EP3087579B1 - Schmelzleiter, schmelzsicherung, verfahren zum herstellen einer schmelzsicherung, smd-sicherung und smd-schaltung - Google Patents

Schmelzleiter, schmelzsicherung, verfahren zum herstellen einer schmelzsicherung, smd-sicherung und smd-schaltung Download PDF

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EP3087579B1
EP3087579B1 EP13824496.7A EP13824496A EP3087579B1 EP 3087579 B1 EP3087579 B1 EP 3087579B1 EP 13824496 A EP13824496 A EP 13824496A EP 3087579 B1 EP3087579 B1 EP 3087579B1
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fuse
fuse element
conductor
conductive track
overlay
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Schurter AG
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Definitions

  • the present invention relates to a fuse, a fuse, a method of manufacturing a fuse, an SMD fuse and an SMD circuit.
  • SMD surface-mounted device
  • fuses For many circuit applications, for example in automotive engineering, measurement and control technology, etc., small, surface-mounted device (SMD) device fuses or fuses are required.
  • the publications describe WO 99/16097 A1 . DE 10 2005 002091 A1 . US 5 900 798 A and US 5,898,357 A Fuses in which a fusible conductor and a support each comprise materials which diffuse upon passage of electrical current through the fusible conductor.
  • SMD fuses which include fuses, are usually automatically positioned and placed on FR4 boards by pick-and-place machines.
  • the SMD fuses are soldered by means of reflow soldering or wave soldering on the circuit board.
  • base materials for SMD fuses for example, FR4 printed circuit board materials or Al 2 O 3 ceramics are used, ie all common base materials for printed circuit board production.
  • Fuses include a fusible conductor disposed on a base support, which comprises, for example, copper.
  • the fusible conductor usually serves to protect overcurrents and thereby protects downstream electronic components.
  • Fuses have the disadvantage that the base supports usually have limited operating temperatures.
  • the operating temperature of a base carrier made of FR4 base material is only 200 ° C. Higher temperatures damage the FR4 base material.
  • the material delaminates and dissolves the fusible link, which generally consists of a copper foil, from the base carrier. After a short time decomposition and charring of the material occur. By charring again arise conductive layers with a low electrical resistance in comparison, which then produce impermissibly low insulation resistance.
  • thermal fuses can not be soldered on an SMD basis by, for example, reflow soldering.
  • the reason for this is to be found in the fact that the known thermal fuses trigger immediately at the high temperatures occurring in a range of 240 ° C to 265 ° C.
  • the fusible conductor comprises two connection contacts and an interconnected conductor track, the conductor track having at least sections a reduced conductor cross-section in relation to the connection contacts, furthermore comprising at least one support, wherein the fusible conductor and the support each comprise materials which, when a predetermined ambient temperature and at Conducting an electric current through the fusible conductor to enter a diffusion.
  • a fusible conductor is created in a surprisingly simple manner, which does not trigger in the occurring during soldering high temperatures, but in the Operation at high ambient temperatures, for example, more than 200 ° C will trigger.
  • This advantage is achieved by a diffusion process which is activated as soon as the ambient temperature exceeds a predetermined temperature, for example 200 ° C., and additionally an electric current (eg rated current) flows through the fusible conductor.
  • a predetermined temperature for example 200 ° C.
  • an electric current eg rated current
  • the diffusion process takes place in a region in which the at least one support communicates with the fusible conductor (also called the diffusion zone).
  • the melting temperature of the diffusion zone of 1080 ° C drops to about 500 ° C.
  • the reduced melting temperature of about 500 ° C even at low currents (eg rated current) is reached, whereby the fusible conductor is triggered and advantageously the circuit is reliably interrupted.
  • the fuse retains under original conditions the property continues to act as a fuse to protect against overcurrent.
  • An essential advantage of the inventive fusible conductor is that the fusible conductor in operation at predetermined high ambient temperatures (over-temperature threshold) of, for example, more than 200 ° C triggers, even if no overcurrent flows.
  • triggering means a melting or burning through of the fusible conductor.
  • the line cross section of the conductor track is reduced at least in sections in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the fusible conductor in relation to the line cross section of the connection contacts.
  • This relation has a value less than 1 ( ⁇ 1).
  • the cable cross-sections of the terminal contacts in relation to each other are constant.
  • a fusible conductor is created which has an H-profile in plan view.
  • the fusible conductor can also have a different profile, as long as the surfaces of the terminal contacts in relation to the conductor track are possible large.
  • the areas of the terminal contacts may be rectangular, circular, elliptical or triangular.
  • the fusible conductor may be formed by punching out a one-piece material. Alternatively, the fusible conductor can be formed by cutting, for example by means of a laser.
  • the respective ambient temperature at which the fusible conductor triggers can be predetermined by selecting the relation of the line cross-section of the conductor track to the line cross-section of the connection contacts. By appropriate selection of the aforementioned relation, an overcurrent threshold value can also be defined, from which the fusible conductor will be triggered.
  • a fusible fuse SMD-based by, for example, a Reflow soldering process can be connected to the circuit board without the fuse element is triggered at the high temperatures occurring here. Since no current flows in the course of this process (reflow soldering process), these high temperatures cause no change in the fusible conductor.
  • a fuse provided with this fusible conductor can be easily soldered by a reflow soldering process according to JEDEC standard (240 ° C to 265 ° C, 10s) on the circuit board.
  • the at least one support is at least partially disposed within the conductor track.
  • the respective extension of the support provided to the fusible conductor eg length, width and thickness in relation to the fusible conductor
  • tripping characteristics of the conductor track of the fusible conductor can be determined.
  • the at least one support within the conductor track is arranged adjacent to one of the connection contacts of the fusible conductor.
  • the diffusion zone can be placed particularly close to an adjacent electronic component (eg power transistor) to be protected with regard to overcurrent and excess temperature.
  • an adjacent electronic component eg power transistor
  • It may be provided a support adjacent to a terminal contact or it may be two Pads may be provided adjacent to the two terminal contacts. Fuses are increasingly needed for the protection of power transistors on printed circuit boards for use in high-energy equipment, such as automotive, heating and ventilation technology, renewable energy, etc. High-energy applications are optimally regulated today, for example, to reduce energy consumption.
  • the power transistors often operate in pulsed mode. In fault-free operation, the maximum thermal load of the power transistors in pulsed operation is not exceeded.
  • the power transistors are driven with a constant signal in the event of a fault or the power transistor is damaged, high temperatures of, for example, more than 200 ° C. occur in the power transistor. This creates a fire hazard. However, this danger is prevented by the fusible conductor according to the invention, which triggers immediately when it exceeds a predetermined high temperature. This advantageous effect is further increased by the fuse is mounted in the immediate vicinity of the power transistor.
  • the diffusion zone ie the support
  • a further advantage of this arrangement is that a base support underlying the fusible conductor has a reduced heat dissipation capability at the edge region, ie adjacent to one of the terminal contacts of the fusible conductor, than, for example, in the middle region.
  • connection contacts in relation to the conductor track on better properties for heat dissipation.
  • the highest temperature values will thus advantageously occur in the middle of the conductor track.
  • the conductor cross-section of the conductor path progressively increases over the line cross-section of the connection contacts.
  • the conductor cross section of the conductor can increase linear or non-linear.
  • the conductor cross-section of the conductor increases gradually at each of the two ends of the conductor track with a minimum line cross-section and grows to a maximum line cross-section, which is equal to the line cross-section of the connection contacts.
  • the cable cross-section of the connection contacts can be constant starting from this section.
  • the fusible conductor assumes a bone shape that appears in plan view.
  • the at least one support is arranged at least in sections within the conductor track in a region of the stepwise increasing line cross section. This provides a further design parameter by which it is possible to set from which temperature and / or from which current value the fusible conductor is to be triggered.
  • the at least one support is preferably arranged in a region of the conductor track with a gradually increasing conductor cross-section adjacent to a section of the conductor track with a minimum conductor cross-section.
  • the fusible conductor further comprises at least one introduced into the conductor track recess in which the at least one support is arranged.
  • This is the diffusion zone is diluted as a whole, so that a diffusion of the atoms of the material of the fusible conductor into the material of the support which is necessary or sufficient for triggering the fusible conductor takes place more rapidly.
  • the temperature threshold for triggering the fusible conductor decreases.
  • the current threshold drops to trip on overcurrent.
  • the extent of the recess is an important design parameter by which the temperature threshold and the current threshold are set.
  • the at least one recess is aligned transversely to the longitudinal direction of the conductor track.
  • the fusible conductor is usually formed as an elongate, thin strip body.
  • the recess is introduced on the surface and perpendicular to the current direction in the material of the conductor track. In the case of tripping of the fusible conductor, the current flow can thus be completely interrupted.
  • the recess is introduced, for example, by means of photolithography, a laser, etc. in the conductor track.
  • This recess is then filled with the material of the support, for example by means of a galvanic process.
  • the recess can be partially or completely filled.
  • the recess can also be filled over the edge of the recess away with the material of the pad. It may be one or more recesses may be provided, which are each filled with a support.
  • the material of the fusible conductor comprises copper and the material comprises the support tin.
  • Conventional fused conductors for overcurrent protection are usually formed of copper.
  • tin as the material of the overlay an excellent material is found which undergoes diffusion with the copper as the material of the fusible conductor in case of excess temperature and current flow through the fusible conductor.
  • the copper atoms diffuse into the tin and thus a copper-tin alloy is formed.
  • this load on the fusible conductor does not cause any change.
  • a fuse comprising a fuse element according to any one of claims 1 to 8 and further comprising a base support made of an electrically insulating material, wherein the fuse element is disposed on a surface of the base support.
