FR2983627A3

FR2983627A3 - Composant

Info

Publication number: FR2983627A3
Application number: FR1203218A
Authority: FR
Inventors: Franz Rinner; Christoph Auer; Shaoyu Sun; Yihai Sun
Original assignee: Epcos AG
Current assignee: TDK Electronics AG
Priority date: 2011-12-01
Filing date: 2012-11-28
Publication date: 2013-06-07
Anticipated expiration: 2018-11-28
Also published as: DE202012010674U1; FR2983627B3; US8610534B2; US20130141208A1; CN202601345U

Abstract

Composant comprenant un corps (1) et un élément (3) de mise en contact en tôle métallique ayant une zone (8) de contact, qui a une ligne (7) de contour extérieur et au moins un trou (9), la zone (8) de contact étant disposée à un bord (12) latéral d'un côte du corps (1) de l'élément, et la ligne (7) de contour extérieur ayant des zones droites, les zones droites de la ligne (7) de contour extérieur sont reliées par des coins arrondis.

Description

Composant L'invention concerne un composant ayant un corps et un élément de mise en contact. De nombreux composants, par exemple des varistances en céramique, pour la protection de réseaux électriques et d'installations vis-à-vis d'une surtension et d'une surintensité, nécessitent des éléments de mise en contact pour la mise en contact extérieure, qui offrent une grande aptitude à conduire le courant. A cet effet, on peut appliquer en une épaisseur homogène sur le corps du composant, par exemple sur une varistance en céramique, une métallisation extérieure sous la forme d'une mince couche métallique (par exemple en argent). Pour la mise en contact extérieure, par laquelle s'effectue l'alimentation du corps du composant, on soude, par exemple, des tôles de contact (par exemple en tôle de cuivre) sur les surfaces métallisées du corps du composant, de manière à ce qu'elles recouvrent complètement ou en partie les surfaces métallisées.

Il y a diverses variantes géométriques pour les éléments de mise en contact extérieure, qui suivent les solutions suivantes : la tôle de connexion pour la mise en contact extérieure recouvre les surfaces métallisées à peu près complètement. L'inconvénient est que de grandes surfaces de contact provoquent de grandes tensions thermomécaniques après le soudage de la tôle de connexion, tensions qui conduisent potentiellement à une formation de fissures dans le corps en céramique et, à la suite, potentiellement, à la défaillance du composant.

D'autres inconvénients sont que la qualité de la soudure est difficile à juger et que de nombreuses exigences de spécifications ou de clients ne peuvent être satisfaites que difficilement avec des tôles soudées sur presque toute la surface. Dans une autre solution, on soude des anneaux ou des bandes, qui recouvrent en partie des surfaces de métallisation, mais dont la forme n'est pas la meilleure en ce qui concerne l'aptitude à conduire du courant. On a, dans ce cas, les inconvénients suivants : des répartitions inhomogènes de la densité de courant provoquent des surélévations locales de température dans la couche de métallisation. L'aptitude à conduire du courant du composant diminue ainsi ou il faut utiliser des couches de métallisation épaisses, qui augmentent l'utilisation de matière et les coûts. L'invention vise un composant ayant un élément de mise en contact extérieure d'un corps de composant en forme de bloc, par exemple d'une varistance, qui rend possible d'avoir une aptitude aussi grande que possible à conduire le courant et une robustesse aussi grande que possible vis-à-vis de charges thermomécaniques, tout en utilisant aussi peu que possible de la matière. On souhaite également respecter des prescriptions, par exemple spécifiques au client, en ce qui concerne la forme et la position de la mise en contact ultérieure. On y parvient par un composant comprenant un corps et un élément de mise en contact en tôle métallique ayant une zone de contact, qui a une ligne de contour extérieur et au moins un trou, la zone de contact étant disposée à un bord latéral d'un côté du corps de l'élément, et la ligne de contour extérieur ayant des zones droites, qui s'étendent le long de zones droites du bord latéral, caractérisé en ce que les zones droites de la ligne de contour extérieur sont reliées par des coins arrondis.

