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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberWO2013120469 A1
Publication typeApplication
Application numberPCT/DE2012/001176
Publication date22 Aug 2013
Filing date7 Dec 2012
Priority date14 Feb 2012
Also published asDE102012003054A1, DE102012003054B4, EP2815408A1
Publication numberPCT/2012/1176, PCT/DE/12/001176, PCT/DE/12/01176, PCT/DE/2012/001176, PCT/DE/2012/01176, PCT/DE12/001176, PCT/DE12/01176, PCT/DE12001176, PCT/DE1201176, PCT/DE2012/001176, PCT/DE2012/01176, PCT/DE2012001176, PCT/DE201201176, WO 2013/120469 A1, WO 2013120469 A1, WO 2013120469A1, WO-A1-2013120469, WO2013/120469A1, WO2013120469 A1, WO2013120469A1
InventorsMichael Lausch, Albert Chmelicek, Harald Mayr, Dirk HÖFIG
ApplicantEads Deutschland Gmbh
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: Patentscope, Espacenet
Rf bushing
WO 2013120469 A1
Abstract
The invention relates to an RF bushing for being introduced into a passage hole (DB) which is formed in a printed circuit board, a waveguide or a housing, comprising a sleeve (RK), which is completely filled with a dielectric material (DK), and a central conductor (ML), which is arranged axially in the sleeve (RK), for transmitting RF signals, wherein the sleeve (RK) has a collar part (K), which extends outward in the radial direction, at one end, wherein the collar part (K) has an outside diameter (DM_K) which is larger than the central opening (DM_DB) in the passage hole (DB). According to the invention, the length of the sleeve (RK), which is completely filled with the dielectric material, corresponds to the length of the passage hole (DB).
Claims  translated from German  (OCR text may contain errors)
Patentansprüche claims
1. HF-Durchführung zur Einbringung in eine in einer Leiterplatte, einem Wellenleiter oder einem Gehäuse ausgeführten Durchgangsbohrung (DB) 1. RF implementation for incorporation into a run in a circuit board, a waveguide or a housing through hole (DB)
umfassend eine mit einem dielektrischen Material (DK) vollständig ausgefüllte Hülse (RK) und einen in der Hülse (RK) axial angeordneten Mittelleiter (ML) zur Übertragung von HF-Signalen, wobei die Hülse (RK) an einem Ende ein sich radial nach außen erstreckendes Kragenteil (K) aufweist, wobei das Kragenteil (K) einen Außendurchmesser (DM_K) hat, der größer ist als die zentrale Öffnung (DM_DB) der Durchgangsbohrung (DB), dadurch gekennzeichnet, dass die Länge der mit dem dielektrischen Material vollständig gefüllten Hülse (RK) der Länge der Durchgangsbohrung (DB) entspricht. comprising a dielectric material (DK) completed sleeve (RK) and the sleeve (RK) axially disposed central conductor (ML) for transmitting RF signals, wherein the sleeve (RK) at one end a radially outwardly extending collar part (K), wherein the collar part (K) has an outer diameter (DM_K) which is greater than the central opening (DM_DB) of the through bore (DB), characterized in that the length of the completely filled with the dielectric material sleeve (RK) corresponds to the length of the through hole (DB).
2. HF-Durchführung nach Anspruch 1 , 2. RF feedthrough according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die Hülse (RK) aus Kovar gefertigt ist. the sleeve (RK) is made of Kovar.
3. HF-Durchführung nach Anspruch 1 oder 2, 3. RF feedthrough according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
das dielektrische Material (DK) Sinterglas ist. the dielectric material (DK) is sintered glass.
4. HF-Durchführung nach einem der vorangehenden Ansprüche, 4. RF feedthrough according to one of the preceding claims,
dadurch gekennzeichnet, dass characterized in that
die HF-Durchführung in die Durchgangsbohrung (DB) einklebbar oder einlötbar ist. RF implementation in the through hole (DB) is be glued or soldered onto.
Description  translated from German  (OCR text may contain errors)

HF-Durchführung RF implementation

Die Erfindung betrifft eine HF-Durchführung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. The invention relates to an RF implementation in accordance with the features of claim 1.

