DE69737424T2 - PROTECTION DEVICE AGAINST TRANSIENT VOLTAGES AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF - Google Patents

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Edward G. University City GLASS
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Abstract

A method of making a transient voltage protection device includes forming conductive lines (12, 14) on a substrate (10) where the lines form conductive paths between electronic components. A gap of 3 mils or less is formed in at least one of the lines by cutting the line with a saw or a laser. The gap is covered or filled with a neat unfilled polymer, glass or ceramic (22) to prevent contamination of the air space in the gap.

Description

Hintergrundbackground

Die Erfindung der Anmelder betrifft allgemein Vorrichtungen zum Schutz einer elektrischen Ausrüstung und Verfahren zur Herstellung solcher Vorrichtungen, wobei diese Vorrichtungen gemeinhin als "Überspannungsschutzvorrichtungen" oder "Schutzvorrichtungen gegen transiente Spannungen" bezeichnet werden. Schutzvorrichtungen gegen transiente Spannungen wurden als Antwort darauf entwickelt, daß die sich ständig vergrößernde Anzahl von elektronischen Vorrichtungen, auf die die heutige Technologiegesellschaft angewiesen ist, vor hohen Spannungen geschützt werden müssen. Elektrische Überspannungen können beispielsweise durch eine elektrostatische Entladung oder Spannungsspitzen, die durch menschlichen Kontakt übertragen werden, erzeugt werden. Beispiele für eine elektrische Ausrüstung, die normalerweise eine Überspannungsschutzausrüstung verwendet, sind u. a. Telekommunikationssysteme, Computersysteme und Steuerungssysteme.The Applicant's invention generally relates to devices for protection an electrical equipment and methods for making such devices, these Devices commonly referred to as "overvoltage protection devices" or "protection devices against transient voltages " become. Protection against transient voltages were as Response developed to the fact that the constantly increasing number from electronic devices to which today's technology society instructed to be protected from high voltages. Electrical overvoltages can for example, by an electrostatic discharge or voltage spikes, the transmitted through human contact will be generated. Examples of electrical equipment that usually uses a surge protective equipment, are u. a. Telecommunication systems, computer systems and control systems.

Jüngste Entwicklungen in der Technologie des Überspannungsschutzes konzentrieren sich auf die Verwendung eines Materials mit einer variablen Impedanz, die beispielsweise einen Signalleiter mit einem Erdleiter verbindet. Das impedanzvariable Material weist einen relativ hohen Widerstand auf (hier als "Aus-Zustand" bezeichnet), wenn die Spannung und/oder der Strom, der durch den Signalleiter fließt, in einem vorgegebenen Bereich ist, während der Signalleiter nicht geerdet ist.Recent developments in the technology of overvoltage protection focus on using a material with one variable impedance, for example, a signal conductor with a Earth conductor connects. The impedance variable material has a relative high resistance (referred to here as "off state") when the voltage and / or the current flowing through the signal conductor in one given area is while the signal conductor is not earthed.

Wenn jedoch der Signalleiter einer Spannung ausgesetzt wird, die die Schwelle überschreitet, für die das impedanzvariable Material (und die Überspannungsschutzvorrichtung im allgemeinen) ausgelegt worden ist, dann ändert sich die elekt rische Charakteristik des impedanzvariablen Materials, so daß das Material eine relativ niedrige Impedanz aufweist (hier als "Ein-Zustand" bezeichnet). Dabei wird die Impuls- oder Überspannung, der der Signalleiter ausgesetzt ist, zum Erdleiter abgeleitet, und die Spannung, die dem Impuls zugeordnet ist, wird für die Dauer des Impulses auf einen relativ niedrigen Wert begrenzt. Dabei wird die Schaltungsanordnung, die dem Signalleiter zugeordnet ist, geschützt.If However, the signal conductor is subjected to a voltage that the Exceeds threshold for which the impedance variable material (and the overvoltage protection device in general) has been designed, then changes the elec- tic Characteristic of the impedance variable material, so that the material has a relatively low impedance (referred to herein as "on-state"). there becomes the impulse or overvoltage, which is exposed to the signal conductor, derived to the earth conductor, and the voltage associated with the pulse will last for the duration of the pulse is limited to a relatively low value. It will the circuitry associated with the signal conductor is protected.

Das impedanzvariable Material erholt sich, nachdem der Spannungs- oder Stromimpuls hindurchgelaufen ist, und kehrt zu seinem Zustand hoher Impedanz zurück. Der Signalleiter und die zugeordnete Schaltungsanordnung können also ihren normalen Betrieb fortsetzen, kurz nachdem der Impuls geendet hat.The impedance variable material recovers after the voltage or Current pulse has passed, and returns to its higher state Impedance back. The signal conductor and the associated circuit arrangement can thus continue normal operation shortly after the pulse has ended Has.

Es sind verschiedene Typen von impedanzvariablen Materialien, mitunter auch als "überspannungsempfindliche Verbindungen" bezeichnet, bekannt. Diese Materialien können beispielsweise als ein Gemisch aus leitenden und/oder halbleitenden Partikeln hergestellt sein, die als Matrix in einem Bindematerial suspendiert sind, das beispielsweise ein Isolierharz sein kann. Zahlreiche Beispiele für diese Typen von Materialien finden sich in der Patentliteratur, einschließlich US-Patent 5 393 596 und 5 260 848 von Childers, US-Patent 4 977 357 und 5 068 634 von Shrier und US-Patent 5 294 374 von Martinez.It are different types of variable impedance materials, sometimes also called "over-voltage sensitive Compounds ", known. These materials can for example as a mixture of conductive and / or semiconductive particles be prepared, which is suspended as a matrix in a binding material are, which may be an insulating resin, for example. Numerous examples for these guys Materials are found in the patent literature, including U.S. Patent 5,393,596 and 5,260,848 to Childers, U.S. Patent 4,977,357 and 5,068,634 to Shrier and U.S. Patent 5,294,374 to Martinez.

Das US-Patent 5 278 535 von Xu et al. beschreibt eine elektrische Überspannungsimpulsschutzvorrichtung, die ein impedanzvariables Material verwendet. Insbesondere stellen Xu et al. ein dünnes flexibles Laminat zum Aufbringen als Deckschicht auf die Anschlußstifte eines Verbinders bereit. Das Laminat weist ein elektrisch isolierendes Substrat, eine mit Löchern versehene leitende dünne Anschlußstiftaufnahme-Kontaktschicht, ein getrenntes Erdungsband nahe den Kontakten und einen elektrisch isolierenden Überzug auf. Das elektrische überlastungsimpulsempfindliche Verbundmaterial ist so positioniert, daß es die Kontakte und das Erdungsband überbrückt.The U.S. Patent 5,278,535 to Xu et al. describes an electrical surge protection device, which uses an impedance variable material. In particular, ask Xu et al. a thin one flexible laminate for application as a cover layer on the pins a connector ready. The laminate has an electrically insulating substrate, one with holes provided conductive thin pin receptacle contact layer separate grounding strap near the contacts and an electrically insulating coating. The electrical overload pulse sensitive Composite is positioned to bridge the contacts and ground strap.

