DE3606690A1

DE3606690A1 - Netzwerk-widerstandseinheit

Info

Publication number: DE3606690A1
Application number: DE19863606690
Authority: DE
Inventors: Katsumi Miyagi Takayanagi
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1985-03-01
Filing date: 1986-02-28
Publication date: 1986-09-04
Also published as: JPS61146909U; US4654628A; CA1276675C; JPH0331046Y2

Description

NETZWERK-WIDERSTANDSEINHEIT

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Netzwerk-Widerstandseinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf eine Netzwerk-Widerstandseinheit, die zur Verwendung als Schutzvorrichtung für Teile integrierter Schaltungen (IC's) geeignet ist.

Integrierte Schaltungsteile werden mit dem Fortschreiten bei der Scraltungsintegration von elektronischen Schaltungen und der Grö^enverminderung von elektronischen Geräten in steigendem Ausmaß verwendet. Diese integrierten Schaltungsteile werden im allgemeinen zusammen mit Schutzwiderständen verwendet, die auf der Eingangsseite derselben vorgesehen sind und als Gegenmaßnahme gegen statische Elektrizität dienen, da die integrierten Schaltungen durch Spitzen hoher Spannung, wie z.B. durch einen Menschen verursachte statische Elektrizität, leicht zerstört werden können.

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht einer bereits konzipierten Netzwerk-Widerstandseinheit, die als Schutzwiderstand für integrierte Schaltungsteile verwendet wird, wie dies vorstehend beschrieben wurde; dabei bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Substrat, 2 Widerstandssehichten, 3 Elektroden, 4 eine Gemeinschaftselektrode, 5 Leiteranschlüsse und das Bezugszeichen eine Ummantelung bzw. ein Gehäuse.

Wie in dieser Zeichnung zu sehen ist, sind eine Mehrzahl von Elektroden 3 sowie eine Gemeinschaftselektrode 4 auf einem Substrat 1 ausgebildet, das aus einem isolierenden Material, wie z.B. Keramikmaterial oder einem Phenolharz, besteht, und die eine bestimmte Breite aufweisenden Widerstandsschichten sind derart ausgebildet, daß zwischen ihnen ein bestimmter Abstand verbleibt, so daß eine überbrückung von jeder Elektrode zu der Gemeinschaftselektrode 4 gebildet ist. Diese

Widerstandsschichten 2 werden auf dem Substrat 1 unter Verwendung von Dickschichttechniken oder Dünnschichttechniken gebildet, und sie werden dann durch Abstimmen bzw. Trimmen auf einen gewünschten Widerstandswert eingestellt. Die Gemeinschaftselektrode 4 und die jeweiligen Elektroden 3 besitzen entsprechende Leiteranschlüsse 5, die durch Verlöten an den Elektroden 3, 4 befestigt sind, und das Substrat 1, die Widerstandsschichten 2, die Elektroden 3, die Gemeinschaftselektrode 4 sowie die Leiteranschlüsse 5 sind durch die Ummantelung bzw. das Gehäuse 6 in abgedichteter Weise umschlossen, und zwar mit Ausnahme eines wegstehenden und nach außen ragenden Bereichs jedes Leiteranschlusses 5.

Die auf diese Weise gebildete Netzwerk-Widerstandseinheit wird als Schutzwiderstand für integrierte Schaltungsteile (nicht gezeigt) verwendet, und zwar dadurch, daß man die jeweiligen Leiteranschlüsse 5 durch Löten an einer gedruckten Schaltungsplatte (nicht gezeigt) befestigt, die die Widerstandselemente 2 mit entsprechenden Leiteranschlüssen der integrierten Schaltung und die Gemeinschaftselektrode 4 mit einem Konstantspannungspunkt, wie z.B. V+ oder Masse, verbindet.

