DE3713988A1 - Anordnung zur flaechenhaften verbindung von thermisch nicht angepassten materialien - Google Patents

Anordnung zur flaechenhaften verbindung von thermisch nicht angepassten materialien

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur flächenhaften Verbindung von thermisch nicht angepaßten Materialien.
Die Verbindung entsprechender Materialien erfolgt häufig durch Verschrauben oder Festklemmen, wobei ein Federblech als Kontakt­ hilfe verwendet wird. Als weiteres Verfahren zur Herstellung von Verbindungen ist das Löten bekannt, das aber thermisch angepaßte Materialien voraussetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für eine Anordnung der eingangs beschriebenen Art eine Lösung für eine Lötverbin dung anzugeben.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch einen zwi­ schen die beiden miteinander zu verbindenden Materialien einge­ fügten, beidseitig mit Cu-Ag beschichteten Zwischenträger aus einem duktilen Material, insbesondere Teflonsubstrat, bei dem eine metallisch leitende Verbindung zwischen Ober- und Unter­ seite über Durch - und/oder Umkontaktierungen vorgesehen ist und Ober- und Unterseite des Zwischenträgers durch Flächen­ löten mit dem jeweiligen Material verbunden sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Anmeldungs­ gegenstandes sind in den Unteransprüchen angegeben.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dar­ gestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert, in der die Anordnung in einer Teildarstellung und zwei verschiedene Aus­ führungsformen eines Zwischenträgers dargestellt sind.
Bei den miteinander zu verbindenden Materialien kann es sich beispielsweise un Messing und Keramik oder Messing und Granat handeln, wobei z. B. Messing das Material eines metallischen Gehäuses ist, in das ein Keramik- oder Granatsubstrat eingebaut wird. Zwischen die Materialien Metall und Substrat wird ein duktiler Zwischenträger eingefügt, beispielsweise ein weiches flexibles Teflonsubstrat, durch das bei Lötungen auf den ther­ misch nicht angepaßten Materialien die auftretenden Material­ spannungen aufgefangen werden. Der Zwischenträger ist beidsei­ tig mit Kupfer-Silber beschichtet. Zur Herstellung einer Ver­ bindung (Massekontakt) zwischen Ober- und Unterseite des Zwi­ schenträgers ist dieser mit Durch- und/oder Umkontaktierungen versehen, bestehend aus durchmetallisierten Bohrungen und Um­ kontaktierungen im Randbereich. Die Form des Zwischenträgers sowie Anzahl und Formen der Durch- und Umkontaktierungen rich­ ten sich nach der jeweiligen Anwendung.
Als Zwischenträger kann ein Teflonmaterial (Duroid) mit einer Stärke von 0,1-2 mm verwendet werden. Je größer die Differenz der beiden Ausdehnungskoeffizienten von Grund (Gehäuse) -materi­ al und Substrat ist, um so dicker ist der Teflonzwischenträger zu bemessen, um die auftretenden Scherkräfte aufzunehmen. Um die elektrischen Eigenschaften nicht durch unterschiedliche Massepotentiale zu verschlechtern, sind die Durch- und/oder Um­ kontaktierungen vorgesehen, deren Anzahl, Form und Größe von der Schaltungsgröße und der Betriebsfrequenz abhängen.
Fig. 1 zeigt die Anordnung in einer geschnittenen Teildarstel­ lung im Querschnitt. Dabei ist ein Zwischenträger 1 aus einem duktilen Material, insbesondere Teflonsubstrat, beidseitig mit einer Cu-Ag-Schicht 2, 3 versehen. Über Durchkontaktierungen 4 wird eine metallisch leitende Verbindung zwischen Ober- und Unterseite des Zwischenträgers 1 hergestellt. Durch Flächenlö­ ten (Lötschichten 5, 6) als beispielsweise Sn/Pb werden die Ober­ und Unterseite des Zwischenträgers mit den beiden miteinander zu verbindenden Materialien, nämlich einem Substratmaterial 7 auf der Oberseite und einem Metallträger 8 auf der Unterseite verbunden.
Fig. 2 zeigt als Beispiel einen Zwischenträger gemäß Fig. 1 für einen 2,6 GHz-Koppler mit einem Keramiksubstrat als Zweitmate­ rial in einer Draufsicht, wobei das Teflonsubstrat als Zwischen­ träger 1 eine Dicke von 0,5 mm aufweist und alle Bohrungen 4 einen Durchmesser von 2 mm haben und umkontaktiert sind. Die einzelnen Bohrungen sind dabei teilweise mit unterschiedlichen Abständen zueinander angeordnet.
Fig. 3 zeigt als Beispiel einen Zwischenträger 1 für einen 6,2 GHz-2/3′′-Zirkulator mit einem Granatsubstrat als Zweitmate­ rial. Die Dicke des Teflonsubstrats beträgt hierbei ebenfalls 0,5 mm, die Kanten und die Mittenbohrung 9 sind umkontaktiert.

Claims (5)

1. Anordnung zur flächenhaften Verbindung von thermisch nicht angepaßten Materialien, gekennzeichnet durch einen zwischen die mit­ einander zu verbindenden Materialien eingefügten, beidseitig mit Cu-Ag beschichteten Zwischenträger aus einem duktilen Material, insbesondere Teflonsubstrat, bei dem eine metallisch leitende Verbindung zwischen Ober- und Unterseite über Durch- und/oder Umkontaktierungen vorgesehen ist und Ober- und Unterseite durch Flächenlöten mit dem jeweiligen Substrat verbunden sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke des Zwischenträgers in Abhängigkeit von der Differenz der Ausdeh­ nungskoeffizienten der beiden miteinander zu verbindenden Ma­ terialien so gewählt ist, daß sie mit steigender Differenz der beiden Ausdehnungskoeffizienten zunimmt.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischen­ träger eine Dicke zwischen beispielsweise 0,1 und 2 mm auf­ weist.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl, Form und Größe der Durch- und Umkontaktierungen entsprechend der Schaltungsgröße und Betriebsfrequenz gewählt sind.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1-4, gekennzeichnet durch seine Verwendung beim Einbau von Substraten, beispielsweise aus Keramik oder Granat, in einem metallischen Gehäuse.
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