DE3225782A1

DE3225782A1 - Elektronisches bauteil

Info

Publication number: DE3225782A1
Application number: DE19823225782
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Satou; Tadao Akita Yahagi
Original assignee: Tdk Electronics Co Ltd Tokyo; TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1981-07-09
Filing date: 1982-07-09
Publication date: 1983-02-10
Also published as: GB2102632A; NL188772C; FR2509529A1; FR2509529B1; DE3225782C2; GB2102632B; NL8202751A; NL188772B; US4490706A

Description

32257§2

TDK Electronics* Co.V¹Lt(T."^{1 rU}° ^ί;:'^!:'^ί"

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13-1, Nihonbashi 1-chome, Chuo-ku, Tokyo/Japan

Elektronisches Bauteil "

Die Erfindung betrifft elektronische Bauteile ün'd'insbesondere Chip-Induktivitäten.

Es sind bereits zahlreiche verschiedene Chip-Induktivitäten bekannt geworden. Sie lassen sich grob in zwei Typen einteilen, und zwar in in Schichttechnik hergestellte Induktivitäten und Induktivitäten mit rechteckigen magnetischen Kernen. Beide haben den Vorteil, daß sie relativ klein sind.

Einige typische Ausbildungen seien unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Fig. 1 zeigt eine laminierte Chip-Induktivität, die dadurch erhalten wird, daß ein eine Spule bildender Leiter 1 auf eine Schicht aus einem magnetischen (isolierenden) Schichtmaterial (3) aufgedruckt wird (das Laminat ist nach erfolgter Sinterung und infolgedessen ohne Trennstellen zwischen den einzelnen Schichten veranschaulicht) und daß der Arbeitsvorgang eine entsprechende Anzahl von Malen wiederholt wird, bis ein auf die Schichten aufgedrucktes Spiralleitermuster eine Spule bildet. Das Laminat wird dann zu Schutzzwecken mit Außenschichten abgedeckt, worauf auf* beide Enden des Laminats Außenanschlüsse bildende Elektroden 2 für die erhaltene Spule aufgesetzt we"r'de*n /* induktivitäten dieser Art haben eine kompakte Bauweise uria" geringe Größe; sie lassen sich mit gedr υ c'k ten LeTt e'r ρ I'd t te ή und

dergleichen unmittelbar verlöten. Außerdem ist zu ihrem Aufbau kein Draht erforderlich. Diesen und anderen Vorteilen steht der wesentliche Nachteil einer niedrigen Selbstresonanzfrequenz bei großer verteilter Kapazität gegenüber, weil der in Filmform vorliegende Leiter die Bauweise der Induktivität ähnlich derjenigen eines laminierten Kondensators macht. Infolgedessen sind die dielektrischen Verluste groß; die Güte Q ist relativ klein. Wenn eine Änderung des Induktivitätswertes erwünscht ist, muß die Anzahl der Schichten entsprechend geändert werden. Dies bedeutet eine Änderung der Dicke der Induktivität in Abhängigkeit von dem erforderlichen Induktivitätswert. Dadurch wird eine Normierung der Abmessungen der Induktivitäten schwierig. Außerdem ist die Steuerung der Dicke der magnetischen Schichtfilme so problematisch, daß sie häufig unerwünschte Schwankungen der L- und Q-Werte verursacht. Für den die Spule bildenden Leiter muß ein Edelmetall, beispielsweise Ag oder eine Ag-Pd-Legierung, verwendet werden, und der so gebildete Dünnfilmleiter hat naturgemäß einen hohen Ohmschen Widerstand. Weil der die Spule bildende Leiter und die benachbarten Teile durchweg in dem magnetischen Werkstoff eingebettet sind, bewirkt der geschlossene Magnetkreis eine frühe magnetische Sättigung; die Gleichstrom-Vormagnetisierungseigenschaften der Induktivität sind verschlechtert. Daneben ist die Anzahl der durch Drucken ausgebildeten Spulenwindungen begrenzt, so daß keine hohen Induktivitätswerte erzielt werden können.

Fig. 2 zeigt eine konventionelle Chip-Induktivität mit einem rechteckigen Magnetkern. Diese Induktivität wird in der Weise aufgebaut, daß ein Draht 5 um vertiefte Teile an vier Seiten eines Magnetkerns 4 herumgewickelt wird, bei dem. es sich im allgemeinen um einen flachen,

