DE102009017518A1

DE102009017518A1 - Schaltungsschutzvorrichtung einschließlich Widerstand und Sicherungselement

Info

Publication number: DE102009017518A1
Application number: DE102009017518A
Authority: DE
Inventors: Stephen J. Lake Zurich Whitney
Original assignee: Littelfuse Inc
Current assignee: Littelfuse Inc
Priority date: 2008-04-21
Filing date: 2009-04-20
Publication date: 2009-11-19
Also published as: TW200949886A; US8076751B2; JP2010015976A; US20090261451A1; CN101630674A; TWI500063B; JP5398334B2; CN101630674B

Abstract

Eine integrale Schaltungsschutzvorrichtung umfasst ein Substrat, das zwischen einem ersten und zweiten Anschluss angeordnet ist. Das Substrat ist aus einem ohmschen Material hergestellt. Eine erste leitfähige Schicht ist auf einer ersten Oberfläche des Substrats und mit dem ersten Anschluss in elektrischem Kontakt angeordnet. Eine zweite leitfähige Schicht ist auf einer zweiten Oberfläche des Substrats angeordnet. Eine erste elektrisch isolierende Schicht ist auf der zweiten leitfähigen Schicht angeordnet und bedeckt im Wesentlichen die zweite leitfähige Schicht. Die erste elektrisch isolierende Schicht umfasst eine Öffnung. Ein Sicherungselement ist auf der ersten elektrisch isolierenden Schicht angebracht und befindet sich durch die Öffnung mit der zweiten leitfähigen Schicht in elektrischem Kontakt und mit dem zweiten Anschluss in elektrischem Kontakt. Das Sicherungselement ist mit dem ohmschen Material elektrisch in Reihe geschaltet. Eine zweite elektrisch isolierende Schicht ist über dem Sicherungselement angeordnet.

Description

Hintergrund
Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Schaltungsschutzvorrichtungen. Insbesondere betrifft sie Schaltungsschutzvorrichtungen, die sowohl Überstromschutz als auch eine Strombegrenzung in einer einzelnen Vorrichtung bereitstellen.
Zahlreiche elektronische Vorrichtungen, wie beispielsweise Batterieladegeräte und dergleichen, erfordern beim Anschalten, um beispielsweise Kondensatoren aufzuladen oder aus anderen Gründen einen großen Anfangsstrom. Es ist wünschenswert diesen Anfangsstrom zu begrenzen, um eine Schädigung an Komponenten zu verhindern. Ebenfalls wünschenswert ist es ein Sicherungselement bereitzustellen, das einen Überstromschutz in dem Fall eines Bauteileausfalls bereitzustellen. Im Fall eines Kurzschlusses, öffnet sich, falls der Strom einen bestimmten Wert übersteigt, eine Überstromsicherung. In zahlreichen Anwendungen, insbesondere bei elektronischen Vorrichtungen, wäre es wünschenswert den Überstromschutz und Widerstand in einer einzelnen bzw. einzigen Vorrichtung zu kombinieren, um den erforderlichen Raum zu minimieren.
Zusammenfassung
In einer Ausführungsform umfasst eine integrale Schaltungsschutzvorrichtung eine Substrat, das zwischen einem ersten und zweiten Anschluss angeordnet ist. Das Substrat ist aus einem ohmschen Material zusammengesetzt. Eine erste leitfähige Schicht ist auf einer ersten Oberfläche des Substrats angeordnet und befindet sich mit dem ersten Anschluss in elektrischem Kontakt. Eine zweite leitfähige Schicht ist auf einer zweiten Oberfläche des Substrats angeordnet. Eine erste elektrisch isolierende Schicht ist auf der zweiten leitfähigen Schicht angeordnet und bedeckt im Wesentlichen die zweite leitfähige Schicht. Die erste elektrisch isolierende Schicht umfasst eine Öffnung. Ein Sicherungselement ist auf der ersten elektrisch isolierenden Schicht angeordnet und befindet sich durch die Öffnung mit der zweiten leitfähigen Schicht in elektrischem Kontakt und mit dem zweiten Anschluss in elektrischem Kontakt. Das Sicherungselement ist mit dem ohmschen Material in Reihe geschaltet. Eine zweite elektrisch isolierende Schicht ist über dem Sicherungselement angeordnet.
In einer anderen Ausführungsform ist das ohmsche Material ein Material mit einem negativen Temperaturkoeffizienten. Die Schaltungsschutzvorrichtung kann einen elektrischen Widerstand von zwischen 5 Ω bis 200 Ω bei einer Temperatur von 25°C und einen elektrischen Widerstand zwischen 50 mΩ bis 2 Ω bei einer Temperatur von 150°C bereitstellen. Die Schaltungsschutzvorrichtung kann einen ersten elektrischen Widerstand bei einer Temperatur von 25°C und einen zweiten elektrischen Widerstand bei einer Temperatur von 150°C bereitstellen, wobei der zweite elektrische Widerstand zwischen 1% und 10% des ersten elektrischen Widerstands beträgt.
In einer Ausführungsform wird das NTC Material unter einem Metalloxidmaterial ausgewählt.
In einer Ausführungsform umfasst die zweite elektrisch isolierende Schicht eine Öffnung. Es wird eine elektrische Verbindung von der Sicherung zu dem zweiten Anschluss durch die Öffnung bereitgestellt. Eine dritte elektrisch isolierende Schicht kann auf einem Bereich des Substrats, abgewandt der ersten isolierenden Schicht, angeordnet werden.
In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zur Bildung einer integralen Schaltungsschutzvorrichtung, Bereitstellen eines Substrats, das aus einem ohmschen Material zusammengesetzt ist. Eine erste leitfähige Schicht wird auf eine erste Oberfläche des Substrats aufgebracht. Eine zweite leitfähige Schicht wird aus eine zweite Oberfläche des Substrats abgewandt der ersten Oberfläche aufgebracht. Eine erste elektrisch isolierende Schicht wird auf der ersten leitfähigen Schicht aufgebracht und bedeckt im Wesentlichen die erste leitfähige Schicht. Die erste elektrisch isolierende Schicht umfasst eine Öffnung. Ein Sicherungselement ist auf der ersten elektrisch isolierenden Schicht bereitgestellt und befindet sich durch die Öffnung mit der ersten elektrisch leitfähigen Schicht in elektrischem Kontakt. Eine zweite elektrisch isolierende Schicht ist über dem Sicherungselement angeordnet. Ein erster und zweiter Anschluss werden an den Enden der Vorrichtung bereitgestellt. Der erste Anschluss befindet sich mit dem Sicherungselement in elektrischem Kontakt und der zweite Anschluss befindet sich mit der zweiten leitfähigen Schicht in elektrischem Kontakt.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren, Bilden einer dritten elek trisch isolierenden Schicht über der zweiten leitfähigen Schicht.
