O čem se psalo v roce 1946: Tištěné spojování vysokofrekvenčních přístrojů

Převzato z časopisu Elektrotechnik 1946:

V USA byl za války vypracován nový zajímavý způsob spojování malých vysilačů a přijímačů a nyní se tohoto způsobu užívá i v civilní výrobě. V podstatě jde o spojení, které se vytiskne na steatitovou desku. Úspora místa, které se tímto způsobem dosáhne, je veliká, a různé přístroje, jako zesilovače pro nedoslýchavé, malé vysilače apod. mohou mít nepředstavitelně malé rozměry.

Obr. 1

Výchozím materiálem, který přístroji dává potřebnou soudržnost, je steatitové těleso, většinou ve tvaru destičky. Spojení jednotlivých součástí se při tomto způsobu neprovádí dráty, nýbrž stříbrnými tenkými pásky, pevně lpějícími na steatitové desce. Zvláště u přístrojů pro velmi krátké vlny jsou tyto stříbrné pásky mnohem výhodnější než měděné dráty, neboť mají menší ztráty. Podobně jako vodivé spoje jsou i odpory nahrazeny tenkými proužky z odporového drátu materiálu. Použité kondensátory jsou velmi tenké jako papír a elektronky, které byly vypracovány za války, jsou tak malé, že se zaletovávají přímo do spojů.

Jednoduchost tohoto způsobu umožňuje snadnou výrobu zcela malých přístrojů, které přes své malé rozměry jsou velmi přehledné. Chyby spojení, které se při normálních způsobech spojování dráty často vyskytují, a které vyžadují hledání, opravy a zkoušení, zde zcela odpadají, neboť spojení se provádí podobně jako potištění papíru. Je-li tedy první otisk bez chyby, jsou bez chyby i všechny další přístroje. Tím je umožněno vyráběti celé serie přístrojů, jež jsou mechanicky shodné a jejichž elektrické hodnoty vykazují dosud nedosaženého minima diference kapacity spojů apod. Rovněž výrobní cena se tímto způsobem podstatně sníží.

Steatit je po vypálení tvrdý asi jako safír, takže po vypálení nelze prováděti mechanické změny jinak než diamantovými nástroji. Toto zdlouhavé a drahé dodatečné opracování se provádí jen výjimečně tenkráte, jde-li o dodrženi zcela malých tolerancí, kterých nelze při vypalování steatitu dodržeti.

Stříbro se nanáší na steatit ve formě pasty, složené z kysličníku stříbrného nebo z velmi jemného práškového stříbra, a z vhodného pojiva. Nanášení této pasty se provádí tak, že se nejprve žádané schema ofotografuje na velmi tenkou a jemnou hedvábnou stuhu, opatřenou citlivou vrstvou. Po určitém zpracování této hedvábné stuhy jsou pak na ní osvětlená místa propustná a neosvětlená místa nepropustná. Hedvábná stuha se pak napne ve zvláštním rámečku a položí na steatitovou desku. Potře-li se nyní stuha stříbrnou pastou, pronikne pasta jen osvětlenými místy a pevně ulpí na desce. Čím je hedvábné tkanivo jemnější, tím jemnější a složitější spojení lze tímto způsobem prováděti. Pak se steatitová deska vypálí při teplotě 750 °C až 850 °C, tím se spálí všechno pojidlo a čisté stříbro na desce sline a ulpí s pevností asi 800 kg∙cm2. V obr. 1 je příklad obrazu schema spojení, ofotografovaného na hedvábné stuze.

Obr. 2 a až 2 d

U přístrojů pro velmi krátké vlny lze místo drátových cívek do steatitové desky vpalovati stříbrné plošné spirály kulatého nebo hranatého tvaru a tím zhotoviti cívky s činitelem jakosti Q=150 až 200.

Obr. 3

Po vypálení vodivých spojů se podobným způsobem nanášejí odpory. Variací délky a šířky vytištěného odporového proužku lze tak získati odpory 3 ohmy až 200 milionů ohmů. Použité kondensátory jsou kulatého tvaru a mají keramické dielektrikum z kysličníku titaničitého; jejich průměr je 3 až 20 mm a tlouštka 0,1 až 1 mm. Volbou různé dielektrické konstanty a volbou rozměrů se dostane kapacita 6,5 až 2000 pF. Pak se přiletují elektronky a ostatní součásti, jako spinače apod. Použitá pájka musí obsahovati nejméně 2 % stříbra, protože část stříbra vnikne do steatitové desky. Většinou se při přiletování elektronek a kondensátorů užívá vizmutové pájky, která se taví při velmi nízké teplotě, aby se tyto nepoškodily a aby steatitová deska nepraskla.

Obr. 4

V obr. 2a je hotová destička, v obr. 2b je destička po nanesení (vytištění) odporů, v obr. 2c je destička s hotovým spojením při pohledu svrchu, v obr. 2d při pohledu zespoda. Destička v obr. 2a až 2d představuje dvoustupňový zesilovač se spojením podle schematu v obr. 3. V obr. 4 je porovnání velikosti tohoto zesilovače, provedeného podle starého způsobu (vlevo) a podle nového způsobu (vpravo).

Zdroj: Technische Rundschau 38 (1946) 32. str. 19