DE69104977T2

DE69104977T2 - Elektrisches bauteil (sicherung) und dessen herstellungsverfahren.

Info

Publication number: DE69104977T2
Application number: DE69104977T
Authority: DE
Inventors: Vaughan Jr. Creve Coeur Mo 63141 Morrill
Original assignee: Morrill Glasstek Inc
Current assignee: Schurter Holding Ag Luzern Ch
Priority date: 1990-03-13
Filing date: 1991-03-08
Publication date: 1995-05-04
Anticipated expiration: 2011-03-09
Also published as: AU7556491A; CA2078122A1; CA2078122C; ATE113755T1; EP0513246B1; EP0513246A1; DE69104977D1; JPH05506956A; WO1991014279A1

Description

Technisches Gebiet

Die vorliegenden Erfindung bezieht sich auf ein elektrische Bauteile und Verfahren diese herzustellen. Sie wird insbesondere verwendet bei einer Subminiatur-Sicherung für ein elektronische Bauteile und ganz besonders für SMD- Komponenten (Surface Mounted Device), wo kleine Ausmasse, Auslösung bei niedriger Energie, Hochfrequenzbehandlung und ein hoher offener Widerstand gewünscht sind. Der Ausdruck "subminiatur" bedeutet in der vorliegenden Schrift ein Bauteil, das in wenigstens zwei Dimensionen weniger als 0.3 mm (0.1 ") lang ist. Die Erfindung wird an Hand von derartigen Sicherungen beschrieben, aber die Nützlichkeit gewisser Aspekte der Erfindung ist nicht darauf beschränkt.

