DE69314742T2

DE69314742T2 - Vorrichtung zum Schutz gegen elektrische Überbeanspruchung

Info

Publication number: DE69314742T2
Application number: DE69314742T
Authority: DE
Inventors: Paul Joseph Anastasio; John Hilary Bunch; Richard Kendall Childers; Christopher J Collins; James Marsh English; John Charles Farrar; Ram Parkash Goel; Bernard John Janoss
Original assignee: Electromer Corp; Whitaker LLC
Current assignee: Electromer Corp; Whitaker LLC
Priority date: 1992-09-23
Filing date: 1993-08-06
Publication date: 1998-02-19
Anticipated expiration: 2013-08-07
Also published as: DE69314742D1; JPH06208870A; KR940008216A; EP0589560B1; BR9303808A; US5483407A; EP0589560A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrische Überlastungsschutzvorrichtung zum Schützen von spannungsempfindlichen Bauteilen.
Bei der Miniaturisierung elektronischer Bauteile wie beispielsweise integrierter Schaltungen stellt sich heraus, daß äußerst kleine leitfähige Bahnen mit engen Mittenabständen derartige Bauteile für Spannungsspitzen oder Störspitzen, die in den zu solchen Bauteilen übertragenen Signalen vorhandene Überspannungen darstellen, anfällig machen. Überspannungen bewirken Überlastung derartiger Bauteile und verursachen Beschädigung oder Zerstörung und einen resultierenden Funktionsausfall. Überspannungen weisen viele Formen auf, die aus vielen Quellen von der elektrostatischen Aufladung, die 15 000 Volt überschreiten kann, bis zu durch Blitzeinschlag oder zufälligen Kontakt mit einer Hochspannungsleitung verursachten induzierten Spannungen entstehen. Das am 23. Februar 1988 gewährte US-A-4 726 638 betrifft eine Störspitzenunterdrückungsbaugruppe, in der Zweiweg-Dioden in einen elektrischen Leiter eingebaut sind und solche Spannungsdurchbrucheigenschaften aufweisen, daß Überspannungspegel zu mit einem derartigen Verbinder verbundenen Erdschaltungen abgeleitet werden. Wie sich aus einem solchen Patent erkennen läßt, beansprucht die Zufügung von Dioden und den damit verbundenen notwendigen Substraten nachteiligerweise Raum innerhalb des Verbinders und erfordert die Bearbeitung einer Anzahl diskreter Bauteile wie beispielsweise der Dioden.
In dem am 23. Februar 1988 erteilten US-A-4 726 991 ist ein elektrisches Überlastungsschutzmaterial offenbart, das aus einer aus einer Mischung von leitfähigen und halbleitfähigen Teilchen gebildeten Matrix besteht, wobei die Teilchen mit Isoliermaterial beschichtet sind, um Ketten innerhalb der Matrix bereitzustellen, die so in der Gegenwart von Überspannung wirken, daß sie die unerwünschten Spannungspegel zur Erde ableiten und die zugehörigen Schaltungen auf einem gegebenen niedrigeren Spannungspegel klemmen. US-A-4 977 357 bezieht sich auf ein weiteres Überspannungsschutzmaterial und auf eine Überspannungsschutzvorrichtung, die die Verwendung von Strukturen mit sehr kleinen Abmessungen im Bauteilüberspannungs- und Überlastungsschutz gestatten.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Verbesserung gegenüber Überspannungsschutzvorrichtungen des Standes der Technik, die eine Vereinfachung der Struktur insbesondere für Verbinder oder Schaltungen mit mehreren Kontakten gestattet. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist eine verbesserte Überspannungsschutzvorrichtung, die in einer einzigen Struktur einen integrierten Überspannungsschutz bereitstellt, der auf mehrere Kontakte im Bezug auf eine Verwendung in Verbindern oder Schaltungen anwendbar ist.
Die vorliegende Erfindung besteht aus der im Anspruch 1 definierten Kombination.
