DE102006033690A1 - Reaktives Sicherungselement mit exotherm reaktivem Material - Google Patents

Reaktives Sicherungselement mit exotherm reaktivem Material Download PDF

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Abstract

Es sind reaktive Sicherungen, die reaktive Sicherungselemente umfassen, zur Verwendung in elektrischen Schaltungen und anderen Anwendungen bereitgestellt. In verschiedenartigen, beispielhaften Ausführungsformen werden reaktive Materialien und reaktive Folien eingesetzt, um eine fokussierte, örtliche Hitzequelle bereitzustellen, die verwendet werden kann ein Sicherungselement zu öffnen oder zu trennen, oder genau ein oder mehrere metallische Komponenten zu verbinden. So können insbesondere reaktive Materialien verwendet werden, um ein Sicherungselement als Antwort auf die durch einen anhaltenden Überlastungsstrom erzeugte Hitze zu öffnen. Alternativ kann reaktives Material in der Konstruktion einer reaktiven Sicherung verwendet werden, um beispielsweise metallische Komponenten an ein Basis-Sicherungselement oder eine Sicherungskappe zu verbinden.

Description

  • Prioritätsanspruch
  • Diese Anmeldung beansprucht die Priorität und den Vorteil der nicht vorläufigen U.S.-Patentanmeldung Nr. 11/186,130, eingereicht am 20 Juli 2005, mit dem Titel "Reactive Fuse Element With Exothermic Reactive Material", wobei deren gesamter Inhalt hiermit unter Bezugnahme mit aufgenommen wird und sich darauf gestützt wird.
  • Dieses Patent betrifft im Allgemeinen Sicherungselemente, und insbesondere die Zeit-Strom-Öffnungsverhalten eines Sicherungselements.
  • Es ist klar, dass durch Verwendung einer elektrischen Sicherung mit einem metallischen Sicherungselement elektrische Schaltungen und Komponenten gegen Überlastungsströme und Kurzschlüsse geschützt werden können. Im Betrieb sind die elektrische Sicherung und das beinhaltete Sicherungselement in elektrischer Verbindung mit der elektrischen Schaltung angeordnet. Erfährt die elektrische Schaltung einen Fehlerstrom bzw. Kurzschlussstrom, erzeugt der durch die elektrische Sicherung fließende Strom Wärme, die wiederum das Sicherungselement veranlasst zu schmelzen und die Schaltung bzw. den Stromkreis zu öffnen.
  • Um das Zeit-Strom-Öffnungsverhalten der elektrischen Sicherung zu steuern, ist bekannt, ein Diffusionsmetall mit einem niedrigeren Schmelzpunkt, wie beispielsweise Zinn (Sn) oder Zinn-Blei (SnPb), in das Basissicherungselementmetall einzuarbeiten. Bei einer Überlastungsstrom-Bedingung diffundiert das Metall mit niedrigerem Schmelzpunkt in das Basissicherungselement-Metall, wobei es eine Legierung mit einem insgesamt niedrigeren Schmelzpunkt und erhöhtem Widerstand erzeugt, wobei dadurch ein Schmelzen oder Öffnen des Sicherungselements erleichtert wird. In vergleichbarer Art und Weise wird durch Erhöhung der Querschnittsabmessungen des Legierungssicherungselements die zum Öffnen, d.h. Schmelzen, des Sicherungselements erforderliche Zeit erhöht, was wiederum die gesamte Öffnungszeit der elektrischen Sicherung während einer Überlastungsstrombedingung erhöht. Außerdem verringert die erhöhte körperliche Abmessung des Sicherungselements die Sensitivität der Sicherung gegenüber kurzzeitigen transienten Stromstößen oder Pulsen. Obwohl die vorstehend aufgeführte Beschreibung ein bekanntes Verfahren zum Sicherungsaufbau und zur Herstellung offenbart, besteht ein Bedarf für ein einfacheres, wirksamer und/oder flexibleres Verfahren zum Steuern eines Überlastungsstrom.
  • Zusammenfassung
  • Darstellende Beispiele einer reaktiven Sicherung und eines Sicherungselements werden nachstehend in dem Abschnitt der ausführlichen Beschreibung dieser Spezifikation erläutert. Die Beispiele umfassen verschiedenartige Ausführungsformen und Konfigurationen eines reaktiven Materials, wie reaktive Folien, die angeordnet sind, um mit einer reaktiven Sicherung und einem Sicherungselement zusammen zu wirken.
  • So umfasst ein Beispiel einer reaktiven Sicherung insbesondere einen Träger (ein Substrat) mit einer oberen Oberfläche, einem ersten Ende und einem zweiten Ende, das von dem ersten Ende entfernt angeordnet ist. Die reaktive Sicherung kann ferner umfassen, einen ersten Leiter, der benachbart zu dem ersten Ende entlang der oberen Oberfläche positioniert ist, und einen zweiten Leiter, der benachbart zu dem zweiten Ende entlang der oberen Oberfläche derart positioniert ist, dass der erste und zweite Leiter entlang der oberen Oberfläche beabstandet sind. Ein reaktives Material, das einen stabilen Zustand und einen wärmeerzeugenden bzw. exothermen Zustand aufweist, kann an der oberen Oberfläche des Trägers angebracht oder angefügt sein, um den ersten und zweiten Leiter elektrisch zu koppeln (verbinden).
  • Der Träger kann ein isolierender Träger sein, hergestellt aus einem Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus mit flammfestem Glasgewebe (woven glass) verstärkte Epoxy-Schichtstoffverbunde, Schichtstoffverbunde ohne Glasgewebe, Keramiken, Glas, Polytetrafluorethylen, Mikrofaser-Glasträgern, wärmehärtenden Kunststoffe, Polyimidmaterialien oder beliebige Kombinationen dieser Materialien oder andere geeignete Materialien.
  • Das reaktive Material ist aufgebaut, als Antwort auf eine Energiezufuhr eine sich selbst fortpflanzende, wärmeabgebende Reaktion zu erzeugen. Das reaktive Material kann ein Nanofilm sein und aus abwechselnden Schichten aus Nickel und Aluminium aufgebaut sein. Die Energiezufuhr kann aus einem reichen Angebot an Quellen stammen, wie beispielsweise die durch eine Stromüberlastung erzeugte Hitze, ein Funken oder Kurzschluss, eine Flamme, ein erhitztes Filament, fokussierte Radiofrequenzstrahlung oder Lichtverstärkung durch induzierte Emission von Strahlung.