Hintergrund der Erfindung

In einigen ihrer Aspekte ist die vorliegenden Erfindung eine Variante der Strukturen und Verfahren, die in unserem US-Patent 4.749.980 beschrieben ist, die damit durch Referenz in die vorliegende Schrift eingebracht ist.
Mit dem Erscheinen der SMD-Technologie, ist das Verbrennen und Verkohlen von SMD-Platten wegen beschädigten Bauteilen häufiger geworden.
Die grössere Nähe der Bauteile, wie sie sich auf SMD- Schaltungsplatten findet, trägt zu diesem Problem bei, zusammen dem dünneren dielektrischen Materialien, welche erforderlich sind, um die Abmessungen der Bauteile zu reduzieren.
Grosse SMD-Schaltplatten mit hoher Dichte der Bauteile, können im heutigen Markt tausende von Dollars kosten, so dass der Schutz, der durch gesicherte Bauteile geboten wird, zu einer extremen Kostenersparnis führen kann, über die Lebensdauer der Schaltplatte oder der Vorrichtung, welche derartige Schaltplatten enthält. Die vollständige Zerstörung durch Brand der Vorrichtung oder des Aufbaus, in der diese Bauteile wird durch richtiges Absichern auf der Stufe der SMD-Schaltplatten verhindert.
Monolithische SMD-Keramik-Kondensatoren, elektrolytische (z.B. Tantal) Kondensatoren sind typisch für einige der Komponenten, die bei Defekten das Brennen und Verkohlen der Schaltplatten verursachen können.
Eine Sicherung diese und ähnliche Bauteile davor zu schützen, zerstörende Temperaturen zu entwickeln müssen klein genug sein, um in das Gehäuse der Bauteile oder ausserhalb am Gehäuse befestigbar zu sein, so dass keine zusätzliche Schaltplattenfläche oder Änderung der Montagefläche notwendig ist.
Die Sicherung muss eine ausserordentliche Zuverlässigkeit haben, um wirksam zu sein und darf nichts an Zuverlässigkeit einbüssen, wegen komplizierten und unterschiedlichen Herstellverfahren.
Eine derartige Sicherung muss die niedrigst mögliche Impedanz haben, selbst wenn diese bei hohen Frequenzen von 100 MHz oder mehr betrieben wird, so dass Verluste in den gesicherten Bauteilen auf ein absolutes Minimum reduziert sind.
Die Sicherung muss einen bedeuten Strom leiten, ohne dass ernsthafte Zunahmen der Impedanzen der in Serie geschalteten Bauteile auftritt, jedoch schnell eine kleine Zunahme des Stroms zeigen, bevor das Bauteil sich seiner kritischen Ausfall-Temperatur nähert. Z.B. verlangt eine Spezifikation für eine Sicherung für einen Tantalkondensator, dass die Sicherung 0.75 A Gleichstrom führen kann während fünf Sekunden, aber innerhalb von fünf Sekunden durchbrennen muss, bei 1.4 A Gleichstrom. Die durchgebrannte Sicherung muss einen sehr hohen Widerstand haben, so dass kleine Restströme nicht über längere Zeit durch das geschützte Bauteil fliessen kann. Im Fall der Tantalkondensatoren kann selbst der dauernde Fluss von wenigen Mikroampere, im fehlerhaften Bauteil wieder hohe Temperaturen erzeugen, so dass ein Widerstand in der Grössenordnung von zehn Megohm notwendig sein kann, für die durchgebrannte Sicherung. Schliesslich muss die Sicherung wirtschaftlich und zuverlässig mit Techniken der Massenherstellung, wie sie in der Halbleiterindustrie gefunden werden, hergestellt werden können.
Die US Patente Nr. 4.107.759 (Shirn et al.), 4.107.762 (Shirn et al..) und 4.193.106 (Coleman) sind unter den ersten Patenten, welche die Probleme des Schutzes mit Sicherungen für Kondensatoren diskutieren. Diese Patente verwenden Heiz-Drahtsicherungen, welche in einem gespritzten Plastikgehäuse, in thermischem Kontakt mit dem Kondensator verlegt sind. Es hat sich gezeigt, dass diese Lösung unzuverlässig ist, weil schwerwiegende thermische Unterschiede bestehen, welche den Heizvorgang verhindern, weil die Drahtverbindung abkühlt. Wenn der Heizdraht die Sicherung nicht auslöst, kann die Sicherung genügend Strom führen, den Tantalkondensator zu zünden.
US Patent Nr. 4.224.656 (DeMatos et al.) ist gleich wie die vorhergehenden Patente, aber zeigt ein Verfahren zum räumlichen Isolieren des Heizdrahtes, um das erratische Verhalten des in Plastik eingegossenen, Heizdrahtes zu vermeiden.
In US-A4 749 980 sind eine elektrische Komponente und ein Verfahren zu deren Herstellung entsprechend dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bis 19 beschrieben.
US Patent Nr. 4.814.946 (Su) beschreibt, dass Heizdraht zum Schützen von Kondensatoren verwendet wird, weil die Zuverlässigkeit von Metallen mit niedrigem Schmelzpunkt, als Schmelzsicherung in einer Kondensatoranordnung sehr schlecht ist. Su verwendet deshalb einen bimetallischen, Heizdraht aus Aluminiumdraht, mit einer Plattierung aus Ruthenium oder Palladium, die mit einer Silikon- Kleberschicht überzogen ist. Dieser Draht zündet bei einer Temperatur von etwa 650ºC und erreicht eine maximale Temperatur bei der Reaktion von etwa 3000ºC.
Alle diese Patente leiden unter ihren hohen Herstellkosten, weil das Handling der dünnen Dähte schwierig ist, deren hoher Impedanz bei hohen Frequenzen und den Schwierigkeiten die Enden der Drähte aus der dem Gehäuse zu führen.
Der notwendigerweise dünne Durchmesser des Sicherungsdrahtes in der Grössenordnung von 0.0025 cm (ein Mil) ist extrem schwierig in einem SMD-Gehäuse zu verarbeiten und verursacht relativ hohe Herstellkosten, weil die Fabrikation nicht mit Verfahren der Massenfertigung erfolgen kann, wie sie in der Halbleiterindustrie gefunden werden.
Die kleine Oberfläche von Drähten mit kleinem Durchmesser behindert Hochfrequenzsignale, die nur auf der Oberfläche eines Leiters fliessen, wobei die Hochfrequenz-Impedanz des gesicherten Bauteils steigt. Zudem zeigen die Drähte mit kleinem Durchmesser eine beträchtliche Induktivität. Der effektive serielle Widerstand (ERS) der Sicherung ist deshalb bei Anwendungen im Hochfrequenzbereich generell unerwünscht hoch.
Der extrem kleine Durchmesser der Heizdrähte bringt notwendigerweise eine kurze Länge auf eine Reaktionstemperatur und bedingt, dass die Sicherungen einen relativ hohen Gleichstromwiderstand haben, was zum Gesamtwiderstand der Sicherungs-Bauteilkombination beiträgt. Ich habe gefunden, dass wenn das Verbindungselement flach gemacht wird, oder mit einem Kühlkörper in Verbindung gebracht wird, die Reproduzierbarkeit der Sicherungsverbindung unter den gewünschten Überstrombedingungen verhindert wird.
Das US Patent Nr. 4.757.423 bildet einen gesicherten Tantalkondensator auf einem anderen Weg. Dieses Patent verwendet als Sicherungsverbindung ein Bett von kugelförmigen Polystyrolpartikeln, die mit etwa einem Gewichtsprozent Metall beschichtet und bei hoher Temperatur und hohem Druck in Platten geschmolzen sind, in denen die zusammenhängende, metallische Schale in einer kontinuierlichen Polystyrolmatrix gewahrt bleibt, die von den beschichteten Partikeln beim Giessen gebildet wird. Diese Lösung behebt die Schwierigkeiten mit den dünnen Drähten in einem Tantalkondensator, aber sie bringt neue Veränderliche, die schwierig zu beherrschen sind. Der gesamte Gleichstromwiderstand und Charakteristik der Sicherung sind so empfindlich auf das Verhältnis von Polymer- und Metall-Phase in der Matrix, zusammen mit dem Bedürfnis nach einer genauen Kontrolle der internen und externen Geometrie, dass eine brauchbare Sicherung um einen Tantalkondensator zu schützen extrem schwierig herzustellen ist. Darüber hinaus sind die Partikel aus Polystyrol leicht zu beschädigen bei Temperaturen, wie sie bei der SMD- Technik auftreten.
US Patent 4.749.980 (Morill et al.) beschreibt eine Sicherung, deren Verbindung einen grossen Oberflächenbereich aufweist und demnach niedrigen Gleichstromwiderstand und ESR hat, aber die Sicherung zeigt einen zu hohen Restwiderstand um in einem elektrolytischen Kondensator brauchbar zu sein und ist schwierig klein genug herzustellen, ohne die Standfläche für z.B. Kondensatoren vom Standard-"D"-Format herzustellen.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren für die Massenherstellung zu schaffen, ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung von elektrischen Komponenten.
Eine ander Aufgabe der Erfindung ist es ein elektrisches Bauteil mit äusserst kleinen Abmessungen zu schaffen, das billig, zuverlässig, reproduzierbar, automatisch und in grossen Mengen hergestellt werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine solche Komponente zu schaffen, die bei der Herstellung leicht geprüft werden kann.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Komponente zu schaffen, die leicht zu handhaben und zu oder in einem Normpaket von SMD-Bauteilen montierbar ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Sicherung der vorliegenden Art zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine solche Sicherung zu schaffen, die einen extrem niedrigen Gleichstromwiderstand und ESR hat im normalen Betrieb und der einen extrem hohen Restwiderstand aufweist, wenn die Sicherung unterbricht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Sicherung zu schaffen, die genau und einfach kontrollierbar und in ihren elektrischen und mechanischen Eigenschaften einfach modifizierbar ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Sicherung zu schaffen, die gegenüber der Umgebung geschützt ist, ob die Umgebung nun atmosphärisch oder ein Plastikgehäuse ist.
Um dies zu erreichen, weist das elektrische Bauteil nach der Erfindung die Merkmale des kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 auf und das Verfahren nach der Erfindung die Merkmale von Anspruch 19.
Andere Gegenstände der vorliegenden Erfindung sind dem Fachmann im Licht der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnungen ersichtlich.
In Übereinstimmung mit einem Aspekt der vorliegenden Erfindung werden allgemein gesagt elektrische Bauteile gemacht, indem wenigstens ein elektrischer Leiter auf der äusseren Oberfläche eines dielektrischen Rohres aufgebracht wird, indem ein aushärtbarer, dielektrischer Überzug auf das Rohr und den Leiter gebracht wird, um den Leiter zu schützen und das Rohr und den Überzug in elektrische Bauteile zu schneiden. Mit Vorteil wird der Überzug gebildet, indem das metallisierte Glasrohr mit einem isolierschlauch gesteckt wird, der Zwischenraum zwischen dem Rohr und dem Schlauch mit einem aushärtbaren Material gefüllt wird und das Material ausgehärtet wird, um dieses mit dem Rohr zu verbinden und wenigstens das Rohr und das aushärtbare Material in mehrere Bauteile zu schneiden. Der Schritt des Schneidens umfasst mit Vorteil das Schneiden des Rohres, des aushärtbaren Materials und des Schlauches.
Mit Vorteil und in Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der Erfindung werden mehrere Zusammenbauten gemeinsam montiert, die im wesentlichen parallel zueinander, in einer Spannvorrichtung angeordnet sind und der Zwischenraum zwischen den Zusammenbauten wird auch mit aushärtbarem Material gefüllt. Nachdem das Material zu einem Monolithen ausgehärtet ist, wird dieses in Platten geschnitten, in denen die individuellen Bauteile durch das aushärtbare Material zusammengehalten wird.
Dann werden Anschlüsse an den einzelnen Bauteilen angebracht, während diese durch das aushärtbare Material zusammengehalten werden. Mit Vorteil umfassen die Anschlüsse eine metallisierte Schicht, welche auf die gesamte, Breitseite der Platte aufgebracht ist.
In Übereinstimmung mit einem andern Aspekt der Erfindung sind die Bauteile in der Platte am Anfang elektrisch und mechanisch miteinander verbunden. Die Bauteile werden einzeln zwischen Elektroden gehalten, das Bindematerial wird zwischen den Bauteilen abgestreift, während sie durch die Elektroden gehalten werden und die Bauteile werden geprüft, bevor sie losgelassen werden.
Nach dem bevorzugten Verfahren der Erfindung werden mehrere Rechteckröhren maskiert und metallisiert durch Bedampfung im Vakuum, die Rohre werden überzogen, ein Bündel überzogener Rohre wird in einer Haltevorrichtung gehalten, die Halterung wird mit einem elastomeren RTV Silikonkleber gefüllt und zentrifugiert, um sicher zu stellen, dass alle Luft entfernt ist, das Silikon wird ausgehärtet, das Bündel wird senkrecht zur Achse der Röhren in dünne Platten geschnitten, das Silikon wird zurückgeätzt um einen kleinen Teil der metallisierten Rohre freizulegen, die Platten werden durch Bedampfen metallisiert, die einzelnen ummantelten Bauteile auf den Platten sind zwischen zwei Elektroden-Bereichen gestützt und elektrisch voneinander getrennt, die Bauteile werden elektrisch geprüft während sie von den Elektroden gehalten werden und die Bauteile werden einzeln freigegeben von den Elektroden und angeordnet, so wie sie getestet wurden.
