DE3322679A1 - Conductor, manufactured in a substrate surface layer, for supplying an overvoltage-sensitive component - Google Patents
Conductor, manufactured in a substrate surface layer, for supplying an overvoltage-sensitive componentInfo
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Abstract
Description
In einer Trägeroberflächenschicht hergestellte Zulei-Supply lines produced in a carrier surface layer
tung zu einem Uberspannungsempfindlichen Bauelement.direction to an overvoltage-sensitive component.
Die Erfindung geht von der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen elektronischen Anordnung aus, die insbesondere im Rahmen der Leiterplatten-, Dickschicht-, Dünnschicht- und Halbleitertechnik, aber auch bei Hybridschaltungen bedeutsam ist. Diese im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebene Anordnung gehört zum allgemeinen, dem Fachmann vertrauten Wissen.The invention is based on that specified in the preamble of claim 1 electronic arrangement, which is particularly useful in the context of printed circuit boards, thick-film, Thin-film and semiconductor technology, but also with hybrid circuits, is important. This arrangement specified in the preamble of claim 1 belongs to the general, knowledge familiar to the skilled person.
Die Erfindung eignet sich insbesondere für die Gestaltung der Eingangs-Zuleitung einer Schaltung, die am Ende einer langen, aus massiven Drähten gebildeten Teilnehmerleitung zwischen einem Fernsprechteilnehmer und einem Fernsprechamt liegt. Die Erfindung ist jedoch prinzipiell überall dort anwendbar, wo die Zuleitung schichtartig auf der Oberfläche eines Trägers, z.B.The invention is particularly suitable for the design of the input supply line a circuit at the end of a long subscriber line formed from solid wires lies between a telephone subscriber and a central office. The invention however, it can in principle be used wherever the supply line is in layers the surface of a support, e.g.
eines Hartpapierträgers oder Keramikträgers oder Halbleiterträgers, angebracht #ist.a hard paper carrier or ceramic carrier or semiconductor carrier, appropriate #is.
Die Erfindung dient zum Schutz des Bauelementes vor hohen Störspannungsspitzen, welche zum Beispiel von einem Blitz induziert sind, also z.B. einen kurzen steilen Spannungsimpuls auf der Teilnehmerleitung darstellen.The invention serves to protect the component from high interference voltage peaks, which are, for example, induced by lightning, e.g. a short steep one Represent voltage pulse on the subscriber line.
Die Erfindung hat darüber hinaus den Vorteil, daß der erfindungsgemäße Leitungsfortsatz in einem Arbeitsgang zusammen mit der schichtartigen Zuleitung zum betreffenden Bauelement herstellbar ist und daß eine zum spannungsschutz bisher nötige besondere (Uber-)Dimensionierung des Bauelementes nicht mehr nötig ist.The invention also has the advantage that the inventive Line extension in one operation together with the layer-like supply line can be produced for the component in question and that one for voltage protection so far necessary special (over) dimensioning of the component is no longer necessary.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Die Erfindung beruht also auf einer geschickten Reçalfsierung des allgemeineren Gedankens, daß eine Funkenstrecke parallel zum betreffenden Bauelement zu dessen Schutz möglichst geschickt anzubringen ist.This object is achieved by the measures specified in claim 1 solved. The invention is therefore based on a skilful recalculation of the more general Thought that a spark gap parallel to the component in question to its Protection is to be attached as cleverly as possible.
Die in den Unteransprüchen angegebenen Weiterbildungen der Erfindung gestatten zusätzliche Vorteile, nämlich die Maßnahme gemäß Patentanspruch 2, die oft sogar sich Auswirkenden Teilnehmerleitungs-Spannungsspitzen vom Bauelement abzuhalten und daher das betreffende Bauelement sehr viel schwächer, al-~so weniger spannungsfest, dimensionieren zu können, 3, den betreffenden Schutzwiderstand gleichzeitig zur Messung der Größe des Teilnehmerleitungsstromes ausnutzen zu können, sowie 4 und 5, auf besonders einfache Weise die betreffende Funkenstrecke herstellen zu können.The further developments of the invention specified in the subclaims allow additional advantages, namely the measure according to claim 2, the often even to keep the effects of subscriber line voltage spikes from the component and therefore the component in question is much weaker, i.e. less voltage-resistant, to be able to dimension, 3, the protective resistor in question at the same time for To be able to use measurement of the size of the subscriber line current, as well as 4 and 5, to be able to produce the relevant spark gap in a particularly simple manner.
Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden zusätzlich anhand des in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiels erläutert.The invention and its developments are also based on the Explained in the figure shown embodiment.
