DE3885805T2

DE3885805T2 - Filtereinheit für Verbinder.

Info

Publication number: DE3885805T2
Application number: DE3885805T
Authority: DE
Inventors: Bob Mouissie
Original assignee: Connector Systems Technology NV
Current assignee: Berg Electronics Manufacturing BV
Priority date: 1987-07-14
Filing date: 1988-07-01
Publication date: 1994-06-16
Anticipated expiration: 2008-07-02
Also published as: EP0299563B1; AU607238B2; US4931754A; BR8803517A; DE8715632U1; EP0299563A1; HK1000390A1; JP2801915B2; JPS6424375A; KR890003060A; DE3885805D1; NL8701661A; CA1290413C; ATE97768T1; KR0125277B1; AU1902988A

Description

Die Erfindung befaßt sich mit einer Filtereinheit für Verbinder, welche ein Substrat aus elektrisch isolierendem Material aufweist, welches zwei ebene Seiten hat, die einander gegenüberliegen und welche mit Durchgängen für die Kontaktelemente des Verbinders versehen ist, wobei Kondensatoren auf einer ebenen Seite des Substrats im Bereich einer oder mehrerer Durchgänge angeordnet sind und erste Elektroden, welche von wenigstens einer Schicht aus elektrisch leitendem Material gebildet werden, welches sich über die Seite des Substrats erstreckt und mit zugeordnet liegenden größeren Durchgängen versehen sind, zweite Elektroden, welche von im Abstand angeordneten Elektrodenflächengebilden aus elektrisch leitendem Material gebildet werden, welche die Durchgänge des Substrats bedecken und mit den Kontaktelementen des Verbinders verbunden werden können, und wenigstens eine Schicht aus dielektrischem Material umfassen, welche zwischen den ersten und den zweiten Elektroden derart verlaufen, daß die Durchgänge offen sind.
Eine Filtereinheit dieser Art ist aus der Europäischen Patentanmeldung EP-A-123457 bekannt, welche nachstehend als "das bekannte Filter" bezeichnet wird.
Auf dem Gebiet der elektrischen Übertragung werden impulsförmige Signale in zunehmendem Maße zur Datenübertragung eingesetzt. Wie es an sich auf dem Gebiet der Elektrik und Elektronik bekannt ist, lassen sich impulsförmige Signale in eine Reihe von sinusförmigen Signalen mit größer werdender Frequenz zerlegen, d. h. den sogenannten höheren harmonischen Oberschwingungen. Bei Signalen mit einer hohen Impulsfrequenz, welche üblicherweise bei Computern vorkommen, können höhere harmonische Oberschwingungen im Megahertz und selbst bis zum Gigahertzbereich auftreten.
Die Steilheit der Impulsflanken, welche als Anstiegszeit bezeichnet wird, spielt ebenfalls eine bedeutende Rolle. Eine übliche Anstiegszeit einer Nanosekunde entspricht bereits einer höheren harmonischen Frequenz von etwa 350 MHz unabhängig von der Impulsfrequenz selbst.
Diese höheren harmonischen Oberschwingungen haben gezeigt, daß sie starke Interferenzen verursachen können. In einem Raum, in welchem mehrere ,untereinander verbundene elektronische Verarbeitungseinheiten vorgesehen sind, welche impulsförmige Signale erzeugen, können die höheren harmonischen Oberschwingungen Störungen bzw. Interferenzen bei der Datenverarbeitung verursachen. Diese Interferenz wird so stark, daß beispielsweise ein geeignetes Arbeiten von Computern nicht mehr möglich ist. Die US-Patentanmeldung US-A- 3 538 464 bezieht sich auf den Einsatz von mehreren Kondensatorlaminaten, um die Hochfrequenzinterferenz zu reduzieren.
Um den gesamten Interferenzpegel auf ein Minimum zu bekommen, ist es erforderlich, Filter einzusetzen, mittels denen die unerwünschten, höheren harmonischen Frequenzen gedämpft werden können, ohne daß das gewünschte Datensignal zu stark deformiert wird. Ein Kondensator ist ein geeignetes Element zu diesem Zweck, da die Reaktanz desselben umgekehrt proportional zur Frequenz ist. Dies bedeutet, daß die Reaktanz auf relativ niedrige Frequenzen größer als für höhere Frequenzen ist.
Mit der bekannten Filtereinheit lassen sich die jeweiligen Kontaktelemente eines Verbinders zur Masse mit Hilfe eines Kondensators entkoppeln. Die Filtereinheit wird mittels einer sogenannten Dickfilmseitensiebdrucktechnik auf einem ebenen Substrat hergestellt, so daß die Kondensatoren mit ausreichend niedriger Induktanz sich auf einfache Weise herstellen lassen, um in effektiver Weise die Signale mit hohen Frequenzen zu dämpfen. Der Kapazitätswert der ebenen Kondensatoren, welche auf diese Weise ausgebildet sind, ist direkt proportional zur Oberfläche der gegenüberliegenden Elektroden und zu der relativen Dielektrizitätskonstante des Dielektrikums zwischen denselben, ist aber umgekehrt proportional zu dem Abstand zwischen den Elektroden.
Der Nachteil der bekannten Filtereinheit ist darin zu sehen, daß der Kapazitätswert der Filterkondensatoren, welche auf diese Weise gebildet werden, durch den Raum begrenzt ist, welcher auf einer Seite des Substrats für Elektrodenflächengebilde verfügbar ist, welche die Durchgänge umgeben. Die verfügbare Oberfläche für ein Elektrodenflächengebilde ist im wesentlichen hierbei durch den Abstand zwischen den Durchgängen bestimmt, welche natürlich dem Abstand der Verbindungselemente entspricht. Bei einem pfeilförmigen Elektrodenflächengebilde der bekannten Filtereinheit, dessen eines spitzes Ende den Durchgang umgibt, während das andere breite Ende in Richtung zu dem Rand des Substrats verläuft, steht insbesondere dann, wenn kleine Abstände in der Größenordnung von 2 mm vorhanden sind und mehr als zwei Reihen beim Verbinder vorgesehen sind, eine zu kleine Oberfläche zur Verfügung, um den Kapazitätswert zu erreichen, welcher für ein gutes Filtern erforderlich ist, obgleich ein großer Bedarf nach derartigen Teilen besteht.
