-
Technisches Gebiet
-
Diese
Anmeldung ist eine teilweise Fortsetzung der Anmeldung mit der laufenden
Nr. 09/056.436, eingereicht am 7. April 1998, derzeit anhängig. Diese
Anmeldung beansprucht ferner die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung Nr. 60/103.759, eingereicht
am 9. Oktober 1998. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Elektronikbauteilträger, die
in der Herstellung elektronischer Anlagen verwendet werden. Genauer
bezieht sich die Erfindung auf Bauteilträgersubstrate, die verwendet
werden, um elektronische Bauteile vor mechanischen Beanspruchungen
zu schützen,
die mit deren Handhabung und Verbindung mit der elektronischen Anlage
einhergehen. Die Bauteilträgersubstrate
bieten ferner eine elektrische Störungsabschirmung und verbesserte
thermische Eigenschaften.
-
Hintergrund der Erfindung
-
Der
Großteil
der elektrischen Anlagen, die derzeit hergestellt werden, und insbesondere
Computer, Kommunikationssysteme, militärische Überwachungsanlagen, Stereo-
und Heimunterhaltungsanlagen, Fernsehgeräte und andere Geräte, enthalten
miniaturisierte Bauteile, um neue Hochgeschwindigkeitsfunktionen
auszuführen,
und elektrische Verbindungen, die entsprechend den Materialien,
aus denen sie gefertigt sind, oder ihrer bloßen Größe sehr empfindlich gegenüber elektrischer
Streuenergie sind, die durch elektromagnetische Störungen oder
auf elektrischen Leitungen auftretende Spannungsübergänge erzeugt wird. Spannungsübergänge können solche
mikroelektronischen Bauteile oder Kontakte ernsthaft beschädigen oder
zerstören,
wodurch die elektronische Anlage unbrauchbar gemacht wird und eine
aufwendige Reparatur und/oder ein Austausch mit hohen Kosten erforderlich
wird.
-
Auf
der Grundlage des Vorangehenden wurde ein Bedarf an der Schaffung
einer multifunktionalen Elektronikbauteilarchitektur festgestellt,
die elektromagnetische Emissionen dämpft, die aus Gegentakt- und
Gleichtaktströmen
resultieren, die innerhalb elektronischer Schaltungen, einzelner
Leitungen, Leitungspaaren und mehrfach verdrillten Paaren fließen. Solche
multifunktionalen elektronischen Bauteile sind Gegenstand der Anmeldung
mit der laufenden Nr. 08/841.940, teilweise Fortsetzung der Anmeldung mit
der laufenden Nr. 09/008.767, und teilweise Fortsetzung der Anmeldung
mit der laufenden Nr. 09/056.379.
-
Obwohl
die oben genannten elektronischen Bauteile ihre jeweiligen Aufgaben
erfüllen,
war die Nutzung solcher Bauteile auf eine Anzahl von Anlässen beschränkt. Erstens,
die Anzahl solcher benötigter
Bauteile steigt weiterhin an, da Anwendungen, wie z. B. Datenbusse,
sich fortgesetzt entwickeln. Da außerdem die Anzahl der benötigten Bauteile
zunimmt, nimmt auch die physikalische Größe von Mehrfachbauteileinheiten
zu. Zweitens, die betreffenden elektronischen Bauteile sind aufgrund
ihrer Eigenart empfindliche Strukturen, die physikalischen Beanspruchungen
kaum standhalten. Während
der Herstellung elektronischer Produkte kann eine Vielzahl mechanischer
Beanspruchungen, die mit der Handhabung und Verlötung einhergehen, die Bauteile
beschädigen.
-
Ein
weiterer Nachteil bei der Verwendung der erwähnten elektronischen Bauteile
besteht darin, dass es sehr mühsam
wird, die Bauteile manuell zu handhaben und auf elektronischen Produkten,
die zusammengefügt
werden, zu montieren. Dies führt häufig zu
geringeren Produktausbeuten und zusätzlichen Kosten aufgrund gebrochener
oder falsch verbundener Bauteile. Ein weiterer Nachteil bei einigen der
Bauteile besteht darin, dass sie Anschlussdrähte zum Einsetzen in ein Durchgangsloch
umfassen. Physikalische Beanspruchungen, Biegen oder Ausüben eines
Drehmoments auf die Anschlussdrähte kann
ein Versagen des Endprodukts hervorrufen, entweder sofort oder später, wodurch
die Gesamtzuverlässigkeit
der Produkte beeinträchtigt
wird.
-
Eine
weitere Quelle elektrischer Störungen, die
in Gegentaktfiltern, Gleichtaktfiltern und Kondensatorentkopplern
des Standes der Technik zu finden sind, werden durch Unvollkommenheiten
in den Kondensatoren hervorgerufen, die die Filter und Entkoppler
bilden. Die Effekte dieser Unvollkommenheiten werden gewöhnlich als
parasitäre
Effekte bezeichnet. Parasitäres
oder nicht-ideales Kondensatorverhalten manifestiert sich in Form
von Widerstands- und Induktionselementen, Nichtlinearität und dielektrischen
Speichern. Die vier häufigsten
Effekte sind ein Leck- oder Parallelwiderstand, ein äquivalenter
Serienwiderstand (ESR), eine äquivalente
Serieninduktivität
(ESL) und eine dielektrische Absorption. Der äquivalente Serienwiderstand
(ESR) eines Kondensators ist der Widerstand der Kondensatoranschlussdrähte in Serie
mit dem äquivalenten
Widerstand der Kondensatorplatten. ESR veranlasst den Kondensator,
während
eines starken Flusses von Wechselströmen Leistung zu verbrauchen.
Die äquivalente
Serieninduktivität
(ESL) eines Kondensators ist die Induktivität der Kondensatoranschlussdrähte in Serie
mit der äquivalenten
Induktivität
der Kondensatorplatten. Eine zusätzliche
Form von parasitärer
Eigenschaft, die über
das Bauteil selbst hinausgeht, ist die Streukapazität, die auf
die Anbringung des Kondensatorelements innerhalb einer elektrischen
Schaltung zurückzuführen ist.
Streukondensatoren werden ausgebildet, wenn zwei Leiter dicht nebeneinander
liegen und nicht miteinander kurzgeschlossen oder durch eine Faradaysche
Abschirmung abgeschirmt sind. Eine Streukapazität tritt üblicherweise zwischen parallelen
Bahnen auf einer PC-Leiterplatte oder zwischen Bahnen/Ebenen auf gegenüberliegenden
Seiten einer PC-Leiterplatte auf. Streukapazitäten können Probleme hervorrufen, wie
z. B. erhöhte
Geräusche
und eine verringerte Frequenzantwort.
-
Mehrere
andere Quellen von elektrischen Geräuschen umfassen Übersprechen
und Massepotentialsprung. Das Übersprechen
in den meisten Verbindern oder Trägern ist gewöhnlich das
Ergebnis einer wechselseitigen Induktivität zwischen zwei benachbarten
Leitungen statt parasitärer
Kapazitäten, und
tritt auf, wenn Signalströme
dem Pfad der geringsten Induktivität folgen, insbesondere bei
hohen Frequenzen, und auf nahe Leiter zurückkehren oder überkoppeln,
wie z. B. leitende Bahnen, die parallel oder unterhalb der Signalstrombahn
verlaufen. Ein Massepotentialsprung wird durch Verschiebungen der
internen Massereferenzspannung aufgrund des Ausgangsschaltens eines
Bauteils hervorgerufen. Der Massepotentialsprung verursacht Fehlsignale
an logischen Eingängen,
wenn ein Vorrichtungsausgang von einem Zustand in einen weiteren
umschaltet. Es wurde festgestellt, dass die multifunktionalen elektronischen
Bauteile, insbesondere die Gegentakt- und Gleichtaktfilter und Entkoppler,
die in den obenerwähnten
im gemeinsamen Eigentum befindlichen US-Patentanmeldungen offenbart
werden, eine verbesserte Leistungsfähigkeit bieten, wenn sie mit
einer vergrößerten Masseabschirmung
gekoppelt oder verwendet werden, die parasitäre Kapazitäten, Streukapazität, Gegeninduktionskopplung
zwischen zwei gegenüberliegenden
Leitern, verschiedene Formen von Übersprechen und Massepotentialsprung wesentlich
senken oder reduzieren und in einigen Fällen eliminieren kann.
-
Hinsichtlich
der vorangehenden Mängel
des Standes der Technik wird daher hier die Erfindung des Anmelders
präsentiert.
-
Überblick über die Erfindung
-
Auf
der Grundlage des Vorangehenden wurde ein Bedarf an der Schaffung
eines Bauteilträgers festgestellt,
der weniger anfällig
gegenüber
mechanischen Beanspruchungen und Stößen ist, leichter zusammengefügt werden
kann, oberflächenmontierbar ist,
und fähig
ist, in der automatischen Montage verwendet zu werden.
-
Es
ist daher eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bauteilträger zum
Halten eines oder mehrerer Oberflächenmontagebauteile zu schaffen.
-
Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bauteilträger zu schaffen,
der weniger anfällig
gegenüber
mechanischen Beanspruchungen ist, die während verschiedener Fertigungsprozesse
auf die Bauteile ausgeübt
werden.
-
Es
ist ferner eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bauteilträger zu schaffen,
der eine verbesserte Massefläche
aufweist, die die funktionalen Eigenschaften von Oberflächenmontagebauteilen,
die mit dem Bauteilträger
gekoppelt sind, verbessert.
-
Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bauteilträger zu schaffen,
der speziell dafür
ausgelegt ist, ein Gegentakt- und Gleichtaktfilter und einen Entkoppler
aufzunehmen, wie in den obenerwähnten,
im gemeinsamen Eigentum befindlichen, anhängigen US-Patentanmeldungen
offenbart ist.
-
Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Bauteilträger zu schaffen,
der eine verbesserte Massefläche
aufweist, die die funktionalen Eigenschaften der Gegentakt- und
Gleichtaktfilter und der Entkoppler verbessert, wie in den oben erwähnten, im
gemeinsamen Eigentum befindlichen, anhängigen US-Patentanmeldungen
offenbart ist.
-
Es
ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Konditionier-Baugruppe
für eine
elektrische Schaltung zu schaffen, die einen Bauteilträger mit
einem Gegentakt- und Gleichtaktfilter und einem Entkoppler kombiniert,
wie in den oben erwähnten, im
gemeinsamen Eigentum befindlichen, anhängigen US-Patentanmeldungen
offenbart ist, um somit gleichzeitig für das Filtern von Gleichtakt-
und Gegentaktstörungen,
die Unterdrückung
von parasitären
Kapazitäten
oder Streukapazitäten,
gegenseitiger induktiver Kopplung zwischen zwei benachbarten Leitern
und für
die Schaltungsentkopplung einer einzelnen Baugruppe zu sorgen.
-
Diese
und andere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
gelöst
durch die Verwendung verschiedener Ausführungsformen eines Bauteilträgers, der
entweder ein Durchgangsloch- oder Oberflächenmontage-Gegentakt- und
Gleichtaktfilter und einen Entkoppler aufnimmt, wie in den obenerwähnten, im
gemeinsamen Eigentum befindlichen, anhängigen US-Patentanmeldungen
offenbart ist (im Folgenden nur als "Gegentakt- und Gleichtaktfilter" bezeichnet).
-
Gemäß der Erfindung
wird eine Träger-und-Konditionier-Baugruppe
für eine
elektrische Schaltung geschaffen, umfassend: mindestens ein Gegentakt-
und Gleichtakt-Filter
mit mindestens einem ersten und einem zweiten differentiellen Elektrodenband
(Differentialelektrodenband) und mindestens einem leitenden Band
für eine
gemeinsame Masse (gemeinsames Masseleitungsband); eine leitende
Massenfläche,
die elektrisch mit dem mindestens einen gemeinsamen Masseleitungsband
verbunden ist; und mindestens zwei Signalleiter, die elektrisch
an das erste und das zweite Differentialelektrodenband angeschlossen
sind, wobei beide der mindestens zwei Signalleiter elektrisch voneinander und
von dem gemeinsamen Masseleitungsband isoliert sind; wobei das mindestens
eine Gegentakt- und Gleichtakt-Filter mindestens ein kapazitives
Element bereitstellt, das elektrisch an die mindestens zwei Signalleiter
angeschlossen ist; wobei das mindestens eine Gegentakt- und Gleichtakt-Filter
mindestens zwei kapazitive Elemente bereitstellt, und zwar eines, das
elektrisch an den ersten Signalleiter und die leitende Massenfläche angeschlossen
ist, und ein anderes, das elektrisch an den zweiten Signalleiter
und die leitende Massenfläche
angeschlossen ist; wobei das mindestens eine Gegentakt- und Gleichtakt-Filter
elektrische Isolation zwischen den mindestens zwei Signalleitern
bereitstellt; und dadurch gekennzeichnet, dass die leitende Massenfläche innerhalb des
mindestens einen Gegentakt- und Gleichtakt-Filters zwischen den
mindestens zwei Signalleitern angeordnet ist.
-
Eine
Ausführungsform
besteht aus einer Platte eines Isolationsmaterials, auch als Planarisolator
bezeichnet, der mehrere Öffnungen
zum Aufnehmen der Anschlussdrähte
eines Durchgangsloch-Gegentakt- und Gleichtaktfilters aufweist.
Eine weitere Ausführungsform
besteht aus einem Oberflächenmontagebauteilträger, der
eine Scheibe aus Isolationsmaterial mit wenigstens zwei Öffnungen
umfasst. Die Scheibe ist im Wesentlichen durch eine metallisierte
Massefläche
abgedeckt und enthält
wenigstens zwei leitende Felder, die die Öffnungen umgeben, und isolierende
Bänder,
die jedes leitende Feld umgeben. Die isolierenden Bänder trennen
die leitenden Felder von der metallisierten Massefläche und
isolieren diese elektrisch. Ein Oberflächenmontagebauteil, wie z.