In einer Ausführungsform umfasst das Verfahren, Bereitstellen einer Öffnung in der zweiten elektrisch isolierenden Schicht, um den ersten Anschluss und das Sicherungselement elektrisch zu verbinden.
In einer anderen Ausführungsform umfasst eine integrale Schaltungsschutzvorrichtung ein Material mit einem negativen Temperaturkoeffizienten, das angrenzend an einen ersten Anschluss angeordnet ist und sich damit in elektrischem Kontakt befindet. Ein Sicherungselement ist zwischen dem ohmschen Material und einem zweiten Anschluss angeordnet. Das Sicherungselement ist mit dem ohmschen Material elektrisch in Reihe geschaltet. Ein elektrisch isolierendes Material ist zwischen dem ohmschen Material und dem zweiten Anschluss um das Sicherungselement angeordnet.
In einer anderen Ausführungsform umfasst eine integrale Schaltungsschutzvorrichtung einen ersten und zweiten Anschluss. Ein ohmsches Material ist angrenzend zu dem ersten Anschluss angeordnet und befindet sich damit in elektrischem Kontakt. Eine erste Elektrode, die eine erste leitfähige Schicht umfasst, ist auf einer ersten Oberfläche des ohmschen Materials angrenzend an den ersten Anschluss angeordnet. Eine zweite Elektrode, die eine zweite leitfähige Schicht umfasst, ist auf einer zweiten Oberfläche des ohmschen Materials abgewandt der ersten Oberfläche angeordnet. Ein Sicherungselement ist zwischen dem ohmschen Material und dem zweiten Anschluss angeordnet. Das Sicherungselement ist mit dem ohmschen Material elektrisch in Reihe geschaltet. Ein elektrisch isolierendes Material ist zwischen dem ohmschen Material und dem zweiten Anschluss um das Sicherungselement angeordnet.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst die Vorrichtung eine erste Leitung, die mit dem ersten Anschluss elektrisch verbunden ist und sich davon erstreckt, und eine zweite Leitung, die mit dem zweiten Anschluss elektrisch verbunden ist und sich davon erstreckt. Der erste Anschluss ist an einem ersten Ende der Vorrichtung angeordnet und der zweite Anschluss ist an einem Zweiten der Vorrichtung, abgewandt von dem ersten Anschluss, angeordnet.
In einer Ausführungsform weist die Schaltungsschutzvorrichtung eine Länge auf, die sich von dem ersten Anschluss zu dem zweiten Anschluss erstreckt. Das Sicherungselement weist eine Länge auf, die sich zu mindestens 50% der Länge der Schaltungsschutz vorrichtung erstreckt.
In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung allgemein eine zylinderförmige Form auf und wobei das Sicherungselement zwischen dem ohmschen Material und dem zweiten Anschluss gewöhnlich entlang einer Achse der Vorrichtung angeordnet ist.
In einer anderen Ausführungsform umfasst die integrale Schaltungsschutzvorrichtung ein im Allgemeinen flaches Substrat, das zwischen dem ersten und zweiten Anschluss angeordnet ist. Das Substrat ist aus einem elektrisch isolierenden Material zusammengesetzt. Eine ohmsche Materialschicht ist auf dem Substrat angeordnet und befindet sich mit dem ersten Anschluss in elektrischem Kontakt. Ein Sicherungselement ist auf dem Substrat zwischen dem ohmschen Material und dem zweiten Anschluss angeordnet. Die Sicherungselementschicht ist mit dem ohmschen Material zwischen dem ersten und zweiten Anschluss elektrisch in Reihe geschaltet.
In einer anderen Ausführungsform umfasst eine integrale Schaltungsschutzvorrichtung ein Sicherungselement, das zwischen einer ersten und einer zweiten Anschlusskappe angeordnete ist und sich damit in elektrischem Kontakt befindet. Ein isolierendes Gehäuse ist um das Sicherungselement angeordnet und erstreckt sich zwischen der ersten und zweiten Anschlusskappe. Ein Zentralanschluss ist auf dem isolierenden Gehäuse zwischen der ersten und zweiten Anschlusskappe angeordnet. Eine ohmsche Materialschicht ist auf dem isolierenden Gehäuse zwischen der ersten Anschlusskappe und dem Zentralanschluss angeordnet und befindet sich mit der ersten Anschlusskappe und dem Zentralanschluss in elektrischem Kontakt.
In einer weiteren Ausführungsform ist eine isolierende Schicht über der ohmschen Materialschicht angeordnet. Die ohmsche Materialschicht erstreckt sich um eine äussere Oberfläche der isolierenden Oberfläche, um eine Länge eines ohmschen Material bereitzustellen, die größer ist als die Länge zwischen der ersten Anschlusskappe und der zweiten Anschlusskappe.
In einer anderen Ausführungsform umfasst eine integrale Schaltungsschutzvorrichtung ein elektrisch isolierendes Substrat, das zwischen einem ersten und zweiten Anschluss angeordnet ist. Ein Sicherungselement ist auf dem Substrat angeordnet und befindet sich mit dem ersten Anschluss in elektrischem Kontakt und von dem zweiten Anschluss elektrisch isoliert. Ein ohmsches Material ist über einem Bereich des Sicherungselements angeordnet und ist von dem zweiten Anschluss elektrisch isoliert. Eine Elektrode ist auf dem Substrat angeordnet und ist mit dem ohmschen Material und dem zweiten Anschluss elektrisch verbunden, jedoch von dem ersten Anschluss elektrisch isoliert. Eine elektrisch isolierende Schicht ist über Bereichen der Elektrode, dem Sicherungselement und dem ohmschen Material angeordnet.
In einer Ausführungsform wird das Sicherungselement als eine auf einer Oberfläche des Substrats angeordneten Dünnschicht bzw. dünnen Schicht bereitgestellt. Das ohmsche Material wird als eine Dünnschicht bereitgestellt, die auf einem Bereich des Sicherungselements und dem Substrat angeordnet ist. Die Elektrode ist mit einer Dünnschicht bereitgestellt, die auf einem Bereich des ohmschen Materials angeordnet ist, so dass das ohmsche Material im Wesentlichen zwischen der Elektrode und dem Sicherungselement angeordnet ist.
Es werden hier zusätzliche Merkmale und Vorteile beschrieben, wobei sie aus der folgenden ausführlichen Beschreibung und den Figuren offenbar werden.
Kurze Beschreibung der Figuren
1 stellt eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform einer Schaltungsschutzvorrichtung dar.
2 bis 6 sind Ansichten von aufeinanderfolgenden Stufen bei der Herstellung der Schaltungsschutzvorrichtung von 1 von oben.
