DE102022134934A1 - Inductive component, mold tool and embedding method - Google Patents
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Abstract
Es wird ein leicht herstellbares induktives Bauelement mit präzise einstellbaren elektrischen und magnetischen Eigenschaften angegeben. Dazu hat das induktive Bauelement einen Körper mit einem Zentralbereich eines elektrischen Leiters. Der Zentralbereich ist im Körper zentriert. Ferner hat der Körper eine oder mehrere nach außen geöffnete Ausnehmungen.An easily manufactured inductive component with precisely adjustable electrical and magnetic properties is specified. The inductive component has a body with a central region of an electrical conductor. The central region is centered in the body. The body also has one or more recesses that open outwards.
Description
Die Erfindung betrifft induktive Bauelemente, speziell induktive Bauelemente mit verbesserten magnetischen Eigenschaften, Mold-Werkzeuge zur Herstellung solcher Bauelemente und Verfahren zum Einbetten, z.B. zum Einbetten von elektrischen Leitern in einen Bauelement-Körper.The invention relates to inductive components, especially inductive components with improved magnetic properties, mold tools for producing such components and methods for embedding, e.g. for embedding electrical conductors in a component body.
Induktive Bauelemente können in elektrischen Schaltkreisen Verwendung finden, wo sie induktive Schaltungselemente realisieren. Die Induktivitäten solcher Bauelemente sind im Allgemeinen durch die Form eines elektrischen Leiters und der magnetischen Eigenschaften dessen Umgebung charakterisiert. So kann eine Spule in einem Umgebungsmaterial vergossen sein. Die Position der Spule im Vergussmaterial beeinflusst dabei die magnetischen und elektrischen Eigenschaften des entsprechenden Bauelements.Inductive components can be used in electrical circuits where they implement inductive circuit elements. The inductances of such components are generally characterized by the shape of an electrical conductor and the magnetic properties of its surroundings. For example, a coil can be encapsulated in a surrounding material. The position of the coil in the encapsulation material influences the magnetic and electrical properties of the corresponding component.
Zum Beispiel aus den Druckschriften
Es besteht allerdings noch der Wunsch nach induktiven Bauelementen, die durch einfache, leicht durchzuführende Herstellungsschritte erzeugbar sind und dabei präzise einstellbare magnetische Eigenschaften aufweisen. Ebenso ist ein induktives Bauelement wünschenswert, bei dem Kontaktanschlüsse zur Verschaltung mit einer externen Schaltungsumgebung exakt lokalisiert und präzise ausgerichtet sind.However, there is still a desire for inductive components that can be produced using simple, easy-to-perform manufacturing steps and that have precisely adjustable magnetic properties. An inductive component is also desirable in which contact connections for connection to an external circuit environment are precisely located and aligned.
Dazu werden ein induktives Bauelement bzw. ein Mold-Werkzeug und ein Verfahren zum Einbetten eines elektrischen Leiters gemäß den unabhängigen Ansprüchen angegeben. Abhängige Ansprüche geben vorteilhaften Ausgestaltungen an.For this purpose, an inductive component or a mold tool and a method for embedding an electrical conductor are specified according to the independent claims. Dependent claims specify advantageous embodiments.
Das induktive Bauelement umfasst einen elektrischen Leiter. Der elektrische Leiter hat einen ersten Anschluss und einen zweiten Anschluss. Ferner hat der elektrische Leiter einen Zentralbereich. Der Zentralbereich ist elektrische zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss angeordnet. Ferner hat das induktive Bauelement einen Körper, in dem der Zentralbereich angeordnet ist. Der Zentralbereich ist dabei im Körper zentriert. Ferner weist der Körper eine erste, nach außen geöffnete Ausnehmung auf.The inductive component comprises an electrical conductor. The electrical conductor has a first connection and a second connection. The electrical conductor also has a central region. The central region is arranged electrically between the first connection and the second connection. The inductive component also has a body in which the central region is arranged. The central region is centered in the body. The body also has a first recess that is open to the outside.