Diese Figur zeigt einen Träger (carrier) C, auf dessen Oberfläche schichtartig die Zuleitung a1/a2 zu dem überspannungsempfindlichen Bauelement gezeigt ist. Das Uberspannungsempfindliche Bauelement ist bei dem in der Figur gezeigten Beispiel ein Dickschicht-Widerstand (resistance layer) RL,welcher mit Hilfe eines Laserstrahles auf einen ganz speziellen Widerstandswert mit sehr enger Toleranz eingestellt ist, vgl. die in der Figur gezeigte Laserstrahlspur (laser beam trace) LBT2.This figure shows a carrier (carrier) C, on its surface the lead a1 / a2 to the overvoltage-sensitive component is shown in layers is. The overvoltage-sensitive component is the one shown in the figure Example of a thick-film resistor (resistance layer) RL, which with the help of a Laser beam to a very special resistance value with a very narrow tolerance is set, see the laser beam trace shown in the figure LBT2.
Dieser Widerstand kann dabei insbesondere durch die dafür häufig übliche Siebdrucktechnik auf dem Träger C auf- gedruckt sein.This resistance can in particular be caused by the often common Screen printing technique on the carrier C be printed.
Die Zuleitung a1/a2 kann z.B. aus einer Kupferschicht oder Aluminiumschicht gebildet sein, z.B. in Dickschichttechnik oder in Dünnfilmtechnik, wobei die spezielle Form der Zuleitung in bekannter Weise,z.B.The lead a1 / a2 can be made of a copper layer or an aluminum layer, for example be formed, e.g. in thick-film technology or in thin-film technology, with the special Form of the lead in a known manner, e.g.
durch Fotolithografie,hergestellt sein kann.by photolithography.
Zum Schutz des Bauelementes RL vor hohen Störspannungsspitzen wurde zusammen mit der Zuleitung a1/a2 eine überbrückende Leitung, nämlich der Zuleitungsfortsatz (by-pass) BP1/BP2 in einem einzigen Arbeitsgang hergestellt. Dieser überbrückende Zuleitungsfortsatz BP1/BP2 enthält eine Funkenstrecke (spark-gap fuse) SGF, in welcher - zusammen mit der Herstellung des Zuleitungsfortsatzes BP1/BP2, oder nachträglich nach dieser Herstellung - ein Spalt LBT1 angebracht ist, über welchen Uberspannungen durch Funkenentladungen abgebaut werden. Dieser Spalt LBT1 kann z.B. wieder mit Hilfe eines Laserstrahles durch Ausbrennen gebildet (laser beam trace) werden, was besonders dann eine vorteilhafte Herstellungsweise des Spaltes ist, wenn ohnehin der Widerstand RL mit einem Laserstrahl abgeglichen wird, vgl. LBT2.To protect the component RL from high interference voltage peaks together with the supply line a1 / a2 a bridging line, namely the supply line extension (by-pass) BP1 / BP2 produced in a single operation. This bridging one The lead extension BP1 / BP2 contains a spark-gap fuse SGF, in which - together with the production of the supply line extension BP1 / BP2, or afterwards after this manufacture - a gap LBT1 is attached, over which overvoltages be reduced by spark discharges. This gap LBT1 can, for example, again with With the help of a laser beam formed by burnout (laser beam trace) what a particularly advantageous way of producing the gap is when it is anyway the resistor RL is adjusted with a laser beam, see LBT2.
Die Anwendung einer solchen schichtartig zusammen mit Zuleitungen a1/a2 hergestellten Funkenstrecke,bzw.The application of such a layered together with supply lines a1 / a2 produced spark gap, or.
des hierbei hergestellten Zuleitungsfortsatzes BP1/BP2, ist auch in anderen Fällen vorteilhaft, wenn nämlich statt des Widerstands RL irgend ein anderes überspannungsempfindliches Bauteil angebracht ist, z.B. ein Transistor - z.B. ein integrierter Transistor,oder ein diskreter Transistor z.B. auf einer Leiterplatte -oder eine ganze überspannungsempfindliche Schaltung mit vielen überspannungsempfindlichen Bauteilen. Die erfindungsgemäß schichtartig angebrachte Funkenstrecke SGF schützt also auch solche überspannungsempfindlichen Schaltungen.of the supply line extension BP1 / BP2 produced here is also in other cases advantageous, namely when instead of the resistor RL some other overvoltage-sensitive component is attached, e.g. a transistor - e.g. a integrated transistor, or a discrete transistor e.g. on a circuit board -or a whole overvoltage sensitive circuit with many overvoltage-sensitive components. According to the invention applied in layers Spark gap SGF also protects such overvoltage-sensitive circuits.