Die Zielsetzung der Erfindung ist darin zu sehen, die bekannte Filtereinheit derart zu verbessern, daß die Filterkondensatoren mit einem ausreichend hohen Kapazitätswert versehen werden können und auch für Verbinder mit relativ kleinem Abstand und/oder Verbinder mit mehreren Reihen vorgesehen werden können. Dies wird nach der Erfindung dadurch erzielt, daß ähnlich ausgelegte Kondensatoren auf der anderen, gegenüberliegenden ebenen Seite des Substrats in dem Bereich von einem oder mehreren Durchgängen vorgesehen sind. Die Elektrodenflächengebilde, welche nach der Erfindung auf jeder Seite des Substrats der Filtereinheit liegen, und welche zusammen mit den ersten Elektroden die ,Filterkondensatoren bilden, können hier auf unterschiedliche Weise relativ zueinander angeordnet werden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung zeichnet sich hierzu dadurch aus, daß die Elektrodenflächengebilde, welche auf der jeweiligen Seite des Substrats liegen, derart angeordnet sind, daß ein Durchgang auf jeder Seite des Substrats von Elektrodenflächengebilden umgeben wird, welche mit ein und demselben Kontaktelement des Verbinders verbunden werden können. Wenn eine Filtereinheit mit dieser Auslegung mit den Kontaktelementen eines Verbinders verbunden wird, wird jedes Kontaktelement mit Hilfe von zwei parallelen Kondensatoren entkoppelt, wobei der Gesamtentkopplungskapazitätwert gleich der Summe der Kapazitätswerte der einzelnen Filterkondensatoren auf jeder Seite des Substrats ist. Es ist zu ersehen, daß in diesem Fall beispielsweise bei Verbindern mit einem kleinen Abstand Elektrodenflächengebilde mit einer Oberfläche bereitgestellt werden können, die gleich der Hälfte der Oberfläche der Elektrodenflächengebilde bei an sich bekannten Filtereinheiten entsprechen, und daß dies ausreichend ist, um den gleichen Entkopplungskapazitätwert zu erreichen. Bei den Elektrodenflächengebilden mit einer Oberfläche gleich jener der bekannten Filtereinheit läßt sich ein doppelt so großer Entkopplungskapazitätwert bei der Filtereinheit nach der Erfindung erzielen.
An Stelle einer symmetrischen Verteilung der Elektrodenflächengebilde auf den beiden Seiten des Substrats zeichnet sich eine bevorzugte Ausführungsform der Filtereinheit nach der Erfindung dadurch aus, daß die Elektrodenflächengebilde, welche auf der jeweiligen Seite des Substrats liegen, derart angeordnet sind, daß ein Durchgang von einem Elektrodenflächengebilde nur auf einer Seite des Substrats umgeben ist. Wenn man die Elektrodenflächengebilde wechselweise auf der jeweiligen Seite der Substrateinrichtung derart anordnet, daß ein ausreichender Abstand auf der jeweiligen Seite des Substrats zur Verfügung steht, um die Kontaktelemente zu entkoppeln, kann die Erfindung beispielsweise bei dreireihigen und vierreihigen Verbindern mit Hilfe eines Filterkondensators geeigneter Größe verwirklicht werden.
Die bekannte Filtereinheit ist derart ausgelegt, daß die einzelnen Elektrodenflächengebilde und wenigstens eine erste Elektrode, welche als eine Masseelektrode wirkt, mit dem geeigneten Verbinder mit Hilfe von Lötverbindungen verbunden werden müssen. In der Praxis bedeutet dies, daß die Filtereinheit und der Verbinder integral ausgelegt sind, wie dies in der vorstehend beschriebenen Europäischen Patentanmeldung EP-A-123457 angegeben ist. Unter anderem ist dies aus Kostengründen eine unzweckmäßige Lösung, da Verbinder mit einer Filtereinheit und Verbinder ohne Filtereinheit hergestellt und vorrätig gehalten werden müssen.
Eine weitere Zielsetzung der Erfindung ist darin zu sehen, eine unabhängige Filtereinheit bereitzustellen, welche auf einfache Weise auf einem üblichen Verbinder mit Hilfe eines Halters angebracht werden kann, wobei es möglich ist, die Erdungselektroden der Filtereinheit elektrisch über den Halter zu verbinden. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Filtereinheit nach der Erfindung zeichnet sich hierzu dadurch aus, daß die ersten Elektroden, welche auf der jeweiligen Seite des Substrats liegen, entlang wenigstens eines schmalen Randes des Substrats verlaufen.
Ein unerwünschter elektrischer Kontakt der verschiedenen Elektrodenflächengebilde wird hierbei dadurch verhindert, daß die Kondensatoren auf der einen oder anderen Seite des Substrats mit einem Überzug derart versehen werden, daß die ersten Elektroden, welche entlang des wenigstens einen schmalen Randes des Substrats verlaufen, nicht beschichtet sind.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Filtereinheit nach der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß der Halter einen länglichen Rahmen aufweist, der durch vier Seiten verbunden ist und Anschlagelemente hat, gegen welche die Filtereinheit zur Anlage kommen kann, wobei Sperrelemente zum Halten der Filtereinheit im Halter und Befestigungseinrichtungen vorgesehen sind, mittels denen der Halter an einem Verbinder angebracht werden kann, wobei man einen Filtermodul erhält, welcher sich an einer gesonderten Einheit an üblichen Verbindern anbringen läßt, so daß die jeweils vorhandenen mehrreihigen Verbinder auf einfache Weise schnell und billig mit einer Filtereinheit versehen werden können, um die unerwünschten, störenden, höheren harmonischen Frequenzen zu unterdrücken.
Ferner beziehen sich weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung auf einen Verbinder und einen Adapter, welche mit einer integrierten Filtereinheit der vorstehend beschriebenen Art versehen sind.