Die elektrische Anordnung des Zentralbereichs zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss bedeutet im Wesentlichen, dass der elektrische Leiter so ausgestaltet ist, dass der Zentralbereich des elektrischen Leiters zwischen dem ersten Anschluss und dem zweiten Anschluss in Serie verschaltet ist. Das Zentriertsein des Zentralbereichs im Körper bewirkt, dass die Prozession des Zentralbereichs im Körper mit hoher Präzision festgelegt ist. Dadurch ist die magnetische Umgebung des Zentralbereichs des elektrischen Leiters im Wesentlichen mit hoher Präzision festgelegt, so dass die elektrischen und magnetischen Eigenschaften des induktiven Elements mit hoher Präzision einstellbar sind.The electrical arrangement of the central region between the first terminal and the second terminal essentially means that the electrical conductor is designed such that the central region of the electrical conductor is connected in series between the first terminal and the second terminal. The centering of the central region in the body means that the procession of the central region in the body is determined with high precision. As a result, the magnetic environment of the central region of the electrical conductor is essentially determined with high precision, so that the electrical and magnetic properties of the inductive element can be adjusted with high precision.
Das Vorhandensein der nach außen geöffneten Ausnehmung steht dabei in einem direkten Zusammenhang mit hoher Präzision einstellbaren Induktivität. So dient die nach außen geöffnete Ausnehmung dazu während des Herstellungsverfahrens des induktiven Bauelements den elektrischen Leiter und insbesondere seinen Zentralbereich an der dafür vorgesehenen Position zu halten. Mold-Materialien können dann dazu verwendet werden den Zentralbereich zu umgeben, wobei selbst bei hohen Mold-Drücken ein sicheres Fixieren des Zentralbereichs gewährleistet ist. Die Position innerhalb des Körpers und damit die Dicken des Materials des Körpers in den verschiedenen Richtungen um den Zentralbereich herum sind somit fest definiert, woraus die hohe Präzision der Einstellbarkeit der elektrischen magnetischen Eigenschaften des induktiven Bauelements resultiert.The presence of the recess that opens outwards is directly related to the high precision adjustable inductance. The recess that opens outwards serves to hold the electrical conductor and in particular its central area in the intended position during the manufacturing process of the inductive component. Mold materials can then be used to surround the central area, whereby a secure fixation of the central area is guaranteed even at high mold pressures. The position within the body and thus the thicknesses of the material of the body in the various directions around the central area are thus firmly defined, which results in the high precision of the adjustability of the electrical magnetic properties of the inductive component.
Der Zentralbereich des elektrischen Leiters ist dabei im Wesentlichen derjenige Bereich des Leiters der maßgeblich die elektrischen bzw. magnetischen Eigenschaften des induktiven Bauelements bestimmt.The central area of the electrical conductor is essentially the area of the conductor that largely determines the electrical or magnetic properties of the inductive component.
Es ist möglich, dass eine oder mehrere Ausnehmungen jeweils mit der jeweiligen Seitenfläche einen Winkel β mit 0° ≤ β ≤ 20° einschließen. Die jeweilige Seitenfläche ist dabei die Seitenfläche, die die jeweilige Ausnehmung enthält. Das Vorliegen eines Winkels > 0° bedeutet, dass die Ausnehmung, speziell ihre Seitenfläche schräg zur Seite ist. Dadurch ist es möglich - insbesondere, wenn zwei Ausnehmungen gegenüber angeordnet sind, den Zentralbereich zu fixieren und sogar nach unten zu drücken, so dass eine Seite eines Anschlusses so optimal für ein späteres Verlöten ausgerichtet ist und der Zentralbereich relativ zum Material des Körpers ausgerichtet ist. Ein zugehöriges Mold-Werkzeug kann dazu einen V-förmigen Bereich aufweisen, bei dem die Öffnung des Bereichs nach unten zeigt. D.h. die Öffnung des „V“ zeigt nach unten.It is possible for one or more recesses to enclose an angle β with 0° ≤ β ≤ 20° with the respective side surface. The respective side surface is the side surface that contains the respective recess. The presence of an angle > 0° means that the recess, specifically its side surface, is slanted to the side. This makes it possible - particularly when two recesses are arranged opposite each other - to fix the central area and even press it downwards so that one side of a connection is optimally aligned for later soldering and the central area is aligned relative to the material of the body. An associated mold tool can have a V-shaped area with the opening of the area pointing downwards. This means that the opening of the "V" points downwards.
