DE19713147C2 - Chip-Induktivität - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Chip-Induktivität mit einem be­ wickelten Spulenkern, der stehend auf Anschlußflächen ange­ ordnet ist, die Teil eines Systemträgers sind.

Eine derartige Chip-Induktivität ist aus der EP 0 212 812 A1 bekannt. Diese Ausführung, bei der die platinenseitige Stirn­ fläche des Kerns und die Anschlußteile in der Systemträ­ gerebene liegen, zeichnet sich dadurch aus, daß der Einfluß der metallischen Systemträgerteile auf das durch die Spule produzierte elektromagnetische Feld reduziert ist. Allerdings ist es schwierig, den Spulenkern und die elektrischen Kon­ taktstellen mit hinreichender Genauigkeit auf den Systemträ­ geranschlüssen zu positionieren.

In der genannten Druckschrift ist deswegen eine Lösung mit Anschlußlaschen vorgeschlagen, bei der die Spulenkerne in Vertiefungen derart eingeklebt werden, daß die platinensei­ tige Stirnflächen der Kerne unter der Systemträgerebene liegt. Hierdurch wird zwar eine bessere Positioniergenauig­ keit erreicht, jedoch wird dies durch eine gewisse Ver­ schlechterung der elektrischen Eigenschaften in Kauf genom­ men.

Aus JP-Abstract 0 631 46 18 A vom 08. 11. 1994 ist eine Chip- Induktivität bekannt, bei der sich Anschlußlaschen und Spulenkern innerhalb eines Raumes befinden.

Aus der EP 0 032 571 A1 ist eine elektrische Induktivität bekannt, bei der ein Spulenkern durch elektrische Anschlußelemente positioniert wird.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Chip-In­ duktivität der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß eine bessere Positioniergenauigkeit von Spulenkern und elektrischen Kontakten auf den Anschlüssen erreicht wird, ohne daß die elektrischen Eigenschaften verschlechtert wer­ den.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Chip-Induktivi­ tät gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeführt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei­ spiels näher erläutert.

In der dazugehörenden Zeichnung mit einer einzigen Figur ist ein Spulenkern 1 mit darauf angeordneter Wicklung 2 darge­ stellt. Der Spulenkörper 1 steht mit seiner platinenseitigen Stirnfläche auf Anschlußflächen 5, die Teil eines Systemträ­ gers 6 aus Metallblech sind.

Auf den Anschlußflächen 5 sind senkrecht stehende Laschen 7 angeordnet, so daß ein Raum gebildet wird, der der Positio­ nierung des Spulenkerns 1 dient. Die Befestigung des Spulen­ kerns 1 geschieht mittels Klebeverbindungen zwischen plati­ nenseitiger Stirnfläche des Spulenkörpers 1 und den Anschluß­ flächen 5 einerseits und zwischen den Laschen 7 und dem Kern 1 andererseits.

Während des Wickelns bewirkt der Wickelzug ein Verbiegen der Anschlußflächen 5 infolge ihrer Elastizität. Insbesondere beim Starkdrahtwickeln mit Wickeldrahtdurchmessern von zum Beispiel 0,3 mm resultieren Taumelbewegungen des Spulenkerns 1, die präzise Wickelbilder ausschließen und infolgedessen zu erhöhter Streuung der elektrischen Spulendaten führen. Um präzise und reproduzierbare Wickelbilder zu erhalten, müssen deshalb die Anschlußflächen 5 zur Verringerung des Kern­ taumelns möglichst nah am Kern 1 an der Bewegung gehindert werden.

Bei der aus der EP 0 212 812 A1 bekannten Ausführung sind für die automatisierte Fertigung die benachbarten Spulenkörper durch die Systemträger miteinander verbunden, wobei sich auf den Systemträgern pro Spulenkern zwei Wickelstützpunkte be­ finden. Die Wickeldrahtabschnitte zwischen Führungslaschen und den Wickelstützpunkten liegen nach dem Wickeln auf den Anschlüssen in Systemträgerebene, die senkrecht zu den Sy­ stemträgern ausgebildet sind. Erforderlich wären hierbei Nie­ derhalter von beiden Seiten des Systemträgers, wobei aber die über die Anschlüsse laufenden Wickeldrahtabschnitte sowie die Wickelstützpunkte stören würden. Weiterhin erfordert die be­ kannte Ausführung ein zweiseitiges, mechanisches Abschneiden der für den Anwendungsfall nicht benötigten Wickeldrahtab­ schnitte.

Bei Gegenstand der Erfindung erfolgt die automatisierte Fer­ tigung ebenfalls mit den Systemträgern 6, auf denen sich pro Spulenkern 1 aber nur ein Wickelstützpunkt 8 befindet. Die Wickeldrahtabschnitte 9 zwischen den Laschen 7 und dem Wickelstützpunkt 8 liegen nach dem Wickeln nicht auf den An­ schlüssen in Systemträgerebene, die parallel zu den System­ trägern 6 ausgebildet sind.