Die Erfindung wird nachstehend detailliert an Hand einer Anzahl von Beispielen von bevorzugten Ausführungsformen der Filtereinheit und einer bevorzugten Ausführungsform eines Halters zur Aufnahme desselben, eines Verbinders und eines Adapters, welche mit der Filtereinheit versehen sind, näher erläutert.
Fig. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der bekannten Filtereinheit in einer auseinandergezogenen Darstellung.
Fig. 2 zeigt in einem vergrößerten Maßstab einen Querschnitt durch ein einziges Elektrodenflächengebilde der Filtereinheit, welche in Fig. 1 gezeigt ist und mit einem Verbinder verbunden ist.
Fig. 3a-3c zeigen schematisch unterschiedliche Ansichten und Schnittansichten einer bevorzugten Ausführungsform der Filtereinheit nach der Erfindung zum Einsatz bei einem vierreihigen Verbinder.
Fig. 4a-4b zeigen schematisch eine Ansicht und eine Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform einer Filtereinheit nach der Erfindung, welche zum Einsatz bei einem dreireihigen Verbinder geeignet ist.
Fig. 5 zeigt in Perspektive die Befestigung der Filtereinheit nach der Erfindung an einem üblichen Verbinder mittels eines Halters.
Fig. 6a-6b zeigen in Perspektive zwei bevorzugte Ausführungsformen eines Verbinders mit einer Filtereinheit und einem Halter, welcher zur Anbringung derselben bestimmt ist, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist.
Fig. 7 zeigt schematisch in Perspektive eine bevorzugte Ausführungsform eines Verbinders mit einer integrierten Filtereinheit nach der Erfindung in einer auseinandergezogenen Darstellung.
Fig. 8a zeigt schematisch in Perspektive eine bevorzugte Ausführungsform eines Adapters mit einer integrierten Filtereinheit nach der Erfindung in einer auseinandergezogenen Darstellung.
Fig. 8b zeigt schematisch eine vergrößerte Ansicht einer Schnittdarstellung durch den zusammengesetzten Adapter nach Fig. 8a.
Fig. 1 zeigt den Aufbau einer bevorzugten Ausführungsform der bekannten Filtereinheit 1 Schicht um Schicht. Das ebene Substrat 2 hat Durchgänge 3, welche derart im Abstand angeordnet sind, daß die Filtereinheit in geeigneter Weise in einem zweireihigen Verbinder angebracht werden kann. Eine erste Elektrode 5, welche aus einer Schicht eines elektrisch leitenden Materials besteht, ist auf der Substratseite 4 angeordnet, und hat Durchgänge 6, welche unter Zuordnung zu den Durchgängen 3 im Substrat 2 in geeigneter Weise vorgesehen sind. Die Durchgänge 6 haben einen größeren Durchmesser als die Durchgänge 3 des Substrats 2. Eine Schicht 7 aus dielektrischem Material mit in entsprechender Weise vorgesehen Durchgängen 8 ist auf der ersten Elektrode 5 angeordnet. Der Durchmesser dieser Durchgänge ist vorzugsweise gleich oder geringfügig größer als der Durchmesser der Durchgänge 3 im Substrat 2. Die Elektrodenflächengebilde 9 aus elektrisch leitendem Material mit einem Durchgang 10 sind auf der Schicht 7 angeordnet und bilden zusammen mit der ersten Elektrode 5 und der dielektrischen Schicht 7 die Filterkondensatoren. Die Elektrodenflächengebilde 9 sind pfeilförmig ausgebildet, wobei das spitze Ende 11 den Durchgang 10 umgibt und das breite Ende 12 sich in Richtung zu einem Rand des Substrats 2 erstreckt. Bei der dargestellten Position der Elektrodenflächengebilde 9 kann man eine Filtereinheit für einen zweireihigen Verbinder mit einem relativ kleinen Abstand in der Größenordnung von etwa 2 mm herstellen. Obgleich es nicht erforderlich ist, können die Elektrodenflächengebilde 9 sich entlang der Wand der Durchgänge 3 des Substrats 2 erstrecken. Ein Überzug 13 aus elektrisch leitendem Material ist auf den Elektrodenflächengebilden 9 vorgesehen, wobei die Öffnungen 14 des Überzugs derart isoliert sind, daß die Filtereinheit über den Kontaktelementen eines Verbinders angeordnet werden kann. In dem zusammengesetzten Zustand können die Elektrodenflächengebilde 9 hierbei mit Hilfe eines Lötvorgangs mit den Kontaktelementen des Verbinders verbunden werden, und die erste Elektrode 5 wird mit dem Verbindergehäuse mittels Schnelllöten verbunden.
Fig. 2 zeigt in einem vergrößerten Maßstab eine Schnittansicht durch ein Elektrodenflächengebilde 9 der in Fig. 1 gezeigten Filtereinheit 1, welches mit einem Verbinder verbunden ist, wobei die Blickrichtung von der schmalen Kante des Substrats 2 ausgewählt ist. Das Teil 19 des Elektrodenflächengebildes verläuft entlang der Wand des Durchganges 13 des Substrats 2. Der Durchgang 10, welcher hierdurch begrenzt wird, enthält einen Verbindungsstift 15 des Verbinders. Der Verbindungsstift 15 ist mit Hilfe von Lötmittel 16 mit dem Elektrodenflächengebilde 9 verbunden. Die erste Elektrode 5 ist mit Hilfe von Lötmittel 17 mit einer Wand 18 des Gehäuses des Verbinders verbunden.
Das Substrat 2 der Filtereinheit wird vorzugsweise von Aluminiumoxid (Al&sub2;O&sub3;) gebildet, die Kondensatorelektroden von einer Legierung aus Palladium und Silber und das Dielektrikum aus Bariumtitanat (BaTiO&sub3;) . Einige unterschiedliche dielektrische Schichten oder Teilschichten können natürlich an Stelle einer einzigen dielektrischen Schicht 7 vorgesehen werden und es können auch mehrere Überzugsschichten 13 eingesetzt werden. Die Lagen der Kondensatorelektroden 5, 9 können relativ zueinander in Abweichung von der in Fig. 1 gezeigten Struktur gewählt werden.
