Bestimmte elektrische und elektronische Schaltungen erfordern einen Überstromschutz und einen Überspannungsschutz. In der Vergangenheit wurde der Überstrom- und Überspannungsschutz durch mindestens zwei diskrete Einrichtungen erzielt. Dabei stellt jede Einrichtung einen Schutz für eine spezielle Anwendung bereit. So wird beispielsweise eine diskrete Überstromeinrichtung verwendet, um einen Schutz während einer Überstromsituation bereitzustellen. Zusätzlich wird ein diskreter Spannungsunterdrücker verwendet, um während einer übermäßigen Spannung einen Schutz bereitzustellen. Die beiden diskreten Einrichtungen werden über eine Leiterplattenspur untereinander verbunden. Durch die getrennten Installationsflächen der getrennten Komponenten wird wertvoller Platz der Leiterplatte verbraucht. Gestalter von Leiterplatten suchen ständig nach Wegen, um Leiterplattenplatz zu erhalten. Ein Weg, um Leiterplattenplatz zu erhalten kann die Verringerung des gesamten Leiterplattenplatzes sein, der für einen Überstrom- und Überspannungsschutz benötigt wird.

Ebenso entstehen mit den diskreten Einrichtungen elektrische Koordinationsprobleme, was zu Schwierigkeiten führt zu gewährleisten, dass der Spannungsunterdrücker und die Überstromschutzeinrichtung ihre Aufgabe jeweils korrekt erfüllen. Eine Koordination zwischen Einrichtungen ist wichtig, um sicherzustellen, dass die Schutzkomponenten unter festgelegten Überstrom- und Überspannungsbedingungen arbeiten. Ein Grund, dass eine Koordination zwischen den diskreten Einrichtungen schwierig sein kann ist, dass die Einrichtungen oftmals von unterschiedlichen Herstellern bereitgestellt werden. Festgelegte Toleranzen für diskrete Einrichtungen von unterschiedlichen Herstellern können variieren, was zu einer geringen Koordination zwischen den diskreten Einrichtungen führt. Die Verantwortung die Kompatibilität der diskreten Einrichtungen zu gewährleisten wird auf den Leiterplattentechniker übertragen. Weiterhin erfordert ein Bestimmen einer korrekten elektrischen Koordination zwischen den Einrichtungen ein Bewerten der Leistungsmerkmale von jeder Einrichtung (beispielsweise I²t-Energiekurven etc.), um sicherzustellen, dass ein Schutz gegen übermäßige Spannungen und Ströme wie gewünscht bereitgestellt wird.

Ein Integrieren eines Überstrom- und Überspannungsschutzes in einer einzigen Einrichtung führt zu bestimmten Problemen. So kann beispielsweise eine bestimmte Anwendung spezifische Schutzerfordernisse aufweisen und eine bestimmte Anschlussanordnung erforderlich machen. Die Verwendung diskreter Einrichtungen ermöglicht es dem Techniker, jede Einrichtung dort zu lokalisieren, wo sie benötigt wird. Eine integrierte Einrichtung muss jedoch für die Mehrzweckanwendung bzw. duale Anwendung konfiguriert werden. Außerdem sollte eine integrierte Überstrom- und Überspannungseinrichtung die von diskreten Einrichtungen erwartete Leistung nicht opfern, um Platz zu sparen und um Herstellungskosten zu verringern.

Deshalb besteht ein Bedarf für eine integrierte Überstrom- und Überspannungseinrichtung, um Leiterplattenplatz zu erhalten, die leicht für unterschiedliche Anwendungen und Nennwerte bzw. Belastbarkeiten konfiguriert werden kann, und die ein Leistungsniveau entsprechend von dem von diskreten Überstrom- und Überspannungseinrichtungen zeigt.

Nachfolgend werden Beispiele von Leadless bzw. Anschlussbeinchen-freien-Schaltungsschutzeinrichtungen beschrieben. Die Schaltungsschutzeinrichtungen umfassen jeweils mehrere von mindestens einem Typ eines Schaltungsschutzes. In einem nachstehend gezeigten Beispiel stellt die Leadless-Einrichtung einen Überstrom- und Überspannungsschutz in der Form einer Sicherung in Kombination mit mehreren SIDACtor^®-Überspannungsschutzkomponenten bereit. Die gezeigte Einrichtung ist konfiguriert, um vier Signalleitungen zu schützen, wie zwei verdrillte Leitungspaare bzw. verdrillte Zweidrahtleitungen, die sich beispielsweise zu einer Telekommunikationssteckvorrichtung erstrecken. Die Leadless-Einrichtung ist hier konfiguriert, das jede ihrer Sicherungen in Reihe mit einer unterschiedlichen Signalleitung auf einer Leiterplatte ("PCB") platziert wird.

In einem Bespiel umfasst jede der Sicherungen einen isolierenden Körper und zwei an den Körper angefügte Endkappen. Ein Sicherungselement wird durch den Körper gehalten und ist elektrisch mit den Endkappen verbunden. Außerhalb des Sicherungskörpers ist jede Endkappe mit einem Leiter verbunden. Die Leiter erstrecken sich in einem isolierenden Gehäuse der Leadless-Einrichtung und enden an Anschlussbereichen bzw. -abschnitten, die sich durch das Gehäuse der Einrichtung erstrecken. In einer Ausführungsform ist der Anschlussbereich von jedem Leiter mindestens im Wesentlichen bündig mit der äußeren Oberfläche des Einrichtungsgehäuses ausgerichtet.

Wie nachstehend gezeigt, ist einer der Leiter, die sich von jeder Sicherung erstrecken, elektrisch mit einer Überspannungsschutzkomponente, beispielsweise SIDACtor^®-Überspannungsschutzkomponenten, verbunden. Eine Seite der SIDACtor^®-Komponenten ist mit dem Sicherungsleiter verbunden, während die gegenüberliegende Seite der SIDACtor^®-Komponenten mit einem dritten Leiter verbunden ist. In einer Ausführungsform ist dieser dritte Leiter vollständig in dem isolierenden Gehäuse der Einrichtung untergebracht. In einer Implementierung erstreckt sich der dritte Leiter zu oder überbrückt mit der freigelegten Oberfläche einer zweiten Überspannungsschutzkomponente, die in Serie mit einer zweiten Sicherung platziert ist. In einer Ausfürungsform ist der dritte Leiter oder Brückenleiter in Verbindung mit einer dritten Überspannungsschutzkomponente oder SIDACtor^® Komponenten platziert. Diese dritte SIDACtor^®-Komponente ist wiederum mit einem Leiter verbunden, der einen Rückführungsanschluss (return terminal) bildet, der sich durch das Einrichtungsgehäuse in einer mindestens im Wesentlichen bündigen Beziehung mit dem Gehäuse erstreckt. Dieser Rückführungsanschluss ist üblicherweise mit der Massenerdung verbunden, was im Stand der Technik manchmal als "dual abgeglichene longitudinale" Leistungsschutzschemata bezeichnet wird.

In einer Ausführungsform ist die Überspannungsschutzeinrichtung, beispielsweise SIDACtor^®-Komponenten, vom Typ eines Überspannungs-Crowbar-Schutzes bzw. vom "Crowbar"-Typ, der normalerweise eine hohe Impedanz aufweist, die jedoch als Antwort auf eine transiente Spannungsspitze in einen niedrigen Impedanzstatus schaltet, um so die Spannung über sie auf ein niedriges Niveau einzuklemmen. In dieser ersten Ausführungsform wird dann, wobei jede Signalleitung vor einer transienten Überspannungsspitze geschützt ist, was ermöglicht, dass ein normalerweise nicht-leitender Weg zur Erde bzw. Erdung leitend wird, die Spitze zur Erde und weg von einer Signalleitung und damit verbundener empfindlicher Komponenten nebengeschloßen bzw. parallel geschalten bzw. geshunten. Wie vorstehend erläutert ist jede Signalleitung ebenfalls durch eine Überstromschutzkomponente, wie eine Sicherung, geschützt, die aufgrund einer anhaltenden Stromüberlastbedingung beispielsweise durch das Vorliegen einer kontinuierlich abnormalen Spannung öffnet. Eine Quelle für derartige abnormale Spannungen ist eine "Strom-Kreuzung" ("power cross"), die auftritt, wenn eine elektrische Stromleitung bzw. Starkstromleitung über eine Telekommunikationsleitung fällt, was hohe Spannungen in der Telekommunikationsleitung induziert.

Die soeben erläuterten zwei Sicherungen und drei Überspannungsschutzkomponenten bilden einen Aufbau. In einer Ausführungsform ist in dem isolierenden Einrichtungsgehäuse ebenfalls ein zweiter ähnlicher Aufbau untergebracht. Der zweite Aufbau ist als ein Spiegelbild des ersten Aufbaus konfiguriert und erzeugt eine Einrichtung mit vier Signalleitern und entsprechenden Anschlussbereichen, die sich über eine Dimension der Einrichtung erstrecken, und zwei Erdungsanschlüssen, die sich von den Überspannungsschutzkomponenten in einer zu den Signalleitungen orthogonalen Richtung nach außen erstrecken. Die Beabstandung der Anschlüsse der integrierten Einrichtung stellt eine Pad- bzw. Anschlussflächen-Anordnung bereit, die auf deren bestimmte Anwendung zugeschnitten ist, wie eine Telekommunikationsanwendung mit zwei Leitungen, die zwei verdrillte Leitungspaare bzw. Twisted-Pair-Leitungen umfasst.

In einer Ausführungsform wird die vorstehend beschriebene integrierte Einrichtung mit Sicherung und SIDACtor^® Komponente hergestellt indem ein Anschlussrahmen bzw. Leadframe verwendet wird, der die Sicherung und die SIDACtor^®-Leiter (und entsprechende Sicherungen und SIDACtor^®-Komponenten) korrekt beabstandet, so dass die Leiter und Komponenten zeitweilig zusammengehalten werden können, während sie in das Gehäuse eingekapselt werden. Das Gehäuse hält danach die Leiter und Komponenten an Ort und Stelle, so dass Rahmenelemente des Anschlussrahmens (die sich außerhalb des Gehäuses erstrecken) entfernt werden können, wobei eine elektrische Trennung zwischen den verschiedenen Signal- und Erd- bzw. Erdungsleitern der Ausbauten mit Sicherung und SIDACtor^®-Komponente erzeugt wird.

In einer Ausführungsform wird der Anschlussrahmen aus einem dünnen, metallischen Rohling so bearbeitet bzw. spanabhebend bearbeitet oder geätzt, dass er erhöhte Pads aufweist, die die Überstromkomponente (beispielsweise eine zylinderförmige Sicherung) zentriert und an Ort und Stelle hält bevor und während die Komponente an die Pads und den Anschlussrahmen angelötet wird. Der Anschlussrahmen wird ebenfalls bearbeitet oder geätzt, um Pads zum Anlöten an die Überspannungskomponente (beispielsweise SIDACtor^®-Komponente) aufzuweisen. Der Anschlussrahmen kann ferner bearbeitet oder geätzt werden, um Vertiefungen aufzuweisen, die es ermöglichen, dass das Gehäuse um einen Bereich des Anschlussrahmens geformt bzw. formgepresst (molded) wird, während andere Bereiche des Anschlussrahmens freigelegt bleiben, um Anschlüsse zu bilden, die mindestens im Wesentlichen bündig mit dem Gehäuse sein können. Ein Bearbeiten oder Ätzen des Anschlussrahmens aus einem Rohling beseitigt die Notwendigkeit den Anschlussrahmen, der ziemlich klein und dünn sein kann, zu biegen oder zu formen. Es ermöglicht ebenfalls, dass ein Array bzw. eine Anordnung von Anschlussrahmen in der Masse produziert und getrennt wird.

