DE102021211911A1

DE102021211911A1 - Verfahren zum Herstellen eines induktiven Bauteils und induktives Bauteil

Info

Publication number: DE102021211911A1
Application number: DE102021211911.5A
Authority: DE
Inventors: Klaus Richter
Original assignee: Wuerth Elektronik Eisos GmbH and Co KG
Current assignee: Wuerth Elektronik Eisos GmbH and Co KG
Priority date: 2021-10-21
Filing date: 2021-10-21
Publication date: 2023-04-27
Also published as: TW202329171A; WO2023066701A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines induktiven Bauteils mit einer elektrisch leitfähigen Spule und einem die Spule wenigstens abschnittsweise umgebenden magnetischen Material, wobei die Spule eine Wendel und wenigstens zwei elektrisch mit der Wendel verbundene Anschlussstellen aufweist, wobei folgende Schritte vorgesehen sind: Herstellen einer Vorform aus einer Masse, die Partikel des magnetischen Materials enthält, wobei die Masse insbesondere das magnetische Material in Pulverform, beispielsweise Ferritpulver, und einen Binder enthält, wobei die Vorform einen Hohlraum aufweist, dessen Außenkontur einer Außenkontur der Spule entspricht oder ähnlich ist, Sintern der die Vorform bildenden Masse und dadurch Ausbilden einer Form aus magnetischem Material, Ausgießen des Hohlraums der Form aus dem magnetischen Material mit flüssigem Metall, insbesondere Kupfer, und Abkühlen des Metalls und dadurch Ausbilden der Spule mit der Wendel und den Anschlussstellen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines induktiven Bauteils mit einer elektrisch leitfähigen Spule und einem die Spule wenigstens abschnittsweise umgebenden magnetischen Material, wobei die Spule eine Wendel und wenigstens zwei elektrisch mit der Wendel verbundene Anschlussstellen aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein induktives Bauteil, das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.
Bei der Miniaturisierung induktiver Bauteile ist die elektrische Verlustleistung bei hoher Stromtragfähigkeit wesentlich. Problematisch kann hier die Verbindung der Wendel mit den Anschlussstellen sein, die üblicherweise als Schweiß- oder Lötstelle ausgeführt ist. Die Verbindung der Spule zu den Anschlussstellen hat dadurch einen höheren ohmschen Widerstand, möglicherweise auch einen nicht über den gesamten Querschnitt der Schweiß- oder Lötstelle gleichen ohmschen Widerstand. Dies kann bei der Miniaturisierung induktiver Bauteile für hohe Stromtragfähigkeit zu Verlustleistungen führen, die nicht mehr im tolerierbaren Bereich liegen.
Mit der Erfindung sollen ein Verfahren zum Herstellen eines induktiven Bauteils und ein induktives Bauteil verbessert werden.
Erfindungsgemäß ist hierzu ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 und ein induktives Bauteil mit den Merkmalen von Anspruch 9 vorgesehen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.
Bei einem Verfahren zum Herstellen eines induktiven Bauteils mit einer elektrisch leitfähigen Spule und einem die Spule wenigstens abschnittsweise umgebenden magnetischen Material, wobei die Spule eine Wendel und wenigstens zwei elektrisch mit der Wendel verbundene Anschlussstellen aufweist, sind folgende Schritte vorgesehen: Herstellen einer Vorform aus einer Masse, die Partikel des magnetischen Materials enthält, wobei die Masse insbesondere das magnetische Material in Pulverform, beispielsweise Ferritpulver, und einen Binder enthält, wobei die Vorform einen Hohlraum aufweist, dessen Außenkontur einer Außenkontur der Spule entspricht oder ähnlich ist, Sintern der die Vorform bildenden Masse und dadurch Ausbilden einer Form aus dem magnetischen Material, Ausgießen des Hohlraums der Form aus dem magnetischen Material mit flüssigem Metall, insbesondere Kupfer, und Abkühlen des Metalls und dadurch Ausbilden der Spule mit der Wendel und den Anschlussstellen.