  • a base support for example, a FR4 base material or an Al 2 O 3 ceramic can be used.
  • thermal fuses would trigger immediately at the necessary high temperatures of for example 240 ° C - 265 ° C, so far so expensive Countermeasures are taken, such as the provision of wire terminations. Due to the particular advantage of the fuse according to the invention, an automatic assembly is possible and is also the cost of this greatly reduced in contrast to the prior art, since, for example, can be dispensed with the provision of wire terminations. In addition, the inventive fuse is cheaper and much smaller than previously known thermal fuses. The fuse also complies with all known approvals (IEC 60127 and UL248-14 standard). In addition, the fuse is resistant to strong current pulses.
  • the fusible conductors are disposed on opposite surfaces of the base support.
  • a fuse based on a multilayer construction with two fuse elements can be provided in parallel.
  • the diffusion zones of the individual fusible conductors can be arranged in mutually offset positions in relation to the longitudinal direction. This ensures a more reliable triggering of the fuse in the event of overheating.
  • the fuse further comprises two base contacts, which are electrically connected to each of the base support opposite terminal contacts of the fuse element.
  • base contacts may also be formed of copper.
  • the base carrier comprises a Rogers 4000 material.
  • Conventional fuses are usually composed of base carriers, which comprise, for example, FR4 base materials, or circuit board materials, or Al 2 O 3 ceramics.
  • the FR4 base material is made of glass fabric reinforced with epoxy resin. This material has good coefficients of expansion in the x and y directions. These coefficients of expansion are in the range of 14 to 17 ppm / K and come very close to the coefficient of expansion of copper as the material of the fusible conductor at 17 ppm / K.
  • Copper foils having various thicknesses, for example 6, 9, 12, 18, 35, 70, 120 and 240 ⁇ m, are pressed on the FR4 base material under pressure and temperature and form the basis for the fusible conductor.
  • the limited operating temperatures of the FR4 base materials which have a max. 200 ° C. Even higher temperatures damage the FR4 base material.
  • the FR4 base material delaminates and a copper foil provided, for example, as a fusible conductor separates from the FR4 base material. This is followed by decomposition and charring of the FR4 base material. The charring causes conductive, relatively low-resistance layers, which thus produce impermissibly low insulation resistances.
  • Rogers4000 material As the material of the base support, as proposed, all advantages of the Al 2 O 3 ceramic and the FR4 base material are advantageously combined.
  • the Rogers4000 material is therefore excellently suited as the material of the base carrier of the fuse. This applies to all types and sizes of the basic carrier.
  • the Rogers4000 material is also compatible with all board processes and is durable even at temperatures up to 300 ° C.
  • the at least one fusible conductor is preferably coated with a protective lacquer, in particular a polymer protective lacquer. As a result, the fusible conductor is reliably protected against environmental influences.
  • the above-mentioned object is likewise achieved by a method for producing a fuse, wherein the method comprises the steps of providing at least one fuse conductor comprising two connection contacts and an interconnected conductor track, such that the conductor track reduces at least in sections one in relation to the connection contacts Line cross-section has; Providing a base carrier; Providing the fusible conductor with at least one support, the fusible conductor and the support each being selected from materials which diffuse when a predetermined ambient temperature is exceeded and an electric current is passed through the fusible conductor; and arranging the at least one fusible conductor on the base support.
  • a fuse is produced, which triggers quickly and reliably at excess temperature.
  • this fuse can be produced inexpensively by only a few steps.
  • the ambient temperature (overtemperature threshold value) at which the fusible conductor is to be triggered is predetermined.
  • This selection of the relation can also be used to define an overcurrent threshold at which the fusible conductor will be triggered.
  • the line cross section of the conductor track is reduced in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the fusible conductor in relation to the line cross section of the connection contacts.
  • a fusible conductor is provided which has an H-profile in plan view.
  • the line cross-section of the fusible conductor can increase linearly or non-linearly to the line cross-section of the connection contacts.
  • a fusible conductor is created, which corresponds to a bone profile in plan view.
  • the fusible conductor is in Trap of overtemperature and / or overcurrent always in the section with reduced line cross-section, ie in the course of the conductor, trigger.
  • the fusible conductor is formed, for example, by punching a one-piece material. Alternatively, the fusible conductor is formed by cutting, for example by means of laser.
  • the at least one support is preferably arranged at least in sections within the conductor track of the fusible conductor.
  • the at least one support within the conductor track is arranged adjacent to one of the connection contacts of the fusible conductor.
  • the diffusion zone can thus be arranged in close proximity to an electronic component to be protected, for example a power transistor.
  • the reliability can be further increased, with which the fusible conductor is triggered quickly and reliably when a predetermined temperature is exceeded.
  • the step of providing the fusible conductor with the at least one support comprises arranging the support in at least one recess introduced in the conductor track.
  • a temperature threshold can be determined or defined, beyond which the fuse is triggered.
  • tripping characteristics of the fuse conductor can be easily determined.
  • an SMD fuse which comprises a fuse according to one of claims 9 to 13. This makes it possible to assemble an SMD printed circuit board with an SMD fuse as a thermocouple.
  • an SMD circuit comprising an SMD fuse according to claim 17.
  • an SMD circuit which comprises at least one SMD fuse for thermal monitoring of individual electronic components.
  • a fuse 10 comprises two fuse elements 12 ', 12 ", which are each arranged on opposite surfaces of a base support 14 viewed in the longitudinal direction of the fuse 10.
  • the base support 14 is made of an electrically insulating material, which is also at high temperatures, for example up to to 300 ° C. It is particularly preferred to use Rogers 4000 material as the material of the base support 14.
  • the fusible conductors 12 ', 12 "lying on the base support 14 are each provided on their outer surface facing surface with a support 16', 16"
  • the supports 16 ', 16 each extend in a region of the fuse elements 12', 12", which extends transversely to the current direction.
  • Respective ends of the opposite fusible conductors 12 ', 12 “ are electrically connected to each other via base contacts 18', 18".
  • These base contacts The fuse elements 12 ', 12 "and the base contacts 18', 18” are formed, for example, from copper Current exceeds a predetermined or defined current value (current threshold), in the usual way, one of the fusible conductor 12 ', 12 “melt or burn. Because of the thus reduced line cross-section, the further fusible conductor will then likewise melt or burn out directly. The current path is thus interrupted.
  • the fuse 10 also provides protection against overheating.
  • a diffusion process is activated according to the invention, in which the atoms of the material of the fusible conductor (copper) diffuse into the material of the support 16 ', 16 ", for which purpose the material of the support 16', 16" made of tin is chosen as the diffusion partner.
  • a copper-tin alloy is formed by diffusing the copper atoms into the tin overlay.
  • the diffusion zone is designed by appropriate choice of design parameters, such as size, choice of material, etc., such that the reduced melting temperature of about 500 ° C even at relatively low currents is achieved and the circuit thus reliably by triggering or Thus, the fuse 10 will trip even at predetermined ambient temperatures (overtemperature), for example, more than 200 ° C., when no overcurrent flows, the operation and advantage of the fuse 10 will be explained below after closer inspection of the fusible link.
  • overtemperature for example, more than 200 ° C.
  • FIGS. 3 and 4 show in detail a fuse element 12_1 according to a first embodiment of the invention in each case in a perspective view and in a sectional view.
  • the fusible conductor 12_1 is assembled in one piece from two connection contacts 24_1 ', 24_1 "and a conductor track 26_1 arranged between the connection contacts 24_1', 24_1", wherein the conductor track 26_1 has a continuously reduced conductor cross-section in relation to the connection contacts 24_1 ', 24_1 " the conductor 26_1 is over the total extension of the conductor 26_1 away constant.
  • the connection contacts 24_1 ', 24_1 "in relation to the conductor track 26_1 have a very large surface area.
  • the outer shape of the fusible conductor 12_1 assumes an H-profile.
  • the connection contacts 24_1 ', 24_1 are of rectangular design, wherein the connection contacts 24_1', 24_1" can also take on other forms, as long as the total considered in a plane perpendicular to the longitudinal direction of the fuse conductor, the conductor cross section of the conductor 26_1 in relation to the line cross section of the connection contacts
  • the fusible conductor 12_1 is formed by punching out a one-piece material (eg copper)
  • the fusible conductor 12 may be formed by cutting, for example by means of a laser.
  • the support 16_1 is filled in the recess 20_1, which is introduced in the material of the conductor track 26_1.
  • recesses each with filled-in.
  • Conductor cross section of the trace 26_1 is one of the design parameters for setting the temperature threshold value. With decreasing line cross section of the conductor 26_1 (copper), the temperature threshold is increasingly reduced.
  • the geometric shape of the recess 20_1 as a whole allows a possibility for setting or defining the temperature threshold value.
  • the amount of material of the support 16_1 ie the amount of tin used.
  • Another design parameter for setting or defining the temperature threshold is shown by the choice of material composition of the two diffusion partners. In addition to the diffusion partners copper and tin presented here, other suitable diffusion partners can also be selected.
  • this can be coated with a protective lacquer 22_1, for example a polymer protective lacquer (see FIG. 4 ).
  • FIGS. 5 and 6 show in detail a fuse element 12_2 according to a second embodiment of the invention in each case in a perspective view and in a sectional view.
  • the fusible conductor 12_2 is made in one piece from two connection contacts 24_2 ', 24_2 "and a conductor track arranged between the connection contacts 24_2', 24_2" 26_2 composed equal to the one in FIGS. 4 and 5 shown construction of the fusible conductor 12_1 of the first embodiment.
  • the fusible conductor 12_2 according to the second embodiment differs from the fusible conductor 12_1 according to the first embodiment in that the conductor cross-section of the conductor track 26_2 approaches the larger conductor cross-section of the connection contacts 24_2 ', 24_2 "at both end sections in a stepped manner Line cross section of the conductor 26_2 not over the entire extent of the conductor 26_2 away constant.
