DE19814445C1 - Hybridschaltungsanordnung mit Thermosicherung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Hybridschaltungsanordnung mit ei­ nem Widerstandsmäander, der auf einem plattenförmigen Schal­ tungsträger aufgebracht ist, und mit einer thermisch mit dem Schaltungsträger gekoppelten und elektrisch mit dem Wider­ standsmäander verbundenen Thermosicherung, die im Überlast­ fall durch die Erwärmung des Schaltungsträgers durch den Wi­ derstandsmäander auslösbar ist.

Eine derartige Anordnung ist beispielsweise aus dem deutschen Gebrauchsmuster DE 93 19 473 U1 bekannt. Derartige Hybrid­ schaltungen werden beispielsweise als Vorwiderstände (Sicherungsnetzwerke) in öffentlichen Telefonvermittlungs- Anlagen eingesetzt und üblicherweise in Dickschicht- oder Dünnfilmtechnik hergestellt. Thermosicherungen der genannten Art sind im einzelnen beispielsweise in der EP 0 352 771 A2 oder in der WO 94/03 913 beschrieben, wobei es sich jeweils um Schmelzsicherungen handelt, deren vorgespannter Federarm mit einer Lötstelle des Schaltungssubstrats verlötet ist.

Diesen Anordnungen mit mechanisch auslösender Sicherung liegt die Erwärmung in Abhängigkeit vom Strom bzw. der umgesetzten Leistung zunächst des durchflossenen Widerstandsmäanders selbst und anschließend des dadurch erwärmten Schaltungsträ­ gers zugrunde. Dieser Effekt wird zum Schmelzen eines Siche­ rungsdrahtes oder zum Öffnen einer Lötstelle einer Thermosi­ cherung verwendet. Bei Hybridbaugruppen wird der Widerstands­ mäander durch Aufdrucken des entsprechenden Pastenmaterials auf den Schaltungsträger erzeugt und bedeckt aus Platzgründen meist den gesamten Oberflächenbereich desselben. Da der Wi­ derstandsmäander sich bei Stromfluß gleichmäßig erwärmt, stellt es ein Problem dar, die Wärme für das Auslösen der Thermosicherung optimal auf einen begrenzten Bereich (Hot Spot) zu konzentrieren und somit einen optimierten Wirkungs­ grad für die Thermosicherung zu erzielen. Während die Thermo­ sicherung, wie in der Zeichnung des genannten DE 93 19 473 U1 beschrieben, aus Platzgründen normalerweise am besten etwa in der Mitte des Schaltungsträgers positioniert wird, bildet sich ein hervorgehobener Wärmepunkt (Hot Spot) üblicherweise nicht im Zentralbereich des Schaltungsträgers, in dem relativ viel Substratmaterial zur Wärmeverteilung vorhanden ist, son­ dern im Bereich der Peripherie. Aufgrund der Wärmeableitung durch die Außenanschlüsse der Hybridschaltungsanordnung an deren Unterseite ergeben sich meist ein oder mehrere Wärme­ punkte an der oberen Peripherie, deren genaue Lage nicht vor­ hergesagt werden kann, sondern nach Entwicklung der Schaltung ausgetestet werden muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optimierte und vorherbestimmte Wirkung der Thermosicherung zu erzielen, ohne bei deren Positionierung auf der Schaltungsan­ ordnung festgelegt zu sein.

Diese Aufgabe wird bei einer Hybridschaltungsanordnung der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst, daß der Widerstands­ mäander in einem begrenzten Bereich auf dem Schaltungsträger als eine dort mehrfach in sich geschlungene Struktur ausge­ bildet ist, die sich um den dadurch mit definierter Position auf dem Schaltungsträger zu erzeugenden Wärmepunkt legt, und daß die Thermosicherung an diesem Wärmepunkt an den Schal­ tungsträger thermisch angekoppelt ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteran­ sprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbei­ spiels und der einzigen Figur der Zeichnung erläutert. Die Zeichnung zeigt in Draufsicht einen erfindungsgemäß struktu­ rierten Widerstandsmäander und eine Thermosicherung.