  • Die reaktive Sicherung kann weiter umfassen, einen Sicherungseinsatz, der an den Träger und das reaktive Material derart angrenzend positioniert ist, dass der Sicherungseinsatz mit den ersten und zweiten Leitern elektrisch gekoppelt ist.
  • In einer Ausführungsform ist das reaktive Material eine reaktive Folie, die angrenzend an den Träger/das Substrat ausgerichtet ist, wobei der Träger ein flexibles isolierendes Material ist, so dass die reaktive Folie und der flexible isolierende Träger biegsam sind, um die ersten und zweiten Leiter in einer überlappenden Anordnung auszurichten.
  • In einer anderen Ausführungsform umfasst das in einer reaktiven Sicherung verwendete Sicherungselement einen Sicherungseinsatz und ein durch den Sicherungseinsatz getragenes, reaktives Material. Das reaktive Material dieser beispielhaften Ausführungsform umfasst mehrere Nano-Lagen, die aufgebaut sind, eine sich selbst fortpflanzende, wärmeerzeugende Reaktion als Antwort auf eine Energiezufuhr zu erzeugen. Das reaktive Material kann aus mehreren abwechselnden Schichten aus Nickel und Aluminium aufgebaut sein und kann mit dem Sicherungseinsatz zusammenwirken, um einen schmelzenden Bereich zu definieren.
  • Andere Ausführungsformen können einen Sicherungseinsatz umfassen, der ein zylinderförmiger Sicherungseinsatz ist. Der zylinderförmige Sicherungseinsatz umfasst wiederum eine äußere Oberfläche, die angeordnet ist, das reaktive Material zu tragen. Das reaktive Material kann mit der äußeren Oberfläche des Sicherungseinsatzes spiralförmig in Eingriff kommen.
  • So umfasst ein beispielhaft genanntes Verfahren zum Bilden einer reaktiven Sicherung, Bereitstellen eines elektrisch leitenden Sicherungseinsatzes, der eine klebende Oberfläche aufweist, und Ausrichten eines reaktiven Materials angrenzend an die klebende Oberfläche des Sicherungseinsatzes, wobei das reaktive Material normalerweise mehrere Nano-Schichten umfasst, die aufgebaut sind, eine sich selbst fortpflanzende, wärme erzeugende Reaktion als Antwort auf eine Energiezufuhr zu erzeugen. Ausbilden eines verschmelzenden Bereichs zwischen dem reaktiven Material und dem Sicherungseinsatz und Sichern des reaktiven Materials an die klebende Oberfläche und den verschmelzenden Bereich, um ein reaktives Sicherungselement zu definieren.
  • In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst das Verfahren einen leitenden Sicherungseinsatz, der als ein zylinderförmiger Sicherungseinsatz mit einem hohlen Inneren derart geformt ist, dass das reaktive Material in dem hohlen Inneren des Sicherungseinsatzes getragen wird. In einer anderen beispielhaften Ausführungsform schließt der verschmelzende Bereich ein erstes Ende des Sicherungseinsatzes und ein zweites Ende des Sicherungseinsatzes ein, wobei das zweite Ende das zweite Ende des Sicherungseinsatzes fern von dem ersten Ende gebildet ist.
  • Das reaktive Material kann durch Verwendung einer Silkonabdeckung, die angrenzend zu der klebenden Oberfläche angebracht ist, oder durch Verwendung eines zwischen dem Sicherungseinsatz und dem reaktiven Material vorgesehenen Klebstoff gesichert werden.
  • Zusätzliche Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden hier beschrieben und durch die folgende ausführliche Beschreibung und die Abbildungen offensichtlich.
  • Kurze Beschreibung der Abbildungen
  • 1A und 1B sind perspektivische Darstellungen einer ersten Ausführungsform einer elektrischen Sicherung, die ein Sicherungselement umfasst, das einen Sicherungseinsatz und ein reaktives Material enthält.
  • 2 ist eine vergrößerte perspektivische Darstellung eines im Allgemeinen ebenen Sicherungselements, das einen Sicherungseinsatz und ein reaktives Material umfasst.
  • 3 ist eine perspektivische Darstellung einer Ausführungsform eines in Allgemeinen zylinderförmigen Sicherungselements.
  • 4 ist eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines im Allgemeinen zylinderförmigen Sicherungselements.
  • 5 ist eine Draufsicht/Grundriss einer Ausführungsform eines im Allgemeinen ebenen Sicherungselements, das einen Störungsbereich umfasst.
  • 6A, 6B und 6C sind verschiedenartige perspektivische Darstellungen einer Ausführungsform eines flexiblen Sicherungselements, wobei jeweils eine geschichtete, montierte und gerollte Darstellung gezeigt sind.
  • 7A und 7B sind Darstellungen von oben auf zwei Ausführungsformen eines eingeschlossenen Sicherung, die ein flexibles Sicherungselement umfasst.
  • 8 ist eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform eines eingeschlossenen Sicherungselements, das ein flexibles Sicherungselement umfasst.
  • 9 ist eine vergrößerte Seitenansicht einer Ausführungsform einer Chip-Packungs-Sicherung (chip package fuse), die ein reaktives Material umfasst.
  • 10 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines reaktiven Materials, das eingesetzt wird zwei oder mehrere Elemente einer elektrischen Sicherung zu fügen/verbinden.
  • 11A, 11B und 11C sind jeweils eine Ansicht von oben und Seitenansichten eines reaktiven Materials, das eingesetzt wird eine metallische Komponente an ein Sicherungselement zu verbinden.
  • 12 ist eine Schnittseitenansicht einer zylinderförmigen elektrischen Sicherung, die ein reaktives Material umfasst.