Der feste Füllstoff ist mit Vorteil eine Material, das den Raum zwischen dem Rohr und der Umhüllung und das Innere des Rohres füllt, wenn dieses hohl ist, ohne dass wesentliche Hohlräume bleiben. Mit Vorteil lässt dieses keine Öffnungen, die grösser sind als wenige Mikron und in jedem Fall lässt es keinen Durchgang der gross genug wäre, einen metallischen Weg, axial durch den Bauteil zu bilden, beim Metallisieren der Enden der Vorrichtung. Ein bevorzugter Füllstoff ist ein Klebstoff oder ein elastomeres Material, am besten ein Material, das beides ist. Ein besonders geeignetes Material ist ein Silikon-Elastomer, das bei Raumtemperatur vulkanisiert (RTV). Wenn das Silikon vulkanisiert ist, klebt es am Rohr und bildet eine gute Dichtung gegen die Umgebung.
Der Füllstoff wird mit Vorteil zurückgeätzt, mechanisch oder chemisch, um einen kurzen Teil des Leiters auf dem Rohr freizulegen und ein Kontakt wird an das Ende des Rohres angebracht, der quer über den freigelegten Leiter verläuft. Der Kontakt umfasst mit Vorteil eine metallische Schicht, die quer über das Ende der Anordnung angebracht wird, über die Rohre, den Schlauch und den Füllstoff. Allgemeiner wird das Zurückätzen des Füllstoffs zwischen einer Deckschicht und einem metallisierten Substrat angewendet, was einen anderen Aspekt der Erfindung darstellt.
In einer Ausführungsform der Erfindung, umfasst das fertige Bauteil eine Schutzhülle. In dieser Ausführungsform, verbindet der Füllstoff Rohr und Umhüllung. Das Rohr ist mit Vorteil hohl und quadratisch. Das bevorzugte Rohr passt satt in den Schlauch. Der elektrische Leiter ist metallisiert, mit Vorteil durch bedampfen, wie im US Patent 4.749.980 von Morrill et al., auf einer oder mehreren seiner flachen Fronten. Das Rohr und der Schlauch sind mit Vorteil beide aus hochtemperaturfestem Glas gemacht. Weil der Raum zwischen dem Rohr und der Umhüllung mit Elastomer gefüllt ist, ist der Raum zwischen dem Rohr und der Umhüllung weniger kritisch als im US Patent 4.749.980 von Morrill et al..
In einer weiteren Ausführungsform ist das Innere der Umhüllung vorbehandelt, um das Binden zwischen der Umhüllung und dem Füllstoff zu vermindern und die Umhüllung wird zusammen mit der Matrix aus aushärtbarem Material entfernt, wobei das metallisierte Rohr, das von einer Hülle aus aushärtbarem Material zurückbleibt, das eine Hülle um das Rohr bildet. Bei dieser Ausführungsform ist der Mantel aus aushärtbarem Material mit Vorteil ein Kreiszylinder über einem quadratischen Rohr. Bei dieser Ausführungsform ist das Rohr mit Vorteil ein massiver Stab.
In Übereinstimmung mit einem andern Aspekt der Erfindung, ist das Bauteil eine subminiatur Bauteil, die einen Durchmesser von weniger als 0.3 cm (0.1 Inch) hat und das eine Dicke von bedeutend weniger als seinem Durchmesser hat. In der ersten Ausführungsform bildet der Füllstoff im Ringraum zwischen dem Rohr und der Umhüllung eine Barriere zwischen den Enden des Rohrs. Die zweite Ausführungsform kann sogar einen kleineren Durchmesser aufweisen, als die erste und die ausgehärtete Umhüllung und bildet eine Barriere zwischen dem elektrischen Leiter und dem Rohr.
In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der Erfindung, umfasst das Bauteil ein Rohr, einen metallisierten Leiter auf einer axialen Front des Rohres, eine dielektrische Umhüllung, welche mit dem Rohr verbunden ist und einen Teil des Leiters abdeckt, wobei die Umhüllung kurz vor wenigstens einem Ende des Rohres endet um ein Ende des Leiters freizulegen in der Nähe des Endes des Rohres und einer metallischen Beschichtung an wenigstens einem Ende des Rohres und des freigelegten Leiters. Vorzugsweise bedeckt die Metallisierung auch das axiale Ende der Umhüllung.
In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der Erfindung umfasst das Bauteil ein metallisiertes hohles Rohr und eine Umhüllung und einen dielektrischen Füllstoff, welcher sowohl den ringförmigen Raum zwischen dem Rohr und der Umhüllung als auch das Innere des hohlen Rohres ausfüllt.
In Übereinstimmung mit einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das elektrische Bauteil eine Sicherung und die Sicherung kann verwendet werden in oder auf SMD-Bauteilen. Der Leiter kann aus Metall sein, das mit dem Füllstoff reagiert, bei erhöhter Temperatur, um eine chemisch verbesserte Sicherung zu bilden. Beispiele geeigneter Metalle für die Verbindung sind Aluminium und Aluminium das mit Antimonpentoxid beschichtet ist. Die Grösse und Form der Verbindung werden leicht kontrolliert durch maskieren der flachen Seite des quadratischen Rohres. Die Leiter können auf mehr als einer Seite des quadratischen Rohres auf gedampft sein. Wenn gewünscht, können andere Bauteile auf eine oder mehr Seiten des Rohres aufgedampft sein.
In Übereinstimmung mit einem anderen Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Sicherungen beschrieben, welches das Metallbeschichten eines Substrates umfasst, um auf dem Substrat mehrere Leiter zu bilden, wobei jeder Leiter eines Schmelzsicherung umfasst und die Sicherungsverbindungen mit einem synthetischen polymeren Klebstoff beschichtet ist, welche auf den Verbindungen und dem Substrat um die Verbindungen klebt und dem Schneiden des Substrates und der Leiter, um mehrere Sicherungen zu bilden. Die Sicherungsverbindung ist mit Vorteil eine Metallschicht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, auf einem Glassubstrat. Die Verbindung ist vorzugsweise mit einem elastomeren Silikonpolymer-Klebstoff beschichtet, der mit dem Aluminium bei Überstrombedingungen reagiert. Das Substrat kann z.B. das Rohr der bevorzugten Ausführungsform sein oder es kann eine dünne Glasplatte sein, die mit Dice- Techniken geschnitten wird, wie sie zum Schneiden von Halbleitern eingesetzt werden. Wenn eine dünne Glasplatte das Substrat bildet, ist es vorteilhafter, einen kleinen Zwischenraum zwischen den Sicherungen auf dem Substrat zu lassen als einen zusammenhängenden Leiter aufzubringen, um das Abschälen oder Reissen des Leiters beim Brechen zu verhindern. So eine Sicherung kann sehr kostengünstig hergestellt werden, aber es entsteht eine Sicherung, welche beide Anschlüsse auf einer einzigen Front des Substrates hat und dabei das Verbinden der Sicherung mit einer Schaltung komplexer macht als mit der rohrförmigen Sicherung, welche Anschlüsse auf ihren gegenüberliegenden axialen Enden hat.
Die Kombination einer Aluminium Schmelzsicherung, die mit einem Silikonelastomer überzogen ist, ist eine andere Ausführungsform der Erfindung. Die Kombination ist insbesondere wirksam, wenn der Sicherungseinsatz aus Aluminium auf einem dielektrischen Glassubstrat aufgebracht ist und das Silikon ein Klebstoff ist, der sowohl am Substrat, wie auch an der Sicherung haftet.
In der bevorzugten Ausführungsform hat der Sicherungskörper weniger als 0.25 cm (0.10 Inch) Durchmesser und weniger als 0.13 cm (0.05 Inch) Länge. Die Enden dieser Sicherung sind metallisiert und sind wahlweise gelötet um an den axialen Enden des Sicherungskörpers Anschlüsse zu haben. Die vorliegende Sicherung ist viel kürzer als diejenige, die in der vorbekannten US Patentschrift Nr. 4.749.980 veranschaulicht ist. Wenn der Raum zwischen dem Rohr und dem Überzug nicht mit einem festen Füllstoff gefüllt sind, könnte der Prozess des Metallisierens der Ende der Sicherung eine Brücke von Material schaffen, die sich axial durch die Sicherung erstreckt, unabhängig von der Schmelzsicherung. Die Gefahr, dass dies geschieht ist stark erhöht, durch den Gebrauch eines quadratischen Rohres, das einen grösseren Zwischenraum lässt zwischen seinen flachen Seiten und der Umhüllung, als ein rundes Rohr. Die Verwendung eines elastomeren oder klebenden Füllstoffes hat den weiteren Vorteil, dass er die Notwendigkeit das Rohr und die Umhüllung zusammen zu Wachsen für deren Schneiden eliminiert. Es gibt auch keine Wachs zu entfernen und das Handhaben der geschnittenen Stücke ist vereinfacht und einfach gemacht zum Automatisieren.
Die Verwendung eines quadratischen Rohres an Stelle eines runden Rohres macht das Maskieren der Rohre beim Metallisieren wesentlich einfacher und genauer. Es vereinfacht auch das Metallisieren mehrerer Leiter, die axial zum Rohr verlaufen und die 90º oder 180º über den Umfang zueinander versetzt sind.
Wenn man einen einfachen Leiter verwendet, der eine quadratische 0.025 cm (0.010 Inch) Sicherung verwendet, kann die Sicherung nach der vorliegenden Erfindung eine Impedanz von 0.1 +/- 0.05 Ohm haben über den ganzen Frequenzbereich von unter 0.1 MHz bis zu 200 MHz haben. Eine Sicherung mit einem etwas dünneren Schmelzeinsatz hat eine Impedanz von unter 0.2 Ohm, führt 0.75 A während fünf Sekunden, aber öffnet innerhalb fünf Sekunden, wenn ein Strom von 1.4 A geführt wird. Wenn die Sicherung öffnet, hat sie einen Widerstand von über 10 Megohm, ohne Tendenz über die Zeit wieder zu verbinden.
Die extrem kleine Grösse der Sicherung, ihre Symmetrie und die Tatsache, dass es so widerstandsfähig ist, dass sie mit gewöhnlichen automatischen Vorrichtungen zum Erfassen und Plazieren verarbeitet werden kann, machen es möglich, dass die Sicherung mit minimalem Aufwand, innerhalb eines Paketes von Bauteilen angeordnet werden kann, unter der Packung der Bauteile oder separat auf der Oberfläche.
Andere Vorteile der Erfindung werden besser ersichtlich im Licht der nachfolgenden Beschreibung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der vorliegenden Erfindung, teilweise aufgebrochen, um den inneren Aufbau zu zeigen.
Fig. 1A eine perspektivische Ansicht der Sicherung von Fig. 1.
Fig. 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2 - 2 von Fig. 1.
Fig. 3 eine Schnittansicht entlang der Linie 3 - 3 von Fig. 2.
Fig. 4 eine vergrösserte Schnittansicht entlang der Linie 4 - 4 von Fig. 3.
Fig. 5 eine Aufsicht auf eine Maske, die zum Aufdampfen von Leitermaterial auf das Rechteckrohr bei der Herstellung der Sicherung nach den Fig. 1 bis 4.
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Teils eines querschnittförmigen, metallisierten Rohres, das in ein äusseres Rohr oder eine äussere Umhüllung eingeführt ist bei der Herstellung der Sicherung nach der vorliegenden Erfindung.
Fig. 7 eine Seitenansicht, teilweise schematisch und teilweise aufgeschnitten eines Bündels von umhüllten Rohren nach Fig. 6, welche in einen einseitig geschlossenen Zylinder eingeführt sind, um mit Elastomer gefüllt zu werden.
Fig. 8 ist eine Aufsicht auf eine Scheibe oder Platte von rohen Sicherungen, die vom Bündel von Fig. 7 abgeschnitten wurden.
Fig. 9 ist eine Schnittansicht nach der Linie 9 - 9 von Fig. 8.
Fig. 10 ist eine Schnittansicht entsprechend Fig. 9, in einem weiteren Schritt der Verarbeitung der Platte mit rohen Sicherungen, welche das zurückgeätzte Elastomer zeigt.
Fig. 11 ist eine etwas schematische Ansicht der Platte der Fig. 8 - 10. nach weiteren Schritten des Metallisierens, welche zwischen Elektroden einer Abisolier- und Prüfvorrichtung gehalten wird.
Fig. 12 ist eine Seitenansicht der montierten Sicherung der Fig. 1 - 4, angeordnet unter einem elektrischen Bauteil.
Fig. 13 ist ein teilweiser Querschnitt der montierten Sicherung der Fig. 1 - 4, angeordnet in einer Packung mit einem Elektrolytkondensator.
Fig. 14 ist eine teilweiser Querschnitt der montierten Sicherung der Fig. 1 - 4, angeordnet in einer alleinstehenden SMD-Packung.
Fig. 15 ist eine perspektivische Ansicht entsprechend Fig. 6, einer anderen Ausführungsform der Erfindung, welche Rohre verwendet, die Rohre aufweist, die auf mehr als einer Seitenfläche metallisiert sind.
Fig. 16 ist eine Schnittansicht, entsprechend Fig. 2, einer anderen Ausführungsform der Erfindung, bei der ein äusserer Teil der Umhüllung entfernt wurde.
Fig. 17 ist eine Schnittansicht entsprechend Fig. 3 der Sicherung von Fig. 16.
Fig. 18 ist eine perspektivische Ansicht entsprechend Fig. 6, welche einen Schritt im Herstellprozess der Sicherung von Fig. 16 und 17 zeigt.
Fig. 19 ist eine perspektivische Ansicht einer Sicherung, die nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung gemacht wurde.
Fig. 20 ist eine Seitenansicht der Sicherung von Fig. 19.
Fig. 21 ist eine perspektivische Ansicht der Sicherung von Fig. 19 und 20, mit daran befestigen Anschlüssen.
Fig. 22 ist eine Aufsicht von einem Teil einer Platte mit Sicherungen, welche Herstellschritte der Sicherung der Fig. 19 - 21 zeigt.
Fig. 23 ist eine perspektivische Ansicht einer Sicherung, die nach einer andern Ausführungsform der Erfindung gemacht wurde.
Fig. 24 ist eine Seitenansicht der Sicherung von Fig. 23.
Fig. 25 ist eine Aufsicht auf einen Teil der Platte mit Sicherungen, welche Herstellschritte der Sicherungen von Fig. 23 und 24 zeigt.
Fig. 26 ist eine perspektivische Ansicht der Sicherung von Fig 23 und 24 mit daran befestigten Anschlüssen.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

