DE3228406C2

DE3228406C2 - Verbundschmelzleiter und Verfahren zu seiner Herstellung

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Publication number: DE3228406C2
Application number: DE19823228406
Authority: DE
Inventors: Franz 8522 Herzogenaurach Gaube; Ludwig Dipl.-Phys. Dr.rer.nat. 8520 Buckenhof Schultz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1982-07-29
Filing date: 1982-07-29
Publication date: 1986-05-22
Also published as: DE3228406A1

Abstract

Der Verbundschmelzleiter für eine Sicherungseinrichtung, insbesondere für eine Halbleitersicherung, enthält in einem Engstellenbereich zwischen zwei Leiterstücken aus unedlerem Metall ein bandförmiges, sich quer zur Stromübertragungsrichtung erstreckendes Leiterelement aus vergleichsweise edlerem Metall. Um einen solchen Schmelzleiter, der nur einen geringen Anteil an dem edleren Metall aufweist, verhältnismäßig einfach und dementsprechend kostengünstig herstellen zu können, sieht die Erfindung vor, daß das Leiterelement (8) aus dem edleren Metall eine geringere Dicke als die benachbarten Leiterstücke (16) aus dem unedleren Metall hat und an seinen beiden Längsseiten von den Leiterstücken (16) mechanisch fest umschlossen ist. Als edleres Metall können insbesondere Silber oder eine Silberlegierung vorgesehen werden, während das unedlere Metall Kupfer, eine Kupferlegierung, Nickel, eine Nickellegierung, Aluminium oder eine Aluminiumlegierung sein kann.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verbundschmelzleiter für eine Sicherungseinrichtung, insbesondere für eine Halbleitersicherung, der mindestens einen Engstellenbereich zwischen zwei unedleres Metall enthaltenden Leiterstücken aufweist und in dem Engstellenbereich aus einem bandförmigen, sich quer zur Stromübertragungsrichtung erstreckenden Leiterelement aus vergleichsweise edlerem Metall besieht, das eine geringere Dicke als seine zu ihm benachbarten Leiterstücke aus dem unedleren Metall aufweist. Ein solcher Verbundschmelzleiter ist aus der CH-PS 3 89 759 zu entnehmen. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung dieses Schmelzleiters.

Zum Schutz von Leistungshalbleiter-Bauelemenlen, z. B. Siliziumdioden oder Thyristoren, die wegen ihrer geringen Wärmekapazität sehr überstromempfindlich sind, müssen besondere, extrem flinke Sicherungseinrichtungen, sogenannte Halbleitersicherungen, vorgesehen werden. Diese Sicherungen weisen im allgemeinen mindestens einen meistens bandförmigen Schmelzleiter

auf, der mit einem oder mehreren Engstellenbereichen versehen ist, an denen der Leiterquerschnitt wesentlich verringert ist Die Engstellenbereiche können z. B. durch Lochungen oder Durchbrechungen in dem Schmelzleiter ausgebildet sein. Der Schmelzleiter besitzt einen vorbestimmten Schmelz-/² r-Wert, der bei Oberschreiten zu einem Schmelzen in dem mindestens einen Engstellenbereich führt. Die Größen / und t sind dabei der durch den Schmelzleiter hindurchgeleitete Strom bzw. die Zeit, während der der Leiter mit dem Strom belastet wird (vgl. z. B. »Der Elektroniker«, 14. Jahrgang, Heft 3, März 1975, Seiten 7 bis 14).