B. ein Gegentakt- und Gleichtaktfilter, ist in Längsrichtung zwischen den zwei
leitenden Feldern positioniert und mit dem Träger operativ gekoppelt. Sobald
das Oberflächenmontagebauteil mit
dem Träger
gekoppelt ist, kann die Kombination entweder manuell oder durch
verschiedene Typen einer automatisierten Anlage gehandhabt werden, ohne
das Oberflächenmontagebauteil
mechanischen und physikalischen Beanspruchungen auszusetzen, die
normalerweise mit der Handhabung von Miniaturbauteilen einhergehen.
Der Träger
bietet ferner den zusätzlichen
Nutzen einer verbesserten Abschirmung vor elektromagnetischen Störungen und
einer Überspannungsableitung
aufgrund der Oberfläche der
metallisierten Massefläche.
-
Das
gleiche Konzept für
den obenbeschriebenen Träger
ist auch in mehrere alternative Ausführungsformen eingebaut worden,
entweder unabhängig,
eingebettet innerhalb elektronischer Verbinder oder für die Verwendung
mit elektrischen Motoren konfiguriert. Die Gesamtkonfiguration und
die elektrischen Eigenschaften der Konzepte, die den vorliegenden
Erfindungen zugrundeliegen, werden ebenfalls als eine Träger-und-Konditionier-Baugruppe
für eine
elektrische Schaltung beschrieben, die die Kombination aus Gegentakt-
und Gleichtaktfiltern und Bauteilträgern, die für solche Filter optimiert sind,
umfasst.
-
Dies
wird zusammen mit anderen Aufgaben und Vorteilen der vorliegenden
Erfindung beim Lesen der genauen Beschreibung und in Verbindung
mit den Zeichnungen und den Ansprüchen deutlicher.
-
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
-
1 ist
eine perspektivische Explosionsansicht eines Durchgangsloch-Gegentakt-
und Gleichtaktfilters, das mit einem Abschnitt des Durchgangsloch-Bauteilträgers der
vorliegenden Erfindung gekoppelt ist;
-
2 ist
eine Querschnittsseitenansicht eines einseitigen Oberflächenmontagebauteilträgers der
vorliegenden Erfindung;
-
3 ist
eine Draufsicht des in 2 gezeigten Oberflächenmontagebauteilträgers;
-
4 ist
eine Querschnittsseitenansicht eines doppelseitigen Oberflächenmontagebauteilträgers der
vorliegenden Erfindung;
-
5 ist
eine Draufsicht des in 4 gezeigten Oberflächenmontagebauteilträgers;
-
6 ist
eine Querschnittsseitenansicht einer alternativen Ausführungsform
eines einseitigen Oberflächenmontagebauteilträgers der
vorliegenden Erfindung;
-
7 ist
eine Draufsicht des in 6 gezeigten Oberflächenmontagebauteilträgers;
-
8 ist
eine Querschnittsseitenansicht einer alternativen Ausführungsform
eines doppelseitigen Oberflächenmontagebauteilträgers der
vorliegenden Erfindung;
-
9 ist
eine Draufsicht des in 8 gezeigten Oberflächenmontagebauteilträgers;
-
10A und 10B zeigen
Draufsichten eines Oberflächenmontagenbauteilträgers mit
und ohne Gegentakt- und Gleichtaktfilter, wie in 10C gezeigt ist, das am Bauteilträger befestigt
ist; 10D ist eine Draufsicht eines
Multioberflächenmontage-Bauteilträgers mit
Gegentakt- und Gleichtaktfiltern;
-
11A ist eine Draufsicht eines Multioberflächenmontage-Bauteilträgers mit
und ohne Gegentakt- und Gleichtaktfiltern, die mit dem Bauteilträger gekoppelt
sind, wobei der Bauteilträger
für die
Verwendung in einer D-Sub-Verbinderanordnung optimiert ist; 11B ist eine Querschnittsseitenansicht des Bauteilträgers längs der
Linien A-A; und 11C ist eine Querschnittsseitenansicht
des Bauteilträgers längs der
Linien B-B;
-
12A ist eine Draufsicht eines Oberflächenmontagebauteilträgers mit
einem Gegentakt- und Gleichtaktstreifenfilter, teilweise mit dem
Bauteilträger
gekoppelt gezeigt, wobei der Bauteilträger für die Verwendung in einer RJ
45-Verbinderanordnung optimiert ist; 12B ist
eine Bodenansicht des in 12A gezeigten
Bauteilträgers;
und 12C ist eine Querschnittsseitenansicht
des in 12A gezeigten Bauteilträgers längs der
Linien A-A;
-
13A ist eine Draufsicht eines alternativen Oberflächenmontagebauteilträgers, wobei
der Bauteilträger
für die
Verwendung in einer RJ 45-Verbinderanordnung optimiert ist; 13B ist eine Bodenansicht des in 13A gezeigten Bauteilträgers; und 13C ist eine Querschnittsseitenansicht des in 13A gezeigten Bauteilträgers längs der Linien A-A;
-
14 ist eine Draufsicht eines Multioberflächenmontage-Bauteilprototypträgers; 14B ist eine Querschnittsseitenansicht des in 14A gezeigten Bauteilträgers längs der Linien A-A; 14C ist eine Querschnittsseitenansicht des in 14A gezeigten Bauteilträgers längs der Linien B-B; und 14D ist eine Bodenansicht des in 14A gezeigten Bauteilträgers;
-
15 ist
eine perspektivische Ansicht eines Bauteilträgers der vorliegenden Erfindung;
-
16 ist
eine Draufsicht des in 15 gezeigten Bauteilträgers;
-
17 ist
eine perspektivische Ansicht einer Standardverbinderhülle;
-
18 ist
eine perspektivische Explosionsansicht des Verbinderträgers der
vorliegenden Erfindung in operativer Kooperation mit einer Standardverbinderhülle und
einem Mehrfachleiter-Gegentakt- und Gleichtaktfilter;
-
19 ist
eine perspektivische Teilansicht einer weiteren Ausführungsform
eines Verbinder-Oberflächenmontage-Gegentakt-
und Gleichtaktfilterträgers
der vorliegenden Erfindung;
-
20 ist
eine Teildraufsicht des in 19 gezeigten
Verbinder-Oberflächenmontage-Gegentakt-
und Gleichtaktträgers;
-
21 ist eine Draufsicht eines Zugentlastungsträgers; 21B ist eine Querschnittsseitenansicht des in 21A gezeigten Zugentlastungsträgers längs der Linien A-A; 21C ist eine Querschnittsseitenansicht des in 21A gezeigten Zugentlastungsträgers längs der Linien B-B; 21D ist eine Draufsicht des in 21A gezeigten Zugentlastungsträgers, die Strukturfaltlinien
zeigt; und 21E ist eine Querschnittsseitenansicht
des in 21D gezeigten Zugentlastungsträgers längs der Linien
A-A, der eine Halterung zum Aufnehmen des Zugentlastungsträgers und
des innerhalb des Zugentlastungsträgers montierten Gegentakt-
und Gleichtaktfilters enthält;
-
22A ist eine Seitenansicht eines Massebandträgers; 22B ist eine perspektivische Ansicht des Massebandträgers, der
ein Gegentakt- und Gleichtaktfilter enthält; 22C ist
eine Seitenansicht eines nicht beanspruchten Beispiels des Massebandträgers; und 22D ist ein perspektivische Ansicht des in 22C gezeigten Massebandträgers, der ein Gegentakt- und
Gleichtaktfilter enthält;
-
23 ist
eine Querschnittsseitenansicht des in den 22A–D gezeigten
Massebandträgers in
operativer Verbindung mit einem Elektromotor;
-
24A ist eine Draufsicht eines Motorfilterträgers; 24B ist eine Querschnittsseitenansicht des in 24A gezeigten Motorfilterträgers; und 24C ist eine Bodenansicht des in den 24A und 24B gezeigten
Motorfilterträgers;
-
25A ist eine Bodenansicht eines weiteren nicht
beanspruchten Beispiels des Motorfilterträgers; 25B ist
eine Querschnittsseitenansicht des in 25A gezeigten
Motorfilterträgers
längs der
Linien B-B; 25C ist eine Draufsicht des
in den 25A und 25B gezeigten
Motorfilterträgers; und 25D ist eine Querschnittsseitenansicht des in 25C gezeigten Motorfilterträgers längs der Linien A-A;
-
26A ist eine Draufsicht eines weiteren Beispiels
des Motorfilterträgers,
das mehrere Schichten umfasst; 26B ist
eine Seitenansicht des in 26A gezeigten
Motorfilterträgers; 26C ist eine Bodenansicht des in 26A gezeigten Motorfilterträgers; 26D ist
eine Querschnittsseitenansicht des in 26C gezeigten
Motorfilterträgers längs der
Linien B-B; 26E ist eine Draufsicht einer
Zwischenschicht des in 26A gezeigten
Motorfilterträgers;
und 26F ist eine Querschnittsseitenansicht
des in 26E gezeigten Motorfilterträgers längs der
Linien C-C;
-
27A ist eine Draufsicht einer Träger-und-Konditionier-Baugruppe
für eine
elektrische Schaltung der vorliegenden Erfindung; und 27B ist eine Seitenansicht der in 27A gezeigten Träger-und-Konditionier-Baugruppe
für eine
elektrische Schaltung; und
-
28A ist eine Draufsicht einer Träger-und-Konditionier-Baugruppe
für eine
elektrische Schaltung, die auf einen Kristallbasisabschnitt eines Kristallbauteils
angewendet ist; 28B ist eine Seitenansicht der
Träger-und-Konditionier-Baugruppe für eine elektrische
Schaltung, die auf einen Kristallbasisabschnitt eines Kristallbauteils
angewendet ist, wie in 28A gezeigt; 28C ist eine Vorderansicht der Träger-und-Konditionier-Baugruppe
für eine elektrische
Schaltung, die in einer in 28B gezeigten
Kristallbauteilanwendung mit einer Metallumhüllung umhüllt ist; und 28D ist eine Seitenansicht der Träger-und-Konditionier-Baugruppe
für eine
elektrische Schaltung, die in einer in 28C gezeigten Kristallbauteilanwendung
eingeschlossen ist.
-
Genaue Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
-
1 zeigt
die vorliegende Erfindung in ihrer einfachsten Form. Der Bauteilträger 132 ist
mit einem Gegentakt- und Gleichtaktfilter 130 gekoppelt
gezeigt, das Durchgangsloch-Anschlussdrähte 140 für die elektrische
Verbindung mit dem Träger 132 aufweist.
Das Gegentakt- und Gleichtaktfilter 130 ist in den Anmeldungen
mit den laufenden Nr. 08/841.940; 09/008.769 und 09/056.379 offenbart.
Der Aufbau des Gegentakt- und Gleichtaktfilters 130 wird
im Folgenden kurz beschrieben. Das Filter 130 umfasst eine
erste Elektrode 136 und eine zweite Elektrode 138,
die durch mehrere Masseschichten 134 voneinander getrennt
und von diesem elektrisch isoliert sind. Die besondere Architektur
erzeugt einen Leitung-zu-Leitung-Kondensator und zwei Leitung-zu-Masse-Kondensatoren,
die für
eine Gegentakt- und Gleichtaktfilterung und Entkopplung sorgen.
-
Da
das Filter 130 ein etwas zerbrechliches Bauteil ist, bietet
der Bauteilträger 132 eine
physikalische Unterstützung,
mit der das Filter 130 elektrisch gekoppelt ist. Die ersten
und zweiten Elektroden 136 und 138 weisen jeweils
leitende Anschlussdrähte 140 auf,
die in Öffnungen 148 von
leitenden Feldern 144 eingesetzt sind. Jedes leitende Feld 144 ist
von der leitenden Oberfläche 142 des
Bauteilträgers 132 durch
isolierende Bänder 146 elektrisch
isoliert. Der Bauteilträger 132 sorgt
nicht nur für
eine zusätzliche physikalische
Festigkeit für
das Gegentakt- und Gleichtaktfilter 130, sondern dient
auch als Masseabschirmung, die die elektrischen Eigenschaften des Filters 130 wesentlich
verbessert. Wenn das Filter 130 in geeigneter Weise mit
dem Träger 132 gekoppelt
ist, sind die mehreren Masseschichten 134 miteinander elektrisch
gekoppelt und dann mit der leitenden Oberfläche 142 durch irgendeine
Anzahl von Einrichtungen gekoppelt, die Fachleuten bekannt sind.
Ein gewöhnliches
Mittel der elektrischen Kopplung ist die Verwendung von Lotpunkten 150,
die Abschnitte der Masseschichten 134 mit der leitenden Oberfläche 142 verbinden.
Ein Vorteil der relativ großen
leitenden Oberfläche 142 des
Bauteilträgers 132 besteht
darin, dass dann, wenn Risse 152 oder elektrische Öffnungen
auf der leitenden Oberfläche 142 gebildet
werden, ihre Abschirmungswirkung nicht verloren geht.
-
Eine
spezifischere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die in 2 gezeigt
ist, ist ein Oberflächenmontagebauteilträger 10 zum
Halten eines keramischen elektrischen Planaroberflächenmontagebauteils,
wie z. B. eines Gegentakt- und Gleichtaktfilters, wie in den Anmeldungen
mit den laufenden Nrn. 08/841.940; 09/008.769 und 09/056.379 offenbart
ist. Der Träger 10 ist
eine Scheibe, die aus einem Isolator 14, wie z. B. einer
Keramik, mit wenigstens zwei Öffnungen 18 besteht.
Der Isolator 14 ist mit einer leitenden metallisierten
Massefläche 16 abgedeckt,
wobei wenigstens zwei leitende Felder 24 die Öffnungen 18 umgeben
und isolierende Bänder 22 jedes
leitende Feld 24 umgeben. In der gesamten Beschreibung
kann der "Isolator" oder das "Isolationsmaterial" auch als "Planarisolator" bezeichnet werden.
Die isolierenden Bänder 22 trennen die
leitenden Felder 24 von der metallisierten Massefläche 16 und
isolieren sie elektrisch. In der Draufsicht des Trägers 10,
wie in 3 gezeigt ist, ist die bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung kreisförmig
mit quadratischen isolierenden Bändern 22,
die teilweise abgerundete leitende Felder 24 umgeben. Der
Träger 10 und
seine verschiedenen Elemente können
in vielen unterschiedlichen Formen ausgebildet werden, wobei der
Anmelder nicht beabsichtigt, den Umfang der Erfindung auf bestimmte
in den Zeichnungen gezeigte Formen zu beschränken.