Das Patent von Xu et al. verwendet jedoch herkömmliche Halbleiterherstellungstechniken, um die Impulsschutzvorrichtung herzustellen, nämlich das Ausbilden des Substrats aus ei nem herkömmlichen Harzmaterial, z. B. des Typs, der normalerweise für Substrate von gedruckten Leiterplatten verwendet wird. Ebenso beschreiben Xu et al. die Ausbildung der leitenden Elemente unter Verwendung von Ätztechniken, die auch in der Halbleiterherstellung bekannt sind. Diese Techniken sind zwar geeignet, wenn man mit Dünnfilmmetalleitern arbeitet, aber die Anmelder haben festgestellt, daß andere Techniken und Materialien erwünschter sind, wenn Signal- und Erdleitungselemente mit einer größeren Dicke, z. B. in der Größenordnung von 0,5 bis 1,0 mil (0,0127 mm bis 0,0254 mm) oder mehr hergestellt werden.The Patent by Xu et al. however, uses conventional semiconductor fabrication techniques, to produce the impulse protection device, namely the formation of the substrate from a conventional one Resin material, for. Of the type normally used for substrates used by printed circuit boards. Also describe Xu et al. the formation of the conductive elements using etching techniques, which are also known in semiconductor production. These techniques are suitable when working with thin film metal conductors, but the applicants have found that other techniques and materials desirable are when signal and ground elements with a greater thickness, z. B. in the order of magnitude from 0.5 to 1.0 mils (0.0127 mm to 0.0254 mm) or more become.

US-A-3 676 742 offenbart eine Vorrichtung zum Schutz von transienten Überspannungen mit einem Substrat mit leitenden Leitungen zum Verbinden elektrischer Komponenten und mit einer Funkenstrecke, die mit Luft oder Glas gefüllt ist.US-A-3 676 742 discloses a device for the protection of transient overvoltages with a substrate with conductive lines for connecting electrical Components and with a spark gap, with air or glass filled is.

US-A-4 586 105 offenbart eine Hochspannungsschutzvorrichtung mit einem mit Band überzogenen Lichtbogenspalt von 2,5 bis 15 mil (0,0635 bis 0,381 mm) zwischen den Entladungspunkten.US-A-4 586 105 discloses a high voltage protection device with a covered with tape Arc gap of 2.5 to 15 mils (0.0635 to 0.381 mm) between the discharge points.

ZusammenfassungSummary

Bei der Herstellung einer Funkenstrecke bzw. eines Spalts zwischen einem Signalleiter und einem Erdleiter, der mit einem impedanzvariablen Material zu füllen ist, haben die Anmelder festgestellt, daß eine wiederholbare Genauigkeit der Spaltabmessungen für die Herstellung eines kommerziell erwünschten Produkts wichtig ist. Die Genauigkeit der Spaltabmessungen sind bedeutsam, da die elektrische Charakteristik der Vorrichtung, z. B. die Triggerspannung, die Begrenzungsspannung und die Stromdichte, teilweise durch die Größe und Form des Spalts bestimmt wird.In the production of a spark gap or a gap between a signal conductor and egg In an earth conductor to be filled with an impedance variable material, Applicants have found that repeatable accuracy of gap dimensions is important to the manufacture of a commercially desirable product. The accuracy of the gap dimensions are significant because the electrical characteristics of the device, e.g. As the trigger voltage, the limiting voltage and the current density, is determined in part by the size and shape of the gap.

Demzufolge wäre es erwünscht, neue Techniken zur Herstellung von Überspannungsschutzvorrichtungen zu entwickeln, bei denen der Spalt zwischen einem Signalleiter und einem Erdleiter mit einem hohen Grad an Genauigkeit ausgebildet ist, wobei die Genauigkeit in einer Herstellungsumgebung wiederholbar ist und dennoch Techniken nicht so teuer sind, daß die entstehenden Überspannungsschutzvorrichtungen kostenmäßig am Markt nicht konkurrieren können. Gleichzeitig wäre es erwünscht, die Materialien zu optimieren, die verwendet werden, um solche Vorrichtungen herzustellen, um eben diese Aufgaben zu lösen. Diese Aufgaben werden mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst.As a result, would it be he wishes, new techniques for the production of overvoltage protection devices to develop in which the gap between a signal conductor and a ground conductor formed with a high degree of accuracy where repeatability is repeatable in a manufacturing environment and yet techniques are not so expensive that the resulting surge protectors in terms of costs in the market can not compete. At the same time it wanted to optimize the materials used to make such devices to accomplish these tasks. These tasks will be with the features of the claims solved.

Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung weist ein Verfahren zur Herstellung einer Überspannungsschutzvorrichtung beispielsweise mit einem Erdleiter und mindestens einem anderen Leiter die folgenden Schritte auf: Bereitstellen eines Substrats; Ausbilden einer leitenden Schicht auf dem Substrat; und Einsägen der leitenden Schicht auf dem Substrat, um einen Spalt zu erzeugen, der die leitende Schicht mindestens in den Erdleiter und den mindestens einen anderen Leiter trennt. Das Substrat kann aus einem Keramikmaterial oder Nichtkeramikmaterialien, z. B. FR-4, ausgebildet sein. Wenn ein Keramikmaterial als Substrat verwendet wird, dann wird bevorzugt, daß ein solches Keramikmaterial eine Dichte von weniger als etwa 3,8 g/cm3 hat. Beispielsweise sind Forsterit und Calciumborsilicat zwei solche Keramikmaterialien. Das Sägen zur Erzeugung des Spalts kann beispielsweise mit einer Diamanttrennsäge beispielsweise mit Diamantpartikeln erfolgen, die vorzugsweise nicht größer als 5 μm sind.According to an exemplary embodiment of the invention, a method for producing an overvoltage protection device, for example with a ground conductor and at least one other conductor, comprises the following steps: providing a substrate; Forming a conductive layer on the substrate; and sawing the conductive layer on the substrate to create a gap separating the conductive layer at least into the ground conductor and the at least one other conductor. The substrate may be made of a ceramic material or non-ceramic materials, e.g. B. FR-4, be formed. When a ceramic material is used as a substrate, it is preferred that such a ceramic material have a density of less than about 3.8 g / cm 3 . For example, forsterite and calcium borosilicate are two such ceramic materials. Sawing to create the gap can be done, for example, with a diamond cutting saw, for example with diamond particles, which are preferably not greater than 5 microns.