Es wird hier eine Vorrichtung offenbart, deren Merkmal eine Verwendung eines Matrixmaterials ist, das Spannungsdurchbrucheigenschaften aufweist, die einen weiten Bereich von Spannungen aufnehmen können und schnell mit einer Widerstandsänderung reagieren, angenommen, daß Störspitzenspannungen oberhalb von Pegeln, die Bauteile überlasten würden, geerdet sind. Das Material ist kontrolliert so verpackt, daß es zwischen Signal- und Erdwegen in Verbindern, Schaltungen und dergleichen eingefügt werden kann. Die Materialmatrix ist von der in den oben erwähnten US-A-4 726 991 und US-A-4 977 357 beschriebenen Art, die eine vollständige Beschreibung der zur Verwendung in Betracht gezogenen Materialarten und der Leistungseigenschaften enthalten. Aus einer dünnen Dielektriklage mit mit Matrixmaterial gefüllten Löchern oder Öffnungen darin, die zwischen Signal- und Erdwegen oder Elektroden, die Folien oder elektrisch abgelagerte Bereiche sein können, die wiederum mit Signalkontakten und Erdkontakten oder Elementen verbunden sind, eingeschichtet ist, wird ein Materialträger gebildet. Die sich ergebende Struktur ist ganz dünn und durch eine Auswahl der Lagenstärke und des Loch- oder Öffnungsdurchmessers bzw. der Loch- oder Öffnungsabmessung in Verbindung mit dem bestimmten Matrixmaterial lassen sich auf Spannungsdurchbruch bezogene Eigenschaften, eine Widerstandsänderung und die Energiebewältigungskapazität steuern.
In eizier Ausführungsform ist eine dünne Lage dieletrischen Materials wie beispielsweise eines Polyester- oder Polyimid- oder Polyamidfilms, bei dem Löcher in eine mit Matrixmaterial angefüllte Anordnung eingestanzt sind, um insgesamt den notwendigen Flächenbereich zwischen Elektroden bereitzustellen, und mit der notwendigen Materialstärke, um damit ein hantierbares Element bereitzustellen, das sich leicht auf einer Druckleiterplatte oder in einem Verbinder oder dazwischen einbauen läßt, bereitgestellt. In einer Ausführungsform ist das Element als auf einer Druckleiterplatte angeordnet dargestellt, wobei die durch leitfähige Bahnen gebildeten Signalwege als Teil der Platte dienen und die das Matrixmaterial tragende Lage daran angeschichtet ist und über die Materiallage ein Erdweg verläuft, um im innigen Kontakt mit dem Matrixmaterial zu sein. In einer solchen Ausführungsform wird ein Verbinder mit Signalkontakten und einem Erdweg an die Druckleiterplatte angelegt, wobei die Signalkontakte mit Lötzinn oder sonstigen geeigneten Verbindungsverfahren mit den Signalwegen und mit dem Erdweg verbunden sind.
In einer weiteren Ausführungsform ist das elektrische Überlastungsschutzelement am Verbindergehäuse unten angebracht, wobei die Signalkontakte durch das Element durchtreten und an die verschiedenen Signal- und Erdwege angelötet sind und Elektroden für das Element bilden. In einer noch weiteren Ausführungsform wird eine rechtwinklige Version des Verbinders eingesetzt, wobei sich das Element an der Unterfläche des Verbindergehäuses befindet.
Gleichwertige Mittel sind zum Regeln bzw. Steuern der Stärke und des Volumens des Matrixmaterials in Betracht gezogen, wie beispielsweise eine durch Weben von Fäden von Isoliermaterialien wie beispielsweise Seide oder Kunstfaser gebildete Lage, wobei die Zwischenräume Löcher bilden, um das Matrixmaterial in entsprechender Stärke und entsprechendem Volumen aufzunehmen. Ebenso in Betracht gezogen wird ein Vliesstoff und auch ein Stoff wie beispielsweise aus Keramik oder feuerfesten Fasern.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nunmehr beispielhafterweise unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben. In den Zeichnungen ist:
FIGUR 1 eine perspektivische Ansicht der Überlastungsschutzvorrichtung auf einer Druckleiterplatte, wobei ein Verbinder vor seinem Einbau auf einer solchen Platte darüber positioniert ist;
FIGUR 2 eine alternative Ausführungsform einer anderen Anordnung des elektrischen Überspannungsschutzelements im Bezug auf eine Druckleiterplatte;
FIGUR 3 eine vergrößerte perspektivische Ansicht teilweise im Schnitt, die ein einziges Loch der dielektrischen Lage des Elements mit darin enthaltenem Störspitzenunterdrückungsmaterial zeigt;
FIGUR 4 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Elements mit zwei Kontaktaufnahmelöchern;
FIGUR 5 eine perspektivische Ansicht des Elements der Figur 4 mit darin angebrachten Kontakten;
FIGUR 6 ein Aufriß teilweise im Schnitt, der eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbinders und Elements zeigt, die eine Vorrichtung relativ zu einer Druckleiterplatte bilden, auf der der Verbinder befestigt ist;
FIGUR 7 ein Aufriß im Teilschnitt, der den Verbinder in einer anderen Ausführungsform im Bezug auf eine Druckleiterplatte zeigt;
FIGUR 8 eine Spannungs-Zeitaufzeichnung, die die Eigenschaften einer Überspannungsschutzvorrichtung im Bezug auf einen Überspannungsimpuls zeigt; und
FIGUR 9 eine weitere Ausführungsform eines dünnen Elements mit einem mit Störspitzenunterdrückungsmaterial imprägnierten Gewebe.