Es ist möglich, dass der elektrische Leiter in dem Zentralbereich zu einer oder mehreren Spule(n) geformt ist. Der elektrische Leiter kann dabei aus einem oder mehreren Drähten bestehen oder einen Draht umfassen dessen entsprechende Abschnitt zu Windungen geformt ist, die die Spule(n) des induktiven Bauelements ergeben.It is possible that the electrical conductor in the central area is formed into one or more coils. The electrical conductor can consist of one or more wires or a Wire whose corresponding section is formed into turns that form the coil(s) of the inductive component.
Der erste Anschluss und der zweite Anschluss des elektrischen Leiters stellen dabei Anschlussmöglichkeiten des induktiven Bauelements dar, mit dem das induktive Bauelement mit einer externen Schaltungsumgebung verschaltbar ist. Der erste Anschluss und der zweite Anschluss können dabei auf unterschiedlichen Seiten des induktiven Bauelements aus dem Körper des Bauelements herausragen. Allerdings ist es auch möglich, dass beide Anschlüsse auf derselben Seite des Körpers herausragen. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das induktive Bauelement mittels SMD-Technik (SMD = surface mounted device) mit einer Leiterplatte verschaltbar sein soll.The first connection and the second connection of the electrical conductor represent connection options of the inductive component, with which the inductive component can be connected to an external circuit environment. The first connection and the second connection can protrude from the body of the component on different sides of the inductive component. However, it is also possible for both connections to protrude on the same side of the body. This is particularly advantageous if the inductive component is to be connected to a circuit board using SMD technology (SMD = surface mounted device).
Die Spule kann dabei im Wesentlichen kreisförmige Windungen aufweisen. Die Spule kann dabei insbesondere eine Zylinderspule oder eine Planarspule sein. Allerdings ist es auch möglich, dass die Windungen der Spule einem ovalen Querschnitt folgen oder einem rechteckförmigen Querschnitt folgen.The coil can have essentially circular turns. The coil can in particular be a cylindrical coil or a planar coil. However, it is also possible for the turns of the coil to follow an oval cross-section or a rectangular cross-section.
Es ist möglich, dass der Körper des induktiven Bauelements, in dem sich der Zentralbereich befindet, ein Mold-Material enthält oder aus einem Mold-Material besteht.It is possible that the body of the inductive component in which the central region is located contains a mold material or consists of a mold material.
Ferner ist es möglich, dass der Zentralbereich des elektrischen Leiters in Körper des induktiven Bauelements eingebettet ist.Furthermore, it is possible that the central region of the electrical conductor is embedded in the body of the inductive component.
Das Einbetten mittels Molden (Vergießen) stellt eine einfach durchführbare Möglichkeit zur Herstellung eines induktiven Bauelements dar. Dabei ist es möglich, dass der Zentralbereich und das den Zentralbereich umgebende Mold-Material zusammen ein monolithisch gebildetes induktives Bauelement ergeben. Dabei ist der Zentralbereich des elektrischen Leiters im Wesentlichen über seine ganze Länge in direktem Kontakt mit dem Mold-Material.Embedding by means of molding (casting) is a simple way of producing an inductive component. It is possible for the central area and the mold material surrounding the central area to form a monolithically formed inductive component. The central area of the electrical conductor is essentially in direct contact with the mold material over its entire length.
Es ist möglich, dass der Körper eine zweite, nach außen geöffnete Ausnehmung enthält, die der ersten Ausnehmung so gegenüberliegend am Körper angeordnet ist, dass der Zentralbereich zwischen der ersten und der zweiten Ausnehmung angeordnet ist.It is possible for the body to contain a second recess which is open towards the outside and which is arranged opposite the first recess on the body such that the central region is arranged between the first and the second recess.
Die Bedeutung der Ausnehmungen besteht darin, das während der Herstellung das zugehörige Mold-Werkzeug entsprechend geformte Elemente, z.B. Rippen oder Lamellen aufweist, die den Zentralbereich des induktiven Bauelements während des Vergießens an seiner Position halten. Rippen des Mold-Werkzeugs können dabei aus verschiedenen Richtungen, z.B. aus gegenüberliegenden Richtungen, gegen den Zentralbereich des elektrischen Leiters drücken und ihn so mit hoher Präzision an einer unveränderlichen Position halten, auch wenn während des Moldens, d.h. während des Vergießens mit der Vergussmasse, ein je nach Mold-Material nötiger, hoher Mold-Druck zum Vergießen aufzuwenden ist.The importance of the recesses is that during production the associated mold tool has correspondingly shaped elements, e.g. ribs or lamellae, which hold the central area of the inductive component in its position during casting. Ribs of the mold tool can press against the central area of the electrical conductor from different directions, e.g. from opposite directions, and thus hold it in a fixed position with high precision, even if during molding, i.e. during casting with the casting compound, a high mold pressure is required for casting, depending on the mold material.