Gemäß einer weiteren exemplarischen Ausführungsform der Erfindung weist eine Vorrichtung auf: ein Keramiksubstrat mit einer Dichte von weniger als etwa 3,8 g/cm3, einen Erdleiter und mindestens einen anderen Leiter, die auf dem Keramiksubstrat ausgebildet sind, so daß sie im wesentlichen koplanar sind und durch einen Spalt voneinander getrennt sind; und ein impedanzvariables Material, das im Spalt angeordnet ist und in Kontakt mit dem Erdleiter und dem mindestens einen anderen Leiter ist. Das Keramiksubstrat hat vorzugsweise eine Rohdichte von weniger als 3,5 g/cm3 und optimal eine Dichte von weniger als 3,0 g/cm3. Insbesondere haben die Anmelder Forsterit (2MgSiO2) mit einer Volumendichte von 2,8 g/cm3 und Calciumborsilicat mit einer Volumendichte von 2,5 g/cm3 als Materialien erkannt, die für erfindungsgemäße Substrate gut geeignet sind. Durch eine erfindungsgemäße Auswahl von keramik- oder glasbasierten Materialien kann der Spalt zwischen dem Erd- und dem Signalleiter mit den gewünschten Abmessungen und einer guten Kantenschärfe genau ausgebildet werden.According to another exemplary embodiment of the invention, an apparatus comprises: a ceramic substrate having a density of less than about 3.8 g / cm 3, a ground conductor and at least one other conductor formed on the ceramic substrate, so that they are substantially coplanar are separated by a gap; and an impedance variable material disposed in the gap and in contact with the ground conductor and the at least one other conductor. The ceramic substrate preferably has a bulk density of less than 3.5 g / cm 3 and optimally a density of less than 3.0 g / cm 3 . In particular, Applicants have identified forsterite (2MgSiO 2 ) with a bulk density of 2.8 g / cm 3 and calcium borosilicate with a bulk density of 2.5 g / cm 3 as materials which are well suited for substrates of the invention. By a selection according to the invention of ceramic or glass-based materials, the gap between the ground and the signal conductor with the desired dimensions and a good edge sharpness can be accurately formed.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Die Merkmale und Vorteile der Erfindung der Anmelder werden beim Lesen dieser Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen verständlich, die folgenden zeigen:The Features and advantages of applicants' invention will become apparent upon reading understand this description in conjunction with the drawings, the following show:

1A stellt einen Abschnitt eines diskreten Überspannungsschutzelements dar; 1A represents a portion of a discrete overvoltage protection element;

1B stellt das diskrete Überspannungsschutzelement gemäß 1A mit dem impedanzvariablen Material dar; 1B provides the discrete overvoltage protection element according to 1A with the impedance variable material;

2A bis 2D zeigen diskrete Überspannungsschutzelemente in verschiedenen Stadien der Herstellung zur Darstellung von Verfahren zur erfindungsgemäßen Herstellung solcher Elemente; 2A to 2D show discrete overvoltage protection elements in various stages of manufacture for the representation of methods for producing such elements according to the invention;

3 stellt eine Diamanttrennsäge dar, die verwendet wird, um eine erfindungsgemäße Funkenstrecke bzw. Spalt zwischen Leitern zu sägen; 3 FIG. 5 illustrates a diamond cutting saw used to saw a spark gap or gap between conductors according to the invention; FIG.

4A bis 4F stellen eine erfindungsgemäße Überspannungsschutzvorrichtung dar, die an einem Verbinder angebracht werden kann; und 4A to 4F illustrate an overvoltage protection device according to the invention, which can be attached to a connector; and

5 stellt ein Diagramm des Stroms und der Spannung bei einem Versuch einer erfindungsgemäß hergestellten Vorrichtung dar. 5 FIG. 12 illustrates a graph of current and voltage in an attempt of a device made in accordance with the invention. FIG.

Ausführliche BeschreibungDetailed description

Eine exemplarische Ausführungsform der Erfindung ist in 1A und 1B dargestellt, wobei diese Figuren dazu dienen, die hierin verwendete Terminologie zu erklären. 1 zeigt ein diskretes Überspannungsschutzelement, d. h. ein Überspannungsschutzelement, das als Teil einer Leiterplatte verwendet werden kann, wobei jedoch auch andere Anwendungen der Erfindung denkbar sind, z. B. die Verwendung von erfindungsgemäßen Überspannungsschutzvorrichtungen als Teil eines Verbinders. Das diskrete Überspannungsschutzelement weist ein Substrat 10 auf, auf dem zwei Leiter 12 und 14 ausgebildet sind. In diesem Beispiel ist der Leiter 12 der Erdleiter, während der Leiter 14 ein signal- oder stromführender Leiter ist. Eine Funkenstrecke bzw. ein Spalt 16 ist zwischen den Leitern 12 und 14 ausgebildet. Man beachte, daß 1A zwar den Spalt als sich bis zur Oberfläche des Substrats 10 erstreckend darstellt, aber bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung ein Erstrecken des Spalts in das Substrat hinein aufweisen. Wie oben beschrieben, hängt die elektrische Charakteristik des Überspannungsschutzelements teilweise von der Genauigkeit ab, mit der der Spalt 16 ausgebildet ist. Die Genauigkeit der Tiefe, Breite und Gleichförmigkeit der Kanten 18 und 20 (hierin als "Kantenschärfe" bezeichnet), die dem Spalt 16 zugeordnet ist, wird durch die nachstehend beschriebenen Techniken genau gesteuert.An exemplary embodiment of the invention is in 1A and 1B These figures serve to explain the terminology used herein. 1 shows a discrete overvoltage protection element, ie an overvoltage protection element, which can be used as part of a printed circuit board, but other applications of the invention are conceivable, for. B. the use of overvoltage protection devices according to the invention as part of a connector. The discrete overvoltage protection element has a substrate 10 on, on the two ladder 12 and 14 are formed. In this example, the leader is 12 the earth conductor, while the conductor 14 is a signal or live conductor. A spark gap or a gap 16 is between the ladders 12 and 14 out educated. Note that 1A Although the gap than down to the surface of the substrate 10 extending, but preferred embodiments of the invention comprise extending the gap into the substrate. As described above, the electrical characteristic of the overvoltage protection element depends in part on the accuracy with which the gap 16 is trained. The accuracy of the depth, width and uniformity of the edges 18 and 20 (referred to herein as "edge sharpness") corresponding to the gap 16 is accurately controlled by the techniques described below.

1B zeigt das diskrete Überspannungsschutzelement gemäß 1A, wobei ein impedanzvariables Material 22 den Spalt 16 füllt. Erfindungsgemäß kann jedes bekannte impedanzvariable Material verwendet werden, einschließlich solcher, die in den oben erwähnten Patenten beschrieben sind, sowie solcher, die aus dielektrischen Polymeren, Glas, Keramik und deren Verbundstoffen hergestellt sind. Diese Materialien können beispielsweise leitende und/oder halbleitende Partikel aufweisen oder mit diesen gemischt sein, um die gewünschte elektrische Charakteristik zu erreichen. Obwohl jedes impedanzvariable Material verwendet werden kann, ist ein gegenwärtig bevorzugtes impedanzvariables Material dasjenige, das von SurgX Corporation hergestellt wird und von SurgX als Formulierung Nr. F1-6B bezeichnet wird. 1B shows the discrete overvoltage protection element according to 1A , being an impedance variable material 22 the gap 16 crowded. Any known variable impedance material may be used in the invention, including those described in the aforementioned patents, as well as those made from dielectric polymers, glass, ceramics and their composites. For example, these materials may include or may be mixed with conductive and / or semiconductive particles to achieve the desired electrical characteristics. Although any impedance variable material may be used, a presently preferred impedance variable material is that manufactured by SurgX Corporation and referred to by SurgX as formulation # F1-6B.