In einer Ausführungsform wird das Einrichtungsgehäuse spritzgegossen (injection molded) oder umspritzt (insert molded), wobei Kunststoffmaterial oder anderes geeignetes isolierendes Material verwendet wird, das den Raum zwischen den Leitern und Komponenten und den äußeren Oberflächen des Gehäuses vollständig füllen kann. Das Kunststoffgehäuse oder isolierende Gehäuse kann auch in einer hohlen Form geformt werden, die so konfiguriert ist, dass sie die Leiter und Komponenten fest an Ort und Stelle hält.

In einer weiteren Ausführungsform wird eine ähnliche Einrichtung bereitgestellt, die wiederum beispielsweise Sicherungen und SIDACtor^®-Komponenten als Überstrom- bzw. Überspannungsschutzkomponenten umfasst. Die Einrichtung ist hier jedoch für eine Telekommunikationsanwendung mit vier Leitungen zugeschnitten. Anstelle eines gemeinsames Überbrückens von zwei SIDACtor^®-Komponenten und eines Anfügens von ihnen an eine dritte SIDACtor^®-Komponente, wie vorstehend aufgeführt, ist dementsprechend jede SIDACtor^®-Komponente getrennt mit einem Rückführungsanschluss gekoppelt, der normalerweise an die andere Leitung eines verdrillten Leitungspaars verbunden ist, die im Stand der Technik manchmal als eine "Ring"-Leitung (ring line) bezeichnet wird. Die andere Signalleitung des verdrillten Leitungspaars wird im Stand der Technik als eine "Spitzen"-Leitung (tip line) bezeichnet und ist wiederum abgesichert oder andersartig mit einem Überstromschutz ausgerüstet. Somit ist die SIDACtor^®-Komponente über das verdrillte Leitungspaar verbunden und klemmt momentane Überspannungen auf ein niedriges Niveau ein.

In dieser alternativen Ausführungsform kann die Einrichtung ebenfalls wie vorstehend aufgeführt hergestellt werden, wobei ein Anschlussrahmen verwendet wird, um die Leiter und Komponenten in Bezug zueinander in einer kurzzeitig fixierten Beziehung zu halten. Das Gehäuse wird dann über die Leiter und Komponenten formgepresst, wobei Anschlussbereiche der Leiter in einem gewünschten Muster freigelegt bleiben. Anschließend werden äußerliche Elemente des Rahmens entfernt, wobei eine elektrische Isolation zwischen den Leitern und Komponenten wie benötigt erzeugt wird.

Der Schaltungsschutz der vorliegenden Einrichtung kann so zugeschnitten sein, dass er sich für eine große Anzahl von elektrischen Anwendungen eignet, die einer Vielzahl von unterschiedlichen Typen und Nennwerten eines Schaltungsschutzes bedürfen. Beispielsweise stellt, wie nachführend im Detail erläutert, eine Einrichtung lediglich einen Überstromschutz für jede der vielen Signalleitungen, beispielsweise vier Leitungen, bereit. Die Sicherungen sind jeweils an ein Paar von Leitern bzw. ein Leiterpaar verbunden, wobei jeder an einem Anschlussbereich endet, der sich durch das Einrichtungsgehäuse erstreckt und sich mindestens im Wesentlichen bündig mit einer äußeren Oberfläche des Einrichtungsgehäuse ausrichtet.

Die Sicherungen und Anschlüsse werden in dem Gehäuse durch das Gehäusematerial getrennt gehalten. Die Sicherungen und Leiter können wieder ursprünglich räumlich fixiert werden und zeitweise über einen Anschlussrahmen, der die Sicherungen Leiter wie benötigt beabstandet. Das Gehäusematerial wird umspritzt oder spritzgegossen, um die Sicherungen und Leiter mit Ausnahme der Anschlussbereiche, die an den Enden der Leiter lokalisiert sind, zu umhüllen oder zu umschließen. Anschließend werden freigelegte Rahmenelemente des Anschlussrahmens entfernt, um die Sicherungen und Leiter für die verschiedenen Signalleitungen elektrisch zu trennen und zu isolieren.

Deshalb besteht ein Vorteil der hier offenbarten Beispiele darin, eine Schaltungsschutzeinrichtung bereitzustellen, die Leiterplattenplatz erhält.

Ein weiterer Vorteil der hier offenbarten Beispiele besteht darin, einen korrekt koordinierten integrierten Überspannungs- und Überstromschutz bereitzustellen.

Ein weiterer Vorteil der hier offenbarten Beispiele besteht darin, ein Verfahren bereitzustellen mit dem eine Einrichtung leicht hergestellt werden kann, die für unterschiedliche Anwendungen, Anbringungskonfigurationen und Nennwerte zugeschnitten ist.

Ein noch weiterer Vorteil der hier offenbarten Beispiele besteht darin, eine Einrichtung bereitzustellen, die mindestens ein gutes) Leistungsmerkmal bzw. Leistungseigenschaft aufweist, wie niedriger Widerstand, niedriger elektrischer Leitwert, niedrige Kapazität und Fähigkeiten eines guten Wärmeleistungsverlustes.

Zusätzliche Eigenschaften und Vorteile werden hier beschrieben und werden aus der folgenden ausführlichen Beschreibung und den Figuren offensichtlich.

1 ist eine Aufsicht von oben von einer Ausführungsform einer Leadless-Schaltungsschutzeinrichtung, die einen Überstrom- und Überspannungsschutz aufweist.

2 ist eine Seitenansicht der Schaltungsschutzeinrichtung von 1.

3 ist eine Aufsicht von unten auf die Schaltungsschutzeinrichtung von 1.

4 ist eine perspektivische Ansicht der Überstrom- und Überspannungsschutzkomponenten und der assoziierten Leiter, die mindestens teilweise mit dem Gehäuse der Einrichtung von 1 eingeschlossen sind.

5A ist eine Aufsicht auf einen Anschlussrahmens, der die Überspannungs- und Überstromschutzkomponenten der Einrichtung von 1 aufweist, die einen Schritt in der Herstellung der Einrichtung zeigt.

5B zeigt einen zweiten Herstellungsschritt, in dem ein isolierendes Gehäuse auf den Anschlussrahmen angewendet wird, bevor der Anschlussrahmen zugestutzt wird, um die Schaltungsschutzeinrichtung von 1 zu erzeugen.

6A ist ein elektrisches Schema für die in 1 gezeigte Schaltungsschutzeinrichtung.

6B ist eine elektrische Schaltung, die eine Anwendung der Einrichtung von 1 bis 8 zeigt.

7 ist ein Pinbelegungs- bzw. Anschlussbelegungsdiagramm, das dem elektrischen Diagramm von 6 entspricht.

8 ist eine empfohlene Pad-Anordnung für die in 1 gezeigte Schaltungsschutzeinrichtung.

9 ist eine Aufsicht von oben auf eine weitere Ausführungsform einer Leadless-Schaltungsschutzeinrichtung, die einen Überstrom- und Überspannungsschutz aufweist.

10 ist eine Seitenansicht der Schaltungsschutzeinrichtung von 9.

11 ist eine Aufsicht von unten auf die Schaltungsschutzeinrichtung von 9.

12 ist eine perspektivische Ansicht der Überstrom- und Überspannungsschutzkomponenten und der assoziierten Leiter, die mindestens teilweise von dem Gehäuse der Einrichtung von 9 eingeschlossen sind.

13A ist eine Aufsicht auf einen Anschlussrahmen mit den Überspannungs- und Überstromschutzkomponenten der Einrichtung von 9, die einen Schritt in der Herstellung der Einrichtung zeigt.

13B zeigt einen zweiten Herstellungsschritt, in dem ein isolierendes Gehäuse auf den Anschlussrahmen angewendet wird, bevor der Anschlussrahmen zugestutzt wird, um die Schaltungsschutzeinrichtung von 9 zu erzeugen.

14A ist ein elektrisches Schema der in 9 gezeigten Schaltungsschutzeinrichtung.

14B und 14C sind elektrische Schaltungen, die verschiedene Anwendungen für die Einrichtung der 9 bis 16 zeigen.

15 ist ein Pinbelegungsdiagramm, das dem elektrischen Diagramm von 14 entspricht.

16 ist eine empfohlene Pad-Anordnung für die in 9 gezeigte Schaltungsschutzeinrichtung.

17A und 17B sind perspektivische Ansichten, die ein Beispiel eines Anschlussrahmens zeigen, der zum Anbringen der Überspannungs- und Überstromschutzkomponenten der hier erläuterten Leadless-Schaltungsschutzeinrichtungen geeignet ist.

17C ist eine Aufsicht auf einen Array von Anschlussrahmen, die in der Masse produziert und getrennt werden.

18 ist eine Aufsicht von oben auf eine dritte Ausführungsform einer Leadless-Schaltungsschutzeinrichtung, die einen Überstromschutz für mehrere Signalleitungen bereitstellt.

19 ist eine Seitenansicht der Schaltungsschutzeinrichtung von 18.

20 ist eine Aufsicht von unten auf die Schaltungsschutzeinrichtung von 18.

21 ist eine perspektivische Ansicht der Überstromschutzkomponenten und der assoziierten Leiter, die mindestens teilweise in dem Gehäuse der Einrichtung von 18 eingeschlossen sind.

22A ist eine Aufsicht auf einen Anschlussrahmen mit den Überstromschutzkomponenten der Einrichtung von 18, die einen Schritt in der Herstellung der Einrichtung zeigt.

22B zeigt einen zweiten Herstellungsschritt, in dem ein isolierendes Gehäuse auf den Anschlussrahmen angewendet wird, bevor der Anschlussrahmen zugestutzt wird, um die Schaltungsschutzeinrichtung von 18 zu erzeugen.

23 ist eine empfohlene Pad-Anordnung für die in 18 gezeigte Schaltungsschutzeinrichtung.

Es werden hier Beispiele von Leadless-Schaltungsschutzeinrichtungen im Detail beschrieben, die den Problemen der gegenwärtigen Halbleiterindustrie nachkommen, nämlich Einrichtungen zu verwenden, die kleiner sind und mit hohen Produktionsraten hergestellt werden können. Die hier offenbarten Ausführungsformen sollen den Standards der Halbleiterindustrie entsprechen, wie solchen, die dargelegt sind in der JEDEC Publikation 95, Design Guide 4.19, Quad No-Lead Staggered and In-Line Multi-Row Packages ("QFN").

In einer Ausführungsform basieren die Einrichtungen auf Anschlussrahmen, in Kunststoff eingekapselte bzw. eingeschlossene Packagen (packages) mit niedrigem Widerstand, elektrischem Leitwert, Kapazität ("RLC"). Die Konstruktion des Anschlussrahmens ermöglicht, dass der Typ, die Beschaffenheit und die Konfiguration der in den Einrichtungen untergebrachten Schaltungsschutzkomponenten auf eine bestimmte Anwendung zugeschnitten wird. Die Einrichtungen weisen eine gute Fähigkeit zum Hitzeleistungsverlust auf. Eine Integration von Überstrom- und Überspannungsfunktionen hilft eine korrekte Koordination zu gewährleisten und die unmittelbare Nachbarschaft der Schaltungsschutzkomponenten, die in der Gesamteinrichtung untergebracht sind, fördert eine elektrische Leistung. Ihre Leadless-Beschaffenheit fördert ebenfalls eine elektrische Leistung und ihre freigelegten Pads verbessern thermische Merkmale. Die Leadless-Beschaffenheit und integrierte Beschaffenheit der Einrichtungen verringert die zum Anbringen benötigte Installationsfläche auf der Leiterplatte. Die relativ geringe Größe und das niedrige Profil der Einrichtungen machen die Einrichtungen gut geeignet für Leiterplatten mit hoher Dichte ("PCB's").