Die vorstehend beschriebene bereits konzipierte Netzwerk-Widerstandseinheit wurde jedoch dann mangelhaft, wenn statische Elektrizität mit einer sehr hohen Spannung an irgendeinen Leiteranschluß 5 der Netzwerk-Widerstandseinheit angelegt wurde, da der Widerstandswert der Widerstandsschicht 2 durch den Stoß hoher Spannung permanent geändert wurde und die Einheit danach nicht mehr als Schutzwiderstand mit dem gewünschten Widerstandswert arbeitete.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung einer Netzwerk-Widerstandseinheit, bei der durch Anlegen einer hohen Spannung verursachte Veränderungen des Widerstandswerts auf ein Minimum reduziert sind.

Eine Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem Kennzeichen des Anspruchs 1.

Die vorliegende Erfindung schafft eine Netzwerk-Widerstandseinheit/ bei der die genannten Nachteile des bereits konzipierten Vorschlags überwunden sind und bei der wenigstens ein Spalt-Entladungsanschluß in einem abdichtenden Gehäuse in der Nähe von Leiteranschlüssen sowie von diesen beabstandet vorgesehen ist, wobei der Spalt-Entladungsanschluß sowie auch die Leiteranschlüsse aus dem Gehäuse heraus nach außen ragen, um zwischen den Leiteranschlüssen und einer externen Entladungsverb indung einen elektrischen Entladungsweg zu schaffen, so daß über den jeweiligen, mit. den Leiteranschlüssen verbundenen Widerstandselementen keine hohe Spannung angelegt wird.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

ί_? Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden anhand zeichnerischer Darstellungen mehrerer Ausführungsbeispiele noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht des inneren Aufbaus eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Netzwerk-Widerstandseinheit ;

Fig. 2 eine Schnittansicht des inneren Aufbaus eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Netzwerk-Widerstandseinheit ;

Fig. 3 eine Ansicht der in Fig. 2 gezeigten Netzwerk-Widerstandseinheit von unten; und

Fig. 4 eine Schnittansicht des inneren Aufbaus einer bereits konzipierten Netzwerk-Widerstandseinheit.

,'S Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht des inneren Aufbaus des ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Netzwerk-Widerstandseinheit; dabei bezeichnet das Bezugszeichen 7 Spalt-Entladungsanschlüsse, und den Teilen der Fig. 4 entsprechende Teile tragen die gleichen Bezugszeichen wie diese.

In ähnlicher Weise wie bei der vorstehend beschriebenen bereits konzipierten Einheit sind in Fig. 1 auf einem z.B. aus Keramikmaterial gebildeten Substrat 1 eine Mehrzahl von Widerstandsschichten 2, eine diesen entsprechende Mehrzahl von Elektroden 3 sowie eine Gemeinschaftselektrode 4 in Form von entsprechenden Mustern ausgebildet. Leiteranschlüsse 5 sind an den jeweiligen Enden der Elektroden 3 und 4 durch Verlöten befestigt. Außerdem sind eine Mehrzahl von Spalt-Entladungselektroden 7 zwischen entsprechenden Leiteranschlüssen 5 an dem unteren Ende des Substrats 1 positioniert und dort durch Verlöten befestigt. Jeder Spalt-Entladungsanschluß 7 ist von einem entsprechenden Leiteranschluß 5 beabstandet, um mit diesem

1-

ein Paar zu bilden, und zwischen diesen Anschlüssen ist ein Entladungsspalt definiert.

Nachdem jede Widerstandsschicht 2 durch Trimmen bzw. Abstimmen auf einen vorbestimmten Widerstandswert eingestellt ist, werden das Substrat 1, die Widerstandsschichten 2, die Elektroden 3, die Gemeinschaftselektrode 4, die Leiteranschlüsse 5 sowie die Spalt-Entladungsar.schlüsse 7 in abgedichteter Weise in einem Gehäuse bzw. einer Ummantelung 6 eingeschlossen, und zwar mit Ausnahme eines wegstenden und nach außen ragenden Bereichs jedes Leiteranschlusses 5 und jedes Spalt-Entladungsanschlusses Durch die vorstehend beschriebene Herstellungsweise ergibt sich eine Netzwerk-Widerstandseinheit des Einzelreihenanordnungs-Typs (single-in-line package), bei der die abwechselnd und in Form einer einzigen Reihe angeordneten Leiteranschlüsse 5 und Spalt-Entladungsanschlüsse 7 aus dem unteren Ende des Gehäuses herausragen.