Wegen seiner Oxidationsbeständigkeit, Zunderfestigkeit und seinem günstigen Verhältnis von Schmelz-/² t-Wert zu elektrischer Leitfähigkeit ist Silber für Schmelzleiter von Halbleitersicherungen besonders vorteilhaft

Allerdings werden diese Eigenschaften eines Schmelzleiters nur für seine Engstellenbereiche gefordert Um den Bedarf an Reinsilber für den Schmelzleiter von Halbleitersicherungen zu reduzieren, wurden deshalb bandförmig gestaltete Leitertypen entwickelt, die abwechselnd Teile aus unedlerem und edlerem Material aufweisen. Diese Teile haben vielfach die gleiche Dicke und sind untereinander durch Schweißverbindungen, beispielsweise in Ultraschall- oder Elektronenstrahlschweißtechnik, mechanisch fest zusammengehalten. Die Herstellung dieser Schweißverbindungen ist jedoch verhältnismäßig aufwendig und dementsprechend koslenintensiv. Außerdem muß an den Verbindungsstellen zwischen den Leiterclementen aus Silber und den Leiterstücken aus Kupfer ein ausreichender Silberquerschnitt vorhanden sein, um eine mechanisch feste Schweißverbindung erstellen zu können. Die Reduzierung des Silberanteils an diesem Verbundschmelzleiter ist somit begrenzt. Seine Engstellenbereiche sind dabei im allgemeinen so ausgebildet, daß Löcher oder sonstige Ausnehmungen in die bandförmigen Leiterelemente aus Silber eingearbeitet, beispielsweise eingestanzt sind (vgl. z. B. EP 00 59 334 A2 oder DE-OS 23 48 771 oder US-PS 27 81 434).

Daneben sind aus der eingangs genannten CH-PS 3 89 759 auch Verbundschmelzleiter bekannt, bei denen eine Verringerung des Silberanteils in ihren Engstellenbereichen dadurch herbeigeführt sind, daß die Dicke jedes ihrer Leiterelemente aus Silber von den Randzonen, die diese Elemente mit den jeweils benachbarten Leiterstücken aus Kupfer bilden, zu einer mittleren Zone der Engstellenbereiche hin abnimmt. Aber auch bei diesen Verbundschmelzleitern ist der Aufwand für ein mechanisch festes Verbinden ihrer einzelnen Leiterteile verhältnismäßig groß.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Verbundschmelzleiter der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß er verhältnismäßig einfach und dementsprechend kostengünstig herzustellen ist und zugleich einen nur verhältnismäßig kleinen Anteil an dem edleren Metall aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Leiterelement aus dem edleren Metall im gesamten Engstellenbereich eine geringere Dicke als seine benachbarten Leiterstücke hat und an seinen beiden Längsseiten von diesen Leiterstücken mechanisch fest umschlossen ist.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Gestaltung des Verbundschmelzleiters sind insbesondere in seiner verhältnismäßig einfachen Hersteilbarkeit zu sehen. Der Schmelzleiter besteht nämlich im wesentlichen nur aus einem Verbundleiter, der in seiner Matrix aus dem unedleren Metall pro Engstelle ein bandförmiges Leiterelemerü aus dem vergleichsweise edleren Metall enthält das quer zur Stromführungsrichtung angeordnet ist In dem mindestens einen Engstellenbereich braucht man dann lediglich das unedlere Metall in einer solchen Breite zu entfernen, daß die Längsseiten des Leiterelementes in der Matrix verbleiben. Dies ist nach an sich bekannten Verfahren auf einfache Weise möglich. Die Notwendigkeit einer besonderen Kontaktierung des einzelnen Leiterelementes aus dem edleren Metall wie bei den bekannten Schmelzleitern unterbleibt also. Dabei kann vorteilhaft der Querschnittsanteil des dünnen bandförmigen Leiterelementes im Vergleich zum Querschnitt des gesamten Verbundleiters verhältnismäßig klein gehalten werden. Das edlere Metall ist nämlich ausschließlich auf die Engstellenbereiche selbst und zur Verankerung auf die den Engstellenbereichen unmittelbar benachbarten Bereiche der Leiterstücke aus dem unedleren Metall beschränkt. Der Anteil auf das edlere Metall ist somit auf das absolut Notwendige reduziert und kann z. B. zwischen 1 und 5 Vol.-% gehalten werden. Außerdem sind auch die Querschnittsabmessungen des bandförmigen Leiterelementes aus dem edleren Metall in weiten Grenzen wählbar. Es lassen sich so Schmelzleiter herstellen, die praktisch die gleichen Eigenschaften besitzen wie bekannte Schmelzleiter aus Reinsilber. Trotz der verhältnismäßig dünnen bandförmigen Leiterelemente ist eine ausreichende mechanisehe Stabilität des gesamten Verbundschmelzleiters zu gewährleisten.

