专利名称：形成从加热元件到可熔元件的热传导具有调整过的时间特征的保护性组件的方法
技术领域：
本发明涉及形成具有可熔元件和加热元件的保护性组件的方法，该组件以层组件的形式敷设到基片(substrate)表面，可熔元件的构造使得如果可熔元件被加热，至少在熔解区，在预定时间内超过预定温度，那么其连接点(connection)之间的电流被中断。可熔元件和加热元件在基片上如此设置，使得加热元件产生的热量被传送到可熔元件，在通过加热元件的电流超过了门限值一段预定时间之后，通过可熔元件的电流被中断。
所述类型的一种保护性组件例如在出版物EP 0 715 328 B1中被公开。敷设到例如由氧化铝构成(使用薄膜或者厚膜技术)的基片表面的是一个导电的电阻层，以矩形电阻器(rectangular resistor)的形式构成，并通过敷设导电金属层在两个相对的侧面上提供了电触点。如果以这种方式形成的电阻器R上施加了预定大小的电流I，则能量损失p＝I2×R在电阻性元件或者加热元件处被转换为热量。电阻层之上敷设了一个电绝缘层，并且设置在两个供电接触点之间的可熔元件被形成在电绝缘层的上面。可熔元件包括低熔点金属形成的导电层，构成带状，由此，借助于金属导电层，这些带状层在其末端被接触。这些低熔点金属的带状层被设置在加热元件的上面，使得加热元件产生的热量被传送到可熔元件，这样，当可熔元件的温度超过了预定门限值的时候，低熔点金属熔化。
由于结构上的原因，加热阻器产生的热量只有一部分被传导到可熔元件，产生的热量中相当一部分被耗散到基片中以及该设备的周围。耗散到基片的热量以及通过电绝缘中间层传送到可熔元件的热量在很大程度上都是通过热传导来传送，由此，传导热能的材料受到加热，并可以存储相当一部分热能。由于在已知设置中可熔元件和加热元件之间只有很小的空间距离，热能通过热传导被相对较快地传送，因此在已知的设备中，并没有考虑到由于热存储而引起的时延。
在形成保护性元件特别是保险丝元件(它在达到预定电流时，在一段预定时间之后中断电流)的现有技术中，这是已经被深入了解的。在很高的电流下，电流的中断会在可能的最短时间内发生(快动作)。在保险丝元件的情况下，其中加热元件和可熔元件被串联在一起，电流最好通过破坏加热元件的电阻层来中断。如果保险丝元件在相对较长的时间内通过电流，并且该电流只是缓慢增长，那么当电流超过预定门限值的时候，保险丝元件由于可熔元件的熔化和破裂而断裂。这个在施加了相对较长时间之后使该元件破裂的最小电流相当于保险丝元件的门限电流。在电流通过保险丝元件的情况下，其中电流的大小超过门限电流并达到数倍于门限电流，但是仅持续了相对较短的时间，保险丝元件通过可熔元件的破裂，在预定时间之后被断开。这样的保险丝组件通常由时间-电流特性来描述，该特性决定了在多长时间之后以及多大电流(突然施加电流)之下该组件出现断裂。
本发明的目标是提供一种形成保护性组件的方法，其中时间-电流特性可以设置得更好，特别是在门限电流之上直到数倍于门限电流的区域内。
根据本发明，本目标通过形成具有权利要求1的特征的保护性组件的方法来实现。根据本发明，在形成上述类型的保护性组件的方法中，加热元件被设置在可熔元件之下和/或旁边距离可熔元件的一段预定距离处，并且在加热元件的位置，至少在接近加热元件的位置，对连接到加热元件的预定的本地热容进行调整，这样，至少大致上产生了从加热元件到可熔元件的热传导的规定时间特性。
本发明所基于的目标也通过具有权利要求13的特征的方法来实现。在这个可替代的实施例中，在一个形成上述类型的方法中，加热元件被设置在可熔元件旁边与其间隔一段预定距离处，并且在加热元件和可熔元件之间的至少一个预定位置处对预定的本地热容进行调整，它存储从加热元件传播到可熔元件的热量的一部分，这样，至少大致上产生了从加热元件到可熔元件的热传导的规定时间特性。