  • Ausführliche Beschreibung
  • Wie die Abbildungen zeigen, stellt 1A und 1B eine Ausführungsform einer elektrischen Sicherung dar. Die dargestellte Ausführungsform der elektrischen Sicherung ist insbesondere als ein Oberflächenbauteil hergestellt (surface mount device, SMD), das im Allgemeinen durch das Bezugszeichen 10 gekennzeichnet ist. Die elektrische Sicherung 10 umfasst (a) Trägersubstrat 12, der/das angeordnet ist, um (b) erste und zweite End-Pads 14, 16 und (c) einen Sicherungseinsatz 18 zu tragen, der (d) ein reaktives Material 20 aufweist, das die ersten und zweiten End-Pads 14, 16 elektrisch verbindet. Die elektrische Sicherung 10 kann ferner umfassen, (e) eine Abdeckung 22, die angeordnet ist den Sicherungseinsatz 18, das reaktive Material 20 und die ersten und zweiten End-Pads 14, 16 zu schützen, wie durch die Aufbaulinie A gezeigt, und (f) elektrische leitende Abschlüsse 24, 26, die an gegenüberliegenden Enden der elektrischen Sicherung 10 und des Trägeres 12, um ein Anbringen an einen Schaltkreispfad 38 zu erleichtern, der auf einer Platine (printed circuit board, PCB) 40 oder einem beliebigen anderen geeigneten Träger (siehe 1B), wie ein halbhartes oder flexibles Träger, gebildet ist.
  • Der Träger 12 kann aus einer Vielzahl an isolierenden Materialien hergestellt sein, wie beispielsweise aus mit flammfestem Glasgewebe (woven glass) verstärkte Epoxy-PCB-Schichtstoffverbunden oder Schichtstoffverbunden ohne Glasgewebe, Keramiken, Glas, Polytetrafluorethylen (PTFE), Mikrofaser-G1asTräger, wärmehärtenden Kunststoffen, Polyimiden etc.. Der Träger 12 dieser beispielhaften Ausführungsform ist ein im Wesentlichen rechteckiger Träger mit einer oberen Oberfläche 28, einem Paar an Seiten 30 und 32, einem ersten Ende 34 und einem zweiten Ende 36, das von dem ersten Ende 34 entfernt definiert ist. Die obere Oberfläche 28 des Trägers 12 unterstützt und trägt die ersten und zweiten End-Pads 14, 16 angrenzend zu den entsprechenden ersten und zweiten Enden 34, 36.
  • Die erste und zweite End-Pads 14, 16 können an der oberen Oberfläche 28 hinterlegt oder gebildet sein, wobei eine beliebige bekannte Herstellungstechnik verwendet wird, wie beispielsweise Laminieren, Photoimaging, Trockenfilmverarbeitung, Sputtern, Siebdrucken und Elektroplattieren. Die ersten und zweiten Abschluss-Pads 14, 16 sind normalerweise aus einem elektrische leitenden Material wie Kupfer, einer Kupfer-Nickel (CuNi)-Legierung, mit silberplattiertes Messing, Zinn-Blei (SnPb)-Lötmetall, bleifreies (Pb-freies) Lötmetall, Gold (Au), Silber (Ag), Zink (Zn) oder weitere Kombinationen dieser Metalle. Die Materialien und Legierungen, welche die ersten und zweiten Abschluss-Pads 14, 16 umfassen, können auf der oberen Oberfläche 28 des Trägeres 12 in einer geschichteten Art und Weise über ein Mehrschrittverfahren hinterlegt oder platziert sein oder können alternativ direkt in einer einzigen Tätigkeit hinterlegt werden.
  • Der Sicherungseinsatz 18 stellt eine körperliche Verbindung zwischen dem ersten und zweiten Abschluss-Pad 14, 16 bereit, um dazwischen einen elektrische Pfad zu definieren. So kann der Sicherungseinsatz 18 in dieser beispielhaften Ausführungsform aus einer Vielzahl an elektrisch leitenden Materialien gebildet sein, wie jene, die vorstehend diskutiert wurden, oder Cu, SnPb und ein beliebiges anderes geeignetes leitendes Material. Das Material des Sicherungseinsatzes 18 ist normalerweise ausgewählt, einen elektrische Kontakt als Antwort auf die als ein Ergebnis einer Überlastungsstrom, einem Stoß oder einer Spitze im elektrischen Strom und/oder einer Kurzschlussbedingung erzeugte Hitze zu öffnen oder zu brechen.
  • Wie in 1 gezeigt, bedeckt das reaktive Material 20 teilweise den Sicherungseinsatz 18. Es ist jedoch klar, dass das reaktive Material 20 den Sicherungseinsatz 18 vollständig bedecken oder umgeben kann. Das reaktive Material 20 ist ein thermisches Grenzflächenmaterial, wie beispielsweise eine Nanofolie (Nanofoil®) hergestellt von Reactive Nano Technologies Inc. (RNT) in Hunt Valley, Maryland. Thermische Grenzflächenmaterialien werden normalerweise als Folienblätter oder in einer vordefinierten, anwendungsspezifischen Geometrie hergestellt, um eine gesteuerte lokale Hitzequelle bereitzustellen. Thermische Grenzflächenmaterialien wie NanoFoil® umfassen normalerweise mehrere abwechselnde Schichten oder Nano-Schichten, wobei jede ca. 100 Nanometer (nm) dick ist.
  • Die abwechselnden Nano-Schichten des reaktiven Materials 20 können anfänglich ein beliebiges oder mehrere einer Vielzahl an Materialien, wie Nickel (Ni) und Aluminium (Al), sein, die als Antwort auf eine Energiequelle ein NiAl-Reaktionsprodukt erzeugen. Andere anfängliche Reaktionspartnern und ihre so erhaltenen Reaktionsprodukte können umfassen: Titan (Ti) und Bor (B) und Titanborid (TiB2), Zirkonium (Zr) und Bor, und Zirkoniumborid (ZrB2), Hafnium (Hf) und Bor und Hafniumborid (HfB2); Ti und Kohlenstoff (C), und Titancarbid (TiC); Zr und Kohlenstoff, und Zirkoniumcarbid (ZrC), Hf und Kohlenstoff, und Hafniumcarbid (HfC); Ti und Silizium (Si) und Ti5Si3; Zr und Silizium, und Zr5Si3; Niobium (Nb) und Silizium, und Nb5Si3; Zr und Al, und ZrAl; Blei (Pb) und Al, und PbAl. Anlegen einer Energiequelle an die Nano-Schichten in ihrem anfänglichen Zustand führt zu einer sich selbst fortpflanzenden, wärmeerzeugenden Reaktion und einem intermetallischen Reaktionsprodukt.