Bezug nehmend auf die Zeichnungen und insbesondere auf die Fig. 1 - 4, bedeuten die Bezugszeichen eine anschauliche Ausführungsform des elektrischen Bauteils der vorliegenden Erfindung, insbesondere einer Subminiatur-Sicherung. Die Sicherung 201 enthält eine dielektrische Umhüllung 203, welche ein quadratisches Rohr 205 umhüllt. Die Umhüllung 203 und das quadratische Rohr 205 sind beide aus hochtemperaturfestem KG - 33 Borosilikat-Glass, das einen Schmelzpunkt von über 700ºC hat. Die Umhüllung 203 hat einen äusseren Durchmesser von 0.23 cm (0.090 Inch), eine Wanddicke von 0.051 cm (0.020 Inch) und eine Länge von 0.076 cm (0.030 Inch). Das quadratische Rohr 205 hat einen äusseren Durchmesser in der Diagonale von 0.12 cm (0.049 Inch), einen äusseren Wand zu Wand Abstand von 0.10 cm (0.040 Inch), eine Wanddicke von 0.01 cm (0.004 Inch) und eine Länge von 0.076 cm (0.030 Inch). Das quadratische Rohr 205 hat abgerundete Ecken, was für die Ziehtechnik, mit der dieses gemacht ist, charakteristisch ist.
Das quadratische Rohr 205 hat einen dünnen Aluminiumschicht-Leiter 207, die auf eine seiner Aussenflächen aufgebracht ist. Der Leiter 207 erstreckt sich axial von Ende zu Ende des Rohrs 205. In seiner Mitte ist der Leiter 207 verengt, um die Schmelzsicherung 211 zu bilden. Die Sicherung 211 ist 0.025 cm (0.010 Inch) breit und 0.025 cm (0.010 Inch) lang. Der Leiter 207 ist zwei Mikron dick. Der Leiter 207 ist durch Maskierung und Aufdampfen im Vakuum aufgebracht, wie nachstehend beschrieben werden wird. Die Masse und die Zusammensetzung des Leiters 207 und seiner Sicherung 211 sind gewählt, um eine Sicherung zu schaffen, die geeignet ist für die Verwendung mit Hochfrequenz-Elektrolytkondensatoren, für welche eine Sicherung verlangt wird, welche 0.75 A führt, aber vollständig und schnell öffnet, wenn ein Überstrom von weniger als zwei Ampere fliesst.
Der Zwischenraum zwischen der Umhüllung 203 und dem quadratischen Rohr 205 ist vollständig mit einem dielektrischen Elastomer 212 gefüllt, genau so wie das Innere des quadratischen Rohrs 205. Das Elastomer 212 endet 0.008 cm (0.003 Inch) vor den axialen Enden der Umhüllung 203 und dem quadratischen Rohr 205. Das Elastomer 212 ist beispielsweise ein hochduromeres Silikon Polymer. Ein geeignetes Polymer wird von Dow Corning Corporation unter dem Namen Sylgard Q3-6605 verkauft, das wärmeleitend ist. Das ausgehärtete Q3-6605 Elastomer 212 hat eine Shore A Härte von 80, ist stabil gegen Umpolung, hat ausgezeichnete dielektrische Eigenschaften und ist thermisch bis über 200ºC stabil.
Jedes axiale Ende der Sicherung 201 ist vollständig mit einer 1.5 Mikron dicken Schicht 216 einer Nickel / Vanadium Legierung überzogen. Die Nickel / Vanadium Legierung ist eine 7% Vanadium Legierung. Die Nickel / Vanadium Schicht ist eng mit dem 0.008 cm (0.003 Inch) langen, freien Ende des Leiters 207 verbunden und auch mit dem axialen Ende der Umhüllung 203, dem Elastomer 212 und dem quadratischen Rohr 205. Die Nickel / Vanadium Legierung ist umgekehrt mit einer 3 Mikron dicken Schicht 217 Silber beschichtet. Ein elektrischer Kontakt 221 wird an jedes axiale Ende der Sicherung 201 angebracht. Der axiale Anschluss 221 kann aus Lot oder einem leitenden Epoxyharz sein. Er ist mit Vorteil etwa 0.003 cm (0.001 Inch) dick. Ein geeigneter Epoxyharz ist ein im Handel erhältlicher silbergefüllter Epoxyharz. Ein geeignetes Lot ist ein hochtemperaturfestes Lot, z.B. ein im Handel erhältliches Lot das aus 95% Blei und 5% Zinn gemacht ist, und einen Verfestigungspunkt von 310ºC und einen Verflüssigungspunkt von 314ºC hat. In einigen Anwendungen kann die metallische Schicht selbst den Kontakt bilden.
Bezugnehmend auf die Fig. 5 - 11, werden in einem repräsentativen Verfahren zur Herstellung von Sicherungen 201 einundsechzig Stück hochpräzises KG - 33 Borosilikatglasrohre 251 in einem einzigen Arbeitsgang beschichtet. Die Längen der Rohre 251 sind im Handel erhältliche quadratische Glasrohre, die in einem bekannten Vakuum-Ziehverfahren geformt werden, um den Rohren die Querschnittform und vorher beschriebenen Ausmasse des inneren Rohres 205 zu geben. Die Länge jedes Rohres ist 15 cm (6 Inch).
Das Rohr (251) ist sauber und wird in eine Vakuumbedampfungsanlage gebracht, die Argon als Füllgas verwendet bei einem Druck von etwa 20 Millitorr, und mit einer mechanischen Maske 252 (Fig. 5), welche die Rohre 251 abdeckt, bis auf den Teil, der metallisiert werden muss. Die Maske 252 weist Öffnungen 254 auf, die sich axial über die länge aller Rohre 251 erstreckt. Jede axiale Öffnung 254 umfasst eine Reihe von breiten Abschnitten 256, die mit Verengungen 258 versehen sind. Schrägen 260 auf jeder Seite jedes breiten Abschnitts 256 schaffen einen feineren Übergang zwischen dem weiten Abschnitt 256 und der Verengung 258. Die weiten Abschnitte 256 sind 0.061 cm (0.024 Inch) breit und die Verengungen 258 sind 0.025 cm (0.010 Inch) breit. Jede Verengung 258 ist 0.025 cm (0.010 Inch) lang und jeder breite Abschnitt 256 ist 0.097 cm (0.038 Inch) lang. Deshalb ist die Wiederholungslänge der breiten und engen Abschnitte 0.12 cm (0.048 Inch) und über einhundertzwanzig Wiederholungen finden auf der Länge jedes Rohres 251 Platz. Die linearen Öffnungen 254 sind zueinander parallel und haben zueinander einen Abstand von 0.25 cm (0.100 Inch) von Zentrum zu Zentrum. Deshalb können alle einundsechzig Rohre 251 in einer Halterung, die etwa 15.5 cm (6.5 Inch) im Quadrat misst.
In Übereinstimmung mit bekannten Verfahren, wird ein Hochfrequenz Sputter-Ätzverfahrensschritt aufgeführt, um einige Moleküle Glas von der Oberfläche abzutragen, die metallisiert werden muss. Das maskierte Glas wird dann einem Aluminiumstrom ausgesetzt, der mit Gleichstrom Magnetron-Sputtering erzeugt wird, genügend lang, so dass zwei Mikron Aluminium auf einer Seite des Rohres 251, durch die mechanische Maske 252, aufgetragen wird. Das Sputteringverfahren schafft einen eng verbundenen elektrischen Leiter 253 auf einer flachen Seite jedes Rohres 251, der axial auf dem Rohr 251 verläuft. Jeder Leiter 253 umfasst breite Abschnitte 255 der gleichen Grösse, wie die breiten Abschnitte der Maske 252 und Schmelzsicherungsabschnitte 211, welche den Verengungen 258 in der Maske 252 entsprechen.
Die metallisierten Rohre 251 werden aus der Bedampfungsmaschine entfernt und in 15 cm (6 Inch) lange äussere Rohre 231 eingeführt, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist um die Baugruppen 280 zu bilden. Die äusseren Rohre 231, die in Fig. 6 gezeigt sind, sind aus dem gleichen Borosilikatglas gemacht, wie die inneren Rohre 251 und haben einen äusseren Durchmesser von 0.223 cm (0.090 Inch) und einen Durchmesser der inneren Bohrung von 0.13 cm (0.050 Inch ).
Die einundsechzig umhüllten Rohranordnungen 280 werden in einer Trägerhalterung 270 angeordnet, wie in Fig. 7 gezeigt. Die Halterung 270 hat untere und obere Deckel 271 und einen sie umgebenden Glaszylinder 275. Die Deckel 271 weisen gegengebohrte axiale Öffnungen 273 auf. Die Öffnungen 273 positionieren die Rohranordnungen 280 parallel zueinander und zueinander in einem Abstand von 0.025 cm (0.010 Inch). Die Länge der Glaszylinder 275 und der Durchmesser und die Tiefe der Öffnungen 273 sind so gewählt, dass Fluid in und um die Rohranordnungen 280, von der axialen Ende der Halterung 271 fliessen kann. Der Glaszylinder 275 hat einen inneren Durchmesser von etwa 2.44 cm (0.960 Inch).
Ein schalenförmiger Behälter 277 ist teilweise mit einem Gießharzen, aushärtbaren Elastomer 212 gefüllt. Das als Beispiel genannte Dow Corning Sylgard Q3 - 6605 Elastomer ist ein flüssiges Zweikomponenten Silikon-Elastomer, das bei Zimmertemperatur (RTV) ausgehärtet werden kann oder bei erhöhter Temperatur, um ein relativ hartes Elastomer zu bilden, das die umhüllten Rohre auf ihrer Länge stützt beim schneiden und das die Bildung von elektrischen Brücken verhindert, bei den nachfolgenden Beschichtungsschritten und beim Löten oder bei den Klebeschritten. Die beiden flussigen Teile des elastomeren Systems sind gut durchmischt und unter Vakuum entlüftet, in Übereinstimmung mit der Gebrauchsanweisung des Herstellers und die Mischung wird in den Behälter 277 gegossen. Die beladene Halterung 270 wird dann in den Behälter 277 gebracht. O-Ring 279 auf den Verschlüssen 271 hindern das Elastomer daran, in den Zwischenraum zwischen dem Glaszylinder 273 und den Seitenwänden des Behälters 277 zu gelangen. Wenn die Halterung 270 in den Behälter 277 gebracht wird, wird das flüssige Elastomer in alle Zwischenräume im Zylinder 275 gebracht, das Innere der Rohre 251 und der Zwischenraum zwischen den Rohren 231 und 251 und auch die Zwischenräume zwischen den äusseren Rohren 231 mit eingeschlossen. Der Behälter 277, der die Halterung 270 enthält, wird dann bei zweitausend RPM auf einem Rotorarm mit 56 cm (22 Inch) Durchmesser zentrifugiert, um alle Luft zu entfernen und eine nicht poröse, elastomere, klebende Füllung der Halterung 270 zu erzeugen. Das Elastomer wird dann ausgehärtet bei 100ºC, während 60 Minuten, um diesen fest mit den Rohren 231 und 251 und den Leitern 253 zu verbinden.