-
Wie
in 2 gezeigt ist, weckt in der bevorzugten Ausführungsform
die metallisierte Massefläche 16 einen
wesentlichen Abschnitt der Oberseite und der Seiten des Trägers 10 ab.
Eine Durchgangslochmetallisierung 20 deckt die Innenwände der Öffnung 18 ab
und verbindet das entsprechende leitende Feld 24 elektrisch.
Die Durchgangslochmetallisierung 20 bietet eine größere Oberfläche für die elektrische
Kopplung von Leitern 34 mit den leitenden Feldern 24,
wenn die Leiter 34 durch Öffnungen 18 geführt sind.
Die Konfiguration der metallisierten Massefläche 16, der isolierenden
Bänder 22 und
der leitenden Felder 24 bietet die nötigen Kontakte für die Verbindung
eines Oberflächenmontagebauteils,
wie z. B. des Gegentakt- und Gleichtaktfilters 12, mit
der oberen Oberfläche
des Trägers 10,
was wiederum für die
elektrische Verbindung zwischen den Leitern 34 und dem
Oberflächenmontagebauteil 12 sorgt.
Die betreffenden Oberflächenmontagebauteile,
wie z. B. das Gegentakt- und Gleichtaktfilter 12, sind
in Standard-Oberflächenmontageeinheiten
vorgesehen, die eine Anzahl von Lötanschlüssen für die elektrische Kopplung
der Vorrichtung mit einer externen Schaltung oder in diesem Fall
einem Träger 10 enthalten. Das
Filter 12 enthält
ein erstes Differentialelektrodenband 28 und ein zweites
Differentialelektrodenband 30, die sich von einem Ende
des Filters 12 ausgehend erstrecken. Von der Mitte des
Filters 12 ausgehend erstrecken sich wenigstens ein und
typischerweise zwei gemeinsame Masseleitungsbänder 26. Ein isoliertes
Außengehäuse 32 isoliert
die ersten und zweiten Differentialelektrodenbänder 28 und 30 und
die gemeinsamen Masseleitungsbänder 26 elektrisch
voneinander. Eine Draufsicht einer Standardoberflächenmontagevorrichtung,
wie eben beschrieben worden ist, ist in 20 als
Gegentakt- und Gleichtaktfilter 104 gezeigt. Das Filter 104 umfasst ein
erstes Differentialleitungsband 116, ein zweites Differentialleitungsband 118 und
zwei gemeinsame Masseleitungsbänder 120.
Das isolierte Außengehäuse 122 trennt
und isoliert jeweils die verschiedenen leitenden Bänder elektrisch
voneinander.
-
2 zeigt
ein Filter 12, das auf der oberen Oberfläche des
Trägers 10 angeordnet
ist, so dass die gemeinsamen Masseleitungsbänder 26 mit dem Abschnitt
der metallisierten Massefläche 16 in
Kontakt kommen, die die beiden isolierenden Bänder 22 voneinander
trennt. Dies wird bewerkstelligt durch Positionieren des Gegentakt-
und Gleichtaktfilters 12 in Längsrichtung zwischen den zwei
leitenden Feldern 24, so dass das erste Differentialelektrodenband 28 mit
einem der zwei leitenden Felder 24 in Kontakt ist und das
zweite Differentialelektrodenband 30 mit dem anderen leitenden
Feld 24 in Kontakt kommt. Sobald das Filter 12 positioniert
worden ist, ist standardmäßig das
isolierte Außengehäuse 32 des
Filters 12 auf Abschnitte der isolierenden Bänder 22 ausgerichtet,
um somit eine elektrische Isolation zwischen den verschiedenen leitenden
Bändern
und Elektrodenbändern
des Filters 12 aufrechtzuerhalten. Die ersten und zweiten
Differential leitungsbänder 28 und 30 und
das gemeinsame Masseleitungsband 26 bestehen aus Lötanschlüssen, die
in typischen Oberflächenmontagevorrichtungen
zu finden sind. Sobald das Filter 12 auf dem Träger 10 positioniert
worden ist, werden Standardaufschmelzlötverfahren verwendet, die die
Lötanschlüsse zum
Aufschmelzen veranlassen, um somit das Filter 12 mit dem
Träger 10 elektrisch
und physikalisch zu verbinden. Gebräuchliche Aufschmelzlötverfahren,
die verwendet werden können,
umfassen Infrarotstrahlung (IR), Dampfphasen- und Heißluftöfen, oder
irgendwelche anderen Mittel, die verwendet werden können, um
das Lot ausreichend erhöhten
Temperaturen auszusetzen. Sobald das Gegentakt- und Gleichtaktoberflächenmontagefilter 12 mit
dem Träger 10 gekoppelt
ist, kann die Kombination aus den zwei Teilen entweder manuell oder über verschiedene
Typen einer automatischen Anlage gehandhabt werden, ohne das Filter 12 mechanischen
und physikalischen Beanspruchungen auszusetzen, die normalerweise
mit der Handhabung empfindlicher Miniaturelektronikbauteile einhergehen.
-
Sobald
das Filter 12 mit dem Träger 10 gekoppelt ist,
ist es über
Leiter 34, die aus Drahtleitern oder Stücken eines flexiblen Drahtes
bestehen können,
mit der externen Schaltung elektrisch verbunden. Sobald die Leiter 34 durch
die Öffnungen 18 geführt worden
sind, werden sie mit den leitenden Feldern 24 innerhalb
der Öffnungen 18 verlötet. Die Durchgangslochmetallisierung 20 erlaubt
dem auf die leitenden Felder 24 und die Leiter 34 aufgebrachten
Lot in die Öffnungen 18 zu
fließen,
um somit an der Durchgangslochmetallisierung zu haften. Der Bauteilträger 10 reduziert
die mechanischen und physikalischen Beanspruchungen, wie z. B. Stöße, Schwingungen
und verschiedene thermische Bedingungen, denen das Filter 12 ansonsten
ausgesetzt wäre,
und bietet eine vollständige
Masseabschirmung für
das Filter 12. Da der Träger 10 eine größere Oberfläche als
das Filter 12 aufweist und ein wesentlicher Teil dieser
Oberfläche
durch die metallisierte Massefläche 16 abgedeckt
ist, dient der Träger 10 als Masseabschirmung,
die elektromagnetische Störungen
und Überspannungen
absorbiert und ableitet. Diese zusätzlichen Vorteile verbessern
die gesamte funktionale Leistungsfähigkeit und die Eigenschaften des
Filters 12.
-
Die 4 und 5 zeigen
eine weitere alternative Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die ein doppelseitiger Träger 40 ist.
Der Träger 40 ist
identisch mit dem Träger 10,
wie in 2 gezeigt ist, mit der Ausnahme, dass der Träger 40 doppelseitig
ist und eine Bodenoberfläche
aufweist, die im Wesentlichen mit der oberen Oberfläche identisch ist.
Diese Konfiguration erlaubt, zwei Gegentakt- und Gleichtaktoberflächenmontagefilter 12a und 12b auf den
oberen und unteren Oberflächen
des Trägers 40 zu
montieren. Wie in 4 gezeigt ist, bedeckt die metallisierte
Massefläche 16 die
wesentlichen Teile der oberen, seitlichen und unteren Seiten des
Trägers 10,
was für
eine größere Gesamtoberfläche sorgt.
Die vergrößerte Oberfläche der
metallisierten Massefläche 16 bewirkt
bessere Abschirmungseigenschaften im Träger 40, die elektromagnetische Störungen absorbieren
und ableiten. Außerdem
enthalten sowohl die Oberseite als auch die Unterseite des Trägers 40 entsprechende
leitende Felder 24, die über Durchgangslochmetallisierungen 20,
die die Innenwände
der Öffnungen 18 bedeckt,
elektrisch miteinander verbunden sind.
-
Der
doppelseitige Träger 40 ist
ferner insofern vorteilhaft, als er die Flexibilität erlaubt,
die erforderlich ist, um die Schutzanforderungen gegen elektromagnetische
Störungen
(EMI) und Überspannungen
zu erfüllen,
gleichzeitig durch Integration der verschiedenen Oberflächenmontagebauteile
auf demselben Trägersubstrat.
Als Beispiel kann ein Gegentakt- und Gleichtaktfilter, wie vorher
beschrieben worden ist, mit der Oberseite des Trägers 40 gekoppelt sein,
während
eine MOV-Vorrichtung mit der Unterseite des Trägers 40 gekoppelt
sein kann, wodurch effektiv das Filter und die MOV-Vorrichtungen
parallel platziert sind, um einen EMI- und Überspannungsschutz in einer
kompakten, haltbaren Einheit bereitzustellen. Da der Träger 40 eine
starre Basis bietet, um verschiedene elektronische Oberflächenmontagebauteile
zu halten, werden die Bauteile selbst geringeren physikalischen
Beanspruchungen aufgrund der Fertigungsprozesse unterworfen, was
wiederum die Ausbeuten erhöht
und die Fertigungskosten senkt.
-
5 zeigt
eine modifizierte Konfiguration der metallisierten Massefläche 16,
der leitenden Felder 24 und der isolierenden Bänder 22.
In dieser alternativen Ausführungsform
wurden die isolierenden Bänder 22 wesentlich
vergrößert, so
dass die Oberfläche
des Trägers 40 durch
die Isolation gegenüberliegend
einer metallisierten Massefläche
im Wesentlichen abgedeckt ist. Diese Konfiguration kann verwendet
werden, wenn verringerte Abschirmungseigenschaften gewünscht sind,
oder die spezielle Wechselwirkung zwischen dem Träger 40 und
dem Oberflächenmontagebauteil
genau kontrolliert werden muss. Ein Beispiel dafür ist, wenn parasitäre Kapazitätswerte
unter einem bestimmten Niveau gehalten werden müssen. Es ist zu beachten, dass
die besonderen Formen der isolierenden Bänder 22, wie in 5 gezeigt,
nicht notwendig sind. Alles, was erforderlich ist, ist, dass die
von der metallisierten Massefläche 16 abgedeckte
Oberfläche
variiert werden kann, wodurch wiederum die elektrischen Eigenschaften
des doppelseitigen Trägers 40 variiert
werden. Ferner ist zu beachten, dass das in 3 gezeigte
Oberflächenmuster
mit dem in 4 gezeigten doppelseitigen Träger 40 verwendet
werden kann, oder das in 5 gezeigte Oberflächenmuster ebenso
einfach mit dem in 2 gezeigten Träger 20 verwendet
werden kann. Um eine weitere Kontrolle der elektrischen Eigenschaften
des doppelseitigen Trägers 40 zu
erhalten, kann eine Oberfläche
wie in 5 gezeigt konfiguriert sein, während die andere Oberfläche, entweder
die Oberseite oder die Unterseite, wie in 3 gezeigt
konfiguriert sein kann. Das Ändern
der oberen und unteren Oberflächenmuster des
doppelseitigen Trägers 40 in
Abhängigkeit
von den Typen der Oberflächenmontagebauteile,
die mit dem Träger 40 gekoppelt
sind, erlaubt das Erzielen optimaler elektrischer Eigenschaften
nach Bedarf.
-
Die 6 bis 9 zeigen
weitere alternative Ausführungsformen
der in den 2 bis 5 gezeigten
einseitigen und doppelseitigen Träger. Wie in 6 gezeigt
ist, ist der einseitige Träger 50 dem Träger 10 der 2 ähnlich,
mit der Ausnahme, dass der Träger 50 einen
leitenden Kern 38 enthält,
der innerhalb des Isolators 14 eingebettet ist, der mit
der metallisierten Massefläche 16 elektrisch
gekoppelt ist. Wie in den 6 und 7 gezeigt
ist, liegt der leitende Kern 38 an der metallisierten Massefläche 16 längs der
Seiten des Trägers 50 an
und kommt mit dieser in Kontakt. Ein Kontaktloch (Via) 36 ist
innerhalb der Mitte des Trägers 50 angeordnet
und sorgt für
eine zusätzliche
elektrische Verbindung zwischen der metallisierten Massefläche 16,
die die Oberseite des Trägers 50 abdeckt,
und dem leitenden Kern 38. Das Kontaktloch 36 ist
eine kleine Öffnung,
die in der Oberseite des Trägers 50 ausgebildet
ist und durch den Isolator 14 führt und mit dem leitenden Kern 38 in
Kontakt kommt. Obwohl nicht gezeigt, enthält das Kontaktloch 36 eine
Durchgangslochmetallisierung, die den leitenden Kern 38 und
die metallisierte Massefläche 16 elektrisch
verbindet. 7 zeigt die Oberflächenkonfiguration
für den
Träger 50,
die identisch mit derjenigen in 5 ist, wobei
das Kontaktloch 36 hinzu gefügt ist. Wie vorher beschrieben
worden ist, kann die Oberflächenkonfiguration
des Trägers 50 variieren.
Zum Beispiel kann die Oberflächenkonfiguration ähnlich derjenigen
sein, die in 3 gezeigt ist, wobei das innerhalb
ihrer Mitte angeordnete Kontaktloch 36 hinzugefügt ist.
Der Vorteil des Einbettens eines leitenden Kerns 38 innerhalb des
Isolators 14 und des elektrischen Verbindens des leitenden
Kerns 38 mit der metallischen Massefläche 16 besteht darin,
dass eine größere Oberfläche zum Absorbieren
und Ableiten elektromagnetischer Störungen und Überspannungen bereitgestellt
wird, ohne die Gesamtabmessungen des Trägers 50 zu erhöhen.
-
Die 8 und 9 offenbaren
eine weitere alternative Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung in Form eines doppelseitigen Trägers 60.
Der Träger 60 ist
identisch mit dem Träger 50,
wie in den 6 und 7 gezeigt,
mit der Ausnahme, dass er doppelseitig ist, wie die in 4 gezeigte
Ausführungsform,
wobei das Kontaktloch 36 hinzugefügt ist, das durch den Boden
des Trägers 60 führt und
die metallisierte Massefläche 16 längs des
Bodens des Trägers 60 mit
dem leitenden Kern 38 elektrisch verbindet. Diese Ausführungsform
bietet eine Masse mit einer erhöhten
Oberfläche
für beide
Oberflächenmontage-Gegentakt-
und Gleichtaktfilterkomponenten 12a und 12b, die
mit der Oberseite und mit der Unterseite des doppelseitigen Trägers 60 verbunden sind.