Der Träger C kann auch nahezu beliebig sein. Wesentlich ist jedoch, daß die Zuleitungen a1/a2 und der Zuleitungsfortsatz BP1/BP2 als schichtartige Leitungen auf dem Träger angebracht sind. Der Träger C kann also eine Leiterplatte sein, also dann z.B. aus Kunststoffen, Hartpapier oder Keramik bestehen. Der Träger C kann jedoch auch ein Halbleitersubstrat sein, das zusätzlich neben den Zuleitungen a1/a2 und dem Zuleitungsfortsatz BP1/BP2 auch noch sonstige Teile einer integrierten Schaltung, z.B. einen CODEC und/oder einen SLIC oder eine sonstige Schaltung enthält. Die Zuleitungen und der Zuleitungsfortsatz sind auch dann, wenn der Träger C ein Halbleitersubstrat ist, wie bei solchen Substraten üblich ebenfalls schichtartig insbesondere durch Aufdampfen und Fotolithografie herstellbar, wobei in diesem Fall der Spalt bevorzugt ebenfalls fotolithografisch zusammen mit den Zuleitungen und dem Zuleitungsfortsatz geformt wird und wobei der Spalt bevorzugt nicht mehr mit einer Schutzschicht, z.B. nicht mehr mit einer SiO2-Schutzschicht oder Lack-Schutzschicht, bedeckt wird, sondern frei und für die Luft zugänglich bleibt, damit die Funken bevorzugt an der Luft und nicht so sehr innerhalb sonstiger Materialschichten verlaufen.The carrier C can also be almost any. However, it is essential that the supply lines a1 / a2 and the supply line extension BP1 / BP2 as layer-like lines are attached to the carrier. The carrier C can therefore be a printed circuit board, that is then consist e.g. of plastics, hard paper or ceramics. The carrier C can however, it can also be a semiconductor substrate which, in addition to the leads a1 / a2 and the supply line extension BP1 / BP2 also other parts of an integrated circuit, e.g. contains a CODEC and / or a SLIC or some other circuit. The supply lines and the lead extension are also when the carrier C is a semiconductor substrate is, as is customary with such substrates, likewise in layers, in particular through Vapor deposition and photolithography can be produced, in which case the gap is preferred also photolithographically together with the supply lines and the supply line extension is formed and wherein the gap is preferably no longer covered with a protective layer, e.g. is no longer covered with an SiO2 protective layer or a protective lacquer layer, but remains free and accessible to the air, so that the sparks preferentially in the air and not run so much within other layers of material.
Die Erfindung hat ganz besondere Bedeutung beim Schutz von überspannungsempfindlichen Bauelementen in der Fernsprechtechnik. Ganz besonders auf Teilnehmerleitungen zwischen dem Teilnehmer und dem Fernsprechamt entstehen mitunter außerordentlich hohe steile Spannungsimpulse, z.B. durch Blitze induzierte Spannungsimpulse, welche elektronische Bauelemente leicht zerstören. Das führte bisher dazu, daß man die an die Teilnehmerleitungen angeschlossenen Bauelemente besonders kräftig dimensionierte, damit sie weitgehend spannungsfest sind. Die Erfindung gestattet nun, weniger hochwertige Bauelemente anzubringen, die also weniger spannungsfest sind, indem man m sehr zweckmäßiger und leichtherstellbarer Weise die erfindungsgemäß schichtartig angebrachte Funkenstrecke jeweils mitanbringt.The invention is of particular importance in the protection of surge-sensitive devices Components in telephony technology. Especially on subscriber lines between the subscriber and the telephone exchange are sometimes extremely steep Voltage pulses, E.g. voltage pulses induced by lightning, which electronic components easily destroy. So far this has led to the fact that the subscriber lines connected components are particularly powerfully dimensioned so that they are largely are voltage-proof. The invention now allows less high-quality components to be attached, which are therefore less resistant to tension, by making m very useful and the spark gap applied in layers according to the invention in an easily producible manner each brings along.
Dabei kann man diese Funkenstrecke SGF sowohl quer als auch längs zu den Adern der Teilnehmerleitung anbringen, je nachdem, welche Bauelemente jeweils durch die Funkenstrecke SGF zu schützen sind.This spark gap SGF can be used both transversely and lengthways to the wires of the subscriber line, depending on the components must be protected by the SGF spark gap.