在本发明的内容中，保护性组件应当被理解为不仅是一个具有通常很低的电阻的保险丝元件，而且也是具有预定电阻的安全电阻器。薄膜组件(laminar component)应当被理解为既使用薄膜技术(例如蒸汽淀积、喷涂、气相沉积)也使用厚膜技术(如丝网印刷)而形成的组件，其中，根据使用的技术，该薄膜形成于涂敷(例如丝网印刷)的过程中或者整个区域上的敷设之后(如通过照相平板印刷技术)。可熔元件中电流的中断不需要仅仅基于熔化区域中的材料熔化以及表面张力引起的收缩和由此在连接之间形成裂缝。作为替代，广泛使用了可熔元件，其中，作为交互作用的结果，具有沉积在其下面的导电层的、包含熔化金属的层溶解了导电层，例如通过形成合金，并断裂。这样，熔化区域是薄膜组件的一个区域或位置，在该位置处电流由于可熔元件的至少一个组件熔化而被中断。保护性组件也可以在可熔元件周围具有多个加热元件。
当通过加热元件的电流在一段预定时间内超过门限值的时候，通过可熔元件的电流被中断。该电流不需要相同任何希望的电路和/或接触模式都是可能的。预定时间和电流的相应门限值是关联在一起的。这样就有无限数目的时间/门限值对，它们一起定义了保护性组件的时间-电流特性。
本发明基于这个基本认识保护性组件的时间特性或者断开(tripping)特性(时间-电流特性)关键取决于在加热元件位置th的本地热容以及在从加热元件到可熔元件的热传播路径上的本地热容。特别是，在门限值之上直到数倍于门限电流(如10倍于门限电流)的电流的时间-电流特性由这些热容来确定。根据基于这个基本认识的本发明，本形成方法的基本概念是，通过对组件的布局和层顺序进行符合目的的改变，对加热元件和可熔元件之间的距离以及在加热元件处或者在加热元件与可熔元件之间的预定位置处的本地热容进行符合目的的设定。
在根据权利要求1的实施例中，预定的热传导电阻通过设定加热元件和可熔元件之间的预定距离来近似地设定。同设置在加热元件处的本地热容相联系，生成了从加热元件到可熔元件的热传导的预定时间常量。
这同样也适用于在加热元件和可熔元件之间的预定位置处的本地热容的设置。从加热元件到本地热容的预定位置之间的距离导致了预定的热传导电阻；另外一个热传导电阻由从预定位置到可熔元件之间的距离来得到。这里预定时间常量可以也通过调整本地热容来设定。时间常量与有效热传导电阻和本地热容的乘积接近于成正比，其中热传导电阻随着加热元件和可熔元件之间的距离而增加。作为对于在从加热元件到可熔元件之间的预定距离处的一个或更多的本地热容进行符合目的的调整的结果，可以以符合目的的方式设定一个或更多的时间常量，它规定了热传递的时间特性以及保护性组件的时间-电流特性。
在根据本发明的方法的一个实施例中，在预定的基片材料和预定的层材料以及加热元件的预定层厚度之下，在加热元件处的预定本地热容通过调整加热元件的面积而进行设定。加热元件的面积决定了直接耦合到加热元件上的基片体积的比例，也就是说直接吸收加热元件产生的热量的基片部分，即没有任何实质的时间延迟。热量的进一步传递当然发生在基片中，并且这花费时间。然而，基片中热传导和热存储之间的关联可以这样被模型化热容直接在加热元件处产生，加热元件通过提供给它的加热电源而发生作用。本地热容接近于和加热元件的面积成正比。在一个实施例中，加热元件的面积可以通过按同样比例增加或者减少矩形加热元件的长和宽而加以调整。加热元件的电阻连接在终端表面，这样基本上保持不变。
作为替代，矩形加热元件的面积可以通过只改变它的长来进行调整。这导致电流的横截面积不变。通过可熔元件和加热元件的串联连接，其中加热元件被如此构造，使得它先于可熔元件对高电流作为响应并中断电流，并且在高电流下可以达到近似于恒定的断开特性。