-
Die 10A und 10B zeigen
eine weitere Ausführungsform
der in den 2 9 gezeigten Bauteilträger, die
so konfiguriert ist, dass sie Einzel- und Mehrfachoberflächenmontagebauteile
annimmt, sowie speziellere Oberflächenmontage-Gegentakt- und
Gleichtaktfilter. Wie in den zahlreichen bereits beschriebenen Ausführungsformen
ist der parallele Bauteilträger 160 eine
Platte oder Scheibe, die aus Isolationsmaterial 14, wie
z. B. Keramik, mit wenigstens zwei Öffnungen 18 besteht.
Das Isolationsmaterial 14, auch gewöhnlich als Planarisolator bezeichnet,
ist durch die leitende Massefläche 16,
wenigstens zwei leitende Felder 24, die die Öffnungen 18 umgeben,
und isolierende Bänder 22,
die jedes leitende Feld 24 umgeben, abgedeckt. Die isolierenden Bänder 22 trennen
und isolieren die leitenden Felder 24 von der leitenden
Massefläche 16.
Der Hauptunterschied zwischen dem Parallelbauträger 160 und den Oberflächenmontagebauteilträgern, die
vorher beschrieben worden sind, ist die Anordnung der Leiterbahnen 156,
die von den leitenden Feldern 24 ausgehen. Jedes leitende
Feld 24 enthält
zwei Leiterbahnen 156, die von einer Seite des leitenden
Feldes 24 in einem im Allgemeinen Y-förmigen Muster ausgehen, um
somit die jeweiligen Leiterbahnen 156 voneinander zu trennen.
Die Y-förmigen
Muster der Leiterbahnen 156 sind auf dem Parallelbauteilträger 160 so
angeordnet, dass das distale Ende jeder Leiterbahn 156 auf
das distale Ende einer gegenüberliegenden
Leiterbahn 156 ausgerichtet ist, die sich jeweils ausgehend
von gegenüberliegenden
leitenden Feldern 24 erstrecken. In der Ausführungsform
des Parallelbauträgers 160 umgeben
die isolierenden Bänder 22 nicht
nur die leitenden Felder 24, sondern auch die davon ausgehenden
Leiterbahnen 156 jedes leitenden Feldes 24, um
somit die leitenden Träger 24 und
ihre zugehörigen
Leiterbahnen 156 von der leitenden Massefläche 16 elektrisch
zu isolieren.
-
Obwohl
nicht erforderlich, ist die leitende Massefläche 16 so konfiguriert,
dass sie eine möglichst
große
Fläche
auf dem Isolationsmaterial 14 abdeckt, um für eine maximale
elektrische Abschirmung innerhalb eines vorgegebenen Bereiches zu sorgen.
Aufgrund der Y-Konfiguration der Leiterbahnen 156 umfasst
die leitende Massefläche 16 in
der bevorzugten Ausführungsform
einen großen
rechteckigen Abschnitt zwischen gegenüberliegenden Y-Konfigurationen
der Leiterbahnen 156 mit kleineren Abschnitten der leitenden
Massefläche 16,
die sich zwischen den distalen Enden der gegenüberliegenden Leiterbahnen 156 erstrecken.
-
10B zeigt einen Parallelbauteilträger 160 mit
daran gekoppeltem Gegentakt- und
Gleichtaktfilter 500, wie in 10C gezeigt
ist. Das Oberflächenmontage-Gegentakt- und Gleichtaktfilter 500 ist mit
seinen ersten Differentialelektrodenbändern 28 mit dem distalen
Ende einer Leiterbahn 156 gekoppelt, seinen zweiten Differentialelektrodenbändern 30 mit
den distalen Enden der gegenüberliegenden Leiterbahn 156 gekoppelt,
und mit seinen gemeinsamen Masseleitungsbändern 26 mit dem Abschnitt
der leitenden Massefläche 16 elektrisch
gekoppelt, der die distalen Enden der gegenüberliegenden Leiterbahnen 156 trennt.
Die elektrische Kopplung der verschiedenen Elektroden des Gegentakt-
und Gleichtaktfilters 500 wird über verschiedene Mittel erreicht, die
im Stand der Technik wohlbekannt sind, einschließlich Löten, jedoch nicht hierauf beschränkt. Im Betrieb
nimmt der Bauteilträger 160 (nicht
gezeigte) elektrische Leiter innerhalb der Öffnungen 18 auf, die dann
mittels Löten
oder anderer Verfahren mit den leitenden Flächen 24 elektrisch
gekoppelt werden.
-
Die
mehreren ersten und zweiten Elektrodenbänder 28 und 30 des
Gegentakt- und Gleichtaktfilters 500 sind durch gemeinsame
Masseelektrodenbänder 26 getrennt
und auf dem Parallelbauträger 160 montiert.
Diese Konfiguration bietet eine verbesserte Filterungs- und Entkopplungsleistung,
was zu einer weiteren Reduktion der äquivalenten Serieninduktivität (ESL)
und des äquivalenten
Serienwiderstands (ESR) führt.
Die verflochtene Anordnung der ersten und zweiten Elektrodenbänder 28 und 30 und der
gemeinsamen Masseelektrodenbänder 26 optimiert
die Ladung des Gegentakt- und Gleichtaktfilters und Entkopplers 500.
-
10D zeigt einen Parallelbauteilträger 160 mit
zwei daran gekoppelten Gegentakt- und Gleichtaktfiltern 12.
Jeder Oberflächenmontage-Gegentakt-
und Gleichtaktfilter 12 ist mit seinem ersten Differentialelektrodenband 28 mit
dem distalen Ende einer Leiterbahn 156 gekoppelt, mit seinem
zweiten Differentialelektrodenband 30 mit dem distalen
Ende der gegenüberliegenden
Leiterbahn 156 elektrisch gekoppelt, und mit seinen gemeinsamen
Masseleitungsbändern 26 mit
dem Abschnitt der leitenden Massefläche 16 elektrisch
gekoppelt, der die distalen Enden der gegenüberliegenden Leiterbahnen 156 trennt.
Die elektrische Kopplung der verschiedenen Bänder des Gegentakt- und Gleichtaktfilters 12 wird über wohl
bekannte Mittel erreicht, die im Stand der Technik wohlbekannt sind,
einschließlich
Löten,
jedoch nicht hierauf beschränkt.
Im Betrieb nimmt der Parallelbauteilträger 160 (nicht gezeigte)
elektrische Leiter innerhalb der Öffnungen 18 auf, die
dann durch Löten
oder andere Verfahren mit den leitenden Feldern 24 elektrisch
gekoppelt werden.
-
Die
Konfiguration des Parallelbauteilträgers 160 sorgt für eine elektrische
Kopplung zwischen jedem elektrischen Leiter (nicht gezeigt), der
innerhalb der Öffnung 18 angeordnet
ist, und den entsprechenden ersten und zweiten Differenzialelektrodenbändern 28 und 30 des
Gegentakt- und Gleichtaktfilters 12, um somit eine Kopplung
der elektrischen Leiter mit zwei parallel verbundenen Gegentakt-
und Gleichtaktfiltern 12 zu bewirken. Die parallelen Gegentakt-
und Gleichtaktfilter 12 bieten eine Leitung-zu-Leitung- und Leitung-zu-Masse-Filterung
für die
elektrischen Leiter aufgrund ihrer internen Architektur, die für ein inhärente Masse
auch bei Abwesenheit einer leitenden Massefläche 16 sorgt. Sobald die
gemeinsamen Masseleitungsbänder 26 jedes
Filters 12 mit der leitenden Massefläche 16 elektrisch verbunden
sind, nehmen die inhärenten
Masseeigenschaften des Filters 12 aufgrund der erweiterten leitenden
Oberfläche
erheblich zu, was die elektrischen Eigenschaften beider Filter 12 verbessert.
Obwohl nicht gezeigt, ist klar, dass der Parallelbauteilträger 160 auch
als doppelseitiger Bauteilträger
konfiguriert werden kann, wie in 4 offenbart
ist, um somit zu erlauben, vier Gegentakt- und Gleichtaktfilter 12 aufzunehmen,
im Gegensatz zu nur zwei solchen Filtern, wie in 10D gezeigt ist. Ferner ist klar, dass die Erfindung
weder auf zwei noch auf vier Gegentakt- und Gleichtaktfilter 12 beschränkt ist.
Es können
mehrere Filter 12 auf jeder Seite des Parallelbauteilträgers 160 in
einer Anordnung ähnlich
derjenigen angeordnet sein, die beschrieben worden ist, wobei die
einzige Einschränkung
der verfügbare
physikalische Raum ist, der durch die Größe des Parallelbauteilträgers 160 vorgegeben
ist. Es ist ferner klar, dass irgendwelche Änderungen des Parallelbauteilträgers 160 auch
einen leitenden Kern enthalten können,
der über
Kontaktlöcher
mit der leitenden Massefläche 16 verbunden
ist, ähnlich
der Anordnung, die in 8 gezeigt und vorher beschrieben worden
ist. Eine solche Anordnung, die einen inneren leitenden Kern enthält, bietet
eine noch größere Oberfläche für die leitende
Massefläche,
was die elektrische Abschirmung und die gesamten Leistungseigenschaften
der Gegentakt- und Gleichtaktfilter 12, die mit dem Parallelbauteilträger 160 gekoppelt
sind, weiter erhöht.
-
Die 11–14 zeigen weitere alternative Ausführungsformen
von Bauteilträgern
der vorliegenden Erfindung, die mehrere Gegentakt- und Gleichtaktfilter 12 aufnehmen,
für die
Verwendung in Verbinder- und Prototypanordnungen. In 11A ist ein Multi-Chip-Bauteilträger 170 gezeigt, der
für die
Verwendung in elektrischen Verbindern, wie z. B. D-Sub-Verbindern,
konfiguriert ist. Wie in vorangehenden Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung ist der Multi-Chip-Bauteilträger 170 auf isolierendem
Material 172 aufgebaut. Ein Großteil der Oberfläche des
Bauteilträgers 170 besteht
aus isolierendem Material 172. Die 11B und 11C, die Querschnitte des Bauteilträgers 170 offenbaren,
zeigen, dass die Masseschicht 174 innerhalb des Isolationsmaterials 172 eingebettet
ist und sich über
den Großteil
der Fläche
des Bauteilträgers 170 erstreckt. Die
Masse schicht 174 ist leitend und besteht typischerweise
aus metallischem Material, obwohl ein beliebiger Typ von leitenden
Material eingesetzt werden kann. Zusätzlich zur Masseschicht 174,
die innerhalb des Bauteilträgers 170 eingebettet
ist, enthalten auch die Umfangskanten des Bauteilträgers 170 leitende
Oberflächen 176,
die mit der Masseschicht 174 elektrisch gekoppelt sind.
Die interne Masseschicht 174 des Bauteilteilträgers 170 ist
ferner mit mehreren Kontaktlöchern 182 elektrisch
verbunden, die sich bis zu den leitenden Feldern 180 erstrecken,
die auf der Oberfläche
des Bauteilträgers 170 ausgebildet
sind. Wie im Stand der Technik wohlbekannt ist, enthalten die Kontaktlöcher 182 eine
leitende Metallisierung, die die leitenden Felder 180 mit der
Masseschicht 174 elektrisch verbindet, welche wiederum
mit den Umfangsleiterflächen 176 elektrisch
gekoppelt ist. Ferner sind im Bauteilträger 170 mehrere Durchführungsöffnungen 178 ausgebildet, die
von der internen Masseschicht 174 durch eine Isolation 188 elektrisch
isoliert sind. Um die verschiedenen Durchführungsöffnungen 178 sind
erste und zweite Elektrodenfelder 184 und 186 ausgebildet.
Jedes erste Elektrodenfeld 184 ist in einer vorgegebenen
Position bezüglich
eines entsprechenden zweiten Elektrodenfeldes 186 ausgebildet,
wobei die Kombination aus ersten und zweiten Elektrodenfeldern 184 und 186 ein
dazwischen angeordnetes Kontaktloch 182 enthält.
-
Wie
in 11A gezeigt ist, sind mehrere Gegentakt- und Gleichtaktfilter 12 zwischen
den ersten und zweiten Elektrodenfeldern 184 und 186 in
einer Längsausrichtung
angeordnet, so dass das erste Differenzialelektrodenband 28 mit
dem ersten Elektrodenfeld 184 in Kontakt kommt und das
zweite Differenzialelektrodenband 30 mit dem zweiten Elektrodenfeld 186 in
Kontakt kommt. Die Kontaktlöcher 182 sind
zwischen den ersten und zweiten Elektrodenfeldern 184 und 186 angeordnet,
so dass die leitenden Felder 180 der Kontaktlöcher 182 mit
den gemeinsamen Masseleitungsbändern 26 der
Gegentakt- und Gleichtaktfilter 12 in Kontakt kommen. Die
verschiedenen leitenden Bänder
jedes Filters 12 sind mit ihren jeweiligen leitenden Feldern über Löten oder
andere wohlbekannte Mittel physikalisch und elektrisch verbunden.
Im Betrieb wird der Multi-Chip-Bauteilträger 170 über (nicht
gezeigten) Steckstiften, die Standard-D-Sub-Verbinderanordnungen zugeordnet sind, platziert
und nimmt diese innerhalb seiner mehreren Durchführungsöffnungen 178 auf.
Die mehreren Stifte werden anschließend mit den mehreren ersten
und zweiten Elektrodenfeldern 184 und 186 über Standardmittel elektrisch
gekoppelt. In alternativen Ausführungsformen
sind die Durchführungsöffnungen 178 mit
einer leitenden Oberfläche
metallisiert, die mit ihren zugehörigen ersten oder zweiten Elektrodenfeldern 184 und 186 elektrisch
verbunden ist, so dass dann, wenn die (nicht gezeigten) D-Sub-Verbinderanordnungsstifte
innerhalb der Durchführungsöffnungen 178 eingesetzt
werden, der physikalische Kontakt zwischen den Stiften und den leitenden Oberflächen die
notwendige elektrische Kopplung herstellt.