  • the conductor track 26_2 thus comprises, viewed in plan view, at each of its two ends portions of the shape of an isosceles trapezoid.
  • the outer shape of the fusible conductor 12_2 thus assumes a bone-shaped profile.
  • the line cross section of the conductor track 26_2 can also increase non-linearly, whereby the end sections of the conductor track 26_2, viewed in plan view, are given a different geometric shape from the isosceles trapezoid.
  • connection contacts 24_2 ', 24_2 are further rectangular in plan view, wherein they can also assume other geometric shapes, as long as the total conductor cross-section of the conductor 26_2 decreases in relation to the line cross-section of the terminals 24_2', 24_2" to the center of the fusible conductor 12_2 extending ,
  • the fusible conductor 12_2 comprises two recesses 20_2 ', 20_2 "which are introduced in the material of the conductor track 26_2.
  • the recesses 20_2', 20_2" are respectively arranged in those regions of the conductor track 26_2 in which the conductor cross-section is like previously described increases.
  • the recesses 20_2 ', 20_2 " as viewed in plan view, are respectively disposed on the blunt tips of the trapezoidal end portions of the track 26_2.
  • fuse 10 may be single-sided or double-sided with one or more fuse elements 12_1 of the first embodiment (see FIGS. 3 and 4 ) or one or more fusible conductors 12_2 of the second embodiment (see FIGS. 5 and 6 ). There are also combinations possible.
  • a reliable fuse 10 for thermal and electrical monitoring of, for example, sibling power transistors is created.
  • One advantage is that the fuse 10 despite thermal fuse feature is suitable to be soldered by a direct reflow soldering on the circuit board without triggering. Since, in the course of this reflow soldering process, no current flows through the fusible conductor 12, the high temperatures which occur in this process do not trigger the fusible conductor 12 either. Only in the operating state, i. when passing a current, such as rated current, the fuse element 12 triggers even at excess temperatures, which may be lower than the temperatures occurring during the reflow soldering process.
  • a hitherto unprecedented SMD fuse is created, which can be automatically populated and soldered on SMD basis. Due to the small form factor of the SMD fuse, it can advantageously be placed very close to a highly heat-generating electrical component, for example a power transistor. As soon as this component assumes a temperature which exceeds a predetermined temperature threshold, eg caused by a defect of the component itself or a defect in the circuit, the SMD fuse triggers rapidly, whereby the current flow is reliably interrupted at this defective component.
  • a predetermined temperature threshold eg caused by a defect of the component itself or a defect in the circuit
  • the fuse 10 has a smallest possible form factor (for example, 0201, 0402, 0603, 1206, 1812, 2010, 2512, 4018, etc.). In addition, the fuse 10 has a high pulse load capacity, since the fusible conductor 12 is fixed on the base support 14.
  • the fuse 10 can be placed particularly close to highly heat-generating electrical components, such as power transistors, thereby permitting good thermal coupling, which immediately detects elevated temperatures, for example an elevated temperature of the power transistor caused by a malfunction of the power transistor As the fuse 10 triggers immediately when the defined excess temperature is exceeded, the risk of a fire development is thus eliminated In comparison with conventionally known thermal fuses, the fuse 10 offers a considerable overall improvement in terms of reliability, cost, size, weight, processing, pulse resistance, vibration resistance, response, etc.

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schmelzleiter, eine Schmelzsicherung, ein Verfahren zum Herstellen einer Schmelzsicherung, eine SMD-Sicherung und eine SMD-Schaltung.
  • Für viele Schaltungsanwendungen, beispielsweise in der Automobil-Technik, Mess- und Regelungstechnik, usw., werden kleine, oberflächenmontierbare (Surface-Mounted Device SMD) Gerätesicherungen, bzw. Schmelzsicherungen benötigt. Zum Beispiel beschreiben die Druckschriften WO 99/16097 A1 , DE 10 2005 002091 A1 , US 5 900 798 A und US 5 898 357 A Sicherungen, bei denen ein Schmelzleiter und eine Auflage jeweils Materialien umfassen, welche beim Leiten eines elektrischen Stroms durch den Schmelzleiter eine Diffusion eingehen. Aus technischen Gründen sowie aus Kostengründen werden solche Gerätesicherungen wie in der Leiterplattentechnik üblich realisiert. SMD-Sicherungen, welche Schmelzsicherungen umfassen, werden meist automatisch durch Pick-and-Place Automaten auf FR4-Leiterplatten positioniert und platziert. Anschliessend werden die SMD-Sicherungen mittels Reflow-Lötprozesse oder Wellenlötverfahren auf der Leiterplatte verlötet. Als Basismaterialien für SMD-Sicherungen werden beispielsweise FR4-Leiterplattenmaterialien oder Al2O3-Keramiken verwendet, also alle üblichen Basismaterialien zur Leiterplattenherstellung.
  • Schmelzsicherungen umfassen einen auf einem Basisträger angeordneten Schmelzleiter, welcher beispielsweise Kupfer umfasst. Der Schmelzleiter dient üblicherweise zum Absichern von Überströmen und schützt hierdurch nachgeordnete elektronische Bauteile.
  • Schmelzsicherungen haben einen Nachteil, dass die Basisträger zumeist begrenzte Betriebstemperaturen haben. So liegt beispielsweise die Betriebstemperatur eines Basisträgers aus FR4-Basismaterial bei lediglich 200°C. Höhere Temperaturen schädigen das FR4-Basismaterial. Hierbei delaminiert das Material und löst sich der zumeist aus einer Kupferfolie bestehende Schmelzleiter vom Basisträger ab. Nach kurzer Zeit treten eine Dekomposition und Verkohlung des Materials auf. Durch die Verkohlung entstehen wiederum leitfähige Schichten mit einem im Vergleich geringen elektrischen Widerstand, welche dann unzulässig tiefe Isolationswiderstände erzeugen.
  • Um diesem Problem zu begegnen, ist es bekannt, den Basisträger aus einer Al2O3-Keramik herzustellen, welche wesentlich höhere Temperaturen als beispielsweise 200°C ertragen kann ohne Schaden zu nehmen. Es wirkt sich allerdings als nachteilig aus, dass der Ausdehnungskoeffizient (Coefficient of Thermal Expansion CTE) dieser Al2O3-Keramik meist weniger als 8 ppm/K beträgt und sich somit stark vom Ausdehnungskoeffizienten CTE von Kupfer unterscheidet, welcher 17 ppm/K beträgt. Durch diese hohe Differenz zwischen den Ausdehnungskoeffizienten des Basisträgers aus Al2O3-Keramik und Kupfer entstehen mechanische Spannungen zwischen dem Kupfer-Schmelzleiter und dem Keramik-Basisträger. Hierdurch besteht eine erhöhte Bruchgefahr. Zudem sind Keramiksubstrate an sich sehr brüchig und entziehen dem Schmelzleiter viel Wärmeenergie. Somit sind Schmelzsicherungen mit kleinen Nennströmen und flinker Charakteristik auf dieser Al2O3-Keramik schwierig zu realisieren. Zudem brechen diese Keramik-Schmelzsicherungen häufig, sobald der Schmelzleiter auf Torsion oder Biegung belastet wird.
  • Es besteht ein Nachteil im Stand der Technik, dass Thermosicherungen nicht auf SMD-Basis mittels beispielsweise Reflow-Lötprozess verlötet werden können. Der Grund hierfür ist darin zu finden, dass die bekannten Thermosicherungen bei den hierbei auftretenden hohen Temperaturen in einem Bereich von 240°C bis 265°C sofort auslösen.
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schmelzleiter, eine Schmelzsicherung, ein Verfahren zum Herstellen einer Schmelzsicherung, eine SMD-Sicherung und eine SMD-Schaltung bereitzustellen, bei welchen die zuvor genannten Probleme gelöst sind.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Schmelzleiter gemäss Anspruch 1 gelöst.
  • Erfindungsgemäss umfasst der Schmelzleiter zwei Anschlusskontakte und eine zwischengeordnete Leiterbahn, wobei die Leiterbahn wenigstens abschnittsweise einen in Relation zu den Anschlusskontakten reduzierten Leitungsquerschnitt hat, ferner umfassend wenigstens eine Auflage, wobei der Schmelzleiter und die Auflage jeweils Materialien umfassen, welche beim Überschreiten einer vorbestimmten Umgebungstemperatur und beim Leiten eines elektrischen Stroms durch den Schmelzleiter eine Diffusion eingehen.
  • Hierdurch ist auf überraschend einfache Weise ein Schmelzleiter geschaffen, welcher bei den beim Verlöten auftretenden hohen Temperaturen nicht auslöst, jedoch im Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen von beispielsweise mehr als 200°C auslösen wird.