In der Figur ist ein Widerstandsmäander dargestellt, dessen Schleifen kein gleichförmiges, paralleles Muster bilden, son­ dern in dessen Struktur Abbiegungen vorgesehen sind, damit jeweils eine oder mehrere Schleifen nicht nur nebeneinander, sondern auch im Winkel gegeneinander oder einander gegenüber­ gestellt angeordnet werden können. Durch die selbst wiederum verschlungen angeordneten einzelnen Schleifen entsteht somit eine Struktur, die es erlaubt, einen besonders großen Lei­ stungsumsatz an einem vorherbestimmten Ort zu erzeugen und somit einen definierten Wärmepunkt 3 (Hot Spot) zu erzeugen. Die verschlungene Struktur nimmt dabei nur einen begrenzten Bereich 4 des ansonsten von einem gleichförmigen Widerstands­ mäander und/oder flächigen Widerständen bedeckten Schaltungs­ trägers 5 ein. Diese "normalen" Widerstandsstrukturen sind in der Zeichnung nicht dargestellt.

Der Abgleich von Widerstandsmäandern erfolgt bevorzugt durch Abgleichpunkte, die eingangs einer Schleife einen Kurzschluß herstellen und die zur Herstellung eines gewünschten Wider­ standswertes beispielsweise mittels eines Laser durchgetrennt werden können, so daß der Gesamtwiderstand um den Widerstand dieser einen Schleife erhöht wird. Dieses Abgleichverfahren kann auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung ohne weiteres beibehalten werden, wenn in dem genannten begrenzten Bereich 4 mit der verschlungenen Mäanderstruktur keine Abgleichpunkte vorgesehen werden, so daß unabhängig vom Abgleich eine gleichbleibende Erwärmung in diesem Bereich 4 erzeugt wird.

Die Erfindung insgesamt gewährleistet durch die Konzentration des Wärmeumsatzes auf den Bereich 4 ein optimales Auslösen der auf Erwärmung basierenden Sicherung, wobei die Gesamter­ wärmung der Schaltungsanordnung begrenzt bleibt. In der Zeichnung ist außerdem eine an sich bekannte Schmelzsicherung 6 dargestellt, deren unter Vorspannung stehender Federarm ge­ nau im durch den verschlungenen Widerstandsmäander erzeugten Wärmepunkt 3 mit einer Kontaktfläche (nicht dargestellt) der Schaltung verlötet ist. Der Wärmepunkt 3 verfügt in jedem Fall über eine gewisse Ausdehnung, so daß keine millimeterge­ naue Positionierung der Thermosicherung 6 erforderlich ist.

Claims (3)

1. Hybridschaltungsanordnung mit einem Widerstandsmäander (1), der auf einem plattenförmigen Schaltungsträger (5) auf­ gebracht ist und mit einer thermisch mit dem Schaltungsträger (5) gekoppelten und elektrisch mit dem Widerstandsmäander (1) verbundenen Thermosicherung (6), die im Überlastfall durch die Erwärmung des Schaltungsträgers (5) durch den Wider­ standsmäander (1) auslösbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsmäander (1) in einem begrenzten Bereich (4) auf dem Schaltungsträger (5) als eine dort mehrfach in sich geschlungene Struktur ausgebildet ist, die sich um den dadurch mit definierter Position auf dem Schaltungsträger (5) zu erzeugenden Wärmepunkt (3) legt, und daß die Thermosiche­ rung (6) an diesem Wärmepunkt (3) an den Schaltungsträger (5) thermisch angekoppelt ist.

2. Hybridschaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Widerstandsmäander (1) mit Abgleichpunkten versehen ist, wobei die Abgleichpunkte jedoch nicht in dem begrenzten Bereich (4) vorgesehen sind.

3. Hybridschaltungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermosicherung (6) durch eine Schmelzsicherung (6) mit wenigstens einem unter Vorspannung mit einer Kontaktflä­ che der Hybridschaltung verlöteten Federarm gebildet ist, und daß diese Kontaktfläche in den Wärmepunkt (3) gelegt ist.