Insbesondere hat das Mold-Werkzeug einen Hohlraum, der dazu vorgesehen ist durch die Mold-Masse gefüllt zu werden, wobei die Füllung des Hohlraums durch das Mold-Material den späteren Körper bildet, in dem der elektrische Leiter mit seinem Zentralbereich monolithisch eingeschlossen ist.In particular, the mold tool has a cavity which is intended to be filled by the mold mass, whereby the filling of the cavity by the mold material forms the subsequent body in which the electrical conductor is monolithically enclosed with its central region.
Die Begrenzung des Hohlraums des Mold-Werkzeugs einerseits und das mit hoher Präzision definierte Positionieren des Zentralbereichs andererseits resultiert in einem induktiven Bauelement, dessen äußere Abmessungen präzise einstellbar sind und dessen Zentralbereich des elektrischen Leiters mit hoher Präzision so bestimmt ist, dass die magnetische Umgebung des elektrischen Leiters und insbesondere des Zentralbereichs mit hoher Präzision bestimmt ist.The limitation of the cavity of the mold tool on the one hand and the positioning of the central region defined with high precision on the other hand results in an inductive component whose external dimensions can be precisely adjusted and whose central region of the electrical conductor is determined with high precision so that the magnetic environment of the electrical conductor and in particular of the central region is determined with high precision.
Damit sind die elektrischen und magnetischen Eigenschaften des induktiven Bauelements mit hoher Genauigkeit einstellbar, so dass ein induktives Bauelement mit präzisen elektrischen und magnetischen Eigenschaften erhalten wird und das induktive Bauelement durch einfach durchzuführende Verfahrensschritte herstellbar ist.This allows the electrical and magnetic properties of the inductive component to be adjusted with high precision, so that an inductive component with precise electrical and magnetic properties is obtained and the inductive component can be manufactured by simple process steps.
Es ist möglich, dass das induktive Bauelement ferner weitere erste Ausnehmungen im Körper aufweist.It is possible that the inductive component further has further first recesses in the body.
Die Zahl der Ausnehmungen im Körper, d.h. der möglichen Stellen bzw. Richtungen aus denen der Zentralbereich des elektrischen Leiters während des Umgießens fixierbar ist, bestimmt die Präzision, mit der Zentralbereich einstellbar ist und den mechanischen Widerstand, den der Zentralbereich bei dem Umgießen der Vergussmasse entgegenbringen kann.The number of recesses in the body, i.e. the possible locations or directions from which the central area of the electrical conductor can be fixed during encapsulation, determines the precision with which the central area can be adjusted and the mechanical resistance that the central area can offer when the encapsulation compound is encapsulated.
Allerdings können die Ausnehmungen, in denen der entsprechende Leiterabschnitt des elektrischen Leiters weniger Mold-Material in seiner Umgebung enthält, als Inhomogenitäten der magnetischen Umgebung des induktiven Bauelements gesehen werden. Deshalb ergibt sich im Allgemeinen für ein bestimmtes induktives Bauelement eine bestimmte Anzahl an Ausnehmungen und bestimmte Positionen für die Ausnehmungen, so dass die vorteilhaften Eigenschaften der Ausnehmungen das Fehlen des entsprechenden Materials überwiegt.However, the recesses in which the corresponding conductor section of the electrical conductor contains less mold material in its environment can be seen as inhomogeneities in the magnetic environment of the inductive component. Therefore, in general, a certain number of recesses and certain positions for the recesses result for a certain inductive component, so that the advantageous properties of the recesses outweigh the lack of the corresponding material.
Die Tiefen der Ausnehmungen und die Breiten der Ausnehmungen sind dabei idealerweise so gewählt, dass die nötige mechanische Stabilität bei der Positionierung des Zentralbereichs ausreichend groß und die Störung der magnetischen Umgebung ausreichend klein sind.The depths and widths of the recesses are ideally selected so that the necessary mechanical stability when positioning the central area is sufficiently large and the disturbance of the magnetic environment is sufficiently small.
