RU179358U1 - Ограничитель напряжения для поверхностного монтажа на плату - Google Patents

Abstract

Ограничитель напряжения для поверхностного монтажа на плату предназначен для защиты компонентов радиоэлектронной аппаратуры от импульсных перенапряжений, вызываемых разрядами различного происхождения. Техническим результатом полезной модели является повышение не менее чем в полтора раза значения максимально допустимой мощности рассеивания за счет конструкции внешних выводов прибора, позволяющей снизить тепловое сопротивление «переход - вывод». Ограничитель напряжения содержит кремниевый кристалл и два медных вывода для поверхностного монтажа. Кристалл выполнен в виде стопы спаянных между собой кремниевых пластин с р-n переходами. От внешних воздействий кристалл защищен кремнийорганическим компаундом и пластмассой на основе эпоксидной смолы. Выводы припаяны к противоположным плоскостям кристалла. Один вывод является термокомпенсатором и выполнен в виде плоской прямоугольной пластины. Площадь термокомпенсатора превышает площадь кристалла. Другой вывод является корпусом ограничителя напряжения и выполнен в виде пластины с загнутыми краями. Внешняя поверхность термокомпенсатора и загнутые края корпуса находятся в одной плоскости для поверхностного монтажа на плату. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Полезная модель относится к области полупроводниковых приборов для защиты компонентов радиоэлектронной аппаратуры от импульсных перенапряжений, вызываемых разрядами различного происхождения.

Известны кремниевые ограничители напряжения серии 1.5SMC компании «Littelfuse», содержащие в плоском корпусе кремниевый кристалл с одним или двумя р-n переходами, защищенными пластмассой от внешних воздействий, и два вывода для поверхностного монтажа, которые выполнены из металлической ленты, изогнутой два раза под прямым углом после выхода из боковых противоположных сторон пластмассового корпуса.

Внешний вид устройства представлен на фиг. 1. Перечень технических характеристик представлен на сайте фирмы-производителя http://www.littelfuse.com/products/tvs-diodes/surface-mount/l_5smc.aspx.

Данное решение принято в качестве прототипа.

Недостатком прототипа является невысокое значение максимально допустимой мощности, рассеиваемой в ограничителе напряжения, обусловленное в значительной степени величиной теплового сопротивления «переход - вывод». В данной конструкции отвод тепла, выделяемого в кристалле при воздействии импульса мощности, происходит по пути, протяженность которого равна длине выводов.

Техническим результатом полезной модели является повышение значения максимально допустимой мощности рассеивания за счет уменьшения теплового сопротивления «переход - вывод».

Технический результат достигается тем, что в ограничителе напряжения, содержащем в плоском корпусе кремниевый кристалл с р-n переходами, защищенными пластмассой от внешних воздействий, и два вывода для поверхностного монтажа, первый вывод, являющийся термокомпенсатором, выполнен в виде плоской пластины, связанной с одной стороной кристалла, а второй вывод, являющийся корпусом прибора, выполнен в виде пластины с загнутыми краями, внутренняя часть которой связана с противоположной стороной кристалла, причем загнутые края второго вывода и внешняя поверхность первого вывода находятся в одной плоскости.

Сущность полезной модели поясняется фиг. 2, где: 1 -кристалл; 2 -термокомпенсатор; 3 - корпус; 4 - компаунд эпоксидный; 5 - компаунд кремнийорганический.

Устройство содержит кремниевый кристалл 1, представляющий собой спаянные в стопу кремниевые пластины с р-n переходами, с двухсторонним расположением металлизированных контактных площадок, защищенный по периметру от внешних воздействий кремнийорганическим компаундом 5 и пластмассой на основе эпоксидной смолы 4.

К противоположным сторонам кристалла припаяны два медных вывода, при этом первый вывод, являющийся термокомпенсатором 2, выполнен в виде плоской прямоугольной пластины, площадь которой превышает площадь кристалла, а второй вывод, являющийся корпусом 3 ограничителя напряжения, выполнен в виде пластины с загнутыми краями, причем загнутые края второго вывода и внешняя поверхность первого вывода находятся в одной плоскости для поверхностного монтажа на плату.

Такая конструкция позволяет производить эффективный отвод тепла от р-n перехода по кратчайшему пути, протяженность которого равна толщине выводов, и снизить более чем в полтора раза по сравнению с прототипом тепловое сопротивление «переход-вывод».

Устройство работает следующим образом.

В нормальных условиях ограничитель напряжения находится под обратным смещением и практически не влияет на работу защищаемой схемы. При возникновении импульса перегрузки происходит обратимый пробой ограничителя напряжения. Благодаря этому входное напряжение ограничивается на уровне напряжения пробоя.

Теплоемкость и теплопроводность выводов (термокомпенсатора и корпуса) более чем в три раза превышают теплоемкость и теплопроводность кристалла. Это способствует тому, что тепло, создаваемое в р-n переходе импульсом мощности, перераспределяется между кристаллом, термокомпенсатором и корпусом пропорционально их теплоемкостям, поэтому обеспечивается эффективная защита р-n перехода от перегрева и теплового пробоя. После окончания импульса мощности тепло, накопленное выводами, передается печатной плате без лишних промежуточных звеньев тепловой цепи, так как кристалл от платы отделяет лишь толщина термокомпенсатора порядка 0,5 мм.

Исследования изготовленных образцов ограничителя напряжения показали, что конструкция полезной модели за счет снижения теплового сопротивления «переход-вывод» позволяет увеличить величину максимально допустимой мощности рассеивания по сравнению с конструкцией прототипа не менее чем в полтора раза в импульсном режиме и не менее чем в 2 раза в статическом режиме, повышая тем самым эксплуатационную надежность прибора.

Claims (4)

1. Ограничитель напряжения, содержащий в плоском корпусе кремниевый кристалл с p-n переходами, защищенными пластмассой от внешних воздействий, и два вывода для поверхностного монтажа, отличающийся тем, что первый вывод, являющийся термокомпенсатором, выполнен в виде плоской пластины, связанной с одной стороной кристалла, а второй вывод, являющийся корпусом прибора, выполнен в виде пластины с загнутыми краями, внутренняя часть которой связана с противоположной стороной кристалла, причем загнутые края второго вывода и внешняя поверхность первого вывода находятся в одной плоскости.

2. Ограничитель напряжения по п. 1, отличающийся тем, что выводы выполнены из меди.

3. Ограничитель напряжения по п. 1, отличающийся тем, что кристалл выполнен в виде стопы спаянных между собой кремниевых пластин с p-n переходами.

4. Ограничитель напряжения по п. 1, отличающийся тем, что кристалл дополнительно защищен от внешних воздействий кремнийорганическим компаундом.

Images