Ausgehend von der Filterkonstruktion nach Fig. 1 zeigt Fig. 3 die Konstruktion einer bevorzugten Ausführungsform einer Filtereinheit nach der Erfindung zum Einsatz bei einem vierreihigen Verbinder, wobei Kondensatoren auf beiden ebenen Seiten des Substrats der Filtereinheit gebildet werden. In Fig. 3 sind die Schichten und Elemente, welche jenen bei der bekannten Filtereinheit nach Fig. 1 entsprechen, mit denselben Bezugszeichen versehen. Die zugeordneten Schichten und Elemente, die auf der gegenüberliegenden, ebenen Seite des Substrats vorgesehen sind, sind ebenfalls mit den gleichen Bezugszeichen versehen, aber noch zusätzlich mit einem hochgestellten Strich. Fig. 3a zeigt eine Schnittansicht ähnlich jener nach Fig. 2, während Fig. 3b eine Ansicht mit ausgeschnittenen Teilen auf einer ebenen Seite zeigt, und Fig. 3 die andere ebene Seite der Filtereinheit nach der Erfindung verdeutlicht.
Die Elektrodenflächengebilde 9, 9' auf der jeweiligen Seite des Substrats 2 sind derart angeordnet, daß die Elektrodenflächengebilde 9, welche zu den beiden äußeren Reihen von Durchgängen gehören, auf einer Seite 4 angeordnet sind und die Elektrodenflächengebilde 9', welche zu zwei inneren Reihen der Durchgänge gehören, auf der anderen Seite 4' des Substrats angeordnet sind. Jeder Durchgang 3 des Substrats 2 wird somit nur von einer Seite des Substrats durch ein Elektrodenflächengebilde 9, 9' umgeben. Die Teile 19, 19' der Elektrodenflächengebilde 9, 9', welche entlang der Wand der Durchgänge verlaufen, sind derart lang bemessen, daß sie keinen elektrischen Kontakt mit den Elektroden der Kondensatoren herstellen, welche auf der gegenüberliegenden Seite des Substrats liegen.
Die ersten beiden Elektroden 5, 5' verlaufen teilweise entlang den schmalen Rändern 20, 21 in Längsrichtung des Substrats und sie sind nicht mit einer Überzugsschicht 13 versehen. Der Zweck hiervon wird nachstehend näher unter Bezugnahme auf Fig. 5 erläutert.
Die Elektrodenflächengebilde 9, 9' können in abweichender Weise wie in Fig. 3 gezeigt angeordnet werden. Die Elektrodenflächengebilde, die zu den Durchgängen gehören, die in einer Reihe und in einer Spalte benachbart liegen, können beispielsweise immer auf einer anderen Seite des Substrats angeordnet werden. In diesem Fall eines Substrats, welches mit wenigstens zwei Reihen von Durchgängen versehen ist, lassen sich die Elektrodenflächengebilde, die zu den Durchgängen einer Reihe oder einer Säule bzw. Spalte gehören, auf einer Seite des Substrats anordnen, und die Elektrodenflächengebilde, die zur anderen beispielsweise zur benachbarten Reihe oder Säule bzw. Spalte gehören, können auf der anderen Seite des Substrats angeordnet werden.
Wie sich deutlich aus diesen Ansichten der vierreihigen Filtereinheit nach der Erfindung ersehen läßt, welche in den Fig. 3a und c gezeigt sind, ist ein ausreichender Raum auf beiden Seiten des Substrats zum passenden Einsetzen von Elektrodenflächengebilden zur Bildung der Filterkondensatoren mit geeigneten Abmessungen vorhanden, welche vergleichbar mit jenen bei der bekannten zweireihigen Filtereinheit nach Fig. 1 sind. Einerseits bedingt durch die Fortschritte hinsichtlich der Miniaturisierung und infolge der großen Dichte der gegenwärtigen integrierten Schaltungen, besteht ein großes Bedürfnis nach Verbindern mit einer hohen Kontaktelementdichte, oder in anderen Worten ausgedrückt mit einer großen Anzahl von Kontaktelementen pro Volumeneinheit. Die Filtereinheit nach der Erfindung kann für Verbinder dieser Bauart in vorteilhafter Weise eingesetzt werden.
Die Fig. 4a-b zeigen auf eine ähnliche Art und Weise wie Fig. 3 eine Ansicht und eine Schnittansicht des Aufbaus einer bevorzugten Ausführungsform der Filtereinheit nach der Erfindung für einen dreireihigen Verbinder, wobei jeder Durchgang 3 auf jeder Seite des Substrats 2 von einem Elektrodenflächengebilde 9, 9' umgeben ist. Im Vergleich zu der in Fig. 1 gezeigten bekannten Filtereinheit können die Elektrodenflächengebilde 9, 9', welche auf der jeweiligen Seite des Substrats liegen und zu einem speziellen Durchgang gehören, eine derartige Oberfläche haben, daß man wenigstens einen Kapazitätswert in der Größenordnung erzielen kann, welche gleich oder ähnlich wie jener bei der bekannten Filtereinheit ist. Da zu diesem Zweck einzelne Elektrodenflächengebilde 9, 9' jeweils nur die Hälfte der Fläche der Elektrodenflächengebilde der bekannten Filtereinheit erforderlich machen, lassen sich die Durchgänge 3 in dem Substrat mit einem relativ kleinen Abstand anordnen. Obgleich es nicht unmittelbar erforderlich ist, sind die Elektrodenflächengebilde 9, 9', welche zu einem speziellen Durchgang gehören und auf der jeweiligen Seite des Substrats angeordnet sind, direkt miteinander elektrisch über eine durchgehende Metallisierung 22 verbunden, welche entlang der Wand des Durchgangs 3 verläuft. Die Filtereinheit, welche in Fig. 4 gezeigt ist, entspricht hinsichtlich des Aufbaus der Filtereinheit, welche in Fig. 3 gezeigt ist. Die Reihen von Durchgängen können relativ zueinander in Reihenrichtung versetzt angeordnet sein.
Obgleich rechteckförmig ausgebildete Elektrodenflächengebilde bei den voranstehend bevorzugten Ausführungsformen der Filtereinheit nach der Erfindung gezeigt sind, können Elektroden mit anderen geometrischen Umrissen eingesetzt werden, welche beispielsweise rund, quadratisch, hexagonal usw. sind und die Elektrodenflächengebilde bilden. An Stelle von runden Durchgängen ist es natürlich auch möglich, schlitzförmige, quadratische oder solche mit anderen Querschnitten zu nehmen, was von der Gestalt der Verbindungselemente des Verbinders abhängig ist.