Nachdem das Elastomer 212 ausgehärtet ist, wird das zylindrische Bündel der Rohranordnungen 280 in der Halterung 270 aus dem Behälter 277 entfernt und mit einer Diamantsäge in einhundert und zwanzig Scheiben 276 geschnitten, von denen jede eine Dicke von 0.076 cm (0.030 Inch) hat, wie dies in Fig. 8 und 9 gezeigt ist. Die Schnitte werden durch die Mitte jedes breiten Abschnitts 255 des Leiters 253 gemacht, mit einem Kerbschnitt von 0.046 cm (0.018 Inch). Geeignete Sägen sind eine Diamantsäge, eine Drahtsäge oder eine Schlammsäge, vorzugsweise mit mehreren Blättern, um alle Schnitte durch das zylindrische Bündel gleichzeitig zu machen. Jede Scheibe enthält einundsechzig Sicherungsrohlinge 281, die aus einem metallisierten quadratischen Rohr 205, das vom Rohr 251 geschnitten wurde das mit einer Umhüllung 203, die vom äusseren Rohr 231 abgeschnitten wurde, umhüllt ist und die mit dem Elastomer 212 mit der Umhüllung 203 verbunden ist.
Die Scheiben 276 werden gereinigt und eine kleine Menge Silikon Elastomer 212 wird zurückgeätzt von jeder Seite der Scheibe, wie in Fig. 10 gezeigt. Vorzugsweise wird das Elastomer mit bekannten Mitteln zurückgeätzt, wie Methylenchlorid und Benzol-Sulfosäure, welche vorwiegend Methylchlorid enthält. Ein geeignetes Methylchlorid Ätzmittel wird im Handel durch Dynaloy, Inc., Hanover, N.J. unter dem Namen Dynasolve 210 verkauft. Das Ätzmittel löst und entfernt etwa 0.008 cm (0.003 Inch) Silikon Elastomer von jeder Seite der Scheibe, ohne dass die darunterliegende Silikonmasse wesentlich aufzuweichen. Insbesondere legt das Ätzmittel etwa 0.008 cm (0.003 Inch) an jedem Ende des Rohres 205 des weiten Abschnittes 255 des Leiters 207 frei.
Oder das Elastomer kann mechanisch zurückgeätzt werden, z.B. durch Schneiden oder durch Plasma-ätzen im Vakuum.
Die Scheiben 276 werden dann in der Vakuum- Sputteringmaschine plaziert zum beidseitigen Gleichstrom Magnetron-Sputtering, um eine metallische Schicht gleichzeitig über beiden Frontseiten der Scheibe herzustellen. Zuerst wird die Nickel Vanadium Schicht 216 auf jede Frontseite gesputtert, dann wird die Silberschicht 217 darüber gesputtert. Weil das Silikon Elastomer 212 den Zwischenraum zwischen dem Rohr 205 und der Umhüllung 203 vollständig ausfüllt, wie auch das Innere des Rohres 205 und das Aussere jeder Umhüllung 203, kann sich beim Sputtern zwischen den axialen Enden der Sicherung 201 kein leitender Pfad bilden. Wegen dem viel kürzeren Länge der Sicherungen 201 als der Länge der Sicherungen von US Patent Nr 4.749.980 und wegen der extrem hohen Impedanz des Weges, den sie darstellt, wenn sie geöffnet ist, ist der Gebrauch einer dichtenden Umhüllung des Rohres und der Umhüllung bei diesem Verfahrensschritt wichtig, um eine Restleitfähigkeit zu vermeiden, wenn die Sicherung durchbrennt. Man glaubt, dass eine Öffnung zwischen den Frontseiten der Scheibe 276 von der Grösse eines Mikrons genügen kann, um die Bildung eines leitenden Pfades durch das Dichtmittel zu ermöglichen.
Die Tatsache, dass das Dichtmittel 212 weggeätzt wurde von der axialen Frontseite des Leiters 207, ist auch wichtig um gute elektrische Leitfähigkeit zwischen dem Leiter 207 und den metallischen Schichten 216 und 217 zu gewährleisten, selbst nach extremen thermische Wechselbelastungen der Sicherung 201. Ein Kontakt, der nur mit dem dünnen axialen Ende des Leiters 207 besteht, wird möglicherweise schon beim normalen Betrieb der Sicherung brechen, wegen der Wärmeausdehnung der Teile, insbesondere des Silikon- Elastomers. Ein Unterbruch der Sicherung an einem anderen Punkt als der Verbindung 211 ist nicht erwünscht, nicht nur wegen der Unannehmlichkeit, dass die Schaltung defekt ist, sondern auch weil der Fehler auch zu einer Bahn mit relativ niedrigem Widerstand führt, der genügend Strom ziehen kann, dass der Elektrolyt-Kondensator explodiert, den er hätte schützen sollen.
Die Frontseiten der Scheiben 276 werden dann mit Vorteil mit einer 0.003 cm (0.001 Inch) dicken Schicht aus einem leitenden Material, wie einem Lot oder einem leitenden Epoxyharz überzogen, um einen besseren Kontakt mit jeder Frontseite der Scheibe herzustellen.
Wie in Fig. 11 gezeigt, werden die Scheiben 276 dann einzeln in einer Prüfvorrichtung 291 angeordnet, die einundsechzig Paare von gegenüberliegenden Elektroden 293 aufweist, die im Durchmesser und Lage mit den einundsechzig Sicherungen 201 jeder Scheibe übereinstimmen. Die Sicherungen werden zwischen den Elektroden 293 und einer Abstreifvorrichtung 295, welche die Form einer perforierten Platte hat, eingespannt und diese wird entlang den Elektroden 293 bewegt, um das überschüssige Silikon Elastomer 212 zwischen den Sicherungen 201 abzustreifen, zusammen mit der metallische Schicht auf dem überschüssigen Elastomer 212. Die Sicherungen werden daraufhin mechanisch und elektrisch voneinander getrennt und werden individuell gehalten zwischen dem Paar von Elektroden 293. Jede Sicherung wird dann einzeln geprüft, indem ein Strom durch ihre Elektroden geschickt wird, und ihre elektrischen Eigenschaften festgehalten werden. Die Sicherungen 201 werden dann einzeln freigegeben, in einen Ausschussbehälter, wenn sie die elektrischen Spezifikationen nicht erfüllen oder auf ein Band für eine Aufnahme- und Plazier-SMD-Maschine, wenn sie die Spezifikationen erfüllen.
Die als Beispiel beschriebene Sicherung hat eine Betriebsimpedanz von unten 0.2 Ohm über den vollen Frequenzbereich bis zu zweihundert MHz und mehr, führt 0.75 A während fünf Sekunden aber öffnet innerhalb von fünf Sekunden, wenn sie 1.4 A führt. Wenn dis Sicherung öffnet, hat sie einen Widerstand von über zehn Megohm ohne Tendenz die Verbindung mit der Zeit wieder herzustellen. Wenn die Sicherung Überstrombedingungen ausgesetzt ist, scheint die Sicherung chemisch mit dem Silikon Elastomer zu reagieren und bildet eine Kammer innerhalb des Elastomers 212, was dazu führt, dass alle leitenden metallischen Partikel dispergiert werden, die vom Schmelzen der Sicherung stammen. Die kombinierte Wirkung dieser Vorgänge gibt der offenen Sicherung ihren hohen Widerstand, nachdem sie ausgelöst wurde.
Die Sicherung 201 kann unter einem SMD-Bauteil, wie einem elektrolytischen Tantalkondensator 301 montiert werden, wenn sie in einem separaten Gehäuse 297 eingegossen ist, wie dies in Fig. 12 gezeigt ist. Diese Montage der Sicherung 201 als separates Bauteil hebt den Kondensor 301 in der Regel nicht zu weit über die Oberfläche des SMD- Leiterplatte und braucht deshalb nicht zusätzliche Fläche auf der Leiterplatte. Weil der Leiter 207 nur eine geringe Länge der Sicherung 201, zwischen der breiten Front der Sicherung 201 ausmacht, wird das elektrische Kontaktieren der Sicherung vereinfacht.
Wie in Fig. 13 gezeigt kann die Sicherung 201 auch in einem Standard "D" Gehäuse eines elektrolytischen Tantalkondensators 311 eingebaut werden, ohne die Länge des Gehäuses zu ändern. So montiert ist die Sicherung für den Anwender unsichtbar. Wieder machen die runde zylindrische Form der Sicherung 201 und die Tatsache, dass ihre Anschlüsse durch ihre flachen Fronten gebildet werden, die Montage der Sicherung besonders einfach. Im Gegensatz dazu verlangen einige bisher bekannte, flache Sicherung das richtige Orientieren und Ausrichten der Sicherung bezüglich des zu schützenden Bauteils, um mit dem Bauteil guten Kontakt zu machen.
Wie In Fig. 14 gezeigt, kann die Sicherung 201 auch als ein separates, alleinstehendes, SMD-Bauteil auf der gedruckten Schaltung montiert werden.
In Fig. 15, unterscheidet sich die Anordnung der Sicherung 480 von der Anordnung 280 der ersten Ausführungsform dadurch, dass der separate Leiter 407 auf jede Frontseite des quadratischen Rohres 451, wobei jede mit einer Sicherung 411 bzw. 411a versehen ist, die dazu vorgesehen sind, Ströme verschiedener Grösse zu führen. So arbeiten, wenn die Anordnung 480 in einzelne Sicherungen geschnitten wird, die Sicherungen sequentiell in einer Kaskade, wenn sie Überstrombedingungen ausgesetzt werden, aber führen Strom geringerer ESR im Normalbetrieb.
