Klein, kleiner…..Chip-Sicherungen

Die Miniaturisierung der elektrischen Bauteile erfordert auch im Hinblick auf die Sicherungsgeometrie eine Anpassung der Baugröße, um bei kleinstem Platzaufwand die Funktion des Überstromschutzes zu erfüllen. Um diese Schutzfunktion zu realisieren, werden Chipsicherungen in superflinker und flinker Charakteristik im Spannungsbereich bis 63V angeboten. Chipsicherungen enthalten ein leitfähiges Sicherungselement, das mittels einer Dünnfilmschicht auf einem Keramiksubstrat realisiert wird. Die Langzeitstabilität des Bauteils hängt vor allem von der Genauigkeit und Homogenität des Beschichtungsverfahrens ab, das bei der Herstellung des Sicherungselements zum Einsatz kommt. Die Schichtstruktur übt einen großen Einfluss auf die Langzeitbeständigkeit der Sicherung aus und hängt von Alterungsfaktoren, wie der Verlustleistung, der Zeit und/oder der Umgebungstemperatur in Kombination mit thermischen Zyklen ab. Zur Verbesserung der Homogenität des Sicherungselements werden Chipsicherungen meistens über einen Dünnfilmprozess (Metall-Sputter-Verfahren) gefertigt. Die Herstellung dieser Sicherungen erfolgt größtenteils vollautomatisch in hoher Stückzahl. Eine Variation des Schmelzleiterlayouts in Kombination mit verschiedenen Materialien ermöglicht die Beeinflussung der Zeit-Strom-Kennlinie.

Zu berücksichtigen ist, dass hinsichtlich des Schmelzleiterdesigns nach dem Abschalten im Fehlerfall u.U. eine schwach elektrisch leitende „Kriechstrecke“ existieren kann, die durch einen zu geringen Isolationswiderstand (Riso>0,1 MOhm) erzeugt wird. Um diesen Sachverhalt auszuschließen, sind nach wie vor technische Gestaltungsvariationen erforderlich.