在一个替代性的实施例中，在预定的基片材料以及加热元件的预定面积之下，通过调整加热元件的层厚度和/或改变加热元件的层材料而对加热元件处的本地热容进行调整。此外，在加热元件的面积恒定的情况下，其长宽之比可以被改变，以在层改变的情况下保持电参数为常量。当形成加热元件时，多个不同类型的电阻层可以被互相层叠在一起，其厚度和材料如此选择，使得产生预定的本地热容。在本实施例中，调整了加热元件的层的本地热容(即存储热量的能力)。在加热元件处基片材料的本地热容(在本实施例中不以符合目的的方式对其进行调整)当然被加到这个调整过的加热元件层的本地热容上。在一个替代性的实施例中，在预定的基片材料以及加热元件的预定尺寸之下，通过敷设一个在加热元件层之下具有预定厚度的附加的热存储层(其特定的热容不同于基片)，调整加热元件处的本地热容。作为替代，或者附加地，具有预定的比热容和厚度的热存储层可以被敷设在加热元件层之上。具有很高的比热容的材料层最好被作为附加的热存储层来敷设，它导致在加热元件处的本地热容增加，并由此导致保护性组件的响应更慢。如果导电元件被用作附加的热存储层，最好在热存储层和加热元件的电阻层之间敷设一个电绝缘层。在一个实施例中，这个附加的热存储层也可以敷设在基片的整个面积之上(在敷设可熔元件之前)。
在一个替代性实施例中，其中加热元件的层至少部分被沉积在可熔元件之下，加热元件和可熔元件之间的距离通过改变沉积在二者之间的电绝缘层的厚度来进行调整，并且，通过调整加热元件的面积、层厚度和层材料和/或敷设在加热元件上面的电绝缘层的层结构和材料，并且/或者通过在加热元件层之下敷设具有预定厚度和预定的比热容的附加热存储层，调整加热元件处的预定的本地热容。
在上述的替代性方法中，其中预定的本地热容设置在加热元件和可熔元件之间的预定位置处，该本地热容最好通过在至少一个具有预定面积和预定厚度并具有预定的比热容的材料的预定位置处敷设一个附加的热存储层来进行调整。预定的比热容最好比基片材料的热容大，这样设置过的本地热容增加，导致保护性组件的响应延迟。这样，可以以符合目的的方式设定保护性组件的一种更为惰性的特性。或者，在预定位置处，基片的预定区域(体积)的比热容可以被改变。
本发明的具有优点的实施例在从属权利要求中描述。
下面，将参考附图中显示的优选的示范性实施例，对本发明进行描述。
附图中
图1是通过根据本发明的方法形成的保护性组件的布局的图示。
图2A和2B是在基片上加热元件和可熔元件的设置的图示，使用了简化的热平衡电路图，其中加热元件的面积发生了变化。
图3是保护性组件以及相关的热平衡电路图的图示，该组件带有敷设在基片上的加热元件和可熔元件，以及位于二者之间的附加的本地热容。
图1是作为示例的保护性组件的布局的图示。借助于薄膜技术或者厚层技术，将多个层敷设到基片上，这些层如此构造，使得它们通过相关的触总形成加热元件和可熔元件之间的串联连接。基片1最好是一个更大的基片(例如晶片)的一部分，在它上面同时生成多个相似的保护性组件，由此，在保护性组件的各层敷设完成之后，基片被划分成基片芯片1。基片1最好由电绝缘材料构成；或者也可以使用最上层为电绝缘的多层结构。例如，可以考虑用氧化铝作为基片材料。或者，也可以使用例如玻璃陶瓷，比起氧化铝，它具有非常低的热传导性，却具有与之相当的热容。
如图1所示，位于基片之上的是可熔元件，它包括位于基片上面的导电层2，以及敷设在导电层2上面并包含一种低熔点金属的层3。导电层2例如由银和/或钯构成，它不仅可以用薄膜技术，也可以被用于厚层技术来敷设，其厚度例如为大约1μm。包含低熔点金属的层例如由有机粘接剂中的锡粉构成。包含铋、铅和/或锡的合金也可以用作低熔点金属。可以在可熔元件的相对较薄的导电层2和包含低熔点金属的层3之间，设置使低熔点金属微粒与导电层2的金属相隔离的可熔隔离(partition)层。
一个电阻层4也被敷设到基片1上，由它形成了加热元件。电阻层4包含具有预定的特定电阻的材料。可熔元件的导电层2的相对末端以及电阻层4的相对的末借助于敷设在它们上面的由良好导电性的金属构成的导电层5相互连接。忽略接触影响，加热元件的电阻R近似由下式得到R=ρ·1b·DHeat]]>其中l是电阻层4在与导电层5接触的触点之间的长度，b是电阻层4的带状宽度，DHeat是电阻层4的厚度，ρ是电阻层的特定电阻。这样，当电流I流过电阻为R的加热元件时，功率P＝I2R被转换为电阻中的热量。
电阻层4最好如此构造，使得当通过电阻层的电流I超过预定的门限值的时候，电阻层自身的变化使得电流被中断。然而，这个电流门限值与产生热量使可熔元件烧断并切断电流的电流相比要高得多。这样，电阻层的中断功能只能发生在电流出现尖峰的情况下，这种尖峰短暂得使可熔元件来不及受热破裂。