-
12 zeigt eine weitere Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, die aus einem Gegentakt- und Gleichtakt-Streifenfilter-Träger 200 besteht. Der
Gegentakt- und Gleichtakt-Streifenfilter 202 ist in dem
in gemeinsamen Besitz befindlichen Anmeldungen mit den laufenden
Nrn. 08/841.940; 09/008.769 und 09/056.379 offenbart. Wie in den
vorangehenden Ausführungsformen
ist der Streifenfilterträger 200 auf einer
Platte oder einem Block aus isolierendem Material 216 konstruiert
und enthält
mehrere Durchführungsöffnungen 204,
die (nicht gezeigte) Steckstifte von einer Verbinderanordnung aufnehmen,
wie z. B. einem RJ 45-Verbinder. Wie in 12A gezeigt
ist, enthält
die obere Oberfläche
des Trägers 200 eine leitende
Oberfläche 210,
die längs
der vier Kanten der oberen Oberfläche verlauft, wobei Abschnitt
der leitenden Oberfläche 210 sich
in einem vorgegebenen Muster nach innen erstrecken. Die leitende Oberfläche 210 ist
mit der Umfangsleiterfläche 208 elektrisch
gekoppelt, die die vier Seiten des Trägers 200 umgibt, und
die ihrerseits mit der leitenden Oberfläche 206 elektrisch
gekoppelt ist. Die leitende Oberfläche 206 bedeckt den
Großteil
der Fläche
der Bodenoberfläche
des Streifenfilterträgers 200,
wie in 12B gezeigt ist. Jede Durchführungsöffnung 204,
wie in 12A gezeigt ist, enthält eine
Leiterbahn, die sich ausgehend von der Öffnung 204 in Richtung
zur Mitte des Streifenfilterträgers 200 in
einem vorgegebenen Muster erstreckt. Ein Abschnitt des Gegentakt-
und Gleichtaktstreifenfilters 202 ist auf der oberen Oberfläche des
Trägers 200 positioniert
gezeigt, um dessen Kopplung mit dem Streifenfilterträger 200 zu
demonstrieren. Ein gemeinsames Masseleitungsband 218 des
Filters 202 kommt mit der leitenden Oberfläche 210 in
Kontakt, die längs der
Längsseiten
des Streifenfilterträgers 200 verläuft. Die
vorgegebene Positionierung der ersten und zweiten Differenzialelektrodenbänder 220 und 222 des Filters 202 ist
auf ihre zugehörigen
Leiterbahnen 226 ausgerichtet, wobei die gemeinsame Masseleitungsbänder 218 auf
die nach innen verlaufenden leitenden Oberflächen 210 ausgerichtet
sind. Wie in den vorangehen den Ausführungsformen beschrieben worden
ist, sind die leitenden Bänder
mit ihren entsprechenden Leiterbahnen und leitenden Oberflächen durch
Mittel elektrisch verbunden, die Löten umfassen, jedoch nicht
hierauf beschränkt
sind. Wie in 12B gezeigt ist, sind die Durchführungsöffnungen 204 von
den leitenden Bändern 214 umgeben, die
ihrerseits anschließend
durch Isolationsbänder 212 von
der leitenden Oberfläche 206 elektrisch
isoliert sind. Wie in 12C gezeigt
ist, ist eine wesentliche Fläche
der leitenden Oberfläche 206 über Umfangsleiteroberflächen 208 mit
der leitenden Oberfläche 210 elektrisch
gekoppelt, die ihrerseits mit dem gemeinsamen Masseleitungsband 218 des
Streifenfilters 202 elektrisch verbunden ist. Diese Anordnung bietet
eine erhöhte
Abschirmung und verbesserte elektrische Eigenschaften des Gegentakt-
und Gleichtaktstreifenfilters 202, das vorher beschrieben worden
ist, in Relation zu alternativen Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung.
-
Im
Gebrauch wird der Träger 200 über mehreren
(nicht gezeigten) Steckstiften einer Verbinderanordnung platziert
und nimmt diese innerhalb der Durchführungsöffnungen 204 auf.
Die Durchführungsöffnungen 204 enthalten
eine leitende Oberflächenmetallisierung,
so dass jede Leiterbahn 226 mit ihrem entsprechenden leitenden
Band 214 elektrisch gekoppelt ist. Entweder durch Löten oder
eine leitende Widerstandspassung wird jeder (nicht gezeigte) Steckstift
mit seinem entsprechenden ersten oder zweiten Differentialelektrodenband 220 und 222 des Gegentakt-
und Gleichtaktstreifenfilters 202 elektrisch gekoppelt.
-
Die 13A–13C zeigen eine weitere alternative Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die 13A und 13B offenbaren einen Gegentakt- und Gleichtakt-Streifenfilterträger 230, bei
dem ein Großteil
der oberen und unteren Oberfläche
aus einem Isolationsmaterial 216 besteht, wobei nur ein
kleiner Rand der leitenden Oberfläche 210 die Außenkanten
sowohl der oberen als auch der unteren Oberfläche des Streifenfilterträgers 230 umgibt. Die
leitende Oberfläche 210 umgibt
ferner die Seiten des Streifenfilterträgers 230 und ist elektrisch
mit der leitenden Oberfläche 210 verbunden,
die längs
der Kanten sowohl der oberen als auch der untere Oberflächen verläuft. Wie
in 12A gezeigt ist, enthält die leitende Oberfläche 210 ferner
Abschnitte, die sich in Richtung zur Mitte der oberen Oberfläche des Streifenfilterträgers 230 in
einem vorge gebenen Muster nach innen erstrecken. Obwohl nicht gezeigt, ist
der Streifenfilterträger 230 so
konfiguriert, dass er Gegentakt- und Gleichtaktstreifenfilter 202 aufnimmt, wie
in 12A gezeigt ist.
-
Ein
Unterschied des Streifenfilterträgers 230 zum
Bauteilträger 200,
wie in den 12A–12C offenbart,
besteht darin, dass die Masseschicht 234 nun innerhalb
des Isolationsmaterials 216 eingebettet ist und durch Kontaktlöcher 232 mit
den leitenden Oberflächen 210 elektrisch
gekoppelt ist, die längs der
Seiten des Streifenfilterträgers 230 verlaufen.
Die Masseschicht 234 ist ferner über Kontaktlöcher 232, die
innerhalb der nach innen verlaufenden Abschnitte der leitenden Oberfläche 210 auf
der oberen Oberfläche
des Streifenfilterträgers 230 angeordnet
sind, mit der leitenden Oberfläche 210 elektrisch
gekoppelt. Der Streifenfilterträger 230 enthält wiederum
Durchführungsöffnungen 204,
die eine leitende Oberflächenmetallisierung
aufweisen, die die Leiterbahnen 226 auf der oberen Oberfläche des
Streifenfilterträgers 230 mit
leitenden Bändern 214 auf
der unteren Oberfläche
des Streifenfilterträgers 230 elektrisch koppelt.
Steckstifte (nicht gezeigt) einer Verbinderanordnung werden innerhalb
der Durchführungsöffnungen 204 aufgenommen,
was eine elektrische Kopplung mit den verschiedenen ersten und zweiten
Differentialelektrodenbändern
des (nicht gezeigten) Gegentakt- und Gleichtaktstreifenfilters 202 erlaubt.
Wie in 13C gezeigt ist, ist jede Durchführungsöffnung 204 von
der Isolation 224 umgeben, die die durch die Öffnungen 204 eingesetzten
Steckstifte von der internen Masseschicht 234 des Streifenfilterträgers 230 elektrisch
isoliert. Die 11–13 zeigen,
dass eine Vielfalt von Bauteilträgerkonfigurationen
vom Anmelder in Betracht gezogen werden, die Ausführungsformen
zum Aufnehmen unterschiedlicher Bauteileinheiten für Gegentakt-
und Gleichtaktfilter enthalten. Außerdem sind verschiedene Konfigurationen
der leitenden Oberfläche
oder der Masseschicht vorgesehen, die für eine zusätzliche elektrische Abschirmung
und eine wesentliche Verbesserung der elektrischen Eigenschaften
und der Leistungsfähigkeit
der an den Trägern
angebrachten Gegentakt- und Gleichtaktfilter
sorgen.
-
Die 14A–14D zeigen einen Mehrfachbauteil-Gegentakt- und
Gleichtakt-Filterprototypträger 240,
der die Verwendung mehrerer Gegentakt- und Gleichtaktfilter 12 in
Kombination mit dem von den Bauteilträgern geschaffenen Vorteilen,
wie oben beschrieben, erlaubt. Gleichzeitig erlaubt der Prototypträger 240,
eine zusätzliche
Schaltung mit dem Träger 240 und
den Filtern 12 in einer bequemen und flexiblen Weise zu
verbinden, was Technikern erlaubt, die beschriebene Technik leicht
in eine riesige Auswahl elektronischer Produkte einzubauen. Der Prototypträger 240 ist
in einer ähnlichen
Weise wie die vielen vorher beschriebenen Ausführungsformen konstruiert. Der
Prototypträger 240 besteht
aus einer Platte aus isolierendem Material 242, die vorgegebene
Konfigurationen der leitenden Oberfläche 244 längs ihrer
oberen und unteren Oberflächen
aufweist und mittels Umfangsleiterflächen 246, die die
Seiten des Prototypträgern 240 umgeben,
elektrisch verbunden ist. Auf sowohl der oberen als auch der unteren
Oberfläche
des Prototypträgers 240 sind
mehrere kleinere leitende Oberflächen 250 angeordnet,
die ihrerseits von isolierendem Material 242 umgeben sind,
das die leitenden Oberflächen 250 von
den leitenden Oberflächen 244 elektrisch
isoliert.
-
Wie
in 14A gezeigt ist, ist das Gegentakt- und Gleichtaktfilter 12 in
Längsrichtung
zwischen zwei entsprechenden leitenden Oberflächen 250 angeordnet,
so dass das erste Differentialelektrodenband 28 in physikalischen
Kontakt mit einer leitenden Oberfläche 250 kommt, das
zweite Differentialelektrodenband 30 mit einer zweiten
und entsprechenden leitenden Oberfläche 250 in Kontakt
kommt, und die gemeinsamen Masseleitungsbänder 26 mit der leitenden
Oberfläche 244 in
physikalischen Kontakt kommen, die die zwei entsprechenden leitenden Oberflächen 250 trennt.
Wie in den vorangehenden Ausführungsformen
sind die verschiedenen Bänder des
Filters 12 mit ihren jeweiligen leitenden Oberflächen über Löten und
andere gewöhnliche
Mittel elektrisch gekoppelt. Um die Vielseitigkeit bereitzustellen, die
zum Verbinden zusätzlicher
elektronischer Bauteile mit dem Prototypträger 240 und dem Gegentakt- und
Gleichtaktfilter 12 erforderlich ist, sind mehrere Öffnungen 248 innerhalb
der leitenden Oberfläche 250 und
des isolierenden Materials 242 angeordnet. Um den Prototypträger 240 zu
verwenden, werden verschiedene externe elektrische Bauteile oder
Drähte
innerhalb der Öffnungen 248 angeordnet
und dann durch Löten
oder andere Mittel dauerhaft verbunden. Der Prototypträger 240 ist
im Wesentlichen ein "Steckbrett", das Elektrotechniker
verwenden, um Testschaltungen zu konfigurieren. Obwohl nicht gezeigt,
ist klar, dass der Anmelder in Erwägung zieht, dass der Prototypträger 240,
der in den 14A–14D offenbart
ist, mit einer internen Masseschicht konfiguriert sein kann, die über Kontakt löcher mit
den leitenden Oberflächen 244 elektrisch
gekoppelt ist, wie vorher in den 11 und 13 offenbart worden ist. Diese Anordnung
würde für eine größere effektive
Oberfläche
mit einer erhöhten
Abschirmungswirkung sorgen.
-
In
den 15 bis 18 ist
eine weitere alternative Ausführungsform
der Bauteilträger
der vorliegenden Erfindung gezeigt, die verwendet werden, um ein
Mehrfachleiter-Durchgangsloch-Filter
innerhalb einer Mehrfachleiter-Verbinderhülle aufzunehmen und zu halten.
Der Verbinderträger 70,
der in den 15 und 16 gezeigt
ist, besteht aus einer Wand 78, die in der Form eines Parallelogramms oder
in D-Form ausgebildet ist, mit einer Hülle 76, die sich von
der Wand 78 längs
des Bodens aller vier Seiten nach innen erstreckt. Die Wand 78 enthält mehrere
nach außen
verlaufende Vorsprünge 72,
die als Feder- oder Widerstandspassungskontakte für den Träger 70 dienen,
wie später
beschrieben wird. 17 zeigt eine Standard-D-Sub-Verbinderhülle 74,
die eine nach außen
verlaufende Vorderwand 88 enthält, die die Form eines Parallelogramms
oder eine D-Form aufweist. Die Hülle 74 weist
eine Einbauplatte 86 auf, die sich von dem Boden der Wand 88 nach
innen erstreckt und als Anschlag dient, sowie eine Montageplatte
für den
Träger 70.
-
Die 18 zeigt
eine perspektivische Explosionsansicht einer D-Sub-Verbinderhülle 74,
eines Verbinderträgers 70 und
eines Mehrfachleiter-Gegentakt- und Gleichtaktfilters 80.
Während
der Träger 70 mit
einer Vielfalt von Filtern verwendet werden kann, zieht der Anmelder
in Erwägung,
dass das Mehrfachleiterfilter 80 ein Gegentakt- und Gleichtakt-Mehrfachleiterfilter
ist, wie in den Anmeldungen mit den laufenden Nummern 08/841.940;
09/008769 und 09/056.379 offenbart ist. Das Filter 80 enthält mehrere Öffnungen 74,
die (nicht gezeigte) Kontaktstifte aufnehmen, die zu Steck-D-Sub-Verbindern
gehören,
die im Stand der Technik allgemein bekannt sind. Ein Beispiel eines
solchen Verbinders ist ein Steck-D-Sub-RS 232-Kommunikationsverbinder,
der in Personalcomputern zu finden ist und externe Geräte, wie
z. B. Modems, mit den Computern verbindet. Um in dieser Ausführungsform
des Trägers 70 verwendet
zu werden, muss das Filter 80 in Form eines Parallelogramms
oder in D-Form ausgebildet sein und Abmessungen ähnlich denjenigen des Trägers 70 aufweisen.