2A bis 6A sind Querschnittsansichten entlang einer Linie 2A-2A bis 6A-6A jeweils von 2 bis 6.
2B bis 6B sind Querschnittsansichten entlang einer Linie 2B-2B bis 6B-6B jeweils von 2 bis 6.
7 ist eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform einer Schaltungsschutzvorrichtung.
8 ist eine perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Schaltungsschutzvorrichtung.
9 ist eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform einer Schaltungsschutzvorrichtung.
10 ist eine Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Schaltungs schutzvorrichtung von oben.
11 ist eine teilweise auseinandergezogene isometrische Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Schaltungsschutzvorrichtung.
12 ist eine teilweise auseinandergezogene isometrische Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Schaltungsschutzvorrichtung.
13 ist eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform einer Schaltungsschutzvorrichtung.
14 ist eine Schnittansicht einer anderen Ausführungsform einer Schaltungsschutzvorrichtung.
Ausführliche Beschreibung
Die vorliegende Offenbarung stellt in einer einzelnen Vorrichtung eine integrale Schaltungsschutzvorrichtung mit einem Widerstand und einem Sicherungselement, die in elektrische Reihe geschaltet sind, bereit. Die hier offenbarten Schaltungsschutzvorrichtungen stellen Alternativen zu in Reihe geschalteten getrennten Sicherungen und Widerständen, und schmelzbarer Widerständen bereit. Ein Einbinden bzw. Integrieren der Sicherung und des Widerstandes oder Thermistors stellt eine Vorrichtung mit einer schmaleren Grundfläche, geringeren Kosten und besserer Koordination als getrennte Komponenten bereit. Bei Anwendungen der Energieversorgung und im Motor begrenzt der Widerstand die Einschaltstromstöße während des Startens der Vorrichtung, wobei das Sicherungselement einen Überstromschutz für den Fall eines Bauteileausfalls bereitstellt. Insbesondere, bei anfänglicher Verwendung eines Thermistors mit negativen Temperaturkoeffizienten (NTC) wird ein signifikanter elektrischer Widerstand bereitgestellt, um den Einschaltstromstoß zu begrenzen, wobei nach einer Eigenerwärmung der Widerstand fällt, was einen normalen Lastbetrieb und einen geringeren Verlust elektrischer Energie ermöglicht. Materialien mit einem negativen Temperaturkoeffizienten weisen eine Widerstandsfähigkeit auf, die mit zunehmender Temperatur abnimmt.
Die Schaltungsschutzvorrichtungen, die hier offenbart werden, stellen während einer Überlastungsstörung eine erhöhte bzw. gesteigerte Leistung bereit. Vorhandene schmelzbare Widerstände stellen ohmsche Elemente bereit, die bei hohen Temperaturen schmelzende Materialien, wie beispielsweise Chromel umfassen, was zu einem übermäßigen Temperaturanstieg bei länger andauernden Überlastungsströmen führt. Dies erfordert eine körperliche Isolation des schmelzbaren Widerstands von der Platine und angrenzenden Komponenten. Durch Verwendung der Vorrichtungen der vorliegenden Offenbarung, wie beispielsweise einem NTC oder einem ohmschen Element mit niedrigem Temperaturkoeffizienten in Reihe geschaltet mit einem Standard-Sicherungselement, führt die integrierte Schaltungsschutzvorrichtung die Begrenzungsfunktion des Einschaltstromstoßes aus und öffnet die Schaltung bei einem Überlastungs- oder Kurzschlusszustand vor einer Überhitzung.
Die hier offenbarten Vorrichtungen können in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, wie beispielsweise als Ladevorrichtungen (einschließlich Ladegeräte für Mobiltelefone) elektronische Endverbrauchergeräte (wie beispielsweise Computer, Monitore, Fernsehgeräte und dergleichen), Telekommunikationsausrüstung, und Kompaktleuchtstofflampen.
1 zeigt eine Schaltungsschutzvorrichtung 10. Die Vorrichtung 10 umfasst ein Substrat 12 und an jedem Ende des Substrats die Anschlüsse 14, 16. Die Anschlüsse 14, 16 fördern eine Verbindung der Vorrichtung 10 mit einer Platine (wie beispielsweise durch eine Montagefläche bzw. einen Außenanbau) oder einem Sicherungshalter in der geschützten Einrichtung bzw. Anlage. Das Substrat 12 ist aus einem ohmschen Material zusammengesetzt. Eine leitfähige Schicht 18 ist auf einer Oberfläche 20 des Substrats 12 angeordnet. Die leitfähige Schicht 18 befindet sich vorzugsweise nicht in unmittelbarem Kontakt mit den Anschlüssen 14, 16. Eine andere leitfähige Schicht 22 kann auf der abgewandten Oberfläche 24 des Substrats 12 angeordnet sein. Die leitfähige Schicht 22 befindet sich vorzugsweise mit dem ersten Anschluss 14 in elektrischem Kontakt, nicht jedoch in unmittelbarem Kontakt mit dem zweiten Anschluss 16. Die leitfähigen Schichten 18, 22 wirken als Elektroden für das Substrat 12. Die gewöhnlichen Gesamtabmessungen der Vorrichtung 10 betragen von 1,6 × 0,8 × 0,2 mm bis zu 32 × 16 × 5 mm. Die isolierenden und nicht isolierenden Schichten können von 5 bis zu 200 Mikrometern betragen.
Eine elektrisch isolierende Schicht 26 ist auf der leitfähigen Schicht 18 angeordnet und bedeckt im Wesentlichen die leitfähige Schicht 18. Die elektrisch isolierende Schicht 26 umfasst eine Öffnung 28, um einen/eine leitfähigen Weg oder Bohrung zu ermöglichen bzw. fördern. Ein Sicherungselement 32 ist auf der elektrisch isolierten Schicht 26 angeordnet und befindet sich mit der leitfähigen Schicht 18 durch die Öffnung 28 in elektrischem Kontakt. Das Sicherungselement 32 kann ein dünner Streifen eines Materials sein und ist so konfiguriert die Schaltung (durch Schmelzen) zu öffnen, wenn sie eine bestimmte Temperatur erreicht hat. Das Sicherungselement 32 ist mit dem ohmschen Material des Substrats 12 elektrisch in Reihe geschaltet. Eine zweite elektrisch isolierte Schicht 34 ist über dem Sicherungselement 32 angeordnet. Eine Öffnung oder Bohrung 38 kann in der isolierenden Schicht 34 bereitgestellt sein, um eine elektrische Verbindung zwischen dem Sicherungselement 32 und dem Anschluss 16 bereitzustellen. Eine dritte elektrisch isolierte Schicht 36 ist über der leitfähigen Schicht 22 angeordnet.
