DE69503227T2

DE69503227T2 - Thermistor

Info

Publication number: DE69503227T2
Application number: DE69503227T
Authority: DE
Inventors: Philip George Taunton Somerset Ta2 8Ag Camp
Original assignee: Bowthorpe Components Ltd
Current assignee: Bowthorpe Components Ltd
Priority date: 1994-03-01
Filing date: 1995-02-28
Publication date: 1999-03-25
Anticipated expiration: 2015-03-01
Also published as: AU1817795A; DE69503227D1; EP0748511B1; ES2120731T3; US5726623A; ATE167952T1; WO1995024045A1; EP0748511A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektrisches Bauteil, dessen Widerstand sich mit der Temperatur ändert, insbesondere einen Thermistor mit positivem Temperaturkoeffizienten (derart, daß sein Widerstand mit steigender Temperatur zunimmt).
Bei vielen Anwendungen führen Thermistoren starke elektrische Ströme und erzeugen erhebliche Wärme. Diese Wärme muß kontrolliert und verläßlich abgeführt werden.
Die DE 36 38 342 lehrt einen Thermistor mit entgegengesetzten Kontaktflächen und zwei an den jeweiligen Kontaktflächen angebrachten Drähten, wobei jeder Draht ein vorstehendes Bein aufweist, das in einer Kontaktstelle endet; Die entsprechenden Kontaktstellen der beiden Drähte liegen in einer von dem Bauelement nach außen beabstandeten gemeinsamen Ebene und bilden ein Mittel zum Anbringen des Bauteils auf einem Substrat. Der Thermistor ist permanent innerhalb eines isolierenden Überzugs angeordnet.
Nunmehr vorgeschlagen wird ein Thermistor, welcher auf ein Substrat aufgelötet (surface-mounted) werden kann derart, daß er bei relativ geringem Platzbedarf eine kontrollierte Abführung von Wärme erlaubt.
Erfindungsgemäß vorgesehen wird ein temperaturabhängiges Widerstandsbauelement mit entgegengesetzten Kontaktflächen und zwei an den jeweiligen Kontaktflächen angebrachten Stützen, wobei jede Stütze mindestens ein vorstehendes Bein aufweist, das in einer Kontaktstelle endet, wobei jeweilige Kontaktstellen der beiden Stützen zur Anbringung des Bauelements an einem Substrat in einer von dem Bauelement nach außen beabstandeten gemeinsamen Ebene liegen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Stütze aus einem Stück Blech besteht, das zu einem Kanalabschnitt (Uförmig) gebogen ist und zwei Kanten dessen aufweist, die an die jeweilige Fläche des Bauelements geklebt sind.
Das Bauteil ist vorzugsweise ein PTC-Thennistor und derart ausgestaltet, daß es so angebracht wird, daß seine Unterseite entweder parallel oder quer zum Substrat, aber mit einem schmalen Spalt vom Substrat beabstandet liegt.
Die bzw. jede Stütze umfaßt daher vorzugsweise ein Teil ihres Stützblechs, das gebogen ist, um in der gemeinsamen Ebene zu liegen, wobei die gemeinsame Ebene vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu der einen der entgegengesetzten Flächen des Bauelements, aber davon beabstandet, oder quer zu den entgegengesetzten Flächen des Bauelements und beabstandet von der Kante des Bauelements, verläuft.
Die Abführung von Wärme von dem Thermistor hängt ab von der Oberfläche, der Querschnittsfläche, der Fläche der Kontaktflächen und dem Material der Stützen ebenso wie von dem Abstand zwischen dem Thermistor und dem Substrat. Diese Parameter können bei der Konstruktion des Thermistors so gewählt werden, daß den Anforderungen bestimmter Anwendungen an die Abfuhr von Wärme Rechnung getragen wird.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend, nur beispielhaft, beschrieben, wobei auf die beiliegende Zeichnung Bezug genommen wird. Darin zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen PTC- Thermistors;
Fig. 2 eine Ansicht des Thermistors nach Fig. 1 von einem Ende aus;
Fig. 3 eine Ansicht des Thermistors nach Fig. 1 von dem gegenüberliegenden Ende aus;
Fig. 4 eine Plan-Ansicht des Thermistors nach Fig. 1;
Fig. 5 eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Thermistors;
Fig. 6 eine Ansicht des Thermistors nach Fig. 5 von einem Rand aus;
Fig. 7 eine Draufsicht des Thermistors nach Fig. 5; und
Fig. 8 eine Ansicht von unten des Thermistors nach Fig. 5.
Fig. 1 bis 4 der Zeichnungen zeigen einen scheibenförmigen Thermistor 10 mit einem positiven Temperaturkoeffizienten (PTC), welcher so ausgestaltet ist, daß er auf ein (nicht dargestelltes) Substrat aufgelötet (surface-mounted) werden kann. Die entgegengesetzten Flächen der Scheibe 10 sind jeweils versehen mit einer leitenden Beschichtung zur Herstellung eines Kontakts, sowie mit zwei Stützen 12, 14.
