DE3020466A1 - Sammelschiene mit mindestens einem paar langgestreckter, zueinander parallel gefuehrter leiter und verfahren zur herstellung einer solchen sammelschiene - Google Patents

Description

• Sammelschiene mit mindestens einem Paar langgestreckter, zuein-
• ander parallel geführter Leiter und Verfahren zur Herstellung einer solchen Sammelschiene.
• Die Erfindung bezieht sich auf Sammelschienen und im einzelnen auf miniaturisierte Sammelschienen mit niedrigem Wellenwiderstand, niedriger Induktivität und hohem Kapazitätsbelag. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine miniaturisierte Sammelschienen betreffende Konstruktion oder ein Herstellungsverfahren für solche Sammelschienen, welche eine Mehrzahl dielektrischer Elemente, insbesondere in Gestalt dünner Keramikplättchen enthalten, welche zwischen einem Paar von Leiterschienen angeordnet sind.
• Eine Vielzahl von Leitern enthaltende Sammelschienen, bei welchen zwischen den parallelen Leitern entweder flache Plattenkondensatoren oder einzelne dielektrische Elemente angeordnet werden, sind bereits bekannt. Derartige Sammelschienen zeichnen sich durch einen niedrigen Wellenwiderstand, niedrige Induktivität und hohen Kapazitätsbelag aus. Diese Eigenschaften sind sehr wünschenswert und in vielen Fällen von wesentlicher Bedeutung, um Schaltungsbauteile in Schaltungen, in denen die betreffende Sammelschiene eingesetzt ist, vor Hochfrequenzstörungen zu schützen. Die zuvor erwähnte#n Eigenschaften der Sammelschienen dieser Konstruktionsart, nämlich der Sammelschienen mit einzelnen diskreten Elementen zwischen den parallelen Leiterschienen, sind denjenigen bekannter laminierter Sammelschienen überlegen, bei denen die Leiterschienen durch einen dielektrischen Film oder ein System solcher Filme voneinander getrennt sind. Wegen der Möglichkeit von Kurzschlüssen zwischen den Leitern in den Räumen zwischen benachbarten dielektrischen Elementen war es jedoch bisher schwierig, Sammelschienen dieser Konstruktionsart mit Erfolg herzustellen und einzusetzen.
• Durch die Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, eine Sammelschiene mit mindestens einem Paar langgestreckter, zueinander parallel geführter, flacher Leiter und einem zwischen diesen befindlichem Dielektrikum so auszugestalten, daß die Möglichkeit von Leiterkurzschlüssen vermieden und eine vergleichsweise einfache Herstellung möglich ist. Diese Aufgabe soll an einer Sammelschienenkonstruktion gelöst werden, welche eine Mehrzahl diskreter dielektrischer Elemente als Dielektrikum enthält.
• Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe dadurch gelöst, daß das Dielektrikum von einer Mehrzahl dünner, flacher, starrer dielektrischer Element: gebildet ist und daß Verbindungsschichten vorgesehen sind, welche die einander zugekehrten Flächen der Leiter mit den gegenüberliegenden Oberflächen der dielektrischen Elemente in Bereichen verbinden, die sich von der Mittellängslinie der Leiter bis kurz vor die Ränder der dielektrischen Elemente erstrecken.
• Die Erfindung umfaßt auch ein Verfahren zur Herstellung solcher Sammelschienen. Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind im übrigen Gegenstand der anliegenden Ansprüche, deren Inhalt hierdurch ausdrücklich zum Bestandteil der Beschreibung gemacht wird, ohne an dieser Stelle den Wortlaut zu wiederholen.
• Eine Sammelschiene der hier angegebenen Konstruktionsart enthält also mindestens ein Paar zueinander parallel geführter, flacher Leiterschienen oder Leiterstreifen. Eine Mehrzahl von Plättchen aus dielektrischem Werkstoff, insbesondere aus Keramikwerkstoff, ist zwischen den Leiterschienen angeordnet und mit diesen verbunden oder verklebt. Die Leiterschienen bilden also die Platten einer Anzahl von Kondensatoren, welche körperlich und elektrisch parallelgeschaltet sind. Nach dem Anordnen der dielektrischen Elemente zwischen den Leiterschienen kann die gesamte Sammelschiene in ein geeignetes Isolationsmaterial eingeschlossen werden.
• Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die dielektrischen Elemente Keramikplättchen, welche beispielsweise rechteckige Form haben und mindestens in Bereichen der einander gegenüberliegenden Seitenflächen mit einem leitfähigen Material beschichtet sind, das bei verhältnismäßig tiefen Temperaturen schmilzt. Dabei sind bestimmte Bereiche vorgesehen, die sich von jeder Seitenkante der seitlichen Flächen der dielektrischen Elemente aus nach einwärts erstrecken und welche frei von der leitfähigen Beschichtung gehalten sind. Wenn also die dielektrischen Elemente zwischen ein Paar von Leiterschienen eingesetzt sind und die gesamte Anordnung erhitzt wird, so daß das den niedrigen Schmelzpunkt aufweisende Leitermaterial sich verflüssigt und die Verbindung zu den Leiterschienen herstellt, so wird vermieden, daß sich das Leitermaterial um die Ränder oder Kanten der dielektrischen Elemente herum ausbreitet und einen Kurzschluß zwischen den Leiterschienen verursacht.
• Gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung wird nach der Verbindung der Leiterschienen mit den Keramikplättchen oder anderen dielektrischen Elementen die Sanmelschienenanordnung dicht gekapselt.
• Dieses Kapseln geschieht durch gleichförmiges Beschichten der Sammelschiene mit nichtleitfähigem Harzpulver oder Kunstharzpulver unter Ausnahme der Anschlußbereiche und nachfolgendes Erhitzen der Sammelschiene zum Aufschmelzen des Harzes und zum Aushärten desselben.
• Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die anliegende Zeichnung näher erläutert. Es stellen dar: Fig. 1 eine Aufsicht eines Teiles einer laminierten Sammelschiene der hier vorgeschlagenen Art, teilweise aufgebrochen gezeigt und Fig. 2 eine in vergrößertem Maßstab wiedergegebene Schnittansicht entsprechend der in Figur 1 angedeuteten Schnittlinie X-x.
• Wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich, weist die hier angegebene Sammelschiene ein Paar einander gegenüberliegender, langgestreckter, zueinander parallel geführter Leiter 1 und 2 auf. Die Leiter 1 und 2 sind beispielsweise aus einer Kupferfolie oder einem anderen dünnen Kupferblech hergestellt und etwa durch Ausstanzen gebildet, wobei jeweils von einer Seitenkante nach außen Anschlußfahnen 1A und 2A wegragen. Die Leiter 1 und 2 sind durch Plättchen oder Täfelchen 3 und 4 voneinander getrennt, welche aus einem geeigneten Dielektrikumswerkstoff jeweils gleicher oder unterschiedlicher Art bestehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Plättchen 3 und 4 im wesentlichen rechteckiger Gestalt und haben sämtlich gleiche Stärke und etwa dieselbe Dicke wie die Leiterschienen 1 und 2. Die Plättchen 3 sind beispielsweise dünne Plättchen aus einem geeigneten Keramikwerkstoff, während die Plättchen 4 entweder ebenfalls aus Keramikwerkstoff bestehen oder als Abstandshalter dienen und aus einem anderen Dielektrikumswerkstoff hergestellt sind, welcher weniger bruchempfindlich ist als das Keramikmaterial der Plättchen 3. Wie bereits gesagt, können aber die Plättchen 3 und 4 auch aus demselben Keramikwerkstoff hergestellt sein.
• Zwischen benachbarten Plättchen 3 und 4 sind Zwischenräume freigelassen, um Änderungen der Abmessungen zu berücksichtigen, welche auftreten können, während in der nachfolgenden Weise die Verbindung zwischen den Einzelteilen hergestellt wird.
• Die Keramikplättchen 3 sind auf ihren einander gegenüberliegenden seitlichen Flächen mit einem Belag 5 aus Leitermaterial versehen, welcher einen niedrigen Schmelzpunkt besitzt und beispielsweise aus einem Lot oder einer Lotpaste besteht. Dieses verflüssigbare, niedrigen Schmelzpunkt besitzende Leitermaterial wird auf die Keramikplättchen in solcher Weise aufgebracht, daß längs der einander gegenüberliegenden Seitenränder der Keramikplättchen auf deren beiden Seiten Streifenbereiche 6 von Leitermaterial 5 frei bleiben. Wenn also die Plättchen 3 und 4 zwischen die Paare der Leiterschienen eingesetzt sind und die Anordnung erhitzt wird, verflüssigt sich das Leitermaterial 5, breitet sich jedoch nicht um die Ränder der Plättchen 3 und 4 aus und kann daher keinen Kurzschluß zwischen den auf Abstand gehaltenen Leiterschienen oder Leiterstreifen verursachen. Nach dem Abkühlen haftet das Leitermaterial 5 fest an den Leiterschienen 1 und 2, so daß die gesamte Sammelschienenanordnung eine einheitliche Baugruppe bildet.