Obgleich die ersten Elektroden 5, 5' in den Fig. 3 und 4 jeweils auf der Seite des Substrats als eine einzige Schicht dargestellt sind, können diese natürlich in mehreren Teilschichten vorgesehen sein, welche sich über einen Teil einer Substratseite 4, 4' zu wenigstens einem Rand des Substrats 2 erstrecken.
Fig. 5 zeigt einen üblichen Verbinder 23, über dessen Verbindungsstifte 15 die Filtereinheit nach der Erfindung in geeigneter Weise angebracht werden kann. Die einzelnen Elektrodenflächengebilde 9, 9' der Filtereinheit, welche in Fig. 5 nur schematisch dargestellt sind, können beispielsweise durch Anlöten mit den Verbindungsstiften 15 des Verbinders verbunden werden. Die ersten Elektroden 5, 5' der Filtereinheit, welche entlang den Rändern 20, 21 des Substrats 2 verlaufen, sind nunmehr mit Hilfe des Halters 24 aus elektrisch leitendem Material mit dem Gehäuse 25 des Verbinders verbunden.
Der Halter 24 ist hierzu derart ausgelegt, daß er einen länglichen, offenen Rahmen bildet, welcher durch vier Seiten 26, 27, 28, 29 verbunden ist, welche insgesamt aus einem Teil aus elektrisch leitendem Material hergestellt werden können. Ausgehend von den schmalen Seiten 28, 29 der Rahmenöffnung 30 verlaufen zwei lippenähnliche Anschlagelemente 31, 32 weg, gegen welche die Filtereinheit bei passenden Einsätzen zur Anlage kommen kann. Auch verlaufen von den schmalen Seiten 28, 29 in Längsrichtung des Halters 24 zwei Befestigungslippen 33, 34 nach außen weg, welche jeweils mit einer Befestigungsöffnung 35 zum Befestigen des Halters 24 an dem Verbinder 23 versehen sind.
Der Halter 24 ist auch auf den langen Seiten 26, 27 des Rahmens mit Vorsprüngen 36 versehen, welche in den Behälter nach innen vorspringen, wobei die Vorsprünge bei der in Fig. 5 gezeigten bevorzugten Ausführungsform von V-förmigen Lippen in den Seiten 26, 27 des Rahmens des Behälters gebildet werden. Die Seiten 26, 27 des Rahmens sind auch mit einer Anzahl von Einschnitten 37 versehen, um die Klemmwirkung zwischen dem Halter 24 und der Filtereinheit nach der Erfindung zu verbessern. Die Vorsprünge 36 liegen in einem solchen Abstand von der Rahmenöffnung 30, daß, wenn die Filtereinheit im Halter angeordnet ist, die Filtereinheit zwischen den Lippen 31, 32 eingeschlossen ist, welche als Anschlagelemente wirken, wobei die Vorsprünge 36 als Sperreinrichtungen derart wirken, daß man einen guten elektrischen Kontakt der ersten Elektroden 5, 5' mit dem Halter 24 gewährleisten kann.
Die Abmessungen des Halters 24 sind derart gewählt, daß er zusammen mit der Filtereinheit auf die Verbindungsseite des Verbinders 23 derart aufgeschoben werden kann, daß die Befestigungsöffnungen 35, 38 des Halters und des Verbinders jeweils zueinander fluchten. Eine Filtereinheit nach der Erfindung mit dem an einem Verbinder angebrachten Halter ist in Fig. 6a gezeigt. Die Verbindungsstifte 15 können beispielsweise mit einer gedruckten Schaltungsplatte oder mit sogenannten Drahtumwicklungsverbindungen mit elektronischen Schaltkreisen verbunden sein.
Fig. 6b zeigt einen Verbinder 23, welcher mit einer Filtereinheit und einem Halter 24 versehen ist, wobei die gesamte Einheit mit Hilfe einer Schraube 39 und einer Mutter 40 auf einem Träger 41 angebracht ist, wodurch die Verbindungsstifte 15 des Verbinders gehen. Ein auf diese Weise ausgelegter Verbinder ist beispielsweise zum Anbringen unter rechten Winkeln zu einer gedruckten Schaltungsplatte (nicht gezeigt) geeignet.
An Stelle der Lippen 31, 32 und der Vorsprünge 36, welche in Fig. 5 gezeigt sind, kann die Filtereinheit, insbesondere die Elektroden 5, 5', welche entlang einer oder mehrerer der Ränder des Substrats verlaufen, beispielsweise mittels Anlöten mit dem Halter 24 verbunden werden, um einen guten elektrischen Kontakt der ersten Elektroden 5, 5' der Filtereinheit und dem Halter 24 zu haben. Mit dem Halter und der Filtereinheit erhält man einen sogenannten Filtermodul und dieser läßt sich als eine gesonderte Einheit an üblichen Verbindern anbringen. Theoretisch kann jeder vorhandene mehrreihige Verbinder somit auf einfache und schnelle sowie billige Weise derart ergänzt werden, daß man einen sogenannten Filterverbinder erhält.
Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines sogenannten Verbinders der D-Bauart in einer auseinandergezogenen Darstellung, welche einen länglichen Körper 42 aus elektrisch isolierendem Material aufweist, welcher eine Mehrzahl von Kontaktelementen 43 trägt. Die Kontaktelemente 43 haben jeweils ein stiftförmig ausgebildetes Kontaktende 44 zur Kontaktherstellung mit einem weiteren Verbinder (nicht gezeigt) und ein stiftförmiges Verbindungsende 45 zum Anschließen einer elektrischen Leitung, beispielsweise eines gedruckten Leitungsstranges o. dgl. An Stelle eines stiftförmigen Kontaktendes können die Kontaktelemente 43 sockelförmige bzw. buchsenförmige Kontaktenden (nicht gezeigt) haben.
Aus Gründen der Dimensionierung weist der Verbinder ein Distanzteil 46 aus elektrisch isolierendem Material auf, welches Durchgänge 47 hat, welche in entsprechend der Anordnung der Kontaktelemente 43 zugeordnet sind. Das Distanzstück 46 nimmt gleitbeweglich die Verbindungsstifte 45 auf und ist mit einer Einkerbung 48 versehen, welche einem Vorsprung 49 auf der Fläche des Tragkörpers 42 zugeordnet ist, welche dem Distanzstück 46 zugewandt liegt. Ferner weist der Verbinder ein längliches Gehäuse aus elektrisch leitendem Material auf, welcher ein erstes, längliches Mantelteil 50 und ein zweites längliches Mantelteil 51 umfaßt, wobei Öffnungen 52, 53 zur Aufnahme der Kontaktenden und der Verbindungsenden der Kontaktelemente jeweils versehen sind.