S'étendent le long signifie sensiblement s'étendent les uns à côté des autres ou s'étendent les uns sur les autres. La grande aptitude à conduire du courant de l'élément de mise en contact, tout en utilisant simultanément peu de 5 matière, est obtenue par le façonnage spécial de l'élément de mise en contact en tôle. Sa zone de contact est soudée sur une couche métallique du corps du composant, par exemple d'une varistance, et recouvre en partie la couche de métallisation. La forme proposée de 10 l'élément de mise en contact est optimisée pour des corps de composant, par exemple pour des varistances ayant une section transversale polygonale, par exemple rectangulaire ou carrée. Des caractéristiques de géométrie de la zone de contact 15 pour un corps de composant rectangulaire ou carré sont : la ligne de contour extérieur est à distance du bord latéral. La forme de la ligne de contour extérieur est rectangulaire en ayant des coins arrondis. La forme du bord latéral est rectangulaire en ayant des coins 20 arrondis. Au centre de la zone de contact en tôle, il y a un trou circulaire, qui est rempli en partie de la matière de la tôle par une barrette droite, de manière à ce qu'il y ait, par exemple, deux trous en forme de segment/de 25 cercle. On peut songer aussi à plusieurs barrettes Le trou peut être circulaire ou ovale. Par la forme spéciale de la zone de contact ou de la tôle de connexion, le courant est réparti d'une manière très homogène dans la couche de métallisation du composant, par exemple de la 30 varistance. On évite ainsi des surélévations locales de densité de courant et de température et on obtient une grande aptitude à conduire le courant. Suivant un mode de réalisation, le au moins un trou comprend deux trous, qui sont séparés l'un de l'autre par une partie en forme de barrette. Les trous ont respectivement une ligne de contour, qui s'étend dans une grande mesure en ligne droite de la zone en forme de barrette. Les trous ont respectivement une ligne de contour, qui s'étend de manière arrondie de l'autre côté de la zone en forme de barrette. Les trous sont en forme de segment de cercle. Le composant comprend une autre zone de mise en contact qui est courbée, de manière à ce que l'autre zone de mise en contact soit placée sur ou sous la zone en forme de barrette. Suivant une variante, l'élément de mise en contact comprend une autre mise en contact, qui, en étant courbée en faisant un angle avec la zone de contact, est placée sur un côté latéral du corps du composant. Suivant un mode de réalisation, l'élément de mise en contact comprend une autre mise en contact en forme de barrette et s'éloignant du corps du composant. Suivant un autre mode de réalisation, l'élément de mise en contact comprend une autre mise en contact en forme de barrette et s'éloignant du corps du composant. De préférence, l'élément de mise en contact est en une tôle cuivre-métal. Avantageusement, la zone de contact est mise sur une couche métallique sur le corps du composant. De préférence, le corps du composant est une varistance. La forme de tôle proposée convient à la fois pour d'autres mises en contact avec une patte ménagée latéralement et pour d'autres mises en contact par une surface en relief dans la zone centrale du composant.

Cela rend possible de prendre en considération une position et une forme de l'autre mise en contact satisfaisant des exigences de spécification.