Unter Bezugnahme auf die Abbildungen, insbesondere auf 1 bis 4, ist eine Ausführungsform einer Leadless-Schaltungsschutzeinrichtung durch Einrichtung 10 gezeigt. Es ist klar, dass die in Verbindung mit 1 bis 3 gezeigten Abmessungen lediglich beispielhaft sind und den Umfang und Geist der hier angefügten Ansprüche in keinster Weise begrenzen. Die gezeigten Abmessungen sind in Inch und betonen die kompakte Beschaffenheit der Einrichtung 10, die Überstrom- und Überspannungsschutzkomponenten unterbringt, die in der Lage sind eine beispielsweise auf einer PCB bereitgestellte Telekommunikationsschaltungsanordnungen zu schützen.

Wie in 1 bis 3 gezeigt, umfasst Einrichtung 10 ein schützendes und isolierendes Gehäuse 12. Das isolierende Gehäuse 12, das ebenfalls in Verbindung mit 5A und 5B gezeigt ist, ist um die Überstrom- und Überspannungsschutzkomponenten geformt bzw. formgepresst, um so die Komponenten elektrisch zu isolieren. Das Gehäuse ist ebenfalls so konfiguriert, dass Anschlussbereiche der Leiter, die sich von den Überstrom- und Überspannungsschutzkomponenten erstrecken, durch das Gehäuse erstrecken und mindestens im Wesentlichen bündig mit einer äußeren Oberfläche (beispielsweise einer in 3 zu sehenden unteren Oberfläche 12b) des Gehäuses 12 bleiben. Diese Anschlussbereiche sind so konfiguriert, dass sie an eine entsprechende Pad-Anordnung der PCB (beispielsweise 8), beispielsweise über ein Aufschmelzlötverfahren, gelötet werden können.

In einer Ausführungsform umhüllt Gehäuse 12 die Überspannungs- und Überstromschutzkomponenten, so dass Gehäuse 12 die Einrichtungen an Ort und Stelle hält ohne dass Gehäuse 12 oder die eingeschlossenen Leiter speziell geformte oder bearbeitete Schnapper oder Vorrichtungen zum Einpressen aufweisen müssen. Das heißt, Einrichtung 10 kann fest oder im Wesentlichen fest sein, wobei das Material des Gehäuses 12 die Hohlräume zwischen den äußeren Oberflächen des Gehäuses 12 und den eingeschlossenen Überstrom- und Überspannungsvorrichtungen und den assoziierten Leitern füllt. Alternativ kann Gehäuse 12 eine oder mehrere Luftlücken zwischen den äußeren Oberflächen des Gehäuses 12 und den Überspannungs- und Überstromschutzkomponenten definieren. In jedem Fall ist Gehäuse 12 so konfiguriert, dass es mit den Komponenten und Leitern ausreichend mechanisch in Eingriff kommt, um die Komponenten fest an Ort und Stelle zu halten.

Das Gehäuse 12 kann aus einem beliebigen geeigneten Material hergestellt werden. In einer Ausführungsform ist Gehäuse 12 aus einem beliebigen Material hergestellt, das annehmbar spritzgegossen oder umspritzt werden kann, wie Polycarbonat, Phenol- oder Epoxidharz. Alternativ kann Gehäuse 12 aus einem auf Keramik oder Glas basierendem Material hergestellt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist Gehäuse 12 hart oder halb-hart. In einer alternativen Ausführungsform umfasst Gehäuse 12 eine isolierende Schutzummantelung oder ein einkapselndes Material, wie eine Harzummantelung. Auf jeden Fall sollte das Material für Gehäuse 12 in der Lage sein den Härten eines Aufbaus, beispielsweise durch Bestückungs- und Löttätigkeiten bedingtem Stress und Hitze, zu widerstehen.

Wie in 1 und 2 gezeigt, umfasst Einrichtung 10 einen ersten Aufbau 20a und einen zweiten Aufbau 20b. In 4 sind der erste und der zweite Aufbau 20a und 20b alleine in der perspektivischen Ansicht gezeigt. Wie gezeigt sind Aufbauten 20a und 20b spiegelbildlich zueinander, was eine effiziente Verwendung von verfügbaren Raum zur Lokalisation von Anschlüssen entlang der Unterseite 12b des Gehäuses 12 ermöglicht, wie in Verbindung mit 3 zu sehen ist. Alternativ wird lediglich ein einzelner Aufbau bereitgestellt oder es werden mehr als zwei Aufbauten bereitgestellt.

Aufbauten 20a und 20b umfassen jeweils eine erste Überstromschutzkomponente 14a und eine zweite Überstromschutzkomponente 14b. In der gezeigten Ausführungsform sind die Überstromschutzkomponenten Sicherungen. Eine geeignete Sicherung für die Überstromschutzkomponenten 14a und 14b ist eine Pico^®-Sicherung, die von dem Begünstigen der vorliegenden Erfindung hergestellt wird. Trotzdem ist eine Sicherung eine geeignete Überstromschutzkomponente für Schaltungsschutzeinrichtung 10, andere geeignete Überstromschutzkomponenten für Schaltungsschutzeinrichtung 10 umfassen einen keramischen oder polymeren Thermistor mit positivem Temperaturkoeffizienten, einen thermischen Begrenzer oder eine Halbleitereinrichtung.

Jede Sicherung 14a und 14b umfasst erste und zweite Endkappen 16a und 16b. Die Endkappen 16a und 16b können aus einem beliebigen geeigneten einen oder mehrerer leitender Materialien, wie Kupfer, Nickel, Gold, Silber, Blei, Zinn, Legierungen davon und Schichten, hergestellt sein. Die Endkappen 16a und 16b sind an beide Enden eines isolierenden Sicherungskörpers 18 befestigt und umgeben diese bzw. schließen diese ein. Der Sicherungskörper 18 ist aus einem beliebigen geeigneten elektrisch isolierenden Material hergestellt, wie Kunststoff, Keramik, Glas oder Karton bzw. Pappe. In einer Ausführungsform ist das Material für Körper 18 hart und stark genug dem Druck, der Hitze und/oder der Kraft zu widerstehen, die durch das Formen des Gehäuses 12 um den Körper 18 angewendet wird. Alternativ kann der Körper 18 aus einem relativ dünnen oder knickbaren Material hergestellt werden, wobei jedoch der Körper 18 mit einem unterstützenden isolierenden Material, wie Sand, gefüllt ist.

Wie am besten in 2 zu sehen ist, sind die Endkappen 16a und 16b elektrisch und in einer Ausführungsform physikalisch bzw. körperlich an Leiter 22a bzw. 22b verbunden. Die Leiter 22a und 22b sind aus einem beliebigen geeigneten leitenden Material, wie Kupfer, Nickel, Gold, Silber, Blei, Zinn, Legierungen davon und Schichten davon, hergestellt. In einer Ausführungsform sind die Leiter 22a und 22b eingepresst auf, einstückig/integral mit und/oder bzw. gelötet an die Endkappen 16a und 16b. Alternativ werden die Leiter 22a und 22b gemäß den Leeren des Anschlussrahmens 150 von 17A bis 17C bearbeitet oder geätzt.

Wie am besten in 2 zu sehen ist, ist ein Bereich der Leiter 22a und 22b in Gehäuse 12 eingeschlossen. Unabhängig ob Gehäuse 12 durch Einrichtung 10 durchwegs fest ist (mit Ausnahme der Komponenten und Leiter) wird Gehäuse 12 in einer bevorzugten Ausführungsform um die Leiter 22a und 22b für jede der Sicherungen 14a und 14b der Aufbauten 20a und 20b geformt. Das Gehäuse 12 wird dadurch um die Leiter 22a und 22b fixiert, so dass Gehäuse 12 die entsprechenden Aufbauten 20a und 20b fest an Ort und Stelle hält.

Wie in 2 gezeigt, erstrecken sich von jedem der Leiter 22a bzw. 22b Anschlussbereiche 24a und 24b. Die Anschlussbereiche 24a und 24b erstrecken sich durch Gehäuse 12 und bleiben in einer Ausführungsform mindestens im Wesentlichen bündig mit einer unteren Oberfläche 12b des Gehäuses 12. Die Anschlussbereiche 24a und 24b können sich etwas unterhalb der unteren Oberfläche 12b des Gehäuses 12 erstrecken, um einen korrekten elektrischen Kontakt mit den in der Pad-Anordnung von 8 gezeigten Pads sicherzustellen. Es sollte jedoch klar sein, dass die an die Pads der PCB 36 von 8 angewendete Lötpaste einen geeigneten positiven elektrischen Eingriff zwischen den Pads von 8 und den Anschlussbereichen 24a und 24b bereitstellen soll, selbst wenn die Anschlussbereiche 24a und 24b genau bündig mit der unteren Oberfläche 12b des Gehäuses 12 sind. Der Umriss bzw. die Kontur der Einrichtung 10 kann deshalb mindestens im Wesentlichen glatt sein, wie in Verbindung mit 1 bis 3 gezeigt ist.

Die Sicherungen 14a und 14b umfassen jeweils ein Sicherungselement 26, das an die Endkappen 16a und 16b elektrisch verbunden ist (und in einer Ausführungsform daran befestigt ist). Sicherungselement 26 ermöglicht, dass normale Betriebsströme und Ströme, die mit transienten Ereignissen, wie einem Blitzschlag, assoziiert sind, über die durch Einrichtung 10 geschützten Signalleitungen übertragen werden. Element 26 öffnet, wenn es einem kontinuierlich abnormalen Strom ausgesetzt ist, wie einem der durch eine Strom-Kreuzungsbedingung verursacht wird, was eine geschützte Signalleitung öffnet, die mit den jeweiligen Anschlüssen 24a und 24b verbunden ist. Elemente 26 der Überstromschutzkomponenten 14a und 14b der Aufbauten 20a und 20b können einen beliebigen geeigneten Nennwert aufweisen, wie ungefähr S bis ungefähr 2 Ampere. Die Nennwerte der Elemente 26 der verschiedenen Sicherungen 14a und 14b können jeweils die gleichen sein, verschieden sein oder irgendeine Kombination davon.

In der gezeigten Ausführungsform sind die Überstromschutzkomponenten 14a und 14b nicht rückstellbar. Das heißt, sobald ein Element 26 einer Sicherung 14a oder 14b öffnet, ist das Element permanent geöffnet. Eine insbesonders nützliche Anwendung für Einrichtung 10 ist dementsprechend eine in der die PCB, an die Einrichtung 10 verbunden ist, nachbearbeitet oder ersetzt werden muss, nachdem eine Elementöffnungsbedingung eingetreten ist. Derartige Anwendungen umfassen Telekommunikationsnetzwerkleiterkarten und Teilnehmerendgeräte, wie Modems und Telefone.