Durch Gießen der Spule lassen sich die Wendel und die Anschlussstellen einstückig ausbilden. Dadurch muss zwischen den Anschlussstellen und der Wendel keine Verbindung in einem separaten Arbeitsschritt hergestellt werden. Es kann dadurch sichergestellt werden, dass eine Verbindung zwischen den Anschlussstellen und der Wendel sich in den elektrischen Eigenschaften nicht von den Anschlussstellen bzw. der Wendel unterscheidet. Insbesondere kann sichergestellt werden, dass eine Verbindung zwischen den Anschlussstellen und der Wendel über den gesamten Querschnitt homogene elektrische Eigenschaften und insbesondere einen homogenen ohmschen Widerstand aufweist. Das Gießen der Spule mit der Wendel und den Anschlussstellen als einstückige Spule bietet daher hinsichtlich der elektrischen Eigenschaften der Spule erhebliche Vorteile. Darüber hinaus wird die Spule in eine Form gegossen, die durch das magnetische Material gebildet ist, welches die Spule bei dem fertiggestellten induktiven Bauteil umgibt. Nach dem Abkühlen des flüssigen Metalls ist das induktive Bauteil somit im Wesentlichen fertiggestellt. Insbesondere entfallen die bisher üblichen arbeitsintensiven Verfahrensschritte, dass eine Wendel in pulverförmiges magnetisches Material eingebettet wird und das pulverförmige magnetische Material dann gepresst wird, um ein handhabbares induktives Bauteil mit einer elektrisch leitfähigen Spule und einem die Spule umgebenden magnetischen Material auszubilden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit nicht nur eine erhebliche Verbesserung der elektrischen Eigenschaften induktiver Bauteile bereitstellen, darüber hinaus erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren auch eine sehr effiziente Herstellung induktiver Bauteile.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Herstellen einer einstückigen Form aus magnetischem Material mittels Sintern der die Form bildenden Masse vorgesehen.
Die Masse enthält beispielsweise das magnetische Material in Pulverform, beispielsweise Ferritpulver, und einen Binder auf Kunststoffbasis. Die Masse bildet eine Vorform, die dann gesintert wird. Beim Sintern wird der Binder ausgetrieben und das in Pulverform vorliegende magnetische Material sintert zu einem Festkörper zusammen. Dies erfolgt durch das Ausbilden von sogenannten Sinterhälsen, mit denen sich die einzelnen Partikel des magnetischen Materials verbinden. Nachdem das magnetische Material einen Festkörper bildet, kann die dadurch entstandene Form mit flüssigem Metall ausgegossen werden, um die Spule mit der Wendel und den Anschlussstellen auszubilden. Beim Sintern treten Formveränderungsprozesse, insbesondere Schrumpfprozesse auf, so dass der Hohlraum der Vorform in der Regel dem Hohlraum der fertiggestellten Form nur ähnlich ist.
In Weiterbildung der Erfindung erfolgt das Ausgießen des Hohlraums der Form vor dem vollständigen Abkühlen der Form aus dem magnetischen Material.
Auf diese Weise kann das erfindungsgemäße Verfahren in energetischer Hinsicht sehr günstig ausgebildet werden. Das Metall muss flüssig sein, um den Hohlraum in der Form ausfüllen zu können. Wenn die Form aber nach dem Sintern noch nicht vollständig abgekühlt ist, erleichtert dies das Fließen des Metalls in und durch die Form.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Herstellen der Vorform aus zwei Formhälften und einem Formkern vorgesehen, wobei zwischen dem Formkern und den beiden Formhälften der der Wendel entsprechende oder ähnliche Hohlraum gebildet ist.
Beispielsweise werden die Formhälften und der Formkern aus Ferritpulver vermischt mit einem Kunststoffbinder hergestellt und zu der Vorform zusammengesetzt. Beim Sintern der Vorform verbinden sich dann die zwei Formhälften und der Formkern zu einer einstückigen Form, indem auch zwischen den Kontaktflächen der beiden Formhälften und des Formkerns Sinterhälse ausgebildet werden. Mit anderen Worten werden die zwei Formhälften und der Formkern zusammengesintert, um dann die einstückige Form zu bilden, die mit dem flüssigen Metall ausgegossen werden kann.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Verkleben der Formhälften und des Kerns vor dem Sintern vorgesehen.