Üblicherweise sind Durchführungen aus Glas und Metall gefertigt, wobei das Glas in einem Loch in der Verpackungswand angeordnet ist, als eine isolierende Unterstützung und Dielektrikum dient, die einen geraden Metallstift, den Übertragungslei- tungsleiter, in einer isolierten Beziehung mit den Wänden der Metallverpackung hält und als eine undurchdringliche Barriere für die Außenumgebung dient. Typically feedthroughs made of glass and metal are produced, wherein the glass is placed in a hole in the package wall, as an insulating support and dielectric is that a straight metal pin, the transmission line conductor, holds in an insulated relationship with the walls of metal packaging and serves as an impenetrable barrier to the external environment.

Die US 5,376,901 offenbart eine hermetisch abgedichtete Millimeterwellenleiterein- führungsübergangsdurchführung zum Hindurchleiten elektrischer Signale hoher Frequenz in einen Schaltkreis, der mindestens einen Wellenleiter einschließt. The US 5,376,901 discloses a hermetically sealed Millimeterwellenleiterein- leadership transition enforcement for passing electrical high frequency signals in a circuit which includes at least one waveguide. Sie benutzt Glas, um den von einem Ring und dem Stift definierten Innenraum auszufüllen, um den Stift innerhalb des Rings und isoliert von der Wellenleiterwand hermetisch abzudichten. It uses glass to fill the inner space defined by a ring and the pin to seal hermetically the pin within the ring and insulated from the waveguide wall.

Weitere HF-Durchführungen sind zB aus DE 699 23 805 T2 oder DE 20 2009 001 395 U1 bekannt. More RF feedthroughs are known for example from DE 699 23 805 T2 or DE 20 2009 001 395 U1.

US 7,517,258 B1 beschreibt eine HF-Durchführung aus zwei, einen Mittelleiter umschließenden Hülsen, welche miteinander verschweißt sind, wobei eine Hülse vollständig mit einem dielektrischen Material gefüllt ist. US 7,517,258 B1 describes an RF implementation of two, a center conductor enclosing sleeves which are welded to each other, wherein a sleeve is completely filled with a dielectric material. Aus US 6,841 ,731 B1 ist eine weitere HF-Durchführung bekannt, bei welcher eine HF-Durchführung mittels einer Hülse gebildet ist, deren Länge der Durchgangsbohrung durch ein Gehäuse entspricht. From US 6,841, 731 B1 another RF implementation is known, in which an HF feedthrough is formed by a sleeve whose length corresponds to the through-hole by a housing. Bei der Konstruktion der HF-Durchführung wird Borosilikatglas zwischen dem zentralen Metallstift, typischerweise einem aus Kovar-Material gebildeten Stift, und dem äußeren Endring zurückfließen gelassen. When designing the RF implementation is borosilicate glass between the central metal pin, typically a pin formed of Kovar material, and the outer ferrule allowed to flow back. Beim Zurückfließen bildet das geschmolzene Glas einen Glasmeniskus um einen Teil der Länge des Stifts. When flowing back the molten glass forms a glass meniscus around a portion of the length of the pin. Beim Härten bil- det das Glas eine starke Außendichtung. Upon curing det education the glass has a strong outer seal.

Trotz ihrer Wirksamkeit haben solche Glas-Metall-Durchführungen einen Nachteil. Despite their effectiveness, such glass-to-metal seals have a disadvantage. Sie sind nicht dauerhaft. They are not permanent. Das Glas ist spröde. The glass is brittle. Wenn der vom Glas eingeschlossene Metallstift der Durchführung bei der Handhabung oder dem Testen gebogen oder deformiert wird, werden Glasteilchen bei dem den Stift umgebenden Glasmeniskus gebrochen. If put the glass metal pin the implementation is bent or deformed during handling or testing, glass particles in the glass meniscus surrounding the pin broken. Dieser Bruch gefährdet die Unversehrtheit der Durchführung. This breach endangers the integrity of the implementation. In einigen Fällen treten radiale Risse oder Risse entlang des Umfangs im Glas auf. In some cases occur radial cracks or tears along the periphery of the glass.