Das Filter 80 enthält
eine metallisierte Oberfläche 82 längs seines
Umfangs, die mit den gemeinsamen Masseleiterplatten des Filters 80 elektrisch
verbunden ist. Im Gebrauch nimmt der Leiterträger 70 das Mehrfachleiterfilter 80 auf,
das an der inneren Einbauplatte 76 anliegt. Die Einbauplatte 76 ist
mit einem Lotflussmittel oder einer äquivalenten leitenden Oberfläche beschichtet,
so dass das Filter 80, sobald es in den Träger 70 eingesetzt
wird und auf der Einbauplatte 76 ruht, unter Verwendung von
Standardaufschmelzlötverfahren
innerhalb des Trägers 70 verlötet wird.
Solche Standardaufschmelzlötverfahren
umfassen die Verwendung von Infrarotstrahlung (IR), sowie Dampfphasen-
und Heißluftöfen. Die
Unteranordnung des Filters 80 und des Trägers 70 wird
anschließend
in die D-Sub-Verbinderhülle 74 eingesetzt,
so dass die Unteranordnung innerhalb der Wand 88 angeordnet
ist und an der Einbauplatte 86 anliegt, die als Anschlag
für den Träger 70 dient.
Der Verbinderträger 70 ist
aus einem leitenden Material, wie z. B. Metall, hergestellt, wobei die
D-Sub-Verbinderhülle 74 ebenfalls
aus einem leitenden metallischen Material hergestellt ist, um den vollen
Nutzen der vorliegenden Erfindung zu erzielen. Die mehreren Vorsprünge 72 sorgen
für eine
Widerstandspassung für
den Träger 70 an
der Wand 88 der D-Sub-Verbinderhülle 74, die den Träger 70 innerhalb
der Hülle 74 hält, und
sorgt für
eine elektrische Leitung zwischen der metallisierten Oberfläche 82 des
Filters 80 und der Hülle 74.
Wie in den vorangehenden Ausführungsformen
erhöht
die elektrische Kopplung der Masseverbindung für das Mehrfachleiterfilter 80 mit
dem Träger 70 und
der D-Sub-Verbinderhülle 74 die
Oberfläche,
die für
das Absorbieren und Ableiten von elektromagnetischen Störungen und Überspannungen
vorgesehen ist.
-
Eine
zusätzliche
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, der Verbinderträger 100, ist in 19 dargestellt.
In dieser Ausführungsform
ist der Oberflächenmontagebauteilträger direkt
innerhalb eines elektronischen Verbinders eingebaut. Der Verbinderträger 100 umfasst
eine metallisierte Kunststoffbasis 112 mit mehreren Öffnungen 98,
die durch die Basis 112 verlaufen, von denen jede einen
Verbinderstift 102 aufnimmt. Obwohl nicht gezeigt, erstrecken
sich Abschnitte jedes Verbinderstifts 102 durch die Basis 112 und
aus der Vorderseite 110 des Verbinderträgers 100 heraus. Die
Abschnitte der Stifte 102, die aus der Vorderseite 110 des
Trägers 100 herausstehen,
bilden einen Steckverbinder, der dann seinerseits von einem Buchsenverbinder
aufgenommen wird, wie im Stand der Technik bekannt ist. Die gleiche
Konfiguration kann auf einem Buchsenverbinder implementiert sein,
der dann Steckstifte aufnimmt. Mit beiden Kanten des Verbinderträgers 100, obwohl
nur eine Kante gezeigt ist, ist die Montagebasis 114 gekoppelt,
die die Basis 112 von einer Oberfläche, wie z. B. einer gedruckten
Leiterplatte, abhebt. Die besondere Ausführungsform des Verbinders 100,
die in 19 gezeigt ist, ist ein rechtwinkliger
Verbinder, bei dem die Spitzen der Stifte 102 in Öffnungen
in einer gedruckten Leiterplatte eingesetzt werden. Die Stifte 102 würden dann
mit den individuellen Öffnungen
oder Feldern auf der gedruckten Leiterplatte verlötet, um
eine elektrische Verbindung zwischen den Stiften 102 und
irgendeiner Schaltung auf der gedruckten Leiterplatte herzustellen.
Um für die
Verbindung mehrerer Gegentakt- und Gleichtaktfilter 104 zwischen
den verschiedenen Verbinderstiften 102 zu sorgen, sind
zwei isolierende Bänder 106 und 107 vorgesehen,
um jeden der Verbinderstifte 102 von der metallisierten
Kunststoffbasis 112 elektrisch zu isolieren, die im Wesentlichen
die gesamte Oberfläche
des Verbinderträgers 100 abdeckt.
-
Mit
Bezug auf 20 wird im Folgenden die Beziehung
zwischen den isolierenden Bändern 106 und 107,
der metallisierten Kunststoffbasis 112 und dem Gegentakt- und Gleichtaktfilter 104 genauer
erläutert.
Obwohl nur ein Beispiel gezeigt ist, enthalten die beiden isolierenden
Bänder 106 und 107 mehrere leitende
Felder 108, die die Öffnungen 98 umgeben. Die
leitenden Felder 108 sind mit Verbinderstiften 102 elektrisch
gekoppelt, die sich durch die Öffnungen 98 erstrecken.
Die isolierenden Bänder 106 und 107 sorgen
für eine
nichtleitende Barriere zwischen den leitenden Feldern 108 und
der metallisierten Kunststoffbasis 112. Oberflächenmontagebauteile, wie
z. B. das Gegentakt- und
Gleichtaktfilter 104, werden zwischen den isolierenden
Bändern 106 und 107 platziert,
so dass das erste Differentialleiterband 106 des Filters 104 mit
einem Abschnitt eines leitenden Feldes 108 in Kontakt kommt,
und das zweite Differentialleitungsband 118 mit einem Abschnitt
eines gegenüberliegenden
leitenden Feldes 108 in Kontakt kommt. Ein isoliertes Außengehäuse 122 des
Filters 104 überlappt
etwas mit den isolierenden Bändern 106 und 107 und
der metallisierten Kunststoffbasis 112, um eine elektrische
Isolation der ersten und zweiten Differentialleitungsbänder 116 und 118 und
der metallisierten Kunststoffbasis 112 des Verbinderträgers 100 aufrechtzuerhalten.
Da die metallisierte Kunststoffbasis 112 zwischen den isolierenden
Bändern 106 und 107 verläuft, kommen
die gemeinsamen Masseleitungsbänder 120 des
Filters 104 mit der metallisierten Kunststoffbasis 112 in
Kontakt. Wie vorher beschrieben worden ist, besteht jedes der verschiedenen
leitenden Bänder
des Filters 104 aus Lötanschlüssen, die
dann, wenn sie bekannten Aufschmelzlötverfahren unterworfen werden, sich
mit irgendwelchen metallischen Oberflächen elektrisch und physikalisch
verbinden, mit denen sie in Kontakt kommen, um somit die Oberflächenmontagebauteile,
d. h. das Filter 104, mit dem Verbinderträger 100 dauerhaft
zu verbinden. Wie in den vorangehenden Ausführungsformen erlaubt der Verbinderträger 100,
zerbrechliche Miniaturoberflächenmontagebauteile
zu verwenden, ohne diese Bauteile einer erhöhten physikalischen Beanspruchung
auszusetzen, die eine Beschädigung
der Bauteile hervorrufen kann und die Produktionsausbeuten senken
und die Gesamtproduktionskosten erhöhen kann. Die metallisierte
Kunststoffbasis 112 bietet ferner eine große leitende
Oberfläche,
die mit den Masseanschlüssen des
Filters 104 verbunden ist, wodurch die Masseabschirmung
verbessert wird, die verwendet wird um elektromagnetische Störungen und Überspannungen zu
absorbieren und abzuleiten.
-
Wie
hier mit Bezug auf die jeweiligen Gegentakt- und Gleichtaktfilter-Trägerausführungsformen beschrieben
worden ist, sind die hauptsächlichen Vorteile
die zusätzliche
physikalische Festigkeit, die die Filterträger den Gegentakt- und Gleichtaktfiltern verleihen,
und die verbesserte Abschirmung und die Masseeffekte, die durch
die vergrößerten leitenden Oberflächen bereitgestellt
werden, die mit den Gegentakt- und Gleichtaktfiltern gekoppelt sind.
Die 21A–21E zeigen
einen Zugentlastungsträger 260,
der diese Vorteile den Gegentakt- und Gleichtaktfiltern verleiht,
die mit Anschlussdrähten 266 konfiguriert
sind, im Gegensatz zu den verschiedenen Oberflächenmontageausführungsformen.
Der Zugentlastungsträger 260 besteht
aus einem leitenden Material, wie z. B. einem Metall, das so hergestellt
ist, dass ein Trägerrahmen 264 entsteht.
Wie in den 21B und 21C gezeigt,
enthält
der Zugentlastungsträger 260 eine
horizontale Bauteilleiste 274, die sich von der vertikalen
Wand 272, die das Gegentakt- und Gleichtaktfilter 262 vollständig umgibt
und aufnimmt, nach innen erstreckt. Vom oberen Ende der vertikalen
Wand 272 erstreckt sich ein Element 270, das sich
nach außen
zur Biegung 276 mit dem Rest 278 des Elements 270 erstreckt
und anschließend
zurück
in Richtung zum Filter 262. In 21D ist
der Zugentlastungsträger 260 aus
einem einzigen leitenden Material gebildet, in welchem verlängerte Elemente 270,
vertikale Wände 272 und eine
Bauteilleiste 274 durch vorgegebene Biegungen längs der
gestrichelten Linien ausgebildet sind. Der gesamte Metallträgerrahmen 264 verleiht
dem Gegentakt- und Gleichtaktfilter 262 die zu sätzliche
physikalische Festigkeit und Unterstützung, die das Filter 262 vor
einer Beschädigung
im Gebrauch bewahrt. Da außerdem
der Zugentlastungsträger 260 aus
einem leitenden Material gebildet ist, verleiht er dem Filter 262 eine
vergrößerte Massefläche, wenn
er mit der leitenden Massefläche 288 des
Filters 262 in Kontakt kommt. Für den Gebrauch mit elektronischen
Schaltungen kann der Zugentlastungsträger 260 dann von einer
Buchse 282 aufgenommen werden, die eine Leiste 286 und
ein vertikales Element 284 umfasst, die den Umfang des
Zugentlastungsträgers 260 vollständig umgeben,
wie in 21E gezeigt ist.
-
Ein
weiteres, nicht beanspruchtes Beispiel ist in den 22A–22D als Massestreifenträger 290 offenbart.
Wie in 22A gezeigt ist, ist der Massestreifenträger 290 aus
einem einzelnen Stück eines
leitenden Materials gefertigt, wie z. B. Metall, um eine Widerstandspassungssteckhülse für das Oberflächenmontage-Gegentakt-
und Gleichtaktfilter 12 und einen Haken für den Massestreifenträger 290 am
elektrischen Motorgehäuse 304 zu
bilden, wie in 23 gezeigt ist. Der Massestreifenträger 290 wird aus
einem einzelnen Stück
aus leitendem Material zu zwei invertierten und entgegengesetzten
U-Formen geformt. Das Gegentakt- und Gleichtaktfilter 12 wird auf
der Basis 292 und zwischen inneren Vorsprüngen 294 und äußeren Vorsprüngen 296 aufgenommen und
gehalten, die eine feste Widerstandspassung für das Filter 12 bereitstellen.
Die Widerstandspassung erzwingt ferner einen elektrischen Kontakt
zwischen der Basis 292 und den gemeinsamen Masseleitungsbändern 226 des
Filters 12, wie in 22B gezeigt ist.
Wie in 23 gezeigt ist, sind der Massestreifenträger 290 und
das Gegentakt- und Gleichtaktfilter 12 mittels Haken 308 mit
einem Elektromotorgehäuse 304 verbunden.
Der Haken 308 umfasst ein vertikales Element 298,
eine Oberseite 300 und ein vertikales Element 302,
wie in den 22A und 22B gezeigt
ist. Da der Massestreifenträger 290 aus
einem leitenden Material gebildet ist, wird dann, wenn er mit einem
Elektromotor verbunden ist, durch das leitende Motorgehäuse 304 eine
verbesserte Abschirmung und eine Massefläche für das Gegentakt- und Gleichtaktfilter 12 geschaffen,
was dessen Abschirmung und dessen elektrische Eigenschaften verbessert.
Wie in 23 gezeigt ist, sind die ersten und
zweiten Differentialelektrodenbänder 28 und 30 des
Gegentakt- und Gleichtaktfilters 12 über Federrückhalteleiter 306,
die innerhalb des Motors und der darum angeordneten Motorkomponenten 310 ausgebildet
sind, mit dem Motor elektrisch verbunden. Die 22C und 22D offenbaren
ein weiteres nicht beanspruchtes Beispiel eines Massestreifenträgers 290,
in welchem die Basis 290 langgestreckt ist, so dass das
Filter 12 innerhalb des Trägers 290 in einer flachen
Ausrichtung aufgenommen werden kann. Die flache Ausrichtung erlaubt
beiden gemeinsamen Masseleitungsbändern 26 des Filters 12 mit
Vorsprüngen 294 und 296 in
Kontakt zu kommen. Der Massestreifenträger 290 bietet ein
Mittel zum Koppeln von Oberflächenmontage-Gegentakt-
und Gleichtaktfiltern innerhalb des elektrischen Motors trotz der
kleinen Größe und der
zerbrechlichen Eigenart von Oberflächenmontage-Gegentakt- und Gleichtaktfiltern.
-
Die 24A–24C zeigen ein weiteres nicht beanspruchtes Beispiel
eines Motorfilterträgers 320.
