DE3343569C2

DE3343569C2 - Miniatursicherung

Info

Publication number: DE3343569C2
Application number: DE3343569A
Authority: DE
Inventors: Hiroo Tokio/Tokyo Arikawa; Yasutada Yokohama Kanagawa Yuza
Original assignee: S.O.C. Corp., Tokio/Tokyo
Priority date: 1982-12-01
Filing date: 1983-12-01
Publication date: 1987-02-12
Also published as: DE3343569A1; JPS6011538Y2; NL192476B; GB2132830A; JPS5985559U; US4599596A; GB8331541D0; NL8304071A; NL192476C; GB2132830B; BR8306599A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine stark miniaturisierte Chip-Mikro(schmelz)sicherung mit einem Hauptkörper (1), der in seiner Oberseite drei Ausnehmungen (5, 6, 7) aufweist, von denen die beiden äußeren eine T-förmige Gestalt besitzen und zur Seitenfläche des Hauptkörpers (1) hin offen sind. Zwei elektrisch leitende Anschlüsse (3, 4) sind mit je einem T-förmigen Anschlußteil (3a, 4a) in die jeweilige äußere Ausnehmung (5, 7) einsetzbar und weisen einen längs der jeweiligen Seitenfläche des Hauptkörpers (1) verlaufenden Verbindungsteil (3b, 4b) auf, der unmittelbar mit einer Leiterplatte verbindbar ist. Ein umgekehrt U-förmiger Deckel (2) ist mit Abdichtung auf die Oberseite des Hauptkörpers (1) und die beiden Anschlüsse (3, 4) aufgesetzt. Ein Schmelzsicherungselement (10) erstreckt sich durch die mittlere Ausnehmung (6) sowie durch Schlitze (8a, 9a) in Trenn-Wänden (8, 9) zwischen den Anschlußteilen (3a, 4a). Eine solche quaderförmige Mikrosicherung benötigt eine kleinere Belegungsfläche und ist einfacher an einer Leitplatte anbringbar als bisherige Mikrosicherungen mit Zuleitungen oder Endkappen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Miniatursicherung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 (DE-OS 30 33 529). Eine solche Miniatursicherung ermöglicht eine hohe Packungs- oder Integrationsdichte.
Im Zuge der schnellen Entwicklung der Integration bei Halbleiter-Schaltkreisen wurde auch eine Miniaturisierung von Schmelzsicherungen erforderlich. Bisherige Schmelzsicherungen umfassen entweder zwei Zuleitungen oder zwei Endkappen zur Verbindung mit einer Schaltungs- oder Leiterplatte. Sowohl diese Zuleitungen als auch diese Endkappen laufen aber einer Miniaturisierung zuwider.
Bei bisherigen Schmelzsicherungen konnte die Länge ihres Körpers bis auf 7 mm verkleinert werden, was ungefähr der Länge eines Mikrowiderstands entspricht. Infolge der langen Zuleitungen bzw. Drähte, die an den Sicherungsenden angebracht sind und an einer Leiterplatte angelötet werden müssen, nimmt die Schmelzsicherung insgesamt eine ziemlich große Fläche auf der Leiterplatte ein. Die Verwendung von Endkappen erfordert auf ähnliche Weise die zusätzliche Anordnung von Sicherungshaltern, wodurch ebenfalls die Verkleinerung des Sicherungskörpers zunichte gemacht wird.
Bisherige Entwicklungen von Miniatursicherungen richteten sich lediglich auf die Verkleinerung der Maße der Sicherung selbst, während Verbesserungen am Aufbau bzw. an der Konstruktion der Schmelzsicherung unberücksichtigt blieben. Derartige Miniatursicherungen sind daher ziemlich schwierig zusammenzusetzen oder herzustellen.
Aus der DE-OS 30 33 529 ist eine Miniatur-Schmelzsicherung bekannt, die an einer elektronischen Schaltung angebracht und mit dieser verbunden werden kann. Diese Schmelzsicherung hat einen Hauptkörper bzw. Sockel aus Isoliermaterial, an dessen Oberseite drei durch zwei Trennwände voneinander getrennte Ausnehmungen vorgesehen sind. Die Ausnehmungen sind durch zwei in diesen Trennwänden vorhandene Schlitze miteinander in Verbindung. Die beiden äußeren Ausnehmungen sind an den Seitenflächen des Sockels offen und nehmen zwei elektrisch leitfähige Anschlüsse auf. Ein zwischen den Anschlüssen gespanntes Schmelzelement verläuft durch die Schlitze der Trennwände und über die mittlere Ausnehmung und ist mit den Anschlüssen mittels Lötung verbunden. Über die Oberseite des Sockels ist ein Deckel aus wärmebeständigem Isoliermaterial aufgesetzt, der den Schmelzleiter und die beiden Anschlüsse abdeckt. Auf diese Weise soll eine Miniatur-Schmelzsicherung geschaffen werden, die ein schnelles Ansprechverhalten, gute Lichtbogenlöscheigenschaften, eine hohe Stabilität und eine verbesserte Wärmekapazität hat.