In Weiterbildung der Erfindung wird als Kleber ein Binder vermischt mit Partikeln des magnetischen Materials verwendet.
In Weiterbildung der Erfindung weist der Binder Wasserglas auf.
Das Verkleben der Formhälften und des Kerns vor dem Sintern erleichtert die Handhabung der Vorform und sorgt für eine zuverlässige Ausbildung einer einstückigen Form durch das Sintern. Es hat sich dabei herausgestellt, dass Wasserglas vermischt mit Partikeln des magnetischen Materials, beispielsweise Wasserglas vermischt mit Ferritpulver, sehr gut geeignet ist, um beim Sintern die einstückige Form aus mehreren Formbestandteilen herzustellen. Als Wasserglas werden amorphe, wasserlösliche Natriumsilikate (Na₂SiO₃), Kaliumsilikate (K₂Si₂O₅) oder Lithiumsilikate (Li₂SiO₃) bezeichnet.
In Weiterbildung der Erfindung ist das Beschichten des Hohlraums in der Form mit einer temperaturbeständigen und elektrisch isolierenden Schicht, insbesondere mit Wasserglas, vor dem Ausgießen des Hohlraums mit flüssigem Metall vorgesehen.
Wasserglas kann eine elektrisch isolierende Schicht zwischen der Spule und dem magnetischen Material bilden. Wasserglas ist entweder als Schmelze oder in Lösung mit Wasser flüssig und kann daher dazu verwendet werden, den Hohlraum auszukleiden oder zu benetzen. Das Wasserglas bleibt nach dem Erstarren oder Trocknen des Wasserglases auf den Innenflächen der Form als Schicht erhalten, wenn die Form mit flüssigem Metall, beispielsweise Kupfer, ausgegossen wird. Dadurch können die elektrischen Eigenschaften des induktiven Bauteils deutlich verbessert werden, da dann die Wasserglasschicht eine elektrisch isolierende Schicht zwischen dem magnetischen Material, beispielsweise Ferrit, und der Spule, beispielsweise einer Kupferspule, bildet.
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird auch durch ein induktives Bauteil gelöst, das mit einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist, wobei die Spule einstückig ausgebildet ist und die Anschlussstellen einstückig mit der Wendel ausgebildet sind.
Ein solches induktives Bauteil weist sehr gute elektrische Eigenschaften auf, da sich der ohmsche Widerstand an der Verbindung zwischen den Anschlussstellen und der Wendel nicht vom ohmschen Widerstand der Anschlussstellen bzw. der Wendel unterscheidet. Insbesondere wird dadurch das Auftreten von elektrischer Verlustleistung an der Verbindung zwischen den Anschlussstellen und der Wendel vermieden.
In Weiterbildung der Erfindung ist das die Spule umgebende magnetische Material einstückig ausgebildet.
Dadurch werden verbesserte elektrische Eigenschaften erreicht, da durch einstückige Ausbildung des die Spule umgebenden magnetischen Materials keine Luftspalte vorliegen und dadurch Verluste vermieden werden. Durch Sintern der Formhälften und des Formkerns zu einem einstückigen Bauteil kann das die Spule umgebende magnetische Material einstückig ausgebildet werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. In den Zeichnungen zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer Vorform, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird,
2 die Vorform der 1, wobei eine obere Formhälfte abgenommen wurde,
3 eine untere Formhälfte der Vorform der 1 in einer Ansicht von schräg oben,
4 eine perspektivische Ansicht einer Form, die aus der Vorform der 1 durch Sintern entsteht, in einer Ansicht von unten,
5 die obere Formhälfte der Form der 1 in einer Ansicht von schräg unten,
6 ein fertiggestelltes erfindungsgemäßes induktives Bauteil in einer Ansicht von schräg vorne,
7 eine Schnittansicht des induktiven Bauteils der 6,
8 eine Spule des induktiven Bauteils der 6, wobei das umgebende magnetische Material weggelassen wurde,
9 eine Schnittansicht des induktiven Bauteils der 6, wobei das die Spule umgebende magnetische Material transparent dargestellt wurde, und
10 eine weitere Schnittansicht des induktiven Bauteils der 6, wobei das die Spule umgebende magnetische Material transparent dargestellt wurde.

Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines induktiven Bauteils mit einer elektrisch leitfähigen Spule und einem die Spule wenigstens abschnittsweise umgebenden magnetischen Material ist zunächst das Herstellen einer Vorform aus einer Masse vorgesehen, die Partikel des magnetischen Materials enthält. Beispielsweise enthält die Masse das magnetische Material in Pulverform, beispielsweise Ferritpulver, und einen Binder, beispielsweise einen Binder auf Kunststoffbasis. Die in 1 dargestellte Vorform 10 weist dann einen Hohlraum auf, der in 1 nicht erkennbar ist und dessen Außenkontur einer Außenkontur der Spule entspricht oder ähnlich ist.
Die Vorform 10 besteht gemäß 1 aus einer unteren Formhälfte 12, einer oberen Formhälfte 14 und einem Formkern 16. Die beiden Formhälften 12, 14 und der Formkern 16 werden nachstehend noch im Einzelnen erläutert. Die Formhälften 12, 14 und der Formkern 16 werden, wie ausgeführt wurde, aus einer Masse hergestellt, die Partikel des magnetischen Materials und einen Binder enthält. Die beiden Formhälften 12, 14 werden unter Zwischenfügen des Formkerns 16 dann so zusammengesetzt, dass die in 1 dargestellte Vorform 10 entsteht. Die Formhälften 12, 14 und der Formkern 16 werden dann durch Sintern miteinander verbunden, so dass sie nach dem Sintern eine einstückige Form bilden. Beim Sintern bilden sich zwischen den Partikeln des magnetischen Materials sogenannte Sinterhälse aus, mit anderen Worten wird der Binder ausgetrieben, indem beim Sintern hohe Temperaturen angewendet werden, und die Partikel des magnetischen Materials verbinden sich zu einem Festkörper Dabei können Formänderungsprozesse, insbesondere Schrumpfprozesse, auftreten. Aus diesem Grund ist der Hohlraum in der Vorform 10 der Außenkontur der fertiggestellten Spule in der Regel nur ähnlich. Der Hohlraum in der bereits gesinterten einstückigen Form entspricht hingegen der Außenkontur der fertiggestellten Spule.
Nach dem Sintern liegt somit eine einstückige Form vor, innerhalb derer ein Hohlraum gebildet ist, dessen Außenkontur der Außenkontur der Spule, also der Anschlussstellen und der Wendel entspricht. Dieser Hohlraum wird dann mit flüssigem Metall, beispielsweise flüssigem Kupfer, ausgegossen. Dadurch entsteht eine einstückige Spule und speziell sind die Anschlussstellen und die Wendel der Spule einstückig ausgebildet, so dass an der Verbindung zwischen den Anschlussstellen und der Spule keine größeren elektrischen Verlustleistungen auftreten können als im übrigen Volumen der Anschlussstellen und der Wendel.
Nach dem Abkühlen des flüssigen Metalls ist das induktive Bauteil dann im Wesentlichen fertiggestellt, da die Form aus dem magnetischen Material besteht, das im fertiggestellten Zustand des induktiven Bauteils die Spule umgibt.
Um in energetischer Hinsicht Vorteile zu erzielen, wird die Form nach dem Sintern noch vor dem vollständigen Abkühlen mit dem flüssigen Metall ausgegossen. Dies erleichtert das Verteilen des flüssigen Metalls innerhalb des Hohlraums. Kupfer hat einen Schmelzpunkt im Bereich von etwa 1.000 °C bis 1100 °C. Beispielsweise wird die Vorform 10 bei einer Temperatur im Bereich von 800 °C bis 900 °C gesintert. Das Ausgießen der einstückigen Form kann dann erfolgen, wenn die Form noch eine Temperatur zwischen etwa 500 °C und 600 °C aufweist.
2 zeigt die untere Formhälfte 14 und den Formkern 16, wobei die obere Formhälfte 14 abgenommen wurde. Zwischen dem Formkern 16 und der unteren Formhälfte 12 sind nun drei Nuten 18 zu erkennen, die in die untere Formhälfte 12 eingearbeitet sind. Die Nuten 18 werden durch die Außenfläche des kreiszylindrischen Kerns 16 verschlossen, so dass der Formkern 16 und die Nuten 18 dadurch Abschnitte des Hohlraums bilden, dessen Außenkontur der Außenkontur der Wendel entspricht oder dieser ähnlich ist. Beim Ausgießen mit flüssigem Metall bilden sich dadurch in den Nuten 18 Abschnitte der Wendel aus.
