JP2003530053A - 遠距離通信回路の保護における使用のための統合された過電流および過電圧装置 - Google Patents

遠距離通信回路の保護における使用のための統合された過電流および過電圧装置

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JP2003530053A JP2001573499A JP2001573499A JP2003530053A JP 2003530053 A JP2003530053 A JP 2003530053A JP 2001573499 A JP2001573499 A JP 2001573499A JP 2001573499 A JP2001573499 A JP 2001573499A JP 2003530053 A JP2003530053 A JP 2003530053A
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スティーヴン・ジェイ・ウィットニー
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、遠距離通信回路において使用される統合された過電圧および過電流回路保護デバイスを提供する。統合された保護回路デバイスは、過電流状態および過渡的な過電圧に対してそれぞれ保護するために、ヒューズのような過電流デバイスおよびサイリスタのような過電圧デバイスを組み合わせる。共通パッケージにおける２つのデバイスの統合は、遠距離通信回路上で過電圧および過電流回路保護のために要求される以下の点、即ち、構成要素の適切な調整および調和を保証し、かつ、最終的な製造コストを減少し、かつ、物理的な空間を減少する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、遠距離通信回路のための過電圧および過電流保護装置に関し、かつ
、該装置の製造方法に関する。特に、本発明は、ヒューズおよびサイリスタに関
する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
回路、特に遠距離通信システムにおいてみられるような高感度の回路は、発生
するかも知れない過電流状態と過電圧状態との両方に対する保護を要求する。短
絡のような状態は、回路に対するダメージを防ぐために、ヒューズのような過電
流保護デバイスを要求することを生じさせるかも知れない。
【０００３】 稲妻は、通信システムにおける過電圧の一般的な原因である。一般的に、通信
システムは（柱上につり下げられたまたは地中に埋められた）シールドされたケ
ーブル内の導体からなる。ケーブルは、特に、ツイストペアで配置された多数の
導体からなる。該ツイストペアは、電話システムに対しては、「チップ（Tip ）
」および「リング（Ring）」線として通常知られる。これらのケーブルは、稲妻
からの過渡的なエネルギーの影響を受けやすく、かつ、稲妻から中央オフィスま
たは加入者装置へエネルギーを伝導するかも知れない。また、遠距離通信システ
ムのための電力源は、通常、商業電力線から取得される。商業電力線もまた、稲
妻からの過度のエネルギーの影響を受けやすく、このことも、同様に、該電力線
によって供給されている遠距離通信システムにおいて、過電圧を引き起こしうる
。
【０００４】 過電流および過電圧を緩和するための本技術分野における一般的なアプローチ
は、図１の回路に示されるように、ヒューズと（双方向サイリスタのような）半
導体過電圧デバイスとの組合せを具備する。ヒューズ１００は、チップ線１０４
またはリング線１０６のいずれかにおいて、銅製ツイストペア１０２と直列に配
置される。故に、連続的な過電圧がチップおよびリングワイヤに結合される場合
（このことは、もし電力線が該ワイヤの全てにわたって降下するならば、発生す
る）、ヒューズ１００は、チップおよびリングワイヤを（更には双方向サイリス
タ１１０も）過度のエネルギーから保護する。
【０００５】 過電圧状態を制限するために、双方向サイリスタ１１０のような過電圧デバイ
スが、ツイストペア１０２にわたって、遠距離通信システム１０８と並列に接続
される。サイリスタ１１０は、いずれかの極に対して発生する過渡現象の双方向
「クローバー」クランプを提供する。特に、サイリスタ１１０は、ブレークダウ
ン電圧を有する。この値を超える過渡的な電圧は、この値において、「サイリス
タ１１０が、線１０４，１０６にわたるクランプ動作を開始する」ということを
引き起こす。過渡的な電圧がより高く上昇すると、ブレークオーバー電圧に到達
するまで、サイリスタ１１０を通る電流は増加する。この時点で、サイリスタ動
作はトリガされ、かつ、サイリスタ１１０は、その「オン」または「ラッチ」状
態に切り換わる。これは、線を分流または「クローバー」する非常に低いインピ
ーダンス状態であり、それによって、過渡的な電圧の大きさを抑制する。過渡的
な電圧が減少すると、サイリスタ１１０は、ターンオフし、かつ、高インピーダ
ンスの「オフ」状態に戻る。
【０００６】 図１の回路は、モデムおよび電話およびファクシミリ機器およびラインカード