  • Erzielt wird dieser Vorteil durch einen Diffusionsprozess, welcher aktiviert wird, sobald die Umgebungstemperatur eine vorbestimmte Temperatur, beispielsweise 200°C, übersteigt und zusätzlich ein elektrischer Strom (z.B. Nennstrom) durch den Schmelzleiter fliesst. Dieser Diffusionsprozess findet in einem Bereich statt, in welchem die wenigstens eine Auflage mit dem Schmelzleiter in Verbindung steht (auch Diffusionszone genannt). Unter diesen Umständen umfasst der Diffusionsprozess ein Eindiffundieren der Atome des Materials des Schmelzleiters in das Material von der Auflage. Hierdurch wird eine Legierung aus diesen beiden Materialien gebildet. Durch den Diffusionsprozess wird die Diffusionszone hochohmig mit hoher Verlustleistung P=In 2xR auch bei Nennstrom. Hierdurch sinkt wiederum die Schmelztemperatur der Diffusionszone von 1080°C auf ca. 500°C. Innerhalb dieser Diffusionszone wird somit die reduzierte Schmelztemperatur von ca. 500°C auch schon bei geringen Strömen (z.B. Nennstrom) erreicht, wodurch der Schmelzleiter auslösen wird und vorteilhafterweise der Stromkreis zuverlässig unterbrochen wird. Neben der neuen Eigenschaft der Schmelzsicherung zum Absichern gegen Übertemperatur, behält die Schmelzsicherung unter ursprünglichen Bedingungen die Eigenschaft bei, weiterhin als Schmelzsicherung zum Absichern gegen Überstrom zu wirken. Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemässen Schmelzleiters besteht darin, dass der Schmelzleiter im Betrieb bei vorbestimmten hohen Umgebungstemperaturen (Übertemperatur-Schwellwert) von beispielsweise mehr als 200°C auslöst, auch wenn kein Überstrom fliesst. Unter dem Begriff Auslösen ist hierbei ein Schmelzen bzw. Durchbrennen des Schmelzleiters gemeint.
  • Der Leitungsquerschnitt der Leiterbahn ist in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung des Schmelzleiters in Relation zu dem Leitungsquerschnitt der Anschlusskontakte wenigstens abschnittsweise reduziert. Diese Relation hat hierbei einen Wert kleiner 1 (<1). Beispielsweise sind die Leitungsquerschnitte der Anschlusskontakte in Relation zueinander konstant. Somit ist ein Schmelzleiter geschaffen welcher in der Draufsicht ein H-Profil aufweist. Der Schmelzleiter kann selbstverständlich auch ein anderes Profil aufweisen, solange die Flächen der Anschlusskontakte in Relation zur Leiterbahn möglich gross sind. Die Flächen der Anschlusskontakte können rechteckig, kreisförmig, elliptisch oder dreieckig sein. Der Schmelzleiter kann durch Ausstanzen eines einstückigen Materials ausgebildet sein. Alternativ kann der Schmelzleiter durch Zuschnitt, beispielsweise mittels Laser, ausgebildet sein.
  • Die jeweilige Umgebungstemperatur, bei welcher der Schmelzleiter auslöst, kann durch Auswahl der Relation von dem Leitungsquerschnitt der Leiterbahn zum Leitungsquerschnitt der Anschlusskontakte vorbestimmt werden. Durch entsprechende Auswahl der zuvor erwähnten Relation kann ebenfalls ein Überstrom-Schwellwert definiert werden, ab welchem der Schmelzleiter auslösen wird.
  • Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, dass eine mit einem solchen Schmelzleiter bereitgestellte Schmelzsicherung auf SMD-Basis durch beispielsweise einen Reflow-Lötprozess mit der Leiterplatte verbunden werden kann, ohne dass der Schmelzleiter bei den hierbei auftretenden hohen Temperaturen auslösen wird. Da nämlich im Verlaufe dieses Prozesses (Reflow-Lötprozess) kein Strom fliesst, rufen diese hohen Temperaturen auch keine Veränderung beim Schmelzleiter hervor. Somit kann eine mit diesem Schmelzleiter bereitgestellte Schmelzsicherung problemlos durch einen Reflow-Lötprozess nach beispielsweise JEDEC Norm (240°C bis 265°C, 10s) auf der Leiterplatte verlötet werden.
  • Vorzugsweise ist die wenigstens eine Auflage wenigstens abschnittsweise innerhalb der Leiterbahn angeordnet. Hierdurch wird zuverlässig sichergestellt, dass im Falle eines Auslösens des Schmelzleiters, d.h. beim Schmelzen oder Durchbrennen der Leiterbahn des Schmelzleiters, keinerlei Strom zwischen den Anschlusskontakten fliessen wird. Durch entsprechende Auswahl der jeweiligen Erstreckung der dem Schmelzleiter bereitgestellten Auflage (z.B. Länge, Breite und Dicke in Relation zum Schmelzleiter) können Auslösecharakteristiken der Leiterbahn des Schmelzleiters bestimmt werden. Erfindungsgemäß ist die wenigstens eine Auflage innerhalb der Leiterbahn angrenzend zu einem der Anschlusskontakte des Schmelzleiters angeordnet. Hierdurch kann die Diffusionszone besonders dicht an einem angrenzenden, im Hinblick auf Überstrom und Übertemperatur zu schützenden elektronischen Bauelement (z.B. Leistungstransistor) platziert werden. Es kann eine Auflage angrenzend zu einem Anschlusskontakt vorgesehen sein oder es können zwei Auflagen jeweils angrenzend zu den beiden Anschlusskontakten vorgesehen sein. Schmelzsicherungen werden zunehmend für die Absicherung von Leistungstransistoren auf Schaltplatinen zur Anwendung in energiereichen Einrichtungen benötigt, wie beispielsweise Automobiltechnik, Heizungs- und Lüftungstechnik, erneuerbare Energien, usw. Energiereiche Anwendungen werden heutzutage optimal geregelt, um somit beispielsweise den Energieverbrauch zu reduzieren. Hierbei arbeiten die Leistungstransistoren oftmals im Pulsbetrieb. Im fehlerfreien Betrieb wird die maximale thermische Belastung der Leistungstransistoren im Pulsbetrieb nicht überschritten. Werden die Leistungstransistoren hingegen im Fehlerfall mit einem konstanten Signal angesteuert oder ist der Leistungstransistor beschädigt, treten im Leistungstransistor hohe Temperaturen von beispielsweise über 200°C auf. Hierdurch entsteht eine Brandgefahr. Durch den Schmelzleiter gemäss der Erfindung, welcher bei einem Übersteigen von einer vorbestimmten hohen Temperatur unverzüglich auslöst, wird jedoch diese Gefahr verhindert. Dieser vorteilhafte Effekt wird weiter erhöht, indem die Schmelzsicherung in unmittelbarer Nähe des Leistungstransistors montiert wird. Indem die Diffusionszone, d.h. die Auflage, in einem Bereich der Leiterbahn angrenzend zu einem der Anschlusskontakte des Schmelzleiters angeordnet wird, d.h. indem die Diffusionszone nahe der Kontakte des Schmelzleiters und somit möglichst nahe am Leistungstransistor bereitgestellt wird, kann die Zuverlässigkeit des Auslösens des Schmelzleiters weiter erhöht werden.
  • Ein weiterer Vorteil dieser Anordnung liegt darin, dass ein dem Schmelzleiter zugrundeliegender Basisträger am Randbereich, d.h. angrenzend zu einem der Anschlusskontakte des Schmelzleiters, eine verminderte Wärmeableitfähigkeit aufweist als beispielsweise im Mittenbereich. Indem die Diffusionszone somit in einem so weit wie möglich aussermittigen Bereich des Basisträgers angeordnet wird, d.h. in einem Bereich angrenzend zu einem der Kontakte des Schmelzleiters, wird das Überschreiten einer vorbestimmten Umgebungstemperatur, beispielsweise 200°C, rascher und zuverlässiger detektiert und somit unmittelbar zum Auslösen des Schmelzleiters führen. Dieser Effekt wird unterstützt, indem, in Draufsicht auf den Schmelzleiter betrachtet, die Fläche eines jeweiligen Anschlusskontaktes in Relation zur Leiterbahn möglichst gross ausgebildet ist. Hierdurch weisen die Anschlusskontakte in Relation zur Leiterbahn bessere Eigenschaften zur Wärmeableitung auf. In Längsrichtung des Schmelzleiters betrachtet, werden somit die höchsten Temperaturwerte vorteilhafterweise in der Mitte der Leiterbahn auftreten. Durch Auswahl der Relation zwischen der jeweiligen Breite der Anschlusskontakte und der Breite der Leiterbahn, in Längsrichtung des Schmelzleiters betrachtet, ist einer von mehreren Design-Parametern gegeben, durch welchen ein Auslösen des Schmelzleiters bei Übertemperatur und/oder Überstrom vorbestimmt werden kann. Ein weiterer Design-Parameter ist gegeben durch die Auswahl ob ein oder zwei Auflagen vorgesehen werden.
  • Vorzugsweise geht der Leitungsquerschnitt der Leiterbahn schrittweise zunehmend auf den Leitungsquerschnitt der Anschlusskontakte über. Der Leitungsquerschnitt der Leiterbahn kann hierbei linear oder nicht-linear zunehmen. In dieser Ausführungsform nimmt der Leitungsquerschnitt der Leiterbahn an jeweils beiden Enden der Leiterbahn mit minimalem Leitungsquerschnitt schrittweise zu und wächst auf einen maximalen Leitungsquerschnitt an, welcher gleich dem Leitungsquerschnitt der Anschlusskontakte ist. Der Leitungsquerschnitt der Anschlusskontakte kann von diesem Abschnitt ausgehend konstant verlaufen. In dieser Ausgestaltung nimmt der Schmelzleiter eine in Draufsicht anmutende Knochenform an.
  • Vorzugsweise ist die wenigstens eine Auflage wenigstens abschnittsweise innerhalb der Leiterbahn in einem Bereich des schrittweise zunehmenden Leitungsquerschnitts angeordnet. Hierdurch ist ein weiterer Design-Parameter gegeben, durch welchen eingestellt werden kann, ab welcher Temperatur und/oder ab welchem Stromwert der Schmelzleiter auslösen soll.
  • Vorzugsweise ist die wenigstens eine Auflage in einem Bereich der Leiterbahn mit schrittweise zunehmendem Leitungsquerschnitt angrenzend zu einem Abschnitt der Leiterbahn mit minimalem Leitungsquerschnitt angeordnet. Hierdurch löst der Schmelzleiter zuverlässig bei Übertemperatur und/oder Überstrom aus.