Bekannt ist, gegen solche Uberspannungen Schutzwiderstände in diese Adern einzufügen, insbesondere im Bereich der SLIC-Schaltungen am amtsseitigen Ende der Teilnehmerleitung, wobei solche Schutzwiderstände zusätzlich so dimensioniert werden können, daß über sie eingespeiste Teilnehmerleitungsströme, z.B. zur überwachung des Abhebens des Teilnehmers, gemessen werden können. Selbst solche mehrfach ausgenutzten Schutzwider stünde können durch die überbrückung mit der erfindungsgemäßen Funkenstrecke SGF sehr viel kleiner gemacht werden, z.B. können sie wegen der Erfindung statt vorher 200 mm2 nunmehr 25 mm2 Fläche als aufgedruckte Dickschichtwiderstände RL (vgl. die Figur) aufweisen.It is known to have protective resistors in these against such overvoltages Insert wires, especially in the area of the SLIC circuits at the office end the subscriber line, with such protective resistors additionally dimensioned that subscriber line currents fed in via them, e.g. for monitoring the lift-off of the participant, can be measured. Even those that have been repeatedly exploited Protective resistance would be possible by bridging with the spark gap according to the invention SGF can be made much smaller, e.g. they can take place because of the invention previously 200 mm2 now 25 mm2 area as printed thick-film resistors RL (see. The figure) have.
Durch diese Weiterbildung der Erfindung ist also auch der Platzbedarf und Raumbedarf für diese sehr wichtigen Bauteile eines Fernsprechsystems verringert - oft enthält ein solches Fernsprechvermittlungssystem z.B.This further development of the invention also reduces the space requirement and reduces the space required for these very important components of a telephone system - often such a telephone switching system contains e.g.
40 000 solcher Schutzwiderstände in den entsprechend vielen Teilnehmerleitungsadern.40,000 such protective resistors in the corresponding number of subscriber line cores.
Die in der Figur gezeigte Zuleitung al kann jedoch auch die a-Ader und die in der Figur gezeigte Zuleitung a2 die b-Ader der Teilnehmerleitung darstellen, wobei das zu schützende Bauelement dann die angeschlossene elektronische Schaltung, z.B. deren Eingangstransistoren, bilden. In diesem Falle kann die Funkenstrecke SGF also auch quer zu den beiden Adern statt längs dazu angebracht sein, wodurch die Funkenstrecke dann Spannungsspitzen, welche zwischen den Adern liegen, abbaut.The lead shown in the figure a1 can, however, also the a-wire and the feed line a2 shown in the figure represent the b-wire of the subscriber line, the component to be protected then the connected electronic circuit, e.g. their input transistors. In this case, the spark gap SGF must therefore also be attached across the two cores instead of lengthways to them, which means the spark gap then reduces voltage peaks that lie between the wires.
In diesem Fall ist also das vom Zuleitungsfortsatz BP1/ BP2 nahezu völlig überbrückte Bauelement zwischen den betreffenden Adern der Teilnehmerleitung angeschlossen, statt in Längsrichtung einer Ader.In this case it is almost that of the supply line extension BP1 / BP2 Completely bridged component between the relevant wires of the subscriber line connected, instead of in the longitudinal direction of a wire.
Die Breite der Zuleitungen und des Zuleitungsfortsatzes ist an sich beliebig. Die Breite des Spaltes, vgl. LBT1 in der Figur, kann grundsätzlich ebenfalls beliebig sein - dieseBreite sollte manz der Spannung ffi passen, bei welcher ein Funküberschlag einsetzen soll. The width of the supply lines and the supply line extension is arbitrary per se. The width of the gap, see LBT1 in the figure, can in principle also be arbitrary - this width should match the voltage ffi at which a radio flashover should start.
zanz schmale Spalte von wenigen ,um t fast beliebig hoher Werte#, wobei die ideale Breite des Spalts, dem jeweiliged Bedarf entsprechend, leicht durch Versuche feststellbar ist. Zum Beispiel ein Spalt von 50 /um, hergestellt mit einem Laserstrahl auf einer Leiterplatte, bewirkt, daß Spannungen von über ca. 150 V durch Funkenbildung abgebaut werden.zanz narrow column of a few to t Almost arbitrarily high values #, whereby the ideal width of the gap, depending on the particular requirement, can easily be determined by experiments. For example, a gap of 50 μm, produced with a laser beam on a circuit board, causes voltages of over approx. 150 V to be reduced by spark formation.
1 Figur 5 Patentansprüche1 Figure 5 claims
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19833322679 DE3322679A1 (en) | 1983-06-23 | 1983-06-23 | Conductor, manufactured in a substrate surface layer, for supplying an overvoltage-sensitive component |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19833322679 DE3322679A1 (en) | 1983-06-23 | 1983-06-23 | Conductor, manufactured in a substrate surface layer, for supplying an overvoltage-sensitive component |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3322679A1 true DE3322679A1 (en) | 1985-01-03 |
Family
ID=6202215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19833322679 Withdrawn DE3322679A1 (en) | 1983-06-23 | 1983-06-23 | Conductor, manufactured in a substrate surface layer, for supplying an overvoltage-sensitive component |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| DE (1) | DE3322679A1 (en) |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| 8141 | Disposal/no request for examination |