Die Stütze 12 ist aus einem Blechstreifen geformt, wobei die Ränder entlang ihrer gegenüberliegenden Kanten um 90º durchgebogen sind; diese Ränder sind weiterhin mit einer V-förmigen Ausschneidung geformt, wonach der Streifen um 90º gebogen wurde, wodurch ein erster Kanalabschnitt (Teil mit U-Profil) 12a und ein zweiter Kanalabschnitt 12b bei 90º im Verhältnis zum ersten Teil gebildet wurde. Ein Rand am Ende des zweiten Teils 12a ist um 90º durchgebogen, um eine Kontaktfläche 13 zu bilden. Die Stütze 12 ist mit dem Thermistor 10 verbunden, wobei sich ihr erster Teil 12a über die Oberseite der Scheibe erstreckt und die Kanten seiner Ränder an diese Oberseite der Scheibe anliegen und mit dieser verbunden (z. B. gelötet) sind, während sich der zweite Teil 12b nach unten über die Kante der Scheibe (aber von ihr beabstandet) erstreckt. Die Stütze 14 umfaßt gleichermaßen einen Blechstreifen, dessen Ränder entlang der gegenüberliegenden Kanten um 90º durchgebogen sind, um einen Kanalabschnitt zu bilden, und wobei ein Teil an einem Ende um 90º in die entgegengesetzte Richtung und dann weiter um 90º durchgebogen ist, um eine Kontaktfläche 15 zu bilden. Die Stütze 14 ist an der Unterseite des Thermistors 10 angebracht und erstreckt sich über die Scheibe und liegt auf dieser Unterseite der Scheibe mit den Kanten ihrer Ränder auf und ist mit dieser verbunden (z. B. verlötet). Die beiden Kontaktflächen 13, 15 liegen in einer gemeinsamen Ebene, welche von der Unterseite der Scheibe 10 beabstandet ist. Die Stützen 12, 14 können aus elektrisch leitendem Material wie z. B. Messing, Kupfer oder weichem Stahl, plattiert mit einer Bleilegierung, bestehen.
Fig. 5 bis 8 zeigen eine zweite Ausführungsform einer Stützenanordnung zur Montage des scheibenförmigen Thermistors 10 in einer aufrechten Position, also quer zu, aber mit seiner Kante beabstandet von dem (nicht dargestellten) Substrat. Die Anordnung umfaßt zwei Stützen 22, 24, jeweils geformt aus einem Blechstreifen, wobei die Ränder entlang der gegenüberliegenden Kanten um 90º durchgebogen sind, um einen Kanalabschnitt zu bilden. Die beiden Stützen 22, 24 sind an den gegenüberliegenden Seiten des Thermistors 10 angebracht und ragen über die Kante des Thermistors hinaus: diese Enden der Stützen sind nach außen gebogen, um Kontaktflächen 23, 25 zu bilden, welche zur Anbringung auf dem Substrat in einer gemeinsamen Ebene liegen. Die Stütze 22 erstreckt sich über den vollen Durchmesser des Thermistors 10 und ragt über dessen gegenüberliegende Kante hinaus: in den gegenüberliegenden Rändern des Kanalabschnitts sind V- förmige Ausschneidungen vorgenommen worden, und danach wurde die Stütze um 90º durchgebogen, um einen Teil 22a zu bilden, welcher über die Kante des Thermistors hinweg liegt. Der Teil 22a bietet eine flache Oberseite, die das Anheben des Bauteils vermittels Unterdruck-Ansaugens erleichtert.
Die Stützen 12, 14 der in Fig. 1 bis 4 gezeigten Anordnung und die Stützen 22, 24 der in Fig. 5 bis 8 gezeigten Anordnung bieten den Vorteil, daß sie aus dünnem Metall gefertigt werden können und daher sehr wenig Wärme leiten. Hinzu kommt, daß - da die Stützen nur über die Kanten des Metalls mit der Scheibe in Eingriff kommen - nur eine minimale Wärmeableitung von der Scheibe unter Bedingungen einer hohen elektrischen Leistung stattfindet. Dennoch bietet die Anordnung einen guten mechanischen Halt für den Thermistor 10.
Die in Fig. 2 bis 4 gezeigten Thermistoren können vermittels der Kontaktflächen 13, 15 derart auf ein Substrat aufgelötet (surface-mounted) werden, daß die Scheibe 10 parallel zum Substrat liegt, aber durch einen schmalen Zwischenraum von diesem beabstandet ist. Der in Fig. 5 bis 8 gezeigte Thermistor kann in aufrechter Position an dem Substrat angebracht werden. Die Stützen stellen die elektrischen Kontakte zu dem Thermistor her, sind aber auch thermale Verbindungen. Die Ableitung von Wärme vom Thermistor wird durch die Stützen gesteuert, und zwar in Abhängigkeit von der Oberfläche, der Querschnittsfläche, der Fläche der Kontaktflächen und dem Material der Stützen sowie auch von dem Abstand zwischen der Unterseite der Scheibe 10 und dem Substrat. Zum Beispiel kann in dem Teil 12b der Stütze 12 nach Fig. 1 bis 4 ein (nicht dargestelltes) Fenster ausgebildet sein, so daß die Querschnittsfläche dieses Teils vermindert ist, wodurch die vom Thermistor weggeleitete Hitze vermindert wird. In ähnlicher Weise kann ein Fenster 22b in der Stütze 22 benachbart dem Teil 22a nach Fig. 5 bis 8 ausgebildet sein und/oder Ausschneidungen, z. B. 26, können in den Stützen 22, 24 benachbart den Kontaktflächen 23, 25 ausgebildet sein.