  • Vorzugsweise umfasst der Schmelzleiter ferner wenigstens eine in die Leiterbahn eingebrachte Ausnehmung, in welcher die wenigstens eine Auflage angeordnet ist. Hierdurch ist die Diffusionszone insgesamt verdünnt, so dass eine zum Auslösen des Schmelzleiters notwendige bzw. ausreichende Diffusion der Atome des Materials des Schmelzleiters in das Material der Auflage hinein schneller abläuft. Mit abnehmender Materialstärke der Leiterbahn des Schmelzleiters im Bereich der Ausnehmung, resp. mit zunehmender Tiefe der Ausnehmung, sinkt der Temperatur-Schwellwert zum Auslösen des Schmelzleiters. Auch sinkt der Strom-Schwellwert zum Auslösen bei Überstrom. Somit ist das Ausmass der Ausnehmung ein wichtiger Design-Parameter, durch welchen der Temperatur-Schwellwert und der Strom-Schwellwert eingestellt bzw. definiert werden.
  • Vorzugsweise ist die wenigstens eine Ausnehmung durchgehend quer zur Längsrichtung der Leiterbahn ausgerichtet. Der Schmelzleiter ist üblicherweise als ein langgestreckter, dünner Streifenkörper ausgebildet. Die Ausnehmung ist an der Oberfläche und senkrecht zur Stromrichtung in das Material der Leiterbahn eingebracht. Im Falle eines Auslösens des Schmelzleiters kann somit der Stromfluss komplett unterbrochen werden. Die Ausnehmung wird beispielsweise mittels Fotolithographie, eines Lasers, usw. in die Leiterbahn eingebracht. Diese Ausnehmung wird dann mit dem Material der Auflage gefüllt, beispielsweise mittels eines galvanischen Prozesses. Die Ausnehmung kann teilweise oder vollständig gefüllt werden. Die Ausnehmung kann auch über den Rand der Ausnehmung hinweg mit dem Material der Auflage gefüllt werden. Es kann eine oder es können mehrere Ausnehmungen vorgesehen sein, welche jeweils mit einer Auflage befüllt werden.
  • Vorzugsweise umfasst das Material des Schmelzleiters Kupfer und umfasst das Material der Auflage Zinn. Herkömmliche Schmelzleiter zum Schutz gegen Überstrom sind üblicherweise aus Kupfer ausgebildet. Mit der Auswahl von Zinn als Material der Auflage ist ein hervorragendes Material gefunden, welches bei Übertemperatur und Stromfluss durch den Schmelzleiter eine Diffusion mit dem Kupfer als Material des Schmelzleiters eingeht. Im Falle des Diffusionsprozesses diffundieren die Kupferatome ins Zinn ein und wird somit eine Kupfer-Zinn-Legierung gebildet. Im Normalbetrieb, beispielsweise beim Leiten eines Nennstroms durch den Schmelzleiter bei Umgebungstemperaturen von 125°C über einen längeren Zeitraum, ruft diese Belastung beim Schmelzleiter keinerlei Veränderung hervor.
  • Die zuvor genannte Aufgabe wird ebenso durch eine Schmelzsicherung gelöst, welche einen Schmelzleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und ferner einen Basisträger aus einem elektrisch isolierenden Material umfasst, wobei der Schmelzleiter auf einer Fläche des Basisträgers angeordnet ist. Als Basisträger kann beispielsweise ein FR4-Basismaterial oder eine Al2O3-Keramik verwendet werden. Ein Vorteil dieser Schmelzsicherung besteht darin, dass sie nicht nur gegen Überstrom sondern zusätzlich gegen Übertemperatur zuverlässig absichert. Im Gegensatz zu bekannten Thermosicherungen löst die Schmelzsicherung gemäss der Erfindung jedoch nicht beim Verlöten, beispielsweise mittels eines Reflow-Lötprozesses, aus. Übliche Thermosicherungen würden bei den hierzu notwendigen hohen Temperaturen von beispielsweise 240°C - 265°C sofort auslösen, sodass hiergegen bislang aufwendige Gegenmassnahmen getroffen werden, wie beispielsweise die Bereitstellung von Drahtabschlüssen. Durch den besonderen Vorteil der Schmelzsicherung gemäss der Erfindung ist eine automatische Bestückung möglich und ist zudem der Aufwand hierzu im Gegensatz zum Stand der Technik stark reduziert, da beispielsweise auf die Bereitstellung von Drahtabschlüssen verzichtet werden kann. Zudem ist die erfindungsgemässe Schmelzsicherung günstiger und viel kleiner als bislang bekannte Thermosicherungen. Die Schmelzsicherung hält zudem alle bekannten Approbationen (IEC 60127 und UL248-14 Norm) ein. Ausserdem ist die Schmelzsicherung resistent gegenüber starken Stromimpulsen.
  • Vorzugsweise sind die Schmelzleiter auf gegenüberliegenden Flächen des Basisträgers angeordnet. Hierdurch kann eine Schmelzsicherung auf Basis einer Multilayer-Konstruktion mit zwei Schmelzleitern in Parallelschaltung bereitgestellt werden. Beispielsweise können die Diffusionszonen der einzelnen Schmelzleiter in Relation zur Längsrichtung an zueinander versetzten Positionen angeordnet sein. Hierdurch ist eine weiter zuverlässige Auslösung der Schmelzsicherung im Falle einer Übertemperatur gewährleistet.
  • Vorzugsweise umfasst die Schmelzsicherung ferner zwei Basiskontakte, welche mit jeweils über den Basisträger gegenüberliegenden Anschlusskontakten der Schmelzleiter elektrisch verbunden sind. Somit ist auf einfache Weise eine Schmelzsicherung geschaffen, welche parallel verschaltete Schmelzleiter umfasst. Diese Basiskontakte können ebenfalls aus Kupfer ausgebildet sein.
  • Vorzugsweise umfasst der Basisträger ein Rogers4000 Material. Übliche Schmelzsicherungen sind zumeist aus Basisträgern zusammengesetzt, welcher beispielsweise FR4-Basismaterialien, bzw. Leiterplattenmaterialien, oder Al2O3-Keramiken umfassen. Das FR4-Basismaterial besteht aus Glasgewebe, welches mit Epoxidharz verstärkt ist. Dieses Material weist gute Ausdehnungskoeffizienten in x- und y-Richtung auf. Diese Ausdehnungskoeffizienten liegen im Bereich von 14 bis 17 ppm/K und kommen dem Ausdehnungskoeffizienten von Kupfer als Material des Schmelzleiters mit 17 ppm/K sehr nahe. Kupferfolien, welche verschiedene Stärken haben, beispielsweise 6, 9, 12, 18, 35, 70, 120 und 240µm, werden auf dem FR4 Basismaterial unter Druck und Temperatur aufgepresst und bilden die Basis für den Schmelzleiter. Nachteilig wirken sich jedoch die begrenzten Betriebstemperaturen der FR4-Basismaterialien aus, welche ca. max. 200°C betragen. Noch höhere Temperaturen schädigen das FR4-Basismaterial. Hierbei delaminiert das FR4-Basismaterial und löst sich eine beispielsweise als Schmelzleiter bereitgestellte Kupferfolie von dem FR4-Basismaterial ab. Hiernach treten eine Dekomposition und Verkohlung des FR4-Basismaterials auf. Die Verkohlung ruft leitfähige, relativ niederohmige Schichten hervor, welche somit unzulässig tiefe Isolationswiderstände erzeugen.
  • Wie zuvor beschrieben, ist es ebenso bekannt, eine Al2O3-Keramik als Material des Basisträgers bereitzustellen. Diese Keramik hält gegenüber dem FR4-Basismaterial höheren Temperaturen stand. Allerdings ist der Ausdehnungskoeffizient dieser Keramik von weniger als 8 ppm/K sehr gering, sodass mechanische Spannungen (Bruchgefahr) zwischen dem Schmelzleiter aus Kupfer und der Keramik entstehen. Zudem sind Keramiksubstrate sehr brüchig und entziehen dem Schmelzleiter viel Wärmeenergie. Eine Schmelzsicherung mit kleinen Nennströmen und flinker Charakteristik ist auf Basis von Al2O3-Keramik als Material des Basisträgers somit schwierig zu realisieren. Zudem bricht eine solche Schmelzsicherung leicht bei Beanspruchung des Schmelzleiters auf Torsion oder Biegung.
  • Indem wie vorgeschlagen Rogers4000 Material als Material des Basisträgers verwendet wird, werden vorteilhafterweise alle Vorteile der Al2O3-Keramik und des FR4-Basismaterials vereinigt. Das Rogers4000 Material eignet sich daher ausgezeichnet als Material des Basisträgers der Schmelzsicherung. Dies gilt für alle Arten und Grössen des Basisträgers. Das Rogers4000 Material ist zudem kompatibel mit allen Leiterplattenprozessen und ist selbst bei Temperaturen von bis zu 300°C dauerhaft beständig.
  • Vorzugsweise ist der wenigstens eine Schmelzleiter mit einem Schutzlack, insbesondere einem Polymer-Schutzlack, beschichtet. Hierdurch ist der Schmelzleiter zuverlässig gegen Umwelteinflüsse geschützt.
