DE3042433A1

DE3042433A1 - Induktives bauelement zum einsatz in gedruckte schaltungen

Info

Publication number: DE3042433A1
Application number: DE19803042433
Authority: DE
Inventors: Frank Dr.phil. 8672 Selb Bossert; Hans Dipl.-Chem. Dr. Hoppert
Original assignee: Draloric Electronic 8500 Nuernberg GmbH; Draloric Electronic GmbH
Current assignee: Draloric Electronic GmbH
Priority date: 1980-11-11
Filing date: 1980-11-11
Publication date: 1982-07-01

Description

Induktives Bauelement zum Einsatz
in gedruckte Schaltungen.
Die Erfindung betrifft ein induktives Bauelement für den Einsatz in gedruckte Schaltungen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Es sind induktive Bauelemente in monolithischer Schichtbauweise bekannt geworden, die in Siebdrucktechnik hergestellt werden, und die sich durch ihre an Chipwiderstände und Chipkondensatoren angepaßten mechanischen Abmessungen für die entsprechenden, automatischen Bestückungsvcrrichtungen eignen. Diese bekannten induktiven Bauelemente sind jedoch in ihrer Herstellung relativ aufwendig, da pro Windung einer derartigen siebgedruckten Induktivität vier Siebdruckarbeitsgänge erforderlich sind. Ein weiterer Nachteil bei dieser Technik besteht darin, daß das zur Induktivitätssteigerung verwendete Ferritmaterial zusammen mit den Leiterbahnen gesintert werden muß und deshalb nur relativ niedrige Sintertemperaturen und/oder teuere Edelmetallpräparate für die Leiterbahnen in Frage kommen. Daher können auch die Spuleneigenschaften, die bei herkömmlichen Induktivitäten wesentlich durch das ferromagnetische Material des Spulenkernes bestimmt werden, nur in sehr geringem Maße beeinflußt werden.
Ein induktives Bauelement der eingangs genannten Art ist aus "Electronic Product News" October 1980, Seite 82 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein induktives Bauelement zum Einsatz in gedruckte Schaltungen zur Verfügung zu stellen, das einfach aufgebaut und abmessungsmäßig mit Chipbauelementen kompatibel ist, und das gute elektrische Eigenschaften besitzt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß der Kern aus ferromagnetischem Material einfach hergestellt und daß die Drahtwicklung auf den Kern einfach aufgewickelt werden kann. Hierbei wird ein induktives Bauelement erzielt, daß mit Chipbauelementen kompatibel ist und so in automatischen Bestückungsvorrichtungen verarbeitet werden kann. Ein weiterer Vorteil liegt in der vollen Ausnutzung der magnetischen Eigenschaften des ferromagnetischen Materials des dichtgesinterten Kernes und in deÄ guten elektrischen Eigenschaften des einfach aufgebauten induktiven Bauelementes.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine räumliche Darstellung eines nichtumhüllten induktiven Bauelmentes, Fig. 2 eine Anzahl induktiver Bauelemente in Form einer Säule, Fig. 3 ein Magazin nebeneinanderliegender Säulen, Fig. 4 eine Seitenansicht eines induktiven Bauelementes und Fig. 5 ein induktives Bauelement in natürlicher Größe.
Fig. 1 zeigt einen Kern 1 aus ferromagnetischem Material, der aus einem zylinderförmigen Mittelteil 11 und zwei quaderförmigen Endteilen 12 besteht, die an den Stirnseiten des Mittelteiles 11 angeformt sind. Der Kern 1 wird durch S>itzpressen als Einzelteil hergestellt oder es werden eine Vielzahl derartiger Kerne 1 in Form einer Säule gemeinsam hergestellt und nach dem Sintern an den Stirnflächen 15 auseinandergetrennt. Diese Trennung in Einzelteile kann durch Sägen oder auch durch Auseinanderbrechen entlang entsprechend tief geformter Sollbruchkerben erfolgen. Das Auseinandertrennen in Einzelteile geschieht jedoch vorzugsweise erst nach dem Bewickeln der ganzen Säule, wobei der isolierte Draht der Drahtwicklung 2 über den mit je einer Metallschicht 3 versehenen Grundflächen 14 gerade verläuft und durch Schweißpunkte 4 mit der Metallschicht 3 kontakLiert ist. Kerben 16 an den Kanten 13 der quaderförmigen Erweiterungen 12 fixieren die auf den zylinderförmigen Mittelteil 11 aufgewickelte Drahtwicklung 22. Die Metallschichten 3 werden auf einer Seite der aus einer Vielzahl von Kernen bestehenden Säule durch Walzen, Stempeln oder Siebdrucken aufgebracht. Nach dem Bewickeln und Kontaktieren der Drahtwicklung 2 an den Metallschichten 3 in der oben beschriebenen Weise wird der Raum zwischen den quaderförmigen Endteilen 12 über der Drahtwicklung mit einer Umhüllung 5 bedeckt, die gegen äußere Einflüsse schützt.
Die Umhüllung 5 kann jedoch auch aus einem mit Ferritteilchen oder sonstigen, geeigneten magnetischen Teilchen gefülltem Umhüllmaterial bestehen. Dadurch kann diese Umhüllung 5 auch noch durch Erhöhung der Permeabilität, durch Linearisierung des Temperaturkoeffizienten der Permeabilität bzw. durch Verringerung der Hystereseverluste zur Beeinflussung der magnetischen Eigenschaften und vor allem zur Abschirmung gegen Streufelder beitragen. Nach dieser Umhüllung, die auch durch Nebeneinanderanordnen mehrerer Säulen in einem Magazin durchgeführt werden kann, werden die Säulen auseinandergeteilt und in Einzelbauelemente auseinandergetrennt. Vorzugsweise sind die Metallschichten 3 verzinnt, um eine gute Kontaktierung des induktiven Bauelementes mit den Leiterbahnen einer gedruckten Schaltung zu gewährleisten.
Fig. 2 zeigt eine Vielzahl hintereinander angeordneter, eine säulenförmige Einheit bildender Kerne 1 aus ferromagnetischen, dichtgesintertem Material. Die Kerne 1 bestehen aus zylinderförmigen Mittelteilen 11 und quaderförmigen Endteilen 12. Die quaderförmigen Endteile 12 sind an einer Grundfläche 14 mit einer Metallschicht 3 bedeckt, die durch Siebdrucken, Walzen oder Stempeln aufgebracht ist. Eine Drahtwicklung 2 ist um die zylinderförmigen Mittelteile 11 gewickelt und über die quaderförmigen Endteile 12 gespannt. Zur Fixierung der Drahtwicklung 2 dienen zwei Kerben 16. Die Enden 21 der Drahtwicklung 2 sind durch zwei Schweißpunkte 4 mit den Metallschichten 3 verbunden. Nach dem Anschweißen der Enden 21 der Drahtwicklung wird die Säule in der Mitte der quaderförmigen Endteile 12 entlang den Schnittlinien 15 auseinandergetrennt, wobei gleichzeitig die Drahtenden 21 zwischen den Schweißpunkten 4 durchschnitten werden.
Fig. 3 zeigt ein Magazin aus nebeneinander angeordneten und durch Zwischenlagen 6 voneinander getrennten Säulen aus einer Vielzahl von bewickelten Kernen 1 aus dichtgesintertem, ferromagnetischem Material. Der durch die quaderförmigen Endteile 12 und die Zwischenlagen 6 gebildete Raum über dem drahtbewickelten zylinderförmigen Mittelteil 11 wird mit einer elektrisch isolierenden bzw. mit Magnetteilchen gefüllten Umhüllmasse ausgegossen. Nach dem Aushärten der Umhüllmasse werden die Säulen auseinandergetrennt und entlang der Schnittlinien 15 in einzelne induktive Bauelemente auseinandergeschnitten.
Fig. 4 zeigt ein induktives Bauelement aus einem Kern aus einem ferromagnetischen, dichtgesinterten Material, der aus einem zylinderförmigen Mittelteil 11 und zwei quaderförmigen Endteilen 12 besteht. Zwei eine gemeinsame Ebene aufspannende Grundflächen 14 sind mit je einer Metallschicht 3 versehen, an denen die beiden Enden 21 der Drahtwicklung 2 durch Schweißpunkte 4 kontaktiert sind. Die Drahtwicklung 2 ist durch eine Umhüllung 5 gegen äußere Einflüsse geschützt.
Fig. 5 zeigt ein induktives Bauelement zum Einsatz in eine gedruckte Schaltung in natürlicher Größe. Die quaderförmigen Endbereiche 12 des ferromagnetischen Kernes sind an je einer Grundfläche mit einer Metallschicht 3 bedeckt, an denen die Drahtwicklung angeschlossen ist. Eine Umhüllung 5 bedeckt die Drahtwicklung und bildet ein quaderförmiges Bauelement, bei dem die quaderförmigen Endteile 12 auch über die Umhüllung 5 allseitig vorragen können, um den Chipcharakter des induktiven Bauelementes hervorzuheben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE.