在图1所示的示范性实施例中，附加的热存储层6被敷设到电阻层4的上面或者下面。在一个替代性的实施例中，它也可以被敷设在电阻层4的底下。热存储层6最好由具有相对较高的比热容的材料构成。
连接保护性组件的触点结构在图1中并未详细描绘。在图1中仅示出了位于基片1相对侧面上的接触表面7，它由导电层5构成。导电材料的涂层最好在接触表面上形成，围绕着基片1的边缘啮合并位于基片1的下表面上，这样形成了可以通过表面安装(surface mount)来安装在电路板上的组件(SMD组件)。SMD组件两端都通过焊接点固定到设置在其连接到下面的电路板上，这两端部具有接触表面7。
下面将详细解释图1所示的保护性组件的功能。如果电流通过接触表面7被施加到由具有电阻层4的加热元件和具有层2和3的可熔元件组成的串联电路上，所使用的这些层的电阻会引起电阻层4两侧和可熔元件的导电层2相侧以及导电层5的供电线相端的电压下降。作为电压下降的结果，电功率P＝U×I在电路元件中被转换成热能。如此选择导电层5的材料和厚度，使得在这些导电路径上只有很小的电压下降。可熔元件和电阻性加热元件的层最好如此形成，使得加热元件的电阻至少比可熔元件大一个数量级，这样在保护性组件中转换的功率的主要部分出现在加热元件的导电层4上。这样，在加热元件的电阻层4中，产生了与电流I的平方成正比的热输出Pth。
如果预定幅度的电流I被突然施加(这意味着在很短时间内从零增加到I)，提供的功率Pth最初导致电阻层4自身的加热。电阻层加热的均匀性取决于该层内的电流的电流密度分布。随后，电阻层4中产生的热量通过向在它下面、上面和/或与它相邻的层的热传导而被传送；在没有热存储层6的情况下，电阻层4中产生的热量的最大的部分通过热传导进它下面的基片材料而消散。紧邻的基片层首先被加热。热量随后传播到基片的更深处，并横向传播，其中热传播的速度不只取决于材料的导热性，而且也取决于它的比热容。如果附加的热存储层6被安放在电阻层4的上面，电阻层4中产生的热量的一部分将消散在它之中，直到热存储层6被加热到电阻层的温度。电阻层中产生的热量的一部分通过触点被传送到供电线的导电层5。热量的其它部分当然通过热传导、热辐射和/或对流耗散在环境中。
在基片1中传播的热量的一部分到达可熔元件的层2和3下面的基片区域。从基片开始1，可熔元件的层2和3随后被加热。
在一段时间之后(取决于使用的层的布局layout、层的厚度和使用的材料以及基片1的材料)，在突然施加了电流I之后，在保护性组件上面建立起固定的温度分布(当然，在这个关联中，预先假定环境保持不变)。直到达到了温度分布固定状态之前的短暂特性相当于一个(可能是多元件的)低通滤波器的特性(在模拟电学术语中)，其中一个或更多时间常量可以与短暂特性相关联。
在根据本发明的方法中，这些时间常量通过层和布局(layout)的适当尺寸，以一种符合目的的方式被设定。
在图2A和2B中，示意性地显示了加热元件10和可熔元件11在基片1上面的设置，以及基本上被简化了的热平衡电路图，其中热平衡电路图显示了两个元件之间通过基片1的热耦合。如上所述，通过具有电阻R的加热元件10的电流I导致了在加热元件10中产生热功率Pth。提供的电能在热平衡电路图中以电流源12来表示。提供给加热元件10的热功率Pth导致了加热元件10自身的加热，并直接导致对位于加热元件下面的基片部分的加热。热能提供的分布在加热元件10的区域上基本上是相同的(假定通过加热元件10的电流的电流密度也是均匀分布的)。如果在加热元件10上突然产生加热能量，通过热传播，基片1的最上层首先被加热，之后是它下面的层以及与基片侧向相邻的层。这种传导和热存储的关联可以在模型中，通过热容13和并联的热阻以及(如果仅仅从可熔元件的方向上来看热传导)另一个热阻15，以简单的形式被再现。通过提供热量而受到作用的基片部分的热容13例如对应于一个容量区域16，在图2A中以点划线16表示。