  • Die zuvor genannte Aufgabe wird ebenso durch ein Verfahren zum Herstellen einer Schmelzsicherung gelöst, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: Bereitstellen von wenigstens einem Schmelzleiter umfassend zwei Anschlusskontakte und eine zwischengeordnete Leiterbahn, derart, dass die Leiterbahn wenigstens abschnittsweise einen in Relation zu den Anschlusskontakten reduzierten Leitungsquerschnitt hat; Bereitstellen von einem Basisträger; Bereitstellen des Schmelzleiters mit wenigstens einer Auflage, wobei der Schmelzleiter und die Auflage jeweils aus Materialien ausgewählt werden, welche beim Überschreiten einer vorbestimmten Umgebungstemperatur und beim Leiten eines elektrischen Stroms durch den Schmelzleiter eine Diffusion eingehen; und Anordnen des wenigstens einen Schmelzleiters auf dem Basisträger. Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird eine Schmelzsicherung hergestellt, welche schnell und zuverlässig bei Übertemperatur auslöst. Zudem lässt sich diese Schmelzsicherung durch nur wenige Schritte kostengünstig herstellen.
  • Durch jeweilige Auswahl der Relation zwischen dem Leitungsquerschnitt der Leiterbahn und dem Leitungsquerschnitt der Anschlusskontakte wird die Umgebungstemperatur (Übertemperatur-Schwellwert) vorbestimmt, bei welcher der Schmelzleiter auslösen soll. Durch diese Auswahl der Relation kann ebenfalls ein Überstrom-Schwellwert definiert werden, ab welchem der Schmelzleiter auslösen wird. Der Leitungsquerschnitt der Leiterbahn ist in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung des Schmelzleiters in Relation zum Leitungsquerschnitt der Anschlusskontakte reduziert. Somit ist ein Schmelzleiter geschaffen, welcher in der Draufsicht ein H-Profil aufweist. Alternativ kann der Leitungsquerschnitt des Schmelzleiters linear oder nicht-linear auf den Leitungsquerschnitt der Anschlusskontakte anwachsen. Somit ist ein Schmelzleiter geschaffen, welcher in der Draufsicht einem Knochen-Profil entspricht. Der Schmelzleiter wird im Falle von Übertemperatur und/oder Überstrom stets in dem Abschnitt mit reduziertem Leitungsquerschnitts, d.h. im Verlaufe der Leiterbahn, auslösen. Der Schmelzleiter wird beispielsweise durch Ausstanzen eines einstückigen Materials ausgebildet. Alternativ wird der Schmelzleiter durch Zuschnitt, beispielsweise mittels Laser, ausgebildet. Vorzugsweise wird die wenigstens eine Auflage wenigstens abschnittsweise innerhalb der Leiterbahn des Schmelzleiters angeordnet. Beim Auslösen des Schmelzleiters, d.h. beim Schmelzen oder Durchbrennen der Leiterbahn, wird der Stromfluss zwischen den Anschlusskontakten somit zuverlässig unterbrochen. Erfindungsgemäß wird die wenigstens eine Auflage innerhalb der Leiterbahn angrenzend zu einem der Anschlusskontakte des Schmelzleiters angeordnet. Durch Anordnen der Auflage in einem Bereich angrenzend zu einem der Anschlusskontakte des Schmelzleiters kann somit die Diffusionszone in nächster Nähe zu einem zu schützenden elektronischen Bauelement, beispielsweise ein Leistungstransistor, angeordnet werden. Durch die nächstmögliche Nähe zu diesem elektronischen Bauelement kann die Zuverlässigkeit weiter erhöht werden, mit welcher der Schmelzleiter beim Überschreiten einer vorbestimmten Temperatur schnell und zuverlässig auslösen wird.
  • Vorzugsweise umfasst der Schritt des Bereitstellens des Schmelzleiters mit der wenigstens einen Auflage ein Anordnen der Auflage in wenigstens einer in der Leiterbahn eingebrachten Ausnehmung. In Abhängigkeit von dem Ausmass der Ausnehmung (Länge, Breite und Geometrie in Längsrichtung des Schmelzleiters betrachtet) und der Tiefe von der Ausnehmung kann ein Temperatur-Schwellwert bestimmt bzw. definiert werden, bei dessen Überschreitung die Schmelzsicherung auslösen wird. Somit können Auslösecharakteristiken des Schmelzleiters einfach bestimmt werden.
  • Die zuvor genannte Aufgabe wird ebenso durch eine SMD-Sicherung gelöst, welche eine Schmelzsicherung nach einem der Ansprüche 9 bis 13 umfasst. Hierdurch ist die Bestückung einer SMD-Leiterplatine mit einer SMD-Sicherung als Thermoelement möglich.
  • Die zuvor genannte Aufgabe wird ebenso durch eine SMD-Schaltung gelöst, welche eine SMD-Sicherung nach Anspruch 17 umfasst. Hierdurch wird eine SMD-Schaltung geschaffen, welche wenigstens eine SMD-Sicherung zur thermischen Überwachung von einzelnen elektronischen Bauelementen umfasst.
  • Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand von Figuren noch näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1 eine Schmelzsicherung gemäss der Erfindung in Perspektivdarstellung;
    • Figur 2 die in Figur 1 gezeigte Schmelzsicherung gemäss der Erfindung in einer Schnittansicht;
    • Figur 3 einen Schmelzleiter gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung in Perspektivdarstellung;
    • Figur 4 den in Figur 3 gezeigten Schmelzleiter gemäss der ersten Ausführungsform der Erfindung in einer Schnittansicht;
    • Figur 5 einen Schmelzleiter gemäss einer zweiten Ausführungsform der Erfindung in Perspektivdarstellung; und
    • Figur 6 den in Figur 5 gezeigten Schmelzleiter gemäss der zweiten Ausführungsform der Erfindung in einer Schnittansicht.
  • Bezugnehmend auf Figuren 1 und 2 umfasst eine Schmelzsicherung 10 gemäss der Erfindung zwei Schmelzleiter 12', 12", welche jeweils auf in Längsrichtung der Schmelzsicherung 10 betrachtet gegenüberliegenden Flächen eines Basisträgers 14 angeordnet sind. Der Basisträger 14 besteht aus einem elektrisch isolierenden Material, welches auch bei hohen Temperaturen, beispielsweise bis zu 300°C, dauerhaft beständig ist. Besonders bevorzugt wird Rogers4000 Material als Material des Basisträgers 14 verwendet. Die auf dem Basisträger 14 aufliegenden Schmelzleiter 12', 12" sind jeweils an ihrer der Aussenseite zugewandten Oberfläche mit einer Auflage 16', 16" bereitgestellt. Die Auflagen 16', 16" erstrecken sich jeweils in einem Bereich der Schmelzleiter 12', 12", welcher sich quer zur Stromrichtung erstreckt.
  • Jeweilige Enden der gegenüberliegenden Schmelzleiter 12', 12", auch als Anschlusskontakte bezeichnet, welche in Längsschnittrichtung der Schmelzsicherung 10 betrachtet auf einer Ebene liegen, sind jeweils über Basiskontakte 18', 18" elektrisch miteinander verbunden. Diese Basiskontakte 18', 18" dienen als Anschlüsse der Schmelzsicherung 10 zum Leiten eines elektrischen Stroms in Längsrichtung der Schmelzsicherung 10. Die Schmelzleiter 12', 12" und die Basiskontakte 18', 18" sind beispielsweise aus Kupfer ausgebildet. Sobald der durch die Schmelzsicherung 10 geleitete Strom eine vorbestimmte bzw. definierte Stromgrösse (Strom-Schwellwert) übersteigt, wird auf übliche Weise einer der Schmelzleiter 12', 12" schmelzen bzw. durchbrennen. Aufgrund des somit reduzierten Leitungsquerschnitts wird dann unmittelbar der weitere Schmelzleiter ebenfalls schmelzen bzw. durchbrennen. Der Strompfad ist somit unterbrochen.
  • Neben diesem Schutz vor Überstrom bietet die Schmelzsicherung 10 ebenfalls einen Schutz gegen Übertemperatur. Hierbei kommt die zuvor erwähnte Auflage 16', 16" zum Tragen. Übersteigt nämlich die Umgebungstemperatur einen vorbestimmten Temperatur-Schwellwert, beispielsweise 200°C, und fliesst zusätzlich ein elektrischer Strom durch die Schmelzleiter 12', 12", wird erfindungsgemäss ein Diffusionsprozess aktiviert, bei welchem die Atome des Materials des Schmelzleiters (Kupfer) in das Material der Auflage 16', 16" eindiffundieren. Als Diffusionspartner ist hierzu das Material der Auflage 16', 16" aus Zinn gewählt. In diesem Beispiel wird durch das Eindiffundieren der Kupferatome in die Zinn-Auflage eine Kupfer-Zinn-Legierung gebildet. Wie im Folgenden detaillierter erläutert, ist die Auflage 16', 16" zur Verstärkung des Diffusionsprozesses in einer in das Material des Schmelzleiters 12', 12" eingebrachten Ausnehmung 20', 20" eingefüllt.
  • Sobald die Umgebungstemperatur den vorbestimmten Temperatur-Schwellwert erreicht, bzw. übersteigt, diffundiert die Kupferschicht komplett in die Zinnschicht ein. Es entsteht auch bei Nennstrom eine hochohmige Diffusionszone mit hoher Verlustleistung P=In 2xR. Hierbei sinkt die Schmelztemperatur der Diffusionszone von beispielsweise 1080°C auf ca. 500°C. Die Diffusionszone ist durch entsprechende Wahl von Design-Parametern, wie beispielsweise Ausmass, Materialwahl, usw., derart entworfen, dass die reduzierte Schmelztemperatur von ca. 500°C auch schon bei relativ geringen Strömen erreicht wird und der Stromkreis somit zuverlässig durch Auslösen bzw. Durchbrennen der Schmelzleiter 12', 12" an der Stelle der Diffusionszone unterbrochen wird. Somit löst die Schmelzsicherung 10 auch dann bei vorbestimmten Umgebungstemperaturen (Übertemperatur) aus, beispielsweise mehr als 200°C, wenn kein Überstrom fliesst. Die Funktionsweise und der Vorteil der Schmelzsicherung 10 werden im Folgenden nach genauerer Betrachtung der Schmelzleiter erläutert.