Besonders vorteilhaft kann ein solcher Verbundschmelzleiter dadurch hergestellt werden, daß zunächst ein Leitervorprodukt mit mindestens einem Leiterteil aus dem unedleren Metall und darin quer zur Stromführungsrichtung eingelagerten Leiterteilen aus dem edleren Metall mit der Anzahl und Anordnung der vorgesehenen Engstellen entsprechenden Anzahl bzw. Lage gebildet wird, daß dann dieses Leitervorprodukt zu einem Verbundleiter verformt wird und daß anschließend an dem vorgesehenen mindestens einen Engstellenbereich dieses Verbundleiters das unedlere Metall so entfernt wird, daß eine mechanisch feste Verbindung zwischen dem edleren und dem unedleren Metall erhalten bleibt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Schmelzleiters nach der Erfindung bzw. des Verfahrens zu seiner Herstellung gehen aus den übrigen Unteransprüchen hervor.
Ausführungsformen der Erfindung und ihrer in den

so Unteransprüchen gekennzeichneten Weiterbildungen werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert, in deren

Fig. 1 bis 4 ein Verfahren zur Herstellung eines Schmelzleiters angedeutet ist.

F i g. 5 zeigt einen weiteren Schmelzleiter gemäß der Erfindung. Aus den

Fig.6 bis 10 gehen verschiedene Leitervorprodukte als Ausgangskörper zur Herstellung erfindungsgemäßer Schmelzleiter hervor.

Zur Herstellung eines Schmelzleiters nach der Erfindung, wie er insbesondere für Halbleitersicherungen vorgesehen werden kann, wird von einem Verbundleiter ausgegangen. Dieser Verbundleiter soll dabei einen Leiterkörper aus mindestens einem unedleren Metall wie z. B. Kupfer enthalten. In dem Material dieses Leiterkörpers sind parallel und beabstandet zueinander liegende, bandförmige Leiterelemente aus einem vergleichsweise edleren Metall wie z. B. Reinsilber mit ei-

ner der Anzahl der zu erstellenden Engstellenbereiche entsprechenden Zahl eingebettet. Die Herstellung eines solchen Kupfer-Silber-Verbundleiters kann nach bekannten Verfahren durchgeführt werden. Ein Ausführungsbeispiel eines solchen Verfahrens ist in den F i g. 1 bis 4 schematisch angedeutet, wobei gleiche Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Wie aus der Schrägansicht der Fig. 1 hervorgeht, wird zunächst ein Kupferkörper 2 mit Bohrungen 3 versehen, deren Anzahl und Anordnung durch die Anzahl und Lage der zu erstellenden Engstellenbereiche festgelegt sind. Die Bohrungen 3 erstrecken sich dabei senkrecht zu der vorgesehenen Stromübertragungsrichtung, welche durch eine gepfeilte und mit / bezeichnete Linie angedeutet ist. In diesen Bohrungen 3 werden entsprechende Silberstäbe oder -drähte 4 eingebracht Die Abmessungen der Bohrungen und damit auch der Silberdrähte bzw. -stäbe 4 können dabei vorteilhaft so gewählt werden, daß der Anteil des vergleichsweise edleren Metalls am Gesamtvolumen des erstellten Schmelzleiters nach der Erfindung zwischen 1 und 40%, vorzugsweise höchstens 20% beträgt.

Anschließend wird dieses so erstellte Leitervorprodukt 5 einem geeigneten Verformungsschritt wie z. B. Hämmern oder Walzen unterzogen, wobei die Verformung in Ausdehnungsrichtung der Bohrungen 3 bzw. der in ihnen angeordneten Leiterstäbe erfolgt. Nach einem eventuellen Abschneiden erhält man dann die gewünschte, endgültige, in Fig.2 als Schrägansicht gezeigte Bandform eines Verbundleiters 6.