这样，显示在模型中的热容13表示加热元件10自身的层的热容加上有效基片部分16的热容。可熔元件11的热性能可以通过并联排列的热容17和热阻18再次被模仿。除了其他因素以外，用于在加热元件10和可熔元件11之间进行热传导的热阻15的数值通过加热元件10和可熔元件11之间的距离d来确定。从显示的热平衡图中很清楚地看到，从加热元件10到可熔元件11的热传递的时间常量，以及可熔元件对其加热的响应的时间相关性，首先通过加热元件10处的本地热容13、热阻15以及可熔元件11的本地热容17来确定。这些数值在很大程度上取决于布局的尺寸以及层厚度和对材料的选择。热阻15受到加热元件10和可熔元件11之间的距离d以及加热元件10的面积AA的热容13的强烈影响。通过调整加热元件10的面积A对热容13进行影响在图2A和2B中显示。在图2B中，加热元件10的面积AB减少。加热元件10和可熔元件11之间的距离d保持挖于恒定。这导致了显著减小的热容13’以及轻微变化的热阻15’，它导致了显著减小的时间常量。在其它尺寸相同，电参数相同以及提供的加热功率12相同的情况下，在图2B中概略示出的保护性组件表现出了比图2A所示更为快速的响应，这意味着在多个门限电流处平缓得多的时间-电流特性。
图3示出了调整保护性组件的响应的时间常量的其它可能。在图3中概略示出的保护性组件中，附加的热存储器以结构化的热存储层19的形式被敷设在加热元件10和可熔元件11之间基片1的表面上。在热平衡电路图中，这个热存储层19由电容20代表，在加热元件10和可熔元件11之间的热传导电阻被分成两个电阻21和22。热存储层19生成对于从加热元件10到可熔元件11的热传播的附加延迟，这样就得到了保护性组件的更慢的响应。保护性组件19的本地热容20通过存储层的面积As和其厚度、以及对材料的选择(比热容)来调整。
在本发明的构思范围之内，许多替代性实施例都是可能的。代替加热元件10的矩形结构的电阻层4，可以使用具有任何所希望的形状的多种加热元件。例如，加热元件可以围绕着可熔元件11排列。代替一个可熔元件，也可以将具有不同的响应的多个可熔元件设置在与加热元件之间的不同距离处。加热元件和可熔元件不需要串联连接。它们可以与分离的外部触点相联系，而外部触点可以连接到不同的电路中。
如果保护性组件被用作保险丝组件，加热元件和可熔元件的电路连接最好如此设计尺寸，使得产生较低的电阻。加热元件的电阻当然必须足够大，这样可以向基片提供必要的热能。如果可熔元件被移动到更接近加热元件的位置或者甚至设置在它上面，并且如果使用低热传导性的基片，必需的热能可以最小。然而，为了保证足够的惰性(inertia)，可以使用具有高热容的基片材料，或者可以在加热元件的下面敷设附加的热存储层。在保险丝组件中，它基本上产生尽可能少的热能，具有很低热传导性的基片材料此外具有这项优点对基片的加热，特别是临时加热，保持局限在围绕在加热元件和可熔元件(热点)周围的区域。这样可以较少地加热外部连接和用于连接的电焊连接，并由此降低了同时“烧掉”组件的风险。
作为替代，保护性组件可以被构造成安全电阻的形式，也就是说以具有预定电阻的保护性组件的形式，其电阻尽可能地不变。在这种情况下，加热元件和可熔元件的串联最好如此设计，使得组件的总电阻主要由加热元件的电阻决定。加热元件预定电阻的必然结果是与保险丝组件相比较更高的功率消耗。更高的功率损耗导致对组件更强烈的加热。在这种情况下，只需要一小部分产生的热量来传送到可熔元件。热量的另一部分通过基片耗散到周围。在这种情况下，应当选择具有良好导热性的基片材料。由于散热更快，这种具有更高导热性的基片材料自然导致时间常量的减少。然而，为了达到保护性组件的惰性(inertia)特性，根据本发明，可以在加热元件处使用更大的本地热容(例如通过大面积的加热元件或者通过加热元件下面和/或上面的特殊材料层)。从加热元件到可熔元件的热传导的时间特性还通过布局设置来确定，也就是说加热元件相对于可熔元件的设置来确定。
权利要求