Die ersten und zweiten Mantelteile sind mit Befestigungslippen 54, 55 jeweils versehen, welche in Längsrichtung eines Mantelteils in Richtung nach außen verlaufen, um eine Nietverbindung für die Mantelteile zu ermöglichen. Zwischen dem Distanzstück 46 und dem zweiten Mantelteil 51 ist eine Filtereinheit 56 nach der Erfindung angebracht.
Beim Zusammensetzen des Verbinders werden die ersten Elektroden 5, 5' der Filtereinheit 56, welche entlang den Rändern hiervon verlaufen, mit dem zweiten Mantelteil 51 verlötet. Diese Anordnung wird zusammen mit dem Distanzstück 46 passend über die Verbindungsstifte 45 der Kontaktelemente 43 gelegt, und die Elektrodenflächengebilde 9, 9' der Filtereinheit 56 werden an die Verbindungsstifte 45 angelötet. Auf diese Weise sind die Kontaktelemente fest mit der Filtereinheit 56 und dem zweiten Mantelteil 51 verbunden. Schließlich ist das erste Mantelteil 50 auf den Kontaktstiften 44 angebracht und mittels einer Nietverbindung mit dem zweiten Mantelteil 51 verbunden. Mit diesem ersten und dem zweiten Mantelteil und der Filtereinheit erhält man einen Verbinder, welcher in einem großen Bereich von Frequenzen abgeschirmt ist.
Fig. 8a zeigt eine auseinandergezogene Darstellung einer bevorzugten Ausführungsform eines Adapters mit einer Filtereinheit nach der Erfindung. Dieser Adapter kann als eine Filteranordnung für Verbinder eingesetzt werden, welche nicht mit gefilterten Kontaktelementen versehen sind, oder für eine weitere Verbesserung der Filterwirkung eines Verbinders eingesetzt werden, welcher bereits gefilterte Kontaktelemente hat. Die bevorzugte Ausführungsform, welche beispielsweise in den Fig. 5, 6 und 7 gezeigt ist, ist insbesondere für einen Verbinder der D-Bauart geeignet.
Der Adapter weist einen länglichen blockförmigen Körper 57 aus elektrisch isolierendem Material auf, welcher eine Mehrzahl von Kontaktelementen 58 trägt. Diese Kontaktelemente 58 haben jeweils ein stiftförmiges Kontaktende 59 zur Kontaktierung eines ersten Verbinders (nicht gezeigt) und ein buchsenförmiges Kontaktende 60 zur Kontaktierung eines zweiten Verbinders (nicht gezeigt). An Stelle einer stiftförmigen und buchsenförmigen Auslegung des Kontaktendes können die Kontaktelemente 60 auch nur buchsenförmig ausgebildete Kontaktenden oder nur stiftförmig ausgebildete Kontaktenden aufweisen. (nicht gezeigt).
Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform weist der Adapter einen länglichen, weiteren Tragkörper 61 aus elektrisch leitendem Material auf, welcher eine längliche Öffnung 62 zur Aufnahme des Tragkörpers 57 mit dem Kontaktelement 58 hat. In der Öffnung 62 ist ein erhabener Rand 63 ausgebildet, welcher als ein Anschlag für die Filtereinheit 56 wirkt, welche auf den stiftförmigen Kontaktenden 59 anzubringen ist. Die ersten Elektroden 5, 5', welche entlang den Rändern der Filtereinheit 56 verlaufen, sind an dem erhabenen Rand 63 des Tragkörpers 61 angelötet. Die Elektrodenflächengebilde 9, 9' sind an den zugeordneten Kontaktelementen 58 angelötet. Die so gebildete Anordnung wird zwischen einem ersten und einem zweiten, übereinstimmend ausgebildeten, länglichen Mantelteil 50 eingeschlossen, wobei eine längliche Öffnung 52 zur Aufnahme der Kontaktenden 59, 60 der Kontaktelemente 58 vorgesehen ist.
Diese ersten und zweiten Mantelteile 50 sind mit Befestigungslippen 54 versehen, welche sich in Längsrichtung des Mantelteils nach außen erstrecken und sie sind jeweils mit einer Öffnung 64 versehen. Auf den schmalen Seiten ist der Tragkörper 61 mit entsprechend lagemäßig angeordneten Öffnungen 64 zum Befestigen der Mantelteile mit Hilfe von Hohlnieten 65 an dem Tragkörper 61 versehen. Natürlich können andere geeignete Befestigungseinrichtungen zum Zusammensetzen des Adapters vorgesehen werden. Aus Gründen der Dimensionierung des Adapters weist dieser ein Distanzstück 66 aus elektrisch isolierendem Material mit Durchgängen 67 auf, welche entsprechend den Kontaktelementen 58 lagemäßig angeordnet sind.
Fig. 8b zeigt schematisch in einem vergrößerten Maßstab die Querschnittsansicht durch den zusammengesetzten Adapter nach Fig. 8a. Mit Hilfe von Lötverbindungen 68 sind die ersten Elektroden 5, 5' der Filtereinheit mit dem Tragkörper 62 verbunden und mit Hilfe von Lötverbindungen 69 sind die Kontaktelemente des Adapters mit den zugeordneten Elektrodenflächengebilden 9, 9' der Filtereinheit 56 verbunden. Der elektrisch leitende Tragkörper 62 zusammen mit den leitenden Mantelteilen 50 bilden eine effektive Abschirmung der Kontaktelemente im Hinblick auf niedere Frequenzen, und mit der Filtereinheit 56 erhält man daher einen Filteradapter für einen großen Bereich von Frequenzen.
Es ist ebenfalls möglich, Halbleiterschichten und/oder Elektrodenflächengebilde zur Bildung von Kombinationen aus Widerständen (R) und Kondensatoren (C) einzusetzen, um sogenannte RC-Filter zu erhalten. Auch können beispielsweise Gebilde erstellt werden, welche eine Mittelelektrode haben, welche als eine Erdungselektrode wirkt, die auf jeder Seite hiervon Elektrodenflächengebilde haben, welche durch eine oder mehrere dielektrische Schichten voneinander getrennt sind, so daß man beispielsweise auf jeder Seite des Substrats eine derartige elektrische Schicht haben kann, um die Filterkapazität noch weiter zu erhöhen.