Das ohmsche Material kann ein Thermistormaterial sein. Insbesondere, kann das ohmsche Material ein Material mit einem negativen Temperaturkoeffizienten (NTC) sein. Unter Verwendung eines NTC Materials nimmt der elektrische Widerstand der Schaltungsschutzvorrichtung mit zunehmender Temperatur ab. Geeignete NTC Materialien umfassen verschiedene Kombinationen von Metalloxiden, wie beispielsweise Mangan, Nickel, Kobalt und Kupfer. Das NTC Material kann, wenn die Vorrichtung angeschaltet wird, einen Widerstand von 5 bis zu 200 Ω bei Raumtemperatur bereitstellen. Bei Betrieb kann die Schaltungsschutzvorrichtung auf eine Temperatur von ungefähr 150°C aufheizen und der Widerstand kann um ungefähr 1 bis 2 Größenordnungen abnehmen. Folglich stellt in einer Ausführungsform die Schaltungsschutzvorrichtung einen elektrischen Widerstand zwischen 5 Ω bis zu 200 Ω bei einer Temperatur von 40°C bereit und einen elektrischen Widerstand zwischen 50 mΩ bis zu 2 Ω bei einer Temperatur von 150°C. Das NTC Material kann einen Widerstand von 10 Ω bei Beginn und einen Widerstand von 150 mΩ bei Betriebsbedingungen aufweisen. Die Schaltungsschutzvorrichtung kann so gestaltet sein, um mehrere Ampere endlos bei normalem Betrieb zu leiten und um sich zu öffnen, um die Schaltung in Gegenwart einer abnormalen Strombedingung in einem Bereich von gewöhnlich dem 2 bis 1000-fachen des Normalstrom zu unterbrechen.
Geeignete isolierende Materialien zur Verwendung in den Vorrichtungen der vorliegenden Offenbarung umfassen Keramik, FR-4 Epoxid, Glas und Melamin. Im Allgemeinen können die Elektroden aus einem beliebig leitfähigen Metall, beispielsweise Silber, Kupfer, Zink, Nickel, Gold und Legierungen davon gebildet werden, und können auf den Substraten über ein herkömmliches Anordnungsverfahren, wie beispielsweise Siebdruck, Spin Coating, Aufdampfen, Kathodenzerstäubung, Plattieren, etc. angeordnet werden..
In 2 bis 6 ist ein Verfahren zur Herstellung der Vorrichtung 10 von 1 dargestellt. Wie in 2, 2A und 2B gezeigt, wird das Substrat 12 bereitgestellt und mit einer oberen leitfähigen Schicht 18 und einer unteren leitfähigen Schicht 22 beschichtet. Die leitfähigen Schichten 18, 22 bedecken vorzugsweise die obere Oberfläche 20 und die untere Oberfläche 24, ausgenommen des Umfangs 37 von jeder Oberfläche 20, 24. Wie in 3, 3A und 3B gezeigt, werden elektrisch isolierende Schichten 26, 36 über den leitfähigen Schichten 18, 22 aufgebracht. Eine Öffnung 28 verbleibt in der oberen isolierenden Schicht 26, um eine Verbindung zwischen der leitfähigen Schicht 18 und dem Sicherungselement bereitzustellen.
Als nächstes wird, wie in 4, 4A und 4B gezeigt, ein Sicherungselement 32 auf die Oberfläche der isolierenden Schicht 26 aufgebracht. Das Sicherungselement kann den Erstreckungsbereich 31 und die Endbereiche 33, 35 umfassen. Wie in 5, 5A und 5B gezeigt, wird die isolierende Schicht 34 über dem Sicherungselement 32 aufgebracht, während eine Öffnung 38 über dem Endbereich 35 belassen wird. Schließlich werden, wie in 6, 6A und 6B dargestellt, die Anschlusskappen oder Anschlüsse 14, 16 an die Enden der Vorrichtung 10 abgebracht und die Öffnung 38 wird mit einem leitfähigen Material gefüllt, um das Sicherungselement 32 mit der Anschlusskappe 16 elektrisch zu verbinden. In einer Ausführungsform werden die Schichten in Druck- und Brenn-Vorgängen (firing operations) aufgebracht. Es können mehrere Vorrichtungen (wie beispielsweise mehrere Hunderte) in einem einzelnen Materialbogen bzw. Plattenmaterial hergestellt werden. Die einzelnen Stücke werden aus dem Bogen ausgeschnitten und Endanschlüsse an den einzelnen Komponenten angebracht.
Es werden nun mehrere zusätzliche Ausführungsformen der Schaltungsschutzvorrichtungen offenbart. 7 zeigt eine andere Ausführungsform der Schaltungsschutzvorrichtung. Die Vorrichtung 50 umfasst ein Substrat 52 und an jedem Ende des Substrats 52 Anschlüsse 54, 56. Das Substrat 52 ist aus einem ohmschen Material zusammengesetzt. Eine leitfähige Schicht 58 ist auf einem Bereich der Oberfläche 60 des Substrats 52 angebracht. Die leitfähige Schicht 58 befindet sich mit den Anschlüssen 54, 56 nicht in unmittelbarem Kontakt. Eine andere leitfähige Schicht 62 ist auf der abgewandten Oberfläche 64 des Substrats 52 angeordnet. Die leitfähige Schicht 62 befindet sich mit dem ersten Anschluss 54, jedoch nicht mit dem zweiten Anschluss 56, in unmittelbarem Kontakt. Die leitfähigen Schichten 58, 62 dienen als Elektroden für das Substrat 52. Eine elektrisch isolierende Schicht 66 ist auf der leitfähigen Schicht 58 angeordnet und bedeckt im Wesentlichen die Oberfläche der leitfähigen Schicht 58. Die elektrisch isolierende Schicht 66 umfasst eine Öffnung 68, um einen/eine leitfähigen Weg oder Bohrung zu ermöglichen. Die elektrisch isolierenden Schichten 65, 67 können zwischen dem Substrat und den Anschlüssen 54, 56 aufgebracht sein.
Ein Sicherungselement 72 ist auf der elektrisch isolierenden Schicht 66 angeordnet und befindet sich mit der leitfähigen Schicht 58 durch die Öffnung 68 in elektrischem Kontakt. Das Sicherungselement 72 kann ein dünner Streifen von Material sein und ist so konfiguriert, dass die Schaltung (wie durch Schmelzen) geöffnet wird, wenn sie eine bestimmte Temperatur erreicht. Das Sicherungselement 72 befindet sich mit dem Anschluss 56 in elektrischem Kontakt und ist so konfiguriert, das es mit dem ohmschen Material des Substrats 52 elektrisch in Reihe geschaltet ist. Eine zweite elektrisch isolierende Schicht 74 ist über dem Sicherungselement 32 zwischen den Anschlüssen 54, 56 angeordnet. Die Vorrichtung kann über der leitfähigen Schicht 62 eine zusätzliche isolierende Schicht (nicht gezeigt) umfassen.