Dieser so erstellte Verbundleiter 6 mit rechteckigem Querschnitt und einer Länge L in Stromführungsrichtung weist somit eine Kupfermatrix 7 auf, in der mehrere, z. B. sechs Leiterelemente 8 aus Siiber in vorbestimmter Anordnung eingebettet sind. Der Verbundleiter 6 hat dabei im allgemeinen eine Dicke D von 0,1 bis 0,5 mm und eine Breite B zwischen 10 und 70 mm. Vorteilhaft wird ein Verhältnis von Dicke zu Breite des Querschnittes von kleiner als 1 :10, vorzugsweise kleiner als 1 :50 vorgesehen. Aufgrund des vorangegangenen Verformungsschrittes sind auch die Leiterelemente 8 bandförmig ausgebildet, d. h. ihre Breite b soll dabei mindestens doppelt so groß sein wie ihre Dicke d. Die Breite b und die Dicke dsind dabei abhängig vom Anteil des Querschnitts der ursprünglichen Silberstäbe am Gesamtquerschnitt des Leitervorproduktes. Während die Dicke d im allgemeinen unter 0,1 mm liegt kann die Breite b mehrere Millimeter betragen.

Bei dem Herstellungsverfahren des Verbundleiters 6 kann gegebenenfalls noch mindestens eine Zwischenglühung bei etwa 700°C für mehrere Stunden vor, während oder nach der Verformung zur Verbesserung der Verbindung der Leiterelemente mit dem Matrixmaterial erforderlich sein.

In dem in F i g. 2 gezeigten bandförmigen Verbundleiter 6 werden anschließend die gewünschten Engstellenbereiche ausgebildet Hierzu kann vorteilhaft ein an sich bekanntes Formätzverfahren vorgesehen werden. Dementsprechend wird gemäß der in F i g. 3 dargestellten Aufsicht auf eine Flachseite des Verbundleiters in einem geeigneten Lackierungs- oder Fotolackverfahren beidseitig eine Maske 10 auf die Flachseiten des in der Figur allgemein mit 11 bezeichneten Verbundleiters aufgebracht Der so maskierte Verbundleiter enthält sieben mit dieser Maske abgedeckte Bereiche IZ zwisehen denen sechs nicht maskierte Bereiche 13 freigehalten sind. Diese nicht-maskierten Bereiche erstrecken sich genau ober- und unterhalb der in dem Verbundleiter 11 eingebetteten, durch gestrichelte Linien teilweise angedeuteten Leiterelemente 8 aus Silber quer über den Verbundleiter. Die Ausdehnung a dieser Bereiche 13 in Stromführungsrichtung ist dabei um ein vorbestimmtes Maß kleiner als die entsprechende Breite b der Leiterelemente, so daß die Längsseiten 14 der Leiterelemente 8 von den maskierten Bereichen 12 überdeckt sind. Das Material der Matrix 7 wird dann in den nicht-maskierten Bereichen 13 bei einem Eintauchen des bandförmigen Verbundleiters 11 in ein selektives Ätzmittel allein dem Ätzmittel ausgesetzt Für Kupfer-Silber-Verbundleiter eignen sich als selektives Ätzmittel insbesondere Kupfer HI-Chlorid oder auch Königswasser, eine Mischung aus Salzsäure und Salpetersäure im Verhältnis 1 :3. Das Ätzmittel löst nur die Kupfermatrix 7 sowie deren gegebenenfalls vorhandene Hülle auf, so daß in den Engstellenbereichen 13 dann nur die entsprechenden Teile der Silberleiterelemente 8 zurückbleiben. Anschließend kann der so erstellte Schmelzleiter noch in einem Polierbad gereinigt werden, das die auf dem Silber-Kern gebildeten Schutzschichten entfernt.