Zuerst auf Figur 8 Bezug nehmend, ist dort eine Spannungs-Zeitaufzeichnung mit einem Störspitzenimpuls
Tv, der aus einem Spannungspegel und einem Energiegehalt über dem, den ein gegebenes Bauteil wie beispielsweise eine integrierte Schaltung ohne Beschädigung und Zerstörung aushalten kann, bestehend erachtet werden kann, dargestellt. Die Spannungsstörspitze Tv kann aus einer Vielzahl von Gründen, die vom Aufbau statischer Ladungen an Personal oder Geräten, durch Blitz oder zufälliges Kurzschließen von Versorgungen oder Vorrichtungen mit höheren Spannungen induzierten Spannungen bis zu in Parallelschaltungen aufgrund eines plötzlichen Spannungsstoßes aufgrund des Schließens von Schaltern oder des Öffnens von Schaltern zum Einschalten oder Ausschalten von elektrischen Geräten induzierten Spannungen reichen, auf einer Signalleitung erscheinen. Am typischsten erscheinen derartige Spannungsstörspitzen Tv auf Kabeln oder Leitern und Verbindern, die für die Übertragung von Signalen zu elektronischen Bauteilen verwendet werden, wie beispielsweise integrierten Schaltungen, die Daten bearbeiten und verschiedene Logikfunktionen durchführen, um wiederum Rechnerübertragungsgeräte zu steuern.
Die Spannung Tv kann bis zu vielen Tausenden von Volt oder weniger als hundert Volt betragen; elektronische Bauteile wie beispielsweise integrierte Schaltungen arbeiten typischerweise in einem Bereich von zwischen 3 und 12 Volt, wobei einige Vorrichtungen etwas höher betrieben werden. Die in Figur 8 gezeigte Reaktionszeit kann eine so geringe Periode wie wenige Nanosekunden darstellen, wobei die Anstiegszeit von Tv mehrere Nanosekunden und/oder Millisekunden darstellet. Die Fläche unter der von Tv dargestellten Kurve stellt die Energie des Impulses in Joule dar, eine weitere notwendige Tatsache, die im Bezug auf Schutz gegen Überspannung und die sich ergebende Überlastung von Bauteilen beachtet werden muß. Es ist daher notwendig, sowohl die Notwendigkeit für Überspannungsschutz als auch die durch Tv für die gegebenen geschützten Bauteile dargestellte überschüssige Energie zu untersuchen. Sobald dies stattgefunden hat, kann eine bestimmte Spezifikation einer Schutzvorrichtung im Bezug auf Spannungsdurchbruch zum Ableiten unerwünschter Störspitzen zur Erde und eine Klemmspannung gewählt werden. In der Figur 8 stellt VBD einen Spannungsdurchbruch fur eine gegebene Schutzvorrichtung dar und Vv stellt die Klemmspannung dar, die die Vorrichtung beim Vorhandensein von Überspannungen auf unbestimmte Zeit halten wird.
Eine elektrische Überlastungsschutzvorrichtung wird in Form eines Elements in Betracht gezogen, das zwischen Signalwegen und Erdwegen angelegt werden kann, wobei das Element Eigenschaften aufweist, die entsprechend den in Figur 8 dargestellten Schutzanforderungen eingestellt sind. Anders gesagt, wird die Vorrichtung so funktionieren, daß sie einen Weg öffnet, indem sie den Widerstand zwischen einem Signalweg und einem Erdweg mit einer Eigenschaft VBD und einer Eigenschaft Vc nach Figur 8 verringert.
