DE3606690A1 - Netzwerk-widerstandseinheit - Google Patents
Netzwerk-widerstandseinheitInfo
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- H01T4/08—Overvoltage arresters using spark gaps structurally associated with protected apparatus
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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 (4)
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.
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