DE4329251A1 - Arrangement for protection of components, which are sensitive to overvoltages, on printed circuit boards - Google Patents

Arrangement for protection of components, which are sensitive to overvoltages, on printed circuit boards

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Abstract

The invention relates to an arrangement for protection of components (11), which are sensitive to overvoltages, on printed circuit boards (1), these sensitive components (11) and/or other components (5, 7, 9, 11) being arranged flat on the circuit boards (1), a spark gap (13, 15), which is covered by the component (5, 7, 9) located above it, being provided under at least one of the components (5, 7, 9, 11) as overvoltage protection. <IMAGE>

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Schutz von gegen Überspannungen empfindlichen Bauelementen auf gedruckten Schaltungsplatten, wobei auf den Schaltungsplatten diese empfindlichen Bauelemente und/oder andere Bauelemente flächenhaft auf Teilen der flächenhaften Schaltungsleitungszüge angeordnet sind.The invention relates to an arrangement for protection of components sensitive to overvoltages printed circuit boards, being on the Circuit boards these sensitive components and / or other components on parts of the areal circuit cables are arranged.

Derzeit werden gegen Überspannungen empfindliche Bauelemente auf Schaltungsplatten durch Varistoren, Begrenzerdiosen, spezielle Damperbauteile oder diskrete Funkenstrecken vor Überspannungen geschützt. Diese zusätzlichen Bauelemente benötigen eigene Layoutflächen und sind für viele Anwendungen bezüglich der Bauteile selbst und deren Montage zu kostenintensiv.Surges are currently becoming sensitive Components on circuit boards by varistors, Limiter disks, special damper components or discrete Spark gaps protected from overvoltages. These additional components require their own layout areas and are for many component applications themselves and their assembly too expensive.

Es ist Aufgabe der Erfindung, mit möglichst geringem Aufwand gegen Überspannungen empfindliche Bauelemente auf einer Schaltungsplatte vor Schäden durch Überspannungen zu schützen.It is an object of the invention with as little as possible Components sensitive to overvoltages a circuit board from damage caused by overvoltages protect.

Die gestellte Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Überspannungsschutz unterhalb wenigstens eines der Bauelemente eine Luftfunkenstrecke vorgesehen ist, die vom darüber befindlichen Bauelement abgedeckt ist.The object is achieved according to the invention in that that as surge protection below at least one of the Components an air spark gap is provided by the component located above is covered.

Durch diese Gestaltung ist es möglich, eine offene Luftfunkenstrecke ohne eigenen Flächenbedarf auf einfache und wirtschaftliche Weise zu schaffen. This design makes it possible to have an open one Air spark gap without own space requirement on simple and create economical ways.  

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß bei einem flächenhaften Bauelement, das mit wenigstens zwei Anschlußkontakten auf Leitungszüge der Schaltungsplatte aufkontaktiert ist, die unterhalb der Schaltungskontakte stumpf enden, die stumpfen Enden mit gegeneinander gerichteten flächenhaften Funkenstreckenelektroden und flächenhaften Elektrodenspitzen versehen sind. Auf diese Weise ist eine voll wirksame Luftfunkenstrecke mittels eines beliebigen Chip-Bauelementes, beispielsweise eines Chip-Widerstandes oder eines Chip-Kondensators, die beide ohnehin in der Schaltung benötigt werden, gebildet.According to a further embodiment of the invention provided that in a planar component that with at least two connection contacts on cables of the Circuit board is contacted, which is below the Circuit contacts end bluntly, the blunt ends with face-to-face Spark gap electrodes and areal Electrode tips are provided. That way is one fully effective air spark gap using any Chip component, for example a chip resistor or a chip capacitor, both of which are already in the Circuit needed are formed.