Nachdem die Struktur eines erfindungsgemäßen exemplarischen diskreten Überspannungsschutzelements beschrieben worden ist, wird nachstehend ein Verfahren zur Herstellung von Überspannungsschutzvorrichtungen mit Bezug auf 2A bis 2F beschrieben. Viele solche Vorrichtungen können auf einer einzelnen Scheibe hergestellt werden. Der Prozeß beginnt mit der Auswahl eines geeigneten Materials für die Substratscheibe 30. Obwohl der Einfachheit halber in 2A als Rechteck dargestellt, wird der Fachmann anerkennen, daß die Form der Scheibe, die von einem Scheibenhersteller bereitgestellt wird, variieren kann und beispielsweise kreisförmig sein kann.Having described the structure of an exemplary discrete overvoltage protection element according to the present invention, a method of manufacturing overvoltage protection devices will now be described with reference to FIG 2A to 2F described. Many such devices can be manufactured on a single disc. The process begins with the selection of a suitable material for the substrate wafer 30 , Although for simplicity's sake 2A As a rectangle, those skilled in the art will appreciate that the shape of the disk provided by a disk manufacturer may vary and may be, for example, circular.

Da die Anmelder festgestellt haben, daß die Ausbildung des Spalts durch Sägen eine bevorzugte Technik ist, um den ge wünschten, genau bemessenen Spalt zwischen den Leitern auszubilden, wird ein keramik- oder glasbasiertes Material als Substrat 30 bevorzugt. Obwohl die vorliegende Erfindung jedes beliebige Keramikmaterial und glasbasierte Material vorschlägt, ist festgestellt worden, daß bestimmte keramik- und glasbasierte Materialien vom Standpunkt der Herstellung optimal sind. Insbesondere sollten keramik- und glasbasierte Materialien gewählt werden, die eine ausreichend niedrige Dichte haben, so daß eine Diamanttrennsäge den Spalt (1) mit einer ausreichenden Kantenschärfe herstellen kann und (2) ohne die Säge so schnell, wie es ökonomisch nicht tragbar wäre, zu verschleißen.Since Applicants have found that the formation of the gap by sawing is a preferred technique to form the desired, accurately sized gap between the conductors, a ceramic or glass-based material becomes a substrate 30 prefers. Although the present invention proposes any ceramic material and glass-based material, it has been found that certain ceramic and glass-based materials are optimal from a manufacturing standpoint. In particular, ceramic and glass-based materials should be chosen that have a sufficiently low density so that a diamond cutting saw can produce the gap (1) with sufficient edge acuity and (2) without the saw as fast as it would not be economically viable wear out.

Auf der Grundlage ihrer Versuche haben die Anmelder festgestellt, daß bevorzugte keramik- und/oder glasbasierte Materialien eine Dichte von weniger als 3,8 g/cm3, vorzugsweise weniger als 3,5 g/cm3 und optimal eine Dichte von weniger als 3,0 g/cm3 haben. Insbesondere haben die Anmelder Forsterit (2MgSiO2) mit einer Volumendichte von 2,8 g/cm3 und Calciumborsilicat mit einer Volumendichte von 2,5 g/cm3 als Materialien erkannt, die für erfindungsgemäße Substrate gut geeignet sind. Der Fachmann wird jedoch anerkennen, daß jede Keramik, z. B. ein Material im ternären MgO-A2O3-SiO2-System, oder andere Materialien mit ähnlichen Eigenschaften oder Glasverbundmaterialien mit einer hinreichend niedrigen Volumendichte, bei denen Sägen anderweitig möglich ist, als erfindungsgemäßes Substrat verwendet werden können.Based on their experiments, applicants have found that preferred ceramic and / or glass-based materials have a density of less than 3.8 g / cm 3, preferably less than 3.5 g / cm3 and optimally a density of less than 3 , 0 g / cm 3 . In particular, Applicants have identified forsterite (2MgSiO 2 ) with a bulk density of 2.8 g / cm 3 and calcium borosilicate with a bulk density of 2.5 g / cm 3 as materials which are well suited for substrates of the invention. However, those skilled in the art will recognize that any ceramic, e.g. As a material in the ternary MgO-A 2 O 3 -SiO 2 system, or other materials with similar properties or glass composite materials with a sufficiently low bulk density, where sawing is otherwise possible, can be used as the inventive substrate.

Nach Auswahl eines geeigneten Substrats 30 besteht der nächste Schritt, dessen Ergebnis in 2B dargestellt ist, darin, das Substrat mit einer Metallisierung zu strukturieren. In dieser exemplarischen Ausführungsform, wo diskrete Überspannungsschutzvorrichtungen hergestellt werden, kann die Metallisierung die Form von langgestreckten Leitungen 32 haben, die auf dem Substrat 30 durch Bereiche 34 beabstandet sind. Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung können die Metallisierungsleitungen 32 durch Aufbringen von Silberpalladium mittels Siebdruck auf das Substrat 30 ausgebildet werden. Selbstverständlich wird der Fachmann anerkennen, daß andere leitende Materialien verwendet werden könnten, einschließlich beispielsweise Kupfer, Gold, Nickel usw.After selecting a suitable substrate 30 The next step is the result in 2 B is to pattern the substrate with a metallization. In this exemplary embodiment, where discrete overvoltage protection devices are fabricated, the metallization may take the form of elongated leads 32 have that on the substrate 30 through areas 34 are spaced. According to an exemplary embodiment of the invention, the metallization lines 32 by applying silver palladium to the substrate by screen printing 30 be formed. Of course, those skilled in the art will appreciate that other conductive materials could be used, including, for example, copper, gold, nickel, etc.

Die Breite und Dicke der Leitungen 32 kann auf der Grundlage der Belastungen gewählt werden, die für die herzustellenden diskreten Überspannungsschutzelemente gewünscht sind. Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform haben die Anmelder festgestellt, daß eine Breite von etwa 0,040 Inch (1,016 mm) und eine Dicke von 0,5 bis 1,0 mil (0,0127 bis 0,0254 mm) ein gute Funktion ermöglichen, wobei jedoch der Fachmann anerkennen wird, daß diese Werte lediglich zu Illustrationszwecken hierin aufgeführt sind.The width and thickness of the cables 32 may be selected based on the loads desired for the discrete overvoltage protection elements to be fabricated. In an exemplary embodiment, Applicants have found that a width of about 0.040 inches (1.016 mm) and a thickness of 0.5 to 1.0 mils (0.0127 to 0.0254 mm) allow for good performance, however It will be appreciated by those skilled in the art that these values are presented herein for purposes of illustration only.