8 zeigt eine andere Ausführungsform einer Schaltungsschutzvorrichtung 80. Die Vorrichtung 80 ist als radiale Leitungsvorrichtung (Radial Lead device) konfiguriert. Die Vorrichtung 80 umfasst ein Substrat 82 mit einem kreisförmigen Querschnitt und Leitungen 84, 86, die mit abgewandten Oberflächen des Substrats 82 verbunden sind. Das Substrat 82 ist aus einem ohmschen Material zusammengesetzt. Eine leitfähige Schicht oder metallisierter Bereich 88 ist auf der Oberfläche des Substrats 82 bereitgestellt. Die leitfähige Schicht 88 befindet sicht mit den Anschlüssen 84, 86 nicht unmittelbar in Kontakt. Eine andere leitfähige Schicht 90 wird auf der abgewandten Oberfläche des Substrats 82 angeordnet. Die leitfähige Schicht 90 befindet sich mit dem ersten Anschluss 84, jedoch nicht mit dem zweiten Anschluss 86, in elektrischem Kontakt. Die leitfähigen Schichten 88, 90 dienen dem Substrat als Elektroden. Ein Sicherungselement 92 ist auf der leitfähigen Schicht 88 angeordnet. Das Sicherungselement 92 befindet sich mit dem Anschluss 86 in elektrischem Kontakt und ist so konfiguriert, dass es mit dem ohmschen Material des Substrats 82 elektrisch in Reihe geschaltet ist. Die gesamte äußere Oberfläche der Vorrichtung 80, aus genommen die Enden der Leitungen 84, 86, kann mit einer elektrisch isolierenden Schicht (nicht gezeigt) beschichtet werden. Sicherungselement 92 kann, wie vorstehend beschrieben, um ein Sicherungselement in Reihe mit der ohmschen Vorrichtung zu bilden, isolierende und nicht isolierende Schichten umfassen. Alternativ, kann das Sicherungselement 90 ein diskreter Sicherungsaufbau, beispielsweise eine Littlefuse Pico Sicherung, oder Komponenten davon sein, der/die körperlich und elektrisch an bzw. auf die leitfähige Schicht 88 mittels Löten, Schweißen, oder eines anderen geeigneten Verfahrens angebracht sind. Alternativ, kann das Sicherungselement 90 ein thermisch empfindliches Element sein, wie beispielsweise das in der US-P-6,636,403 beschriebene, das an bzw. auf der leitfähigen Schicht 88 körperlich und elektrisch angebracht ist.
Eine andere Ausführungsform der Schaltungsschutzvorrichtung ist in 9 gezeigt. Die Vorrichtung 100 kann in einer allgemein zylindrischen Konfiguration mit Anschlüssen 102, 104 bereitgestellt werden. Die Anschlüsse oder Anschlusskappen 102, 104, die eine Verbindung der Schaltungsschutzvorrichtung mit einer Platine in dem geschützten Gerät ermöglichen, sind an jedem Ende der Vorrichtung 100 angeordnet. Ein ohmsches Material 106 ist angrenzend an und in elektrischem Kontakt mit Anschluss 104 angeordnet. Ein Sicherungselement 108 ist zwischen dem ohmschen Material 106 und dem Anschluss 104 angeordnet. Das Sicherungselement 108 ist mit dem ohmschen Material elektrisch in Reihe geschaltet. Ein elektrisch isolierendes Material 110 ist um das Sicherungselement 108 angeordnet. Das ohmsche Material 106 umfasst Endoberflächen, die mit Metallschichten oder Elektroden 118, 120 beschichtet sind. Die Elektrode 118 ist mit dem Anschluss 104 elektrisch verbunden, und die beiden können mit Lötmittel oder Metallisierungen bzw. Bedampfungen miteinander gebondet bzw. verbunden sein. Das elektrisch isolierende Material 110 kann in der Form eines hohlen Zylinders vorliegen, der in einer festen Entfernung um das Sicherungselement 108 angeordnet ist. Die Vorrichtung 100 kann weiterhin Leitungen 114, 116 umfassen, die mit den Anschlüssen 102, 104 elektrisch verbunden sind, beziehungsweise sich davon erstrecken. Lötmittel oder Metallisierungen 118, 120 können aufgebracht sein, um die Enden des Sicherungselements 108 mit dem Anschluss 102 und dem ohmschen Material 106 elektrisch und mechanisch zu verbinden.
Die Schaltungsschutzvorrichtung 100 weist eine Länge 122 auf, die sich von Anschluss 102 zu Anschluss 104 erstreckt. Das Sicherungselement 108 weist vorzugsweise eine Länge 124 auf, die sich zu mindestens 50% der Länge 122 der Schaltungsschutzvorrichtung 100 erstreckt. In einer Ausführungsform liegt die integrale Schaltungsschutzvorrichtung 100 allgemein in zylindrischer Form vor, wobei das Sicherungselement 108 im Allgemeinen entlang einer Achse der integralen Schaltungsschutzvorrichtung 100 zwischen dem ohmschen Material 106 und dem Anschluss 102 angeordnet ist.
Wie in 10 gezeigt, umfasst eine andere Ausführungsform einer Schaltungsschutzvorrichtung 130 ein üblicherweise flaches Substrat 132, das zwischen den Anschlüssen 134, 136 angeordnet ist. Das Substrat 132 umfasst ein elektrisch isolierendes Material. Eine ohmsche Materialschicht 138 ist auf dem Substrat 132 angeordnet und befindet sich mit dem Anschluss 136 in elektrischem Kontakt. Eine Sicherungselementschicht 140 ist auf das Substrat 132 zwischen der ohmschen Materialschicht 138 und dem Anschluss 134 angeordnet. Die Sicherungselementschicht 140 ist mit dem ohmschen Material zwischen den Anschlüssen 134, 136 elektrisch in Reihe geschaltet. Die ohmsche Materialschicht 138 kann ein beliebiges Material sein, das zur Verwendung als ohmsches Element, wie beispielsweise Kohlenstoff- oder Metallfilm bzw. -folie geeignet ist. Um die Widerstandsfähigkeit der Materialien zu erhöhen, können sie Oxide oder isolierende Materialien, wie beispielsweise Glas oder Keramik, enthalten. Alternativ, kann die ohmsche Materialschicht 138 ein Material sein, das NTC-Eigenschaften, wie beispielsweise jene zeigt, falls verschiedene Kombinationen von Metalloxiden, beispielsweise Mangan, Nickel, Kobalt und Kupfer umfasst sind.