3 zeigt die untere Formhälfte 12 in einer Ansicht von oben. Zu erkennen ist, dass die untere Formhälfte 12 eine quaderförmige Grundform mit einer Ausnehmung 20 in Form eines Halbkreiszylinders aufweist. Die Ausnehmung 20 ist, siehe 1 und 2, auf den kreiszylindrischen Formkern 16 abgestimmt, so dass also der Formkern 16, siehe 2, zur Hälfte in der Ausnehmung 20 aufgenommen werden kann und dabei die Außenfläche des Formkerns 16 dicht an der Fläche der Ausnehmung 20 anliegt. In der Ausnehmung 20 sind die beiden Nuten 18 ausgebildet. Weiter sind in der Ansicht der 3 zwei Bohrungen 22 zu erkennen, die sich ausgehend von der Oberseite der unteren Formhälfte 12 nach unten zu deren Unterseite erstrecken. Die Bohrungen 22 bilden in der fertiggestellten Form einen Hohlraum mit einer Außenkontur aus, die der Außenkontur der Anschlussstellen der Spule entspricht. Durch eine der Bohrungen 22 oder beide Bohrungen 22 kann flüssiges Metall eingefüllt werden.
An der Oberseite der unteren Formhälfte 12 ist ein Vorsprung 24 in Form einer Kugelhälfte zu erkennen. Dieser Vorsprung 24 greift in eine passende Ausnehmung der oberen Formhälfte 14 ein und sichert dadurch die korrekte Ausrichtung der unteren Formhälfte 12 und der oberen Formhälfte 14. Es können weitere Vorsprünge vorgesehen sein, um die korrekte Ausrichtung der beiden Formhälften 12, 14 und des Kerns 16 zu sichern. Da der Formkern 16 aber ebenfalls zu einer korrekten Ausrichtung der unteren Formhälfte 12 und der oberen Formhälfte 14 beiträgt, genügt bei der dargestellten Ausführungsform ein einziger Vorsprung 24 zur korrekten Ausrichtung der beiden Formhälften 12, 14.
4 zeigt die fertiggestellte Form 11 von der Unterseite her nach dem Sintern. In 4 sind der Übersichtlichkeit halber noch gestrichelte Trennlinien zwischen den beiden Formhälften 12, 14 und dem Formkern 16 eingezeichnet. Nach dem Sintern sind diese Trennlinien aber in der Regel nicht mehr zu erkennen, in jedem Fall bildet die Form 11 nach dem Sintern ein einstückiges Bauteil.
An der Unterseite sind die Bohrungen 22 zu erkennen. Die Bohrungen 22 in der fertiggestellten Form 11 dienen dazu, flüssiges Metall, beispielsweise flüssiges Kupfer, einzufüllen, um dadurch die Spule innerhalb der Form 11 auszubilden.
Vor dem Ausgießen des Hohlraums der Form 11 mit flüssigem Metall kann der Hohlraum der Form 11 mit flüssigem Wasserglas benetzt oder ausgekleidet werden. Das Wasserglas verfestigt dann an den Oberflächen des Hohlraums und bildet auch nach dem Ausgießen mit flüssigem Metall eine Isolierschicht zwischen dem Metall der Spule und dem magnetischen Material der Form 11. Die Oberflächen der beiden Formhälften 12, 14 und des Kerns 16, die den Hohlraum bilden und die nach dem Zusammensetzen der beiden Formhälften 12, 14 und des Formkerns 16 und nach dem Sintern dann die Form 11 bilden, können vor dem Sintern mit Wasserglas beschichtet werden. An den Kontaktflächen der Formhälften 12, 14 und des Formkerns 16 führt dies zu einem Verkleben der Formhälften 12, 14 und des Formkerns 16 vor dem Sintern. Dies erleichtert die Handhabung des sogenannten Grünlings vor dem Sintern der Vorform 10. Das Ausgießen mit Wasserglas kann auch erst nach dem Sintern, also im Hohlraum der fertiggestellten Form 11, erfolgen. An den Oberflächen des Hohlraums kann die Schicht aus Wasserglas dann, wie bereits erörtert wurde, nach dem Ausgießen mit flüssigem Metall eine elektrische Isolierschicht zwischen dem Metall und dem magnetischen Material, aus dem die Form 11 besteht, bilden.