Entsprechend ist es auch möglich, dass das induktive Bauelement weitere zweite Ausnehmungen im Körper umfasst. Dabei sind erste Ausnehmungen und zweite Ausnehmungen im Wesentlichen auf gegenüberliegenden Seiten des induktiven Bauelements angeordnet.Accordingly, it is also possible for the inductive component to comprise further second recesses in the body. First recesses and second recesses are arranged essentially on opposite sides of the inductive component.
Durch das gegenüberliegende Anordnen der Ausnehmungen bzw. das gegenüberliegende Anordnen entsprechender Rippen im Mold-Werkzeug kann der Zentralbereich optimal während der Herstellung festgeklemmt werden, so dass eine optimale Fixierung des Zentralbereichs während des Applikation des Mold-Materials gegeben ist.By arranging the recesses opposite each other or the corresponding ribs opposite each other in the mold tool, the central area can be optimally clamped during production, so that the central area is optimally fixed during the application of the mold material.
In einer Ausführungsform haben eine oder mehrere oder alle Ausnehmungen in vertikaler Richtung y eine Höhe h mit 0,8*H ≤ h haben, wobei H die Höhe des Körpers ist. Die Höhe H des Körpers kann zwischen 1 mm und 10 mm sein.In one embodiment, one or more or all recesses in the vertical direction y have a height h with 0.8*H ≤ h, where H is the height of the body. The height H of the body can be between 1 mm and 10 mm.
In einer Ausführungsform haben eine oder mehrere oder alle Ausnehmungen eine Breite b mit 0,1*L ≤ b ≤ 0,9*L, wobei L die Länge des Körpers ist.In one embodiment, one or more or all recesses have a width b of 0.1*L ≤ b ≤ 0.9*L, where L is the length of the body.
In einer Ausführungsform haben eine oder mehrere oder alle Ausnehmungen eine Tiefe t mit 0,01*L ≤ t ≤ 0,5*L, wobei L die Länge des Körpers ist.In one embodiment, one or more or all recesses have a depth t with 0.01*L ≤ t ≤ 0.5*L, where L is the length of the body.
Es ist möglich, dass die Ausnehmungen eine Breite b mit 0,1 mm ≤ b ≤ 3,0 mm betragen.It is possible that the recesses have a width b of 0.1 mm ≤ b ≤ 3.0 mm.
Entsprechend ist es möglich, dass die Ausnehmungen eine Tiefe t mit 0,05 mm ≤ t ≤ 1,0 mm betragen.Accordingly, it is possible that the recesses have a depth t of 0.05 mm ≤ t ≤ 1.0 mm.
Es ist möglich, dass der Körper des induktiven Bauelements eine im Wesentlichen quaderförmige Form hat. Der im Wesentlichen quaderförmige Körper kann dabei Kantenlängen K1, K2, K3 aufweisen, die 0,2 mm oder mehr und 10 mm oder weniger haben.It is possible for the body of the inductive component to have a substantially cuboid shape. The substantially cuboid body can have edge lengths K1, K2, K3 that are 0.2 mm or more and 10 mm or less.
Der Körper kann dabei - bis auf die Anschlüsse - eine Form haben, die genau einer Quaderform entspricht. Allerdings ist es oft vorteilhaft, wenn die genaue Form des Körpers leicht von einer Quaderform abweicht. So können zum Beispiel die Kanten des Quaders jeweils eine Fase aufweisen. Ferner kann der Körper eine Seitenfläche aufweisen, die asymmetrisch zu anderen Seitenflächen des Körpers ausgestaltet ist, um ein Orientieren des Bauelements, z.B. beim Verbinden mit einer Leiterplatte, zu erleichtern.The body can have a shape that corresponds exactly to a cuboid, except for the connections. However, it is often advantageous if the exact shape of the body deviates slightly from a cuboid. For example, the edges of the cuboid can each have a bevel. Furthermore, the body can have a side surface that is designed asymmetrically to other side surfaces of the body in order to make it easier to orient the component, e.g. when connecting it to a circuit board.
Es ist möglich, dass der der Körper an der Oberseite zwei schräge Fasen - in longitudinaler Richtung erstreckt - an den transversalen Seiten der Oberseite hat.It is possible that the body on the top has two oblique bevels - extending in the longitudinal direction - on the transverse sides of the top.
