DE19633197A1

DE19633197A1 - Elektrisches Bauelement mit Spule und Kern und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE19633197A1
Application number: DE1996133197
Authority: DE
Inventors: Andreas Ing Grad Veigel
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-08-17
Filing date: 1996-08-17
Publication date: 1998-02-19

Description

Die Erfindung bezieht sich auf induktive elektrische Bauelemente mit mindestens einer Spule gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 und das Verfahren zu deren Herstellung gemäß Anspruch 5.

Bei elektrischen Bauelementen dieser Gattung ist bekannt, Spulen zur Erhöhung der elektrischen Induktion so in Weicheisen- oder Ferritkerne einzubauen, daß ein möglichst geschlossener magnetischer Kreis entsteht. Zur rationellen Fertigung wird meist der Eisen bzw. Ferittkern geteilt, damit die Spule getrennt gewickelt werden kann. Durch das Zusammenfügen der Kerne entsteht ein unvermeidlicher Luftspalt der meist unerwünscht ist, weil er den Wirkungsgrad des Bauelementes mindert. Wird der Kern aus diesen Gründen nicht geteilt, wie z. B. bei Ringkerntransformatoren, so muß die Spule aufwendig und umständlich durch den Ringkern hindurch gewickelt werden.

Je kleiner diese Bauelemente werden, desto schwieriger sind die genannten Probleme zu beherrschen. Bei Ringkernen ist die Miniaturisierungsgrenze sehr bald erreicht, da die gesamte Drahtlänge für die Spule bei jeder Windung durch die Öffnung des Kerns transportiert werden muß.

Die bekannten Bauformen und Fertigungsverfahren führen deshalb zu relativ großen und teuren Bauelementen, die den Trend zur Miniaturisierung in der Elektronik behindern.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, induktive Bauelemente vorzuschlagen, die die genannten Nachteile vermeiden und ein Verfahren zu schaffen, mit dem diese Bauelemente vollautomatisch in Großserie hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird durch das im kennzeichnenden Teil der Ansprüche 1 und 5 angegebene Merkmal gelöst.

Durch das vollständige Umspritzen der Spulen und das Ausformen des Formkörpers in der Spritzmaschine entsteht ein homogener magnetisch leitender Körper, der gleichzeitig die äußere Form des Bauelementes bildet. Die äußere Form kann dabei frei gewählt werden, so daß es möglich ist, kompakte Bauelemente herzustellen, die eine platzsparende Anordnung auf der Leiterplatte ermöglichen. Die Miniaturisierung der Bauelemente wird bei diesem Verfahren nur durch die Möglichkeilen der Spritzgußtechnik begrenzt. Gleichzeitig bietet die Spritzgußtechnik alle Merkmale einer vollautomatischen, flexiblen und kostengünstigen Fertigung.

In den Unteransprüchen sind weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Fertigungsverfahren der Erfindung erläutert.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die Seitenansicht eines induktiven Bauelementes mit zwei angedeuteten Spulen,

Fig. 2 die Seitenansicht eines induktiven Bauelementes mit Einschnürungen am Formkörper

Fig. 3 die Draufsicht auf ein Trägerband mit befestigten Spulen und fertigen Bauelementen

Fig. 1 zeigt die Seitenansicht eines induktiven Bauelementes 1 mit dem Formkörper 2 und zwei angedeuteten Spulen 3 und elektrische Anschlüsse 4.

Der Formkörper 2 besteht aus einer Mischung aus Kunststoff mit magnetisch leitenden Teilchen 5, z. B. aus Eisen oder Ferrit.

Ist das Bauelement 1 beispielsweise als Transformator mit mehreren Wicklungen ausgeführt, können die Spulen 3 in bekannter Weise nebeneinander oder übereinander gewickelt sein. Der Formkörper 2 umschließt die Spulen 3 innen und außen als ein homogenes Element und wird in der Spritzmaschine geformt. Die elektrischen Anschlüsse 4 können in bekannter Weise für Leiterplatten oder als Lötanschluß ausgeführt sein. Bei gleicher Bauteil- und Spulengeometrie kann die Induktivität des Bauelementes und damit dessen elektrische Eigenschaften leicht durch entsprechende Formgebung in der Spritmaschine eingestellt werden.

Fig. 2 zeigt beispielhaft eine Möglichkeit, durch äußere Einschnürungen 6 am Formkörper 7 die elektrischen Eigenschaften zu verändern. Eine weitere Möglichkeit, die elektrischen Eigenschaften zu verändern, ohne das Spritzgußwerkzeug zu ändern, besteht in der Verwendung einer Spritzgußmasse mit einem anderen Mischungsverhältnis zwischen Kunststoff und magnetisch leitenden Teilchen oder mit anderen chemisch/physikalischer Zusammensetzung. Auf diese Weise können verschiedene Typen eines Bauelementes rationell in Großserie hergestellt werden.

Hat der Formkörper 2 für bestimmte Anwendungen eine zu große elektrische Leitfähigkeit, besteht die Möglichkeit, die Spule 3 einschließlich der Anschlüsse 4 im sogenannten Zwei- Schuß-Verfahren zuerst mit isolierendem Material zu ummanteln und dann in einem zweiten Schuß mit der Formmasse 2 zu umspritzen.

Fig. 3 zeigt die Draufsicht auf ein Trägerband 8 mit Spulen 3. Werden die Spulen 3 auf dem Trägerband 8 der Spritzmaschine zugeführt (linke Hälfte der Fig. 3), so verläßt das Trägerband 8 die Spritzmaschine mit fertigen Bauelementen 1 (rechte Hälfte der Fig. 3) und kann in diesem Zustand von einem Bestückungsautomat übernommen werden.

Claims

1. Elektrisches Bauelement mit mindestens einer Spule aus elektrisch leitfähigem Material und mit einem magnetisierbaren Kern, dadurch gekennzeichnet, daß ein einstückiger Formkörper (2, 7) aus magnetisierbarer Masse um die Spule (3) einen geschlossenen magnetischen Kreis ermöglicht.

2. Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Formkörper (2, 7) aus thermoplastisch verarbeitbarem Kunststoff mit eingebetteten Teilchen (5) aus magnetisierbaren Werkstoffen gebildet ist.

3. Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlüsse (4) für die üblichen Anschlußtechniken auf Leiterplatten mit angeformt sind.

4. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Spule (3) und Anschlüsse (4) durch eine elektrisch isolierende Hülle von dem Formkörper (2, 7) getrennt sind.

5. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität des Bauelementes (1) durch die Formgebung des Formkörpers (7) einstellbar ist.

6. Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität des Bauelementes (1) durch das Mischungsverhältnis oder die Zusammensetzung der Formmasse für den Formkörper (2, 7) einstellbar ist.

7. Fertigungsverfahren für ein Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (3) auf einem Trägerband (8) der Spritzmaschine zuführbar sind und das Trägerband (8) die fertigen Bauelemente (1) trägt.

8. Fertigungsverfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule (3) mit Anschlüssen (4) zunächst mit isolierendem Werkstoff ummantelt wird und in einem zweiten Schuß mit dem Formkörper (2, 7) umspritzt wird.