  • Im Betrieb iniziiert das Anlegen einer Energiequelle an die Nano-Schichten oder das thermische Grenzflächenmaterial des Elements 20 eine Reaktion, die sich durch die Nano-Schichten bewegt, wobei eine lokale begrenzte/fokussierte, örtliche Hitzequelle erzeugt wird, während sich die Nano-Schichten exotherm in eine oder mehrere der vorstehend aufgeführten Reaktionspartnern umwandeln. Die Energiequelle kann die Hitze sein, die von einer anhaltenden Stromüberlastung stammt, die durch das reaktive Material 20 oder den Sicherungseinsatz 18 gesendet wurde. Alternativ kann die Energiequelle ein Funke, eine Flamme, ein erhitztes Filament, fokussierte Radiofrequenzstrahlung (RF) oder Lichtverstärkung durch induzierte Emission von Strahlung sein. Ungeachtet wie die Energiequelle erzeugt wird, bringt das lokale Erhitzen das reaktive Material 20 und/oder den Sicherungseinsatz 18 zum schmelzen und sich zu öffnen. Alternativ kann die elektrische Sicherung 10 umfassen oder in elektrischer Verbindung stehen mit einer Beobachtungs- oder Steuerschaltung (nicht gezeigt). Die Steuerschaltung kann die mit der Sicherung 10 verbunden elektrischen und mechanischen Eigenschaften, wie den Widerstand, den Stromfluss, Temperatur etc. periodisch erfassen, um ein gesamtes Leistungsprofil der Einrichtung zu etablieren. Außerdem kann die Steuerschaltung konfiguriert sein, eine Energiequelle bereitzustellen und den Sicherungseinsatz 18 als Antwort auf eine Abnahme in der Leistung der Sicherung 10, dem Auftreten eines vordefinierten Sets an elektrischen oder mechanischen Bedingungen oder beliebiger oder gewünschter Kriterien zu öffnen. Es ist ebenfalls möglich, dass die Steuerschaltung konfiguriert sein kann eine Bedingung extern zu der Sicherung und ihrer ummittelbaren Umgebung zu beobachten und zu beantworten. So kann beispielsweise ein Aufprallsensor in einem Kraftfahrzeug verwendet werden, eine Energiequelle zum Öffnen eines oder mehrere Sicherungseinsätze auszulösen, um elektrische Batterien zu abzutrennen. Ungeachtet wir die Energiequelle hergestellt wird, unterbricht die geöffnete Verbindung in der elektrische Sicherung 10 den Fluss an elektrischem Strom und verhindert eine elektrische Verbindung entlang des Schaltungspfads 38 der PCB 40 (siehe 1B).
  • Die Größenordnung des örtlichen Erhitzens kann ebenfalls gesteuert und fokussiert werden, um zu löten oder hartlöten und zusammenfügen in einer hoch gesteuerten Art und Weise. Außerdem ermöglicht das starke fokussierte Erhitzen in Verbindung mit der Geschwindigkeit mit der die Reaktion fortschreitet verschiedenen Materialien, wie Metallen und Keramiken, trotz des Ungleichgewichts in jeder der Wärmeaustauschkoeffizienten verbunden werden. Auf diese Art und Weise können verschiedene Materialien schnell verbunden werden, ohne dass die Unterschiede in ihren relativen Ausdehnungsraten ausgeglichen werden müssen.
  • Zurück zu den Zeichnungen, zeigen die 2 bis 12 zahlreiche körperliche Ausführungsformen von Sicherungselementen und reaktiven Materialien, Folien oder Elemente, die zusammenwirken, um ein reaktives Sicherungselement oder eine reaktive Sicherung zu bilden. Reaktive Sicherungselemente, oder einfach Sicherungselements, die in Übereinstimmung mit den Lehren dieser beispielhaften Ausführungsformen aufgebaut sind, stellen eine Flexibilität der Bauform/Gestaltung bereit, die ermöglicht, dass das Sicherungselement ausgewählt wird spezielle Stromstoß- und Kurzschlussbedingungen unabhängig von den normalen Stromüberlastungsbetrachtungen zu bewältigen. So kann insbesondere das reaktive Sicherungselement gestaltet sein, kurzen Stromstößen zu widerstehen, die normalerweise Sicherungen, die das Material oder Element nicht beinhalten, zu trennen oder öffnen, da die Stromüberlastungsbetriebs-Merkmalen durch die Zusammensetzung des reaktiven Materials bestimmt sind und nicht notwendigerweise durch das Sicherungselement alleine. So kann der Sicherungseinsatz und das reaktive Material beispielsweise ausgewählt und/oder konfiguriert sein, als Antwort auf verschiedene Strombedingungen und Lasten zu öffnen, wobei dadurch die Flexibilität und Verwendbarkeit des Sicherungselements erhöht wird. So können beispielsweise das Material und die physikalischen Eigenschaften des Sicherungseinsatzes etabliert werden, eine kurze Stromspitze zu akzeptieren, die normalerweise bekannte Sicherungseinsätze öffnen würde. Umgekehrt kann das durch den Sicherungseinsatz getragene reaktive Material (siehe 1A) gestaltet sein, als Antwort auf eine anhaltende Stromüberlastung zu öffnen, beispielsweise wenn die Stromhöhe höher bleibt als normal, jedoch keine Spitze aufweist, die keine Wirkung auf den Sicherungseinsatz aufweist. Mit anderen Worten, die durch eine anhaltende Strom-Last oder -überlastung erzeugte Hitze stellt eine ausreichende Energiezufuhr bereit, um das reaktive Material zu aktivieren, während eine kurze Stromspitze durch den Sicherungseinsatz akzeptiert werden kann, da die durch die Spitze erzeugte Hitze keine ausreichende Hitze oder Energiezufuhr bereitstellt, um das reaktive Material zu aktivieren. Auf diese Weise kann ein reaktives Sicherungselement gestaltet, konfiguriert und spezifiziert werden, dass beispielsweise eine erhöhte Empfindlichkeit auf eine anhaltende Stromüberlastung und eine verbesserte Störsicherheit gegenüber Stromspitzen bereitstellt.
  • 2 zeigt eine Ausführungsform eines ebenen Sicherungselements 42. Das Sicherungselement 42 umfasst einen länglichen Sicherungseinsatz 44 mit einer oberen Oberfläche 46, die konfiguriert ist das reaktive Material 20 zu tragen, welches in dieser Ausführungsform ein vorgeformter reaktiver Film ist. Das reaktive Material 20 kann an die obere Oberfläche 46 angefügt oder verbunden werden, wobei ein Klebstoff, wie beispielsweise eine Epoxy- oder eine intermetallische Bindung bei einer Verklebetemperatur gebildet wird, die geringer ist, als die Aktivierungstemperatur der reaktiven Folie. So kann beispielsweise flüssiges SnPb-Lötmetall das reaktive Material 20 an die obere Oberfläche 46 des Sicherungseinsatzes 44 bonden/verbinden, so lange die gesamte Temperatur des flüssigen Lötmetalls eine geringere Energiezufuhr an das reaktive Material 20 bereitstellt, als nötig ist, um die sich selbst fortpflanzende Reaktion zu starten.