1.形成包括可熔元件(11)和加热元件(10)的保护性组件的方法，所述元件以层组件的形式敷设到基片(1)的表面上，其中可熔元件(11)被如此构造如果可熔元件被加热，至少在熔解区内，在一段预定时间内超过预定温度，那么其连接点之间的电流被中断；其中可熔元件(11)和加热元件(10)在基片(1)上如此设置，使得加热元件产生的热量被传送到可熔元件，当通过加热元件的电流在一段预定时间内超过了门限值时，通过可熔元件的电流被中断，其特征在于，加热元件(10)被设置在可熔元件(11)之下和/或旁边的预定的距离处，并且至少在接近加热元件的位置处对耦合到加热元件的预定的本地热容进行调整，这样，至少近似地得到了从加热元件到可熔元件的热传导的规定时间特性。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在预定的基片材料和加热元件的预定的层材料以及预定的层厚度下，通过调整加热元件(10)的面积(AA；AB)，调整加热元件处的预定的本地热容。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，形成矩形加热元件，并且加热元件的面积可以通过按同样比例增加或者减少加热元件的长(l)和宽(b)而被调整。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，形成矩形加热元件，并且加热元件的面积通过只改变它的长(l)来进行调整，而对于电流保持横截面积不变。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在预定的基片材料以及加热元件的预定面积之下，通过调整加热元件的层厚度和/或改变加热元件的层材料，调整加热元件处的预定本地热容。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在加热元件的面积恒定的情况下，其长宽之比可以被改变。
7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，为了形成加热元件，多个不同类型的电阻层被互相层叠在一起，如此选择其厚度和材料，使得产生预定的本地热容。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在预定的基片材料以及加热元件的预定尺寸之下，通过在加热元件的层(4)之下敷设具有预定厚度的附加的热存储层(6)，其比热容与基片不同，调整加热元件处的本地热容。
9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在预定的基片材料以及加热元件的预定尺寸之下，通过在加热元件的层(4)之敷设上具有预定厚度和预定的比热容的附加的热存储层(6)，调整加热元件处的本地热容。
10.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，附加的热存储层(6)是导电的，并且在热存储层和加热元件的电阻层之间敷设电绝缘层。
11.如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，附加的热存储层被敷设在基片的整个面积之上。
12.如权利要求1所述的方法，其特征在于，加热元件的层至少部分被沉积在可熔元件之下，其中加热元件和可熔元件之间的距离通过改变沉积在二者之间的电绝缘层的厚度来进行调整，并且，通过调整加热元件的面积、层厚度和层材料和/或敷设在加热元件上面的电绝缘层的层结构和层材料，并且/或者通过在加热元件层之下敷设具有预定厚度和预定的比热容的附加或热存储层，调整加热元件处的预定的本地热容。
