EP2438604A1 - Oberflächenbehandlung eines schmelzleiters - Google Patents

Oberflächenbehandlung eines schmelzleiters

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Publication number
EP2438604A1
EP2438604A1 EP09779629A EP09779629A EP2438604A1 EP 2438604 A1 EP2438604 A1 EP 2438604A1 EP 09779629 A EP09779629 A EP 09779629A EP 09779629 A EP09779629 A EP 09779629A EP 2438604 A1 EP2438604 A1 EP 2438604A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
fusible conductor
coating
silicate
conductor
silicon
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP09779629A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans Peter Blaettler
Peter Straub
Beat Anthamatten
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schurter AG
Original Assignee
Schurter AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Schurter AG filed Critical Schurter AG
Publication of EP2438604A1 publication Critical patent/EP2438604A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H85/00—Protective devices in which the current flows through a part of fusible material and this current is interrupted by displacement of the fusible material when this current becomes excessive
    • H01H85/02—Details
    • H01H85/04—Fuses, i.e. expendable parts of the protective device, e.g. cartridges
    • H01H85/05—Component parts thereof
    • H01H85/055—Fusible members
    • H01H85/06—Fusible members characterised by the fusible material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01H—ELECTRIC SWITCHES; RELAYS; SELECTORS; EMERGENCY PROTECTIVE DEVICES
    • H01H69/00—Apparatus or processes for the manufacture of emergency protective devices
    • H01H69/02—Manufacture of fuses
    • H01H69/022—Manufacture of fuses of printed circuit fuses

Definitions

  • the present invention relates to a fusible conductor according to the preamble of claim 1, and a method for coating a fusible conductor.
  • Fusible conductors or conductors in fuses have the disadvantage that during melting or so-called burn-through of the conductor, the risk of ignition of the environment may exist, especially if the conductor is guided open. There is also the risk of surface oxidation, which can affect the functionality of the fusible conductor over time.
  • the fusible conductor be provided with a coating at least consisting of an amorphous silicate material.
  • Amorphous silicate materials usually consist of a silicon-oxygen compound.
  • the silicate layer can serve both to prevent the fuse from being blown through the fusible conductor of a fuse that the environment is impaired as well as the silicate layer, for example, serve as a primer for other layers. Furthermore, the silicate layer can serve as an electrical as well as a thermal insulation layer and, for example, as a temperature protection of plastic materials which form housing walls in which the fusible conductor is arranged. Finally, the silicate layer can also serve to stabilize thin fusible conductors.
  • a method for coating a fusible conductor or a conductor of a fuse by depositing a silane or silicon-hydrogen compound by means of a flaming device by dosing into a fuel gas on the surface of the conductor as silicate.
  • the surface of the fusible conductor can be guided through the oxidizing region of a gas flame, in which the silicon-containing substance is metered.
  • a known such method is the so-called Pyrosil method by means of which a fuel gas of a Beflammungs confuses silicon-hydrogen compounds, so-called silanes, are added. They are decomposed by the heat and deposited as silicates (silicon-oxygen compounds) on the surface of, for example, the fusible conductor.
  • silicates silicon-oxygen compounds
  • Silicate compound containing, dispersion solution Silicate compound containing, dispersion solution.
  • the dispersion can also be sprayed by means of a nozzle, whereupon the substrate is subsequently dried in an oven to form the silicate film.
  • sol-gel process is also the so-called spin coating.
  • Fig. 2 shows a fuse element in cross-section provided with a Silikatdeck für and Fig. 3 is a fuse housing provided with a fusible link with silicate coatings.
  • Figure 1 shows schematically the coating process according to the so-called Pyrosil method.
  • a silicon-hydrogen compound or a so-called silane 1 is mixed with a fuel gas 3 in a burner 5, whereby the silicon-hydrogen compound decomposes by the heat and as silicate (silicon-oxygen compound) 9 on the substrate. 7 is deposited.
  • the substrate 7 is, for example, the conductor of a fuse, the carrier material of a fusible conductor or a housing wall of a housing in which the fusible conductor is arranged.
  • the advantage of this method is that both metallic substrates and polymeric substrates can be coated with the silicate material.
  • Figure 2 shows in section a fuse 13 comprising a substrate 15 on which the Melting conductor 17 is arranged, consisting of an electrically conductive (metal) material, which is usually used for such fusible link.
  • the fusible conductor is covered by means of the silicate coating 19 proposed according to the invention.
  • FIG. 3 again shows in section a fuse 20 in which the fusible conductor 21 is arranged on a support body 23 in the interior of the housing 25.
  • the inner wall of the housing 25 is coated with the silicate material 27 proposed according to the invention in the sense of a fire or temperature protection.
  • the fuse element 21 it is also possible to coat the fuse element 21 by means of the silicate material.
  • the examples shown in FIGS. 1 to 3 are only those for explaining the present invention. Of course, any methods may be used to coat a fusible conductor with the silicate material proposed by the invention, and also the configuration of the fusible link may be chosen differently than shown in FIGS. 2 and 3.