（line cards）のような「チップ」および「リング」接続を保護するために、通
常、使用される。図１の回路が銅製のツイストペア環境に対して適切である一方
、他の電圧環境もまた（アラーム回路および電力供給およびリモートセンサーお
よびＣＡＴＶおよびデータ線などのような）保護されるべき回路に対して適切で
ある。
【０００７】 遠距離通信アプリケーションにおいて使用される（図１に示されるような）保
護回路は、分離してパッケージされたヒューズおよびサイリスタ構成要素を、通
常、利用する。該構成要素は、印刷された回路配線において接続される。しかし
ながら、分離した構成要素アプローチは「適切な規則的かつ安全な媒体要求を満
足するために、該構成要素が互いに適切に調整されかつ調和される」ということ
を要求する。また、分離してパッケージされた構成要素は、一般的に、個別に調
達される。故に、最終的な製品へのコストが増大する。更に、分離した構成要素
を使用することは、印刷された回路上でかなりの物理的な空間を使い果たす。な
ぜならば、２つの分離した構成要素パッケージは、印刷された回路上に配置され
なくてはならないからである。
【０００８】 過電流および過電圧デバイスの調整および調和をより簡単に保証するために、
分離統合パッケージにおいて過電流保護と過電圧保護との両方を達成する改善さ
れた回路デバイスに対する要求がある。また、より低い最終的な製造コストを提
供しかつ印刷された回路において使用される物理的な空間を減少する分離統合パ
ッケージアプローチに対する要求がある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
これらの利点および他の利点が、本発明によって提供される。本発明では、例
えば規格に合った表面実装遠距離通信ヒューズのように本技術分野において以前
に知られるようなそれぞれ分離してパッケージされる過電流デバイスまたは過電
圧デバイスのうちの１つよりも実質的に大きくない単一のディスクリート回路素
子を形成するために、過電流および過電圧保護デバイスが共通のハウジング内に
パッケージされる。
【００１０】 実施形態において、本発明は、回路に対して過電流保護および過電圧保護を提
供する集積回路保護デバイスを提供する。該デバイスは、該回路に接続されるよ
うに構成される。該デバイスは、過電流保護部と、過電圧保護部と、該集積回路
デバイスの過電圧保護部および過電流保護部の両方を保護されるべき回路へ接続
するための複数の端子とを具備する。過電圧デバイスおよび過電流デバイスを単
一のハウジングに組み込むことは「これらの構成要素が、特定のアプリケーショ
ンに対して、デバイスの全体のコストをより低く抑えて、調整されかつ調和され
る」ということを保証する。なぜならば、該構成要素が、個別に調達されず、か
つ、デバイスを同じパッケージに組み込むことによってより小さなサイズを可能
にするからである。
【００１１】 他の実施形態において、複数の端子は、第１の端子および第２の端子および第
３の端子を具備する。その際、過電流保護部は、第１の端子と第２の端子との間
において電気的に接続され、過電圧保護部は、第２の端子と第３の端子との間に
おいて接続される。
【００１２】 他の実施形態において、過電流保護部は、ヒューズを具備する。
【００１３】 他の実施形態において、過電圧保護部は、双方向サイリスタを具備する。
【００１４】 他の実施形態において、集積回路デバイスが保護されるべき回路に電気的に接
続されるときに、過電流保護部を保護されるべき回路と直列に電気的に接続する
ように、かつ、過電圧保護部を保護されるべき回路と並列に電気的に接続するよ
うに、集積回路の複数の端子が構成される。
【００１５】 更に他の実施形態において、集積回路は、過電圧保護部から熱を離して伝導す
る熱伝導性部を更に具備する。
【００１６】 実施形態において、熱伝導性部の熱係数および過電圧保護部の熱係数は、実質
的に同じである。
【００１７】 実施形態において、過電圧保護部は、大気抵抗材料を伴って少なくとも部分的
に封入される。
【００１８】 他の実施形態において、集積回路デバイスは、印刷回路基板上に取り付けるた
めに構成される。
【００１９】 他の実施形態において、集積回路デバイスは、規格に合った遠距離通信ヒュー
ズ構成と実質的に同じように構成される。
【００２０】 本発明の更に他の実施形態において、回路の過電圧保護および過電流保護のた
めに回路素子が提供される。該回路素子は、第１の端子および第２の端子および
第３の端子を有する回路素子ハウジングを具備する。過電流保護デバイスが、第
１の端子と第２の端子との間において電気的に接続され、かつ、回路素子ハウジ
ングによって具備される。また、過電圧保護デバイスが、第２の端子と第３の端
子との間において電気的に接続され、かつ、回路素子ハウジングによって具備さ
れる。
【００２１】 実施形態において、回路素子ハウジングは、外部表面および内部中空部および
第１の終端および第２の終端を有するチューブからなる。過電流保護デバイスは
、チューブの内部中空部内に配置され、過電圧保護デバイスおよび第２の端子は
、チューブの外部表面上に配置され、第１の端子は、第１の終端に配置され、第