  • Figuren 3 und 4 zeigen detailliert einen Schmelzleiter 12_1 gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung jeweils in einer Perspektivdarstellung und in einer Schnittansicht. Der Schmelzleiter 12_1 ist einstückig aus zwei Anschlusskontakten 24_1', 24_1" und einer zwischen den Anschlusskontakten 24_1', 24_1" angeordneten Leiterbahn 26_1 zusammengesetzt, wobei die Leiterbahn 26_1 einen in Relation zu den Anschlusskontakten 24_1', 24_1" durchgehend reduzierten Leitungsquerschnitt hat. Der Leitungsquerschnitt der Leiterbahn 26_1 ist über die gesamte Erstreckung der Leiterbahn 26_1 hinweg konstant. Zudem sind die Anschlusskontakte 24_1', 24_1" in Relation zur Leiterbahn 26_1 sehr grossflächig. Durch diese Ausgestaltung ist im Bereich der Anschlusskontakte 24_1', 24_1" eine wesentlich höhere Wärmeableitung ermöglicht als im Bereich der Leiterbahn 26_1 selber. In Längsrichtung des Schmelzleiters 12_1 betrachtet, ist die Temperatur ungefähr in der Mitte der Leiterbahn 26_1 am höchsten und nimmt in Richtung zu beiden Anschlusskontakten 24_1', 24_1" hin ab.
  • In der Draufsicht betrachtet, nimmt die Aussenform des Schmelzleiters 12_1 ein H-Profil an. Die Anschlusskontakte 24_1', 24_1" sind rechteckig ausgebildet, wobei die Anschlusskontakte 24_1', 24_1" auch andere Formen übernehmen können, solange insgesamt, in einer Ebene senkrecht zur Längsrichtung des Schmelzleiters betrachtet, der Leitungsquerschnitt der Leiterbahn 26_1 in Relation zu dem Leitungsquerschnitt der Anschlusskontakte 24_1', 24_1" reduziert ist. Beispielsweise ist der Schmelzleiter 12_1 durch Ausstanzen eines einstückigen Materials (z.B. Kupfer) ausgebildet. Alternativ kann der Schmelzleiter 12 durch Zuschnitt, beispielsweise mittels Laser, ausgebildet werden.
  • Die Auflage 16_1 ist in die Ausnehmung 20_1 eingefüllt, welche in dem Material der Leiterbahn 26_1 eingebracht ist. Obwohl in Figuren 3 und 4 nicht gezeigt, können an beiden Endabschnitten der Leiterbahn 26_1, an den Übergängen zu den Anschlusskontakten 24_1', 24_1", Ausnehmungen mit jeweils eingefüllten Auflagen bereitgestellt sein. Durch den im Bereich der Ausnehmung 20_1 reduzierten Leitungsquerschnitt der Leiterbahn 26_1 ist einer der Design-Parameter zum Einstellen bzw. Definieren des Temperatur-Schwellwerts aufgezeigt. Mit abnehmendem Leitungsquerschnitt der Leiterbahn 26_1 (Kupfer) wird der Temperatur-Schwellwert zunehmend reduziert. Somit gestattet die geometrische Form der Ausnehmung 20_1 insgesamt eine Möglichkeit zum Einstellen bzw. Definieren des Temperatur-Schwellwerts. Sobald die Aussentemperatur diesen Temperatur-Schwellwert übersteigt, hat dies ein Schmelzen bzw. Durchbrennen des Schmelzleiters 12_1 im Bereich der Leiterbahn 26_1 zur Folge. Als ein weiterer Design-Parameter zum Einstellen bzw. Definieren des Temperatur-Schwellwerts dient die Materialmenge der Auflage 16_1, d.h. die Zinnmenge. Ein weiterer Design-Parameter zum Einstellen bzw. Definieren des Temperatur-Schwellwerts ist durch die Wahl der Materialzusammensetzung der beiden Diffusionspartner aufgezeigt. Neben den hier vorgestellten Diffusionspartnern Kupfer und Zinn können auch weitere geeignete Diffusionspartner gewählt werden.
  • Zum Schützen des Schmelzleiters 12_1 gegen schädigende Ausseneinwirkungen kann dieser mit einem Schutzlack 22_1, beispielsweise ein Polymer-Schutzlack, beschichtet sein (siehe Figur 4).
  • Figuren 5 und 6 zeigen detailliert einen Schmelzleiter 12_2 gemäss einer zweiten Ausführungsform der Erfindung jeweils in einer Perspektivdarstellung und in einer Schnittansicht. Der Schmelzleiter 12_2 ist einstückig aus zwei Anschlusskontakten 24_2', 24_2" und einer zwischen den Anschlusskontakten 24_2', 24_2" angeordneten Leiterbahn 26_2 zusammengesetzt, gleich dem in Figuren 4 und 5 gezeigten Aufbau des Schmelzleiters 12_1 der ersten Ausführungsform.
  • Der Schmelzleiter 12_2 gemäss der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich vom Schmelzleiter 12_1 gemäss der ersten Ausführungsform darin, dass sich der Leitungsquerschnitt der Leiterbahn 26_2 an beiden Endabschnitten stufenförmig auf den grösseren Leitungsquerschnitt der Anschlusskontakte 24_2', 24_2" annähert. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform ist also der Leitungsquerschnitt der Leiterbahn 26_2 nicht über die gesamte Erstreckung der Leiterbahn 26_2 hinweg konstant.
  • Wie in Figur 5 zu erkennen, nimmt der Leitungsquerschnitt linear zu. Die Leiterbahn 26_2 umfasst also, in der Draufsicht betrachtet, an ihren beiden Enden jeweils Abschnitte der Form von einem gleichschenkligen Trapez. In der Draufsicht betrachtet, nimmt die Aussenform des Schmelzleiters 12_2 somit ein knochenförmiges Profil an. Der Leitungsquerschnitt der Leiterbahn 26_2 kann alternativ auch nicht-linear zunehmen, wodurch den Endabschnitten der Leiterbahn 26_2, in der Draufsicht betrachtet, eine vom gleichschenkligen Trapez unterschiedliche geometrische Form verliehen wird.
  • Die Anschlusskontakte 24_2', 24_2" sind in der Draufsicht weiterhin rechteckig ausgebildet, wobei sie auch andere geometrische Formen annehmen können, solange insgesamt der Leitungsquerschnitt der Leiterbahn 26_2 in Relation zu dem Leitungsquerschnitt der Anschlusskontakte 24_2', 24_2" zur Mitte des Schmelzleiter 12_2 verlaufend abnimmt.
  • Im Gegensatz zu dem in Figuren 3 und 4 gezeigten Schmelzleiter umfasst der Schmelzleiter 12_2 gemäss der zweiten Ausführungsform zwei Ausnehmungen 20_2', 20_2", welche in dem Material der Leiterbahn 26_2 eingebracht sind. Die Ausnehmungen 20_2', 20_2" sind jeweils in jenen Bereichen der Leiterbahn 26_2 angeordnet, in welchen der Leitungsquerschnitt wie zuvor beschrieben zunimmt. Mit anderen Worten, sind die Ausnehmungen 20_2', 20_2", in der Draufsicht betrachtet, jeweils an den stumpfen Spitzen der trapezförmigen Endabschnitte von der Leiterbahn 26_2 angeordnet.
  • In die Ausnehmungen 20_2', 20_2" sind jeweils Auflagen 16_2', 16_2" eingefüllt. Durch den somit im Bereich der Ausnehmungen 20_2', 20_2" reduzierten Leitungsquerschnitt der Leiterbahn 26_2 und zusätzlich durch die jeweils trapezförmige Geometrie der Endabschnitte von der Leiterbahn 26_2 in der Draufsicht, ist einer von einer Vielzahl von Design-Parametern zum Einstellen bzw. Definieren des Temperatur-Schwellwerts aufgezeigt. Durch Auswahl der geometrischen Form der Ausnehmungen 20_2', 20_2" wird insgesamt eine Möglichkeit zum Einstellen bzw. Definieren des Temperatur-Schwellwerts gegeben. Zum Schutz gegen schädigende Ausseneinwirkungen ist der Schmelzleiter 12_2 mit einem Schutzlack 22_2 beschichtet.
  • Die in Figuren 1 und 2 gezeigte Schmelzsicherung 10 kann einseitig oder doppelseitig mit einem oder mehreren Schmelzleitern 12_1 der ersten Ausführungsform (siehe Figuren 3 und 4) oder einem oder mehreren Schmelzleitern 12_2 der zweiten Ausführungsform (siehe Figuren 5 und 6) bestückt werden. Es sind auch Kombinationen möglich.
  • Insgesamt ist somit eine zuverlässige Schmelzsicherung 10 zur thermischen und zugleich elektrischen Überwachung von beispielsweise nebengeordneten Leistungstransistoren geschaffen. Ein Vorteil besteht darin, dass die Schmelzsicherung 10 trotz Thermosicherung-Merkmal dazu geeignet ist, durch einen direkten Reflow-Lötprozess auf der Leiterplatte verlötet zu werden ohne auszulösen. Da nämlich im Verlaufe dieses Reflow-Lötprozess kein Strom durch den Schmelzleiter 12 fliesst, lösen die hierbei auftretenden hohen Temperaturen den Schmelzleiter 12 auch nicht aus. Erst im Betriebszustand, d.h. beim Durchleiten eines Stroms, beispielsweise Nennstrom, löst der Schmelzleiter 12 auch bei Übertemperaturen aus, welche niedriger als die beim Reflow-Lötprozess auftretenden Temperaturen sein können.