13.形成包括可熔元件(11)和加热元件(10)的保护性组件的方法，所述元件以层组件的形式敷设基片(1)的表面上，其中可熔元件(11)被如此构造如果可熔元件被加热，至少在熔解区内，在一段预定时间内超过预定温度，那么其连接点之间的电流被中断；其中可熔元件(11)和加热元件(10)在基片(1)上如此设置，使得加热元件产生的热量被传送到可熔元件，当通过加热元件的电流在一段预定时间内超过了门限值时，通过可熔元件的电流被中断，其特征在于，加热元件(10)被设置在可熔元件(11)旁边的预定距离处，并且在加热元件(10)和可熔元件(11)之间的至少一个预定位置处调整预定的本地热容(20)，该本地热容存储从加热元件传播到可熔元件的一部分热量，这样，至少近似地得到了从加热元件到可熔元件的热传导的规定时间特性。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，通过将具有预定面积(As)和预定厚度，并具有预定的比热容的材料的附加的热存储层(19)敷设在至少一个预定位置处，来调整预定的本地热容(20)。
15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，通过在基片的预定区域上的预定地点改变比热容来调整预定的本地热容。
16.如权利要求1至15中任一项所述的方法，其特征在于，结构化的导电层(5)被敷设到基片上，以形成到加热元件(10)和可熔元件(11)的连接。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，导电层(5)如此构造，使得加热元件(10)和可熔元件(11)在电气上串联连接。
18.如权利要求1至17中任一项所述的方法，其特征在于，通过首先敷设导电层(2)，并且在导电层(2)的至少一部分面积之上敷设一个包含低熔点金属的层(3)，形成可熔元件(11)，其中，当低熔点金属熔化时，可以与导电层(2)的材料形成合金，这样至少在熔化区域内合金熔化，因此通过导电层的电流被切断。
19.如权利要求1至18中任一项所述的方法，其特征在于，保护性组件是保险丝组件，并且使用了低热传导性材料的基片，该基片至少在加热元件和可熔元件之间和之下的区域中具有很高的比热容。
20.如权利要求19所述的方法，其特征在于，使用玻璃陶瓷作为基片材料。
21.如权利要求19或20所述的方法，其特征在于，保险丝组件被构造成SMD组件的形式。
22.如权利要求1至18中任一项所述的方法，其特征在于，保护性组件是安全电阻(RCP)，提供了由具有良好热传导性的材料构成的基片，并且加热元件的尺寸被如此设计，使得在其连接点之间具有预定的电阻。
23.如权利要求22所述的方法，其特征在于，加热元件的层和可熔元件的层如此构造，使得加热元件的电阻比可熔元件大得多，并且加热元件和可熔元件在电气上串联连接，这样安全电阻的电特性主要取决于加热元件的电特性。
全文摘要
本发明涉及一种形成包括可熔元件(11)和加热元件(10)的保护性组件的方法，例如保险丝组件或者熔断电阻，所述元件作为多层叠加的组件附在基片(1)的表面。如此构造可熔元件(11)，使得如果可熔元件(11)被加热，至少在一个熔解区内，在一段预定时间内超过预定温度，那么其连接点之间的电流被中断。可熔元件(11)和加热元件(10)在基片(1)上如此设置，使得加热元件产生的热量被传送到可熔元件(11)，当通过加热元件(10)的电流在一段预定时间内超过了门限值时(通过可熔元件(11)的电流被中断)。在形成过程中，加热元件(10)被设置在可熔元件(11)旁边与所述元件相距预定距离(d)处。或者一个预定的本地热容(13)安装在至少接近加热元件(10)处，并连接到后者，或者一个预定的本地热容(20)安装在加热元件(10)和可熔元件(11)之间的至少一个预定位置处，所述的从加热元件(10)到可熔元件(11)耗散的热量的热容量累积部分。这至少近似得到了从加热元件到可熔元件的热传导的规定的时间响应。
文档编号H01H85/048GK1550021SQ02816997
公开日2004年11月24日 申请日期2002年8月16日 优先权日2001年8月30日
发明者曼弗雷德·鲁帕拉, 斯蒂芬·西尔, 安德莱斯·鲍斯, 西尔, 斯 鲍斯, 曼弗雷德 鲁帕拉 申请人:维克曼工厂有限公司