Projekt 27125/01

Entwicklung eines miniaturisierten Schmelzsicherungssystems für moderne Leiterplatten mit individuell abgestimmtem Auslösungsverhalten zur gleichzeitigen Verbesserung der Gerätesicherheit und Verminderung des Bleieintrages in die Umwelt

Projektträger

M & M - Elektronik GmbH
Wullener Feld 44
58454 Witten
Telefon: 02302/698128

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Ziel ist die Entwicklung einer thermisch auslösenden Sicherung zu niedrigsten Kosten als integriertem Bestandteil moderner Leiterplatten. Im Gegensatz zu herkömmlichen Schmelzsicherungen zielt die Entwicklung darauf ab, elektrische Systeme und/oder Schaltungskreise zuverlässig bei Auftreten definierter Überlasten mit individuell abgestimmter Kennlinie abzuschalten, um damit Gefahren für Menschen, Anlagen und die Umwelt abzuwenden. Damit erhält dieser neue Sicherungstyp folgende Merkmale:
bisherige Lötstellen für die Sicherungen werden verzichtbar: ökologische Vorteile; beträchtliche Kosteneinsparungen in der Fertigung
definierte und eng tolerierte individuelle Absicherung der elektronischen Schaltung hochdivers in allen lastrelevanten Stufen und Verzweigungen
Ermöglichen eines beträchtlichen Zugewinns an Geräte-Betriebssicherheit und nachhaltige Verbesserung der Schadensverhütung (Brandgefahr, Personen- und Sachschäden, ökologische Folgeschäden).
Die Auslösungsgründe liegen in der Verfolgung des Ziele, den Gebrauch und Einsatz von gefährlichen Stoffen weiter zu reduzieren (RoHS-Richtlinie), Kosten in der Elektronik-Fertigung einzudämmen (Know-how-Gewinn, hiesige Arbeitsplätze) und die Gerätesicherheit signifikant zu erhöhen


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenErreicht wurde das Projektziel durch die Abfolge der Arbeitsschritte
Untersuchung der Möglichkeiten und Grenzen der geometrischen Gestaltung der leiterbahnintegrierten Sicherungsstrecken
Untersuchung der Möglichkeiten neuer Materialkombinationen
Untersuchung Neuer Möglichkeiten
Entwicklung und Fertigung von Sicherungselementen
Eingang in das Normungsverfahren.
Die dabei angewandten Methoden umfassen experimentelle Arbeiten (Berechnen, Herstellen und Testen von Labormustern) und schließen Auswertungen der einschlägigen Literatur und Ansätze im Normungsverfahren ein.


Ergebnisse und Diskussion

Das wichtigste Ergebnis des Projektes ist, dass das Vorhabenziel, eine integrierte Leiterbahnsicherung zu entwickeln, erreicht wurde.
Die dafür notwendige Grundvoraussetzung war, die Übertragung wesentlicher Sicherungsfunktionen wie z. B.
Einhalten eines definierten Abschaltstroms,
Beherrschung der Abschalttemperatur und des Ausschaltvermögen
von der bekannten SMD-Sicherungstechnik auf definierte Leiterbahnabschnitte des PCB-Layouts zu übertragen. Die Eigenschaften der dazu notwendigen Materialien wurden ermittelt und untersucht sowie notwendige Herstellungsverfahren erprobt.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Präsentation Internetseite www.schmelzleiter.de
Beitrag in der Elektronik-Praxis (in Bearbeitung)
Fragebogen / Kundenbefragung (in Bearbeitung)


Fazit

Mit der eingeleiteten und von der DBU geförderten Entwicklung konnte gezeigt werden, dass wesentliche Funktionen des Überstromschutzes auf einer Standard-Leiterplatte realisiert werden können, und dass elementare Grundlagen der Sicherungstechnik auf Leiterbahnsicherungen angewandt werden können.
Damit kann der industriellen Leiterplatten- und Elektronikfertigung im Ansatz eine neue Technologie in Aussicht gestellt werden, die der fortschreitenden Miniaturisierung einerseits und der Erhöhung der Gerätesicherheit bei gleichzeitig reduzierten Kosten und erhöhtem Umweltnutzen andererseits Rechnung trägt.

Übersicht

Fördersumme

75.000,00 €

Förderzeitraum

16.03.2009 - 16.09.2010

Bundesland

Nordrhein-Westfalen

Schlagwörter

Klimaschutz
Umweltforschung
Umwelttechnik