Eine viel kleinere Sicherung 501 ist in Fig. 16 - 17 gezeigt. Diese Sicherung hat die gleiche Dicke (0.08 cm oder 0.03 Inch) wie die Sicherung 201 der ersten Ausführungsform, aber sie hat einen Durchmesser von 0.13 cm (0.05 Inch). Sie kann deshalb in Bauteile eingebaut werden, die eine kleinere Packungsgrösse haben als die Standard "D" Grösse, z.B. "C" oder "B" Grössen.
Die Sicherung 501 wird gebildet durch Veränderung des vorher beschriebenen Verfahrens. In diesem Verfahren wird, wie in Fig. 18 gezeigt, hat Rohr 551, das in Zusammensetzung und Grösse dem Rohr 251 entspricht, die Form eines massiven Stabes. Das Rohr 551 ist in exakt der gleichen Weise metallisiert, wie in der ersten Ausführungsform, um einen Leiter 553 mit der Sicherung 511 zu bilden. Die Umhüllung 531 wird gleich wie die Umhüllung 231 mit 1,1,1,3,3,3-Hexamethyldisilasan, (CH&sub3;)&sub3;SiNHSi(CH&sub3;)&sub3;, für kurze Zeit vorbehandelt, um die Adhäsion zwischen dem Innern der Umhüllung 531 und einem Silikon-Füllstoff zu vermindern. Die vorbehandelte Umhüllung wird dann in Ethanol gewaschen und getrocknet, in Übereinstimmung mit bekannten Verfahren. Das metallisierten Rohre 551 sind von der durchdrungenen Umhüllung 531 umgeben und die Anordnungen werden in die gleiche Halterung 270 gebracht, die mit der ersten Ausführungsform verwendet wurde. Bei dieser Ausführungsform ist das bevorzugte Silikon 512 ein Zweikomponenten Flüssigsilikon Elastomer, das von Dow Corning Corporation unter dem Namen Sylgard - 577 Elastomer verkauft wird. Das ausgehärtete Sylgard - 577 Elastomer 512 hat eine Shorehärte A von 60 - 65, ist stabil gegen umpolen, hat ausgezeichnete dielektrische Eigenschaften und ist thermisch stabil über 200ºC. Es unterscheidet sich vom Sylgard Q - 6605 Elastomer der ersten Ausführungsform primär dadurch, dass es kein Aluminiumoxid enthält und demnach nicht so gut wärmeleitend ist. Eine ausführlichere Beschreibung dieses Materials findet sich in Schulz, US Patent 4.087.585.
Nachdem das Silikon Elastomer ausgehärtet ist, wird die Baugruppe 580 und ihre Stützmatrix aus Silikon in Scheiben geschnitten, das Silikon wird zurückgeätzt und beide Frontseiten der Scheiben werden metallisiert, um Kontakte 521 zu machen, alles in der gleichen Art wie bei der ersten Ausführungsform. Die metallbeschichteten Scheiben werden in einer Trenn- und Prüfvorrichtung angeordnet, die identisch zur Maschine 291 ist, ausser dass der Durchmesser der Elektroden 293 kleiner ist und die Öffnungen in der Abzieform 295 sind 0.13 cm (0.050 Inch) im Durchmesser. Deshalb sind die Segmente der Umhüllung 531 in der Silikonmatrix mit ihren metallisierten Enden 521, gehalten und bilden die Sicherungen 501. Die Vorbehandlung der Umhüllung 531 erlaubt es den Silikonmantel 512 sauber von den Umhüllungssegmenten zu ziehen. Die Silikonumhüllung 512 hängt aber fest am Rohr 505 und Ihrem metallisierten Leiter 507. Mehr noch, die Umhüllung 512 ist über dem Zentrum jeder Front des Rohres 505 am dicksten, direkt über dem Leiter 507 und besonders über ihren Sicherungen. Deshalb bietet die Umhüllung 512 Schutz für die Sicherungen, selbst wenn die Sicherung an ihrer axialen Oberfläche über der Sicherung gefasst wird. Die Umhüllung 512 schützt die Sicherung auch vor jedem Kontakt mit den verschiedenen Plastik-Giesskomponenten, die verwendet werden, um die Bauteile auf der Schaltungsplatte zu montieren. Dieser Schutz verhindert die Bildung von Überschlägen, die entstehen können während oder nachdem Überstrombedingungen, wenn die Sicherung öffnet, schützt vor Verkohlen des sie umgebenden Plastik Giessmaterials und der Bildung von Kohlenstoffleiterbahnen. Wie bei der ersten Ausführungsform scheint die Silikondichtung mit der Sicherung zu reagieren, wenn diese schmilzt und dispergiert ihre Rückstände ausreichend, um auch nach längerer Zeit einen Restwiderstand von über zehn Megohm zu haben.
Wie in Fig. 19 - 22 gezeigt ist, kann eine Sicherung 601 mit vielen Vorzügen der bevorzugten Ausführungsform der Fig. 1 - 18 nach einem noch einfacheren Verfahren hergestellt werden. Die Sicherung 601 umfasst ein Grundsubstrat 603 aus flachem Borosilikatglas. Das Grundsubstrat 601 hat eine Dicke von 0.013 cm (0.090 Inch) und eine Länge von 0.15 cm (0.060 Inch). Auf einer oberen Oberfläche 604 der Substratbasis 603 ist ein Aluminiumleiter 605 aufgebracht, der einen verengten Sicherungsteil 607 aufweist. Der Leiter 605 ist auf das Substrat 603 metallisiert und ist an seinen Enden mit einer Schicht von Nickel Vanadium beschichtet, über welcher eine zweite Schicht aus Silber liegt, die eine Kontaktierfläche 610 bildet. Der Sicherungsabschnitt ist 0.025 cm mal 0.025 cm (0.010 Inch mal 0.010 Inch) quadratisch. Ein Bereich 609 aus synthetischem, polymerem Silikonklebstoff bedeckt den Sicherungsabschnitt 607 vollständig und erstreckt sich die Sicherung 607 hinaus, um Teile des Leiters 605 und des Grundsubstrates 603 zu bedecken und an diesen zu kleben, die an die Sicherung 607 angrenzen. Der Klebstoff 609 ist beispielsweise Dow Corning Sylgard - 577 Silikon-Elastomer Kleber. Der Klebstoff 609 hat eine Dicke von angenähert 50.008 cm (0.005 Inch). Wie in Fig. 21 gezeigt, sind auf den gegenüberliegenden Enden des Leiters 605 Eisen Nickel 42- Anschlüsse 611 und 613 mit einem Silber-Epoxy Klebstoff befestigt.
Bei der Herstellung der Sicherung 601, wird eine 15 cm (6 Inch) im Quadrat grosse Scheibe 617 aus Borosilikatglas von 0.013 cm (0.005 Inch) Dicke mechanisch maskiert und drei Mikron Aluminium im Vakuum aufgesputtert wobei angenähert sechstausend Sicherungsrohlinge erzeugt werden (Fig. 22). Eine zweite Maske wird aufgebracht und die Platte wird mit einem Mikron Nickel Vanadium und dann mit zweite Mikron Silber metallisiert, um so die Verbindungsoberfläche 610 zu erzeugen. Eine dünne Schicht aus nicht ausgehärtetem Silikon Elastomer Klebstoff wird über die ganze Oberfläche der Platte 617 gesprüht. Mit dem Gebrauch eines Lasers oder einer anderen konzentrierten Wärmequelle werden Flecken des Silikons 621 über den Sicherungen 607 ausgehärtet. Dann wird da nicht ausgehärtete Silikonklebstoff von der Oberfläche der Platte 617 gewaschen. Das Glas wird dann entlang der horizontalen, punktierten Linien gekerbt und gebrochen, um 0.23 cm (0.090 Inch) breite Streifen zu bilden, von denen jeder einhundert Sicherungsanordnungen enthält, die Ende an Ende angeordnet sind und zueinander einen Abstand von 0.008 cm (0.003 Inch) haben. Weil das Glas gebrochen statt gesägt wird, ist die Herstellung leichter, schneller und ohne Abfall. Die Streifen werden dann zwischen den Sicherungen, entlang den vertikalen Linien 625 mit einem Diamantstift geritzt, ein leitender Silber Epoxy Klebstoff wird dann auf die Ende des Leiters 605 der Sicherungen getupft und die Anschlüsse 611 und 613 werden mit den Enden des Leiters 605 verbunden.
Im Betrieb hat die Sicherung einen sehr niedrigen ESR. Der Silikon Klebstoff schützt die Sicherung vor der Umgebung (unabhängig ob Umgebung die Atmosphäre oder ein synthetisches Plastikgehäuse ist) unter normalen Strombedingungen und Überstrombedingungen und zusammen mit der Präzisionssicherung weist sie elektrische Eigenschaften auf, die gut reproduzierbar sind von Muster zu Muster und über die Zeit. Die offensichtliche Reaktion zwischen dem Silikonklebstoff und der Aluminiumsicherung und die vollständige Verteilung der Sicherung im Silikon bringt einen sehr hohen Restwiderstand nach dem Durchbrennen.
Weil die Sicherung 601 an zwei Enden einer einzigen, breiten Oberfläche der Sicherung enden, ist sie schwieriger in ein Bauteil einzubauen, als die Sicherung 201 oder 501. Eine Sicherung 651, die leichter in ein Bauteil einzubauen ist, wird in Fig. 23 - 26 gezeigt. Die Sicherung 651 ist ähnlich wie die Sicherung 601, aber sie ist etwas anders hergestellt und kontaktiert. Die Sicherung 651 weist eine Basis 653 auf, einen Leiter 655 und eine Sicherung 657, die mit der Basis 603, bzw. dem Leiter 605 und der Sicherung 607 des vorhergehenden Beispiels identisch sind, mit der Ausnahme, dass ein Ende des Leiters 655 um ein Ende der Basis 653 verläuft, hin zur unteren Oberfläche der Basis 653. Ein Streifen 659 synthetischer polymerer Silikonklebstoff deckt die Sicherung 657 vollständig ab und erstreckt sich über die Sicherung 657 hinaus, um Teile des Leiters 655 und der Basis 653, die an die Sicherung 657 angrenzen abzudecken und daran zu haften. Der Klebstoff 659 ist beispielsweise Dow Corning Sylgard Q3 - 6605 Elastomer- Silikon-Klebstoff. Der Klebstoff 659 hat eine Dicke von angenähert 0.008 cm (0.003 Inch). Wie in Fig. 26 gezeigt, sind die Anschlüsse 661 und 663 an gegenüberliegenden Seiten des Leiters 655 mit einem Silber-Epoxy Klebstoff angebracht, wobei der Anschluss 663 an der unteren Oberfläche der Sicherung 651 befestigt ist.