Wie in den vorangehenden Ausführungsformen ist
der Motorfilterträger 320 auf
einer Basis aus isolierendem Material 326 aufgebaut, wie
in 24B gezeigt ist, die in einer beliebigen Form
ausgebildet sein kann, jedoch in der bevorzugten Ausführungsform kreisförmig ist,
um der Form der meisten Elektromotoren zu entsprechen. Der Motorfilterträger 320 enthält eine
leitende Oberfläche 328,
die den Großteil der
oberen und unteren Oberflächen
des Motorfilterträgers 320 abdeckt.
Eine elektrische Verbindung der oberen und unteren leitenden Oberflächen 328 ist
die Umfangsleiterfläche 330,
die die Seiten des Motorfilterträgers 320 umgibt,
um die Außenoberflächen des Motorfilterträgers 320 weitgehend
mit einer leitenden Massefläche
abzudecken. Durch die Mitte des Motorfilterträgers 320 ist eine Öffnung 322 angeordnet,
die einen (nicht gezeigten) Rotor eines Elektromotors bildet. Die Öffnung 322 ist
von einer Isolation 332 umgeben, die eine elektrische Verbindung
zwischen dem Motorfilterträger 320 und
dem Rotor des Elektromotors verhindert. Der Motorfilterträger 320 enthält ferner
mehrere Montageöffnungen 344,
die Montagehardware aufnehmen, wie z. B. Schrauben, die verwendet
werden, um den Motorfilterträger
physikalisch an einem Elektromotor anzubringen.
-
Wie
in 24A gezeigt, enthält der Motorfilterträger 320 drei
leitende Öffnungen 342,
die entsprechende Stifte 316 eines elektrischen Verbinders 334 aufnehmen.
Eine Leiterbahn 340, die sich vom Feld 342 in
Richtung zur Mitte des Motorfilterträgers 320 erstreckt,
ist an jedem Feld 342 angebracht und elektrisch gekoppelt.
Die drei Leiterbahnen 340 sind parallel angeordnet, um
ein Oberflächenmontage-Gegentakt-
und Gleichtaktfilter 12A aufzunehmen. Die zwei äußeren Leiterbahnen 340 weisen
isolierendes Material 326 auf, das die Leiterbahn 340 umgibt,
um die ersten und zweiten Differentialelektrodenbänder 28 und 30 des
Filters 12A gegen alles zu isolieren, mit Ausnahme ihrer
zugehörigen
Leiterbahnen 340. Die mittlere Leiterbahn 340 ist
mit der leitenden Oberfläche 328 des
Motorfilterträgers 320 elektrisch
gekoppelt, die ihrerseits die gemeinsamen Masseleitungsbänder 26 des
Filters 12A mit der leitenden Oberfläche 328 des Motorfilterträgers 320 elektrisch
koppelt. Durch diese Anordnung ist das Oberflächenmontage-Gegentakt- und Gleichtaktfilter 12A auf
der oberen Oberfläche
des Motorfilterträgers 320 physikalisch
montiert, wobei jedes seiner Bänder mit
den jeweiligen Leitern 316 des elektrischen Verbinders 334 elektrisch
verbunden ist. Der Mittelstift 316 des elektrischen Verbinders 343 ist
mit den oberen und unteren Oberflächen über eine Durchführungsöffnung 338 elektrisch
gekoppelt, die mit einer leitenden Oberfläche metallisiert ist, oder
durch eine direkte Verbindung unter Verwendung eines (nicht gezeigten)
Metallanschlussdrahtes.
-
Wie
in 24C gezeigt ist, enthält die Bodenoberfläche des
Motorfilterträgers 320 eine ähnliche
Anordnung an Leiterbahnen 340 und leitenden Feldern 342,
die ein zweites Oberflächenmontage-Gegentakt-
und Gleichtaktfilter 12B aufnehmen. Die Gegentakt- und
Gleichtaktfilter 12A und 12B sind mittels mehrerer
Durchführungsöffnungen 338,
die in 24B gezeigt sind, oder direkt
mittels Verbinderstiften elektrisch parallel verbunden. Jeder der
Verbinderstifte 316 des elektrischen Verbinders 334 ist innerhalb
der Durchführungsöffnungen 338 angeordnet
und mit einem leitenden Feld 342 auf beiden unteren und
oberen Oberflächen
des Motorfilterträgers 320 elektrisch
verbunden. Die beschriebene Anordnung erlaubt eine parallele Kopplung
von Oberflächenmontage-Gegentakt-
und Gleichtaktfiltern 12A und 12B, was erlaubt,
sowohl Niedrig- als auch Hochfrequenzfilter parallel zu kombinieren,
um einen mit dem Motorfilterträger 320 gekoppelten
Elektromotor elektrisch zu konditionieren. Die Bodenoberfläche des
Motorfilterträgers 320,
die in 24C gezeigt ist, unterscheidet
sich von der oberen Oberfläche
insofern, als sie einen vergrößerten Abschnitt
an isolierenden Material 326 enthält, der zwei der drei Elektromotorbürsten 324 von
der leitenden Oberfläche 328 elektrisch
isoliert. Das nicht beanspruchte Beispiel, das in den 24A–24C offenbart ist, ist für die Verwendung mit einem
Drei-Bürsten-Elektromotor
konfiguriert, wobei der Motorfilterträger 320 eine herkömmliche
Abdeckung eines Elektromotors ersetzt. Die drei Bürsten 324 kommen
mit der Bodenoberfläche
des Motorfilterträgers 320 in
Kontakt, wenn der Träger 320 an
einem (nicht gezeigten) Elektromotor befestigt ist. Da die drei
Bürsten 324 Abschnitte
des Elektromotors sind, die das Gegentakt- und Gleichtaktfilter
aufnehmen, bietet die Bodenoberfläche des Motorfilterträgers 320 eine
elektrische Kopplung zu den Oberflächenmontage-Gegentakt- und
Gleichtaktfiltern 12A und 12B. Eine der drei Bürsten 324 ist
mit der leitenden Oberfläche 328 mittels
einer flexiblen Drahtlitze 356 gekoppelt, die mit der Durchführungs-Bürstenöffnung 318 und
der nächstliegenden
zugehörigen
Elektromotorbürste 324 verbunden
ist. Um die übrigen
zwei Bürsten 324 mit
dem ersten und zweiten Differenzialelektrodenbändern 28 und 30 der
Filter 12A und 12B elektrisch zu verbinden, umfassen
die Bürstenkontakte 354 Leiterbahnen,
die von den Leiterbahnen 340 ausgehen, die mit ihren jeweiligen
Bürsten 324 in
physikalischen Kontakt kommen.
-
Wenn
der Motorfilterträger 320 mit
einem oder mehreren Gegentakt- und Gleichtaktfiltern 12A und/oder 12B gekoppelt
ist, hindert er die innerhalb des Motors erzeugten elektrischen
Felder, sowohl mit niedriger als auch hoher Frequenz, daran, in
Drähte, Leiter
oder Bahnen einzukoppeln, die als Antennen wirken, die elektrische
Geräusche über ein
elektrisches System verteilen. Die vorliegende Erfindung ersetzt
bekannte Technik, die mehrere Kondensatoren, Induktivitäten und
verwandte Schaltungen zusätzlich
zu einer Abschirmung oder einer den Motor umschließenden Schutzhülle erfordert.
Der Motorfilterträger 320 ist
besonders vorteilhaft, da viele kleinere Elektromotoren eine nicht
metallische Oberseite oder Kunststoffoberseite aufweisen, die den
innerhalb des Motorgehäuses
erzeugten elektrischen Störungen
erlaubt, aus dem Motor zu entweichen oder aus diesem ausgesendet
zu werden, so dass sie andere elektrische Systeme stören können. Wenn
der Motorfilterträger 320 in
Verbindung mit einem oder mehreren Gegentakt- und Gleichtaktfiltern 12 mit
einer leitenden Umhüllung
eines Elektromotors verbunden ist, hindert die Kombination die intern
erzeugten elektrischen Störungen
am Entweichen. Die elektrischen Streustörungen werden dann verhindert durch
Kurzschließen
der Störungen
gegen die leitende Motorgehäusemasseverbindung.
Die vorliegende Erfindung bietet eine kostengünstige einfache Anordnung,
die weniger Raum beansprucht und für eine Hochtemperatur-EMI-Leistungsfähigkeit
in einer Einheit sorgt.
-
Die 25A–25D zeigen eine weitere alternative Anwendung
der vorliegenden Erfindung in einem Motorfilterträger 350.
Die Hauptunterschiede des vorliegenden Beispiels zu denjenigen,
das in 24 offenbart ist, besteht darin,
dass die oberen und unteren Oberflächen des Motorfilterträgers 350 aus
isolierenden Material 326 bestehen, im Gegensatz zu einer
leitenden Oberfläche.
Die obere Oberfläche
des Motorfilterträgers 350,
wie in 25C gezeigt ist, ist im Wesentlichen
identisch mit der oberen Oberfläche,
die mit Bezug auf 24A beschrieben worden ist,
mit der Ausnahme, dass der Großteil
der oberen Oberfläche
aus einem isolierenden Material 326 besteht. Die Bodenoberfläche des
Motorfilterträgers 350,
die in 25A gezeigt ist, ist ebenfalls
im Wesentlichen der mit Bezug auf 24C beschriebenen
Bodenoberfläche ähnlich,
mit der Ausnahme, dass der Großteil
der Bodenoberfläche
aus isolierendem Material 326 besteht. Ferner sind ebenfalls
mehrere andere Unterschiede vorhanden, die nun beschrieben werden.
Wie in 25A gezeigt ist, enthält die Bodenoberfläche zwei
Leiterbahnen 340, die mit den Leitern 316 des
elektrischen Verbinders 334 elektrisch gekoppelt sind.
Die elektrische Kopplung jeder Leiterbahn 340 mit ihrer
jeweiligen Elektromotorbürste 324 geschieht über flexible
Drahtlitzen 348. Um die verbesserte Abschirmung und die
Massevorteile zu erzielen, enthält
der Motorfilterträger 350 einen
leitenden Kern 346, der die kreisförmige Fläche des Motorfilterträgers 350 überspannt,
während
er innerhalb der oberen und unteren Schichten des Isolationsmaterials 326 eingebettet
ist. Wie in 25B gezeigt ist, enthält jede
der mehreren Montageöffnungen 344 leitende
Oberflächen 352,
die mit dem leitenden Kern 346 elektrisch gekoppelt sind.
Wenn der Motorfilterträger 350 über einem
Ende eines (nicht gezeigten) Elektromotors platziert wird und der Rotor
innerhalb der Öffnung 322 angeordnet
wird, wird die elektrisch Kopplung des leitenden Gehäuses des
Elektromotors mit dem leitenden Kern 346 des Motorträgers 350 über die
Verwendung leitender Montagehardware, wie z. B. Metallschrauben,
erreicht. Die leitende Hardware wird verwendet, um einen elektrischen
Stromkreis oder eine Schleife zwischen den Motorgehäusemontageöffnungen 344 und dem
leitenden Kern 346 zu vervollständigen. Aus 25D wird deutlich, dass der mittlere Leiterstift 316 des
Verbinders 334 sich nur innerhalb des Motorfilterträgers 350 erstreckt,
bis er mit dem leitenden Kern 346 in Kontakt kommt, was
eine elektrische Kopplung zwischen dem leitenden Kern 446 und
den gemeinsamen Masseleitungsbändern 26 des
Oberflächenmontage-Gegentakt-
und Gleichtaktfilters 12 bewirkt. Wie in 25B gezeigt ist, erstrecken sich die am elektrischen Verbinder 334 angebrachten übrigen Leiterstifte 316 durch
die gesamte Breite des Motorfilterträgers 350, um die ersten
und zweiten Differenzialelektrodenbänder 28 und 30 mit
ihren jeweiligen elektrischen Motorbürsten 324 unter Verwendung
flexibler Drahtlitzen 348 elektrisch zu koppeln. Obwohl
dieses besondere Beispiel nicht die Verwendung eines zweiten Oberflächenmontage-Gegentakt- und
Gleichtaktfilters offenbart, das mit dem Boden des Motorfilterträgers 350 verbunden
ist, wird eine solche Alternative vom Anmelder in Betracht gezogen.
Aus denselben Gründen
zieht der Anmelder auch einen in den 24A–24C gezeigten Motorfilterträger 320 in Betracht,
der nur ein einzelnes Gegentakt- und Gleichtaktfilter aufweist.
-
Ein
weiteres nicht beanspruchtes Beispiel der Motorfilterträger ist
in den 26A–26F als Motorfilterträger 370 offenbart.