２の端子は、第１の端子の向かい側の第２の終端に配置される。
【００２２】 他の実施形態において、第１の端子および第２の端子は、第１の終端および第
２の終端の各々に隣接するチューブの外部表面上に配置されかつ第１の終端およ
び第２の終端に隣接する内部中空部へ延びる電気的伝導性層を具備する。また、
伝導性終端キャップが、電気的伝導性層および第１の終端および第２の終端をそ
れぞれ包み、かつ、電気的伝導性層に電気的に接続される。電気的伝導性層は、
また、チューブの内部中空部内に配置された過電流デバイスに電気的に接続され
る。
【００２３】 更に他の実施形態において、第３の端子は、チューブの外部表面上に配置され
た伝導性端子からなる。
【００２４】 他の実施形態において、ダイボンディングパッドが、チューブの外部表面上に
配置される。ボンディングパッド導体もまた、チューブの外部表面上に配置され
、かつ、第１の伝導性層および第２の伝導性層のうちの少なくとも１つに電気的
に接続される。第１の導体が、ボンディングパッド導体をダイボンディングパッ
ドに電気的に接続し、かつ、第２の導体が、第３の端子をダイボンディングパッ
ドに電気的に接続する。サイリスタが、ダイボンディングパッド上に配置され、
かつ、封入材材料で包まれる。
【００２５】 実施形態において、封入材材料は、大気抵抗力を有し、かつ、チューブの外部
表面上のサイリスタおよびダイボンディングパッドが密封されその結果周りの大
気を阻止するように配置される。
【００２６】 他の実施形態において、ダイボンディングパッド上に配置されたサイリスタは
、熱伝導性ボンディング材料によって、ダイボンディングパッドにボンディング
される。
【００２７】 実施形態において、回路素子ハウジングは、第１の表面および第２の表面を有
する基板と、第１の表面および第２の表面のうちの少なくとも１つの上に配置さ
れた複数のワイヤ終端とを具備し、第１の端子および第２の端子および第３の端
子は、それぞれ、複数のワイヤ終端のうちの１つからなる。
【００２８】 実施形態において、過電流デバイスは、第１の端子と第２の端子との間におい
て電気的に接続されかつ基板の少なくとも１つの表面上に配置されたヒューズ素
子からなる。過電圧デバイスは、第２の端子と第３の端子との間において電気的
に接続されかつ基板の少なくとも１つの表面上に配置されたサイリスタからなる
。
【００２９】 本発明の更なる実施形態において、遠距離通信システム内の回路に対して過電
圧保護および過電流保護を提供するために回路素子が提供される。該回路素子は
、ヒューズ素子と、半導体過電圧保護デバイスと、印刷回路基板上に取り付け可
能なディスクリート構成要素として構成されたパッケージとを具備し、パッケー
ジは、ヒューズ素子および半導体過電圧保護デバイスを具備する。
【００３０】 他の実施形態において、パッケージは、第１の端子および第２の端子および第
３の端子を具備する。また、該パッケージは、共に第１のリード結線および第２
のリード結線を具備するヒューズ素子および半導体過電圧保護デバイスを具備す
る。第１の端子は、ヒューズ素子の第１のリード結線に接続され、第２の端子は
、ヒューズ素子の第２のリード結線および半導体過電圧保護デバイスの第１のリ
ード結線に接続され、第３の端子は、半導体過電圧保護デバイスの第２のリード
結線に接続される。
【００３１】 本発明の更なる実施形態において、本発明は、遠距離通信回路において過電流
デバイスおよび過電圧デバイスを提供するための方法を提供する。該方法は、過
電流保護素子および過電圧保護素子を収容するように構成されかつ複数の端子を
有するハウジングを提供することを具備する。過電流保護素子が複数の端子のう
ちの第１の端子と第２の端子との間において電気的に接続されかつ過電圧保護素
子が複数の端子のうちの第２の端子と第３の端子との間において電気的に接続さ
れるように、過電流保護素子および過電圧保護素子がハウジング内に配置される
。最後に、ハウジングが、遠距離通信回路を具備する回路基板に、単一のディス
クリート素子として接続される。
【００３２】 実施形態において、該方法は、過電流保護素子が遠距離通信回路と直列に接続
されるように、第１の端子および第２の端子のうちの一方を遠距離通信回路への
第１の引込線に電気的に接続しかつ第１の端子および第２の端子のうちの他方を
遠距離通信回路に電気的に接続することを具備する。更に、該方法は、過電圧保
護素子が遠距離通信回路と並列に接続されるように、第３の端子を遠距離通信回
路への第２の引込線に電気的に接続することを具備する。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明の更なる利点および特徴は、好ましい実施形態および添付請求項の以下
の詳細な説明を読むと、かつ、添付図面を参照すると、明白になるであろう。
【００３４】 添付図面への参照が行われる。ここで、同じ参照番号を有する要素は、始めか
ら終わりまで同じ要素を示す。
【００３５】 本発明は、共通のハウジングによって囲まれた過電流保護素子および過電圧保
護素子を具備する単一のディスクリート構成要素を提供する。また、本発明は、
その製造方法を提供する。