In einer alternativen Ausführungsform sind die Überstromschutzkomponenten 14a und 14b rückstellbar. Beispiele geeigneter rückstellbarer Überstromschutzkomponenten 14a und 14b umfassen keramische oder polymere Thermistoren mit positivem Temperaturkoeffizienten, thermische Begrenzer oder Halbleitereinrichtungen.

Einrichtung 10 stellt einen Überstrom- und Überspannungsschutz für die Schaltungsanordnung bereit, an die Einrichtung 10 verbunden ist. In der gezeigten Ausführungsform wird für jede geschützte Signalleitung ein Überspannungsschutz durch eine Überspannungsschutzkomponente, beispielsweise ein Schutz-Thyristor mit zwei Anschlüssen (two-terminal protection thyrister), wie eine SIDACtor^®-Komponente, bereitgestellt. Insbesondere umfasst Aufbau 20a eine erste SIDACtor^®-Komponente 28a, die in elektrischer Verbindung mit Leiter 22a platziert ist, der wiederum elektrisch an Sicherung 14a gekoppelt ist. Aufbau 20aumfasst ebenfalls eine zweite Überspannungsschutzkomponente oder SIDACtor^®-Komponente 28b, die elektrisch an Leiter 22a gekoppelt ist, der wiederum elektrisch an Sicherung 14b verbunden ist. Aufbau 20b, der im Gehäuse 12 der Einrichtung 10 lokalisiert ist, umfasst ebenfalls erste und zweite Überspannungsschutzkomponenten 28a und 28b, die an den gleichen Stellen wie bei Aufbau 20a verbunden sind. Überspannungsschutzkomponenten 28a und 28b sind über ein beliebiges geeignetes Verfahren, wie ein Lötverfahren, leitendes Haftmittel, etc., elektrisch mit Leiter 22a verbunden.

In einer Ausführungsform sind die Überspannungsschutzkomponenten 28a und 28b SIDACtor^®-Komponenten, die von Littelfuse^® Inc., die Begünstigte dieser Anmeldung, bereitgestellt werden. SIDACtor^®-Komponenten 28a und 28b sind Thyristoren mit zwei Anschlüssen mit bi-direktionaler stromleitender Fähigkeit, die als Festkörper-Halbleiter-Schalter fungieren. SIDACtor^®-Komponenten 28a und 28b können halbleitende Einrichtungen mit vier Schichten sein, wobei jede Schicht aus einem abwechselnden Material vom N- oder P-Typ besteht, beispielsweise N-P-N-P. Die Hauptanschlüsse (Anoden- und Kathodenanschlüssen) erstrecken sich über die vollen vier Schichten.

Die SIDACtor^®-Komponenten 28a und 28b sind Einrichtungen vom "Crowbar"-Typ, die normalerweise einen hohen Impedanzweg zwischen Leitern 22a und der Erde darstellen. Aufgrund einer transienten Spannungsspitze schalten die SIDACtor^®-Komponenten auf einen Zustand mit niedriger Impedanz, wobei die Spannung auf einen niedrigen Wert eingeklemmt wird und dem Strom ermöglicht wird in die Erde bzw. Erdung zu fließen. Die Komponenten bleiben leitend solange die momentane Überspannung bzw. der Übergangsprozess (transient) andauert. Nach Abführen bzw. Dissipieren der momentanen Überspannung schaltet die Überspannungsschutzkomponente ab und stellt wieder einen hohen Impedanzweg zur Erde her. Die SIDACtor^®-Komponenten 28a und 28b sind deshalb rückstellbar. In einer Ausführungsform sind die SIDACtor^®-Komponenten 28a und 28b so ausgelegt, dass sie bei 225 Volt oder höher von dem hohen Impedanzstatus in die niedrige Impedanz schalten. Andere geeignete Überspannungsschutzkomponenten vom "Crowbar"-Typ für Einrichtung 10 umfassen Komponenten aus polymerbasiertem spannungsvariablen Material ("VVM") und Komponenten mit gasgefüllter Entladungsröhre ("GDT"). In der gezeigten Ausführungsform ist jede Überspannungsschutzkomponente 28a und 28b der Aufbauten 20a und 20b mit einem innen liegenden Leiter 30 verbunden. Der innen liegende Leiter 30 ist hier vollständig im Gehäuse 12 eingeschlossen und bildet eine Brücke zwischen den SIDACtor^®-Komponenten 28a und 28b des jeweiligen Aufbaus 20a oder 20b. Der Fuß des T-förmigen Leiters 30 erstreckt sich zu einer dritten SIDACtor^®-Komponente 28c. Die dritte SIDACtor^®-Komponente 28c ist an einen Erdungsleiter 32 (siehe 4) angebracht oder elektrisch verbunden. Die dritte SIDACtor^®-Komponente 28c wird für jeden Aufbau 20a und 20b bereitgestellt.

Die Erdungsleiter 32 werden teilweise durch Gehäuse 12 bedeckt. Wie Leiter 22a und 22b erstrecken sich die Erdungsleiter 32 zu und umfassen Erdungsanschlüsse 34. Die Erdungsanschlüsse 34 können die gemeinsame Leitung für Massenerdung oder Abschirmungserdung sein. Die Erdungsanschlüsse 34 erstrecken sich, wie Anschlüsse 24a und 24b, durch das Gehäuse 12 und bleiben in einer Ausführungsform mindestens im Wesentlichen bündig mit einer unteren Oberfläche 12b des Gehäuses 12. Die Anschlussbereiche 34 können sich etwas unterhalb der unteren Oberfläche 12b des Gehäuses erstrecken, um einen korrekten elektrischen Kontakt mit den in der Pad-Anordnung von 8 gezeigten Pads sicherzustellen. Die an die Pads der PCB 36 von 8 angewendete Lötpaste sollte einen geeigneten positiven elektrischen Eingriff zwischen den Pads von 8 und den Erdungsanschlussbereichen 34 bereitstellen, selbst wenn die Anschlüsse mit der unteren Oberfläche 12b des Gehäuses 12 exakt bündig sind.

In einer Ausführungsform ist der Haltestrom der SIDACtor^®-Komponente 28c geringer als der der SIDACtor^®-Komponenten 28a und 28b. Die SIDACtor^®-Komponente 28c steuert hier zunächst an und leitet, um den SIDACtor®-Komponenten 28a und 28b zu helfen, um in Einklang auszulösen und zu leiten und um die Spitzen- bzw. Spitzen(kontakt)- bzw. Tip- und Ring- bzw. Ring(kontakt)-Leitungen der Telekommunikationsschaltung mit zwei Leitungen während eines Schaltens in Balance zu halten. Das so erhaltene relative Schalten der SIDACtor^®-Komponenten 28a und 28b kann beispielsweise innerhalb von 0,5 Mikrosekunden stattfinden. In einer Implementation ist der Haltestrom der SIDACtor^®-Komponente 28b beispielsweise zwanzig Milliamps. Die SIDACtor^®-Konfiguration von

1 bis 8 ist in der US-P-4,905,119 ("Das '119-Patent") beschrieben, wobei dessen gesamte Lehren hier unter Bezugnahme aufgenommen sind.

In 5A und 5B sind Schritte in dem Herstellungsverfahren der Einrichtung 10 gezeigt. 5A zeigt, dass Aufbauten 20a und 20b anfangs auf oder über einen Anschlussrahmen 40 gebildet werden. Zur Bezugnahme sind Überstromschutzkomponenten 14a und 14b der Aufbauten 20a und 20b gezeigt. Ferner sind Überspannungsschutzkomponenten 28a bis 28c für Aufbauten 20a und 20b gezeigt. Ebenso sind zur Bezugnahme die Anschlüsse 24a, 24b und 34 für jeden Aufbau 20a und 20b gezeigt.

Wie gezeigt umfasst Anschlussrahmen 40 Elemente 42a, 42b, 42c und 42d. Die Rahmenelemente 42a bis 42d werden einstückig gebildet mit den Anschlüssen 24a, 24b, 34 bzw. ihrer assoziierten Leitern 22a, 22b und 32 von jedem Aufbau 20a und 20b. Die einstückige Struktur setzt die Beabstandung für die verschiedenen Leiter und Komponenten der Einrichtung 10 fest. In einer Ausführungsform wird Anschlussrahmen 40 mit Laser geschnitten, geprägt, funkenerodiert (wire electrical discharge machined) ("EDM") oder andersartig über ein beliebiges geeignetes metallformendes Verfahren gebildet.

In einer Ausführungsform sind die Komponenten 28a bis 28c, 14a, 14b und ein überbrückender Leiter 30 elektrisch mit dem Anschlussrahmen 40 verbunden. Anschließend wird Gehäuse 12 über die Komponenten, Bereiche der Leiter 22a, 22b und 32 und die gesamten Leiter 30 geformt. Wie vorstehend erläutert erstrecken sich die Anschlüsse 24a, 24b und 34 durch das Gehäuse 12.

Die Rahmenelemente 42a, 42b, 42c und 42d werden von dem in 5B gezeigten Unteraufbau entfernt oder weggeschnitten, um die verschiedenen Anschlussbereiche und Komponenten elektrisch zu trennen, während die Komponenten und Anschlussbereiche in korrekter relativer Positionierung verbleiben. Wie in 5A gezeigt, wird das Rahmenelement 42a von den Anschlüssen 24a entlang der gestrichelten Linien entfernt, wobei die Anschlüsse getrennt werden. Rahmenelement 42b wird von Anschluss 34 entlang der gestrichelten Linie entfernt, wobei der Anschluss getrennt wird. Rahmenelement 42c wird von den Anschlussbereichen 24b entlang der gestrichelten Linien entfernt, wobei diese Anschlüsse getrennt werden. Ebenfalls wird Rahmenelement 42d von Anschluss 34 entlang der in 5A gezeigten gestrichelten Linie getrennt.

In 6A ist ein elektrisches Schema für Unteraufbauten 20a und 20b gezeigt. In einem Beispiel wird Einrichtung 10 verwendet, um eine Telekommunikationsschaltung mit zwei Leitungen zu schützen. Die Bezeichnung der Knotenpunkte entspricht folglich einer Telekommunikationsschaltung mit zwei Leitungen. Das heißt, der Eintrittsknotenpunkt der ersten Spitze T1-I der Telekommunikationsschaltung ist elektrisch mit Sicherung 14a verbunden, die den Eintritt T1-I der ersten Spitze an einen Austritt der ersten Spitze T1-O abgesichert verbindet. In gleicher Art und Weise verbindet Sicherung 14b eine Eingabe der ersten Ring-Leitung R1-I und eine Ausgabe der ersten Ring-Leitung R1-O abgesichert. Nach einem Überspannungsereignis schützen, wie vorstehend beschrieben, Überspannungsschutzeinrichtungen 28a bis 28c die ersten Spitzen- und Ring-Leitungen durch Einklemmen der Spannung über die Spitzen- und Ring-Leitungen auf einen niedrigen Wert und durch ein Nebenschließen bzw. Shunten von transienter Energie auf Erdung G1.

In gleicher Art und Weise schützt Sicherung 14a in Verbindung mit Aufbau 20b die zweite Spitzen-Leitung (T2-I/T2-O), während Sicherung 14b die zweite Ring-Leitung (R2-I/R2-O) schützt. Die SIDACtor^®-Komponenten 28a bis 28c schützen die zweiten Spitzen- und Ring-Leitungen vor einer momentanen Überspannung indem sie nach dem Überspannungsereignis auf einen Zustand mit niedriger Impedanz schalten, die Spannung über die Spitzen- und Ring-Leitungen auf einen niedrigen Wert einklemmen und diese auf Erdung G2 nebenschließen, wie vorstehend beschrieben.