Nunmehr Bezug nehmend auf Figur 1, ist eine Baugruppe 10 mit einer Druckleiterplatte 12, einem darüber angeordneten Verbinder 40 und dem an der oberen Oberfläche der Platte 12 angebrachten elektrischen Überlastungsschutzelement 22 dargestellt. Wie aus Figuren 1 und 2 ersichtlich, enthält die obere Oberfläche der Platte eine Reihe von leitfähigen Bahnen 16 und 14, die typischerweise durch Wegätzen von Kupfer und Beschichten des übrigen Materials mit einer geeigneten Oberflächenschicht oder durch Verwendung von Siebdruck oder anderer Verfahren, gefolgt von stromlos und/oder elektrolytisch abgeschiedenen Materialien zur Bereitstellung einer zusätzlichen Stärke von Bahn und genügend Leitfähigkeit für die Ströme von in derartigen Bahnen geführten Signalen, darauf aufgetragen werden. Bahnen 14 sind Erdbusse und Bahnen 16 sind Signalbahnen. Der Abstand zwischen Bahnen ist derartig, daß in Verbindung mit dem dielektrischen Material der Leiterplatte 12 ein ausreichender, die Spannung aushaltender Widerstand bereitgestellt wird. Wie zu sehen ist, enden die Bahnen 16 in einer versetzten Reihe, wobei das Bahnmaterial 18 einen leitfähigen Ring bzw. eine leitfähige Peripherie definiert, die eine sich durch die Platte erstreckende Öffnung oder Bohrung 20 umgibt. Man sollte verstehen, daß die Bohrungen 20 typischerweise mit einer Zinn-Bleilegierung durchplattiert sind, um Bahnen innerhalb der Platte miteinander zu verbinden, in Schichten in der Platte 12, die sich von und zu den verschiedenen (nicht gezeigten) Bauteilen auf der Platte erstrecken.
Das der Deutlichkeit halber dickemäßig beträchtlich vergrößert dargestellte elektrische Überlastungsschutzelement 22 enthält ein oberes leitfähiges Folienelement 26, das an den Enden 24 zu den Erdbussen 14 auf der oberen Oberfläche der Platte 12 beispielsweise durch Lötzinn oder anderes geeignetes Mittel abgeschlossen ist. Die Folie 26 weist einen gegebenen Bereich auf, was noch zu erläutern ist, und bildet einen Teil einer Schicht, die ein dielektrisches Glied in der Form eines Films oder einer Lage 30 enthält, die direkt gegen die Oberflächen der Bahnen 16 und gegen 26 positioniert ist. Filme wie beispielsweise KAPTON und MYLAR (Handelsmarken der E. I. DuPont de Nemours & Co) oder andere Versionen von Polyamid-, Polyimid- und Polyesterfilmen weisen geeignete dielektrische Eigenschaften zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung auf. Der Film 30 ist relativ viel dünner als gezeigt und es können Filme in der Größenordnung von zwischen 0,00508 cm (0,002 Zoll) oder etwas weniger bis zur Größenordnung von 0,254 cm (0,10 Zoll) eingesetzt werden.
Der Film oder die Lage 30 ist wie in Figur 3 dargestellt mit einer Reihe von Öffnungen oder Bohrungen 32 darin hergestellt. Die Bohrungen 32 erhalten einen Durchmesser, um einzeln und zusammen einen Bereich der Matrix von Störspitzenunterdrückungsmaterial 36 zum Anfüllen der Bohrungen zu definieren, wobei das Material 36 einer Art mit vordefinierten Spannungsdurchbruch- und Klemmspannungseigenschaften wie schon erwähnt ist. Es wird Bezug auf die oben erwähnten US-A-4 726 991 und US-A-4 977 357 in Bezug auf Lehren von verschiedenen Materialien eines Typs, der für das Material 36 benutzt werden kann, genommen.
Derartiges Material kann ein 40,6% -Polymerbindemittel wie beispielsweise Fluorsilikongummi mittlerer Härte, ein 1,7%-Vernetzungsmittel wie beispielsweise CST-Peroxid, 15,4%-Aluminiumhydrat und 42,3% leitfähiges Pulver wie beispielsweise Aluminiumteilchen mit einem mittleren Durchmesser von 20 Mikrometern sein. Ein weiteres Material kann ein 31,5%-Polymerbindemittel, 1,3%-Vernetzungsmittel, 14%-Aluminiumhydrat wie oben und leitfähige Teilchen wie beispielsweise 42,1% Aluminium mit einem mittleren Durchmesser von 4 Mikrometern und 11,1% mit einem mittleren Durchmesser von 20 Mikrometern, also insgesamt 53,2% Beladung mit leitfähigen Teilchen sein.