  • Das reaktive Material 20 in der gezeigten Ausführungsform trennt die ersten und zweiten Enden 50, 52 des Sicherungseinsatzes 44, um einen Verschmelzungsbereich 54 zu definieren. Der Verschmelzungsbereich 54 definiert die Stelle entlang des länglichen Sicherungseinsatzes 44, an der eine anhaltende Stromüberlastung die Reaktion des reaktiven Materials 20 wahrscheinlich initiiert und den Sicherungseinsatz 44 körperlich trennt oder öffnet. Es ist klar, dass das reaktive Material 20 so groß sein kann, dass es mit der gesamten oberen Oberfläche des Sicherungseinsatzes 44 in Eingriff kommt oder diese bedeckt, um einen größeren Verschmelzungsbereich bereitzustellen.
  • In einer weiteren alternativen Konfiguration kann der reaktive Film zwischen der oberen Oberfläche 28 des Trägers 12 (siehe 1A) und einer unteren Oberfläche 56 des Sicherungseinsatzes 44 angebracht werden. Das heißt, der leitende Sicherungseinsatz 44 überlagert das reaktive Material 20 der beispielsweise vorstehend erläuterten Nano-Schichten. Auf diese Art und Weise wird die durch die Reaktion des reaktiven Materials 20 als Antwort auf eine Energiezufuhr erzeugte örtliche Hitze auf den isolierenden Träger 12 und den Sicherungseinsatz 44 fokussiert.
  • 3 zeigt eine Ausführungsform eines im Allgemeinen zylinderförmigen Sicherungselements 58. Das Sicherungselement 58 umfasst einen Sicherungseinsatz 60, der als eine annährend zylinderförmige Hülle mit einem hohlen Inneren 62 gebildet wird, der jeweils durch offene erste und zweite Enden 64, 66 definiert ist. Das hohle Innere 62 ist ausgelegt, das reaktive Material 20 zu tragen, das ein gewendelter, reaktiver Film, ein zusammenhängendes Stück an reaktivem Material oder einfach geschichtetes reaktives Material sein kann, das durch eines des ersten oder zweiten Endes 64, 66 abgelegt ist, um die zylinderförmige Hülle des Sicherungselements 60 teilweise, im Wesentlichen oder vollständig zu füllen. Auf diese Art und Weise kann elektrische Energie durch das Sicherungselement 58 und den Sicherungseinsatz 60 treten, bis ausreichend Energie bereitgestellt ist das reaktive Material 20 zu aktivieren. Nach einer Aktivierung erzeugt das reaktive Material 20 eine starke und örtliche Hitze, um den Sicherungseinsatz 60 zu schmelzen oder zu verdampfen und die Schaltung 30, die durch das Sicherungselement verbunden ist (1B), zu öffnen.
  • Durch Sichern des reaktiven Materials 20 in dem Sicherungseinsatz 60, wird die durch die sich selbst fortpflanzende Reaktion erzeugte Energie fokussiert und auf die zylinderförmige Hülle gerichtet. Es ist jedoch klar, dass das reaktive Material 20 um eine äußere Oberfläche 70 des Sicherungseinsatzes 60 gewickelt werden kann, um das Sicherungselement 58 als Antwort auf die Energiezufuhr zu öffnen. Außerdem können die Geometrien des Sicherungseinsatzes 60 und des reaktiven Materials 20 verändert werden, um beispielsweise geradlinige Elemente, achteckige Elemente etc. zu sein, ohne von den Lehren der offenbarten Ausführungsform abzuweichen. Obwohl nicht gezeigt, kann Sicherung 58 (und eine beliebige hier beschriebene Sicherung) Leitungen, Anschlüsse, Kontakt-Endkappen umfassen oder anders konfiguriert sein, um axial, radial angebracht oder oberflächenmontiert etc. zu werden.
  • 4 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Sicherungselements 72, welches einen im Allgemeinen zylinderförmigen Sicherungseinsatz 74 umfasst, der ein spiralförmig gewendeltes reaktives Material 20, beispielsweise einen reaktiven Draht um eine äußere Oberfläche 78 trägt. In einer Ausführungsform ist das reaktive Material 20 ein nano-geschichteter Draht, der einen Paar an Reaktionspartnern umfasst, die in mehreren gewendelten Schichten mit einer ungefähren Dicke von 100 nm abgelegt sind. Die Nano-Schichten initiieren eine sich selbst fortpflanzende exotherme Reaktion, um den Sicherungseinsatz 74 als Antwort auf eine äußere Energiezufuhr, wie beispielsweise das Erhitzen des zylinderförmigen Sicherungselements als Antwort auf eine anhaltende Stromüberlastung oder entfernt ausgelöst durch Anlegen von RF-Strahlung von einem Sender. Das Ausmaß der exothermen Reaktion kann leicht gesteuert werden basierend auf der Anzahl der Windungen des reaktiven Materials 20 um die äußere Oberfläche 78. Im Allgemeinen führt eine Erhöhung in der Anzahl der Windungen um den Sicherungseinsatz 74 zu einer entsprechenden Erhöhung in der örtlichen Hitze, die während der Reaktion des reaktiven Materials 20 erzeugt wird.
  • Alternativ kann der Sicherungseinsatz 74 ein zylinderförmiger Draht sein, der sich um einen Kern des reaktiven Materials 20 wickelt oder windet (siehe im Allgemeinen 3), oder ein gewendelter Draht aus reaktivem Material 20 (sie im Allgemeinen 4). In dieser beispielhaften Ausführungsform können die Überlastungsbetrieb-Merkmalen des Sicherungselement 72 durch Verändern der Anzahl an Windungen des Sicherungseinsatzes 74 um das reaktive Material 20 verändert werden. Insbesondere der Querschnitt des Sicherungseinsatzes 74 kann erhöht werden, was zu einer höheren Störsicherheit gegen Stromstöße führt, während eine Erhöhung der Anzahl an Windungen den Widerstand des Elements anhebt, wobei das Selbst-Erhitzen auf eine verlängerte Stromüberlastungsbedingung erhöht wird.