Wird die Schaltungsplatte nach ihrer Komplettierung mit allen Bauteilen mit einer Schutzumhüllung versehen, die flüssig aufgebracht wird, dann ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Kapillarkraft des Umhüllungsmediums so eingestellt ist, daß diese nicht ausreicht, um unter das Bauelement zu fließen. Auf diese Weise bleibt die Luftfunkenstrecke offen. Es ist an sich aus der EP 0 114 474 A1 bekannt, die Viskosität einer umhüllenden Flüssigkeit so einzustellen, daß diese die Bauelemente nicht unterfließt.Will the circuit board with after its completion provide all components with a protective covering that is applied liquid, then another Embodiment of the invention provided that the Capillary force of the coating medium is set so that this is not sufficient to get under the component flow. In this way, the air gap remains open. It is known per se from EP 0 114 474 A1, which Adjust the viscosity of an enveloping liquid so that this does not flow under the components.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail with reference to the drawing. Show it:

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer gedruckten Schaltungsplatte mit einer von einem Chip-Bauelement abgedeckten Luftfunkenstrecke, Fig. 1 shows a section of a printed circuit board having a covered by a chip component air gap,

Fig. 2 einen Ausschnitt II aus dem Schaltungsausschnitt nach Fig. 1 zur Veranschaulichung der Luftfunkenstrecke. Fig. 2 shows a section II from the circuit section of FIG. 1 to illustrate the air spark gap.

Fig. 1 zeigt eine gedruckte Schaltungsplatte 1, ein Substrat, das beidseitig mit flächenhaften Leitungszügen 3 einer elektronischen Schaltung versehen ist. Außerdem ist die Schaltungsplatte auf der sichtbar dargestellten Seite mit Bauelementen 5, 7, 9 und auf der Gegenseite mit einem überspannungsempfindlichen Bauelement 11 belegt. Dieses Bauelement 11 ist mit strichpunktierten Linien angedeutet und kann ein integrierter Schaltungskreis sein. Fig. 1 shows a printed circuit board 1 , a substrate which is provided on both sides with flat wiring 3 of an electronic circuit. In addition, the circuit board is covered on the visible side with components 5 , 7 , 9 and on the opposite side with a surge-sensitive component 11 . This component 11 is indicated by dash-dotted lines and can be an integrated circuit.

Eines der sichtbar dargestellten Bauelemente, das Bauelement 5, ist in Fig. 2 nur gestrichelt angedeutet im Ausschnitt II nach Fig. 1, um darunter befindliche Luftstreckenelektroden sichtbar zu machen. Leitungszüge 3a und 3b führen zu Anschlußflächen 3c und 3d, die das Chip-Bauelement 5 bei fertiggestellter Schaltung überdeckt. Die Anschlußflächen 3c und 3d bilden dabei stumpfe Enden, die von nicht dargestellten Kontaktflächen des Chip-Bauelementes 5 überdeckt und mit diesen verlötet sind. Das flächige Chip-Bauelement 5 kann dabei ein Kondensator oder ein Widerstand sein. Es ist aber auch möglich, daß das Chip-Bauelement 5 funktionslos ist. Die flächenhaften Anschlußflächen 3c und 3d sind mit aufeinander zuweisenden flächenhaften Luftstreckenelektroden 13 versehen. Flächenhafte Elektrodenspitzen 15 liegen dicht voreinander.One of the components visible illustrated, the component 5 is, in Fig. 2 only indicated by dashed lines in the detail II of FIG. 1, to visualize underlying air gap electrodes. Cable runs 3 a and 3 b lead to pads 3 c and 3 d, which the chip component 5 covers when the circuit is completed. The pads 3 c and 3 d form blunt ends that are covered by contact surfaces of the chip component 5 , not shown, and are soldered to them. The flat chip component 5 can be a capacitor or a resistor. However, it is also possible for the chip component 5 to have no function. The planar pads 3 c and 3 d are provided with mutually facing planar air gap electrodes. 13 Flat electrode tips 15 lie close together.

Sowohl die Anschlußflächen 3c und 3d sowie die Luftstreckenelektroden 13 sind Bestandteile der auf der Schaltungsplatte 1 flächenhaft aufgebrachten Leitungszüge 3. Das Bauelement 5 ist ebenso flächig ausgebildet. Nach der Montage liegt das Bauelement 5 damit flächig über den flächenhaften Luftstreckenelektroden 13 und flächenhaften Elektrodenspitzen 15.Both the pads 3 c and 3 d, and the air-gap electrodes 13 are components of the on the circuit board 1 areally deposited conductor tracks. 3 The component 5 is also flat. After assembly, the component 5 thus lies flat over the areal air gap electrodes 13 and areal electrode tips 15 .