Claims

1. Filtereinheit (1) für Verbinder, welche ein Substrat (2) aus elektrisch isolierendem Material aufweist, welches zwei ebene Seiten hat, die einander gegenüberliegen und welches mit Durchgängen (3) für die Kontaktelemente (15, 43, 58) des Verbinders versehen ist, wobei Kondensatoren auf einer ebenen Seite des Substrats im Bereich eines oder mehrerer Durchgänge (3) angeordnet sind und erste Elektroden (5, 5'), welche von wenigstens einer Schicht aus elektrisch leitendem Material gebildet werden, welches sich über die Seite des Substrats erstreckt und mit zugeordnet liegenden größeren Durchgängen (6) versehen sind, zweite Elektroden, welche von im Abstand angeordneten Elektrodenflächengebilden (9, 9') aus elektrisch leitendem Material gebildet werden, welche die Durchgänge (3) des Substrats (2) bedecken und mit den Kontaktelementen (15, 43, 58) des Verbinders verbunden werden können, und wenigstens eine Schicht aus dielektrischem Material (7) umfassen, welche zwischen den ersten (5, 5') und den zweiten Elektroden (9, 9') derart verlaufen, daß die Durchgänge offen sind, dadurch gekennzeichnet daß in ähnlicher Weise ausgelegte Kondensatoren auf der anderen, gegenüberliegenden, ebenen Seite des Substrats im Bereich eines oder mehrerer Durchgänge angeordnet sind.

2. Filtereinheit (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenflächengebilde (9, 9'), welche auf der jeweiligen Seite des Substrats (2) liegen, derart angeordnet sind, daß ein Durchgang (3) auf jeder Seite des Substrats (2) von Elektrodenflächengebilden umgeben ist, welche mit ein und demselben Kontaktelement (15, 43, 58) des Verbinders verbunden werden können.

3. Filtereinheit (1) nach Anspruch 2, bei der die Elektrodenflächengebilde (9, 9') entlang der Wand des Durchganges verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenflächengebilde (9, 91) auf jeder Seite des Substrats über den Durchgang miteinander verbunden sind.

4. Filtereinheit (1) ,nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenflächengebilde (9, 9'), welche auf der jeweiligen Seite des Substrats (2) liegen, derart angeordnet sind, daß ein Durchgang (3) von einem Elektrodenflächengebilde nur auf einer Seite des Substrats umgeben wird.

5. Filtereinheit (1) nach Anspruch 4, bei der die Elektrodenflächengebilde (9, 9') entlang der Wand des Durchgangs verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenflächengebilde (9, 9') sich über eine solche Strecke im Durchgang erstrecken, daß sie keinen elektrischen Kontakt mit den zweiten Elektroden auf der gegenüberliegenden Seite des Substrats schließen.

6. Filtereinheit (1) nach Anspruch 4 oder 5, welche mit mehreren Reihen von Durchgängen (10) versehen ist, welche in Spalten angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenflächengebilde (9, 9'), welche zu den Durchgängen in einer Reihe und einer benachbarten Reihe gehören, immer auf einer anderen Seite des Substrats sind.

7. Filtereinheit (1) nach Anspruch 4 oder 5, bei der das Substrat (2) mit wenigstens zwei Reihen von Durchgängen versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektrodenflächengebilde (9, 9'), welche zu den Durchgängen einer Reihe gehören, auf einer Seite des Substrats liegen, und die Elektrodenflächengebilde, die zur anderen Reihe gehören, auf der anderen Seite des Substrats liegen.

8. Filtereinheit (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (2) mit drei Reihen von Durchgängen (10) versehen ist, in denen die Elektrodenflächengebilde (9, 9'), welche zu den Durchgängen (10) der mittleren Reihe gehören, auf einer Seite des Substrats liegen, und daß die Elektrodenflächengebilde (9, 9'), die zu der äußersten Reihe gehören, auf der anderen Seite des Substrats liegen.

9. Filtereinheit (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (2) mit vier Reihen von Durchgängen (10) versehen ist, die Elektrodenflächengebilde (9, 9'), welche zu den Durchgängen (10) der beiden am äußersten liegenden Reihen gehören, auf einer Seite des Substrats liegen, und daß die Elektrodenflächengebilde, die zu den Durchgängen (10) der beiden am weitesten innen liegenden Reihen auf der anderen Seite des Substrats liegen.

