die Bandleiter beider Seiten als randferne Bandleiter angeordnet bzw. eingebettet. Wo dies z.B. aus herstellungstechnischen Gründen

■ -5-

10 9 ^ 1 L/17 7 0

BAD ORIGINAL

nicht erwünscht ist und die Bandleiter bis zum Rand des Trägerkörpers geführt werden, verwendet man erfindungsgemäß auf der einen Seite eine, den Verlauf der Bandleiter auf der anderen Seite kreuzende Anordnung und läßt auf der anderen Seite zwei Randstreifen des Trägerkörpers, die parallel zu diesen Bandleitern verlaufen, frei von Bandleitern.

Für bestimmte Anwendungsgebiete ist es zweckmäßig, daß die Kondensatorbandleiter der Ober- und/oder Unterseite durch einzeln ä an Sien bekannte Querbrücken oder durch einzelne Querbandleiter verbunden sind, wobei letztere in einem Preßvorgang aufgebracht werden können.

Ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Kondensatoren sieht vor, daß zunächst auf den mit Bandleitern versehenen, unverpreßten Trägerkörper, der aus einer vorbestimmten Anzahl von phenol- und/oder cresolgetränkten Natriumzellulosepapieren besteht, auf einer Seite eine Gruppe von querverlaufenden Bandleitern als Ilondensa torplatten aufgebracht werden, eine andere Gruppe von Bandleitern auf der anderen des Trägerkörpers angeordnet wird, daß dannmindestens ein Blatt dieses Schichtpreßstoffes auf die eine oder beide Bandleitergruppen aufgelegt wird und dann alle Teile verpreßt bzw. verbacken werden. Die Bandleiter können vorher vollständig lackiert sein, mit oder ohne einem zusätzlichen Kantenschutz. Nach diesem Verfahren sind sie vorzugsweise aber vorher unlackiert, denn die Lackierung bzw. elektrische Isolation

-6-

1098 U/1770

BÄÖ ORIGINAL

erfolgt ±n diesem FaXXe durch Auflegen des jeweiligen phenol- und/oder cresolharzgetränkten Blattes eines Schichtpreßstoff es. Es hat sich gezeigt, daß solche Kondensatoren auch im Randbereich ihrer Kondensatorplatten, d.h. der Bandleiter, eine außer ordentlich, hohe Isolation aufweisen, do daß Kriechströme auch nach langer Betriebsdauer praktisch nicht auftreten. Der erfindungsgemäße Trägerkörper kann je nach der Art der Zusammenschaltung auch eine Vielzahl von Kondensatoren aufweisen. Zu diesem Zweck braucht man ledigl^ich, jeweils separate Bandleiter der Unterseite und der Oberseite in den elektrischen Kreis einzuschalten, in welchem dann in bekannter Weise die Kondensatorplatten durch Verbraucher-Induktivitäten und Spannungsquellen überbrückt sind. Man kann also leicht Kondensatorketten für Sperrkreise o.dgl. der Rundfunktechnik bilden, Bei Verwendung in der Breite größeren Bandleitern, Beruhigungskondensatoren herstellen usw., wobei immer die niedrige Bauhöhe trotz der im Prinzip unbeschränkten Anzahl von so gebildeten Kondensatoren durch Anwendung von ebenfalls nur Bandleitern als Verbindungselement en eingehalten werden kann. Die Multiplizität der Kondensatorbildung kann durch einfache Unterbrechung des Bandleiter« seiner Länge nach, z.B. durch Einfräsung o.dgl., weitgehend verändert werden.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß derartige Trägerkörper mit Bandleitern lediglich aus Kondensatoren, ohne Aufnahme anderer elektrischer Einheiten, in elektrischen Aggregaten verwendet werden, wo eine niedrige Kondensatorhöhe bei großer Variationsmöglictikeit der Kapazität vorgesehen ist. Im

109814/1770

BAD ORIGINAL,

übrigen können solche Trägerplatten in einfacher Weisev'variable ί Kondensatoren dadurch ausgebildet werden, daß man eine quer zur Sichtung der Bandleiter verlaufende Schiene anordnet. In der ersten Stellung würde exe.3» in. der nächsten Stellung z.B. 6, in der übernächsten Stellung z.B. 9 parallel nebeneinanderliegende Bandleiter nach Art eines Schleifkontaktes verbinden, die Kapazität verdreifachen, versechsfachen bzw. verneunfachen.

Die schematischen Ausführungsformen der Erfindung sind in der

dargestellt ~ ^

Zeichnungv'und werden wie folgend näher erläutert:

Es zeigen:

Figur 1 . eine Draufsicht auf die Oberseite eines Trägerkörpers mit vertikalen, parallel zueinander verlaufenden Bandleitern.

Figur 2 . eine um 90° geklappte Ansicht der Figur 1, wobei die andere Bandleitergruppe sichtbar wird.