Statt des gemäß dem Ausführungsbeispiel beschriebenen Formätzverfahrens können zur Herstellung der Engstellenbereiche des Schmelzleiters nach der Erfindung gegebenenfalls auch physikalische Ätzverfahren wie z. B. Ionenätzen oder Plasmaätzen eingesetzt werden (vgl. auch DE-OS31 47 738oder31 47 770).

Der so hergestellte Verbund-Schmelzleiter ist in F i g. 4 als Schrägansicht in seiner endgültigen Form angedeutet Dieser Leiter 15 enthält breite, ungeätzte Leiterstücke 16 aus der Matrix aus mindestens einem unedleren Metall und dazwischen dünne Leiterelemente 8 aus edlerem Metall, wobei an Engstellenbereichen 17 die Leiterstücke 16 die dünnen Leiterelemente 8 an deren Längsseiten umschließen und dort mit ihnen eine mechanisch feste Verbindung bilden.

Während für das edlere Metall der Leiterelemente z. B. auch eine Silberlegierung gewählt werden kann, läßt sich als Matrixmaterial statt des Kupfers auch eine Kupferlegierung verwenden. Ferner kann man als Matrixmaterial auch Nickel oder Nickellegierungen vorsehen. Darüber hinaus ist Aluminium oder eine Aluminiumlegierung als Matrixmaterial besonders geeignet (vgl. auch DE-OS 31 47 738 oder 31 47 770).

Gemäß dem Ausführungsbeispiel eines Verbundschmelzleiters 15 nach F i g. 4 sind dessen durch Leiterelemente 8 überbrückten Engstellenbereiche 17 verhältnismäßig schmal. Wie aus der in F i g. 5 gezeigten Aufsicht auf den Teil eines weiteren Schmelzleiters 19 nach der Erfindung ersichtlich ist, der beispielsweise nach dem anhand der F i g. 1 bis 4 erläuterten Verfahren herzustellen ist, können die Engstellenbereiche 20 des Schmelzleiters 19 in Stromführungsrichtung eine größere Ausdehnung a'haben, sofern eine ausreichende mechanische Stabilität des Schmelzleiters gewährleistet bleibt Die die Engstellenbereiche 20 überbrückenden Leiterelemente 21 aus vergleichsweise edlerem Metall, deren in jeweils benachbarten Leiterstücken 22 aus unedlerem Metall eingebettete Längsseiten durch gestrichelte Linien 23 angedeutet sind, können z. B. durch Einsetzen von entsprechend größeren Kernen aus dem edleren Metall in den Matrixkörper aus unedlerem Metall eines Leitervorproduktes erhalten werden. Um ein erwünschtes Verhältnis der Querschnittsfläche des Engstellenbereiches zu der der benachbarten Leilerstücke von beispielsweise 1 zu 10 zu erhalten, können zusätzliche Löcher 24 in den Engstellenbereichen in die Leiterelemente 21 eingearbeitet z. B. eingestanzt werden.

Wie in der Figur ferner angedeutet ist, kann auch das Querschnittsverhältnis in verschiedenen Engstellenbereichen z. B. durch eine verschiedene Anzahl der Löcher 24, verschieden groß gewählt werden.

Gemäß einem konkreten Ausführungsbeispiel werden zur Erzeugung von etwa 2000 Verbundschmelzleitern nach der Erfindung mit Abmessungen
80 mm · 17,5 mm · 0,15 mm mit jeweils sechs Engstellen von 1 mm Länge und einem Querschnittsverhältnis von 1:10 in einen Kupfer-Block der Abmessung 80 mm · 30 mm · 200 mm sechs Löcher mit 3 mm Durchmesser der Länge nach hindurchgebohrt. Anschließend werden die Löcher mit 3 mm dicken Silberstäben gefüllt, worauf der so gefüllte Block auf 0,15 mm Dicke parallel zu den Silberstäben gewalzt wird. Abschließend werden die 17,5 mm breiten Schmelzleiterbänder senkrecht zu den Silberfasern abgeschnitten. Die Engstellen werden durch Formätzen des Kupfers an den Silberfasern auf 1 mm Länge herausgearbeitet. Jeder der so hergestellten Schmelzleiter hat dann eine Gestalt, wie sie der F i g. 4 zu entnehmen ist. Im genannten Beispiel beträgt der Silberanteil 1,77 Vol.-%. Dabei sind die Herstellungskosten verhältnismäßig gering, da einerseits bei einem Arbeitsgang verhältnismäßig große Mengen verarbeitet werden können, andererseits auch keine Schweißarbeiten anfallen.