  • 5 zeigt eine alternative Ausführungsform des reaktiven Sicherungselements 42 (vorstehend in 2 gezeigt). In dieser beispielhaften Ausführungsform ist der längliche Sicherungseinsatz 44 des reaktiven Sicherungselements 42 angeordnet, das reaktive Material 20 zwischen dem ersten und zweiten Ende 50, 52 zu tragen. So kann insbesondere das reaktive Material 20 mehrere Fehlstellen oder Öffnungen 82 umfassen. Die Öffnungen 82 definieren wiederum eine Anzahl an hochohmigen Brücken 84, die angeordnet sind als Antwort auf plötzliche Erhöhungen im Stromfluss durch den Sicherungseinsatz 44 zu öffnen. Durch Ändern der körperlichen Abmessungen, d.h. Länge, Breite, Dicke etc., der hochohmigen Brücken 84 kann die Sensitivität des reaktiven Materials 20 auf Veränderungen im elektrischen Strom, Kurzschlüssen etc. angepasst werden.
  • Die 6A, 6B und 6C zeigen eine geschichtete und faltbare reaktive Sicherung 92, die in Übereinstimmung mit den Lehren der vorliegenden Erfindung konstruiert werden kann. Die faltbare reaktive Sicherung 92 umfasst einen flexiblen Sicherungseinsatz 94, der angrenzend an eine flexible Schicht aus reaktivem Material 20 ausgerichtet ist und eine isolierende Schicht 96. Normalerweise werden der flexible Sicherungseinsatz 94 und das reaktive Material 20 vorgeschnitten und geformt, basierend auf den Größen- und Leistungsanforderungen der Anwendung und/oder der körperlichen Größe des Schaltungspfads 38, in dem die faltbare Sicherung 92 eingesetzt wird. Wenn aufgebaut, ist der flexible Sicherungseinsatz 94 positioniert angrenzend zu und mit dem reaktiven Material 20 elektrisch gekoppelt. Die isolierende Schicht 96 grenzt an die zwei elektrische gekoppelten Schichten 94, 48. Die isolierende Schicht 96 verhindert einen Kurzschluss zwischen den elektrisch gekoppelten Schichten 94, 48 entlang der durch den Pfeil A kennzeichneten Richtung (wie in 6C gezeigt), wenn die Schichten 94, 48 und 96 um eine zentrale Achse CL gefaltet oder gewunden sind. Dazu kann die isolierende Schicht 96 etwas größer sein als Einsatz 94 und reaktives Material 20.
  • Die 6B und 6C zeigen erste und zweite Leitungen oder Anschlüsse 98, 100, die an entsprechende erste und zweite Ränder 102, 104 des flexiblen Sicherungseinsatzes 94 gesichert sind. Es ist klar, dass die erste und zweite Leitung 98, 100 mit dem Sicherungseinsatz 94, flexiblen Material 20 direkt verbunden werden kann oder indirekt mit den ersten und zweiten Rändern 102, 104. Außerdem können die Leitungen 98, 100 Lappen oder Vorsprünge sein, die als ein Anteil der Sicherungsschicht 94 und/oder des reaktiven Materials 20 einstückig ausgebildet sind. Gleichermaßen können die Leitungen 98, 100 ein beliebiger elektrisch leitender Draht sein, der zusammengefügt ist oder anders elektrisch gekoppelt ist mit einer oder mehrerer der Sicherungsschichten 94 und des reaktiven Materials 20.
  • 6C zeigt die flexiblen Schichten 94, 20 und 96 gewunden um die zentrale Achse CL, es ist jedoch klar, dass die Schichten 94, 20 und 96 übereinander vor und zurück gefaltet werden können, um parallele Falten aufzuweisen, die einem Akkordeon-Blasebalg ähneln. Wenn nötig, kann eine zweite isolierende Schicht 96, beispielsweise über einen Klebstoff, an den Einsatz 94 gekoppelt sein, um einen Kurzschluss durch die Sicherung 92 zu verhindern. Die gesamte Form und Größe der faltbaren reaktiven Sicherung 92 kann durch Verändern der Länge und Dicke der Schichten 94, 20 und 96 und der Faltungsgeometrie, d.h. zylinderförmige oder parallele Falten, angepasst werden.
  • Die 7A, 7B und 8 zeigen jeweils Gehäuse 106, 108 und 110, die in Verbindung mit beispielsweise der in 6A bis 6B gezeigten, faltbaren Sicherung 92 verwendet werden können. Die Gehäuse 106, 108 und 110 umgeben und verschließen die flexible Sicherung 92, um zu verhindern, dass Verschmelzungsgase, Flüssigkeiten etc. während oder nach der Reaktion des reaktiven Materials 20 und einem Öffnen der entsprechenden Sicherung austreten. Die Gehäuse 106, 108 und 110 umfassen Kontakte 112, 114, die angeordnet sind, um mit den entsprechenden Kontakt-Pads 112a, 114a in Eingriff zu kommen, die als ein Teil des Schaltungspfads 38 ausgebildet sind (siehe 1B). Die Kontakte 112, 114 wirken mit den Leitungen 98, 100 der Sicherung 92 zusammen, um die faltbare Sicherung an den Schaltungspfad 38 und/oder die PCB 40 elektrisch zu koppeln. Das Gehäuse 108 umfasst ein Paar an Bogen/Lichtbogen-Barrieren 116, 116a, die mit den Faltungen 118, 118a der faltbaren Sicherung 92 in Eingriff kommen, um eine Lichtbogenbildung oder Kurzschlüsse nach Öffnen der faltbaren Sicherung 92 zu verhindern. Gleichermaßen umfasst das Gehäuse 110 eine Lichtbogen-Barriere 116b, die angeordnet ist eine unerwünschte Lichtbogenbildung oder Kurzschlüsse zwischen den gefalteten Enden der Sicherung 92 zu verhindern
  • 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der in 1 gezeigten elektrischen Sicherung 10. In dieser Konfiguration ist das zusätzliche Material, wie eine Klebstoffschicht 120, umfasst, um das reaktive Material 20 in Verbindung mit Sicherung 10 zu sichern und schützen, um eine direkte thermische Kopplung dazwischen sicherzustellen. Insbesondere kann an vorgeformtes Stück an reaktivem Material 20 angrenzend zu den Sicherungseinsatz 18 platziert werden und in einer Position mit einem Klebstoff 120, wie einem Silikonharz, fixiert werden. Zusätzlich stellt der Klebstoff 120 eine regelmäßige Oberfläche bereit, die geeignet ist zum Zusammenwirken mit der Vakuumdüse eines Bestückungsautomaten. Wahlweise kann das reaktive Material 20 den Sicherungseinsatz 18 ersetzen und das erste und zweite Abschluss-Pad 14, 16 elektrisch koppeln. In dieser Ausführungsform aktiviert das reaktive Material 20 als Antwort auf eine selbsterhitzende Energiezufuhr, die verursacht wird durch einen übermäßigen Stromfluss zwischen dem ersten und zweiten Abschluss-Pad 14, 16. Das beispielhafte reaktive Material 20 kann in einer Vielzahl an Formen, wie beispielsweise gerade oder gewundene Drähte oder ebene Bänder/Streifen, wie vorstehend diskutiert, gebildet werden.