Ein in Figur 1 gezeigter Verbinder 40 wird auf die obere Oberfläche der Platte 12 heruntergebracht und die Kontakte 44, unteren Enden 48 durch Bohrungen 20 hindurch eingefügt und unterhalb der Platte 12 mit den leitfähigen Bahnen darunter, die sich nach oben durch die Bohrungen erstrecken (siehe Figuren 6 und 7), verlötet und die Kontakte 44 sind daher elektrisch mit den Bahnen 16 auf der Oberseite der Platte 12 verbunden. Der Verbinder 40 umfaßt typischerweise ein Kunststoffgehäuse 42, von dem eine rechteckige Version in der Figur 1 dargestellt wird, wobei Kontakte 44 obere Stiftteile 46 aufweisen, die sich innerhalb des Gehäuses erstrecken und zum Zusammenpassen mit Gegenkontakten eines mit einem Kabel oder anderen Bauteilen oder Platten oder dergleichen verbundenen Gegenverbinders geeignet sind. Die Kontakte 44 stellen Signalkontakte dar, und es werden Signale durch den Verbinder zu auf der Platte 12 befestigten und mit Bahnen 16 verbundenen Bauteilen übertragen. Auf Kontakten 44 am Verbinder 40 ankommende Spannungsstörspitzen Tv würden daher entlang den Bahnen 16 übertragen werden, um den Wegen durch das Material 36 von 16 zur Erde über das Element 22 ausgesetzt zu sein. Wenn die Übergangsspannungen die Konstruktions-VBD und -VC für das Element 22 überschreiten, entwickelt sich ein niederohmiger Weg zwischen den Signalwegen 16 und dem Erdweg 24, 26, wodurch die Übergangsspannungen durch die Verbindung mit dem Erdbus 14 geerdet werden, um keine Beschädigung oder Zerstörung durch Überlastung entweder durch sich aus den Spannungen ergebende elektrische Felder oder durch den Energiegehalt der unerwünschten Spannungskomponenten zu verursachen.
Wie aus Figuren 1 bis 3 ersichtlich ist, bestimmen die Anzahl von Bohrungen 32, der Mittenabstand und der Durchmesser der Bohrungen und die Lagenstärke den Bereich und das Volumen des Materials 36, die im Kontakt mit der Erdungsfolie 26 und mit den Leiterbahnen 16 stehen. Die Erfindung bezieht sich auf eine Auswahl von Bohrungsdurchmesser und Mittenabstand sowie Stärke der dielektrischen Lage in Verbindung mit der Fläche der Leiterbahn 16 und der Fläche der Folie 26, um eine Kontrolle über sowohl Volumen des Materials 36 als auch Eingriffsfläche mit den durch 16 und 26 gebildeten Elektroden bereitzustellen. Zusätzlich wird eine Auswahl der Zusammensetzung der Materialien, der Matrixmaterialien, in Verbindung mit diesen Parametern in Betracht gezogen, um eine gegebene Spannungsreaktion bezüglich sowohl VBD als auch VC im Verhältnis zu dem Schutz gegebener Bauteile herzustellen.
Die Lage 30 kann durch mechanisches Ausstanzen eines Musters von Löchern 32 durchlöchert werden und die Löcher werden dann durch Überziehen der Oberfläche mit Material mittels eines Schabers oder eines Wischgummis angefüllt, wobei jedes überschüssige Material von den oberen und unteren Oberflächen der Lage entfernt wird. Danach kann die Lage auf die Folienelektrode 22 aufgeschichtet werden, wobei die Folienelektrode und Beschichtung dann auf die in Figur 1 gezeigte Weise auf die Druckleiterplatte Aufgebracht und die Enden 24 beispielsweise durch Lötzinn mit den Bussen 24 verbunden werden.