Les formes de tôle des exemples de réalisation de l'élément de mise en contact peuvent être fabriquées de manière simple techniquement et peu coûteuse (par exemple par estampage) et par des procédés habituels et être soudées aux couches de métallisation de composant, par exemple de varistances. La forme de l'élément de mise en contact empêche qu'il y ait des fluctuations de la densité de courant, de sorte que la couche métallique ou la couche de métallisation peut être formée en étant mince et en économisant de la matière sur le corps du composant. La zone de contact aussi est formée avec une économie de matière. Cela est rendu possible par le façonnage spécial de la tôle de connexion, qui satisfait les exigences décrites ci- dessus, en ayant une surface recouverte aussi petite que possible sur le corps du composant. Cela rend possible, notamment, l'égalisation de la charge de la couche de métallisation à l'intérieur et à l'extérieur de la zone soudée. Cela est obtenu par la combinaison d'un contour intérieur circulaire des trous et d'un contour extérieur carré arrondi de la zone de contact. La zone supplémentaire en forme de barrette entre les trous sert dans la partie intérieure de la zone de contact à obtenir une répartition homogène du courant, tout en ayant une mise en contact ultérieure d'un côté et une épaisseur petite de la tôle (par exemple de 0,3 mm). En outre, la zone en forme de barrette rend possible la mise en place de mises en contact ultérieures dans la zone centrale de la section transversale du composant (par exemple par une zone de tôle en relief sur la zone en forme de barrette), sans qu'il y ait de surélévation locale de la densité de courant. reportant aux dessins, avant d'un exemple de arrière d'un exemple de arrière d'un exemple de arrière d'un exemple de la figure 5 représente un exemple de réalisation d'un élément de mise en contact, et les figures 6A et 6B représentent un autre exemple de 15 réalisation d'un élément de mise en contact. Les mêmes repères désignent les mêmes caractéristiques ou les mêmes fonctionnalités. La figure 1 représente la face avant d'un exemple de réalisation d'un composant, par exemple d'une varistance. Le 20 composant comprend comme corps 1 de composant un bloc en céramique, qui peut avoir, par exemple, des dimensions de 33 x 33 x 3 mm, en ayant un arrondi d'un rayon de 4 mm. Sur la face avant et sur la face arrière du corps 1 du composant est déposée respectivement une couche 2 25 métallique, par exemple une couche d'argent, d'une dimension de 30 x 30 mm et ayant un arrondi d'un rayon de 4 mm. La mise en contact extérieure s'effectue par un élément 3 de mise en contact en tôle métallique, par exemple en cuivre, comprenant une zone 8 de contact, qui est déposée 30 sur la couche 2 métallique, en y étant par exemple L'invention sera explicitée dans ce qui suit au moyen d'exemples de réalisation en se dans lesquels : la figure 1 représente la face 5 réalisation d'un composant, la figure 2 représente la face réalisation d'un composant, la figure 3 représente la face réalisation d'un composant, 10 la figure 4 représente la face réalisation d'un composant, soudée, et qui la recouvre par endroit. L'élément 3 de mise en contact comprend, en outre, une autre mise en contact 4, qui arrive, par exemple sur la face avant, sous la forme d'une bande d'une largeur de 6 mm au milieu de la zone 8 de contact. L'autre mise en contact 4 est sous la forme d'une barrette ou d'une patte et s'éloigne du corps 1 du composant. A l'extrémité de l'autre mise en contact 4, peut être prévu un trou ou une extrémité peut être courbée (cela n'est pas représenté à la figure 1).