Induktives Bauelement zum Einsatz in gedruckte Schaltungen, bestehend aus einer auf einen gesinterten Kern aus ferromagnetischem Material aufgewickelten Drahtwicklung, bei dem der Kern aus einem Mittelteil und zwei quaderförmigen Endteilen besteht, die an den Stirnseiten des Mittelteiles angeformt sind, daß zwei eine gemeinsame Ebene aufspannende Grundflächen der quaderförmigen Endteile mit je einer Metallschicht bedeckt sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c-h n e t , daß die Enden (21) der um den zylinderförmigen Mittelteil (11) gewickelten Drahtwicklung (2) mit den beiden Metallschichten (3) auf den quaderförmigen Endteilen (12) elektrisch leitend verbunden sind.
2. Induktives Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht der Drahtwicklung (2) einen Isolierüberzug besitzt und mit den Metallschichten (3) durch Schweißpunkte (4) verbunden ist.
3. Induktives Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten (13) über welche die Enden (21) der Drahtwicklung (2) zu den Metallschichten (3) gespannt sind, je eine Kerbe (16) zur Fixierung des Drahtes der Drahtwicklung (2) besitzen.
4. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum zwischen den quaderförmigen Endteilen (12) über der Drahtwicklung (2) mit einer Umhüllung (5) bedeckt ist.
5. Induktives Bauelement nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umhüllung (5) magnetische Eigenschaften besitzt.