Nachdem die Metallisierung auf der Substratscheibe 30 ausgebildet worden ist, werden die Sägeoperationen durchgeführt, um die Spalte zwischen den Leitern auszubilden und die Substratscheibe 30 in ihre einzelnen diskreten Überspannungsschutzvorrichtungen zu vereinzeln. Wie bereits ausgeführt, haben die Anmelder das Sägen gegenüber anderen Techniken ausgewählt, die verwendet werden könnten, um den Spalt zwischen den Leitern auszubilden, z. B. das Einschneiden des Spalts mit einem Laser, und zwar wegen seiner Genauigkeit in bezug auf die Spaltbreite, Tiefe und Kantenschärfe. Näheres zu Diamanttrenntechniken, die verwendet werden können, um die Spalten einzuschneiden und das Scheibensubstrat 30 zu vereinzeln, sind nachstehend ausgeführt.After the metallization on the substrate disk 30 has been formed, the sawing operations are performed to form the gaps between the conductors and the substrate wafer 30 into their individual discrete overvoltage protection devices. As already stated, the Applicants have selected sawing over other techniques that could be used to form the gap between the conductors, e.g. B. cutting the gap with a laser, because of its accuracy in terms of gap width, depth and edge sharpness. More about diamond cutting techniques that can be used to cut in the gaps and the disk substrate 30 to be singulated are set out below.

Um den gesägten Spalt darzustellen, der zwischen den beiden Leitern ausgebildet ist, ist eine einzelne diskrete Vorrichtung, die aus einem Ausschnitt 36 des Scheibensubstrats 30 ausgeschnitten ist, in 2C vergrößert. Diese Vorrichtung wurde vom Scheibensubstrat 30 abgeschnitten, indem horizontal durch die Substratscheibe 30 entlang der Bereiche 34 und vertikales entlang der Metallisierung 32 gesägt wurde. Wenn ein Spalt 40 vollständig durch die Metallisierung 32 hindurch und teilweise durch das Scheibensubstrat 30 hindurch gesägt wird, werden die beiden getrennten Leiter 42 und 44 ausgebildet, von denen einer geerdet werden kann, wenn er an einer gedruckten Leiterplatte (nicht dargestellt) angebracht wird.To illustrate the sawed gap formed between the two conductors is a single discrete device consisting of a cutout 36 of the disk substrate 30 is cut out, in 2C increased. This device was from the disk substrate 30 cut off by passing horizontally through the substrate disc 30 along the areas 34 and vertical along the metallization 32 sawed. If a gap 40 completely through the metallization 32 through and partially through the disk substrate 30 sawn through, the two separate conductors 42 and 44 one of which may be grounded when attached to a printed circuit board (not shown).

Der Spalt 40 kann so gesägt werden, daß er eine beliebige gewünschte Breite hat, beispielsweise zwischen 0,5 und 3,0 mil (0,0127 und 0,0762 mm), vorzugsweise zwischen 0,8 und 1,1 mil (0,0203 und 0,02794 mm) und besonders bevorzugt etwa 1 mil (0,0254 mm). Der Fachmann wird anerkennen, daß andere Spaltbreiten erwünscht sein können, z. B. kann die Spaltbreite erhöht werden, um die Begrenzungsspannung zu erhöhen oder einfach um die Herstellung weniger komplex zu machen, und daß solche Varianten im Schutzbereich der Erfindung liegen. Die Vorrichtung kann dann abgeschlossen werden, indem jedes Ende mit einem leitenden Material 46 abgedeckt wird.The gap 40 can be sawed to have any desired width, for example between 0.5 and 3.0 mils (0.0127 and 0.0762 mm), preferably between 0.8 and 1.1 mils (0.0203 and 0 , 02794 mm), and more preferably about 1 mil (0.0254 mm). Those skilled in the art will recognize that other gap widths may be desired, e.g. For example, the nip width can be increased to increase the limiting stress, or simply to make it less complex to manufacture, and that such variations are within the scope of the invention. The device can then be completed by placing each end with a conductive material 46 is covered.

Der Spalt wird dann mit einem impedanzvariablen Material 48 gefüllt, wie in 2D dargestellt. Wie oben beschrieben, kann ein beliebiges bekanntes impedanzvariables Material verwendet werden, wobei jedoch das gegenwärtig bevorzugte Material von SurgX Corporation vertrieben wird und als dessen Formulierung Nr. F1-6B bezeichnet wird. In der exemplarischen Ausführungsform, die in 2D dargestellt ist, kann ein kreisförmiger Abschnitt des impedanzvariablen Materials 48 aufgebracht werden, um den Spalt 40 zu überbrücken, und eine annähernd kreisförmigen Platzbedarf von etwa 0,050 Inch (1,27 mm) auf diesem haben. Gemäß einer exemplarischen Ausführungsform wird das impedanzvariable Material 48 in den Spalt 40 unter Verwendung einer Spritze unter Zwang eingebracht, so daß das Material im wesentlichen den Spalt 40 vollständig ausfüllt. Um sicherzustellen, daß das impedanzvariable Material 48 die gesamte Fläche der Spaltkanten jedes Leiters (d. h. die Kanten 18 und 20 in 1) im wesentlichen berührt, kann der Spalt 40 unter der Oberfläche der Substratscheibe 30 eingesägt werden. Beispielsweise kann sich der Spalt etwa 0,005 Inch (0,127 mm) jenseits der Metallisierung in die Substratscheibe 30 erstrecken.The gap is then filled with a variable impedance material 48 filled, as in 2D shown. As described above, any known impedance variable material may be used, however, the currently preferred material is sold by SurgX Corporation and referred to as its formulation number F1-6B. In the exemplary embodiment shown in FIG 2D may be a circular portion of the impedance variable material 48 be applied to the gap 40 to bridge, and have an approximately circular footprint of about 0.050 inches (1.27 mm) on this. According to an exemplary embodiment, the impedance variable material becomes 48 in the gap 40 forced using a syringe, so that the material substantially the gap 40 completely filled out. To ensure that the impedance variable material 48 the entire area of the gap edges of each conductor (ie the edges 18 and 20 in 1 ) substantially touched, the gap 40 below the surface of the substrate disk 30 be sawed. For example, the gap may be about 0.005 inches (0.127 mm) beyond the metallization into the substrate wafer 30 extend.