5 zeigt die obere Formhälfte 14 in einer Ansicht von schräg unten. Zu erkennen ist eine Ausnehmung 26 in Form einer Halbkugel, die passend zu dem halbkugelförmigen Vorsprung 24 an der unteren Formhälfte 12 ausgebildet ist, siehe 3. Beim Aufeinandersetzen der Formhälften 12, 14 sorgen der Vorsprung 24 und die Ausnehmung 26 für eine korrekte Ausrichtung der Formhälften 12, 14 zueinander. Ein Verdrehen der beiden Formhälften 12, 14 um den Vorsprung 24 bzw. die Ausnehmung 26 wird durch das Einlegen des Formkerns 16 verhindert.
Die obere Formhälfte 14 weist ebenfalls eine Ausnehmung 20 in Form eines halben Kreiszylinders auf. In dieser Ausnehmung sind insgesamt drei Nuten 18 mit jeweils halbkreisförmigem Querschnitt zu erkennen, die sich über 180° erstrecken. Die Nuten 18 bilden dann zusammen mit der Oberfläche des Formkerns 16 einen Hohlraum mit einer Außenkontur, die der Außenkontur von Abschnitten der Wendel der Spule entspricht oder ähnlich ist.
6 zeigt ein erfindungsgemäßes induktives Bauteil 30. Das Bauteil 30 weist die Form 11 auf, die durch magnetisches Material 32 gebildet ist. Innerhalb des magnetischen Materials 32 ist im Hohlraum der Form 11 eine in 6 nicht erkennbare Spule angeordnet. Die Spule 20 ist an der Unterseite des quaderförmigen magnetischen Materials 32 mittels zweier elektrischer Kontaktflächen 34 elektrisch verbunden. Die Kontaktflächen 34 können im Rahmen der Erfindung beim Ausgießen der Form 11, siehe 4, mit flüssigem Metall hergestellt werden, sie können aber auch nachträglich auf eine Unterseite des magnetischen Materials 32 aufgebracht werden.
7 zeigt eine Schnittansicht des induktiven Bauteils 30 der 6. Zu erkennen ist, dass das magnetische Material 32 einstückig ausgebildet ist. Weiter ist die Wendel 36 zu erkennen, die innerhalb des magnetischen Materials 32 liegt und in der Darstellung der 7 mehrfach angeschnitten ist.
8 zeigt die Spule 40 des erfindungsgemäßen induktiven Bauteils 30, wobei das magnetische Material 32 weggelassen wurde und wobei die Spule 40 aus der Wendel 36 und Anschlussstellen 38 gebildet ist. Die Anschlussstellen 38 und die Wendel 36 werden, wie erörtert wurde, beim Ausgießen der Form 11 gebildet und die Spule 40 ist infolgedessen einstückig ausgeführt. Im Bereich einer Verbindung zwischen den Anschlussstellen 38 und der Wendel 36 ist der ohmsche Widerstand pro Querschnittsfläche somit gleich wie in den übrigen Bereichen der Anschlussstellen 38 und der Wendel 36.
Die Trennlinien zwischen den Anschlussstellen 38 und der Wendel 36 sowie die Trennlinien im Verlauf der Wendel 36 sind in der Darstellung der 8 lediglich Hilfslinien. Wie ausgeführt wurde, ist die Spule 40 als einstückiges Bauteil durch Gießen hergestellt.
Die Kontakte 34 können, wie ausgeführt wurde, entweder beim Ausgießen der Form 11 mit hergestellt werden oder sie können nachträglich aufgebracht und mit den Anschlussstellen 38 verbunden werden.