In 6B ist eine Anwendung für Einrichtung 10 durch eine elektrische Schaltung 50 gezeigt, die Schnittstellen eines Hochgeschwindigkeits-Steuerbüroterminals (high-speed control office terminal ("COT")) einer Telefongesellschaft zeigt. Hier ist ein longitudinaler Schutz nötig und bereitgestellt, da eine Stromquelle 54 mit der Erde 52 verbunden wird. Die Stromquelle 54 stellt beispielsweise 48 VDC an die COT-Schaltung 50 bereit. SIDACtor^®-Einrichtungen 28a und 28b stellen einen Überspannungsschutz für Spitzen- und Ring-Leitungen 56 bzw. 58 bereit, wie in 6B zu sehen ist. SIDACtor^®-Einrichtung 28c dient den in dem ' 119-Patent erläuterten Zweck. Sicherungen 14a und 14b (die TeleLink^®-Sicherungen sein können, die von Littelfuse^® Inc., der Begünstigten der vorliegenden Anmeldung bereit gestellt werden) stellen einen Überstromschutz für die Spitzen- bzw. Ring-Leitungen 56 und 58 bereit.

Die Überspannungsschutzeinrichtungen 28a und 28b schützen beispielsweise COT-Schaltung 50 vor einem Blitzschlag oder anderen Überspannungsereignissen. Sicherungen 14a und 14b schützen Transformator bzw. Übertrager 60 und Überspannungsschutzeinrichtungen 28a und 28b vor einer Strominduktion oder einer Strom-Kreuzung, beispielsweise einer kontinuierlichen hohen Spannung, die beispielsweise auf den verdrillten Leitungspaaren 62a, 62b oder 62c induziert wird, wenn eine beliebige der verdrillten Leitungspaare in anhaltenden Kontakt mit einer Stromverkabelung kommt. Die verdrillten Leitungspaare 62a und 62b sind Paare vom Simplex-Typ, wobei ein Paar bestimmt ist Daten zu übertragen und ein Paar bestimmt ist Daten zu empfangen. Die Übertragungsdaten und Empfangsdaten auf den Paaren 62a und 62b werden über eine U-Schnittstelle 64 zusammengefügt, die ein Chip oder ein anderer Typ einer Schaltungsanordnung sein kann, und dann entlang Spitzen- und Ring-Leitungen 56 und 58 in einer Duplex-Art nach außen an das Kundenendgerät gesendet, wie in Verbindung mit dem Schema 70 von 14B gezeigt sind.

Da die Spitzen- und Ring-Leitungen 56 und 58 einen guten Bezug zur Erdung haben, werden getrennte Überspannungsschutzeinrichtungen 28c und 28d benötigt und wie gezeigt in Reihe platziert. Auf diese Art und Weise werden die Spitzen- und Ring-Leitungen 56 und 58 unabhängig geschützt, falls eine Überspannung lediglich in einer der Leitungen auftritt oder gleichzeitig falls die Überspannung beiderseits in Spitzen- und Ring-Leitungen 56 und 58 auftritt. Kombiniert mit Sicherungen 14a und 14b, die die Spitzen und Ring-Leitungen schützen, wird der durch Einrichtung 10 an die COT-Schaltung 50 bereitgestellte elektrische Schutz als "longitudinaler" Schutz bezeichnet, der einen Schutz in Bezug auf die Erde bereitstellt.

Die gezeigte Einrichtung 10 ist in der Lage, zwei Sätze von duplex-verdrillten Teilen 62ceiner COT-Schaltung 50 (lediglich eine gezeigt) zu schützen, wobei jedes Paar 62c eine Spitzen- und eine Ring-Leitung 56 und 58 aufweist. Der Schutz durch eine einzige Einrichtung 10 von zwei verdrillten Leitungspaaren 62c ist nachfolgend in Verbindung mit 14C gezeigt, in der eine COT-Schaltung 50 mit einer Regeneratorschaltung 90 in Verbindung steht. Die verdrillten Leitungspaare 62c können sich alternativ von der COT-Schaltung 50 an eine Teilnehmerschaltung 70 erstrecken, die nachfolgend in Verbindung mit 14B gezeigt ist.

7 zeigt ein Pinbelegungsdiagramm für Einrichtung 10. Die vorstehend in Verbindung mit dem elektrischen Diagramm von 6A erläuterten Bezeichnungen entsprechen jeder der Bezeichnungen für das Pinbelegungsdiagramm.

In 8 ist eine Ausführungsform einer Pad-Anordnung für Einrichtung 10 gezeigt. Die in Verbindung mit 8 gezeigten Abmessungen dienen lediglich als Beispiele und begrenzen in keinster Weise den Umfang und den Geist der hier angefügten Ansprüche. Die Pad-Anordnung für Anschlüsse 38, 44a und 44b wird auf PCB 36 über ein beliebiges geeignetes Verfahren bereitgestellt, wie Photoätzen. In einer Ausführungsform sind die Pads 38, 44a und 44b aus Kupfer. Die Anschlussbereiche 24a, 24b und 34 werden jeweils an die Pads 44a, 44b und 38 über ein beliebiges geeignetes Lötverfahren, wie Aufschmelzlöten, angelötet.

In 9 bis 12 ist eine weitere Ausführungsform einer Leadless-Schaltungsschutzeinrichtung durch Einrichtung 110 gezeigt. Es sollte klar sein, dass die in Verbindung mit 9 bis 11 gezeigten Abmessungen lediglich als Beispiele dienen und den Umfang und Geist der hier angefügten Ansprüche in keinster Weise begrenzen. Die in Inch angegebenen Abmessungen betonen die kompakte Beschaffenheit der Einrichtung 110, in der Überstrom- und Überspannungs-Schutzkomponenten untergebracht sind, die in der Lage sind beispielsweise eine Telekommunikationsschaltung mit vier Leitungen, die beispielsweise auf einer PCB bereitgestellt ist, zu schützen.

Wie 9 bis 11 zeigen umfasst die Einrichtung 110 ein schützendes und isolierendes Gehäuse 112. Das ebenfalls in Verbindung mit 13A und 13B gezeigte isolierende Gehäuse 112 ist in einer Ausführungsform um die Überstrom- und Überspannungsschutzkomponenten geformt. In der gezeigten Ausführungsform erstrecken sich Anschlussbereiche der Leiter, die sich von den Überstrom- und Überspannungsschutzkomponenten erstrecken, durch das Gehäuse 112 und bleiben mindestens im Wesentlichen bündig mit einer äußeren Oberfläche (beispielsweise einer in 11 zu sehenden unteren Oberfläche 112b) des Gehäuses 112. Diese Anschlussbereiche sind konfiguriert um an eine entsprechende Pad-Anordnung der PCB (beispielsweise 16) über beispielsweise ein Aufschmelzlötverfahren angelötet zu werden.

Wie vorstehende aufgeführt hält das Gehäuse 112 die Komponenten an Ort und Stelle ohne dass Gehäuse 112 oder die Leiter in dem Gehäuse speziell geformte oder bearbeitete Schnapper oder Vorrichtungen zum Einpressen aufweisen müssen. Vorrichtung 110 kann fest oder im Wesentlichen fest sein, wobei das Material des Gehäuses 112 die Hohlräume zwischen den äußeren Oberflächen des Gehäuses 112 und den eingeschlossenen Überstromund Überspannungsvorrichtungen und den assoziierten Leitern füllt. Alternativ kann Gehäuse 112 eine oder mehrere Luftlücken zwischen den äußeren Oberflächen des Gehäuses 112 und den Überstrom- und Überspannungsschutzkomponenten definieren. Das Gehäuse 112 ist hier so konfiguriert, dass es mit den Komponenten und Leitern mechanisch ausreichend in Eingriff kommt, um die Komponenten fest an Ort und Stelle zu halten.

Das Gehäuse 112 ist aus einem beliebigen vorstehend aufgeführten Material für Gehäuse 12 hergestellt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist Gehäuse 112 hart oder halb-hart. In einer alternativen Ausführungsform umfasst Gehäuse 112 eine isolierende, schützende Ummantelung oder ein einkapselndes Material, wie eine Harzummantelung.

Wie 9 und 10 zeigen, umfasst Einrichtung 110 eine erste zusammenwirkende bzw. kooperierende Struktur 120a und eine zweite zusammenwirkende Struktur 120b (die Leiter aufweisen, die konfiguriert sind um zusammenzuwirken, um Platz zu erhalten, jedoch nicht physikalisch wie bei Einrichtung 10 verbunden sind). Die ersten und zweiten zusammenwirkenden Strukturen 120a und 120b sind alleine in der perspektivischen Ansicht in 12gezeigt. Wie gezeigt sind die zusammenwirkenden Strukturen 120a und 120b spiegelbildlich zueinander, was ermöglicht, dass eine effiziente Verwendung von verfügbarem Raum zur Lokalisierung von Anschlüssen entlang der Unterseite 112 des Gehäuses 112 erfolgt. Alternativ kann/können lediglich eine einzige zusammenwirkende Struktur oder mehr als zwei Strukturen bereitgestellt werden.

Die zusammenwirkenden Strukturen 120a und 120b umfassen jeweils eine erste Überstromschutzkomponente 14a und eine zweite Überstromschutzkomponente 14b. In der gezeigten Ausführungsform sind die Überstromschutzkomponenten wiederum Sicherungen, wie eine Pico^®-Sicherung, die durch die Begünstigte der vorliegenden Erfindung hergestellt wird. Es können beliebige der vorstehend aufgeführten alternativen Einrichtungen für Überstromschutzkomponenten 14a und 14b für Komponenten 14a und 14b der Einrichtung 110 verwendet werden.

Jede Sicherung 14a und 14b umfasst erste und zweite Endkappen 16a und 16b, einen isolierenden Körper 18 und Sicherungselement 26, wie vorstehend für Sicherungen 14a und 14b der Einrichtung 10 beschrieben wurde (umfassend aller alternativen Ausführungsformen). Das Sicherungselement 26 ermöglicht, dass normale Betriebsströme und Ströme, die mit transienten bzw. vorübergehenden Ereignissen, wie Blitzschlag, assoziiert sind, durch die durch Einrichtung 110 geschützten Signalleitungen übertragen werden. Element 26 öffnet, wenn es einem kontinuierlich abnormalen Strom ausgesetzt ist, wie einem solchen, der durch eine Strom-Kreuzungbedingung verursacht wird, was eine geschützte Signalleitung öffnet, die mit den jeweiligen Anschlüssen 124a und 124b verbunden ist.

Die Elemente 26 der Überstromschutzkomponenten 14a und 14b der zusammenwirkenden Strukturen 120a und 120b können einen beliebigen geeigneten Nennwert aufweisen, wie S bis 2 Ampere. Die Nennwerte der Elemente 26 der verschiedenen Sicherungen der Einrichtung 110 können jeweils die gleichen sein, verschieden oder eine beliebige Kombination davon sein. In der gezeigten Ausführungsform sind die Überstromschutzkomponenten 14a und 14b nicht rückstellbar. Das heißt, sobald ein Element 26 einer Sicherung 14a oder 14b öffnet, ist das Element permanent geöffnet. In einer alternativen Ausführungsform sind die Überstromschutzkomponenten 14a und 14b, wie eine beliebige der vorstehend aufgeführten rückstellbaren Überstromeinrichtungen, rückstellbar.