【００３６】 ここで、図を参照すると、図２〜４は、本発明の実施形態による過電流および
過電圧保護デバイス１０の構成を図解する（該デバイス１０は、図４において、
最終形態で示される）。該デバイス１０は、図１に示されるヒューズおよびサイ
リスタ構成要素を、単一のディスクリート回路素子に統合する。故に、図４に示
される回路素子は、図１に示されるのと同じ回路配列を有するが、共通パッケー
ジ内にヒューズデバイスと半導体過電圧デバイス（好ましくは双方向サイリスタ
）との両方を具備する。
【００３７】 図２に示されるように、回路素子は、チューブ２００から構成される。チュー
ブ２００は、穴２１２によって示されるように、好ましくは中空である。チュー
ブ内部の中空空間２１４は、ヒューズ素子を収容できる。チューブ２００は（チ
ューブ内の）ヒューズ素子または（チューブの外部表面２１６上に配置された）
半導体サイリスタ素子によって放出される熱エネルギーを消散するために、例え
ばセラミックのような熱伝導性を有する材料から構成される。チューブの各終端
２０２は、表面金属被覆２０３を具備してもよい。表面金属被覆２０３は、チュ
ーブ終端２０２の外部表面２１６上に配置され、かつ、終端部２０２の周りを、
チューブ２００の内部中空部２１４へ延びてもよい。これらの金属被覆２０３は
、チューブの内部中空部内に配置されたヒューズ素子の端子を電気的に接続する
ために使用される。
【００３８】 図２はまた、チューブ２００の外部表面２１６上に配置されたダイボンディン
グパッド２０６を図解する。このダイボンディングパッド２０６は、好ましくは
金属被覆である。該金属被覆は、チューブ２００の外部表面２１６上に配置され
るべきサイリスタをボンディングするために使用される。このダイボンディング
パッド２０６は、スクリーン印刷または化学蒸着または無線周波数スパッタリン
グのような様々な既知の方法によって、チューブ２００上に配置されてもよい。
また、ボンディングパッド２０８が、チューブ２００の外部表面２１６上（好ま
しくは、図２〜４に示されるような四角形のチューブのダイボンディングパッド
２０６と同じ表面上）に同様に配置される。ボンディングパッド２０８は、少な
くともチューブ２００の１つの終端において金属被覆２０３に電気的に接触する
ように配置される。チューブ２００はまた、金属被覆２０４を具備する。金属被
覆２０４は（図１に示されるような端子“Ｃ”に対応する）共通端子を配置する
ために使用される。好ましい実施形態において、金属被覆２０４は、スペースを
考慮して、チューブ２００のダイボンディングパッド２０６およびボンディング
パッド２０８とは異なる表面２１８上に配置される。しかしながら、金属被覆２
０４は、表面２１８以外の表面上に配置されることができる。即ち、チューブ２
００の縦方向の長さを最小化するためには、端子および構成要素を配置するため
にチューブ２００の２以上の表面を利用することが好ましい。ダイボンディング
パッド２０６を（後で共通端子になる）金属被覆２０４へ電気的に接続するため
に、金属被覆導体２１０が具備される。
【００３９】 図３は、本発明の回路素子の構成における次のステップを図解する。具体的に
は、（保護されている遠距離通信装置内の印刷回路基板への回路素子の接続を容
易にする）終端キャップ３００が、チューブ２００の各終端２０２上に配置され
、かつ、チューブ２００の各終端上で、（同様に、チューブ２００の内部中空部
２１４内のヒューズ素子の２つの終端へ接続された）金属被覆２０３へ電気的に
接続する。他の実施形態において、金属被覆２０３は省略されてもよい。その場
合、終端キャップ３００は、ヒューズ素子および金属被覆２０８と直接接続する
。
【００４０】 図３はまた、ダイボンディングパッド２０６上のサイリスタデバイス３０２の
配置を図解する。サイリスタ３０２は、構成要素とボンディングパッドとの間に
熱および電気伝導性を提供するために、本技術分野において一般的に知られた方
法によって、ダイボンディングパッド２０６へボンディングされる。そのような
方法の例は、伝導性を有するエポキシ樹脂を伴った半田付けまたは固定を含む。
固定のタイプにかかわらず、利用されるボンディング方法は、サイリスタと（同
様に、チューブ２００と熱伝導しかつパッド２０６へ電気的に伝導する）ボンデ
ィングパッドとの間に熱および電気伝導性を提供しなくてはならない。この熱伝
導性は「（電流がサイリスタ内を流れることを引き起こす）過電圧状態の間に発
生した熱エネルギーが、チューブ２００によってかつチューブ２００を通して消
散される」ということを可能にする。サイリスタ３０２からの熱を消散すること
は（過電圧状態下におけるサイリスタ３０２の動作中に放出される）熱エネルギ
ーに基づくサイリスタ３０２へのダメージのリスクを減少させる。
【００４１】 好ましくは、サイリスタ３０２は、一方の表面上にカソードを有しかつ反対の
表面上にアノードを有する実質的に平坦な垂直構成を伴って構成される。従って
、サイリスタ３０２がダイボンディングパッド２０６上に配置される場合、カソ
ードまたはアノードのうちの１つが、ダイボンディングパッド２０６と電気的に
接触しており、かつ、他の対抗するサイリスタ端子（即ち、アノードまたはカソ