  • 10, 11A, 11B, 11C und 12 zeigen zusätzliche Ausführungsformen, die das reaktive Material und/oder den reaktiven Film oder Folien verwenden, um ein örtliches Erhitzen zum Löten, Hartlöten oder Verschweißen von einem oder mehrerer Metalle zusammen verwenden. 10 zeigt eine Ausführungsform der reaktiven Folie oder des Materials 20, das zwischen einer ersten und zweiten metallischen Komponente, die verbunden werden sollen, positioniert ist. Die erste und zweite metallische Komponente 122, 124 können Kontaktplatten, Anbringpunkte, Sicherungselemente oder eine beliebige andere metallische, leitende oder schmelzbare Komponente sein. Diese beispielhafte Ausführungsform zeigt die reaktive Folie 48 eingelegt zwischen der ersten und zweiten Komponente 122, 124, die eine lötende oder hartlötende Vorform sein können. Im Betrieb sind das reaktive Material 20 und die erste und zweite Komponente 122, 124 unter Druck zusammen gehalten, um die Ausrichtung zu versichern, und eine Energiequelle, wie eine elektrische Entladung, ein Funken, ein Laserpuls, ein heißes Filament oder eine Flamme, initiieren eine Reaktion mit dem reaktiven Material 20. Die so erhaltene exotherme Reaktion erzeugt Hitze, die ausreichend ist das Lötmetall oder die Hartlöt-Legierung zu schmelzen, um die erste Komponente 122 an die zweite Komponente 124 metallurgisch zusammenzufügen.
  • 11A, 11B und 11C zeigen reaktive Vorform-Materialien 126a, 126b und 126c, die verwendet werden können, um eine metallische Komponente 128 an ein Basis-Sicherungselement 130 zu verbinden. So kann die metallische Komponente 128 beispielsweise ein Zinn (Sn)-Streifen sein, der an ein Kupfer (Cu)-Sicherungselement verbunden ist, um als ein "M" Punkt zu dienen, um sich den Metcalf-Effekt zu Nutze zu machen, indem die gesamte Schmelztemperatur der so erhaltenen SnCu-Legierung verringert wird. Für große Sicherungen eliminiert die örtliche, durch die reaktiven Materialien 126a, 126b und 126c bereitgestellte Hitzequelle die Notwendigkeit eines Anhebens der gesamten Temperatur der ganzen Sicherungmasse/Komponente auf die Verbindungstemperatur des Sn-Streifens und des Cu-Sicherungselements. Wie in 11A gezeigt ist das vorgeformte reaktive Material 126a zwischen dem Basis-Sicherungselement 130 und der metallischen Komponente 128 positioniert, um angefügt zu werden. 11B zeigt das vorgeformte reaktive Material 126b angeordnet, um die Diffusion der metallischen Komponente 128 in das Basis-Sicherungselement 130 nur entlang eines Umfangs 132 der Komponente 128 zu erleichtern, wobei dadurch eine innere Fläche 134 frei von den intermetallischen Reaktionspartner-Produkten gehalten wird, die durch das Zusammenwirken der Nano-Schichten der anfänglichen Reaktionspartnern, die das reaktive Material 126a, 126b und 126c umfassen, gebildet werden. 11C zeigt das vorgeformte reaktive Material 126c mit mehreren Fehlstellen 136, die angeordnet sind die Intensität einer örtlichen, durch die Reaktion der anfänglichen Reaktionspartnern erzeugte Hitze zu steuern und zu verringern.
  • 12 zeigt eine Patronensicherung 138, die umfasst eine reaktive Folie 140, die angeordnet ist eine Hitzequelle zum Verbinden des Sicherungselements 140, eine leitende Scheibe/Unterlegscheibe 144 und seine Sicherungskappe 146. Insbesondere die Scheibe 144 und das Sicherungselement 142 können mit einer Lötmetall-Schicht oder Hartlöt-Legierung 148 umhüllt sein und angrenzend zu der reaktiven Folie 140 positioniert sein. Eine Energiequelle, wie ein Funke, kann durch eine Zündöffnung 150 angelegt werden, um die Reaktion in dem reaktiven Element 140 zu initiieren. Die als ein Ergebnis der Reaktion erzeugten Hitze wird normalerweise die Lötmetall-Schicht 148 schmelzen, die wiederum fließt und die Scheibe 144 und das Sicherungselement 142 metallisch verbindet. Die metallische Verbindung dient dazu die Sicherungskappe 146 mit dem Sicherungselement 142 elektrisch zu verbinden und eine entsprechende Sicherungskappe mit dem Element, nicht gezeigt, an dem gegenüberliegenden oder entfernten Ende der Patronensicherung 138. Obwohl 12 eine spezielle Sicherungsgestaltung zeigt, können die reaktive Folie und das Durchführungskonzept auf verschiedene Typen von Sicherungskonstruktionen angewendet werden, so wie das Anfügen einer Sicherung an ein Schaltungs-Träger.
  • Es sollte klar sein, dass dem Fachmann verschiedenartige Veränderungen und Modifikationen zu den derzeitigen, hier beschriebenen, bevorzugten Ausführungsformen offensichtlich sind. Derartige Veränderungen und Modifikationen können durchgeführt werden, ohne vom Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweichen und ohne ihre bestimmungsgemäßen Vorteile zu verringern. Es ist deshalb vorgesehen, dass derartig Veränderungen und Modifikationen durch die beigefügten Ansprüche abgedeckt sind.