Neben dem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel zur Herstellung eines Leitervorproduktes 5, dessen Matrixkörper 2 mit Bohrungen 3 versehen wird, in die dann die Leiterkerne 4 aus dem edleren Metall mit entsprechendem Durchmesser eingebracht werden, können auch Bohrungen mit größerem Durchmesser vorgesehen werden, die dann mit Leiterstangen ausgefüllt werden, die jeweils nur einen Kern aus dem edleren Metall und darum einen Mantel aus einem anderen Metall aufweisen.

Ein entsprechendes Ausführungsbeispiel geht aus der in F i g. 6 gezeigten Seitenansicht eines Teiles eines Leitervorproduktes 26 hervor. Dieses Leitervorprodukt hat einen Matrixkörper 27 aus einem unedleren Metall wie z. B. aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, der Bohrungen 28 gleichen oder verschiedenen Durchmessers aufweist. Die Abstände c, c' zwischen jeweils benachbarten Bohrungen können dabei verschieden groß gewählt sein. In den Bohrungen sind jeweils Leiterstangen 29 mit entsprechendem Außendurchmesser angeordnet bzw. in diese einzubringen. Diese Leiterstangen haben Leiterkerne 30 aus dem vergleichsweise edleren Metall, die von Hüllrohren 31, z. B. aus dem Metall der Matrix, umschlossen sind. Mit derartigen Hüllrohren ist nach den sich anschließenden Bearbeitungsschritten des Leitervorproduktes ein Schmelzleiter mit einer besonders guten mechanischen Verbindung zwischen seinen Leiterelementen aus dem edleren Metall und den benachbarten Leiterstücken aus dem unedleren Metall zu erhalten.

Gegebenenfalls kann man auch, um eine Interdiffusion von Silber aus edlerem Metall und Kupfer als unedlerem Metall zu verhindern, Hüllrohre 31 aus einem besonderen, diffusionshemmenden Material vorsehen; d. h. die Hüllrohre 31 bestehen dann zweckmäßig aus einem sowohl in dem Material der Matrix 27 als auch in dem Material der Leiterkerne 30 weitgehend unlöslichen Metall. Geeignete Materialien sind hierfür z.B. Niob, Tantal, Molybdän, Zirkon oder Nickel. Beim späteren Ätzen der Engstellenbereiche des Schmelzleiters werden dann auch die Hüllrohre in diesen Bereichen selektiv abgeätzt (vgl. auch DE-OS 3147 638 oder 31 47 770).

Wie in F i g. 6 ferner angedeutet ist, kann das Leitervorprodukt 26 eines Verbundleiters gegebenenfalls noch mit einem Mantel oder einem Überzug 32 versehen sein, der vorteilhaft aus einem zunderfesten Material wie z. B. aus einer besonderen Kupferlegierung besteht. Entsprechende Kupferlegierungen sind insbesondere Kupfer-Germanium, Kupfer-Aluminium, Kupfer-Magnesium oder Kupfer-Zinn. Auch Nickel oder Nikkeilegierungen sind für derartige zunderfesten Hüllen geeignet (vgl. auch DE-OS 31 47 738 oder 31 47 770).