Zur Verwendung der auf diese Weise gebildeten Netzwerk-Widerstandseinheit als Schutzwiderstand für integrierte Schaltungsteile wird jeder der Leiteranschlüsse 5 und der Spalt-Entladungsanschlüsse 7 an einer nicht gezeigten gedruckten Schaltungsplatte durch Löten befestigt, d.h. die Leiteranschlüsse 5 werden mit der Eingangsseite der integrierten Schaltung verbunden, und die Spalt-Entladungsanschlüsse 7 werden mit einer Erdungsebene bzw. Erdungsfläche auf der Schaltungsplatte verbunden. Durch die vorstehend beschriebene Konfiguration und Verbindung tritt dann, wenn eine anormal hohe statische Spannung unerwartet in irgendeinen Leiteranschluß 5 eintritt, ein elektrischer Funke zwischen diesem Leiteranschluß 5 und dem diesen zugeordneten Spalt-Entladeanschluß 7 auf, wodurch der Stoß hoher Spannung daran gehindert ist, auf die entsprechende Widerstandsschicht 2 einzuwirken.

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht des inneren Aufbaus des zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Netzwerk-Widerstandseinheit, und Fig. 3 zeigt eine Ansicht der in Fig. 2 gezeigten Netzwerk-Widerstandseinheit von unten. In diesen Zeichnungen

bezeichnet das Bezugszeichen 8 ein Substrat, das Bezugszeichen 8a Tragebereiche, das Bezugszeichen 8b Verbindungsbereiche und das Bezugszeichen 9 plättchenförmige Widerstandsglieder, wobei den Teilen der Fig. 1 entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen wie diese tragen.

Wie in Fig. 3 und 4 gezeigt ist, ist das Substrat 8 aus einem einstückig ausgebildeten Metallrahmen, hergestellt aus bandförmigem Material, gebildet, so daß sich das Substrat 8 durch Preß- bzw. Stanzvorgänge in.einfacher Weise in Masserherstellungsverfahren herstellen läßt. Dieses Substrat 8 ist derart ausgebildet, daß es in Form einer oberen und einer unteren Reihe angeordnete Tragebereiche 8a sowie dünner ausgebildete Verbindungsbereiche 8b aufweist, die die jeweiligen Tragebereiche 8a miteinander verbinden, und plättchenförmige Widerstandsglieder 9 sind zwischen gewünschten Tragebereichen 8a von entsprechenden senkrecht übereinanderliegenden Tragebereich-Paaren in verbindender Weise befestigt, und zwar mit Ausnahme des in Fig. am linken Ende befindlichen, zusammenhängend verbundenen Tragebereich-Paares, wobei die Verbindungsbereiche 8b zwischen den in der unteren Reihe befindlichen Tragebereichen 8a entfernt werden. Die Leiteranschlüsse 5 und die entsprechenden Tragebereiche 8a der unteren Reihe sind einstückig miteinander ausgebildet, und diese Leiteranschlüsse 5 und das Substrat 8 werden durch Preß- bzw. Stanzbearbeitung aus einem dünnen Streifen aus Bandmetallmaterial gebildet. Die Spalt-Entladungsanschlüsse 7 werden beim Formen des Gehäuses 6 teilweise in dieses eingebettet, und zwar derart, daß sie sich in der Nähe der Leiteranschlüsse befinden und von diesen beabstandet sind, wie dies auch bei dem ersten. Ausführungsbeispiel der Fall ist, und der übrige Bereich jedes Spalt-Entladungsanschlusses raqt zwischen den entsprechenden Leiteranschlüssen 5 nach außen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist. wie dies in Fiq. 3 deutlich zu sehen ist, die Reihe der Leiteranschlüsse 5 in bezug auf die Reihe der Spalt-Entladungsanschlüsse 7 versetzt angeordnet.