Weiterhin ist aus der DE-OS 29 28 479 ein Gehäuse für elektrische Bauelemente, insbesondere Schmelzleiter, bekannt, bei dem Kontakte in einem Sockel einlegbar sind und durch einen Deckel gehalten werden, wenn dieser auf den Sockel aufgesteckt wird.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ausgehend vom Stand der Technik nach der DE-OS 30 33 529 eine mit wenigen Bauteilen auf einfache Weise herstellbare Miniatursicherung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird bei einer Miniatursicherung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 erfindungsgemäß durch die in dessen kennzeichnenden Teil enthaltenen Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2 und 3.
Die Erfindung ermöglicht eine Miniatursicherung, die mit wenigen Bauteilen an der Oberfläche einer Leiterplatte mit hoher Packungs- oder Integrationsdichte auf einfache Weise angebracht werden kann, wobei in die Oberfläche keine gesonderten Befestigungslöcher eingebohrt werden müssen.
Bei der erfindungsgemäßen Miniatursicherung besitzen also die beiden äußeren Ausnehmungen einen hammerkopfförmigen (T-förmigen) Querschnitt, in den ebenfalls hammerkopfförmige (T-förmige) Anschlußteile einsetzbar sind, die mit seitlich herausragenden Verbindungsteilen die unmittelbare Verbindung mit der Leiterplatte herstellen, wobei der Deckel beim Aufsetzen auf den Sockel die Anschlüsse festklemmt bzw. hält.
Der Verbindungsteil des eine verkleinerte Belegungsfläche benötigenden Anschlusses nimmt die Stelle einer Zuleitung oder einer Endkappe ein, während der T-förmige Eingriff zwischen dem Anschlußteil und der äußeren Ausnehmung es ermöglicht, daß der Anschluß einfach am Hauptkörper angebracht und an diesem sicher fixiert werden kann. Der Einbau der Anschlüsse und des Schmelzelements in den Hauptkörper erfolgt durch die offene Oberseite des Hauptkörpers; anschließend wird der Deckel auf die Oberseite und auf die Anschlüsse aufgesetzt, so daß eine äußerst verkleinerte quaderförmige Anordnung erhalten wird.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Miniatur(schmelz)sicherung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung zur Veranschaulichung des Inneren der Miniatursicherung,
Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 1,
Fig. 4 eine Aufsicht auf die Miniatursicherung mit abgenommenem Deckel,
Fig. 5 eine perspektivische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung und
Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 5.
Die in Fig. 1 dargestellte Miniatur(schmelz)sicherung umfaßt einen Hauptkörper 1, einen Deckel 2 und zwei Anschlüsse 3 und 4, wobei diese Teile gemeinsam einen etwa quaderförmigen Körper bilden. Der Hauptkörper 1 und der Deckel 2 bestehen aus einem wärmebeständigen, isolierenden Werkstoff, wie Keramik. Die Anschlüsse 3, 4 bestehen aus elektrisch leitfähigem Werkstoff.
Gemäß Fig. 2 ist die Oberseite des Hauptkörpers 1 offen, d. h. in Form von Ausnehmungen 5, 6, 7 ausgespart, die durch zwei Trenn-Wände 8, 9 unterteilt und durch Schlitze 8 a, 9 a in den Trenn-Wänden 8, 9 miteinander verbunden sind. Typischerweise sind die Schlitze 8 a, 9 a im Mittelbereich der Wände 8 bzw. 9 ausgebildet und von einer solchen Breite, daß ein Schmelzsicherungselement leicht hindurchgeführt und mit einer Klemme oder einem Anschluß verbunden werden kann, die bzw. der auf noch zu beschreibende Weise in die äußere Ausnehmung eingesetzt ist, während die physikalische Funktion der Wände 8, 9 erhalten bleibt. Die äußeren Ausnehmungen 5, 7 besitzen jeweils eine T-förmige Gestalt und sind zur Seitenfläche des Hauptkörpers 1 hin offen. Die Seitenfläche ist somit unter Festlegung eines Schenkelteils der T-förmigen Ausnehmung ausgespart. Bei der dargestellten Ausführungsform erstreckt sich der Basisteil des Hauptkörpers 1 unter Bildung von Stufenteilen 1 a, 1 b über die Seitenfläche hinaus.