Es ist möglich, dass der Körper eine oder zwei Stirnflächen mit jeweils sechs Kanten hat.It is possible that the body has one or two faces, each with six edges.
Es ist möglich, dass der Körper zwei Seitenflächen hat, die einander in transversaler Richtung x gegenüberliegen und die einen Winkel α mit 0° < α ≤ 20° einschließen.It is possible that the body has two side surfaces that are opposite each other in the transverse direction x and that enclose an angle α with 0° < α ≤ 20°.
Es ist möglich, dass der erste Anschluss und der zweite Anschluss eine von außen zugängliche, ebene Fläche bereitstellen.It is possible that the first port and the second port provide a flat surface accessible from the outside.
Es ist möglich, dass die ebene Fläche zum Eingehen einer Lotverbindung geeignet ist.It is possible that the flat surface is suitable for forming a solder connection.
Entsprechend ist es möglich, dass das induktive Element ein SMD-Element ist.Accordingly, it is possible that the inductive element is an SMD element.
Dazu ist es möglich, dass die Anschlüsse des induktiven Bauelements mit einer gewissen Länge aus dem Körper des Bauelements herausragen, die dazu geeignet ist, den Körper mit Leiterstrukturen auf einer Leiterplatte mechanisch und elektrisch zu verbinden. Insbesondere können die Oberflächen der Anschlüsse mit einem lotfähigen Material benetzt sein.For this purpose, it is possible for the terminals of the inductive component to protrude from the body of the component by a certain length, which is suitable for mechanically and electrically connecting the body to conductor structures on a circuit board. In particular, the surfaces of the terminals can be wetted with a solderable material.
Es ist möglich, dass der elektrische Leiter eine Induktivität I aufweist, wobei die Induktivität I ≥ 5 nH und ≤ 470 µH sein kann.It is possible that the electrical conductor has an inductance I, where the inductance I can be ≥ 5 nH and ≤ 470 µH.
Es ist möglich, dass das induktive Element eine Oberseite und eine Unterseite aufweist, wobei die Unterseite der oben beschriebenen gegenüberliegt. Das Bauelement kann dabei vier Ausnehmungen an der Oberseite und zwei Ausnehmungen an der Unterseite aufweisen. Insbesondere die vier Ausnehmungen an der Oberseite können auf jeweils eine Seite einer im Wesentlichen rechteckigen Grundfläche angeordnet sein.It is possible for the inductive element to have a top side and a bottom side, with the bottom side being opposite the one described above. The component can have four recesses on the top side and two recesses on the bottom side. In particular, the four recesses on the top side can each be arranged on one side of a substantially rectangular base area.
Entsprechend ist es auch bevorzugt, wenn die zwei Ausnehmungen an der Unterseite an gegenüberliegenden Seiten des im Wesentlichen quaderförmigen Körpers angeordnet sind.Accordingly, it is also preferred if the two recesses on the underside are arranged on opposite sides of the substantially cuboid-shaped body.
Es ist möglich, dass der Körper eine magnetische Permeabilität P aufweist, wobei die magnetische Permeabilität P größer oder gleich 1,5 H/m und kleiner oder gleich 100 H/m ist.It is possible that the body has a magnetic permeability P, where the magnetic permeability P is greater than or equal to 1.5 H/m and less than or equal to 100 H/m.
Es ist möglich, dass der Körper des induktiven Bauelements einen Kunststoff umfasst, wobei der Kunststoff mit einem magnetischen Material gefüllt ist.It is possible that the body of the inductive component comprises a plastic, wherein the plastic is filled with a magnetic material.
Als Materialien für den Kunststoff und als Materialien für die magnetischen Füllungen kommen Materialien in Frage wie z.B. Ferrite oder Eisenlegierungen für das magnetische Material, das als Füllstoff in die Kunststoffmatrix eingemischt ist.Materials that can be used for the plastic and for the magnetic fillings include ferrites or iron alloys for the magnetic material that is mixed into the plastic matrix as a filler.
Umfasst der Körper ein Mold-Material, kann das Mold-Material ein Kunstharz, z.B. ein Epoxy umfassen oder daraus bestehen. If the body includes a mold material, the mold material may include or consist of a synthetic resin, e.g. an epoxy.