In der Produktion der Sicherung 651, wird eine quadratische 15 cm (6 Inch) Platte 667 von 0.013 cm (0.005 Inch) Dicke aus Borosilikat-Glas mit Vakuumsputtern metallisiert, zuerst mit fünfhundert Angström Nickel Vanadium, um eine Kontaktierfläche für das Aluminium zu schaffen und dann mit drei Mikron Aluminium. Die metallisierte Platte wird mit einem Photowiderstand überzogen und das in Fig. 25 gezeigte Muster wird mit einer Photomaske entwickelt und geätzt, um so angenähert sechstausend Sicherungrohlinge 669 herzustellen (Fig. 25). Dann wird eine mechanische Maske aufgebracht und zwei Mikron dicke Streifen 670 von Silber werden auf das Aluminium aufmetallisiert. Eine dünne Schicht 671 von nicht ausgehärtetem elastomerem Silikonklebstoff wird in Streifen über die Oberfläche der Platte 667, zwischen die Silberstreifen 670 und über die Sicherungen 657 verbreitet mit einem Siebdruckverfahren. Die Platte 667 wird in einem Ofen ausgebacken, entsprechend der Instruktion für das Silikon-Klebemittel, um die Haftschicht 617 auszuhärten. Das Glas wird geritzt und entlang den vertikalen, gestrichelten Linien 675 gebrochen, um 0.13 cm (0.060 Inch) breite Streifen zu bilden, von denen jeder etwa sechzig Sicherungsanordnungen aufweist, die Seite an Seite angeordnet sind. Die Streifen werden auf ihrer Kante gestapelt, mit ihren Breitseiten getrennt durch metallischen Trennstreifen, die eine Breite von etwa 0.13 cm (0.050 Inch) haben, so dass eine Kante von 0.025 cm (0.010 Inch ) jedes Streifens frei bleibt. Die Streifen werden dann in einer Sputtervorrichtung angeordnet, und eine Schicht von Nickel Vanadium und eine Schicht von Silber werden nacheinander auf die Kanten aufgebracht, die sich 0.025 cm (0.010 Inch) über die Breitseite jedes Streifens erstrecken. Die einzelnen Sicherungen werden dann geprüft, nachdem sie entlang den gestrichelten Linien 677 von Fig. 25 vom Streifen gebrochen wurden und jede Sicherung wird in einen Anschlussrahmen gebracht und mit den Anschlüssen 661 und 663 auf der oberen bzw. der unteren Seite verbunden. Es kann festgestellt werden, dass die Sicherung 651 ohne Schwierigkeit auf ein Bauteil gebracht werden kann, wenn der Anschluss 663 durch ein Bauteil, wie etwa einen Tantalkondensator ersetzt wird.
Zahlreiche Variationen von elektrischen Bauteilen nach der vorliegenden Erfindung und im Herstellverfahren und im Geltungsbereich der nachfolgenden Ansprüche sind für den Fachmann ersichtlich aufgrund der vorhergehenden Offenbarung. Bei der Sicherung der bevorzugten Ausführungsform können die Geometrie, die Masse und die Ausmasse des inneren Rohres, der äusseren Umhüllung, des Leiters der Sicherungselemente, der Dichtungen, wie auch deren chemische Zusammensetzung verändert werden, um der Verwendung angepasst zu werden.
Die Merkmale der Sicherung der vorliegenden Erfindung können leicht verändert werden, um den Bedürfnissen der besonderen Anwendung zu entsprechen genügen.
Z.B. können Betriebseigenschaften wie der Widerstand, insbesondere der Hochfrequenz ESR oder die Impedanz, verringert werden, indem der Oberflächenbereich der Sicherung und der Leiter vergrössert wird. Dieses Merkmal ist besonders wichtig bei Anwendungen im Hochfrequenzbereich.
Die Empfindlichkeit der Sicherung auf mässige und extreme Überstrombedingungen kann kontrolliert werden, indem die Variablen überwacht werden, von denen bekannt ist, dass sie die Empfindlichkeit der Sicherung bei einem bestimmten Strom, der durch sie fliesst, durchzubrennen, verändern. Die naheliegendste und leichteste Überwachung ist der Querschnitt der Sicherung. Für einen gegebenen Querschnitt hängt die Empfindlichkeit der Sicherung ab vom Schmelzpunkt des Sicherungsmaterials, der Kühlung und Wärmeleitfähigkeit des Materials in der Umgebung der Sicherung und in der Sicherung selbst und der Grösse und Verteilung der Oberfläche der Sicherung. Eine grosse Oberfläche in Verbindung mit einer guten Kühlung kann die Empfindlichkeit der Sicherung vermindern.
Um den Widerstand in den breiten Abschnitten 255 so stark wie möglich zu eliminieren, so dass der Strom, den es braucht, um die Sicherung auszulösen auf den Bereich 211 der Sicherung konzentriert ist, kann es wünschenswert sein, die Sputterschicht im Bereich der Sicherung in einem ersten Schritt als schmalen zusammenhängenden Streifen aufzubringen und dann die breiten Abschnitte als einzelne Flächen in einem zweiten Schritt. Obschon dieser Weg zwei Masken und zwei Sputterschritte benötigt, erlaubt er aber dass die Sicherung dünner oder von anderer Zusammensetzung sein kann als die breiten Abschnitte des Leiters.
Das Rohr und die Umhüllung kann aus Keramik gemacht sein. Das Rohr kann eine sehr dünne Wand in der Grössenordnung von 0.005 cm (0.002 Inch) haben und das hohle Rohr kann darin ungestützt gelassen werden, so dass die Reaktion der Sicherung mit dem Füllstoff ein Loch in das Rohr schlägt, und damit einen noch vollständigeren Unterbruch im Leiter erzeugt wird. Weil die vorliegende Ausführungsform keine dichte Verbindung zwischen dem inneren Rohr und seiner Umhüllung verlangt, kann das Rohr andere Formen haben.
Das schmelzbare Element des Leiters kann mit einem Material beschichtet sein, wie eine Zink-Aluminium Verbindung, die einen niedrigeren Schmelzpunkt hat, um den Strom zu erniedrigen, bei welchem sie durchbrennt. Die Sicherung kann dicker oder breiter bemacht werden, um mehr Strom führen zu können, ohne zu schmelzen oder sie kann noch dünner gemacht werden, um weniger Strom zu führen.
Die feste Dichtung zwischen dem inneren Rohr und seiner Umhüllung kann aus verschiedenen Materialien sein, solange diese die anderen Bedingungen für das Produkt und das Herstellverfahren erfüllen. Z.B. ist es für gewisse Verfahren der Erfindung wichtig, dass das Dichtmittel das Glas beim Schneiden stützt; dies verlangt ein relativ starres Material. Für gewisse Zwecke kann ein weicheres, thermisch weniger leitendes Material erwünscht und brauchbar sein. Für andere Beispiele des Verfahrens nach der Erfindung ist es wichtig, dass das Dichtmittel keinen Durchgang bildet und dass es ausreichend am Rohr und an der Umhüllung haftet, so dass verhindert wird, dass das Metall Brücken über die Sicherung bildet, beim Sputtern der Anschlüsse. Für andere Anwendungen der Funktion der Sicherung könnte das Dichtmittel der Sicherung bei erhöhter Temperatur mit der Sicherung reagieren, um das Durchbrennen der Sicherung chemisch zu unterstützen und das Material der Sicherung zu dispergieren. Für diesen Zweck würde beispielsweise eine Sicherung aus Wolfram mit einer Füllung von Silberchlorid eine sehr geeignete Sicherung geben. Das Silberchlorid kann zurückgeätzt werden mit Natriumthiosulfat ("hypo"). Dies Konstruktion erlaubt aber der Sicherung wieder zusammenzuwachsen mit der Zeit unter einer bestimmten Spannung und dieses selbst heilen kann bei vielen Anwendungen unerwünscht sein.
Die Ausführungsform des Bauteils, das nur eine aushärtbare Umhüllung hat, ohne eine separate Umhüllung aus Glas, kann insbesondere auch mit andern Verfahren hergestellt werden, obschon das bevorzugte Verfahren viele Vorteile hat. Z.B. Extrusion oder Tauchlackieren kann gebraucht werden, um wenigstens einen Teil des Leiters zu überziehen, wobei die Sicherung das kritische Teil ist, beim Beschichten. Der Teil am Ende des Leiters auf dem Rohr kann durch Maskieren, Photowiderstand- oder andere Verfahren freigehalten werden.
Der Ausdruck "metallisieren" wird ganz allgemein verwendet um irgend ein Verfahren anzugeben, zum Aufbringen eines dünnen, flachen Leiters auf ein Rohr aus einem dielektrischen Material.
Das elektrische Bauteil ist vorzugsweise eine Sicherung, aber kann ein anderes elektrisches Bauteil sein. Die Konfiguration des Bauteils gibt einen guten Kontakt mit dem inneren Leiten und ein Bauteil mit einer Form und Stabilität, welche das automatische Handhaben leicht macht. Wenn erwünscht, kann der metallisierte Anschluss nur am einen Ende des Rohrs und der Umhüllung vorhanden sei und das ander Ende kann anders behandelt sein. Das Verfahren zur Herstellung der bevorzugten Sicherung kann auch zur Herstellung anderer Bauteile angewendet werden.
Bei der Ausführungsform der Sicherung, wo sie auf einer flachen Glasplatte aufgebracht ist, kann das Klebemittel individuell auf Teile der Sicherung aufgebracht werden, indem eine bekannte Appliziereinrichtung für Klebstoff verwendet wird. Vor oder nach dem Brechen der Sicherungen kann Deckglas auf die Sicherungen aufgebracht werden, wenn dies erwünscht ist.
Diese Ausführungsformen sind bloss zur Veranschaulichung.