Claims (22)

  1. Reaktive Sicherung umfassend: einen Träger mit einer oberen Oberfläche, wobei der Träger ferner umfasst ein erstes Ende und ein zweites Ende, das fern von dem ersten Ende angeordnet ist; einen ersten Leiter, der angrenzend zu dem ersten Ende entlang der oberen Oberfläche positioniert ist; einen zweiten Leiter, der angrenzend zu dem zweiten Ende entlang der oberen Oberfläche positioniert ist, wobei die ersten und zweiten Leiter getrennt entlang der oberen Oberfläche verteilt sind; und ein reaktives Material, welches mit dem Träger zusammenwirkt, um die ersten und zweiten Leiter elektrisch zu koppeln, wobei das reaktive Material einen stabilen Zustand und einen exothermen Zustand aufweist.
  2. Reaktive Sicherung nach Anspruch 1, worin der Träger ein isolierender Träger ist, der aus dem Material hergestellt ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: flammfeste, mit gewebtem Glas verstärkte Epoxy-Schichtstoffverbunde, Schichtstoffverbunde mit nicht-gewebtem Glas, Keramiken, Glas, Polytetrafluorethylen, Mikrofaser-Glasträger, wärmehärtende Kunststoffe, Polyimidmaterialien oder eine beliebige Kombination dieser Materialien oder andere geeignete Materialien.
  3. Reaktive Sicherung nach Anspruch 1, worin das reaktive Material konfiguriert ist eine sich selbst fortpflanzende exotherme Reaktion als Antwort auf eine Energiezufuhr zu erzeugen.
  4. Reaktive Sicherung nach Anspruch 3, worin die Energiezufuhr ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: einer Stromüberlastung, einem Funken, einer Flamme, einem erhitzten Filament, fokussierter Radiofrequenzstrahlung oder Lichtverstärkung durch induzierte Emission von Strahlung.
  5. Reaktive Sicherung nach Anspruch 1, worin das reaktive Material ein nano- geschichtes Material ist.
  6. Reaktive Sicherung nach Anspruch 5, worin das nano-geschichtete Material aus abwechselnden Schichten von Nickel und Aluminium aufgebaut ist.
  7. Reaktive Sicherung nach Anspruch 1, ferner umfassend einen Sicherungseinsatz, der angrenzend zu dem Träger und dem reaktiven Material positioniert ist, worin der Sicherungseinsatz mit den ersten und zweiten Leitern elektrisch gekoppelt ist.
  8. Reaktive Sicherung nach Anspruch 7, worin sich das reaktive Material von dem stabilen Zustand in den reaktiven Zustand als Antwort auf eine Energiezufuhr umwandelt, um das Sicherungselement zu öffnen.
  9. Reaktive Sicherung nach Anspruch 8, worin die Energiezufuhr ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: einer Stromüberlastung, einem Funken, einer Flamme, einem erhitzten Filament, fokussierter Radiofrequenzstrahlung oder Lichtverstärkung durch induzierte Emission von Strahlung.
  10. Reaktive Sicherung nach Anspruch 1, worin das reaktive Material eine reaktive Folie ist, die angrenzend zu dem Träger ausgerichtet ist, und der Träger ein flexibler, isolierender Träger ist, so dass die reaktive Folie und der flexible, isolierende Träger gebogen werden können, um die ersten und zweiten Leiter in einer überlappenden Anordnung auszurichten.
  11. Sicherungselement zur Verwendung in einer Sicherung, wobei das Sicherungselement umfasst: einen Sicherungseinsatz; und ein durch den Sicherungseinsatz getragenes reaktives Material, wobei das reaktive Material mehrere Nano-Schichten aufweist, die konfiguriert sind eine sich selbst fortpflanzende, exotherme Reaktion als Antwort auf eine Energiezufuhr zu erzeugen.
  12. Sicherungselement nach Anspruch 11, worin das reaktive Material aufgebaut ist aus einem Material ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus mehreren abwechselnden Schichten aus Nickel und Aluminium; Titan und Bor; Zirconium und Bor; Hafnium und Bor; Titan und Kohlenstoff; Zirconium und Kohlenstoff; Hafnium und Kohlenstoff; Titan und Silizium; Zirconium und Silizium; Niobium und Silizium; Zirconium und Aluminium; und Blei und Aluminium.
  13. Sicherungselement nach Anspruch 11, worin der Sicherungseinsatz ein zylinderförmiger Sicherungseinsatz ist.
  14. Sicherungselement nach Anspruch 13, worin der Sicherungseinsatz eine äußere Oberfläche umfasst, wobei die äußere Oberfläche angeordnet ist das reaktive Material zu tragen.
  15. Sicherungselement nach Anspruch 11, worin das reaktive Material spiralförmig mit der äußeren Oberfläche des Sicherungseinsatzes in Eingriff kommt.
  16. Sicherungselement nach Anspruch 11, worin der Sicherungseinsatz erste und zweite Enden umfasst, die getrennt durch das reaktive Material verteilt sind, um einen Verschmelzungsbereich zu definieren.
  17. Verfahren zum Bilden eines Sicherungselements umfassend: Bereitstellen eines elektrisch leitenden Sicherungseinsatzes mit einer bondenden Oberfläche; Ausrichten eines reaktiven Materials angrenzend zu der bondenden Oberfläche des Sicherungseinsatzes, wobei das reaktive Material mehrere Nano-Schichten aufweist, die konfiguriert sind eine sich selbst fortpflanzende, exotherme Reaktion als Antwort auf eine Energiezufuhr zu erzeugen Einrichten eines Verschmelzungsbereichs, wobei der Verschmelzungsbereich zwischen dem reaktiven Material und dem Sicherungseinsatz definiert ist; und Sichern des reaktiven Materials an die bondende Oberfläche.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der elektrisch leitende Sicherungseinsatz ein zylinderförmiger Sicherungseinsatz mit einem hohlen Inneren ist.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei das reaktive Material in dem hohlen Inneren des Sicherungseinsatzes getragen wird.
  20. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Verschmelzungsbereich ein erstes Ende des Sicherungseinsatzes und ein zweites Ende des Sicherungseinsatzes einschließt, wobei das zweite Ende des Sicherungseinsatzes fern von dem ersten Ende gebildet wird.
  21. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das reaktive Material unter Verwendung einer Silkon-Abdeckung gesichert wird, die angrenzend zu der bondenden Oberfläche fixiert wird.
  22. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das reaktive Material unter Verwendung eines Haftmittels gesichert wird, der zwischen dem Sicherungseinsatz und dem reaktiven Material positioniert wird.
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