Wie aus Fig. 4 hervorgeht, besitzen die Anschlüsse 3, 4 in Aufsicht eine unregelmäßig H-förmige Gestalt. Die T-förmigen Anschlußteile 3 a, 4 a der Anschlüsse 3 bzw. 4 sind dabei in die T-förmigen äußeren Ausnehmungen 5 bzw. 7 eingesetzt, und zwar typischerweise mit einem festen Sitz, wobei jedoch zwischen der Oberseite jedes T-förmigen Anschlußteils und der Trenn-Wand ein kleiner Spalt oder Zwischenraum vorhanden sein kann. Die restlichen Abschnitte der Anschlüsse 3, 4 bilden Verbindungsteile 3 b, 4 b, die über die Seitenflächen des Hauptkörpers 1 hinausragen und unmittelbar mit einer Leiterplatte o. dgl. (nicht dargestellt) verbunden oder an ihr angelötet werden können. Typischerweise erstrecken sich die Verbindungsteile 3 b, 4 b längs der Stufenteile 1 a, 1 b parallel zur Oberfläche der Leiterplatte. Gemäß Fig. 3 besitzen die Anschlüsse 3, 4 somit einen L förmigen Querschnitt, der sie zur Anbringung am Basisteil des Hauptkörpers 1 befähigt.
Die Anschlüsse 3, 4 können durch Preßformen hergestellt werden. Dabei werden die T-förmigen Anschlußteile 3 a, 4 a von der offenen Oberseite des Hauptkörpers 1 aus in die komplementären äußeren Ausnehmungen 5 bzw. 7 eingesetzt. Wahlweise können die Anschlüsse 3, 4 mittels einer Leitpaste oder durch Metallisieren unmittelbar am Basisteil des Hauptkörpers 1 angeformt werden. Durch den T-förmigen Eingriff zwischen den jeweils entsprechend geformten Anschlußteilen und den zugeordneten äußeren Ausnehmungen wird gewährleistet, daß der jeweilige Anschluß gegen Seitenkräfte sicher festgelegt ist.
Zwischen den T-förmigen Anschlußteilen 3 a, 4 a ist ein Schmelzsicherungselement 10 über die mittlere Ausnehmung 6 und durch die Schlitze 8 a, 9 a in den Trenn-Wänden 8, 9gespannt und z. B. durch Löten, Ankleben, Schweißen o. dgl. mit den Anschlußteilen verbunden. Da diese Verbindung über die offene Oberseite des Hauptkörpers 1 hergestellt wird, ist sie einfacher durchzuführen als bei den bisherigen Miniatursicherungen, bei denen das Sicherungselement diagonal durch einen sehr kleinen Durchmesser eines Röhrchens gezogen werden muß.
Der einen umgekehrt U-förmigen Querschnitt besitzende Deckel 2 ist unter Herstellung einer luftdichten Abdichtung auf die Oberseite des Hauptkörpers 1 und der Anschlüsse 3, 4 aufsetzbar (vgl. Fig. 1 und 3). Der Deckel 2 kann mit Hilfe eines Klebmittels mit dem Hauptkörper 1 verbunden sein. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Schenkelteile 2 a, 2 b des Deckels 2 auf die Stufenteile 1 a, 1 b ausgerichtet, so daß sie die Verbindungsteile 3 b, 4 b zwischen sich festhalten. Hierdurch sind die Anschlüsse 3, 4 gegen eine lotrechte Bewegung oder Verschiebung gesichert.
Die auf diese Weise gebildete Miniatursicherung kann ein Volumen von nur ¹/₆₂ des Volumens bisheriger Miniatursicherungen (Standardmaße: 6,35 mm Durchmesser und 31,8 mm Länge) und ¹/₃ desjenigen herkömmlicher Miniatursicherungen (Standard-Körpermaße: 3 mm Durchmesser und 7 mm Länge) besitzen. Außerdem kann eine solche Miniatursicherung beim Anschließen an die Leiterplatte ohne Schaden in Lötmetall eingetaucht werden.
In den Fig. 5 und 6 ist eine andere Ausführungsform dargestellt, die im wesentlichen denselben Aufbau besitzt wie die beschriebene Ausführungsform, nur mit dem Unterschied, daß die Stufenteile 1 a, 1 b nicht vorgesehen und die Verbindungsteile 3 b, 4 b der Anschlüsse 3, 4 so nach innen gezogen sind, daß sie mit den Schenkeln 2 a, 2 b des Deckels 2 fluchten, d. h. bündig abschließen.
Es ist zu beachten, daß bei der vorliegenden Miniatursicherung der für die bisherigen Miniatursicherungen mit Zuleitungen erforderliche Zeit- und Arbeitsaufwand für das Bohren von Löchern und das Ausrichten der Sicherung auf der Leiterplatte vermieden wird, so daß die Anbringung der Sicherungen auf automatisierte Weise erfolgen kann.

