DE3343698C2

DE3343698C2 - Miniatursicherung

Info

Publication number: DE3343698C2
Application number: DE3343698A
Authority: DE
Inventors: Hiroo Tokio/Tokyo Arikawa
Original assignee: Soc Corp., Tokio/Tokyo
Priority date: 1982-12-03
Filing date: 1983-12-02
Publication date: 1987-02-12
Also published as: GB2132831B; US4559514A; NL8304097A; GB8331805D0; JPS5986645U; BR8306651A; DE3343698A1; JPS6022538Y2; GB2132831A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Chip-Mikro(schmelz)sicherung mit einem Sockel (1) und einem Deckel (2), die beide aus einem wärmebeständigen Isoliermaterial, wie Keramik, hergestellt sind sowie mit zwei elektrisch leitfähigen Anschlüssen (3, 4), die jeweils einen typischerweise T-förmigen, in eine T-förmige äußere Ausnehmung (5, 7) im Sockel (1) einsetzbaren Anschlußteil (3b, 4b) und einen über den Sicherungskörper hinausragenden Verbindungsteil (3a, 4a) aufweisen, der unmittelbar mit einer Schaltungs- oder Leiterplatte verbindbar ist. Die Verbindungsteile (3a, 4a) der beiden Anschlüsse (3, 4) erstrecken sich weiterhin unter die Unterseite des Sockels (1), so daß letzterer auf Abstand zur Leiterplatte gehalten wird. Auf diese Weise wird eine Wärmeisolierung zwischen dem Sicherungskörper und der Leiterplatte hergestellt, so daß die Funktion der Mikrosicherung von einer Überhitzung der Leiterplatte unbeeinflußt bleibt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Miniatursicherung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
Eine derartige Miniatursicherung ist aus der DE-OS 30 33 529 bekannt. Bei dieser bekannten Miniatursicherung bestehen die beiden Verbindungsteile aus elektrisch leitenden Anschlußdrähten, die über den Sockel des Sicherungskörpers bodenseitig vorstehen. Zur Montage auf der Leiterplatte werden die Anschlußdrähte durch zwei Bohrungen in der Leiterplatte so weit durchgeführt, bis der Sicherungskörper mit der Unterseite seines Sockels vollflächig auf der Bestückungsseite der Leiterplatte aufsitzt. Anschließend werden die beiden Anschlußdrähte mit den bestimmungsgemäßen Leiterbahnen auf der Leiterplattenrückseite verlötet und gekürzt. Probleme ergeben sich bei dieser bekannten Miniatursicherung bei einer Überhitzung der Leiterplatte, mit welcher der Sicherungskörper wärmeleitend verbunden ist. Durch die hohe Integrationsdichte von wärmeerzeugenden elektronischen Bauteilen wie Widerständen und Transistoren kommt es dabei nicht selten vor, daß die Temperatur der Leiterplatte auf 60 bis 70°C ansteigt. Infolge dieser starken Leiterplattenerhitzung ist eine einwandfreie Funktion des Sicherungselements nicht mehr gewährleistet. So besteht beispielsweise die Gefahr, daß der Schmelzleiter der Miniatursicherung vorzeitig anspricht, also bei einem Strom unterhalb des Nennwertes schmilzt. Es besteht aber auch die Gefahr, daß sich der auf den Sockel des Sicherungskörpers aufgesetzte Deckel bei einer starken Erwärmung der Leiterplatte aus einem Sitz löst, so daß Wasserdampf oder andere korrosive Gase in die Miniatursicherung eindringen und deren einwandfreie Funktion gefährden können.
Weiterhin ist es von Nachteil, daß diese bekannte Miniatursicherung ausschließlich mit der Leiterplattenseite verlötet werden kann, die der Montageseite des Sicherungskörpers gegenüberliegt.
Eine weitere Miniatursicherung, deren Lötanschluß ebenfalls auf der Leiterplattenseite erfolgt, die der Montageseite für den Sicherungskörper gegenüberliegt, ist aus der DE-OS 30 32 083 bekannt. Bei dieser bekannten Miniatursicherung besteht der Sicherungskörper aus einem Kunststofflackmaterial mit Aussparungen, in die ein Deckel einrastbar ist. Jedes der einstückig ausgelegten Anschluß- und Verbindungsteile besteht aus einem L-förmigen Blechstreifen, der randseitig am Sicherungskörper so aufgesteckt ist, daß er diesen im Randbereich umgreift, auf der Unterseite fahnenartig absteht und auf der Oberseite glatt anliegt. Ein Schmelzleiter wird jeweils mit den obenliegenden Enden von zwei derartig am Sicherungskörper einander gegenüberliegend angesteckten Blechstreifen durch Löten verbunden. Auch bei dieser bekannten Miniatursicherung ist eine ordnungsgemäße Funktion bei stark erhitzter Leiterplatte nicht gewährleistet, da die Montageunterseite des Sicherungskörpers unmittelbar benachbart zur bestimmungsgemäßen Leiterplattenoberseite angeordnet ist.
Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine eingangs genannte Miniatursicherung zu schaffen, die auch bei starker thermischer Belastung der Leiterplatte ordnungsgemäß arbeitet.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale in dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die erfindungsgemäß mit Abstand zur Leiterplatte angeordnete Sockelunterseite des Sicherungskörpers ist gewährleistet, daß auch bei einer starken Erhitzung der Leiterplatte das Schmelzelement dieser Miniatursicherung beim Nennwert und nicht etwa wie beim Stand der Technik vorzeitig schmilzt. Durch die Spannrahmenverbindung von Sockel und Deckel wird verhindert, daß der Deckel sich insgesamt unter extremer thermischer Beanspruchung des Sicherungskörpers vom Sockel löst und Wasserdampf oder sonstige korrosive Gase in die Miniatursicherung eintreten.
Die erfindungsgemäße Miniatursicherung eignet sich durch die spezielle Form ihrer Verbindungsteile zur Lötverbindung mit der Leiterplattenoberfläche, auf welche auch der Sicherungskörper bestimmungsgemäß aufgesetzt ist.