ードのいずれか）が、チューブ２００とは反対の方向を向く。故に、該対抗する
端子をボンディングパッド２０８へ接続することは、ボンディングワイヤまたは
ボンディングストラップ３０４を要求する。
【００４２】 最後に、図３は、金属端子３０６を図解する。金属端子３０６は（図１に示さ
れる端子Ｃに対応する）共通端子を形成するために、図２に示される金属被覆２
０４上に配置される。
【００４３】 図４は、完成した回路素子を図解する。該回路素子は、チューブ２００の内部
部分にヒューズ素子４０２を具備する。ヒューズ素子４０２は、チューブ２００
内における該ヒューズ素子４０２の位置を描写する破線によって示される。ヒュ
ーズ素子４０２は、端子Ａと端子Ｂとの間において接続される。これらの端子は
、同様に、ツイストペアのチップ線と保護されている遠距離通信装置（即ち、図
１の１０８）との間において、ヒューズを接続するために使用される。更に、双
方向サイリスタ３０２が、端子Ｂと端子Ｃとの間において、ボンディングパッド
２０８とボンディングワイヤ３０４と導体２１０と金属端子３０６（即ち、端子
Ｃ）とを介して接続される。故に、双方向サイリスタ３０２は、端子Ｂを（装置
へ入力する）チップ線と端子Ｃとリング線とへ接続することによって、遠距離通
信装置１０８と並列に接続されることができる。
【００４４】 また、図４は「双方向サイリスタ３０２およびボンディングワイヤまたはスト
ラップ３０４が（水分のような）劣化させる可能性のある大気的な条件からサイ
リスタ３０２を大気的に密封するために、封入材４００によって封入される」と
いうことを図解する。好ましくは、エポキシ樹脂封入材が、サイリスタ３０２お
よびボンディングワイヤ３０４をチューブ２００の外部表面から全体的に封入す
るのに十分な品質において使用される。回路素子はまた、ヒューズ素子が過電流
状態によって回路を開いたときに発生する電弧エネルギーを抑制するために、素
子４０２の周りのチューブ２００の内部中空部分内を絶縁物で充填してもよい。
絶縁充填物は、例えば、砂のような材料から成ることができる。「ヒューズ素子
４０２は、本技術分野において知られた如何なる構成によって構成されてもよい
」ということが注目される。具体的な構成は（円柱状の芯の周りに巻かれた）螺
旋ワイヤまたはストレートワイヤヒューズまたは金属リンクヒューズを具備して
もよい。
【００４５】 図５は、本発明の他の実施形態を図解する。該実施形態は、印刷回路基板を取
り付けるために好都合な低い外形を有する。この実施形態による回路素子は、平
面基板５００を具備する。平面基板５００は、該平面基板５００上にヒューズお
よび双方向サイリスタ素子を取り付けるために使用される。好ましくは、ヒュー
ズ素子５０２は、基板５００の表面（即ち、図５の表面５０７）にボンディング
され、かつ、基板５００の端（即ち、図５の端５０９）に隣接して配置された端
子５０６と基板５００の他の端（即ち、図５の端５１１）に隣接して配置された
端子５０８との間において電気的に接続される。図５は、基板５００の単一の表
面上に配置されたヒューズ素子および端子を図解するが、他の実施形態は、基板
５００の両面上にヒューズ素子を具備でき、また、基板５００の両面上に配置さ
れた端子を具備できる。また、基板５００の（端に隣接していない）如何なる部
分上に配置された端子をも具備できる。
【００４６】 また、双方向サイリスタ５０４は、基板５００の表面（即ち、図５の表面５０
７）上に配置される。金属被覆された端子５１４は、サイリスタ５０４のアノー
ドおよびカソード端子を（図１の回路の端子Ｂ，Ｃに対応する）端子５０８，５
１０へ接続する
【００４７】 好ましい実施形態において、ヒューズ素子５０２および双方向サイリスタ５０
４は、基板５００の端子５０６，５０８，５１０と同じ表面上に配置される。ま
た、ヒューズ素子５０２および双方向サイリスタ５０４は、これらの素子を大気
的な状態から保護するために、また、過電流状態または過電圧状態のいずれかの
間にこれらの素子によって消散されるエネルギーを封じ込めるために、封入材５
１２内に封入される。更に、基板５００は、構成要素５０２，５０４から熱を引
き出すために、熱伝導性を有する材料から構成される。
【００４８】 好ましくは、両方の開示された実施形態に対して、基板５００およびサイリス
タの熱係数（ＰCE）は、実質的に同じである。
【００４９】 本発明の過電流保護ヒューズ素子および過電圧保護サイリスタ素子を共通にパ
ッケージすることは「これらの構成要素が適切に調整されかつ調和される」とい
う保証を提供する。例えば、６００ボルトまたはそれ以上の過電圧および４０ア
ンプ（amps）またはそれ以上の漏電状態の保護を要求する遠距離通信回路が与え
られると、サイリスタおよびヒューズ素子は、それに応じて選択されることがで
き、かつ、共通のパッケージへ組み込まれることができる。故に、具体的な遠距
離通信回路に対して、従来技術のディスクリート構成要素アプローチにおいて要
求されるような「両方の構成要素が適切に調整されかつ調和される」ということ
を保証する必要なく、サイリスタおよびヒューズ素子が特定の回路に対する要求
を規則的にかつ安全に満足するように、本発明の共通回路素子は構成される。