Sägen ist die bevorzugte Technik zur Ausbildung des Spalts zwischen den Leitern, in die das impedanzvariable Material eingeführt wird, und zwar unter anderem wegen der Genauigkeit, mit der der Spalt hergestellt werden kann. Das Sägen erfordert die Aufwendung eines Drucks auf ein Material, so daß dieses absplittert, um eine Öffnung zu bilden. Um einen Spalt mit einer hinreichenden Genauigkeit in bezug auf die Breite, Tiefe und Kantenschärfe zu erreichen, sollten die Parameter des Sägevorgangs daher sorgfältig gesteuert werden. Gemäß exemplarischen Ausführungsformen der Erfindung wird eine Diamanttrennsäge verwendet, wie in 3 dargestellt.Sawing is the preferred technique for forming the gap between the conductors into which the impedance variable material is introduced, among other things because of the accuracy with which the gap can be made. Sawing requires the application of pressure to a material so that it splinters to form an opening. In order to achieve a gap with sufficient accuracy in terms of width, depth and edge sharpness, therefore, the parameters of the sawing process should be carefully controlled. According to exemplary embodiments of the invention, a diamond cutting saw is used, as in FIG 3 shown.

Die Säge weist eine Sägenabe 50 und eine Spindel 52 auf, an der das Sägeblatt 54 drehbar angeordnet ist. Als Alternative kann eine nabenlose Säge verwendet werden. Das Sägeblatt 54 kann beispielsweise 1 mil (0.0254 mm) dick und vorzugsweise mit einer Lösung aus Nickel- und Diamantpartikeln elektroplattiert sein. Die Größe der Diamantpartikel beeinflußt die Größe der Splitter und somit die Kantenschärfe. Demzufolge haben die Anmelder festgestellt, daß die Diamantpartikel vorzugsweise 5 μm oder weniger groß sein sollten. Andere Sägeparameter beeinflussen auch die Genauigkeit des Spalts. Insbesondere sollte der freiliegende Teil ("E" in 3) des Blattes 54 jenseits der Nabe 50 minimiert werden, um ein Flattern des Blattes und diesbezügliche Ungenauigkeiten in der Spaltbreite zu vermeiden. Darüber hinaus sollte auch die Vorschubgeschwindigkeit des Substrats in bezug auf die Säge und die Spindeldrehzahl des Blattes berücksichtigt werden, wie der Fachmann anerkennen wird.The saw has a saw hub 50 and a spindle 52 on, on the saw blade 54 is rotatably arranged. As an alternative, a hunterless saw can be used. The saw blade 54 For example, it may be 1 mil (0.0254 mm) thick and preferably electroplated with a solution of nickel and diamond particles. The size of the diamond particles affects the size of the chips and thus the edge sharpness. Accordingly, Applicants have found that the diamond particles should preferably be 5 μm or less in size. Other sawing parameters also affect the accuracy of the gap. In particular, the exposed part ("E" in 3 ) of the leaf 54 beyond the hub 50 be minimized to avoid fluttering of the sheet and related inaccuracies in the gap width. In addition, the feed rate of the substrate with respect to the saw and the spindle speed of the sheet should also be considered, as will be appreciated by those skilled in the art.

Obwohl die vorstehenden exemplarischen Ausführungsformen in bezug auf diskrete Überspannungsschutzelemente beschrieben worden sind, die direkt in gedruckte Leiterplatten einbezogen werden können, wird der Fachmann auch anerkennen, daß die Erfindung auf jeden physischen Aufbau einer Überspannungsschutzvorrichtung angewendet werden kann. Beispielsweise können die Herstellungsschritte, die oben für die Herstellung und Trennung mehrerer diskreter Vorrichtungen von einer großen Scheibe beschrieben sind, auch verwendet werden, um eine mit einem Durchgangsloch versehene elektrische Schutzvorrichtung zur Verwendung mit einem beliebigen aus einer Vielzahl von elektrischen Verbindern, z. B. ein RJ-(d. h. Telefon-)Stecker, ein D-SUB-Stecker (d. h. Mehrfachpin-Computerkabelstecker) usw., herzustellen. Solche elektrische Schutzvorrichtungen haben im wesentlichen die gleiche Strukturcharakteristik in allen elektrischen Verbindern, mit Ausnahme von Abweichungen in Form/Größe und Schaltungsstruktur, wie der Fachmann anerkennen wird.Although the foregoing exemplary embodiments have been described with respect to discrete overvoltage protection elements that may be incorporated directly into printed circuit boards, those skilled in the art will also appreciate that the invention can be applied to any physical structure of overvoltage protection device. For example, the fabrication steps described above for the fabrication and separation of multiple discrete devices from a large disc may also be used to provide a through-hole electrical protection device for use with any of a variety of electrical connectors, e.g. An RJ (ie, telephone) connector, a D-SUB connector (ie, multiple-pin computer cable connector), and so on. Such electrical protection devices have substantially the same structural characteristic in all electrical connectors, except for variations in Shape / size and circuit structure, as the skilled person will recognize.

Für jeden Verbinder wird eine verbinderbezogene Vorrichtung derartig verwendet, daß mindestens ein Verbinderanschlußstift in ein Durchgangsloch in der Vorrichtung paßt, wobei mindestens einen Erdanschlußstift in mindestens ein Erdungsdurchgangsloch in der Vorrichtung paßt und das/die Erdungsdurchgangsloch/löcher in der Vorrichtung elektrisch von dem/den anderen Durchgangsloch/löchern getrennt sind, bis ein Überspannungszustand auftritt. Als Beispiel für diesen Typ von Ausführungsform der Erfindung wird daher nur eine Schutzvorrichtung für einen RJ-11-Verbinder zu Darstellungszwecken beschrieben.For each Connector is a connector-related device used in such a way that at least a connector pin into a through hole in the device, wherein at least one ground pin in at least one grounding hole in the device fits and / the Grounding through hole / holes electrically separated from the other through hole (s) in the device are up to an over-voltage condition occurs. As an example for this type of embodiment The invention will therefore only a protective device for a RJ-11 connector for illustrative purposes.