Abstract

An einem Schmelzleiter (21) ist eine Beschichtung vorgesehen, mindestens bestehend aus einem amorphen Silikatmaterial. Die Silikatschicht kann sowohl als Haftvermittler für weitere Schichten dienen wie auch als elektrische oder thermische Isolationsschicht bzw. als Temperaturschutz wie insbesondere auch als Beschichtung (27) für die Gehäusewandung (25), in welcher der Schmelzleiter angeordnet ist.

Description

Oberflächenbehandlung eines Schmelzleiters
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schmelzleiter gemäss dem Oberbegriff nach Anspruch 1, sowie ein Verfahren zum Beschichten eines Schmelzleiters.
Schmelzleiter bzw. Leiter bei Schmelzsicherungen haben den Nachteil, dass beim Schmelzen bzw. sogenannten Durchbrennen des Leiters die Gefahr der Entzündung der Umgebung bestehen kann, insbesondere dann, wenn der Leiter offen geführt ist. Auch besteht die Gefahr der Oberflächenoxidation, wodurch mit der Zeit die Funktionalität des Schmelzleiters beeinflusst werden kann.
Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung bei Schmelzleitern bzw. Leiter von Schmelzsicherungen sicher zu stellen, dass bei deren Durchbrennen keine Beeinträchtigung der Umgebung erfolgen kann.
Erfindungsgemäss wird ein Schmelzleiter gemäss dem Wortlaut nach Anspruch 1 vorgeschlagen.
Vorgeschlagen wird, dass der Schmelzleiter mit einer Beschichtung versehen wird mindestens bestehend aus einem amorphen Silikatmaterial. Amorphe Silikatmaterialien bestehen in der Regel aus einer Silizium-Sauerstoff- Verbindung.
Die Silikatschicht kann dabei sowohl dazu dienen, beim Durchbrennen des Schmelzleiters einer Sicherung zu verhindern, dass die Umgebung beeinträchtigt wird wie auch kann die Silikatschicht beispielsweise als Haftvermittler für weitere Schichten dienen. Im Weiteren kann die Silikatschicht als elektrische wie auch als thermische Isolationsschicht und beispielsweise als Temperaturschutz von Kunststoffmaterialien dienen, welche Gehäusewandungen bilden, in welchen der Schmelzleiter angeordnet ist. Schliesslich kann die Silikatschicht auch zur Stabilisierung von dünnen Schmelzleitern dienen.
Weiter vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Beschichten eines Schmelzleiters bzw. eines Leiters einer Schmelzsicherung, indem eine Silan bzw. Silizium- Wasserstoff-Verbindung mittels einem Beflammungsgerät durch zudosieren zu einem Brenngas auf der Oberfläche des Leiters als Silikat abgeschieden wird.
Dabei kann die Oberfläche des Schmelzleiters durch den oxidierenden Bereich einer Gasflamme geführt werden, in welchen die siliziumhaltige Substanz eindosiert wird. Ein bekanntes derartiges Verfahren ist das sogenannte Pyrosil- Verfahren mittels welchem einem Brenngas eines Beflammungsgerätes Silizium-Wasserstoff-Verbindungen, sogenannten Siliane, zudosiert werden. Sie werden durch die Hitze zersetzt und als Silikate (Silizium-Sauerstoff- Verbindungen) auf der Oberfläche, beispielsweise des Schmelzleiters abgeschieden. Mittels der Pyrosil- Technologie ist es möglich, extrem dünne Silikatschichten an das Substrat zu binden, wobei es zusätzlich auch möglich ist, einen dauerhaften Verbund mit diversen Polymeren herzustellen. Die Vorteile dieses Verfahrens liegen im
- sehr geringen Materialbedarf
- es entstehen weder Sonderabfälle noch Abwasser - minimale Behandlungszeit
- geringe Betriebskosten