【００５０】 また、ヒューズ素子およびサイリスタを共通パッケージ内に組み込むことによ
って、２つのディスクリート構成要素パッケージに対する追加の空間要求が除去
され、それによって、遠距離通信回路において過電圧および過電流回路保護のた
めに必要とされる物理的な空間を減少させる。更に、統合された過電圧および過
電流回路素子は（異なる供給元によって行われる）構成要素を個別に調達するこ
ととこれらの構成要素を相互連結することとに関連する問題を回避する。単一の
製造業者が単一の過電圧および過電流回路保護素子を供給するので、このアプロ
ーチは、最終的な製品のコストを更に減少する。
【００５１】 「ここで説明された好ましい本実施形態への様々な変更および修正は、当業者
にとって明白である」ということが理解されるべきである。そのような変更およ
び修正は、本発明の趣旨および範囲から外れることなくかつ本発明に付随する利
点を減ずることなく行われることができる。故に、「そのような変更および修正
は、添付請求項によって含まれる」ということが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】 過電流および過電圧に対して遠距離通信装置を保護する従来の回
路の回路結線を図解する図である。
【図２】 本発明の実施形態による統合された過電流および過電圧回路素子
に対する構成過程を図解する図である。
【図３】 本発明の実施形態による統合された過電流および過電圧回路素子
に対する構成過程を図解する図である。
【図４】 本発明の実施形態による統合された過電流および過電圧回路素子
に対する構成過程を図解する図である。
【図５】 本発明の他の実施形態による更なる統合された過電流および過電
圧保護デバイスを図解する図である。
【符号の説明】
２００……チューブ ２０６……ダイボンディングパッド ２０８……ボンディングパッド ３００……終端キャップ ３０２，５０４……サイリスタ ４００，５１２……封入材 ４０２，５０２……ヒューズ ５００……基板 ５０６，５０８，５１０……端子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ，ＴＲ)，ＯＡ(ＢＦ ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ， ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，Ｇ Ｍ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ， ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，Ｂ Ｚ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ ，ＤＭ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ， ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，Ｊ Ｐ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ， ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，Ｒ Ｏ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ， ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ

Claims (41)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 回路に対して過電流保護および過電圧保護を提供し、かつ、
    該回路に接続されるように構成された集積回路保護デバイスであって、 過電流保護部と、 過電圧保護部と、 該集積回路デバイスの過電圧保護部および過電流保護部の両方を保護されるべ
    き回路へ接続するための複数の端子と を具備する ことを特徴とする集積回路保護デバイス。
  2. 【請求項２】 複数の端子は、第１の端子および第２の端子および第３の端
    子を具備し、 過電流保護部は、第１の端子と第２の端子との間において電気的に接続され、 過電圧保護部は、第２の端子と第３の端子との間において接続される ことを特徴とする請求項１記載の集積回路デバイス。
  3. 【請求項３】 過電流保護部は、ヒューズを具備する ことを特徴とする請求項１記載の集積回路デバイス。
  4. 【請求項４】 過電圧保護部は、双方向サイリスタを具備する ことを特徴とする請求項１記載の集積回路デバイス。
  5. 【請求項５】 集積回路デバイスが保護されるべき回路に電気的に接続され
    るときに、過電流保護部を保護されるべき回路と直列に電気的に接続するように
    、かつ、過電圧保護部を保護されるべき回路と並列に電気的に接続するように、
    集積回路の複数の端子が構成される ことを特徴とする請求項１記載の集積回路デバイス。