Entre la transition de la zone 8 de contact à l'autre mise en contact 4, peut être prévu un décalage en forme de gradin, constitué par exemple par deux couches ayant le même angle, mais coudées en sens opposé. La zone 8 de contact s'étend jusqu'au bord 12 latéral du corps 1 du composant, exactement jusqu'au bord de la couche 2 métallique. Toutefois, il est prévu, entre le bord 12 latéral du corps 1 du composant ou de la couche 2 métallique et une ligne 7 de contour extérieur de la zone 8 de contact, une distance a. La ligne 7 de contour extérieur a des zones droites qui s'étendent le long de zones droites du bord 12 latéral du corps 1 du composant, les zones droites de la ligne 7 du contour extérieur étant reliées par des coins arrondis. En outre, la zone 8 de contact a deux trous 9, qui sont 25 séparés l'un de l'autre par une zone 11 en forme de barrette de la tôle. Les trous 9 ont respectivement une ligne 10 de contour, qui s'étend sensiblement en ligne droite le long de la zone 11 en forme de barrette et qui est arrondie au-delà 30 de la zone 11 en forme de barrette, de sorte que les évidements 9 sont en forme de segment de cercle ou en forme de demi-cercle. Un segment de cercle est une surface partielle d'une surface de cercle, qui est délimitée par un arc de cercle et par une corde de cercle. On notera que l'on peut songer aussi à des exemples de 5 réalisation (non représentés) n'ayant qu'un trou, par exemple circulaire ou ovale. La figure 2 représente la face arrière d'un exemple de réalisation d'un composant ayant un élément 3 de mise en contact, dont la forme coïncide avec celle de la zone 8 10 de contact. La ligne 7 de contour extérieur de la zone 8 de contact a des zones droites, qui s'étendent le long de zones droites du bord 12 latéral du corps 1 du composant, les zones droites de la ligne 7 de contour extérieur étant reliées par des coins arrondis. En outre, la zone 8 15 de contact a deux évidements 9 en forme de segment de cercle, qui sont séparés l'un de l'autre par une zone 11 en tôle en forme de barrette. D'un côté de la zone 11 en forme de barrette, il y a une zone de tôle rectangulaire, qui sert d'autre zone 6 de mise en contact et qui est 20 courbée de manière à s'appliquer à la zone 11 en forme de barrette. En variante, elle peut être courbée de manière à venir sous la zone 11 en forme de barrette. Par la couche de tôle double de la zone 11 en forme de barrette et de l'autre zone 6 de mise en contact, il se crée une 25 zone en relief pour l'autre mise en contact sur la face arrière du composant. L'autre zone 6 de mise en contact peut avoir une largeur, par exemple, de 4,5 mm et une longueur de 9 mm. En ce qui concerne sa largeur, la zone peut être décalée du milieu, par exemple de 1,5 mm. La 30 zone en relief pour l'autre mise en contact ayant une double épaisseur de tôle, tout comme l'autre mise en contact 4, peuvent être optimisées et dimensionnées conformément à des exigences diverses, par exemple à des spécifications de client. Dans cet exemple de réalisation, la largeur de l'autre zone 6 de mise en contact est plus petite que la largeur de la zone 11 en forme de barrette. Les zones de contact connues jusqu'ici (non représentées), qui sont par exemple annulaires, ne s'étendent pas, contrairement aux exemples de réalisation mentionnés ci-dessus, dans les zones de coin de la face avant et de la face arrière du corps du composant, ce qui emporte une mauvaise alimentation en courant de la zone de coin relativement grand par le segment de cercle relativement court prévu à cet effet. Des coins dans la ligne de contour extérieur de zones de contact connues jusqu'ici (non représentées) provoquent une augmentation du courant, qui s'oppose à la transmission uniforme du courant qui est souhaitée de la mise en contact extérieure et de la couche métallique. Cet effet se produit aussi si l'on courbe l'extrémité d'une section de tôle pénétrant dans le trou en ses coins. Les inconvénients mentionnés ci-dessus sont palliés par les exemples de réalisation d'une zone 8 de contact rectangulaire à coins arrondis. Il s'ensuit des avantages, puisque la ligne 7 de contour extérieur est, par rapport à des zones de contact circulaires, tirée vers l'extérieur et puisque ainsi la forme qui lui est donnée s'adapte à la forme de la couche 2 métallique. Afin que la couche de cuivre de la zone 8 de contact ne soit pas conformée d'une manière trop pleine ou ne demande pas trop de matière, au moins un trou 9 est prévu à l'intérieur de la zone 8 de contact. Par la variation de son diamètre, la dépense de matière pour l'élément 8 de mise en contact peut être adaptée. Une forme de base circulaire du trou ou un agencement de trou ayant une ou plusieurs zones 11 en forme de barrette rend possible une répartition optimisée du courant. La zone 11 en forme de barrette sert, lorsque le diamètre intérieur des trous est assez grand, à alimenter supplémentairement la zone intérieure. Les coins arrondis de la ligne 7 du contour extérieur empêchent qu'il y ait des pointes de courant. On y parvient aussi en intégrant la tôle métallique double dans la zone 11 en forme de barrette continue, de manière à y empêcher qu'il y ait aussi des coins. Les figures 3 et 4 représentent les faces arrières d'autres exemples de réalisation de composants, dans lesquels l'autre mise en contact est formée par une autre zone 6 de mise en contact dans la largeur de la barrette, voir la figure 3, ou par deux zones 6 de tôle d'une demi-largeur de barrette, qui sont rabattues des côtés opposés de la zone 11 en forme de barrette sur celle-ci, voir la figure 4.

Les exemples de réalisation des figures 2 à 4 montrent, en outre, que l'on peut faire varier la largeur de la zone 11 en forme de barrette. La figure 3 montre que les trous 9 n'ont pas à être symétriques, mais peuvent être sous la forme de parties de segment de cercle de dimensions différentes ayant, par exemple, le même rayon. La figure 5 représente un exemple de réalisation d'un élément 3 de mise en contact pour la face avant d'un corps 1 de composant, qui se distingue de l'exemple de réalisation de la figure 1 par le fait que l'orientation de la zone 11 en forme de barrette par rapport à l'orientation de l'autre mise en contact 4 ne s'effectue pas parallèlement, mais suivant un angle, dans ce cas, suivant un angle de 45 degrés ou suivant un angle de 135 degrés. La figure 6A est une vue en plan et la figure 6B est une vue de côté d'un exemple de réalisation d'un élément 3 de mise en contact, dont l'autre mise en contact 5 s'appuie sur le côté extérieur de la zone 8 de contact et est coudée à angle droit, de sorte que l'autre mise en contact 5 est placée sur le côté du corps 1 du composant.