Wie am besten in 10 zu sehen ist, sind Endkappen 16a und 16b elektrisch und in einer Ausführungsform physikalisch an Leiter 122a bzw. 122b verbunden. Die Leiter 122a und 122b sind aus einem beliebigen geeigneten leitenden Material hergestellt, wie ein beliebiges von denen, die für Leiter 22a und 22b aufgeführt wurden. In einer Ausführungsform sind die Leiter 122a und 122b eingepresst auf, einstückig mit und/oder bzw. gelötet an die Endkappen 16a und 16b. Alternativ sind die Leiter 122a und 122b gemäß den Lehren des Anschlussrahmens 150 der 17A bis 17C bearbeitet oder geätzt.

Wie am besten in 10 zu sehen ist, ist ein Bereich der Leiter 122a und 122b im Gehäuse 112 eingeschlossen. Unabhängig ob Gehäuse 112 durch Einrichtung 110 durchwegs fest ist (mit Ausnahme der Komponenten und Leiter), wird Gehäuse 112 in einer bevorzugten Ausführungsform um die Leiter 122a und 122b für jede der Sicherungen 14a und 14b der Strukturen 120a und 120b geformt. Das Gehäuse 112 wird dadurch um die Leiter 122a und 122b fixiert, so dass Gehäuse 112 die entsprechenden Strukturen 120a und 120b fest an Ort und Stelle hält.

Wie 10 zeigt, erstrecken sich Anschlussbereiche 124a und 124b von jedem der Leiter 122a bzw. 122b. Die Anschlussbereiche 124a und 124b erstrecken sich durch Gehäuse 112 und bleiben in einer Ausführungsform mindestens im Wesentlichen bündig mit einer unteren Oberfläche 112b des Gehäuses 112. Der Umriss der Einrichtung 110 kann mindestens im Wesentlichen glatt sein, wie in Verbindung mit 9 bis 11 gezeigt ist. Die Anschlussbereiche 124a und 124b können sich alternativ, wie vorstehend beschrieben, etwas unterhalb der unteren Oberfläche 112b des Gehäuses 112 erstrecken.

Einrichtung 110 stellt wie Einrichtung 10 einen Überstrom- und Überspannungsschutz für die Schaltungsanordnung bereit, an die Einrichtung 110 verbunden ist. Die zusammenwirkende bzw. zusammenarbeitende Struktur 120a umfasst einen ersten Schutz-Thyristor mit zwei Anschlüssen, wie eine SIDACtor^®-Komponente 28a, der mit Leiter 122a in elektrischer Verbindung stehend platziert ist, der wiederum elektrisch an Sicherung 14a gekoppelt ist. Die zusammenwirkende Struktur 120a umfasst ebenfalls eine zweite Überspannungsschutzkomponente oder eine SIDACtor^®-Komponente 28b, die elektrisch an Leiter 122a gekoppelt ist, der wiederum elektrisch mit Sicherung 14b verbunden ist.

Die zusammenwirkende Struktur 120b, die im Gehäuse 112 der Einrichtung 110 lokalisiert ist, umfasst ebenfalls erste und zweite Überspannungsschutz-Komponenten 28a und 28b, die an den gleichen Stellen wie bei der zusammenwirkenden Struktur 120a verbunden sind. Die Überspannungsschutz-Komponenten 28a und 28b werden über ein beliebiges geeignetes Verfahren, wie ein Lötverfahren, leitendes Haftmittel etc., elektrisch mit den Leiter 122a verbunden.

[Wie vorstehend beschrieben, schalten die SIDACtor^®-Komponenten 28a und 28b nach Erfahren einer transienten Spannungsspitze in einen niedrigen Impedanzstatus, der ermöglicht, dass die momentane Überspannung zur Erde nebengeschlossen wird, wobei sie leitend bleiben so lange die momentane Überspannung anhält. Nachdem die momentane Überspannung abgeführt ist, schaltet die Überspannungsschutz-Komponente ab und stellt wieder einen hohen Impedanzweg zur Erde her. Die SIDACtor^®-Komponenten 28a und 28b sind deshalb rückstellbar und können ausgelegt werden, um bei ungefähr zweihundertfünfundzwanzig Volt oder mehr von einem hohen Impedanzstatus in einen niedrigen Impedanzstatus zu schalten. Andere geeignete Überspannungsschutzkomponenten vom "Crowbar"-Typ für Einrichtung 110 umfassen eine beliebige der für Einrichtung 10 vorstehend aufgeführten Komponenten.]

In der gezeigten Ausführungsform sind die Überspannungsschutz-Komponenten 28a und 28b der zusammenwirkenden Strukturen 120a und 120b mit getrennten inneren bzw. innen liegenden Leitern 130a bzw. 130b verbunden. Die innen liegenden Leiter 130a und 130b sind vollständig in dem Gehäuse 112 eingeschlossen, wobei jedoch Leiter 130a und 130b im Unterschied zu Leitern 30 der Einrichtung 10 keine Brücke zwischen den SIDACtor^®-Komponenten 28a und 28b der jeweiligen zusammenwirkenden Strukturen 120a oder 120b bilden. Einrichtung 110 stellt keine dritte SIDACtor^®-Komponente 28c bereit, die in Einrichtung 10 bereitgestellt ist [Warum wird sie zuvor gebraucht und jetzt nicht? Hat dies etwas zu tun mit einer 4-Leitungsanwendung im Vergleich zu einer 2-Leitungsanwendung?]

Die innen liegenden Leiter 130a und 130b der zusammenwirkenden Strukturen 120a und 120b sind entsprechend mit Erdungsleitern 132a und 132b verbunden, die jeweils teilweise durch das Gehäuse 112 bedeckt werden. Die Erdungsleiter 132a und 132b sind, wie gezeigt, winkelförmig geformt und/oder so gebildet, dass sie sich zwischen Leitern 122a und 122b der äußeren Sicherungen 14a und 14b der zusammenwirkenden Strukturen 120a bzw. 120b erstrecken. Eine Erdung erfolgt hierbei entlang der kurzen Seiten der Einrichtung 110.

Wie Leiter 122a und 122b erstrecken sich Erdungsleiter 132a und 132b durch und umfassen jeweilige Erdungsanschlüsse 134a bzw. 134b. Die Erdungsanschlüsse 134a und 134b können gemeinsame Leitungen für Massenerdung oder Abschirmungserdung sein. Die Erdungsanschlüsse 134a und 134b erstrecken sich, wie Anschlüsse 124a und 124b, durch Gehäuse 112 und bleiben in einer Ausführungsform mindestens im Wesentlichen bündig mit einer unteren Oberfläche 112b des Gehäuses 112. Die Anschlussbereiche 134a und 134b können sich alternativ etwas unterhalb einer unteren Oberfläche 112b des Gehäuses 112 erstrecken, um einen korrekten elektrischen Kontakt mit den in der Pad-Anordnung von 16 gezeigten Pads sicherzustellen. Alternativ können ferner Leiter 130a/130b und 132a/132b (und somit Anschlüsse 134a/134b) aus einem einzigen Stück Metall gebildet werden.

In 13A und 13B sind Schritte des Herstellungsverfahrens von Einrichtung 110 gezeigt. 13A zeigt, dass die zusammenwirkenden Strukturen 120a und 120b anfänglich auf oder über einen Anschlussrahmen 140 gebildet werden. Zur Bezugnahme sind Überstromschutzkomponenten 14a und 14b der Strukturen 120a und 120b gezeigt. Ferner sind Überspannungsschutzkomponenten 28a und 28b der Strukturen 120a und 120b gezeigt. Ebenfalls sind Anschlüsse 124a, 124b, 134a und 134b für jede zusammenwirkende Struktur 120a und 120b zur Bezugnahme gezeigt.

Wie gezeigt, umfasst Anschlussrahmen 140 Rahmenelemente 142a, 142b, 142c und 142d. Rahmenelemente 142a bis 142d werden einstückig gebildet mit Anschlüssen 124a, 124b, 134und jeweils deren assoziierten Leitern 122a, 122b und 132 von jeder zusammenwirkenden Struktur 120a und 120b. Die einstückige Struktur setzt die Beabstandung für die verschiedenen Leiter und Komponenten der Einrichtung 110 fest. In einer Ausführungsform ist Anschlussrahmen 140 lasergeschnitten, geprägt, funkenerodiert ("EDM") oder andersartig durch ein beliebiges geeignetes metallformendes Verfahren gebildet.

In einer Ausführungsform sind Komponenten 28a, 28b, 14a, 14b und die innen liegenden Leiter 130a und 130b elektrisch mit Anschlussrahmen 140 verbunden. Anschließend wird das Gehäuse 112 über die Komponenten, Bereiche der Leiter 122a, 122b, 132a und 132b und die gesamten Leiter 130a und 130b geformt. Wie vorstehend erläutert erstrecken sich Anschlüsse 124a, 124b, 134a und 134b durch das Gehäuse 12.

Die Rahmenelemente 142a, 142b, 142c und 142d werden von dem in 13B gezeigten Unteraufbau entfernt oder weggeschnitten, um die verschiedenen Anschlussbereiche und Komponenten elektrisch zu trennen, während die Komponenten und Anschlussbereiche in korrekter relativer Positionierung verbleiben. Wie 13A zeigt, wird das Rahmenelement 142a von Anschluss 124a entlang der gestrichelten Linien entfernt, wobei die Anschlüsse getrennt werden. Rahmenelement 142b wird von Anschlüssen 134a und 134b entlang der gestrichelten Linie entfernt, wobei die Anschlüsse getrennt werden. Rahmenelement 142c wird von den Anschlussbereichen 124b entlang der gestrichelten Linien entfernt, wobei diese Anschlüsse getrennt werden. Ebenfalls wird das Rahmenelement 142d von den Anschlüssen 134a und 134b entlang der in 13A gezeigten gestrichelten Linie getrennt.

In 14A ist ein elektrisches Schema für zusammenwirkende Strukturen 120a und 120b der Einrichtung 110 gezeigt. In einem Bespiel wird Einrichtung 110 verwendet, um eine Telekommunikationsschaltung mit vier Leitungen zu schützen. Die Bezeichnung der Knotenpunkte entspricht folglich der einer Telekommunikationsschaltung mit vier Leitungen. Das heißt, für die erste zusammenwirkende Struktur 120a ist der Eintrittsknotenpunkt der ersten Spitze TI1 der Telekommunikationsschaltung elektrisch mit Sicherung 14a verbunden, die den Eintritt der ersten Spitze TI1 mit einem Austritt der ersten Spitze TO1 abgesichert verbindet. Gleichermaßen verbindet Sicherung 14b einen Eintritt der zweiten Spitze TI2 abgesichert mit einem Austritt der zweiten Spitze TO2. Die Überspannungsschutzeinrichtungen 28a und 28b schützen die ersten und zweiten Spitzen-Leitungen indem sie nach einem Überspannungsereignis eine transiente Energie auf getrennte Erdungsknotenpunkte R1 bzw. R2 nebenschließen.

Gleichermaßen schützt Sicherung 14a in Verbindung mit einer zusammenwirkenden Struktur 120b eine dritte Spitzen-Leitung (TI3/TO3), während Sicherung 14b eine vierte Spitzen-Leitung (TI4/TO4) schützt. SIDACtor^®-Komponenten 28a und 28b der zusammenwirkenden Struktur 120b schützen die dritten und vierten Spitzen-Leitungen vor einer momentanen Überspannung indem sie nach dem Überspannungsereignis in einen niedrigen Impedanzstatus schalten und dieses auf getrennte Erdungsknotenpunkte R3 und R4 nebenschließen.