Der Formkern 16 ist, siehe 2, bei der erörterten Ausführungsform kreiszylindrisch ausgebildet. Dies führt zu einer halbkreisförmigen Querschnittsform der Wendel 36. Im Rahmen der Erfindung kann die Querschnittsform der Wendel 36 sowie der Anschlussstellen 38 frei gewählt werden. Beispielsweise könnte die Oberfläche des Formkerns 16 mit im Querschnitt halbkreisförmigen Nuten versehen werden, um auch der Wendel 36 einen kreisförmigen Querschnitt zu geben. Die Anschlussstellen 38 müssen nicht notwendigerweise kreiszylindrisch ausgeführt werden. Beispielsweise kann sich der Querschnitt der Anschlussstellen 38 zu den Kontaktflächen 34 hin erweitern, um eine möglichst verlustarme elektrische Verbindung zwischen den Kontakten 34 und den Anschlussstellen 38 zu ermöglichen.
9 zeigt eine weitere Schnittansicht des erfindungsgemäßen induktiven Bauteils 30. In der Ansicht der 9 wurde das magnetische Material 32 transparent dargestellt. In der Ansicht der 9 sind somit Abschnitte der Wendel 36 und der Anschlussstellen 38 sowie der Kontakte 34 zu erkennen.
10 zeigt eine weitere Schnittansicht des induktiven Bauteils 30. Die Schnittebene wurde gegenüber der 9 zum Betrachter hin verschoben und das magnetische Material 32 ist wieder transparent dargestellt. In der Schnittansicht der 10 ist somit die vollständige Spule 40 zu erkennen, die in das magnetische Material 32 eingebettet ist, so dass lediglich noch die Stirnseiten der Anschlussstellen 38 von der Unterseite des eine Quaderform aufweisenden magnetischen Materials 32 her zugänglich sind. An dieser Unterseite sind auch die Kontakte 34 angeordnet.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines induktiven Bauteils (30) mit einer elektrisch leitfähigen Spule (40) und einem die Spule (40) wenigstens abschnittsweise umgebenden magnetischen Material (32), wobei die Spule (40) eine Wendel (36) und wenigstens zwei elektrisch mit der Wendel (36) verbundene Anschlussstellen (38) aufweist, mit den Schritten: Herstellen einer Vorform (10) aus einer Masse, die Partikel des magnetischen Materials (32) enthält, wobei die Masse insbesondere das magnetische Material (32) in Pulverform, beispielsweise Ferritpulver, und einen Binder enthält, wobei die Vorform (10) einen Hohlraum aufweist, dessen Außenkontur einer Außenkontur der Spule (40) entspricht oder ähnlich ist, Sintern der die Vorform (10) bildenden Masse und dadurch Ausbilden einer Form (11) aus magnetischem Material (32), Ausgießen des Hohlraums der Form (11) aus dem magnetischen Material (32) mit flüssigem Metall, insbesondere Kupfer, und Abkühlen des Metalls und dadurch Ausbilden der Spule (40) mit der Wendel (36) und den Anschlussstellen.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einstückiges Herstellen der Form (11) aus magnetischem Material (32) mittels Sintern der die Vorform (10) bildenden Masse.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet Ausgießen des Hohlraums vor dem vollständigen Abkühlen der Form (11) aus dem magnetischen Material (32).
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Herstellen der Vorform (10) aus zwei Formhälften (12, 14) und einem Formkern (16), wobei zwischen den beiden Formhälften (12, 14) und dem Formkern (16) der der Wendel (36) entsprechende oder ähnliche Hohlraum gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Verkleben der Formhälften (12, 14) und des Formkerns (16) vor dem Sintern.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Kleber einen Binder vermischt mit Partikeln des magnetischen Materials (32) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei der Binder Wasserglas aufweist.
Verfahren nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Beschichten des Hohlraums in der Vorform (10) oder der Form (11) mit einer temperaturbeständigen und elektrisch isolierenden Schicht, insbesondere mit Wasserglas, vor dem Ausgießen des Hohlraums mit flüssigem Metall.
Induktives Bauteil (30), hergestellt mit einem Verfahren nach wenigsten einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Spule (40) einstückig ausgebildet ist, so dass die Anschlussstellen (38) einstückig mit der Wendel (36) ausgebildet sind.
Induktives Bauteil nach Anspruch 9, wobei das die Spule (40) umgebende magnetische Material (32) einstückig ausgebildet ist.