Figur 3- eine um 90 nach unten geklappte Ansicht der Figur 1, Aireiche die für diesen Fall gewährte Queranordung bei-der Bandleitergruppen veranschaulicht.

Es wird ein Trägerkörper 9 von z.B. 2 mm Dicke verwendet. Er besteht insbesondere aus einem Schichtpresstoff aus zö. Natrium-Zel^ulosepapier, getränkt mit Phenol- und/oder Cresolharzen, oder je nach Einzelfall mit Duroplasten. Seine Oberseite trägt eine

-8-

109314/ 177Q

BAD

1338420

Bandleitergruppe 10, die.gemäß Ausfülirungsbeispiel Figur 1, parallel und vertikal verläuft. Zwecks besserer Übersichtlichkeit ist die Folge der Bandleiter nach links abgebrochen, die Unterseite, Figur 2, trägt eine Gruppe 11 von Bandleitern, deren Queranordnung zur anderen Gruppe 10, sowohl aus Figur 1 aber auch aus Figur 3 anschaulich hervorgeht. Die einzelnen Bandleiter 10a usw. der ersten Gruppe sind vorzugsweise bündig im Trägerkörper 9, vergl. Figur 3, eingebettet. Aus den Zeichnungen ist ersichtlich, daß im Ausführungsbeispiel die Bandleitergruppe ' . 11 bis zum Rand durchgeführt ist. Figur 1 zeigt, daß die Gruppe 10 insoweit nicht randnahe Bandleiter aufweist, weil bandleiterfreie Streifen 12, 13 vorgesehen sind, während andererseits die Bandleitergruppe 11 sich bis zum anderen Rand 14, 15 · erstreckt.

Wie Figur 2 zeigt_; kann man die Kapazität des Kondensators dadurch erhöhen, daß man die Kondensatorplatte durch Zusammenschalten einzelner Bandleiter 11a, 11b vergrößert. Es können zwar Kondensatorbrücken 16 verwendet werden, jedoch behält man die niedrige Bauart regelmäßig durch Verwendung · zusätzlicher quer verlaufender Bandleiter 17 bei, wie Figur 1 veranschaulicht. Bandleiter 17 können gleichzeitig mit der Herstellung angebracht werden. Durch Abgriffleitungen 18, 19 werden die Kondensatorplatten, d.h. Bandleiter der Gruppe 10 bzw. der Gruppe 11, in an sich bekannter ¥eise über Leitungen 18, 19 in einen elektrischen Spannungskreis, der z.B. als Verbraucher Widerstände R¹ und Induktivitäten !,aufweisen kann, verschaltet. Als Trägerkörper kann ein Glasfaserschichtpreßstoff wie Hartmatte oder^ölasfaserfliess verwendet werden.

1 0 9; 14/1770
. BAD ORIGINAL

Claims

2$, Juli 1969 IG/Ve

Wilhelm Ruppert

5038 Ilahnwald, Osteriethweg

Patentansprüche

hy Trägerkörper für elektrische Vorrichtungen mit eingebetteten bzw. eingepreßten, elektrisch leitenden Bandleitern aus Kupfer ä o.dgl., dadurch gekennzeichnet, daß Bandleiter (j Oa) der Oberseite des Trägerkörpers (9) zu Bandleitern (I1a) der Unterseite in mindestens einem elektrischen Kreis als mindestens ein Kondensator geschaltet sind.

2. Trägerkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatorplatte bzw. Kondensatorplatten (10» 11; 10a; 11a, 11b) durch mindestens einen randfernen Bandleiter bzw. durch randferne Bandleiter einer Bandleitergruppe oder einer Trägerkörperseite gebildet sind.

3. Trägerkörper nach Anspruch 1_;oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren bildenden Bandleiter der Ober- und/oder Unterseite durch Querbandleiter (17)» oder einzeln an sich bekam* te Querbrücken verbunden sind.

k_t Trägerkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Bereich (12, 13) im Kanfeen-

-2-

1098 U/ 17 70

BAD

bereich des Trägerkörpers (9) frei von Bandleitern ist,

5. Trägerkörper nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eingepreßte Querbandleiter (17).

6. Trägerkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzedxhnet, daß ei} insbesondere auf einer Oberfläche, mindestens einen ohmschen Widerstand (Η·¹·) in Band- oder Plattchenform als eingebettetes Bauteil aufweist, z.B. aus Konstanten o.dgl..

7. Trägerkörper nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eingebettete R—C—Kreise in Band—oder Flachform.

8. Trägerkörper nach Anspruch 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß ein Bandleiter mit mindestens einem zerklüfteten Rand (21 ) zwischen Kondensatoren und/oder Widerständen vorhanden ist.

1Ö98U/1770

BADOHiQfNAL