Vorteilhafterweise ist auf die Oberseite jedes Verbindungsteils mit Ausnahme eines zur Verlötung mit der Leiterplatte bestimmten Verbindungsflächenabschnittes ein eine Lötverbindung verhindernder Überzug beispielsweise aus Keramik aufgebracht. Hierdurch wird sichergestellt, daß die elektrische Verbindung der Miniatursicherung mit der Leiterplatte mit einer Minimalmenge an Lot bewerkstelligt wird. Probleme einer übermäßigen Lotmenge an den Anschlüssen, insbesondere eine Erhöhung der Wärmekapazität des betreffenden Anschlusses werden also vermieden.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert werden; es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäß thermisch von einer Leiterplatte isolierten Miniatursicherung;
Fig. 2 die Miniatursicherung von Fig. 1 mit abgenommenem Deckel;
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 1;
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Miniatursicherung;
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 4 und
Fig. 6 eine Seitenansicht der Mikrosicherung nach Fig. 4 in Richtung des Pfeiles C von Fig. 4 gesehen.
Die Miniatursicherung gemäß Fig. 1 umfaßt einen Sockel 1, einen Deckel 2 und zwei Anschlüsse 3 und 4, die zusammen einen in etwa quaderförmigen Sicherungskörper bilden. Der Sockel 1 und der Deckel 2 bestehen aus einem wärmebeständigen Isoliermaterial, wie beispielsweise Keramik. Die Anschlüsse 3 und 4 sind aus elektrisch leitfähigem Werkstoff hergestellt und umfassen jeweils einen fest in den Sicherungskörper eingesetzten Anschlußteil 3 b, 4 b (vgl. Fig. 3) für ein Sicherungselement, beispielsweise einen Schmelzleiter sowie einen Verbindungsteil 3 a, 4 a, der vom Sicherungskörper nach außen vorragt und unmittelbar mit der Leiterplatte verbindbar ist.
Gemäß Fig. 3 sind an der Oberseite des Sockels 1 drei Ausnehmungen 5, 6 und 7 ausgebildet, die, wie aus Fig. 2 ersichtlich, durch Trennwände 8, 9 voneinander getrennt sind, jedoch durch in diesen Trennwänden ausgebildete Schlitze 8 a, 9 a miteinander in Verbindung stehen. Typischerweise befinden sich die Schlitze 8 a, 9 a in der Mitte der betreffenden Trennwände 8 bzw. 9 und die Schlitzbreite ist so gewählt, daß ein Sicherungselement ohne weiteres durch die Schlitze hindurchgeführt und mit den Anschlußteilen 3 b, 4 b verbunden werden kann, während die physikalische Funktion der Trennwände 8, 9 erhalten bleibt. Die beiden außenliegenden Ausnehmungen 5 und 7 besitzen jeweils eine zur betreffenden Seitenfläche des Sockels 1 hin offene T-förmige Gestalt. In diesen T-förmigen Ausnehmungen 5 und 7 sind die entsprechend hammerkopfförmig ausgebildeten Anschlußteile 3 b und 4 b der Anschlüsse 3 und 4 eingesetzt. Üblicherweise ist jeder der hammerkopfförmigen Anschlußteile 3 b und 4 b mit festem Sitz in die zugeordnete T-förmige Ausnehmung eingesetzt, es kann jedoch zwischen der Oberseite jedes dieser Anschlußteile und der betreffenden Trennwand ein kleiner Spalt vorhanden sein.
Die Verbindungsteile 3 a und 4 a der Anschlüsse 3 und 4 ragen von der Unterseite des Sockels 1 so weit nach unten, daß der Sockel 1 selbst auf Abstand, also wärmeisoliert zu einer Leiterplatte steht, auf welche er bestimmungsgemäß montiert ist.
Gemäß Fig. 3 ist zwischen den hammerkopfförmigen Anschlußteilen 3 b und 4 b durch die zentrale Ausnehmung 6 und die Schlitze 8 a und 9 a der Trennwände 8 und 9 ein drahtförmiges Sicherungselement 10 hindurchgespannt, das mit den Anschlußteilen verlötet oder verklebt ist. Diese Löt- oder Klebeverbindung erfolgt bei abgenommenem Deckel 2, der so ausgebildet ist, daß er die Oberseite des Sockels 1 und die Anschlußteile 3 b und 4 b sowie das Sicherungselement 10 luftdicht abzudecken vermag (siehe Fig. 1 und 3). Der Deckel 2 kann mit Hilfe eines Klebemittels mit dem Sockel 1 verbunden sein.
Auf der Oberfläche jedes Verbindungsteiles 3 a und 4 a ist mit Ausnahme eines für das Anlöten an der Leiterplatte vorgesehenen Verbindungsflächenabschnitts 3 c und 4 c jeweils ein eine Lötverbindung verhindernder Überzug, beispielsweise aus Keramik aufgetragen. Hierdurch wird sichergestellt, daß lediglich eine festgelegte Lotmenge zur Verbindung des jeweiligen Anschlusses mit der Leiterplatte verwendet wird. Probleme mit einer übermäßigen Lotmenge an den Anschlüssen, wie beispielsweise eine Erhöhung der Wärmekapazität des betreffenden Anschlusses werden dadurch mit Sicherheit vermieden.
Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform der Miniatursicherung sind die Verbindungsteile 13 a und 14 a der beiden elektrisch leitenden Anschlüsse 13 und 14 jeweils in Form eines rechteckigen Rahmens ausgelegt, der dazu dient, Sockel 11 und Deckel 12 unter gegenseitiger Verspannung zu umschließen. Die unteren Abschnitte des Rahmens 13 a, 14 a ragen dabei über die Unterseite des Sockels 11 hinaus, so daß dieser von der Leiterplatte beabstandet und demzufolge thermisch gegenüber diesem isoliert ist. Durch diese Rahmenhalterung ist der Zusammenhalt der Miniatursicherung auch dann gewährleistet, wenn sich ein zur Verbindung von Deckel 12 und Sockel 11 verwendetes Klebemittel etwa durch thermische Einflüsse zersetzt, beispielsweise aufgrund der Wärme, die beim Anlöten der Anschlüsse an der Leiterplatte über den Rahmen 13 a, 14 a an den Sicherungskörper übertragen wird. Außerdem verhindern die beiden Rahmen 13 a und 14 a wirksam ein Eindringen von Wasserdampf und/oder schädlichen Gasen, die zur Korrosion innerhalb der Miniatursicherung führen können.
Gemäß Fig. 5 ist jedes Anschlußteil 13 b und 14 b der elektrischen Anschlüsse 13 und 14 an der Außenseite des Sicherungskörpers unter einem Winkel von 90° nach oben gebogen und die trapezförmige Verlängerung dieses Anschlußteils ist gemäß Fig. 6 mit dem oberen Abschnitt des betreffenden rechteckigen Rahmens 13 a, 14 a elektrisch verbunden. Auf die oben näher beschriebene Weise ist ein eine Lötverbindung verhindernder Überzug auf die Oberfläche jedes Verbindungsteils im Verbindungsflächenabschnitt 13 c und 14 c mit Ausnahme der mit der Leiterplatte zu verlötenden Flächenabschnitte aufgebracht.