Mit den F i g. 7 und 8 sind zwei weitere Ausbildungsmöglichkeiten von Leitervorprodukten 34 bzw. 35 angedeutet, die als Ausgangskörper zur Herstellung von Schmelzleitern nach der Erfindung dienen. Gemäß dem in F i g. 7 gezeigten Querschnitt enthält das Leitervorprodukt 34 einen Hohlprofilkörper 37 aus dem unedleren Metall wie z. B. aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, in dessen Innenraum 38 mit z. B. rechteckigem Querschnitt eine vorbestimmte Anzahl von Leiterstangen 29 nebeneinanderliegend eingebracht sind. Jede dieser Stangen besteht beispielsweise aus einem Leiterkern 30 und einer Leiterhülle 31 entsprechend der Ausführungsform nach Fig.6. Mit einem sich anschließenden Verformungsschritt wie z. B. durch Walzen wird dann ein Verbundleiter erhalten, wie er aus F i g. 2 hervorgeht

Das in F i g. 8 als Querschnitt gezeigte Leitervorprodukt 35 unterscheidet sich von dem in F i g. 7 gezeigten lediglich dadurch, daß in seinem Innenraum 38 Leiterstangen 41 nur aus dem edleren Metall angeordnet sind, die jeweils durch Profilkörper 42 aus dem unedleren Metall beabstandet sind und deren den Leiterstangen 41 zugewandten Seitenteile eine an die Zylinderform dieser Stangen angepaßte Form aufweisen.

Die in die Hohlprofile 37 gemäß den F i g. 7 und 8 einzubringenden Leiterstangen können neben den in diesen Figuren angenommenen kreisförmigen Querschnitten auch andere Querschnittsformen aufweisen. So geht aus dem in Fig.9 gezeigten Querschnitt ein Leitervorprodukt 44 hervor, das einen Hohlprofilkörper

45 mit einem Innenraum mit rechteckigem Querschnitt aufweist in den Leiterstangen 46 und 47 mit entsprechenden Querschnitten eingebracht sind. Die in der Mitte des Leitervorproduktes 44 verlaufende Leiterstange

46 kann dabei nur aus dem edleren Metall bestehen, während die übrigen Leiterstangen 47 nur Kerne 48 aus dem edleren Metall aufweisen, die von Hüllen 49 aus dem unedleren Metall umschlossen sind. Ein aus einem solchen Leitervorprodukt hergestellter Schmelzleiter nach der Erfindung weist dann einen großen Mitielbereich nur aus Silber auf. Da in diesem Bereich der Schmelzleiter im allgemeinen die höchsten Temperaturen auftreten, kann dort wegen der Oxidationsbeständigkeit Silber auch in ungeschwächter Dicke vorteilhaft sein. Die Engstellen könnten dann in diesem allein aus dem edleren Metall bestehenden Bereich entsprechend der Ausführungsform nach Fig.5 durch Bohrungen oder sonstige Aussparungen, z. B. durch Stanzen erzeugt werden.

Einen Schmelzleiter mit einem entsprechenden, weit ausgedehnten Mittelbereich nur aus dem vergleichsweise edleren Metall kann man gemäß dem in Fig. 10 gezeigten Querschnitt auch dadurch erhalten, daß man von einem Leitervorprodukt 51 ausgeht das in seinem Mittelbereich ausschließlich aus einem Block 52 aus dem edleren Metall besteht, während seine beiden Seitenteile 53 und 54 einen Aufbau gemäß den Leitervor-

produkten aufweist, wie er aus den F i g. 1 und 6 bis 8 zu entnehmen ist. Der Block 52 ist dabei in bekannter Weise durch Verschweißungen mit seinen benachbarten Teilen 53 und 54 an den jeweils gemeinsamen Flächen 55 und 56 starr verbunden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verbundschmelzleiter für eine Sicherungseinrichtung, insbesondere für eine Halbleitersicherung, der mindestens einen Engstellenbereich zwischen zwei unedleres Metall enthaltenden Leiterstücken aufweist und in dem Engstellenbereich aus einem bandförmigen, sich quer zur Stromübertragungsrichtung erstreckenden Leiterelement aus vergleichsweise edlerem Metall besteht, das eine geringere Dicke als seine zu ihm benachbarten Leiterstücke aus dem unedleren Metall aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Leiterelement (8, 21) aus dem edleren Metall im gesamten Engstellenbereich (13, 17, 20) eine geringere Dicke (d) als seine benachbarten Leiterstücke (16, 22) hat und an seinen beiden Längsseiten (14,23) von diesen Leiterstücken (16, 22) mechanisch fest umschlossen ist

2. Verbundschmelzleiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von Dicke (D) zu Breite (B) des Querschnitts seiner Leiterstükke (16, 22) aus dem unedleren Metall kleiner als 1:10, vorzugsweise kleiner als 1 : 50 ist.

3. Verbundschmelzleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 2, gekennzeichnet durch einen Anteil der dünneren Leiterelemente (8, 21) aus dem edleren Metall zwischen 1% und 40%, vorzugsweise von höchstens 20% am Gesamtvolumen des Schmelzleiters (15,19).

4. Verbundschmelzleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das edlere Metall Silber oder eine Silberlegierung ist.

5. Verbundschmelzleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das unedlere Metall Kupfer oder eine Kupferlegierung oder Nickel oder eine Nickellegierung oder Aluminium oder eine Aluniniumlegierung ist.

6. Verbundschmelzleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das unedlere Metall (27) der Leiterstücke von einer Hülle (32) aus einem zunderfesten Material formschlüssig umgeben ist.

7. Verbundschmelzleiter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülle (32) aus einer Kupferlegierung oder aus Nickel oder aus einer Nikkellegierung besteht.

8. Verbundschmelzleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch mindestens ein Leiterelement (21) aus dem edleren Metall, das in dem Engstellenbereich (20) mit einem oder mehreren Löchern (24) versehen ist (F i g. 5).

9. Verbundschmelzleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände (c, c') zwischen benachbarten Leiterelementen (30) aus dem edleren Material verschieden groß sind (F ig. 6).

10. Verbundschmelzleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch Engstellenbereiche (13,17, 20) unterschiedlicher Ausdehnung (a, a') in Stromübertragungsrichtung.

11. Verbundschmelzleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch ein weiteres Element (52) aus dem edleren Metall, das zwischen den einander zugewandten flachen Stirnseiten (55, 56) zweier Leiterstücke (53, 54) aus dem unedleren Metall angeordnet und dort mit diesen mechanisch fest verbunden ist und das zumindest annähernd gleiche Dicke wie die Leiterstücke hat (F i g. 10).

12 Verfahren zur Herstellung eines Verbundschmelzleiters nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein Leitervorprodukt (5, 26, 34, 35, 44, 51) mit mindestens einem Leiterteil (2, 27, 37, 45, 49, 53, 54) aus dem unedleren Metall und mit darin quer zur Stromführungsrichtung eingelagerten Leiterteilen (4, 30, 41,

ίο 46, 48) aus dem edleren Metall mit der Anzahl und Anordnung der vorgesehenen Engstellenbereiche (13,17,20) entsprechender Anzahl bzw. Lage gebildet wird, daß dann dieses Leitervorprodukt zu einem Verbundleiter (6, 11) verformt wird und daß anschließend an dem vorgesehenen mindestens einen Engstellenbereich dieses Verbundleiters das unedlere Metall so entfernt wird, daß eine mechanisch feste Verbindung zwischen dem edleren und dem unedleren Metall erhalten bleibt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß vor, während oder nach dem Verformungsschritt des Leitervorproduktes (5, 26, 34, 35, 44,51) mindestens ein Glühschritt vorgesehen wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet daß der Leiterteil (30) aus dem edleren Metall jeweils mit mindestens einem Hüllrohr (31) aus einem die Diffusion zwischen dem edleren und dem unedleren Metall hindernden Material umgeben wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Verwendung von Hüllrohren (31) aus Niob oder Tantal oder Molybdän oder Zirkon oder Nickel.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das unedlere Metall in dem mindestens einen Engstellenbereich (13,17, 20) in einem Ätzschritt entfernt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch einen Formätzschritt.

18. Vorfahren nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch einen physikalischen Ätzschritt.