Wird nachträglich zum Schutz der gesamten Schaltung diese mit einer flüssig aufgebrachten Schutzumhüllung versehen, dann werden auch das gesamte Bauelement 5 und die Leitungszüge 3 in die Schutzumhüllung eingeschlossen. Ist nun dafür gesorgt, daß das aufgebrachte Umhüllungsmedium so eingestellt ist, daß seine Kapillarkraft nicht ausreicht, um unter das Bauelement 5 zu fließen oder zu kriechen, dann bleibt die Luftfunkenstrecke offen und kann als offene Luftfunkenstrecke in dieser Anordnung ihren Überspannungsschutz vollständig ausüben.If the protective circuit of the entire circuit is subsequently provided with a liquid protective covering, then the entire component 5 and the cable runs 3 are also enclosed in the protective covering. If it is now ensured that the applied coating medium is set so that its capillary force is not sufficient to flow or crawl under the component 5 , then the air gap remains open and, in this arrangement, can fully exert its surge protection as an open air gap.

Ist das Bauelement 5 ein funktionsfähiges Bauelement der Schaltung, dann wird für diese Luftfunkenstrecke 13, 15 keine besondere Layoutfläche benötigt. Die Schaltung kann also gedrungen aufgebaut sein, benötigt keine zusätzlichen Bauelemente für die Luftstrecke und hat dennoch Luftstrecken, die überspannungsempfindliche Bauelemente, wie den integrierten Schaltungskreis 11, schützen.If the component 5 is a functional component of the circuit, then no special layout area is required for this air spark gap 13 , 15 . The circuit can therefore be of compact design, does not require any additional components for the air gap and still has air gaps that protect overvoltage-sensitive components, such as the integrated circuit 11 .

Claims (3)

1. Anordnung zum Schutz von gegen Überspannungen empfindlichen Bauelementen (11) auf gedruckten Schaltungsplatten (1), wobei auf den Schaltungsplatten (1) diese empfindlichen Bauelemente (11) und/oder andere Bauelemente (5, 7, 9, 11) flächenhaft angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Überspannungsschutz unterhalb wenigstens eines der Bauelemente (5, 7, 9) eine Luftfunkenstrecke (13, 15) vorgesehen ist, die vom darüber befindlichen Bauelement (5, 7, 9, 11) abgedeckt ist.1. Arrangement for protecting components ( 11 ) sensitive to overvoltages on printed circuit boards ( 1 ), these sensitive components ( 11 ) and / or other components ( 5 , 7 , 9 , 11 ) being arranged over the entire area on the circuit boards ( 1 ) , characterized in that an air spark gap ( 13 , 15 ) is provided below at least one of the components ( 5 , 7 , 9 ) as overvoltage protection and is covered by the component ( 5 , 7 , 9 , 11 ) located above it. 2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem flächenhaften Bauelement (5), das mit wenigstens zwei Anschlußkontakten auf flächenhafte Leitungszüge (3c, 3d) der Schaltungsplatte (1) aufkontaktiert ist, die unterhalb der Schaltungskontakte stumpf enden, die stumpfen Enden (3c, 3d) mit gegeneinander gerichteten flächenhaften Funkenstreckenelektroden (13) und flächenhaften Elektrodenspitzen (15) versehen sind.2. Arrangement according to claim 1, characterized in that in a planar component ( 5 ) which is contacted with at least two connection contacts on planar cable runs ( 3 c, 3 d) of the circuit board ( 1 ) which end bluntly below the circuit contacts that butt ends ( 3 c, 3 d) are provided with opposing planar spark gap electrodes ( 13 ) and planar electrode tips ( 15 ). 3. Anordnung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kapillarkraft des Umhüllungsmediums (17) so eingestellt ist, daß diese nicht ausreicht, um unter das Bauelement (5) zu fließen.3. Arrangement according to claim 1 and / or 2, characterized in that the capillary force of the coating medium ( 17 ) is set so that it is not sufficient to flow under the component ( 5 ).
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