Auch wenn in 10 das Sicherungselement 140 und die Anschlüsse 134, 136 an einer einzigen Seite des Substrats 132 angeordnet gezeigt sind, können andere Ausführungsformen Sicherungselemente an beiden Seiten des Substrats 132 und ebenfalls Anschlüsse an beiden Seiten des Substrats 132 und an jedem Bereich davon umfassen, nicht gerade angrenzend an eine Kante.
Eine andere Ausführungsform einer Schaltungsschutzvorrichtung 150 ist in 11 gezeigt. Die Schaltungsschutzvorrichtung 150 ist insbesondere für Anwendungen der Telekommunikation geeignet. Ein Sicherungselement 158 ist zwischen den Anschlusskappen 154, 156 und in elektrischem Kontakt damit angeordnet. Das Sicherungselement 158 kann aus einem Draht zusammengesetzt sein, der um einen Isolator, wie beispielsweise verzinntes Kupfer, der um einen Keramikfaden gewickelt ist. Ein isoliertes Gehäuse 152 ist um das Sicherungselement 158 angeordnet und erstreckt sich zwischen den Anschlusskappen 154, 156. Das isolierte Gehäuse 152 kann eine hohle Struktur sein. Das isolierte Gehäuse umfasst ein leitfähiges Auflager 159, das nahe einem Zentralbereich des Gehäuses 152 angeordnet ist und leitfähige Endanschlüsse 161, 163, die an den Enden des Gehäuses angeordnet sind. Die Anschlusskappen 154, 156 sind so konfiguriert, dass sie auf/an den Endbereichen des Gehäuses 152 (in Kontakt mit den leitfähigen Endanschlüsse 161, 163) angeordnet und daran angebracht sind. Obwohl das Gehäuse 152 und die Anschlusskappen 154, 156 als Quadrat im Querschnitt gezeigt sind, sind andere Formen (wie beispielsweise rund, dreieckig, und so weiter) möglich. Ein Zentralanschluss 160 ist auf einem Bereich des isolierten Gehäuses 152 über dem leitfähigen Auflager 159, zwischen den Anschlusskappen 154, 156 angeordnet.
Eine ohmsche Materialschicht 162 ist auf dem isolierten Gehäuse 152 zwischen und in elektrischem Kontakt mit der Anschlusskappe 154 und dem Zentralanschluss 160 angeordnet. Die Form und Konfiguration der ohmschen Materialschicht 162 kann so gesteuert sein, dass ein erwünschter Widerstand in der Vorrichtung 170 bereitgestellt wird. Das ohmsche Material kann durch jedes geeignete Verfahren, wie beispielsweise Drucken, aufgebracht werden. Wie in 11 gezeigt, erstreckt sich die Schicht 162 zwischen dem leitfähigen Auflager 159 (und Zentralanschluss 160) und der Endabgrenzung 163 (und Anschlusskappe 154) um das äußere Gehäuse 152. Insbesondere, kann die Länge oder der Weg der ohmschen Materialschicht 162 zwischen dem Zentralanschluss 160 und der Anschlusskappe 154 länger sein als die Länge des isolierten Gehäuses 152. Eine isolierende Schicht 164 kann über der äußeren Oberfläche der Vorrichtung 150 angeordnet sein, einschließlich über der ohmschen Materialschicht 162, jedoch nicht über dem leitfähigen Auflager 159 und Endabgrenzungen 161, 163.
12 zeigt eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung 170, die zahlreichen Gesichtspunkten der Vorrichtung 150 von 11 ähnlich ist. Vorrichtung 170 umfasst eine ohmsche Schicht 172, die lediglich an einem Ende der Vorrichtung zwischen die Linie 171 angrenzend an das entfernte Ende des Zentralanschlusses 160 und die Linien 173 angrenzend an die Anschlusskappe 153 angeordnet ist. Die ohmsche Schicht 172 kann um eine Schicht aufzubringen, beispielsweise durch ein Tauchbeschichten des Gehäuses 152 in dem erwünschten ohmschen Material aufgebracht werden. Die ohmsche Materialschicht 162 wird auf das isolierende Gehäuse 152 zwischen der Anschlusskappe 154 und dem Zentralanschluss 160 und in elektrischem Kontakt damit angeordnet. Laserschnittlinien 174 können verwendet werden, um einen Bereich der ohmschen Schicht 172 so zu entfernen, dass die Konfiguration und Widerstandseigenschaften der ohmschen Schicht 172 gesteuert werden kann. Eine isolierende Schicht 164 kann über der äußeren Oberfläche der Vorrichtung 150, einschließlich über die ohmsche Materialschicht 162, angeordnet werden.
13 zeigt eine andere Ausführungsform einer Schaltungsschutzvorrichtung 180. Die Vorrichtung umfasst ein elektrisch isoliertes Substrat 182, das zwischen den Anschlüssen 184, 186 angeordnet ist. Das Sicherungselement 188 ist auf dem Substrat 182 angeordnet und befindet sich mit dem Anschluss 184 in elektrischem Kontakt und befindet sich von Anschluss 186 elektrisch isoliert. Die Elektrode 192 ist auf dem Substrat 182 angeordnet und mit dem Anschluss 186 elektrisch verbunden, jedoch von Anschluss 184 elektrisch isoliert. Ein ohmsches Material 190 ist zwischen dem Sicherungselement 188 und der Elektrode 192 und in elektrischem Kontakt damit angeordnet. Eine elektrisch isolierende Schicht 194 ist über Bereiche der Elektrode 192, dem Sicherungselement 188 und dem ohmschen Material angeordnet.
Das Sicherungselement 188 kann als eine dünne Schicht bereitgestellt werden, die auf einer Oberfläche des Substrats 182 angeordnet wird. Das ohmsche Material 190 kann als eine dünne Schicht bereitgestellt werden, die auf einem Bereich des Sicherungselements 188 und dem Substrat 190 angeordnet wird. Die Konfiguration (wie beispielsweise Dicke und Länge) des ohmschen Materials 190 kann so angepasst werden, um die Widerstandseigenschaften der Vorrichtung zu steuern. Die Elektrode 192 kann als eine dünne Schicht bereitgestellt werden, die auf einem Bereich des ohmschen Materials 190 angeordnet werden, so dass das ohmsche Material 190 im Wesentlichen zwischen der Elektrode 192 und dem Sicherungselement 188 angeordnet ist. Übliche Gesamtabmessungen der Vorrichtung reichen von 1,6 × 0,8 × 0,2 mm bis zu 32 × 16 × 5 mm. Die isolierenden und nicht isolierenden Schichten reichen in der Dicke von 5 bis 200 Mikrometer.