Claims

1. Temperaturabhängiges Widerstandsbauelement (10) mit entgegengesetzten Kontaktflächen und zwei an den jeweiligen Kontaktflächen angebrachten Stützen (12, 14), wobei jede Stütze mindestens ein vorstehendes Bein aufweist, das in einer Kontaktstelle (15, 13) endet, wobei jeweilige Kontaktstellen der beiden Stützen zur Anbringung des Bauelements an einem Substrat in einer von dem Bauelement nach außen beabstandeten gemeinsamen Ebene liegen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Stütze aus einem Stück Blech besteht, das zu einem Kanalabschnitt gebogen ist und zwei Kanten dessen aufweist, die an die jeweilige Fläche des Bauelements geklebt sind.

2. Temperaturabhängiges Widerstandsbauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bzw. jede Stütze (12, 14) ein Teil ihres Stücks Blech (15, 13) umfaßt, das gebogen ist, um in der gemeinsamen Ebene zu liegen.

3. Temperaturabhängiges Widerstandsbauelement (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Ebene, in der die Kontaktstellen (15, 13) der beiden Stützen (12, 14) liegen, im wesentlichen parallel zu der einen der entgegengesetzten Flächen des Bauelements, aber davon beabstandet, verläuft.

4. Temperaturabhängiges Widerstandsbauelement (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gemeinsame Ebene, in der die Kontaktstellen (15, 13) der beiden Stützen (12, 14) liegen, im wesentlichen senkrecht zu den entgegengesetzten Flächen des Bauelements und von der Kante des Bauelements beabstandet verläuft.