Wie bereits oben erwähnt ist es möglich mittels der Pyrosil-Technologie zusätzlich zum Beschichten des Schmelzleiters auch Gehäusewandungen zu beschichten, innerhalb welcher der Leiter der Schmelzsicherung angeordnet ist. Sowohl die Innenfläche der Gehäusewandung kann mittels dem Silikatmaterial beschichtet werden, wie auch die äussere Oberfläche der Gehäusewandung. Damit kann definitiv verhindert werden, dass beim Durchbrennen und Zerplatzen eines Schmelzleiters ein Brand im Bereich der Schmelzsicherung entstehen kann. Die Beschichtung kann aber auch mittels Aufdampfen oder Sputtern in bekannter Art und Weise erfolgen. Ebenfalls möglich ist das Beschichten mittels dem sogenannten Sol-Gel-Prozess . Die Darstellung von amorphen Silizumoxidschichten ist bereits seit längerem bekannt. Dabei bietet das Sol-Gel-Verfahren sowohl die Möglichkeit des Beschichtens im Nassverfahren, zum Beispiel durch Eintauchen des Schmelzleiters in eine, die
Silikatverbindung enthaltende, Dispersionslösung. Die Dispersion kann aber auch mittels Düse aufgesprüht werden, worauf das Substrat anschliessend in einem Ofen zur Bildung des Silikatfilmes getrocknet wird. Schliesslich im Rahmen des sogenannten Sol-Gel-Prozesses zu erwähnen ist auch das sogenannte Spincoating.
Mittels den beschriebenen Verfahren ist einerseits eine Stabilisierung des Fertigungsprozesses möglich, wie auch entsteht eine komplett neuartige Sicherungs-charakteristik ohne die Brandgefahr in der Umgebung beim Durchschmelzen eines Schmelzleiters.
Die Erfindung wird nun beispielsweise und unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch das Aufbringen einer Silikatschicht mittels dem sogenannten Pyrosil-Verfahren,
Fig. 2 einen Schmelzleiter im Querschnitt versehen mit einer Silikatdeckschicht und Fig. 3 ein Sicherungsgehäuse mit einem Schmelzleiter versehen mit Silikatbeschichtungen.
Figur 1 zeigt schematisch den Beschichtungsvorgang gemäss dem sogenannten Pyrosil-Verfahren. Dabei wird eine Silizium-Wasserstoff-Verbindung bzw. ein sogenanntes Silan 1 mit einem Brenngas 3 in einem Brenner 5 vermischt, wodurch die Silizium-Wasserstoff-Verbindung durch die Hitze zersetzt und als Silikat (Silizium-Sauerstoff-Verbindung) 9 auf dem Substrat 7 abgeschieden wird. Beim Substrat 7 handelt es sich gemäss der vorliegenden Erfindung beispielsweise um den Leiter einer Schmelzsicherung das Trägermaterial eines Schmelzleiters oder um eine Gehäusewandung eines Gehäuses, in welchen der Schmelzleiter angeordnet ist. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass sowohl metallische Substrate wie auch polymere Substrate mit dem Silikatmaterial beschichtet werden können.
Figur 2 zeigt im Schnitt eine Schmelzsicherung 13 aufweisend ein Trägermaterial 15 auf welchem der Schmelzleiter 17 angeordnet ist, bestehend aus einem elektrisch leitenden (metallenen) Werkstoff, welcher üblicherweise für derartige Schmelzleiter verwendet wird. Der Schmelzleiter ist überdeckt mittels der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Silikatbeschichtung 19.
Figur 3 schliesslich zeigt wiederum im Schnitt eine Schmelzsicherung 20, bei welcher auf einem Tragkörper 23 im Innern des Gehäuses 25 der Schmelzleiter 21 angeordnet ist. Erfindungsgemäss ist beispielsweise die Innenwandung des Gehäuses 25 mit dem erfindungsgemäss vorgeschlagenen Silikatmaterial 27 im Sinne eines Brand- oder Temperaturschutzes beschichtet. Zusätzlich ist es ebenfalls möglich, den Schmelzleiter 21 mittels dem Silikatmaterial zu beschichten. Bei den in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Beispielen handelt es sich selbstverständlich nur um solche, um die vorliegende Erfindung zu erläutern. Selbstverständlich können irgendwelche Verfahren verwendet werden, um einen Schmelzleiter mit dem erfindungsgemäss vorgeschlagenen Silikatmaterial zu beschichten und auch die Ausgestaltung der Schmelzsicherung kann anders gewählt werden als in den Figuren 2 und 3 dargestellt.