Bei dieser Anschluß- und Systemträgerkonstruktion lassen sich für das Starkdrahtwickeln Niederhalter von einer Seite des Systems realisieren, so daß sich die Wickelabschnitte 9 und der Wickelstützpunkt 8 nicht im Arbeitsbereich der Niederhal­ ter befinden. Weiterhin ist bei der Ausführungsform nach der Erfindung nur noch ein einseitiges Schneiden der nicht benö­ tigten Wickeldrahtabschnitte 9 erforderlich.

Die Ausführungsform gemäß der Erfindung führt deshalb zu en­ gerer Tolerierung der elektrischen Spulendaten durch bessere reproduzierbare Wickelbilder und zu einfacherem Abtrennen des überschüssigen Wickeldrahts.

Für die Anwendung bei erhöhten Temperaturen, wie zum Beispiel in der Motorelektronik, sind Schweißverbindungen erforder­ lich, da sie temperaturstabiler sind als Lötverbindungen.

Für die automatisierte Fertigung von Chip-Induktivitäten mit Starkdrahtwicklung existiert bislang kein geeignetes Schweiß­ verfahren.

Eine direkte Schweißverbindung mittels des bekannten Ultra­ schallverfahrens ist mit Taktzeiten von ca. 1 s verbunden und führt deshalb zu hohen Fertigungskosten.

Für eine direkte Schweißverbindung mittels Laser, die bei­ spielsweise aus der DE 40 39 527 C1 bekannt ist, ist noch kein Fertigungsverfahren entwickelt.

Das aus der DE 44 32 740 A1 bekannte indirekte Laserschweißen ist bei Starkdrahtwicklung nicht durchführbar, da die Rückfe­ derung des Wickeldrahts im Moment des Aufschmelzens zu Unter­ brechungen oder zu unzureichenden Schweißverbindungen führt.

Die Laschen 7, die die Positionierung des Spulenkerns 1 und die Klebefestigkeit verbessern, sind teils mit und teils ohne Wickelhaken ausgebildet. Mit Wickelhaken dienen sie zusätz­ lich als mit geringen Toleranzen positionierte elektrische Anschlüsse. Für Starkdrahtwicklungen sind diejenigen Laschen 7, an denen die elektrische Verbindung von Wickelende und Anschluß erfolgt, durch Schlitze 10 zweigeteilt, wobei die mit der Wicklung 2 verbundenen Teillaschen das Auffedern des Wickeldrahts verhindern, da sie nicht aufgeschmolzen werden, während die durch den Wickeldrahtabschnitt 9 mit dem Wickel­ stützpunkt 8 verbundenen Teillaschen das Material für die Schweißperlen bei indirekter Laserschweißung gemäß DE 44 32 740 A1 liefern.

Durch die Ausführungsform gemäß der Erfindung wird dadurch das indirekte Laserschweißen von Starkdrahtwicklungen mit zum Beispiel 0,3 mm Drahtdurchmesser ermöglicht.

Nach fertiggestellter Bewicklung des Spulenkerns 1 sowie der Befestigung der Wickeldrahtenden 9 an den entsprechenden La­ schen 7 erfolgt eine Umhüllung mit einem Kunststoff 11, zum Beispiel einem flüssigkristallinem Polymer.

Nachdem die Umhüllung 11 hergestellt ist, werden die Chip-In­ duktivitäten vereinzelt, indem die Anschlußflächen 5 an den gestrichelten Linien 12 vom Systemträger 6 getrennt werden. Durch Umbiegen der Anschlußflächen 5 auf die Umhüllung 11 werden die elektrischen Anschlüsse 13 hergestellt, die zum Einlöten in Platinen erforderlich sind.

Claims (5)

1. Chip-Induktivität mit einem bewickelten Spulenkern (1), der stehend auf Anschlußflächen (5) angeordnet ist, die Teil eines Systemträgers (6) sind, wobei die Anschlußflächen (5) Laschen (7) und Anschlüsse (13) aufweisen, wobei mittels der Laschen (7) der Spulenkern (1) positioniert und fixiert und eine elektrische Verbindung zwischen Wicklung (2) und Anschlüssen (13) hergestellt ist, wobei die Laschen (7) und der Spulenkern (1) sich innerhalb eines Raums befinden, der durch die Stirnebenen des Spulenkerns (1) und senkrecht zu den Stirnebenen stehenden Flächen begrenzt ist, und wobei die Anschlüsse (13) außerhalb dieses Raums angeordnet sind.

2. Chip-Induktivität nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkern (1) mittels einer Klebeverbindung auf dem Systemträger (6) befestigt ist.

3. Chip-Induktivität nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickelenden (9) mit den an dem Spulenkern (1) anlie­ genden Laschen (7) mittels indirekter Laserschweißung verbun­ den sind.

4. Chip-Induktivität nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Wickelenden (9) verbundenen Laschen (7) aus zwei Teilen bestehen, derart, daß das eine Teil das Material für eine Schweißperle liefert.

5. Chip-Induktivität nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit den Anschlüssen parallel zur Trägerbandlängsrich­ tung auf dem Systemträger (6) montiert ist, der pro Chip- Induktivität nur einen einzigen Wickelstützpunkt (8) besitzt.