10. Filtereinheit (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Elektrode (5, 5'), die auf der jeweiligen Seite des Substrats (2) liegt, entlang wenigstens eines schmalen Randes (20, 21) des Substrats (2) verlaufen.

11. Filtereinheit (1) nach Anspruch 10, bei der die Kondensatoren, die auf einer Seite des Substrats liegen, mit wenigstens einem Überzug (13) aus elektrisch isolierendem Material versehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Kondensatoren, die auf der anderen Seite des Substrats liegen, mit einem ähnlichen Überzug versehen sind, während die ersten Elektroden (5, 5'), die entlang wenigstens eines schmalen Randes (20, 21) des Substrats (2) verlaufen, nicht beschichtet sind.

12. Filtereinheit (1) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Filtereinheit in einen Halter (24) aus elektrisch leitendem Material eingesetzt ist, welcher derart ausgebildet ist, daß die Durchgänge (10) zum Durchführen der Kontaktelemente des Verbinders frei sind, und daß die ersten Elektroden (5, 5'), welche entlang wenigstens eines schmalen Randes (20, 21) des Substrats (2) verlaufen, einen elektrischen Kontakt mit dem Halter (24) schließen.

13. Filtereinheit (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (24) ein länglicher Rahmen ist, welcher durch vier Seiten (26 . . . .29) verbunden ist, und Anschlagelemente (31, 32) hat, gegen welche die Filtereinheit zur Anlage kommen kann, wobei Sperrelemente (36) zum Festhalten der Filtereinheit in dem Halter und eine Befestigungseinrichtung (65) vorgesehen sind, mittels welcher der Halter an einem Verbinder angebracht werden kann.

14. Filtereinheit (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagelemente (31, 32) zwei Lippen (31, 32) aufweisen, die von den schmalen Seiten des Rahmens (24) in die Rahmenöffnung vorstehen.

15. Filtereinheit (1) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung (36) mehrere Vorsprünge (36) umfaßt, welche von den Seiten des Rahmens nach innen vorstehen und welche derart angeordnet sind, daß, wenn die Filtereinheit in den Halter (24) eingesetzt ist, die Filtereinheit zwischen den Anschlagelementen (31, 32) und den Vorsprüngen (36) eingeschlossen ist.

16. Filtereinheit (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorsprünge (36) V-förmige Lippen umfassen, welche in den langen Seiten des Rahmens ausgebildet sind, während ausgehend von der Eingangsöffnung für die Filtereinheit die langen Seiten des Rahmens mit Einschnitten (37) versehen sind, um die Klemmwirkung des Halters (24) derart zu verbessern, daß man einen zuverlässigen, guten elektrischen Kontakt zwischen den ersten Elektroden (5, 5') der Filtereinheit und dem Halter (24) erhält.

17. Filtereinheit (1) nach Anspruch 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Seiten des Rahmens (24) einen derartigen Abstand voneinander haben, daß der Halter passend auf der Verbindungsseite eines Verbinders mit üblichen Abmessungen angesetzt werden kann.

18. Filtereinheit (1) nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (24) auf den schmalen Seiten mit Lippen (33) versehen ist, welche in Längsrichtung hiervon nach außen vorstehen und eine Befestigungsöffnung (35) zum Verbinden des Halters mit dem Verbinder haben.

19. Verbinder (23), welcher ein elektrisch leitendes Gehäuse (25) aufweist, das Gehäuse einen Tragkörper aus elektrisch isolierendem Material umschließt, welcher mit einer Mehrzahl von elektrisch leitenden Kontaktelementen (15) versehen ist, welche jeweils ein Kontaktende zum Kontaktieren eines weiteren Verbinders haben, und ein Verbindungsende für den Anschluß einer elektrischen Leitung in dem Gehäuse des Verbinders an der Seite haben, an der die Verbindungsenden der Kontaktelemente liegen, wobei eine Filtereinheit (56) und ein Halter (24) nach einem oder mehreren der Ansprüche 12 bis 18 angebracht ist.

20. Verbinder, welcher ein elektrisch leitendes Gehäuse (50, 51) aufweist, das Gehäuse einen elektrisch isolierenden Tragkörper (42) umschließt, welcher mit einer Mehrzahl von elektrisch leitenden Kontaktelementen (43) versehen ist, welche jeweils ein Kontaktende (45) zum Kontaktieren eines weiteren Verbinders und ein Verbindungsende (44) zum Umschließen einer elektrischen Leitung in dem Gehäuse des Verbinders an der Seite haben, an der die Verbindungsenden (44) der Kontaktelemente (43) liegen, wobei eine Filtereinheit (56) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 angebracht ist, die ersten (5, 5') und die zweiten Elektroden (9, 9') der Filtereinheit (56) mit dem Gehäuse (50, 51) und den Verbindungsenden (44) der Kontaktelemente (43, 58) jeweils verbunden sind.

21. Adapter, welcher ein elektrisch leitendes Gehäuse (50) aufweist, ein elektrisch isolierender Tragkörper (57) mit einer Mehrzahl von elektrisch leitenden Kontaktelementen (58) versehen ist, welche jeweils ein erstes und ein zweites Kontaktende (59, 60) zum Kontaktieren eines ersten und eines zweiten Verbinders jeweils haben, das Gehäuse eine Filtereinheit (56) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 umschließt, und die ersten (5, 5') und die zweiten Elektroden (9, 9') der Filtereinheit (56) mit dem Gehäuse (50) und den Kontaktelementen (58) jeweils verbunden sind.

22. Adapter nach Anspruch 21, bei dem das Gehäuse (50) des Adapters einen ersten und einen zweiten länglichen Mantel aufweist, wobei ein elektrisch leitender, länglicher, weiterer Tragkörper (61) vorgesehen ist, welcher eine Öffnung (62) zur Aufnahme des isolierenden Tragkörpers (57) mit den Kontaktelementen (58) hat, der weitere Tragkörper (61) zwischen den ersten und zweiten Mänteln (50) angeordnet und mit diesen verbunden ist, und die ersten Elektroden (5, 5') der Filtereinheit mit dem weiteren Tragkörper (61) verbunden sind.