  • Somit ist eine bislang noch nicht dagewesene SMD-Sicherung geschaffen, welche auf SMD-Basis automatisch bestückt und verlötet werden kann. Durch den kleinen Formfaktor der SMD-Sicherung kann diese vorteilhafterweise besonders nahe an einem stark wärmeentwickelnden elektrischen Bauteil, beispielsweise Leistungstransistor, platziert werden. Sobald dieses Bauteil eine Temperatur annimmt, welche einen vorbestimmten Temperatur-Schwellwert übersteigt, z.B. hervorgerufen durch einen Defekt von dem Bauteil selber oder einen Defekt in der Schaltung, löst die SMD-Sicherung rasch aus, wodurch der Stromfluss an dieses defekte Bauteil zuverlässig unterbrochen wird.
  • Die Schmelzsicherung 10 hat einen kleinstmöglichen Formfaktor (beispielsweise 0201, 0402, 0603, 1206, 1812, 2010, 2512, 4018, usw.). Zudem besitzt die Schmelzsicherung 10 eine hohe Pulsbelastbarkeit, da der Schmelzleiter 12 auf dem Basisträger 14 fixiert ist.
  • Eine Multilayer-Konstruktion mit einem oder mehreren Schmelzleitern 12; 12', 12" in Parallelschaltung ist ermöglicht. Zum Schutz vor Umwelteinflüssen ist der Schmelzleiter 12; 12', 12" komplett durch einen Schutzlack 22; 22', 22" geschützt. Durch entsprechende Wahl der zuvor genannten Design-Parameter ist der Einsatz bei maximalen Umgebungstemperaturen von bis zu 280°C möglich. Ebenso können Ströme im Bereich von einigen mA bis mehreren hundert A abgesichert werden. Aufgrund des kleinen Formfaktors kann die Schmelzsicherung 10 vorteilhafterweise besonders nahe an stark wärmeentwickelnden elektrischen Bauteilen, beispielsweise Leistungstransistoren, platziert werden. Hierdurch ist eine gute Wärmekopplung gestattet, durch welche unverzüglich erhöhte Temperaturen, beispielsweise eine erhöhte Temperatur des Leistungstransistors, welche aufgrund von einer Fehlfunktion des Leistungstransistors hervorgerufen ist, erfasst werden kann. Indem die Schmelzsicherung 10 beim Überschreiten der definierten Übertemperatur sofort auslöst, wird somit das Risiko einer Brandentwicklung eliminiert. Gegenüber herkömmlich bekannten Thermosicherungen bietet die Schmelzsicherung 10 insgesamt wesentliche Verbesserungen im Hinblick auf Zuverlässigkeit, Kosten, Grösse, Gewicht, Verarbeitung, Pulsresistenz, Vibrationsfestigkeit, Ansprechverhalten, usw.
  • Es ist eine Schmelzsicherung 10 geschaffen, welche bisher bekannte Eigenschaften von Sicherungen im Hinblick auf Strom-Zeit-Verhalten, Temperaturverhalten, Impulsfestigkeit, Ausschaltvermögen, Isolationsfestigkeit, i2t-Werte, Material- und Fertigungskosten verbessert und erweitert.

Claims (18)

  1. Schmelzleiter (12_1; 12_2) umfassend zwei Anschlusskontakte (24_1', 24_1"; 24_2', 24_2") und eine zwischengeordnete Leiterbahn (26_1; 26_2), wobei die Leiterbahn (26_1; 26_2) wenigstens abschnittsweise einen in Relation zu den Anschlusskontakten (24_1', 24-1"; 24_2', 24_2") reduzierten Leitungsquerschnitt hat, ferner umfassend wenigstens eine Auflage (16_1; 16_2', 16_2"), wobei der Schmelzleiter (12_1; 12_2) und die Auflage (16_1; 16_2', 16_2") jeweils aus Materialien ausgewählt sind, welche beim Überschreiten einer vorbestimmten Umgebungstemperatur und beim Leiten eines elektrischen Stroms durch den Schmelzleiter (12_1; 12_2) eine Diffusion eingehen, wobei die wenigstens eine Auflage (16_1) innerhalb der Leiterbahn (26_1) angrenzend zu einem der Anschlusskontakte (24_1', 24_1") des Schmelzleiters (12_1) angeordnet ist.
  2. Schmelzleiter (12_1; 12_2) nach Anspruch 1,
    bei welchem die wenigstens eine Auflage (16_1; 16_2', 16_2") wenigstens abschnittsweise innerhalb der Leiterbahn (26_1; 26_2) angeordnet ist.
  3. Schmelzleiter (12_2) nach Anspruch 1 oder 2,
    bei welchem der Leitungsquerschnitt der Leiterbahn (26_2) schrittweise zunehmend auf den Leitungsquerschnitt der Anschlusskontakte (24_2', 24_2") übergeht.
  4. Schmelzleiter (12_2) nach Anspruch 3,
    bei welchem die wenigstens eine Auflage (16_2', 16_2") wenigstens abschnittsweise innerhalb der Leiterbahn (26_2) in einem Bereich des schrittweise zunehmenden Leitungsquerschnitts angeordnet ist.
  5. Schmelzleiter (12_2) nach Anspruch 3 oder 4,
    bei welchem die wenigstens eine Auflage (16_2', 16_2") in einem Bereich der Leiterbahn (26_2) mit schrittweise zunehmendem Leitungsquerschnitt angrenzend zu einem Abschnitt der Leiterbahn (26_2) mit minimalem Leitungsquerschnitt angeordnet ist.
  6. Schmelzleiter (12_1; 12_2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    ferner umfassend wenigstens eine in die Leiterbahn (26_1; 26_2) eingebrachte Ausnehmung (20_1; 20_2', 20_2"), in welcher die wenigstens eine Auflage (16_1; 16_2', 16_2") angeordnet ist.
  7. Schmelzleiter (12_1; 12_2) nach Anspruch 6,
    bei welchem die wenigstens eine Ausnehmung (20_1; 20_2', 20_2") durchgehend quer zur Längsrichtung der Leiterbahn (26_1; 26_2) ausgerichtet ist.
  8. Schmelzleiter (12_1; 12_2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei das Material des Schmelzleiters (12_1; 12_2) Kupfer umfasst und das Material der Auflage (16_1; 16_2', 16_2") Zinn umfasst.
  9. Schmelzsicherung (10), umfassend wenigstens einen Schmelzleiter (12; 12', 12") nach einem der vorhergehenden Ansprüche und ferner umfassend einen Basisträger (14) aus einem elektrisch isolierenden Material, wobei der Schmelzleiter (12; 12', 12") auf einer Fläche des Basisträgers (14) angeordnet ist.
  10. Schmelzsicherung (10) nach Anspruch 9,
    bei welcher die Schmelzleiter (12', 12") auf gegenüberliegenden Flächen des Basisträgers (14) angeordnet sind.
  11. Schmelzsicherung (10) nach Anspruch 9 oder 10,
    ferner umfassend zwei Basiskontakte (18', 18"), welche mit jeweils über den Basisträger (14) gegenüberliegenden Anschlusskontakten der Schmelzleiter (12', 12") elektrisch verbunden sind.
  12. Schmelzsicherung (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei welcher der wenigstens eine Schmelzleiter (12; 12', 12") mit einem Schutzlack (22; 22', 22") beschichtet ist.
  13. Schmelzsicherung (10) nach Anspruch 12, bei welcher der Schutzlack (22; 22', 22") einen Polymer-Schutzlack umfasst.
  14. Verfahren zum Herstellen einer Schmelzsicherung (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 13, umfassend die Schritte:
    Bereitstellen von wenigstens einem Schmelzleiter (12; 12', 12") umfassend zwei Anschlusskontakte (24', 24") und eine zwischengeordnete Leiterbahn (26), derart, dass die Leiterbahn (26) wenigstens abschnittsweise einen in Relation zu den Anschlusskontakten (24', 24") reduzierten Leitungsquerschnitt hat;
    Bereitstellen von einem Basisträger (14);
    Bereitstellen des Schmelzleiters (12; 12', 12") mit wenigstens einer Auflage (16; 16', 16"), welche innerhalb der Leiterbahn (26) angrenzend zu einem der Anschlusskontakte (24', 24") des Schmelzleiters (12; 12', 12") angeordnet wird, wobei der Schmelzleiter (12; 12', 12") und die Auflage (16; 16', 16") jeweils aus Materialien ausgewählt werden, welche beim Überschreiten einer vorbestimmten Umgebungstemperatur und beim Leiten eines elektrischen Stroms durch den Schmelzleiter (12; 12', 12") eine Diffusion eingehen; und
    Anordnen des wenigstens einen Schmelzleiters (12; 12', 12") auf dem Basisträger (14).
  15. Verfahren nach Anspruch 14,
    bei welchem die wenigstens eine Auflage (16; 16', 16") wenigstens abschnittsweise innerhalb der Leiterbahn (26) des Schmelzleiters (12; 12', 12") angeordnet wird.
  16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15,
    bei welchem der Schritt des Bereitstellens des Schmelzleiters (12; 12', 12") mit der wenigstens einen Auflage (16; 16', 16") ein Anordnen der Auflage (16; 16', 16") in wenigstens einer in der Leiterbahn (26) eingebrachten Ausnehmung (20; 20', 20") umfasst.
  17. SMD-Sicherung, umfassend eine Schmelzsicherung (10) nach einem der Ansprüche 9 bis 13.
  18. SMD-Schaltung, umfassend eine SMD-Sicherung nach Anspruch 17.
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