Es ist möglich, dass der elektrische Leiter ein Material umfasst oder aus einem Material besteht, das ausgewählt ist aus Kupfer (Cu), Silber (Ag), Gold (Au) und Aluminium (Al).It is possible that the electrical conductor comprises or consists of a material selected from copper (Cu), silver (Ag), gold (Au) and aluminum (Al).
Die Ausnehmung kann eine im Wesentlichen rechtwinklige, quadratische, rundw, trapezförmige oder ovale Grundfläche haben.The recess may have a substantially rectangular, square, round, trapezoidal or oval base.
Die Grundfläche der Ausnehmung kann eine ebene Fläche enthalten oder aus einer ebenen Fläche bestehen.The base of the recess may contain a flat surface or consist of a flat surface.
Ein entsprechendes Mold-Werkzeug zum Herstellen eines induktiven Bauelements wie oben beschrieben kann dabei einen Zugang und eine Rippe umfassen.A corresponding mold tool for producing an inductive component as described above can comprise an access and a rib.
Der Zugang dient dabei dazu, während des Herstellungsverfahrens als Öffnung zum Hinzugeben des Mold-Materials zu dienen. Die Rippe dient als Auflage und zum Fixieren des Zentralbereichs des elektrischen Leiters, so dass diese am fertigen Bauelement mit hoher Präzision an seiner vorgesehenen Position angeordnet ist.The access serves as an opening for adding the mold material during the manufacturing process. The rib serves as a support and to fix the central area of the electrical conductor so that it is arranged in its intended position on the finished component with high precision.
Es ist ferner möglich, dass das Mold-Werkzeug einen unteren Teil und einen oberen Teil aufweist. Dabei kann der untere Teile zwei Rippen und der obere Teil vier Rippen - oder umgekehrt - aufweisen. Die Rippen dienen dazu, den Zentralbereich in seiner Position während des Vergießens zu halten und offenbaren sich später als die Ausnehmungen im fertigen induktiven Bauelement.It is also possible for the mold tool to have a lower part and an upper part. The lower part can have two ribs and the upper part four ribs - or vice versa. The ribs serve to hold the central area in its position during casting and later reveal themselves as the recesses in the finished inductive component.
Weiterhin kann das Mold-Werkzeug Seitenwände aufweisen, die einen Hohlraum, in dem der Zentralbereich des Leiters angeordnet werden kann, aufweisen, wobei die Seitenwände die späteren äußeren Oberflächen des späteren Bauelements definieren.Furthermore, the mold tool can have side walls which have a cavity in which the central region of the conductor can be arranged, wherein the side walls define the later outer surfaces of the later component.
Ein Verfahren zum zentrierten Einbetten eines Zentralbereichs eines elektrischen Leiters kann dabei die Schritte:
- - Bereitstellen eines Mold-Werkzeugs mit einem Zugang und einer Rippe,
- - Bereitstellen des elektrischen Leiters,
- - Positionieren des Zentralbereichs an der Rippe,
- - Umhüllen des Zentralbereichs durch Pressen einer Mold-Masse durch den Zugang
- - Providing a mold tool with an access and a rib,
- - Providing the electrical conductor,
- - Positioning the central area on the rib,
- - Enveloping the central area by pressing a mold mass through the access
Durch die Verwendung des beschriebenen Mold-Werkzeugs und durch Anwenden von Schritten des beschriebenen Verfahrens wird ein induktives Bauelement erhalten, dessen Zentralbereich des elektrischen Leiters mit hoher Präzision zentriert angeordnet ist, so dass präzise definierte Materialstärken an den Seitenwänden zwischen den Zentralbereich und des äußeren Oberflächen des Körpers erhalten wird. Damit wird ein leicht herzustellendes induktives Bauelement mit präzise definierten elektrischen und magnetischen Eigenschaften erhalten.By using the described mold tool and by applying steps of the described method, an inductive component is obtained whose central region of the electrical conductor is centered with high precision so that precisely defined material thicknesses are obtained on the side walls between the central region and the outer surfaces of the body. This results in an easily manufactured inductive component with precisely defined electrical and magnetic properties.
Funktionsprinzipien und Details von bevorzugten Ausführungsformen werden anhand der schematischen Figuren näher erläutert.Functional principles and details of preferred embodiments are explained in more detail using the schematic figures.
