WO2010139363A1

WO2010139363A1 - Oberflächenbehandlung eines schmelzleiters

Info

Publication number: WO2010139363A1
Application number: PCT/EP2009/056842
Authority: WO
Inventors: Hans Peter Blaettler; Peter Straub; Beat Anthamatten
Original assignee: Schurter Ag
Priority date: 2009-06-04
Filing date: 2009-06-04
Publication date: 2010-12-09
Also published as: EP2438604A1

Abstract

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

Description

Oberflächenbehandlung eines Schmelzleiters

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Schmelzleiter gemäss dem Oberbegriff nach Anspruch 1, sowie ein Verfahren zum Beschichten eines Schmelzleiters.

Schmelzleiter bzw. Leiter bei Schmelzsicherungen haben den Nachteil, dass beim Schmelzen bzw. sogenannten Durchbrennen des Leiters die Gefahr der Entzündung der Umgebung bestehen kann, insbesondere dann, wenn der Leiter offen geführt ist. Auch besteht die Gefahr der Oberflächenoxidation, wodurch mit der Zeit die Funktionalität des Schmelzleiters beeinflusst werden kann.

Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung bei Schmelzleitern bzw. Leiter von Schmelzsicherungen sicher zu stellen, dass bei deren Durchbrennen keine Beeinträchtigung der Umgebung erfolgen kann.

Erfindungsgemäss wird ein Schmelzleiter gemäss dem Wortlaut nach Anspruch 1 vorgeschlagen.

Vorgeschlagen wird, dass der Schmelzleiter mit einer Beschichtung versehen wird mindestens bestehend aus einem amorphen Silikatmaterial. Amorphe Silikatmaterialien bestehen in der Regel aus einer Silizium-Sauerstoff- Verbindung.

Die Silikatschicht kann dabei sowohl dazu dienen, beim Durchbrennen des Schmelzleiters einer Sicherung zu verhindern, dass die Umgebung beeinträchtigt wird wie auch kann die Silikatschicht beispielsweise als Haftvermittler für weitere Schichten dienen. Im Weiteren kann die Silikatschicht als elektrische wie auch als thermische Isolationsschicht und beispielsweise als Temperaturschutz von Kunststoffmaterialien dienen, welche Gehäusewandungen bilden, in welchen der Schmelzleiter angeordnet ist. Schliesslich kann die Silikatschicht auch zur Stabilisierung von dünnen Schmelzleitern dienen.

Weiter vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Beschichten eines Schmelzleiters bzw. eines Leiters einer Schmelzsicherung, indem eine Silan bzw. Silizium- Wasserstoff-Verbindung mittels einem Beflammungsgerät durch zudosieren zu einem Brenngas auf der Oberfläche des Leiters als Silikat abgeschieden wird.

Dabei kann die Oberfläche des Schmelzleiters durch den oxidierenden Bereich einer Gasflamme geführt werden, in welchen die siliziumhaltige Substanz eindosiert wird. Ein bekanntes derartiges Verfahren ist das sogenannte Pyrosil- Verfahren mittels welchem einem Brenngas eines Beflammungsgerätes Silizium-Wasserstoff-Verbindungen, sogenannten Siliane, zudosiert werden. Sie werden durch die Hitze zersetzt und als Silikate (Silizium-Sauerstoff- Verbindungen) auf der Oberfläche, beispielsweise des Schmelzleiters abgeschieden. Mittels der Pyrosil- Technologie ist es möglich, extrem dünne Silikatschichten an das Substrat zu binden, wobei es zusätzlich auch möglich ist, einen dauerhaften Verbund mit diversen Polymeren herzustellen. Die Vorteile dieses Verfahrens liegen im

- sehr geringen Materialbedarf

- es entstehen weder Sonderabfälle noch Abwasser - minimale Behandlungszeit

- geringe Betriebskosten

Wie bereits oben erwähnt ist es möglich mittels der Pyrosil-Technologie zusätzlich zum Beschichten des Schmelzleiters auch Gehäusewandungen zu beschichten, innerhalb welcher der Leiter der Schmelzsicherung angeordnet ist. Sowohl die Innenfläche der Gehäusewandung kann mittels dem Silikatmaterial beschichtet werden, wie auch die äussere Oberfläche der Gehäusewandung. Damit kann definitiv verhindert werden, dass beim Durchbrennen und Zerplatzen eines Schmelzleiters ein Brand im Bereich der Schmelzsicherung entstehen kann. Die Beschichtung kann aber auch mittels Aufdampfen oder Sputtern in bekannter Art und Weise erfolgen. Ebenfalls möglich ist das Beschichten mittels dem sogenannten Sol-Gel-Prozess . Die Darstellung von amorphen Silizumoxidschichten ist bereits seit längerem bekannt. Dabei bietet das Sol-Gel-Verfahren sowohl die Möglichkeit des Beschichtens im Nassverfahren, zum Beispiel durch Eintauchen des Schmelzleiters in eine, die

Silikatverbindung enthaltende, Dispersionslösung. Die Dispersion kann aber auch mittels Düse aufgesprüht werden, worauf das Substrat anschliessend in einem Ofen zur Bildung des Silikatfilmes getrocknet wird. Schliesslich im Rahmen des sogenannten Sol-Gel-Prozesses zu erwähnen ist auch das sogenannte Spincoating.