Claims

1. Elektrisches Bauteil (201; 501; 601; 651) mit einem dielektrischen Substrat (205; 251; 451; 551; 603), mit wenigstens einem elektrischen Leiter (207; 407; 507; 605; 655) der aut die äussere Oberfläche des Substrates aufmetallisiert ist, wobei sich der Leiter (207; 407; 507; 605; 655) bis zu einem Rand des Substrates erstreckt und mit einer dielektrischen Deckschicht (203; 231; 531; 609) über dem Substrat, gekennzeichnet, durch einen Füllstoff (212; 512; 609; 659) zwischen dem Substrat (205; 251; 451; 551; 603) und der Deckschicht (203; 231; 531; 609), wobei der feste Füllstoff (212, 512; 609; 659) einen kleinen Teil einer Oberfläche des Leiters (207; 407; 507; 605; 655) freigibt, der an den Rand des Substrates (205; 251; 451; 551; 603) angrenzt und mit Metallschicht (216; 610) am Rand des Substrates, wobei sich die Metallschicht (216; 610) um den Rand des Substrates (205; 251; 451; 551; 603) herum und über die freigelegte Oberfläche des Leiters (207; 407; 507; 605; 655) erstreckt.

2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil eine elektrische Sicherung (201; 501; 601; 651) ist und der Leiter eine Schmelzsicherung (211; 411; 411a; 511; 607; 657) aufweist.

3. Bauteil nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch einen dielektrischen, synthetischen, polymeren Klebstoff (212; 512; 609; 659) über der Sicherung (211; 411; 511; 607; 657), wobei der Klebstoff (212; 512; 609; 659) an der Sicherung und am Substrat haftet.

4. Bauteil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Leiter (207; 407; 507; 605; 655) Endstücke aufweist, die schmelzbare Sicherung (211; 411; 511; 607; 657) sich von den Endstücken wenigstens durch die Querschnittsfläche oder die Zusammensetzung unterscheidet, der dielektrische Klebstoff (212; 512; 609; 659) die Sicherung (211; 411; 511; 607; 657) und wenigstens einen Teil der Endstücke des Leiters (207; 407; 507; 605; 655) überdeckt und die Sicherung (211; 411; 511; 607; 657) von der Umgebung isoliert und der Klebstoff (212; 512; 609; 659) mit der Sicherung (211; 411; 511; 607; 657) reagiert, wenn die Sicherung Überstrombedingungen ausgesetzt ist und eine dauernd geöffnete Sicherung erzeugt und der Klebstoff (212; 512; 609; 659) die Isolation der Sicherung gegenüber der Umgebung weiter aufrecht erhält, wenn die Sicherung (211; 411; 511; 607; 657) Überstrombedingungen ausgesetzt ist.

5. Bauteil nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff (212; 512; 609; 659) ein Silikon-Elastomer ist.

6. Bauteil nach einem der Ansprüche 3 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherung (211; 411; 511; 607; 657) aus einem Material besteht, das aus der Gruppe Aluminium und Aluminiumlegierungen ausgewählt ist.

7. Bauteil nach einem der Ansprüche 3 - 6, dadurch gekennzeichnet, dass der dielektrische Klebstoff (212; 512; 609; 659) über dem Zentrum des Sicherung (211; 411; 511; 607; 657) am dicksten ist.

8. Bauteil nach einem der Ansprüche 3 - 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat ein Rohr (205) ist, die Abdeckung (203) eine Umhüllung (203) ist, welche das Rohr umgibt und der dielektrische Klebstoff (212) Füllstoff (212) zwischen dem Rohr (205) und der Umhüllung (203) umfasst, um eine Barriere zwischen den axialen Enden der Sicherung (203) zu bilden.

9. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (201) in mindestens zwei Dimensionen kleiner als 3 mm ist

10. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (205; 251; 451; 551; 603) aus Glas gemacht ist.

11. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat ein Rohr (205) ist.

12. Bauteil nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil einen Durchmesser von weniger als 3 mm und eine Länge hat, die wesentlich weniger als sein Druchmesser ist.

13. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (603) eine Platte ist, deren Dicke viel kleiner als entweder seine Länge oder Breite ist.

14. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht (216) wenigstens ein Ende des Substrates (205; 251; 451; 551; 603) und wenigstens ein Ende des Füllstoffs (212; 512; 609; 659) abdeckt.

15. Bauteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallschicht (216) auch wenigstens ein Ende der Deckschicht (203; 231; 531; 609) abdeckt.

16. Kombination eines elektrischen Bauteils (301; 311) mit mehreren Anschlüssen und einer Sicherung, die an wenigstens einem der Anschlüsse zwischengeschaltet ist, gekennzeichnet durch eine Sicherung (201; 501; 601; 651) nach einem der Ansprüche 2 - 8.

17. Kombination nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (301, 311) ein Elektrolytkondensator (301; 311) ist.

18. Kombination nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (301; 311) ein dielektrisches Gehäuse aufweist, das ein Inneres und ein Äusseres aufweist und Anschlüsse vom Inneren des Gehäuses aus dem Gehäuse führen, wobei die Sicherung (201) im oder auf dem Gehäuse montiert ist.

19. Verfahren zum Herstellen eines elektrischen Bauteils (201; 501; 601; 651) das umfasst: Metallisieren eines Leiters (201; 407; 507; 605; 655) auf ein Substrat (205; 251; 451; 551; 603), wobei sich der Leiter (207; 407; 507; 605; 655) bis zu einem Rand des Substrates (205; 251; 451; 551; 603) erstreckt, gekennzeichnet durch das Aufbringen einer Deckschicht (203; 231, 531; 609) der zum Substrat (205; 251; 451; 551; 603) einen Abstand hat, Füllen des Raumes zwischen der Deckschicht (203; 231; 531; 609) und dem Substrat (205; 251; 451; 551; 603) mit einem festen Material (212; 512; 609; 659), ein kurzes Stück zurückätzen des festen Materials (212; 512; 609; 659) vom Rand des Substrates (205; 251; 451; 551; 603) um einen Teil des Leiters (207; 407; 507; 605; 655) auf dem Substrat freizulegen und nachher einen Anschluss (221; 521; 611; 655) mit dem Teil des Leiters (207; 407; 507; 605; 655) elektrisch zu verbinden, der durch Ätzen freigelegt wurde.

20. Verfahren nach Anspruch 19, bei dem das dielektrische Substrat ein Rohr (251; 451; 551) ist und die Deckschicht eine dielektrische Umhüllung (231, 531) ist, das feste Material (212; 512) ein aushärtbares Material ist, das anfänglich in flüssigem Zustand ist, gekennzeichnet durch das Füllen des Raumes zwischen dem Rohr (251; 451; 551) und der Umhüllung (231, 531) mit dem aushärtbaren Material (212; 512), Aushärten des Materials um eine starre Anordnung (280; 480; 580) zu bilden aus dem Rohr und der Umhüllung und Schneiden der Anordnung (280; 480; 580) in mehrere Bauteile (201; 501) wobei jedes Bauteil wenigstens einen metallbeschichteten Teil des Rohres enthält, der aus dem dielektrischen Rohr (251; 451; 551) gemacht ist und einem isolierenden Teil, der aus ausgehärtetem, aushärtbarem Material (212; 512) gemacht ist.

21. Verfahren nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch einen Schritt, mehrere der umhüllten Rohre (280) im wesentlichen parallel in einer Halterung (270) zu befestigen, den Raum zwischen den Rohren mit dem aushärtbaren Material (212) zu füllen, Aushärten des Materials (212) und dann die mehreren umhüllten Rohre (280) in Platten (276) schneiden, welche durch das aushärtbare Material (212) zusammengehalten werden.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt, das feste Material (212) zurückzuätzen, das aushärtbare Material auf wenigstens einer Seite der Platte (276) zurückzuätzen umfasst, um einen Teil des Leiters auf jedem Rohr (205) freizulegen.

23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, gekennzeichnet durch einen Schritt, die Bauteil zu prüfen, während sie in der Platte (276) festgehalten sind.

24. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 - 23, gekennzeichnet durch einen Schritt bei dem das Innere der Umhüllung (203) vorbehandelt wird, um das Haften zwischen der Umhüllung (203) und dem aushärtbaren Material (212) zu vermindern und weiter mit einem Schritt, die Umhüllung (203) nach dem Schritt des Schneidens zu entfernen.

25. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das ausgehärtete Material ein dielektrischer Klebstoff (212; 512) ist, der am Leiter (207; 507) und am Substrat (205; 551) haftet.

26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (201; 501; 601; 651) eine Sicherung ist, der Leiter (207; 407;507; 605; 651) eine Schmelzsicherung (211; 411; 411a; 511; 607; 657) aufweist und der dielektrische Klebstoff (212; 512; 621; 671) am Substrat und an der Sicherung haftet.

27. Verfahren nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch einen Schritt, das Substrat (205) zu schneiden um mehrere Sicherungen (201) zu machen, wobei jede ein Leiterelement (207) aufweist, das aus dem Leiter gebildet ist und jedes eine der Schmelzsicherungen (211) enthält, die mit dem Klebstoff (212) beschichtet ist.

28. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 - 27, gekennzeichnet dadurch, dass beim Schritt des Metallisieren eines Leiters (207) auf dem Substrat (205) ein zusammenhängender Leiter in wenigstens einer Richtung entsteht und durch einen Schritt das Substrat (205) und den zusammenhängenden Leiter zu schneiden.