Die Verwendungsweise der in dieser Weise gebildeten Netzwerk-Widerstandseinheit als Schutzwiderstand ist mit der in dem vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel erläuterten

Verwendungsweise identisch, so daß an dieser Stelle keine weiteren Erläuterungen angegeben werden.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß gemäß der vorliegenden Erfindung die Leiteranschlüsse und die Spalt-Entladungsanschlüsse in dem Gehäuse bzw. der Ummantelung vorgesehen sind, so daß diese zwischen sich einen vorbestimmten Entladungsspalt bilden. Auf diese Weise schafft die vorliegende Erfindung eine Netzwerk-Widerstandseinheit mit verbesserten Eigenschaften, die bei Auftreten einer anormal hohen statischen Spannung verhindern kann, daß diese hohe Spannung auf die Widerstandselemente gelangt, wodurch das unerwünschte Ergebnis verhindert ist, daß der Widerstandswert aufgrund einer hohen Spannung absinkt, und wodurch außerdem die Nachteile bereits konzipierter Vorschläge vermieden sind. Gemäß der Erfindung ist ein Schutz gegen Spitzen hoher statischer Spannung als eine integrale Funktion der Netzwerk-Widerstandseinheit geschaffen. Gemäß der vorstehenden Beschreibung ist der Entladungsspalt zwar derart ausgebildet, daß er einen vorbestimmten Luftspalt auf dem Gehäusematerial (Kunststoff) aufweist, doch es liegt auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung, einen eine vorbestimmte Durchschlagspannung aufweisenden Entladungsspalt zu bilden, und zwar dadurch, daß man Isoliermaterialien mit bekannten Durchschlagspannungen, wie z.B. bestimmte Metalloxide sowie andere Materialien, verwendet.

-10- - Leerseite -

Claims

Ansprüche

1. Netzwerk-Widerstandseinheit des Typs, bei der eine Mehrzahl von Widerstandselementen auf einem Substrat vorgesehen sind, die Widerstandselemente und das Substrat in eine Ummantelung aus Kunststoffmaterial in abgedichteter Weise eingeschlossen sind und eine Mehrzahl von Leiteranschlüssen, die jeweils mit den Widerstandselementen verbunden sind, von der Ummantelung wegstehen,

dadurch gekennzeichnet , daß wenigstens ein von der Ummantelung (6) wegstehender Entladungsanschluß (7) vorgesehen ist, der zwischen dem Entladungsanschluß (7) und einem der Leiteranschlüsse (5) einen Entladungsspalt definiert, so daß ein von den Widerstandselementen (2) weg führender Entladungsweg für hohe Spannungen geschaffen ist.

2. Netzwerk-Widerstandseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Entladungsanschlüsse (7) für mehrere Leiteranschlüsse (5) vorgesehen sind und daß die Leiteranschlüsse (5) und die Entladungsanschlüsse (7) einander abwechselnd von dem unteren Ende der Ummantelung (6) derart wegstehen, daß sie eine einzige Reihe bilden.

3. Netzwerk-Widerstandseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das obere und das untere Ende jedes in der Ummantelung (6) in abgedichteter Weise eingeschlossenen Widerstandselements (9) von einem entsprechenden Paar einander gegenüberliegender Tragebereiche (8a), die aus Metallflachmaterial gebildet sind, getragen sind, daß jeder an .der unteren Seite befindliche Tragebereich (8a) mit einem entsprechenden Leiteranschluß (5) einstückig ausgebildet ist, und daß die an der oberen Seite befindlichen Tragebereiche (8a) mit Verbindungsbereichen (8b) einstückig ausgebildet sind, die eine gemeinsame Leiterverbindung mit jedem der Widerstandselemente (9) bilden.

4. Netzwerk-Widerstandseinheit nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiteranschlüsse (5) in einer ersten Reihe angeordnet sind, die zu einer zweiten Reihe, in der sich die Entladungsanschlüsse (7) befinden, versetzt ist.