Die Figur 2 zeigt eine alternative Ausführungsform, bei der das elektrische Überlastungsschutzelement 22A über die durchplattierten Bohrungen der Druckleiterplatten (siehe Figur 1) angelegt wird, wobei entsprechende Kontaktabnahmelöcher 38 in der Folie 26 und Kontaktaufnahmelöcher 39 in der Lage 30 angebracht werden. Bei der in Figur 2 gezeigten Ausführungsform sollte eine Einstellung der Breite der Leiterbahnen 16 und insbesondere der Breite der Folie 26 durchgeführt werden, um die Eingriffsfläche mit dem Material 36 bei der für eine gegebene Betriebseigenschaft erforderlichen zu halten.
Nunmehr Bezug nehmend auf Figur 4, ist ein elektrisches Überlastungsschutzelement 22v als eigenständiges Gebilde getrennt von einer Druckleiterplatte dargestellt, das jedoch gleichartige Elemente enthält. So ist die Erdungsfohe 26' als auf eine Lage 30' aufgeschichtet dargestellt, die mit Material 36 angefüllte Löcher 32 und in Verbindung damit eine Reihevvon wie bei 17 mit Öffnungen versehenen Signalwegen 16' aufweist, wobei diese Öffnungen zu den Kontaktaufnahmeöffnungen 38' in der Folie 26' und 39' in der Lage 30' ausgerichtet sind. Wie in Figur 5 ersichtlich, werden Signalkontakte 44 in die Kontaktaufnahmeöffnungen des Elements 22' eingebracht und z.B. durch Anlöten an Flächenverrundungen 50 mit den Signalwegen 16' verbunden. Die Kontakte 44 weisen Enden 48 auf, die durch entsprechende durchplattierte Löcher einer (nicht gezeigten) Druckleiterplatte durchgepaßt und an Leiterbahnen darauf angelötet werden würden und gegenüberliegende Enden 46 würden durch Gegenkontakte eines (nicht gezeigten) Gegenverbinders in Eingriff genommen werden. Bei der Verwendung der in Figur 5 dargestellten Ausführungsform würden die Flächen der Erdwegfolie 26' und des Signalweges 16' unabhängig von den Flächen von Erdbussen oder Signalleiterbahnen auf einer Druckleiterplatte dem gewünschten Schutz entsprechend ausgeführt werden. Im Bezug auf Figur 5 muß man verstehen, daß die Kontaktaufnahmeöffnungen 38' wesentlich größer als die Signalweglöcher 17 gemacht werden, damit die Erdwegfolie 26' nicht in Kontakt mit den Signalwegen 16' oder Kontakten 44 tritt.
Nunmehr Bezug nehmend auf Figur 6, wird eine alternative Ausführungsform der Erfindung in Bezug auf einen Verbinder 40' mit einem Gehäuse 42' und einer Erdabschirmung 43', die sich über wesentliche Teile der äußeren Oberfläche des Gehäuses 42' erstreckt, gezeigt. Wie ersichtlich ist, erstrecken sich die Kontakte 44' innerhalb des Gehäuses in einer senkrechten Richtung, um durch Kontakte eines in das Gehäuse 42' eingesteckten Gegenverbinders in Eingriff genommen zu werden. Das Gehäuse 42' enthält einen Boden 41', durch den die verschiedenen Kontakte 44' eingepaßt werden. An die Unterfläche des Bodens 41' wird ein elektrisches Überlastungsschutzelement 22' wie das in Figuren 4 und 5 gezeigte angebracht; man beachte die verschiedenen Elemente 26', 30' und 36' im Verhältnis zu den in Figur 6 gezeigten Signalwegen 16'. Man beachte auch das Verhältnis der Lötverbindung von 16' mit 44' und beachte in der Figur 6 die Verbindung mit einer Signalleiterbahn 56 an der Unterseite der Platte 12 durch den Kontakt 44' durch den Lötkegel 58. Die Abschirmung 43' ist z.B. durch den Lötkegel 52 an der Folie 26' und mit einem nicht gezeigten Erdungsbus an der Platte 12 geerdet.
Ein durch Kontakte 44 geführtes Signal mit einer Überspannungskomponente würde bewirken, daß die auf dem Signalweg 16' mit dem Material 36 vorliegende Spannung eine derartige Spannung effektiv am Erdweg über die Folie 26' erdet.