Weitere Nachteile von herkömmlichen Glas-Metall-Durchführungen ist, dass der An- schluss einen so genannten Luftkoax aufweist. Other disadvantages of conventional glass-to-metal seals is that the connection has a so-called Luftkoax. Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittdarstellung einer Glas-Metall-Durchführung D aus dem Stand der Technik. Fig. 1 shows a schematic sectional view of a glass-metal feedthrough D of the prior art. Mit dem Bezugszeichen 1 ist die Wandung eines Gehäuses bezeichnet. By the reference numeral 1, the wall of a housing is indicated. Die Durchgangsbohrung DB weist einen ersten Durchmesser GD und einen zweiten Durchmesser KD auf. The through hole DB has a first diameter and a second diameter GD KD. In dem Bereich der Durchgangsbohrung DB mit dem größeren Durchmesser GD ist eine HF-Durchführung eingebracht. In the region of the through bore with the larger diameter DB DG an RF feedthrough is introduced. Die HF-Durchführung um- fasst einen Ringkörper RK, welcher mit einem dielektrischen Material DK gefüllt ist. The RF implementation comprises an annular body RK, which is filled with a dielectric material DK. Axial in dem Ringkörper ist ein Mittelleiter ML zur Führung der HF-Signale angeordnet. Axially in the annular body is disposed a center conductor ML for guiding the RF signals. Der Mittelleiter ML ragt in den Innen- und Außenbereich IB, AB des Gehäuses. The center conductor ML extends into the interior and exterior IB, AB of the housing. Im Innenbereich IB kann ein Anschluss des Mittelleiters ML an ein Substrat (nicht dargestellt) zB eine Mikrostreifenleitung oder einem Hohlleiter erfolgen. Inside IB (not shown) such as a microstrip line or a waveguide carried out a connection of the center conductor ML to a substrate. Der An- schluss kann allerdings aus fertigungstechnischen Gründen nicht direkt am Austritt des Mittelleiters ML aus dem mit einem dielektrischen Material DK gefüllten Ringkörpers RK erfolgen. The connection can not be made directly at the exit of the center conductor from the ML-filled with a dielectric material DK annulus RK However, for manufacturing reasons. Somit entsteht zwischen dem Austritt des Mittelleiters ML aus dem mit einem dielektrischen Material DK gefüllten Ringkörpers RK und dem Anschluss des Mittelleiters ML an ein Substrat ein so genannter Luftkoax LK. Thus arises between the exit of the center conductor from the ML-filled with a dielectric material DK annulus RK and the connection of the central conductor ML to a substrate a so-called Luftkoax LK. Dadurch ergeben sich Übertragungsfehler und Signalverluste. As a result, transmission errors and signal losses. Aufgabe der Erfindung ist es, eine HF-Durchführung anzugeben, bei welcher ein direkter Anschluss an ein Substrat möglich ist. The object of the invention is to provide an RF implementation in which a direct connection to a substrate is possible.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die HF-Durchführung mit den Merkmalen des gel- tenden Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen. This object is achieved by the RF implementation with the features of the applicable border claim 1. Further advantageous embodiments of the invention are the subject of dependent claims.

Die erfindungsgemäße HF-Durchführung umfasst eine mit einem dielektrischen Material vollständig ausgefüllte Hülse und einen in der Hülse axial angeordneten Mittel- leiter zur Übertragung von HF-Signalen. The RF implementation of the invention comprises a dielectric material with a completely filled tube and one in the sleeve axially disposed central conductor for transmission of RF signals. Gemäß der Erfindung weist die Hülse an einem Ende ein sich radial nach außen erstreckendes Kragenteil auf. According to the invention, the sleeve has at one end a radially outwardly extending collar portion. Das Kragenteil hat einen Außendurchmesser, größer ist als die zentrale Öffnung der Durchgangsbohrung. The collar portion has an outer diameter larger than the central opening of the through hole. Gemäß der Erfindung entspricht die Länge der mit dem dielektrischen Material vollständig gefüllten Hülse der Länge der Durchgangsbohrung. According to the invention corresponds to the length of the completely filled with the dielectric material of the length of sleeve through bore.