• Nach dem Verbinden der Leiterschienen mit den dielektrischen Elementen wird die Sammelschienenanordnung mit Ausnahme der Anschlüsse 1A und 2A gekapselt, indem ein Belag 8 aus Isolierwerkstoff um die Anordnung herumgelegt wird. Dies geschieht vorzugsweise dadurch, daß die Anordnung gleichförmig mit Kunstharzpulver, beispielsweise mit Polyesterharz, Acrylharz oder Epoxyharz, beschichtet und dann erhitzt wird, um das Kunstharz aufzuschmelzen und zu härten.
• Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, werden die Anschlußfahnen 1A und 2A im allgemeinen so abgebogen, daß sämtliche Anschlüsse von der Sammelschiene in derselben Ebene wegragen. Dies kann beispielsweise so erreicht werden, daß die Anschlußfahnen in ihren Fußbereichen so gekröpft werden, daß sämtliche Anschlußfahnen mit ihren Hauptbereichen in der Ebene der Plättchen 3 und 4 verlaufen. Das Abbiegen oder Kröpfen der Anschlußfahnen kann während jedes Verfahrensschrittes während des Zusammenbaus vor der Anbringung des Isoliertoffbelages 8 durchgeführt werden.
• Dem Fachmann bietet sich im Rahmen der zuvor angegebenen Gedanken eine Reihe von Weiterbildungs- und Abwandlungsmöglichkeiten.

Claims (7)

1. Patentansprüche Sammeischiene mit mindestens einem Paar langgestreckter, zueinander parallel geführter, flacher Leiter und einem zwischen diesen befindlichem Dielektrikum, dadurch gekennzeichnet, daß dieses von einer Mehrzahl dünner, flacher, starrer dielektrischer Elemente (3, 4) gebildet ist und daß Verbindungsschichten (5) vorgesehen sind, welche die einander zugekehrten Flächen der Leiter (1, 2) mit den gegenüberliegenden Oberflächen der dielektrischen Elemente in Bereichen verbinden, die sich von der Mittellängslinie der Leiter bis kurz vor die Ränder der dielektrischen Elemente erstrecken.
2. 2. Sammelschiene nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Kunststoffschicht (8), welche den von den Leitern (1, 2) und den dielektrischen Elementen (3, 4) gebildeten Schichtenverband umschließt sowie durch eine Anzahl von Anschlußfahnen (1A, 2A), die sich jeweils von einem der Leiter ausgehend durch die Kunststoffschicht hindurch erstrecken.
3. 3. Sammelschiene nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußfahnen (1A, 2A) in einer gemeinsamen Ebene liegen, welche parallel zu den Ebenen verläuft, die durch die Leiteroberflächen bestimmt sind.
4. 4. Sammelschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der dielektrischen Elemente (3, 4) aus Keramikmaterial bestehen.
5. 5. Sammelschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige der dielektrischen Elemente (3, 4) rechteckige Gestalt besitzen und dieselbe Breite wie die Leiter (1, 2) aufweisen.
6. 6. Sammelschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsschichten von einem auf den dielektrischen Elementen (3, 4) jeweils gebildeten Belag (5) aus leitfähigem Material hergestellt sind, welches einen niedrigeren Schmelzpunkt besitzt als die Leiter und die dielektrischen Elemente.
7. 7. Verfahren zur Herstellung einer Sammelschiene nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl dünner, flacher, starrer dielektrischer Elemente auf den Seitenflächen unter Freilassung von Randbereichen mit einem leitfähigen Belag aus einem Werkstoff versehen wird, welcher niedrigen Schmelzpunkt besitzt, daß die dielektrischen Elemente zwischen Paare von Leiterschienen eingesetzt werden, der Schichtenverband zur Herstellung einer mechanischen Verbindung unter Aufschmelzen der leitfähigen Verbindungsschichten erhitzt und die gesamte Anordnung danach gegebenenfalls mit einer Kunststoffumhüllung versehen wird.