La zone 8 de contact a avantageusement des dimensions telles que la charge maximum de courant est à peu près la même dans la zone intérieure et dans la zone extérieure. Pour la forme à donner à l'élément de mise en contact, on peut utiliser les règles suivantes : a 0,6 R. -2 3 5.20 a dans lesquelles les variables sont visibles à la figure 1 et ont les significations suivantes : a : distance entre la tôle de la zone de contact et le bord de la couche métallique Rm : rayon du coin de la couche métallique R : rayon du coin de la tôle de la zone de contact d : diamètre du trou intérieur dans la tôle de la zone de contact s : largeur de la barrette b : largeur totale de la zone de contact, c'est-à-dire largeur de la couche métallique diminuée du double de la distance a. On obtient la largeur de zone s en forme de barrette 5 partir des prescriptions pour l'autre zone 6 de contact ayant une épaisseur de tôle double. Les figures 3 et 4 montrent des possibilités d'orienter la zone 11 en forme de barrette. A la figure 2, on a représenté la symétrie contrairement à la figure 3. Pour la face avant, on a 10 choisi la largeur de la barrette identique à celle dans la figure 2. Pour un élément en forme de bloc ayant les dimensions 33 x 33 x 3 mm données à titre d'exemple, on obtient les dimensionnements suivants donnés à titre d'exemple : 15 a 2,0 mm Rn, : 4,0 mm R 4,0 mm d 21,0 mm s 6,0 mm (figures 1 et 2) ; 4,5 mm (+ un décalage de 20 1,5 mm dans la figure 3) ; 9,0 mm (dans la figure 4) b 26,0 mm. On remarquera que l'on peut combiner les caractéristiques des exemples de réalisation. En outre, les exemples de réalisation des éléments 3 de mise en contact représentés 25 pour la face avant peuvent être combinés aussi avec ceux pour la face arrière dans un composant, de sorte que les orientations des zones 11 en forme de barrette sur la face avant et sur la face arrière du composant sont parallèles à angle droit ou font un angle quelconque 30 entre elles ou par rapport à l'orientation de l'autre mise en contact 4.

Claims

REVENDICATIONS1. Composant comprenant un corps (1) et un élément (3) de mise en contact en tôle métallique ayant une zone (8) de 5 contact, qui a une ligne (7) de contour extérieur et au moins un trou (9), la zone (8) de contact étant disposée à un bord (12) latéral d'un côté du corps (1) de l'élément, et la ligne (7) de contour extérieur ayant des zones droites, qui s'étendent le long de zones droites du 10 bord (12) latéral, caractérisé en ce que les zones droites de la ligne (7) de contour extérieur sont reliées par des coins arrondis.
2. Composant suivant la revendication 1, caractérisé en 15 ce que la ligne (7) de contour extérieur est à distance du bord (12) latéral.
3. Composant suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la forme de la ligne (7) de contour extérieur 20 est rectangulaire en ayant des coins arrondis.
4. Composant suivant la revendication 3, caractérisé en ce que la forme du bord (12) latéral est rectangulaire en ayant des coins arrondis. 25
5. Composant suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le trou (9) est circulaire ou ovale.
6. Composant suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le au moins un trou (9) comprend deux trous (9), qui sont séparés l'un de l'autre par une partie (11) en forme de barrette.
7. Composant suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les trous (9) ont respectivement une ligne (10) de contour, qui s'étend dans une grande mesure en ligne droite de la zone (11) en forme de barrette.
8. Composant suivant la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que les trous (9) ont respectivement une ligne (10) de contour, qui s'étend de manière arrondie de l'autre côté de la zone (11) en forme de barrette.
9. Composant suivant la revendication 6, caractérisé en ce que les trous (9) sont en forme de segment de cercle.
10. Composant suivant la revendication 6 ou 9, 20 caractérisé, en outre, en ce qu'il comprend une autre zone (6) de mise en contact qui est courbée, de manière à ce que l'autre zone (6) de mise en contact soit placée sur ou sous la zone (11) en forme de barrette. 25
11. Composant suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément (3) de mise en contact comprend une autre mise en contact (5), qui, en étant courbée en faisant un angle avec la zone (8) de contact, est placée sur un côté latéral du corps (1) du composant. 30
12. Composant suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément (3) de mise contact comprend une autre mise en contact (4) en forme de barrette et s'éloignant du corps (1) du composant. 10 15
13. Composant suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément (3) de mise en contact est en une tôle cuivre-métal.
14. Composant suivant la revendication 1 ou 13, caractérisé en ce que la zone (8) de contact est mise sur une couche (2) métallique sur le corps (1) du composant.
15. Composant suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le corps (1) du composant est une varistance.