  6. 【請求項６】 過電圧保護部から熱を離して伝導する熱伝導性部 を更に具備する ことを特徴とする請求項１記載の集積回路デバイス。
  7. 【請求項７】 熱伝導性部の熱係数および過電圧保護部の熱係数は、実質的
    に同じである ことを特徴とする請求項６記載の集積回路デバイス。
  8. 【請求項８】 過電圧保護部は、大気抵抗材料を伴って少なくとも部分的に
    封入される ことを特徴とする請求項１記載の集積回路デバイス。
  9. 【請求項９】 集積回路デバイスは、印刷回路基板上に取り付けるために構
    成される ことを特徴とする請求項１記載の集積回路デバイス。
  10. 【請求項１０】 集積回路デバイスは、規格に合った遠距離通信ヒューズ構
    成と実質的に同じように構成される ことを特徴とする請求項９記載の集積回路デバイス。
  11. 【請求項１１】 回路の過電圧保護および過電流保護のための回路素子であ
    って、 第１の端子および第２の端子および第３の端子を有する回路素子ハウジングと
    、 第１の端子と第２の端子との間において電気的に接続され、かつ、回路素子ハ
    ウジングによって具備される過電流保護デバイスと 第２の端子と第３の端子との間において電気的に接続され、かつ、回路素子ハ
    ウジングによって具備される過電圧保護デバイスと を具備する ことを特徴とする回路素子。
  12. 【請求項１２】 回路素子ハウジングは、更に、外部表面および内部中空部
    および第１の終端および第２の終端を有するチューブからなり、 過電流保護デバイスは、チューブの内部中空部内に配置され、 過電圧保護デバイスおよび第２の端子は、チューブの外部表面上に配置され、 第１の端子は、第１の終端に配置され、 第２の端子は、第１の端子の向かい側の第２の終端に配置される ことを特徴とする請求項１１記載の回路素子。
  13. 【請求項１３】 過電流デバイスは、過度の電流から回路を保護するように
    構成されたヒューズである ことを特徴とする請求項１１記載の回路素子。
  14. 【請求項１４】 過電圧デバイスは、過度の電圧から回路を保護するように
    構成されたサイリスタである ことを特徴とする請求項１１記載の回路素子。
  15. 【請求項１５】 第１の端子および第２の端子は、 第１の終端および第２の終端の各々に隣接するチューブの外部表面上に配置さ
    れ、かつ、第１の終端および第２の終端に隣接する内部中空部へ延びる電気的伝
    導性層と、 電気的伝導性層および第１の終端および第２の終端をそれぞれ包み、かつ、電
    気的伝導性層に電気的に接続された伝導性終端キャップと を具備し、 電気的伝導性層は、チューブの内部中空部内に配置された過電流デバイスに電
    気的に接続される ことを特徴とする請求項１２記載の回路素子。
  16. 【請求項１６】 第３の端子は、チューブの外部表面上に配置された伝導性
    端子からなる ことを特徴とする請求項１５記載の回路素子。
  17. 【請求項１７】 チューブの外部表面上に配置されたダイボンディングパッ
    ドと、 チューブの外部表面上に配置され、かつ、第１の伝導性層および第２の伝導性
    層のうちの少なくとも１つに電気的に接続されたボンディングパッド導体と、 ボンディングパッド導体をダイボンディングパッドに電気的に接続する第１の
    導体と、 第３の端子をダイボンディングパッドに電気的に接続する第２の導体と、 ダイボンディングパッド上に配置され、かつ、封入材材料で包まれるサイリス
    タと を具備する ことを特徴とする請求項１６記載の回路素子。
  18. 【請求項１８】 封入材材料は、大気抵抗力を有し、かつ、チューブの外部
    表面上のサイリスタおよびダイボンディングパッドが密封されその結果周りの大
    気を阻止するように配置される ことを特徴とする請求項１７記載の回路素子。
  19. 【請求項１９】 過電流デバイスは、保護されるべき回路と直列に電気的に
    接続され、 過電圧デバイスは、保護されるべき回路と並列に電気的に接続される ことを特徴とする請求項１１記載の回路素子。
  20. 【請求項２０】 回路素子ハウジングは、更に、 第１の表面および第２の表面を有する基板と、 第１の表面および第２の表面のうちの少なくとも１つの上に配置された複数の
    ワイヤ終端と を具備し、 第１の端子および第２の端子および第３の端子は、それぞれ、複数のワイヤ終
    端のうちの１つからなる ことを特徴とする請求項１１記載の回路素子。
  21. 【請求項２１】 過電流デバイスは、第１の端子と第２の端子との間におい
    て電気的に接続されかつ基板の少なくとも１つの表面上に配置されたヒューズ素
    子からなり、 過電圧デバイスは、第２の端子と第３の端子との間において電気的に接続され
    かつ基板の少なくとも１つの表面上に配置されたサイリスタからなる ことを特徴とする請求項２０記載の回路素子。
  22. 【請求項２２】 基板の少なくとも１つの表面上に配置されかつその間にヒ
    ューズ素子およびサイリスタを有する大気抵抗封入材 を更に具備する ことを特徴とする請求項２１記載の回路素子。