Claims

1. Miniatursicherung zur Montage auf einer Leiterplatte sowie zur elektrischen Verbindung mit dieser, bestehend aus einem Sicherungskörper mit einem Sockel und einem Deckel jeweils aus wärmebeständigem Isoliermaterial und zwei Anschlüssen aus elektrisch leitfähigem Material, die jeweils einen in den Sicherungskörper fest eingesetzten und mit jeweils einem Ende eines Schmelzleiters verbundenen Anschlußteil sowie einen Verbindungsteil aufweisen, der vom Sicherungskörper nach außen vorragt und unmittelbar mit der Leiterplatte verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verbindungsteile (3 a, 4 a, 13 a, 14 a) so bis unter die Unterseite des Sockels (1) erstrecken, daß dieser mit Abstand zur Leiterplatte halterbar ist, und daß die Verbindungsteile als Sockel (11) und Deckel (12) umschließende und gegeneinander verspannende rechteckige Rahmen (13 a, 14 a) ausgebildet sind.

2. Miniatursicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Oberfläche jedes Verbindungsteils (3 a, 4 a; 13 a, 14 a) mit Ausnahme eines zur Verlötung mit der Leiterplatte bestimmten Verbindungsflächenabschnitts (3 c, 4 c; 13 c, 14 c) ein eine Lötverbindung verhindernder Überzug aufgebracht ist.