Claims

1. Miniatursicherung zur bohrlochfreien Anbringung an der Oberfläche einer Leiterplatte und zur elektrischen Verbindung mit der Leiterplatte, mit

- einem Hauptkörper (1) aus einem wärmebeständigen, isolierenden Werkstoff mit drei an seiner Oberseite vorgesehenen Ausnehmungen (5, 6, 7), die durch zwei Trenn-Wände (8, 9) voneinander getrennt und durch in diesen Wänden ausgebildete Schlitze (8 a, 9 a) miteinander verbunden sind, wobei die beiden äußeren Ausnehmungen (5, 7) an den Seitenflächen des Hauptkörpers (1) offen sind, um zwei elektrisch leitfähige Anschlüsse (3, 4) aufzunehmen,
- einem über die mittlere Ausnehmung (6) und durch die Schlitze der Trenn-Wände (8, 9) gespannten Schmelzelement (10) und
- einem umgekehrt U-förmigen, aus einem wärmebeständigen, isolierenden Werkstoff hergestellten Deckel (2), der unter Herstellung einer luftdichten Abdichtung auf der Oberseite des Hauptkörpers (1) und auf die beiden Anschlüsse (3, 4) aufsetzbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

- die beiden äußeren Ausnehmungen (5, 7) einen hammerkopfförmigen Querschnitt besitzen,
- jeder der beiden elektrisch leitfähigen Anschlüsse (3, 4) einen in die betreffende äußere hammerkopfförmige Ausnehmung (5, 7) einsetzbaren hammerkopfförmigen Anschlußteil (3 a, 4 a) und einen über die jeweilige Seitenfläche des Hauptkörpers (1) hinausragenden Verbindungsteil (3 b, 4 b) zur unmittelbaren Verbindung mit der Leiterplatte aufweist, und
- das Schmelzelement (10) zwischen den hammerkopfförmigen Anschlußteilen (3 a, 4 a) gespannt ist.

2. Miniatursicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Basisteil des Hauptkörpers (1) unter Bildung von Stufenteilen (1 a, 1 b) von den Seitenflächen nach außen vorsteht und daß die Verbindungsteile (3 b, 4 b) der Anschlüsse (3, 4) jeweils längs des zugeordneten Stufenteils (1 a, 1 b) verlaufen, so daß die Schenkel (2 a, 2 b) des Deckels (2) auf die Stufenteile (1 a, 1 b) ausgerichtet sind und die Verbindungsteile (3 b, 4 b) dazwischen festhalten.

3. Miniatursicherung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Seitenflächen des Hauptkörpers (1) als Flachseiten ausgebildet sind und daß die Verbindungsteile (3 b, 4 b) der Anschlüsse (3, 4) längs dieser Flachseiten verlaufen, so daß die Schenkel (2 a, 2 b) des Deckels (2) mit den Verbindungsteilen (3 b, 4 b) fluchtet bzw. bündig mit ihnen abschließen.