DE4329251C2 - Anordnung zum Schutz von gegen Überspannungen empfindlichen Bauelementen auf gedruckten Schaltungsplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum Schutz von gegen Überspannungen empfindlichen Bauelementen aufgedruckten Schaltungsplatten, wobei auf den Schaltungsplatten diese empfindlichen Bauelemente und/oder andere Bauelemente flächenhaft auf Teilen der flächenhaften Schaltungsleitungszüge angeordnet sind und wobei als Überspannungsschutz eine Luftfunkenstrecke vorgesehen ist.

Eine Anordnung der genannten Art ist z. B. durch die US-PS 45 86 105 bekannt geworden. Die bekannte Bauart zeigt eine gedruckte Schaltung mit einer Leiterplatte, auf der ein Halbleiterbauelement angeordnet ist. Eine erste gedruckte Leitung ist mit einem Widerstand versehen und dient als Signaleingang für das Halbleiterbauelement. Eine zweite gedruckte Leitung, die als Erdleitung dient, ist einerseits mit dem Halbleiterbauelement verbunden und weist andererseits einen weiteren Zweig auf, der parallel zu der erstgenannten Eingangsleitung verläuft. Die beiden parallel zueinander verlaufen Leitungszüge besitzen an zwei einander zugewandten Seiten gegeneinander gerichtete spitze Elektroden, die eine Funkenstrecke bilden. Diese Funkenstrecke ist durch eine aufgeklebte Platte gegen die Umgebung abgedichtet, so daß sich eine kleine Luftblase im Funkenstreckenbereich bildet. Darüber hinaus ist die gesamte Leiterplatte auf einer oder beiden Seiten mit einer zusätzlichen Schutzschicht abgedeckt, um Feuchtigkeit oder andere Störeinflüsse fernzuhalten.

Es ist Aufgabe der Erfindung, mit möglichst geringem Aufwand gegen Überspannungen empfindliche Bauelemente auf einer Schaltungsplatte vor Schäden durch Überspannungen zu schützen.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch eine Anordnung zum Schutz von gegen Überspannungen empfindlichen Bauelementen auf gedruckten Schaltungsplatten, wobei auf den Schaltungsplatten diese empfindlichen Bauelemente und/oder andere Bauelemente flächenhaft angeordnet sind und wobei als Überspannungsschutz unterhalb wenigstens eines der Bauelemente eine Luftfunkenstrecke vorgesehen ist, die vom darüber befindlichen Bauelement abgedeckt ist. Durch diese Gestaltung ist es möglich, eine offene Luftfunkenstrecke ohne eigenen Flächenbedarf auf einfache und wirtschaftliche Weise zu schaffen.

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 stumpfenden, 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.

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.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt aus einer gedruckten Schaltungsplatte mit einer von einem Chip-Bauelement abgedeckten Luftfunkenstrecke,

Fig. 2 einen Ausschnitt II aus dem Schaltungsausschnitt nach Fig. 1 zur Veranschaulichung der Luftfunkenstrecke.

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.

Eines der sichtbar dargestellten Bauelemente, das Bauelement 5, ist in Fig. 2 nur gestrichelt angedeutet im Ausschnitt 11 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.

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.

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.

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.

Claims (3)

1. Anordnung zum Schutz von gegen Überspannungen empfindlichen Bauelementen (11) aufgedruckten Schaltungsplatten (1), wobei auf den Schaltungsplatten (1) diese empfindlichen Bauelemente (11) und/oder andere Bauelemente (5, 7, 9, 11) flächenhaft angeordnet sind und wobei 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.

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.

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.