In 14B ist eine Anwendung für Einrichtung 110 durch eine elektrische Schaltung 70 gezeigt, welche die elektrische Schaltung eines Handgeräts eines Nutzers in einem Teilnehmerendgerät oder in einem Haus darstellt. Hier wird ein einziges voll-duplex verdrilltes Leitungspaar 62c (das beispielsweise von Spitzen- und Ring-Leitungen 56 und 58 der Schaltung 50 von 6B kommt) ohne Bezug zur Erde bereitgestellt. Der Rufstromgeber 74, der Brückengleichrichter 76, der Wähler 75, das Sprachnetzwerk 80 und der Hörer 82 etc. werden jeweils durch die 48 VDC der COT-Schaltung 50 versorgt und sind in Bezug auf die Erde elektrisch "erdfrei bzw. nicht geerdet (floating)". Als solche aktivieren Überspannungskomponenten 28a und 28b, wenn eine Spannungsfehlanpassung zwischen der Spitzen-Leitung des verdrillten Leitungspaars 62c und der Ring-Leitung des verdrillten Leitungspaars 62c auftritt. Beispielsweise wird Überspannungskomponente 28a aktiviert, wenn eine hohe Spannung in der Spitzen-Leitung auftritt, die eine höhere Spannung als die erzeugt, die in der Ring-Leitung des Paars 62c gesehen wird, wobei die Spannung über die Spitzen- und Ring-Leitungen zusammenbricht. Gleichermaßen wird Überspannungskomponente 28a wieder aktiviert, wenn eine hohe Spannung in der Ring-Leitung auftritt, die eine höhere Spannung als die erzeugt, die in der Spitzen-Leitung des Paars 62c gesehen wird, wobei die Spannung über die Spitzen- und Ring-Leitungen zusammenbricht. Tritt die Überspannung sowohl in der Spitzen- als auch in der Ring-Leitung des Paars 62c auf, wird Komponente 28a nicht aktiviert, da die Spannung für beide Leitungen gemeinsam ist und bei Erreichen eines Brückengleichrichters 76 ausgelöscht wird.

Sicherung 14a schützt vor einer Strom-Kreuzung, die entlang des verdrillten Leitungspaars 62c auftritt. Mit dem verdrillten Leitungspaar 62c wird nichts auf die Erde bezogen und die Schaltung wird als erdfrei bzw. nicht geerdet bezeichnet. Eine beliebige Überspannung tritt zwischen den beiden Leitungen auf. Folglich muss lediglich eine der beiden Leitungen, Spitzen-Leitung 56 oder Ring-Leitung 58 abgesichert werden. Wird eine Leitung geöffnet, wird der Schaden von der Überspannung, die über die Spitzen-Leitung 56 und Ring-Leitung 58 auftritt, abgemildert. Einrichtung 110, die vier Sätze von Überstrom- und Überspannungsschutzkomponenten umfasst, kann vier Teilnehmerschaltungen 70 schützen.

In 14C ist eine COT-Schaltung 50 gezeigt, die mit Einrichtung 10 (vorstehend in 6B gezeigt) arbeitet, wobei sie betriebsfähig mit einer Telefon-Regenerator bzw. Rückkopplungsverstärker bzw. Impulswiederholer-Schaltung 90 verbunden ist, die mit Schutzeinrichtung 110 arbeitet. Die beiden von der COT-Schaltung 50 ausgehenden verdrillten Leitungspaare 26c verbrauchen eine gesamte Einrichtung 10, die in einer Ausführungsform vier Paare an Überstrom- und Überspannungskomponenten bereitstellt. Einrichtung 10 schützt, wie vorstehend beschrieben, jede Leitung der Paare 62c in Bezug auf die Erde 52. Die von der COT-Schaltung 50, die beispielsweise durch 48 VDC von einer Quelle 54 versorgt wird, ausgehenden Signale können entlang eines voll-duplex verdrillten Leitungspaars 62c für ungefähr 2000 Yards wandern (angezeigt durch die doppelten Teillinien) bevor sie regeneriert werden müssen. Schaltung 90 leistet eine derartige Regeneration.

Schaltung 90 kann beispielsweise eine integrierte Schaltung auf einer Leiterplatte ("PCB") sein. Die PCB kann viele derartiger integrierter Schaltungen umfassen, wobei jede eine oder mehrere Regeneratorschaltungen 90 aufweist. In der gezeigten Ausführungsform verbraucht Regeneratorschaltung 90 eine Schutzeinrichtung 110. Eingehende duplex-verdrillte Leitungspaare 62c, Transceiver bzw. Sende-Empfänger 92 und ausgehende duplex-verdrillte Leitungspaare 62c werden jeweils durch die COT-Schaltung 50 versorgt, so dass die Spitzen- und Ring-Leitungen von jeder der eingehenden und ausgehenden Paare 62c in Bezug auf die Erde sowie mit Teilnehmerschaltung 70 von 14B "erdfrei" sind. Folglich aktiviert eine hohe Spannung, die sowohl an Spitzen- als auch Ring-Leitungen eines beliebigen der verdrillten Leitungspaare 62c auftritt nicht die assoziierte Überspannungsschutz-Komponente 14a oder 14b. Eine hohe Spannung, die lediglich in einer der Spitzen- oder Ring-Leitung eines beliebigen der verdrillten Leitungspaare 62c auftritt aktiviert die assoziierte Überspannungsschutz-Komponente 14a oder 14b, so dass die Spannung über die Spitzen- und Ring-Leitungen zusammenbricht.

15 zeigt das Pinbelegungsdiagramm für Einrichtung 110. Die vorstehend in Verbindung mit dem elektrischen Diagramm von 14 erläuterte Knotenpunktbezeichnung entspricht jeder der Bezeichnungen für das Pinbelegungsdiagramm. Sicherungen 14a und 14b und SIDACtor^®-Komponenten 28a und 28b sind mit diesen Knotenpunktbezeichnungen figürlich verbunden gezeigt.

In 16 ist eine Ausführungsform für eine Pad-Anordnung für Einrichtung 110 gezeigt. Die in Verbindung mit 16 gezeigten Abmessungen dienen lediglich zu Beispielszwecken und begrenzen den Umfang und Geist der hier angefügten Ansprüche in keinster Weise. Die Pad-Anordnung für Pads 138a, 138b, 144a und 144b wird auf PCB 136 über ein beliebiges geeignetes Verfahren, wie Photoätzen, bereitgestellt. In einer Ausführungsform sind Pads 138a, 138b, 144a und 144b aus Kupfer. Die Anschlussbereiche 124a, 124b, 134a und 134b der Einrichtung 110 sind jeweils an die Pads 144a, 144b, 138a und 138b über ein beliebiges geeignetes Lötverfahren, wie Aufschmelzlöten, angelötet.

In 17A und 17B sind Vorder- bzw. Hinteransichten eines Anschlussrahmens 150 gezeigt. Die mit dem Anschlussrahmen 150 assoziierten Lehren können auf die Anschlussrahmens der hier erläuterten Einrichtungen 10, 110 und 210 angewendet werden. Das heißt, ein beliebiger einer oder mehrerer der entsprechenden Anschlussrahmens 40, 140 und 240 kann/können alternativ gemäß der folgenden Lehren hergestellt werden.

Ein Anschlussrahmen 150 umfasst Grenzen 152a, 152b, 152c und 152d. Ein Anschlussrahmen 150 umfasst ebenfalls Signalleiter 154, 156, 158 und 160. Die Signalleiter 154, 156, 158 und 160 erstrecken sich jeweils zu Anschlussbereichen 162, 164, 168 und 170. Ein Anschlussrahmen 150 umfasst ferner Erdungsanschlüsse 172 und 174.

Die Grenzen 152a, 152b, 152c und 152d werden letztendlich jeweils entlang der gestrichelten Linien weggebrochen von (i) den Anschlussbereichen 164 und 166 der Signalleiter 154, 156; (ii) Erdungsanschluss 172; (iii) Anschlussbereiche 168 und 170 der Signalleiter 158 und 160; und (iv) Erdungsanschluss 174, wie vorstehend in Verbindung mit 5A/5B und 13A/13B beschrieben wurde, um die verschiedenen Anschlussbereiche und Komponenten elektrisch zu trennen, während die Komponenten und Anschlussbereiche in korrekter relativer Positionierung verbleiben.

In einer Ausführungsform wird ein Anschlussrahmen 150 aus einem einzigen Stück Metall, wie Kupfer, bearbeitet oder geätzt. Wie 17A zeigt, umfassen oder definieren die Vorder- oder Oberseiten der Signalleiter 154, 156, 158 und 160 jeweils Pads 176a und 176b. Die Pads 176a und 176b halten Endkappen 16a und 16b der Sicherungen 14a und 14b drehbar stabil und stellen einen Metall-zu-Metall-Kontakt mit den Endkappen 16a und 16b bereit, der leitend zu den Lötstellen der Sicherungen 14a und 14b an Leiter 154, 156, 158 und 160 ist. Die erhöhten Pads 176a und 176b sind ebenfalls einfacher zu bilden als die vorstehend erläuterten gebogenen Leiter 22a/22b und 122a/122b, die ebenfalls mit Endkappen 16a und 16b in Kontakt treten.

Signalleiter 154 und 156 umfassen jeweils ebenfalls oder definieren ein Pad 178. Die Pads 178 sind so bemessen und konfiguriert, dass sie eine SIDACtor^®- oder SIDACtor^®SIDACtor^®-Komponenten 28a oder 28b aufnehmen und daran angelötet werden können. Die Pads 178 werden ebenfalls aus dem ursprünglichen Metallrohling bearbeitet oder geätzt. Die Höhe der Pads 176a, 176b und 178 (oder die Tiefe der Bearbeitung oder des Ätzens) beträgt in einer Implementierung ungefähr 0,005 Inch. Die Gesamtdicke des Rohlings für einen Anschlussrahmen kann ungefähr 0,025 Inch betragen, wobei in einer Ausführungsform eine Dicke der Grenzen und Anschlüsse von ungefähr 0,02 Inch verbleibt.

17B zeigt, dass Leiter 154, 156, 158 und 160 jeweils ferner vertiefte Bereiche 180umfassen oder definieren. Die vertieften Bereiche 180 ermöglichen, dass sich das Kunststoffmaterial oder anderes isolierendes Material des Gehäuses unterhalb der Bereiche 180 erstreckt, um die Leiter 154 bis 160 und die an die Leiter angebrachten Komponenten zu sichern. Die nicht-vertieften Bereiche der Leiter 154 bis 160 bilden jeweils Anschlussbereiche 164 bis 170, wobei in einer Ausführungsform die Unterseite des Gehäuses mindestens im Wesentlichen mit den Anschlussbereichen 164 bis 170 bündig ist. Die vertieften Bereiche 180 können beispielsweise auf eine Tiefe von ungefähr 0,01 Inch bearbeitet oder geätzt werden.

Anschlussrahmen 150 ist einerseits vorteilhaft, da er nicht gebogen oder geformt werden muss, was bei seiner gegebenen Länge und Breite (beispielsweise ungefähr 0.50 × 0,56 Inch) und Dicke (beispielsweise ungefähr 0,025 Inch) schwierig sein kann. Ferner kann, wie in 17C gezeigt, das Bearbeitungs- oder Ätzverfahren in einer Massenproduktion über einen Array 180 von vielen Anschlussrahmens 150 durchgeführt werden. Nach einer Massenbearbeitung oder einem Massenätzen können individuelle Anschlussrahmen 150 von dem Array 180 abgetrennt werden und in einer Einrichtung aufgebaut werden. Die in 17C gezeigten Abmessungen dienen lediglich zu Beispielszwecken und begrenzen den Umfang der hier angefügten Ansprüche in keinster Weise.