Durch den fehlenden Luftkoax ist mit der erfindungsgemäßen HF-Durchführung ein leichteres Kontaktieren des Mittelleiters an ein Substrat möglich. Because of the missing Luftkoax is possible with RF implementation of the invention easier contacting the center conductor to a substrate.

Die Hülse ist hierbei zweckmäßig aus Kovar gefertigt. The sleeve is made this expedient of Kovar. Als dielektrisches Material wird zweckmäßig Sinterglas verwendet. As the dielectric material sintered glass is suitably used. Der Vorteil hierbei ist, dass sich Sinterglas thermisch und chemisch besser mit Kovar verbindet als mit oxidischen Oberflächen, zB Wolfram. The advantage is that sintered glass thermally and chemically better with Kovar connects as with oxidic surfaces, eg tungsten. Eine Verbindung mit Eisen ist wegen der stark unterschiedlichen Aus- dehnungskoeffzienten nicht möglich. A compound with iron is not possible because of the very different dehnungskoeffzienten education. Die Erfindung sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen werden anhand von Zeichnungen näher erläutert. The invention and further advantageous embodiments are described in greater detail with reference to drawings. Es zeigen: Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer HF-Durchführung nach dem Stand Fig. 1 is a schematic representation of a RF implementation according to the prior

der Technik, of the technique,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen HF- Durchführung. Fig. 2 is a schematic representation of a RF implementation of the invention.

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen HF-Durchführung. Fig. 2 shows a schematic representation of a RF implementation of the invention. Mit dem Bezugszeichen 1 ist die Wandung eines Gehäuses bezeichnet. By the reference numeral 1, the wall of a housing is indicated. Das Gehäuse 1 weist eine Durchgangsbohrung DB auf, in welche die erfindungsgemäße HF-Durchführung D einbringbar ist. The housing 1 has a through bore DB, in which the inventive RF implementation D is inserted.

Die HF-Durchführung D weist einen Ringkörper RK, welcher mit einem dielektrischen Material DK gefüllt ist. The RF implementation D has an annular body RK, which is filled with a dielectric material DK. Axial in dem Ringkörper RK ist ein Mittelleiter ML zur Führung der HF-Signale angeordnet. Axially in the annular body RK is disposed a center conductor ML for guiding the RF signals. Der Mittelleiter ML ragt in den Innen- und Au- ßenbereich IB, AB des Gehäuses 1. Im Innenbereich IB kann ein Anschluss des Mittelleiters ML an ein Substrat (nicht dargestellt) zB eine Mikrostreifenleitung oder einem Hohlleiter erfolgen. The center conductor ML extends into the inner and outer region IB, AB of the housing 1. Inside IB, a port of the central conductor ML to a substrate (not shown) such as a microstrip line or a waveguide done.

An einem Ende der Hülse weist die HF-Durchführung D ein sich radial nach außen erstreckendes Kragenteil K auf. At one end of the sleeve, the RF implementation D a radially outwardly extending collar part K on. Das Kragenteil K weist einen Außendurchmesser DM_K auf, welcher größer ist als der Durchmesser DM_DB der Durchgangsbohrung DB. The collar portion K has an outer diameter DM_K which is greater than the diameter of the through hole DM_DB DB.

Der Ringkörper RK kann in die Durchgangsbohrung DB eingeklebt oder eingelötet werden. The annular body RK can be glued or soldered in the through hole DB.

Mit der erfindungsgemäßen HF-Durchführung können HF-Signale von bis zu 40 GHz übertragen werden. With RF implementing the inventive RF signals from up to 40 GHz can be transmitted. Die HF-Durchführung kann eine Glas-Metall-Durchführung sein. The RF implementation may be a glass-metal feedthrough.

Zweckmäßig weist das Gehäuse 1 eine für das Kragenteil K passende Aussparung auf. Suitably, the housing 1 is a suitable for the collar part K recess.

Patent Citations
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Non-Patent Citations
Reference
1 *See also references of EP2815408A1
Classifications
International ClassificationH01P5/10, H01B17/30, H05K3/30, H01J5/36, H01R24/52
Cooperative ClassificationH01P5/103, H01R24/50
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9 Oct 2013121Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
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