Dieses Beispiel bietet den zusätzlichen
Vorteil, dass es ein Oberflächenmontage-Gegentakt-
und Gleichtaktfilter 12 aufweist, das innerhalb des Motorfilterträgers 370 eingebettet ist,
um somit ein einzelnes Bauteil für
die Verwendung beim Bereitstellen einer Gegentakt- und Gleichtaktfilterung
und einer Masseabschirmung für Elektromotoren
zu schaffen. Wie in den vorangehenden Ausführungsformen enthält der Motorfilterträger 370 einen
elektrischen Verbinder 334, der mit der oberen Oberfläche des
Motorfilterträgers 370 gekoppelt
ist, wobei die obere Oberfläche
durch die leitenden Oberfläche 328 abgedeckt
ist. Der Motorfilterträger 370 enthält ferner
mehrere Montageöffnungen 344 und
eine Öffnung 322,
die durch den Motorfilterträger 370 führt. Die Öffnung 322 ist
von der leitenden Oberfläche 328 durch
die Isolation 322 elektrisch isoliert. Die Bodenoberfläche des
Motorfilterträgers 370,
wie in 26C gezeigt ist, ist ebenfalls
durch eine leitende Oberfläche 328 abgedeckt,
die mit der leitenden Oberfläche 328 auf
der Oberseite des Motorfilterträgers 370 mittels
der Umfangsleiterfläche 330,
die die Seiten des Motorfilterträgers 370 umgibt, elektrisch
verbunden ist. Wie in den vorangehenden Ausführungsformen kommen die Elektromotorbürsten 324 mit
der Bodenoberfläche
des Motorfilters 370 in Kontakt und sind mit dem Oberflächenmontage-Gegentakt-
und Gleichtaktfilter 12 über flexible Drahtlitzen 348 elektrisch
gekoppelt. Der zentrale Unterschied besteht im Einschluss der internen Schicht 360,
mit der das Oberflächenmontage-Gegentakt-
und Gleichtaktfilter 12 physikalisch gekoppelt ist. Die
interne Schicht 360 umfasst Isolationsmaterial 326 und
enthält
mehrere Leiterbahnen, die auf der Oberfläche der internen Schicht 360 angeordnet
sind und ver wendet werden, um die verschiedenen Bänder des
Gegentakt- und Gleichtaktfilters 12 mit den Elektromotorbürsten 324 elektrisch
zu koppeln. Wie in 26E gezeigt ist, enthält die interne Schicht 360 eine
erste Leiterbahn 372, eine zweite Leiterbahn 374 und
eine Masseleiterbahn 376. Jede Leiterbahn ist mit einem
der leitenden Stifte 316, die sich ausgehend vom elektrischen
Verbinder 334 erstrecken elektrisch gekoppelt. Das Oberflächenmontage-Gegentakt-
und Gleichtaktfilter 12 ist auf der Oberseite der internen
Schicht 360 in einer vorgegebenen Position platziert, so
dass die Leiterbahn 370 mit einem zweiten Differenzialelektrodenband 30 elektrisch
gekoppelt ist und die Leiterbahn 374 mit einem ersten Differenzialelektrodenband 28 elektrisch gekoppelt
ist. Die Leiterbahn 376 kommt mit den gemeinsamen Masseleitungsbändern 26 des
Filters 12 in Kontakt und ist mit diesen elektrisch gekoppelt. Jede
der Leiterbahnen 372, 374 und 376 kommt
mit einer oder mehreren Durchführungsöffnungen 338 in Kontakt
und umgibt diese, welche eine elektrische Kopplung mit den mehreren
Bürsten 324 bereitstellen.
Jede der Durchführungsöffnungen 338 ist
mit einer leitenden Oberfläche
abgedeckt, so dass die flexible Drahtlitze 348 die Bürsten 324 mit
dem Filter 12 verbindet, wenn sie innerhalb der Durchführungsöffnungen 338 verlötet ist.
Obwohl nicht gezeigt, kann das vorliegende Beispiel mit den vorangehenden
Motorfilterträgerbeispielen
in einer beliebigen Anzahl von Kombinationen kombiniert werden,
die Oberflächenmontage-Gegentakt-
und Gleichtaktfilter aufweisen, die mit einer internen Schicht und
sowohl der oberen als auch der unteren Oberfläche gekoppelt sind, um somit
einen noch größere Vielseitigkeit
und bessere Filterungsfähigkeit
zu schaffen.
-
Die 27A und 27B zeigen
die Träger-und-Konditionier-Baugruppe
für eine
elektrische Schaltung 400, die sich aus der Kombination
der vorher beschriebenen Bauteilträger mit dem Gegentakt- und
Gleichtaktfilter 12 ergibt. Wie in 27A gezeigt ist,
wird das Gegentakt- und Gleichtaktfilter 12 auf der leitenden
Massefläche 402 platziert,
was dem physikalischen Kontakt zwischen der leitenden Massefläche 402 und
den gemeinsamen Masse leiterelektrodenbändern 26 herstellt.
Erste und zweite Differentialleitungsbänder 30 und 28 werden
auf den Isolationsfeldern 408 platziert, wobei die Differentialsignalleiter 404 und 406 durch
das jeweilige Isolationsfeld 408 geführt werden. Das erste Differentialelektrodenband 28 und
der erste Differentialsignalleiter 404 werden anschließend weiter
mittels wohlbekannter Mittel des Standes der Technik, wie z. B.
Lot 410, physikalisch und elektrisch miteinander verbunden. Außerdem werden
das zweite Differentialelektrodenband 30 und der zweite
Differentialsignalleiter 406 physikalisch und elektrisch
miteinander gekoppelt, und die gemeinsamen Masseleiterelektrodenbänder 26 werden
mit der Massefläche 402 physikalisch
und elektrisch gekoppelt.
-
Die
interne Konstruktion des Gegentakt- und Gleichtaktfilters 12 isoliert
den Differentialsignalleiter 404 und das erste Differentialelektrodenband 28 elektrisch
vom zweiten Differentialsignalleiter 406 und dem zweiten
Differentialelektrodenband 30. Die interne Konstruktion
des Gegentakt- und Gleichtaktfilters 12 erzeugt ein kapazitives
Element, das zwischen den ersten und zweiten Differentialsignalleitern 404 und 406 angeschlossen
ist, und erzeugt zwei kapazitive Elemente, von denen eines zwischen dem
ersten Differentialsignalleiter 404 und der gemeinsamen
leitenden Massefläche 402 angeschlossen
ist, und das andere zwischen dem anderen zweiten Differentialsignalleiter 406 und
der gemeinsamen leitenden Massefläche 402 angeschlossen
ist. Während
diese Anordnung der Leitung-zu-Leitung- und Leitung-zu-Masse-Filterung
stattfindet, bleiben die ersten und zweiten Differentialsignalleiter 404 und 406 voneinander
elektrisch isoliert. Aus 27B wird
deutlich, dass erste und zweite Differentialelektrodenbänder 28 und 30 daran
gehindert werden, in direkten physikalischem Kontakt mit der leitenden Massefläche 402 zu
kommen, da isolierende Felder 408 zwischen den Differentialsignalleitern 406 und 404 und
der leitenden Massefläche 402 angeordnet sind.
-
Die
Kombination aus dem Gegentakt- und Gleichtaktfilter 12 mit
seinen kapazitiven Elementen, die Leitung-zu-Leitung zwischen den
Differentialsignalleitern 404 und 406 und Leitung-zu-Masse
zwischen den Differentialsignalleitern 404 und 406 und der
leitenden Massefläche 402 gekoppelt
sind, sorgt für
eine weitgehende Dämpfung
und Filterung von elektrischen Gegentakt- und Gleichtaktstörungen. Gleichzeitig
führt die
Kombination auch eine simultane Gegentaktleitungsentkopplung durch.
Ein weiterer Vorteil, den die Kombination bietet, umfasst eine wechselseitige
Auslöschung
von Magnetfeldern, die zwischen Differentialsignalleitern 404 und 406 erzeugt
werden. Durch Verbinden der gemeinsamen Masseleiterelektrodenbänder 26 mit
der großen
leitenden Massefläche 402 wird
eine erhöhte
Abschirmung der Masseebene für
das Gegentakt- und Gleichtaktfilter 12 geschaffen, was
die gewünschten funktionalen
Eigenschaften des Gegentakt- und Gleichtaktfilters 12 weiter
verbessert.
-
Die
Kombination aus dem Gegentakt- und Gleichtaktfilter 12 mit
der internen teilweisen Faraday-artigen Abschirmung, die mit der
leitenden Massefläche 402 elektrisch
verbunden ist, bewirkt, dass Stör-
und Einkopplungsströme
von verschiedenen Elementen der Träger-und-Konditionier-Baugruppe für eine elektrische
Schaltung 400 an ihrer Quelle oder an der leitenden Massefläche 402 eingeschlossen
bleiben, ohne die Differentialsignalleiter 404 und 406 oder
andere Elemente der Träger-und-Konditionier-Baugruppe
für eine
elektrische Schaltung 400 zu beeinträchtigen, wenn das Gegentakt-
und Gleichtaktfilter 12 zwischen den Differentialsignalleitern 404 und 406 angebracht
ist. Die Träger-und-Konditionier-Baugruppe
für eine
elektrische Schaltung 400 reduziert, und in manchen Fällen eliminiert,
Formen von parasitären
Kapazitäten
und Streukapazitäten zwischen
Differentialsignalleitern 404 und 406. Das Gegentakt-
und Gleichtaktfilter 12 bietet diese Vorteile aufgrund
seiner internen, teilweise Faraday-artigen Abschirmungen, die die
internen Differentialelektroden des Gegentakt- und Gleichtaktfilters 12,
die mit den Masseleiterelektrodenbändern 26 verbunden sind,
nahezu umschließt.
Diese Vorteile werden signifikant verbessert, wenn die teilweise
Faraday-artigen Abschirmungen mittels der Masseleiterelektrodenbänder 26 mit
der leitenden Massefläche 402 elektrisch
verbunden sind.
-
Die 28A–28D zeigen eine Anwendung der Träger-und-Konditionier-Baugruppe
für eine
elektrische Schaltung 400, die in Verbindung mit einem
Kristall verwendet wird. Wie in 28B gezeigt
ist, ist das Gegentakt- und Gleichtaktfilter 12 zwischen
ersten und zweiten Differenzialsignalleitern 404 und 406 und
einer Masseleiteroberfläche 402 physikalisch
und elektrisch verbunden. In dieser besonderen Anwendung umfasst
die Masseleiterfläche 402 die
Metallbasis des Kristalls, die ihrerseits mit einer Metallabdeckung 415 verbunden
ist, wie in den 28C und 28D gezeigt
ist. Erste und zweite Differenzialsignalleiter 404 und 406 der
Träger-und-Konditionier-Baugruppe
für eine
elektrische Schaltung 400 sind von der Masseleiterfläche 402 mittels
Isolationsfeldern 408 elektrisch isoliert. Die gemeinsamen
Masseleiterelektrodenbänder 26 sind unter
Verwendung von Lot 410 oder ähnlichen Mitteln mit der Masseleiterfläche 402 elektrisch verbunden. Ein
Masseleiterstift 414 ist ebenfalls an der leitenden Massefläche 402 mittels
Löten,
Schweißen
oder Gießen
angebracht oder monolithisch vergossen. Der Masseleiterstift 414 erlaubt
eine weitere Verbindung der Kristallbauteilanwendung 416 mit
einer (nicht gezeigten) Systemmasse. Die interne Konstruktion des Gegentakt-
und Gleichtaktfilters 12 erzeugt ein kapazitives Element,
das zwischen dem ersten und zweiten Differenzialsignalleitern 404 und 406 angeschlossen
ist, und erzeugt zwei kapazitive Elemente, von denen eines zwischen
dem ersten Differenzialsignalleiter 404 und der leitenden
Massefläche 402 angeschlossen
ist, und das andere zwischen dem anderen zweiten Differenzialsignalleiter 406 und
der leitenden Massefläche 402 angeschlossen
ist. Während
diese Anordnung der Leitung-zu-Leitung- und Leitung-zu-Masse-Filterung
stattfindet, bleiben die ersten und zweiten Differenzialsignalleiter 404 und 406 voneinander
elektrisch isoliert. Aus 28B wird
deutlich, dass die ersten und zweiten Differenzialelektrodenbänder 28 und 30 davor
bewahrt werden, mit der leitenden Massefläche 402 in direkten physikalischen
Kontakt zu kommen, indem isolierende Felder 408 zwischen
den Differenzialsignalleitern 404 und 406 und
der leitenden Massefläche 402 eingesetzt
sind.
-
Die 28C und 28D zeigen
die endgültige
Kombination der Kristallbauteilanordnung 416 und ihres
Metallgehäuses 415,
die eine zusätzliche Masseabschirmung
für die
Kombination bietet. Die Träger-und-Konditionier-Baugruppe
für eine
elektrische Schaltung 400, die in der Kristallbauanordnung 416 gezeigt
ist, filtert und dampft gleichzeitig elektrische Gleichtakt- und
Gegentaktstörungen,
die einer solchen Schaltung zuzuordnen sind, einschließlich solcher
Störungen,
die zwischen elektrischen Differentialleitern 404 und 406 zu
finden sind. Die Kristallbauteilordnung 416 kann ferner
einen Differentialstromfluss, eine wechselseitige induktive Kopplung, wie
z. B. Übersprechen,
und einen Massepotentialsprung zwischen den elektrischen Differentialleitern 404 und 406 wesentlich
reduzieren, und in bestimmten Fällen
eliminieren oder verhindern. Die Träger-und-Konditionier-Baugruppe für eine elektrische Schaltung 400 bietet
gleichzeitig eine gegenseitige Auslöschung der entgegengesetzten
Magnetfelder, die auf die elektrischen Differentialleiter 404 und 406 zurückzuführen sind
und zwischen diesen existieren. Außerdem ergänzt die Träger-und-Konditionier-Baugruppe
für eine
elektrische Schaltung 400 die inhärente interne Massestruktur
und die internen Abschirmungsstrukturen, die jede entgegengesetzte
Elektrode innerhalb des Gegentakt- und Gleichtaktfilters 12 nahezu einschließen oder
umgeben, um die Gesamtstörungsdämpfung auf
den Differentialsignalleitern 404 und 406 wesentlich
zu verbessern, die ansonsten die gewünschte Leistungsfähigkeit
der Kristallbauteilanwendung 416 beeinflussen und verschlechtern
würden.
Die wesentlichen Elemente der Träger-und-Konditionier-Baugruppe
für eine
elektrische Schaltung bestehen aus dem Gegentakt- und Gleichtaktfilter
und Entkoppler 12, wie hier definiert ist, mit einem kapazitiven
Element, das zwischen dem ersten und zweiten Differenzialleitern 404 und 406 angeschlossen
ist, und zwei kapazitiven Elementen, von denen eines zwischen dem
ersten Differenzialsignalleiter 404 und der leitenden Massefläche 402 angeschlossen
ist, und das andere zwischen dem anderen zweiten Differenzialsignalleiter 406 und der
leitenden Massefläche 402 angeschlossen
ist, während
die elektrische Isolation zwischen den ersten und zweiten Differentialsignalleitern 404 und 406 aufrechterhalten
wird; wenigstens zwei unter Spannung stehenden elektrischen Differenzialleitern;
und einer physikalischen und elektrischen Kopplung der gemeinsamen
Masseleiterelektrodenbänder 26 des Gegentakt-
und Gleichtaktfilters 12 mit der leitenden Massefläche 402.
Die verschiedenen aufgelisteten Elemente, die die Träger-und-Konditionier-Baugruppe
für eine
elektrische Schaltung 400 bilden, sind unter Verwendung
von Lot 410, leitendem Epoxydharz 417 oder anderen
Mitteln, die im Stand der Technik wohlbekannt sind, verbunden.