4A stellt eine Überspannungsschutzvorrichtung für einen RJ-11-Verbinder gemäß einer exemplarischen Ausführungsform der Erfindung dar. Dabei hat ein keramik- oder glasbasiertes Substrat 60 eine durch Siebdruck aufgebrachte Metallisierungsschicht 62, wie oben beschrieben. In dieser exemplarischen Ausführungsform sind die Verbinder so strukturiert, daß sie Durchgangslöcher bereitstellen, die mit den Anschlußstiften des RJ-11-Verbinders übereinstimmen, wenn die Vorrichtung an diesem angebracht ist. Als nächstes werden, wie in 4B dargestellt, zwei Spalte 64 und 66 durch die Metallisierungsschicht 62 hindurch und teilweise durch das Substrat 60 hindurch eingesägt. Dies hat die Wirkung, daß die sechs leitenden Abschnitte, die die Durchgangslöcherflächen umgeben, von einem mittigen leitenden "Bus" 68 getrennt werden. Danach wird, wie in 4C dargestellt, ein leitendes Material 70 zwischen dem Leiter, der die Durchgangslochfläche (d. h. das Durchgangsloch für den Masseanschlußstift des RJ-11-Verbinders) umgibt und dem leitenden "Bus" 68 angeordnet. Dies macht den leitenden "Bus" 68 zu einer geerdeten Ebene, die jedem der Leiter nahe ist, die den anderen Durchgangslochbereichen zugeordnet sind. Eine alternative Ausführungsform ist in 4D dargestellt, wobei die Anschlußstifte, z. B. die Anschlußstifte 67, mit den Schalen, z. B. der Schale 69, übereinstimmen, die im Keramiksubstrat 60 ausgebildet sind. Um eine feste elektrische und/oder mechanische Verbindung zwischen den Anschlußstiften und den Schalen herzustellen, können die Anschlußstifte mit der metallisierten Oberfläche der Schalen verlötet werden, wie durch den Lötfleck 71 dargestellt. 4A FIG. 12 illustrates a surge protector for an RJ-11 connector according to an exemplary embodiment of the invention. There is a ceramic or glass based substrate 60 a screen-printed metallization layer 62 , as described above. In this exemplary embodiment, the connectors are structured to provide through holes that mate with the pins of the RJ-11 connector when attached to the device. Next, as in 4B shown, two columns 64 and 66 through the metallization layer 62 through and partly through the substrate 60 sawed through. This has the effect of having the six conductive sections surrounding the through-hole surfaces separated from a central conductive "bus". 68 be separated. After that, as in 4C shown, a conductive material 70 between the conductor surrounding the through-hole area (ie, the ground pin of the RJ-11 connector) and the conductive "bus" 68 arranged. This makes the conductive "bus" 68 to a grounded plane close to each of the conductors associated with the other via-hole regions. An alternative embodiment is in 4D shown, wherein the pins, z. B. the pins 67 , with the bowls, z. B. the shell 69 , match that in the ceramic substrate 60 are formed. To establish a firm electrical and / or mechanical connection between the pins and shells, the pins may be soldered to the metallized surface of the shells, such as through the solder pad 71 shown.

In beiden Ausführungsformen wird ein impedanzvariables Material 74 auf die Fläche, einschließlich der Spalte 66 und 64, aufgebracht und unter Zwang in den Spalt eingeführt, um eine überspannungsempfindliche elektrische Verbindung zwischen dem leitenden "Bus" 68 und jedem der Leiter 76 bis 84 herzustellen, von denen jeder einem entsprechenden Anschlußstift des RJ-11-Verbinders zugeordnet ist, an dem die Vorrichtung angebracht ist. Schließlich kann ein Vergußmaterial 86 bereitgestellt werden, um das impedanzvariable Material 74 zu überziehen, um beispielsweise das impedanzvariable Material zu schützen und zu verhindern, daß elektrische Ladungen von einer anderen Schaltungsanordnung auf das variable Impedanzmaterial einwirken.In both embodiments, an impedance variable material 74 on the surface, including the column 66 and 64 applied and forcibly inserted into the gap to provide a surge sensitive electrical connection between the conductive "bus" 68 and each of the leaders 76 to 84 each of which is associated with a corresponding pin of the RJ-11 connector to which the device is attached. Finally, a potting material 86 be provided to the impedance variable material 74 for example, to protect the impedance variable material and to prevent electrical charges from acting on the variable impedance material from other circuitry.

Die Durchgangslöcher können in dem Bereich 72 und in den Leitern 76 bis 84 durch Bohren, Lasermikrobearbeitung oder andere Verfahren, die vom Fachmann anerkannt sind, ausgeführt sein. Die Größe der Durchgangslöcher hängt vom Durchmesser der Leitungen ab, die sich von dem bestimmten Verbinder erstrecken. Beispielsweise kann der Lochdurchmesser eines Durchgangslochs von 20 mil bis 40 mil (0,508 mm bis 1,016 mm) betragen, aber typischer ist ein Durchmesser von 30 mil (0,762 mm). Die in 4E dargestellte Vorrichtung 88 sowie weitere exemplarische Ausführungsformen, bei denen die Überspannungsunterdrückungsvorrichtung zur Verwendung in Verbindung mit einem Verbinder mit Anschlußstiften oder Leitungen vorgesehen ist, kann dann in einer Eingriffsbeziehung mit den Anschlußstiften oder Leitungen versetzt werden, und das Substrat kann am Verbinderkörper unter Verwendung von Löt- oder anderen Befestigungstechniken befestigt werden.The through holes can be in the area 72 and in the ladders 76 to 84 by drilling, laser micromachining or other methods recognized by those skilled in the art. The size of the through holes depends on the diameter of the leads extending from the particular connector. For example, the hole diameter of a through-hole may be from 20 mils to 40 mils (0.508 mm to 1.016 mm), but more typically 30 mils (0.762 mm) in diameter. In the 4E illustrated device 88 and other exemplary embodiments where the surge suppression device is intended for use in conjunction with a connector with pins or leads may then be placed in mating engagement with the pins or leads, and the substrate may be attached to the connector body using soldering or other attachment techniques be attached.

5 ist ein Diagramm des Stromflusses durch und der Spannung über einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, die mit Bezug auf 2A bis 2D beschrieben ist. Dort legten die Anmelder als Eingangssignal einen 1000-4-2-Standardimpuls von 8 kV an, wie von der Elektrotechnischen Kommission (IEC) vorgegeben. Dieser Standardimpuls ist dazu bestimmt, den Impuls zu simulieren, der durch die Entladung statische Elektrizität in Verbindung mit einem menschlichen Körper an eine elektrische Schaltungsanordnung angelegt würde. In den Diagrammen stellt die obere Wellenform (I) den Strom dar, der in der Überspannungsunterdrückungsvorrichtung fließt und zur Erde abfließt, während die untere Wellenform die Spannung über der Vorrichtung während des Versuchs darstellt. 5 is a diagram of the current flow through and the voltage across a device according to the invention, with reference to 2A to 2D is described. There, the applicants applied as input a standard 1000-4-2 pulse of 8 kV as prescribed by the Electrotechnical Commission (IEC). This standard pulse is intended to simulate the impulse that would be applied to electrical circuitry by the discharge of static electricity in conjunction with a human body. In the diagrams, the upper waveform (I) represents the current that flows in the overvoltage suppression device and drains to ground while the lower waveform represents the voltage across the device during the experiment.

In dem in 5 dargestellten besonderen Versuch wurde die Vorrichtung bei 188 V ausgelöst (d. h. sie ging in ihren Ein-Zustand). Der Impuls wurde auf 41,3 V begrenzt, und der Spitzenstrom war 42,8 A. Im Vergleich zu herkömmlichen Überspannungsschutzvorrichtungen kann man also in 5 sehen, daß die erfindungsgemäßen Vorrichtungen die Überspannung schnell auf einen Wert begrenzen, der wesentlich kleiner ist als der des zu erwartenden Impulswertes. Zusätzlich weisen erfindungsgemäße Vorrichtungen einen relativ niedrigen Leckstrom und niedrige Kapazität auf.In the in 5 The device was triggered at 188 V (ie, it went into its on state). The pulse was limited to 41.3 V, and the peak current was 42.8 A. In comparison to conventional overvoltage protection devices, you can therefore use 5 see that the devices according to the invention quickly limit the overvoltage to a value which is substantially smaller than that of the expected pulse value. In addition, devices according to the invention have a relatively low leakage current and low capacitance.