Die Figur 7 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform in der Form eines rechtwinkligen Verbinders 40" mit Elementen, die den im Bezug auf die Ausführungsform der Figur 6 beschriebenen entsprechen, mit der Ausnahme, daß sich die Signalkontakte 44" vom Gehäuse 42" erstrecken und im rechten Winkel abgebogen sind, damit sich die unteren Kontaktenden 48" durch die Platte 12 erstrecken, wobei die oberen Kontaktenden 46" parallel zur oberen Oberfläche der Platte liegen und in einer solchen Position freigelegt sind, daß sie durch Kontakte eines (nicht gezeigten) Gegenverbinders in Eingriff genommen werden können. Wie aus Figur 7 ersichtlich, ist die äußere leitfähige Hülse 43" durch Anlöten daran bei 52' im Bezug auf den Verbinder 40" mit dem Bus 26' verbunden. Auf diese Weise lassen sich Überspannungspegel durch mit der Erdungshülse 43" verbundene Erdleitungen ableiten.
Figur 9 zeigt eine Ausführungsform eines dünnen Elements 70 mit Signal- und Erdelektroden 72, 74 und mit einem dazwischen angeordneten Gewebe 76, das mit einem Material wie beispielsweise dem Material 36 der Figur 3 imprägniert ist. Es wird gezeigt, daß das Gewebe 76 aus Einzelfäden dielektrischen Materials gewoben ist, das ein Kunststoffmaterial oder ein natürliches Material wie beispielsweise Seide sein kann und eine Stärke von zwischen 0,00254 cm und 0,254 cm (0,001 und 0,10 Zoll) wie zum Beispiel vorzugsweise 0,00508 cm (0,002 Zoll) aufweist. Das Störspitzenunterdrückungsmaterial kann in das Gewebe imprägniert sein, indem es beispielsweise auf das Gewebe gelegt wird und durch sich drehende Rollen einer Gummimühle mit zwei Walzen oder einen Kalander in bis zu fünf Durchläufen darauf aufgepreßt wird; eine Elektrode kann wahlweise durch dieselbe oder ähnliche Vorrichtung auf das so imprägnierte Gewebe aufgepreßt werden. Das Material des Gewebes 76 kann auch aus Keramikfasern oder solchen aus feuerfestem Material bestehen und entweder Gewebe oder Vlies sein.

Claims

1. Kombination einer Schaltung (12) mit einem Erdleiter (26, 26v) und Signalleitern (16, 16v) und einem elektrischen Verbinder mit Kontakten (44, 44', 44"), dadurch gekennzeichnet, daß der Erdleiter (26, 26') und die Signalleiter (16, 16') im allgemeinen ebene Glieder sind, die Signalleiter (16, 16') die Kontakte (44, 44', 44") in elektrischer Verbindung damit umgeben, während der Erdleiter (26, 26') nicht in elektrischen Eingriff mit den Kontakten (44, 44', 44") tritt und daß ein elektrisches Störspitzenunterdrückungsmaterial (36, 36v') zwischen den Signalleitern (16, 16') und dem Erdleiter (26, 26') angeordnet und in ein dielektrisches Trägermaterial eingebettet ist, wobei sich das elektrische Störspitzenunterdrückungsmaterial im elektrischen Kontakt mit den Signalleitern (16, 16') und dem Erdleiter (26, 26') befindet, um ein Spannungsklemmelement in der Schaltung zu erzeugen.

2. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Unterdrückungsmaterial (36, 36') in einem synthetischen Filmmaterial (30, 30') eingebettet ist.

3. Kombination nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Unterdrückungsmaterial (36, 26') in einer in dem Filmmaterial (30, 30') ausgebildeten Matrix von Löchern (32) eingebettet ist.

4. Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Unterdrückungsmaterial (36, 36') eine Kombination aus einem Polymerbindemittel, einem Vernetzungsmittel, Aluminiumhydrat und einem leitfähigen Pulver umfaßt.

5. Kombination nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbinder ein Gehäuse (42, 42') mit Stiften (46, 48) oder Kontakten (44, 44', 44") umfaßt, die durch Stiftlöcher (20) in einer Leiterplatte (12) und durch Löcher (39, 39') im Filmmaterial (30, 30') hervorstehen.

6. Kombination nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontakte (44") in einer im wesentlichen rechtwinkligen Form abgebogen sind.

7. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Unterdrückungsmaterial (36) in einer geordneten Anordnung von im wesentlichen denselben Formen angeordnet ist.

8. Kombination nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterdrückungsmaterial (36) in einem gewobenen Gewebe suspendiert ist, um das Spannungsklemmelement zu erzeugen.