Eine andere Ausführungsform einer Schaltungsschutzvorrichtung 200 ist in 14 gezeigt. Die Vorrichtung 200 umfasst ein Rohr oder einen hohlen Zylinder 202, der aus einem ohmschen Material hergestellt ist. Auf der äußeren Oberfläche des Rohrs 202 ist eine Außenelektrode 204 angeordnet und auf der inneren Oberfläche ist eine Innenelektrode 206 angeordnet. Die Elektroden 204, 206 können aus einem beliebigen leitfähigen Material sein. Die Anschlüsse 208, 210 sind an abgewandten Enden der Vorrichtung 200 angeordnet.
Endstecker 212, 214 verbinden die Anschlüsse 208, 210 mit dem Rohr 202. Die Endstecker 212, 214 sind vorzugsweise aus einem isolierenden Material zusammengesetzt. Ein Sicherungselement 216 ist zwischen der Innenelektrode 206 und dem Anschluss 210 in elektrischem Kontakt angeordnet. Das Sicherungselement 216 ist durch den Endstecker 214 angeordnet. Eine isolierende Beschichtung 218 kann über den Komponenten angeordnet werden, um eine isolierende äußere Oberfläche bereitzustellen.
Es sollte klar sein, dass dem Fachmann verschiedene Änderungen und Modifikationen der hier beschriebenen vorliegenden bevorzugten Ausführungsformen offenbar sein werden. Derartige Änderungen und Modifikationen können ohne von dem Wesen und Umfang des vorliegenden Gegenstandes und ohne deren vorgesehenen Vorteile zu verringern, ausgeführt werden. Folglich ist vorgesehen, dass derartige Änderungen und Modifikationen durch die beigefügten Ansprüche abgedeckt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- US 6636403 [0044]

Claims

Integrale Schaltungsschutzvorrichtung, umfassend: einen ersten Anschluss, einen zweiten Anschluss, ein Substrat, das zwischen dem ersten und zweiten Anschluss angeordnet ist, wobei das Substrat ein ohmsches Material umfasst, eine erste leitfähige Schicht, die auf einer ersten Oberfläche des Substrats angeordnet ist und sich mit dem ersten Anschluss in elektrischem Kontakt befindet, eine zweite leitfähige Schicht, die auf einer zweiten Oberfläche des Substrats angeordnet ist, eine erste elektrisch isolierende Schicht, die auf der zweiten leitfähigen Schicht angeordnet ist und im Wesentlichen die zweite leitfähige Schicht bedeckt, wobei die erste elektrisch isolierende Schicht eine Öffnung umfasst, ein Sicherungselement, das auf der ersten elektrisch isolierenden Schicht angeordnet ist und sich mit der zweiten leitfähigen Schicht durch die Öffnung in elektrischem Kontakt befindet und sich mit dem zweiten Anschluss in elektrischem Kontakt befindet, worin das Sicherungselement mit dem ohmschen Material elektrisch in Reihe geschaltet ist, und eine zweite elektrisch isolierende Schicht, die über dem Sicherungselement angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin das ohmsche Material ein Material mit negativem Temperaturkoeffizienten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, worin die Schaltungsschutzvorrichtung einen elektrischen Widerstand zwischen 5 Ω bis 200 Ω bei einer Temperatur von 25°C und einen elektrischen Widerstand zwischen 50 mΩ bis 2 Ω bei einer Temperatur von 150°C bereitstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, worin die Schaltungsschutzvorrichtung einen ersten elektrischen Widerstand bei einer Temperatur von 25°C und einen zweiten elektrischen Widerstand bei einer Temperatur von 150°C bereitstellt, worin der zweite elektrische Widerstand zwischen 1% und 10% des ersten elektrischen Widerstands betragt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin das NTC Material ausgewählt ist unter einem Metalloxidmaterial.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die zweite elektrisch isolierende Schicht eine Öffnung umfasst, weiter umfassend eine elektrische Verbindung durch die Öffnung von der Sicherung zu dem zweiten Anschluss.
Vorrichtung nach Anspruch 1, weiter umfassend eine dritte elektrisch isolierende Schicht, die auf einem Bereich des Substrats abgewandt von der ersten isolierenden Schicht angeordnet ist.
Verfahren zum Bilden einer integralen Schaltungsschutzvorrichtung, umfassend: Bereitstellen eines Substrats, das ein ohmsches Material umfasst, Aufbringen einer ersten leitfähigen Schicht auf eine erste Oberfläche des Substrats, Aufbringen einer zweiten leitfähigen Schicht auf eine zweite Oberfläche des Substrats von der ersten Oberfläche abgewandt, Aufbringen einer ersten elektrisch isolierenden Schicht auf die erste leitfähige Schicht, wobei die erste leitfähige Schicht im Wesentlichen bedeckt wird, wobei die erste elektrisch isolierende Schicht eine Öffnung umfasst, Bereitstellen eines Sicherungselements auf der ersten elektrisch isolierenden Schicht, das sich durch die Öffnung mit der ersten leitfähigen Schicht in elektrischem Kontakt befindet, Aufbringen einer zweiten elektrisch isolierenden Schicht, die über dem Sicherungselement angeordnet ist, und Bereitstellen eines ersten und zweiten Anschlusses an Enden der Vorrichtung, worin sich der erste Anschluss mit dem Sicherungselement in elektrischen Kontakt befindet und sich der zweite Anschluss mit der zweiten leitfähigen Schicht in elektrischem Kontakt befindet.
Verfahren nach Anspruch 8, wobei das ohmsche Material ein Material mit negativem Temperaturkoeffizienten ist.
Verfahren nach Anspruch 8, weiter umfassend Bilden einer dritten elektrisch isolierenden Schicht über der zweiten leitfähigen Schicht.
Verfahren nach Anspruch 8, weiter umfassend Bereitstellen einer Öffnung in der zweiten elektrisch isolierenden Schicht, um den ersten Anschluss mit dem Sicherungselement elektrisch zu verbinden.
Integrale Schaltungsschutzvorrichtung, umfassend: einen ersten Anschluss, einen zweiten Anschluss, ein Material mit negativem Temperaturkoeffizienten, das angrenzend an und mit dem ersten Anschluss in elektrischem Kontakt angeordnet ist, ein Sicherungselement, das zwischen dem ohmschen Material und dem zweiten Anschluss angeordnet ist, worin das Sicherungselement mit dem ohmschen Material elektrisch in Reihe geschaltet ist, und ein elektrisch isolierendes Material, das zwischen dem ohmschen Material und dem zweiten Anschluss um das Sicherungselement angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, worin die Schaltungsschutzvorrichtung einen elektrischen Widerstand zwischen 5 Ω bis 200 Ω bei einer Temperatur von 25°C und einen elektrischen Widerstand zwischen 50 mΩ bis 2 Ω bei einer Temperatur von 150°C bereitstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, worin das Sicherungselement ein thermisch empfindliches Element umfasst.