Claims

Patentansprüche
1. Schmelzleiter gekennzeichnet durch eine Beschichtung mindestens bestehend aus einem amorphen Silikatmaterial.
2. Schmelzleiter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Beschichtung im Wesentlichen bestehend aus einer Silizium-Sauerstoff-Verbindung.
3. Schmelzleiter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Silikatschicht als Haftvermittler für weitere Schichten dient.
4. Schmelzleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Silikatschicht als elektrische wie auch thermische Isolationsschicht und Temperaturschutz dient, insbesondere auch als
Beschichtung für die Gehäusewandung, in welchem der Schmelzleiter angeordnet ist.
5. Schmelzleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der Beschichtung von bis zu 40nm oder mehr beträgt.
6. Verfahren zum Beschichten eines Schmelzleiters, dadurch gekennzeichnet, dass ein Silan bzw. eine Silizium-Wasserstoff-Verbindung mittels einem Beflammungsgerät durch Zudosieren zu einem Brenngas auf der Oberfläche als Silizium-Sauerstoff- Verbindung abgeschieden wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Schmelzleiters durch den oxidierenden Bereich einer Gasflamme geführt wird in welche die siliziumhaltige Substanz eindosiert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich
Gehäuseteile der Sicherung, innerhalb welchen der Schmelzleiter angeordnet ist, mit dem Silikatmaterial beschichtet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere die dem
Schmelzleiter gegenüberliegende Innenseite eines Gehäuses mit Silikatmaterial beschichtet wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mittels dem so genannten Pyrosil-Verfahren erfolgt.
11. Verfahren zum Beschichten eines Schmelzleiters, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichten mittels Aufdampfen oder Sputtern erfolgt.
12. Verfahren zum Beschichten eines Schmelzleiters, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichten mittels dem sogenannten Sol-Gel-Prozess erfolgt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichten durch Eintauchen des Schmelzleiters in eine, die Silikatverbindung enthaltende Dispersionslösung, erfolgt.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die, die Silikatverbindung enthaltende Dispersionslösung aufgesprüht wird, worauf das Substrat in einem Ofen zur Bildung des Silikatfilms getrocknet wird.
EP09779629A 2009-06-04 2009-06-04 Oberflächenbehandlung eines schmelzleiters Withdrawn EP2438604A1 (de)

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