  23. 【請求項２３】 ヒューズ素子およびサイリスタは、基板の同じ表面上に配
    置される ことを特徴とする請求項２２記載の回路素子。
  24. 【請求項２４】 回路素子は、遠距離通信システムにおいて接続され、かつ
    、供給ツイストペアのワイヤと保護されている回路との間に配置される ことを特徴とする請求項１２記載の回路素子。
  25. 【請求項２５】 封入材材料は、エポキシ樹脂からなる ことを特徴とする請求項１８記載の回路素子。
  26. 【請求項２６】 封入材は、エポキシ樹脂からなる ことを特徴とする請求項２２記載の回路素子。
  27. 【請求項２７】 複数のワイヤ端子は、銅からなり、かつ、ニッケルおよび
    錫−鉛のうちの少なくとも１つを伴ってメッキされる ことを特徴とする請求項２０記載の回路素子。
  28. 【請求項２８】 基板は、２つの向かい合う端を有し、 複数のワイヤ端子のうちの少なくとも１つは、向かい合う端のうちの１つの近
    くに配置され、 複数のワイヤ端子のうちの少なくとも他の１つは、向かい合う端のうちの他の
    近くに配置される ことを特徴とする請求項２０記載の回路素子。
  29. 【請求項２９】 ダイボンディングパッド上に配置されたサイリスタは、熱
    伝導性ボンディング材料によって、ダイボンディングパッドにボンディングされ
    る ことを特徴とする請求項１７記載の回路素子。
  30. 【請求項３０】 熱伝導性ボンディング材料は、半田およびエポキシ樹脂の
    うちの少なくとも１つからなる ことを特徴とする請求項２９記載の回路素子。
  31. 【請求項３１】 ハウジングは、熱伝導性材料からなる ことを特徴とする請求項１１記載の回路素子。
  32. 【請求項３２】 熱伝導性材料は、セラミックである ことを特徴とする請求項３１記載の回路素子。
  33. 【請求項３３】 過電圧デバイスおよびハウジングは、実質的に同じ熱係数
    を有する ことを特徴とする請求項３１記載の回路素子。
  34. 【請求項３４】 チューブは、ほぼ四角形である断面形状を有する ことを特徴とする請求項１２記載の回路素子。
  35. 【請求項３５】 遠距離通信システム内の回路に対して過電圧保護および過
    電流保護を提供する回路素子であって、 ヒューズ素子と、 半導体過電圧保護デバイスと、 印刷回路基板上に取り付け可能なディスクリート構成要素として構成されたパ
    ッケージと を具備し、 パッケージは、ヒューズ素子および半導体過電圧保護デバイスを具備する ことを特徴とする回路素子。
  36. 【請求項３６】 第１の端子および第２の端子および第３の端子を具備する
    パッケージと、 第１のリード結線および第２のリード結線を有するヒューズ素子と、 第１のリード結線および第２のリード結線を有する半導体過電圧保護デバイス
    と を具備し、 第１の端子は、ヒューズ素子の第１のリード結線に接続され、 第２の端子は、ヒューズ素子の第２のリード結線および半導体過電圧保護デバ
    イスの第１のリード結線に接続され、 第３の端子は、半導体過電圧保護デバイスの第２のリード結線に接続される ことを特徴とする請求項３５記載の回路素子。
  37. 【請求項３７】 半導体過電圧デバイスは、双方向サイリスタである ことを特徴とする請求項３５記載の回路素子。
  38. 【請求項３８】 半導体過電圧保護デバイスおよびパッケージは、実質的に
    同じ熱係数を有する ことを特徴とする請求項３５記載の回路素子。
  39. 【請求項３９】 ヒューズ素子および半導体過電圧保護デバイスは、ヒュー
    ズ素子が半導体過電圧保護デバイスから熱的に分離されるように、ハウジング内
    に構成される。 ことを特徴とする請求項３５記載の回路素子。
  40. 【請求項４０】 遠距離通信回路において過電流デバイスおよび過電圧デバ
    イスを提供するための方法であって、 過電流保護素子および過電圧保護素子を収容するように構成されかつ複数の端
    子を有するハウジングを提供することと、 過電流保護素子が複数の端子のうちの第１の端子と第２の端子との間において
    電気的に接続されかつ過電圧保護素子が複数の端子のうちの第２の端子と第３の
    端子との間において電気的に接続されるように、過電流保護素子および過電圧保
    護素子をハウジング内に配置することと、 ハウジングを、遠距離通信回路を具備する回路基板に、単一のディスクリート
    素子として接続することと を具備する ことを特徴とする方法。
  41. 【請求項４１】 過電流保護素子が遠距離通信回路と直列に接続されるよう
    に、第１の端子および第２の端子のうちの一方を遠距離通信回路への第１の引込
    線に電気的に接続しかつ第１の端子および第２の端子のうちの他方を遠距離通信
    回路に電気的に接続することと、 過電圧保護素子が遠距離通信回路と並列に接続されるように、第３の端子を遠
    距離通信回路への第２の引込線に電気的に接続することと を更に具備する ことを特徴とする請求項４０記載の方法。
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