Integrale Schaltungsschutzvorrichtung, umfassend: einen ersten Anschluss, einen zweiten Anschluss, ein ohmsches Material, das angrenzend an und mit dem ersten Anschluss in elektrischem Kontakt angeordnet ist, eine erste Elektrode, die eine erste leitfähige Schicht umfasst, die auf einer ersten Oberfläche des ohmschen Materials angrenzend an den ersten Anschluss angeordnet ist, eine zweite Elektrode, die eine zweite leitfähige Schicht umfasst, die auf einer zweiten Oberfläche des ohmschen Materials abgewandt von der ersten Oberfläche angeordnet ist, ein Sicherungselement, das zwischen dem ohmschen Material und dem zweiten Anschluss angeordnet ist, worin das Sicherungselement mit dem ohmschen Material elektrisch in Reihe geschaltet ist, und ein elektrisch isolierendes Material, das zwischen dem ohmschen Material und dem zweiten Anschluss um das Sicherungselement angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, weiter umfassend eine erste Leitung, die mit dem ersten Anschluss elektrisch verbunden ist und sich davon erstreckt, und eine zweite Leitung, die mit dem zweiten Anschluss elektrisch verbunden ist und sich davon erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 15, worin der erste Anschluss an einem ersten Ende der Vorrichtung und der zweite Anschluss an einem Zweiten der Vorrichtung, abgewandt dem ersten Anschluss, angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, worin die Schaltungsschutzvorrichtung eine Länge aufweist, die sich von dem ersten Anschluss zu dem zweiten Anschluss erstreckt, worin das Sicherungselement eine Länge aufweist, die sich über mindestens 50% der Länge der Schaltungsschutzvorrichtung erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 15, worin die integrale Schaltungsschutzvorrichtung eine allgemein zylindrische Form aufweist und wobei das Sicherungselement allgemein entlang einer Achse der integralen Schaltungsschutzvorrichtung zwischen dem ohmschen Material und dem zweiten Anschluss angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 15, worin das ohmsche Material ein Material mit negativem Temperaturkoeffizienten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 20, worin die Schaltungsschutzvorrichtung einen elektrischen Widerstand zwischen 5 Ω bis 200 Ω bei einer Temperatur von 25°C und einen elektrischen Widerstand zwischen 50 mΩ bis 2 Ω bei einer Temperatur von 150°C bereitstellt.
Vorrichtung nach Anspruch 20, worin die Schaltungsschutzvorrichtung einen ersten elektrischen Widerstand bei einer Temperatur von 25°C und einen zweiten elektrischen Widerstand bei einer Temperatur von 150°C bereitstellt, worin der zweite elektrische Widerstand zwischen 1% und 10% des ersten elektrischen Widerstands beträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 15, worin der erste und zweite Anschluss als zylindrische Anschlusskappen bereitgestellt werden.
Integrale Schaltungsschutzvorrichtung, umfassend: einen ersten Anschluss, einen zweiten Anschluss, ein allgemein flaches Substrat, das zwischen dem ersten und zweiten Anschluss angeordnet ist, worin das Substrat ein elektrisch isolierendes Material umfasst, eine ohmsche Materialschicht, die auf dem Substrat und mit dem ersten Anschluss in elektrischem Kontakt angeordnet ist, eine Sicherungselementschicht, die auf dem Substrat zwischen der ohmschen Materialschicht und dem zweiten Anschluss angeordnet ist, worin die Sicherungselementschicht mit dem ohmschen Material zwischen dem ersten und zweiten Anschluss elektrisch in Reihe geschaltet ist.
Integrale Schaltungsschutzvorrichtung, umfassend: eine erste Anschlusskappe, eine zweite Anschlusskappe, ein Sicherungselement, das zwischen der ersten und zweiten Anschlusskappe in elektrischem Kontakt angeordnet ist, ein isolierendes Gehäuse, das um das Sicherungselement angeordnet ist und sich zwischen der ersten und zweiten Anschlusskappe erstreckt, einen Zentralanschluss, der auf dem isolierenden Gehäuse zwischen der ersten und zweiten Anschlusskappe angeordnet ist, eine ohmsche Materialschicht, die auf dem isolierenden Gehäuse zwischen der ersten Anschlusskappe und dem Zentralanschluss und in elektrischem Kontakt mit der ersten Endkappe und dem Zentralanschluss angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 25, weiter umfassend eine isolierende Schicht, die über der ohmschen Materialschicht angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 25, worin die ohmsche Materialschicht sich um eine äußere Oberfläche des isolierenden Gehäuses erstreckt, um eine ohmsche Materiallänge bereitzustellen, die größer ist, als eine Länge zwischen der ersten Anschlusskappe und der zweiten Anschlusskappe.
Integrale Schaltungsschutzvorrichtung, umfassend: einen ersten Anschluss, einen zweiten Anschluss, ein Substrat, das zwischen dem ersten und zweiten Anschluss angeordnet ist, worin das Substrat ein elektrisch isolierendes Material umfasst, ein Sicherungselement, das auf dem Substrat und mit dem ersten Anschluss in elektrischem Kontakt angeordnet und von dem zweiten Anschluss elektrisch isoliert ist, eine Elektrode, die auf dem Substrat angeordnet und mit dem zweiten Anschluss elektrisch verbunden, jedoch von dem ersten Anschluss elektrisch isoliert ist, ein ohmsches Material, das zwischen dem Sicherungselement und der Elektrode angeordnet ist und sich damit in elektrischem Kontakt befindet, und eine elektrisch isolierende Schicht, die über Bereiche der Elektrode, dem Sicherungselement und dem ohmschen Material angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, worin das Sicherungselement als eine dünne Schicht bereitgestellt wird, die auf einer Oberfläche des Substrats angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, worin das ohmsche Material als eine dünne Schicht bereitgestellt wird, die auf einem Bereich des Sicherungselements und Substrats angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, worin die Elektrode als eine dünne Schicht bereitgestellt wird, die auf einem Bereich des ohmschen Materials angeordnet ist, so dass das ohmsche Material im Wesentlichen zwischen der Elektrode und dem Sicherungselement angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, worin das ohmsche Material ein Material mit negativem Temperaturkoeffizienten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 28, worin die Schaltungsschutzvorrichtung einen elektrischen Widerstand zwischen 5 Ω bis 200 Ω bei einer Temperatur von 25°C und einen elektrischen Widerstand zwischen 50 mΩ bis 2 Ω bei einer Temperatur von 150°C bereitstellt.