Mittels den beschriebenen Verfahren ist einerseits eine Stabilisierung des Fertigungsprozesses möglich, wie auch entsteht eine komplett neuartige Sicherungs-charakteristik ohne die Brandgefahr in der Umgebung beim Durchschmelzen eines Schmelzleiters.

Die Erfindung wird nun beispielsweise und unter Bezug auf die beigefügten Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 schematisch das Aufbringen einer Silikatschicht mittels dem sogenannten Pyrosil-Verfahren,

Fig. 2 einen Schmelzleiter im Querschnitt versehen mit einer Silikatdeckschicht und Fig. 3 ein Sicherungsgehäuse mit einem Schmelzleiter versehen mit Silikatbeschichtungen.

Figur 1 zeigt schematisch den Beschichtungsvorgang gemäss dem sogenannten Pyrosil-Verfahren. Dabei wird eine Silizium-Wasserstoff-Verbindung bzw. ein sogenanntes Silan 1 mit einem Brenngas 3 in einem Brenner 5 vermischt, wodurch die Silizium-Wasserstoff-Verbindung durch die Hitze zersetzt und als Silikat (Silizium-Sauerstoff-Verbindung) 9 auf dem Substrat 7 abgeschieden wird. Beim Substrat 7 handelt es sich gemäss der vorliegenden Erfindung beispielsweise um den Leiter einer Schmelzsicherung das Trägermaterial eines Schmelzleiters oder um eine Gehäusewandung eines Gehäuses, in welchen der Schmelzleiter angeordnet ist. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, dass sowohl metallische Substrate wie auch polymere Substrate mit dem Silikatmaterial beschichtet werden können.

Figur 2 zeigt im Schnitt eine Schmelzsicherung 13 aufweisend ein Trägermaterial 15 auf welchem der Schmelzleiter 17 angeordnet ist, bestehend aus einem elektrisch leitenden (metallenen) Werkstoff, welcher üblicherweise für derartige Schmelzleiter verwendet wird. Der Schmelzleiter ist überdeckt mittels der erfindungsgemäss vorgeschlagenen Silikatbeschichtung 19.

Figur 3 schliesslich zeigt wiederum im Schnitt eine Schmelzsicherung 20, bei welcher auf einem Tragkörper 23 im Innern des Gehäuses 25 der Schmelzleiter 21 angeordnet ist. Erfindungsgemäss ist beispielsweise die Innenwandung des Gehäuses 25 mit dem erfindungsgemäss vorgeschlagenen Silikatmaterial 27 im Sinne eines Brand- oder Temperaturschutzes beschichtet. Zusätzlich ist es ebenfalls möglich, den Schmelzleiter 21 mittels dem Silikatmaterial zu beschichten. Bei den in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Beispielen handelt es sich selbstverständlich nur um solche, um die vorliegende Erfindung zu erläutern. Selbstverständlich können irgendwelche Verfahren verwendet werden, um einen Schmelzleiter mit dem erfindungsgemäss vorgeschlagenen Silikatmaterial zu beschichten und auch die Ausgestaltung der Schmelzsicherung kann anders gewählt werden als in den Figuren 2 und 3 dargestellt.

Claims

Patentansprüche

1. Schmelzleiter gekennzeichnet durch eine Beschichtung mindestens bestehend aus einem amorphen Silikatmaterial.

2. Schmelzleiter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Beschichtung im Wesentlichen bestehend aus einer Silizium-Sauerstoff-Verbindung.

3. Schmelzleiter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Silikatschicht als Haftvermittler für weitere Schichten dient.

4. Schmelzleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Silikatschicht als elektrische wie auch thermische Isolationsschicht und Temperaturschutz dient, insbesondere auch als

Beschichtung für die Gehäusewandung, in welchem der Schmelzleiter angeordnet ist.

5. Schmelzleiter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der Beschichtung von bis zu 40nm oder mehr beträgt.

6. Verfahren zum Beschichten eines Schmelzleiters, dadurch gekennzeichnet, dass ein Silan bzw. eine Silizium-Wasserstoff-Verbindung mittels einem Beflammungsgerät durch Zudosieren zu einem Brenngas auf der Oberfläche als Silizium-Sauerstoff- Verbindung abgeschieden wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Schmelzleiters durch den oxidierenden Bereich einer Gasflamme geführt wird in welche die siliziumhaltige Substanz eindosiert wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich

Gehäuseteile der Sicherung, innerhalb welchen der Schmelzleiter angeordnet ist, mit dem Silikatmaterial beschichtet wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass insbesondere die dem

Schmelzleiter gegenüberliegende Innenseite eines Gehäuses mit Silikatmaterial beschichtet wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mittels dem so genannten Pyrosil-Verfahren erfolgt.

11. Verfahren zum Beschichten eines Schmelzleiters, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichten mittels Aufdampfen oder Sputtern erfolgt.

12. Verfahren zum Beschichten eines Schmelzleiters, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichten mittels dem sogenannten Sol-Gel-Prozess erfolgt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichten durch Eintauchen des Schmelzleiters in eine, die Silikatverbindung enthaltende Dispersionslösung, erfolgt.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die, die Silikatverbindung enthaltende Dispersionslösung aufgesprüht wird, worauf das Substrat in einem Ofen zur Bildung des Silikatfilms getrocknet wird.