Es zeigen:
-
1 : eine perspektivische Ansicht eines induktiven Bauelements, -
2 : eine perspektivische Ansicht eines induktiven Bauelements mit zwei Fasen an der Oberseite, -
3 : eine perspektivische Ansicht der Unterseite des Bauelements, -
4 : einen aufgeschnittenen Körper eines induktiven Bauelements, so dass die Lage und Ausrichtung des elektrischen Leiters erkennbar ist, -
5 : die perspektivische Ansicht eines Zentralbereichs, der eine Spule formt, -
6 : eine perspektivische Ansicht eines Mold-Werkzeugs mit Zugängen zum Applizieren des Mold-Materials, -
7 : einen Querschnitt durch die Anordnung von Mold-Werkzeug und Mold-Material mit Größenangaben einer bevorzugten Ausführungsform.
-
1 : a perspective view of an inductive component, -
2 : a perspective view of an inductive component with two bevels on the top, -
3 : a perspective view of the underside of the component, -
4 : a cut-open body of an inductive component so that the position and orientation of the electrical conductor can be seen, -
5 : the perspective view of a central area forming a coil, -
6 : a perspective view of a mold tool with access for applying the mold material, -
7 : a cross-section through the arrangement of mold tool and mold material with size information of a preferred embodiment.
In der perspektivischen Ansicht ist erkennbar, dass die Anschlüsse AN1, AN2 an der Unterseite angeordnet sind. Diese können z.B. für eine SMD-Montage bereitgestellt sein.In the perspective view, you can see that the connections AN1, AN2 are located on the bottom. These can be provided for SMD mounting, for example.
Die Ausnehmung hat eine im Wesentlichen trapezförmige Grundfläche, wobei die Kante an der Oberseite länger als die Kante an der Unterseite ist.The recess has a substantially trapezoidal base, with the edge at the top being longer than the edge at the bottom.
Insbesondere ist die Ausnehmung so geformt, dass eine Rippe (gegebenenfalls je nach Breite besser als Lamelle oder Stempel bezeichnet) eins Mold-Werkzeugs in direktem Kontakt mit zumindest einem Teil der Oberseite des ersten Anschlusses AN1 ist. Dadurch kann dieser noch besser mit einer Kraft auf eine Basis des Mold-Werkzeugs gedrückt werden, um den Anschluss und den Zentralbereich zu fixieren.In particular, the recess is shaped in such a way that a rib (possibly better referred to as a lamella or stamp depending on the width) of a mold tool is in direct contact with at least part of the top of the first connection AN1. This allows the latter to be pressed even better with a force onto a base of the mold tool in order to fix the connection and the central area.
Der elektrische Leiter selbst ist hierbei aus einem Band mit einer Breite und einer Dicke geformt, wobei die Dicke kleiner als die Breite ist.The electrical conductor itself is formed from a strip with a width and a thickness, whereby the thickness is smaller than the width.
Voneinander isoliert sind die Windungen der Spule durch das i. A. dielektrische Material des Körpers K.The turns of the coil are insulated from each other by the generally dielectric material of the body K.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- AN: AN1, AN2AN: AN1, AN2
- Anschluss, erster, zweiter Anschlussconnection, first, second connection
- AUAU
- Ausnehmung, Kerberecess, notch
- b, h, tb, h, t
- Breite, Höhe, Tiefe einer AusnehmungWidth, height, depth of a recess
- B, H, LB, H, L
- Breite, Höhe, Länge des KörpersWidth, height, length of the body
- ELEL
- elektrischer Leiterelectrical conductor
- FF
- Fasechamfer
- IBIB
- induktives Bauelementinductive component
- KK
- KörperBody
- MWMW
- Mold-WerkzeugMold tool
- OO
- OberseiteTop
- OFOF
- OrientierungsflächeOrientation area
- RR
- Rippe, Lamelle, StempelRib, lamella, stamp
- SPSP
- SpuleKitchen sink
- UU
- Unterseitebottom
- MWMW
- Mold-WerkzeugMold tool
- ZBe.g.
- ZentralbereichCentral area
- ZZ
- ZugangAccess
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- US 9728331 B2 [0003]US 9728331 B2 [0003]
- US 4801912 A [0003]US 4801912 A [0003]
- US 20100219924 A1 [0003]US 20100219924 A1 [0003]
- US 20120019343 A1 [0003]US 20120019343 A1 [0003]
- US 20090250836 A1 [0003]US 20090250836 A1 [0003]
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-
2022
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