In den 18 bis 23 ist eine weitere Ausführungsform einer Leadless-Schaltungsschutzeinrichtung durch Einrichtung 210 gezeigt. Es ist klar, dass die in Verbindung mit 18 bis 20 gezeigten Abmessungen lediglich zu Beispielszwecken dienen und den Umfang und Geist der hier angefügten Ansprüche in keinster Weise begrenzen. Die in Inch angegebenen Abmessungen betonen die kompakte Beschaffenheit der Einrichtung 210, in der Überstromschutzkomponenten untergebracht sind, die in der Lage sind beispielsweise eine Schaltung mit vier Leitungen, die beispielsweise auf einer PCB bereitgestellt ist, zu schützen.

Wie 18 bis 20 zeigen, umfasst Einrichtung 210 ein schützendes und isolierendes Gehäuse 212. Das ebenfalls in Verbindung mit 22A und 22B gezeigte isolierende Gehäuse 112 ist in einer Ausführungsförm um die Überstromschutzkomponenten geformt. In der gezeigten Ausführungsform erstrecken sich Anschlussbereiche der Leiter, die sich von den Überstromschutzkomponenten erstrecken, durch Gehäuse 212 und bleiben mindestens im Wesentlichen bündig mit einer äußeren Oberfläche (beispielsweise einer in 19 gezeigten unteren Oberfläche 212b) des Gehäuses 212. Diese Anschlussbereiche sind konfiguriert um an eine entsprechende Pad-Anordnung der PCB (beispielsweise 23) über beispielsweise ein Aufschmelzlötverfahren angelötet zu werden.

Wie vorstehend aufgeführt, hält Gehäuse 212 die Komponenten an Ort und Stelle ohne dass Gehäuse 212 oder die Leiter darin speziell geformte oder bearbeitete Schnapper oder Vorrichtungen zum Einpressen aufweisen müssen. Die Einrichtung 210 kann fest oder im Wesentlichen fest sein, wobei das Material des Gehäuses 212 die Hohlräume zwischen den äußeren Oberflächen des Gehäuses 212 und den eingeschlossenen Überstromkomponenten und den assoziierten Leitern füllt. Alternativ kann Gehäuse 212 eine oder mehrere Luftlücken zwischen den äußeren Oberflächen des Gehäuses 212 und den Überstromschutzkomponenten definieren. Das Gehäuse 212 ist hier konfiguriert um mechanisch ausreichend mit den Komponenten und Leitern in Eingriff zu kommen, um die Komponenten fest an Ort und Stelle zu halten.

Das Gehäuse 212 ist aus einem beliebigen der vorstehend aufgeführten Materialen für Gehäuse 12 hergestellt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist Gehäuse 212 hart oder halb-hart. In einer alternativen Ausführungsform umfasst Gehäuse 212 eine isolierende, schützende Ummantelung oder ein einkapselndes Material, wie eine Harzummantelung.

Wie 18 und 19 zeigen, umfasst Einrichtung 210 vier separate Strukturen mit vier separaten Überstromschutzkomponenten 14a bis 14d. Die vier separaten Strukturen sind alleine in der perspektivischen Ansicht in 21 gezeigt. Wie gezeigt nutzen die separaten Strukturen den verfügbaren Raum zur Lokalisierung von Anschlüssen entlang der Unterseite 212b des Gehäuses 212 effektiv. In der gezeigten Ausführungsform sind die Überstromschutzkomponenten wiederum Sicherungen, wie eine Pico^®-Sicherung, die durch den Begünstigten der vorliegenden Erfindung hergestellt wird. Es kann eine beliebige der vorstehend aufgeführten alternativen Einrichtungen für Überstrom-Schutzkomponenten 14a und 14b für Komponenten 14a bis 14d der Einrichtung 110 verwendet werden.

Jede Sicherung 14a bis 14d umfasst erste und zweite Endkappen 16a und 16b, einen isolierenden Körper 18 und Sicherungselement 26, wie vorstehend für Sicherungen 14a bis 14d der Einrichtung 10 beschrieben wurde (umfassend aller alternativer Ausführungsformen). Sicherungselement 26 arbeitet wie vorstehend beschrieben. Nach einer Kurzschlussbedingung (der gesamte Scheitelstrom übersteigt einen ausgelegten Scheitelstrom) und/oder einer Überlastbedingung (gesamte I²R- oder durchgelassene Energie übersteigt eine ausgelegte I²R-Energie) öffnet Element 26, was eine geschützte Signalleitung öffnet, die mit den jeweiligen Anschlüssen 224a und 224b verbunden ist.

Die Elemente 26 der Überstromschutzkomponenten 14a bis 14d der Einrichtung 210 können einen beliebigen geeigneten Nennwert, wie ungefähr S bis ungefähr 2 Ampere, aufweisen. Die Nennwerte der Elemente 26 der verschiedenen Sicherungen der Einrichtung 210 können jeweils die gleichen sein, verschieden oder eine beliebige Kombination davon sein. In der gezeigten Ausführungsform sind die Überstromschutzkomponenten 14a bis 14d nicht rückstellbar. In einer alternativen Ausführungsform sind die Überstromschutzkomponenten 14a bis 14d rückstellbar, wie eine beliebige der vorstehend aufgeführten rückstellbaren Überstromeinrichtungen.

Wie am besten in 19 zu sehen ist, sind Endkappen 16a und 16b elektrisch und in einer Ausführungsform physikalisch an Leiter 222a bzw. 222b verbunden. Die Leiter 222a und 222b sind aus einem beliebigen geeigneten leitenden Material hergestellt, wie ein beliebiges der für Leiter 22a und 22b aufgeführten. Die Leiter 222a und 222b sind in einer Ausführungsform eingepresst auf, einstückig mit und/oder bzw. gelötet an die Endkappen 16a und 16b. Alternativ sind die Leiter 222a und 222b gemäß den Lehren des Anschlussrahmens 150 der 17A bis 17C bearbeitet oder geätzt.

Wie am besten in 19 zu sehen ist, ist ein Bereich der Leiter 222a und 222b im Gehäuse 212 eingeschlossen. Unabhängig davon ob Gehäuse 212 durchwegs durch Einrichtung 210 fest ist (mit Ausnahme der Komponenten und Leiter), wird Gehäuse 212 in einer bevorzugten Ausführungsform um die Leiter 222a und 222b für jede der Sicherungen 14a bis 14d der Einrichtung 210 geformt. Das Gehäuse 212 wird dadurch um die Leiter 222a und 222b fixiert, so dass das Gehäuse 212 die Sicherungen und die entsprechenden Leiter fest an Ort und Stelle hält.

Wie 19 zeigt, erstrecken sich Anschlussbereiche 224a und 224b von jedem der Leiter 222a bzw. 222b. Die Anschlussbereiche 224a und 224b erstrecken sich durch Gehäuse 212 und bleiben in einer Ausführungsform mindestens im Wesentlichen bündig mit einer unteren Oberfläche 212b des Gehäuses 112. Der Umriss der Einrichtung 210 kann mindestens im Wesentlichen glatt sein, wie in Verbindung mit 18 bis 20 gezeigt ist. Die Anschlussbereiche 224a und 224b können sich alternativ, wie vorstehend beschrieben, etwas unter die untere Oberfläche 212b des Gehäuses 212 erstrecken.

Einrichtung 210 stellt im Unterschied zu Einrichtung 10 und 110 lediglich einen Überstromschutz für die Schaltungsanordnung bereit, an die Einrichtung 210 verbunden ist. Insgesamt zeigen die Einrichtungen, dass ein Schaltungsschutz gemischt und wie gewünscht angepasst werden kann, sowohl hinsichtlich des Typs als auch hinsichtlich des Nennwerts. Entsprechende Leiter und Anschlüsse können wie für eine bestimmte Anwendung benötigt konfiguriert werden. Der Anschlussrahmen und das Formverfahren unterstützt bei der leichten Herstellung der offenbarten Beispiele.

In 22A und 22B sind Schritte des Herstellungsverfahrens von Einrichtung 210 gezeigt. 22A zeigt, dass die Sicherungsstrukturen anfänglich auf oder über einen Anschlussrahmen 240 gebildet werden. Zur Bezugnahme sind die Überstromschutzkomponenten 14a bis 14d gezeigt. Ebenfalls sind Anschlüsse 224a und 224b für jede Sicherung 14a bis 14d zur Bezugnahme gezeigt.

Wie gezeigt umfasst Anschlussrahmen 240 Elemente 242a, 242b, 242c und 242d. Die Rahmenelemente 242a bis 242d werden einstückig gebildet mit Anschlüssen 224a und 224b und jeweils deren assoziierten Leitern 222a und 222b für jede Sicherung 14a bis 14d. Die einstückige Struktur setzt die Beabstandung für die verschiedenen Leiter und Komponenten der Einrichtung 210 fest. Der Anschlussrahmen 240 wird wie vorstehend beschrieben gebildet.

In einer Ausführungsform sind die Komponenten 14a bis 14d elektrisch an den Anschlussrahmen 140 verbunden. Anschließend wird das Gehäuse 212 über die Komponenten 14a bis 14d und Bereiche der Leiter 222a und 222b geformt. Wie vorstehend erläutert erstrecken sich Anschlüsse 124a und 124b durch das Gehäuse 212.

Die Rahmenelemente 242a, 242b, 242c und 242d werden von dem in 22B gezeigten Unteraufbau entfernt oder weggeschnitten, um die verschiedenen Anschlussbereiche und Komponenten elektrisch zu trennen, während die Komponenten und Anschlussbereiche in korrekter relativer Positionierung verbleiben. Wie 22A zeigt, wird ein Rahmenelement 242a von den Anschlüssen 224a und 222b entlang der gestrichelten Linien entfernt, wobei die Anschlüsse getrennt werden. Rahmenelement 242c wird von den Anschlüssen 224a und 222b entlang der gestrichelten Linie entfernt, wobei die Anschlüsse getrennt werden.

In 23 ist eine Ausführungsform für eine Pad-Anordnung für Einrichtung 210 gezeigt. Die in Verbindung mit 23 gezeigten Abmessungen dienen lediglich zu Beispielszwecken und begrenzen den Umfang und Geist der hier angefügten Ansprüche in keinster Weise. Die Pad-Anordnung für Pads 244a und 244b wird auf einer PCB 236 über ein beliebiges geeignetes Verfahren, wie Photoätzen, bereitgestellt. In einer Ausführungsform sind die Pads 244a und 244b aus Kupfer. Die Anschlussbereiche 224a und 224b sind jeweils an die Pads 244a und 244b über ein beliebiges geeignetes Lötverfahren, wie Aufschmelzlöten, angelötet.

Es ist klar, dass dem Fachmann verschiedenartige Veränderungen und Modifikationen zu den hier beschriebenen gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen offensichtlich sind. Derartige Veränderungen und Modifikationen können durchgeführt werden ohne vom Geist und Umfang des vorliegenden Gegenstands abzuweichen und ohne dessen beabsichtigte Vorteile zu verringern. Deshalb sind derartige Veränderungen und Modifikationen durch die angefügten Ansprüche abgedeckt.