Es ist natürlich möglich, die Erfindung in spezifischen anderen Formen als die oben beschriebenen auszuführen, ohne von der Erfindung abzuweichen. Die oben beschriebenen Ausführungsformen sind lediglich Darstellungen und sollten in keiner Weise als Einschränkung verstanden werden. Obwohl das Einsägen des Spalts oben so beschrieben wurde, daß es zur gleichen Zeit mit dem Trennen der Scheibe in einzelnen Vorrichtungen durchgeführt wurde, könnte das Einsägen des Spalts auch zu einem späteren Stadium durchgeführt werden, d. h. jede Vorrichtung könnte einzeln mit einem Spalt versehen werden. Obwohl die vorstehenden exemplarischen Ausführungsformen sich auf keramik- und glasbasierte Substrate konzentrieren, könnte die Sägetechnik darüber hinaus auch verwendet werden, um Spalte zwischen Leitern in anderen Substraten zu erzeugen, z. B. in Harzmaterialien (z. B. FR-4) usw.It is of course possible, the invention in spe to carry out other forms than those described above without departing from the invention. The embodiments described above are merely illustrations and should not be construed as limiting in any way. Although the sawing of the nip above has been described as being performed at the same time as separating the disk in individual devices, the sawing of the nip could also be done at a later stage, ie, each device could be individually gapped. Moreover, while the above exemplary embodiments focus on ceramic and glass based substrates, the sawing technique could also be used to create gaps between conductors in other substrates, e.g. In resin materials (eg, FR-4), etc.

Der Schutzbereich der Erfindung wird durch die Ansprüche und nicht durch die vorstehende Beschreibung bestimmt, und alle Variationen und Äquivalente, die im Schutzbereich der Ansprüche liegen, sind darin eingeschlossen.Of the The scope of the invention is defined by the claims and not by the foregoing Description determines, and all variations and equivalents in the scope the claims are included in it.

Claims (4)

Verfahren zur Herstellung einer Vorrichtung zum Schutz vor transienten Spannungen, mit den Schritten: (a) Ausbilden von leitenden Leitungen (32) auf einem Scheibensubstrat (30), wobei die Leitungen Leitungswege zwischen elektronischen Komponenten bilden; (b) Ausbilden eines Spalts (16, 40) von 3 mil (0,0762 mm) oder weniger in mindestens einer der Leitungen (32) durch Trennen der Leitung mit einer Säge oder einem Laser, so daß zwei durch den Spalt (16, 40) getrennte Leiter (42, 44) ausgebildet werden; (c) Überziehen des Spalts (16, 40), um eine Kontamination des Luftraums im Spalt zu verhindern, oder Füllen des Spalts mit einem impedanzvariablen Material (48), z. B. einem sauberen ungefüllten Polymer oder Glas oder Keramik oder von Verbundstoffen daraus; (d) Sägen des Substrats (30), wobei das Substrat in einzelne Einheiten zum Schutz vor transienten Spannungen getrennt wird, die jeweils zwei durch den Spalt getrennte Leiter (42, 44) aufweisen; (e) Abdecken der Enden (46) jedes Leiters (42, 44) der einzelnen Einheiten zum Schutz vor transienten Spannungen mit leitendem Material, so daß die elektrische Trennung der Leiter durch den Spalt erhalten bleibt.Method for producing a transient voltage protection device, comprising the steps of: (a) forming conductive lines ( 32 ) on a disk substrate ( 30 ), the lines forming conductive paths between electronic components; (b) forming a gap ( 16 . 40 ) of 3 mils (0.0762 mm) or less in at least one of the conduits ( 32 ) by cutting the line with a saw or a laser so that two through the gap ( 16 . 40 ) separate conductors ( 42 . 44 ) be formed; (c) coating the gap ( 16 . 40 ) to prevent contamination of the air space in the gap, or filling the gap with an impedance variable material ( 48 ), z. A clean unfilled polymer or glass or ceramic or composites thereof; (d) sawing the substrate ( 30 ), wherein the substrate is separated into individual transient voltage protection units, each having two conductors separated by the gap (FIG. 42 . 44 ) exhibit; (e) covering the ends ( 46 ) of each leader ( 42 . 44 ) of the individual units to protect against transient voltages with conductive material, so that the electrical separation of the conductors is maintained through the gap. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Spalt kleiner als etwa 1 mil (0,0254 mm) ist.The method of claim 1, wherein the gap is smaller than about 1 mil (0.0254 mm). Vorrichtung zum Schutz vor transienten Überspannungen mit: (a) einem Substrat (60) mit einer leitenden Schicht (62) mit zwei Spalten (64, 66), die einen mittigen leitenden Bus (68) zwischen sich definieren, und leitenden Abschnitten (76 bis 84) auf beiden Seiten des mittigen leitenden Busses (68), die so bemessen sind, daß sie mit den Verbinderanschlußstiften oder Leitungen (67) ineinandergreifen, wobei (b) die Spalte (64, 66) dafür angepaßt sind, den leitenden Bus (68) von den leitenden Abschnitten (76 bis 84) mit Durchgangslöchern (72) oder Schalen (69) für die Anschlußstifte oder Leitungen des Verbinders zu trennen, und (c) die Spalte (64, 66) mit einem impedanzvariablen Material (74) gefüllt sind, um eine überspannungsempfindliche elektrische Verbindung zwischen dem leitenden Bus (68) und jedem der leitenden Abschnitte (76 bis 84) herzustellen.Transient overvoltage protection device comprising: (a) a substrate ( 60 ) with a conductive layer ( 62 ) with two columns ( 64 . 66 ), which has a central conductive bus ( 68 ) between themselves, and conductive sections ( 76 to 84 ) on both sides of the central conductive bus ( 68 ) which are dimensioned to be connected to the connector pins or lines ( 67 ), where (b) the column ( 64 . 66 ) are adapted to accept the conductive bus ( 68 ) of the leading sections ( 76 to 84 ) with through holes ( 72 ) or trays ( 69 ) for the pins or leads of the connector, and (c) the column ( 64 . 66 ) with an impedance variable material ( 74 ) are filled to provide a surge sensitive electrical connection between the conductive bus (FIG. 68 ) and each of the executive sections ( 76 to 84 ). Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die Breite der Spalte (64, 66) kleiner ist als 1 mil (0,0254 mm).Apparatus according to claim 3, wherein the width of the column ( 64 . 66 ) is less than 1 mil (0.0254 mm).
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