rechteckigen Quader handelt, der in seinem mittleren Bereich mit einer Ausnehmung versehen ist. Die beiden Enden des die Spule bildenden Drahts werden zu den beiden Enden des rechteckigen Kerns geführt,und die Drahtenden oder Anschlüsse werden mit filmartigen Elektroden 6 über Lot 7 verbunden, worauf die Ausnehmung mit einem Harz 8 aufgefüllt wird, um die Spule zu schützen und insgesamt einen flachen, rechteckigen Quader zu erhalten. Neben verschiedenen Vorteilen ist auch eine solche Chip-Induktivität mit Mängeln behaftet. Die Wirbelstromverluste sind groß, und der Q-Wert ist sehr niedrig (etwa 2 bis 10) wegen der verhältnismäßig breiten Elektrodenfilme an beiden Enden des Magnetkerns. Die Tiefe B der Ausnehmungen in Dickenrichtung (d. h. in Fig. 2 in lotrechter Richtung) ist notwendigerweise kleiner als die Tiefe A der Ausnehmungen in Breitenrichtung. Infolgedessen kann die Anzahl der Drahtwindungen nicht über einen gewissen Grenzwert hinaus erhöht werden; der Induktivitätswert der Spule ist damit begrenzt. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß in einem gesonderten Arbeitsschritt ein isolierendes Harz um die Spule herumgelegt werden muß, um die Spule zu schützen.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Beispiel einer bekannten Chip-Induktivität, bei der ein rechteckiger Magnetkern vorgesehen ist. Der Kern 9 besteht aus einem quadratischen Schaft, an dessen beiden Enden zwei quadratische Flansche von unterschiedlicher Form und Größe vorgesehen sind. Auf den quadratischen Schaft oder in die Ausnehmungen zwischen den Flanschen ist ein Draht 10 zu einer Spule gewickelt. Die beiden Enden 13 der Spule sind um die Kanten des größeren Flanschs herumgezogen und an Elektroden 15 auf der Rückseite des Flanschs mittels Lot 14 festgelegt, worauf auf den kleineren Flansch und den Schaft eine Schutzkappe 12 aufgesetzt wird. Auch

hier ist die Abmessung in Breitenrichtung und damit der Induktivitätswert der Spule beschränkt. Die freiliegenden Spulenenden können durch Kontakt mit anderen Teilen brechen, was die Verläßlichkeit der Anordnung beeinträchtigt. Weil die Elektroden, um als externe Anschlüsse zu wirken, nur am Boden befestigt werden können, ist die Anbringung der Induktivität auf einer gedruckten Leiterplatte schwierig, und die in einem solchen Fall erhaltene Bindung hat keine befriedigende Festigkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mindestens die schwerwiegenden Mängel der bekannten Induktivitäten auszuräumen.

Diese Aufgabe wird durch die Maßnahmen des Anspruchs 1 gelöst.

Bevorzugte weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Chip-Induktivitäten nach der Erfindung sind so aufgebaut, daß die beiden Anschlüsse oder Enden der Drahtspule problemlos nach außen gezogen werden können. Es kann für eine Festlegung und eine' einwandfreie elektrische Verbindung der Anschlüsse gesorgt werden. Die Chip-Induktivität läßt sich wirkungsvoll abdichten, und sie hat eine hohe mechanische Festigkeit. Es kann für eine verläßliche elektrische Zwangsverbindung mit den Leitungen auf einer gedruckten Leiterplatte gesorgt werden. Daneben können hervorragende Gütewerte und hohe Induktivitätswerte erreicht werden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert.

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Es zeigen:

Fig. 1 eine bekannte Chip-Induktivität im

Schnitt (A) und darunter in perspektivischer Darstellung (B),

Fig. 2 eine andere bekannte Ausführungsform einer Chip-Induktivität in perspektivischer Darstellung (A), im Schnitt (B) und vom einen Ende her gesehen (C),

Fig. 3 eine weitere konventionelle Chip-Induktivität in perspektivischer Darstellung (A), im Schnitt (B) und vom einen Ende her gesehen (C),

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Kerns einer Chip-Induktivität nach der Erfindung,

Fig. 5 einen Schnitt durch den Kern gemäß Figur 4,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Kerns, an dessen beiden Enden Elektroden angebracht sind,

Fig. 7 einen Schnitt des Kerns gemäß Fig. 6,

Fig. 8' einen Schnitt des Kerns entsprechend einer Abwandlung der ersten Ausführungsform,

Fig. 9 einen Schnitt des Kerns gemäß Fig. 6, " auf dem eine Spule ausgebildet ist,

* ί

Fig. 10 und 11 perspektivische Teilansichten eines

Stegs mit Köpfen 32 und breiteren Lappen 33 zur Verwendung als externe Elektrodenanschlüsse,

Fig. 12 einen Schnitt der Anordnung nach Vergießen in Harz,

Fig. 13 eine perspektivische Ansicht der Anordnung nach Fig. 12,

Fig. 14 eine perspektivische Ansicht der Anordnung, bei der nach dem Vergießen in Harz die breiten Lappen 33 gegen die beiden Enden 38, 39 des Chip-Körpers zurückgefaltet und die überstehenden Teile abgeschnitten sind,

Fig. 15 eine Schnittansicht der Induktivität gemäß Fig. 14,

Fig. 16 eine perspektivische Ansicht der Chip-Induktivität nach der Erfindung bei Anbringung auf einer gedruckten Leiterplatte,

Fig. 17 eine graphische Darstellung, in welcher

die Güte/Frequenz-Kennlinie einer erfindungsgemäßen Induktivität mit derjenigen einer konventionellen Induktivität verglichen ist,

Fig. 18 einen lotrechten Schnitt durch eine

zweite Ausführungsform des elektronischen Bauteils nach der Erfindung,

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Fig. 19 eine perspektivische Ansicht der Verbindungen der Anschlüsse der Anordnung nach Fig. 18,

Fig. 20 eine perspektivische Ansicht einer dritten Ausführungsform des als Chip ausgebildeten elektronischen Bauteils nach • . der Erfindung,

Fig. 21 eine Schnittdarstellung der dritten Ausführungsform,

Fig. 22 bis 25 Darstellungen, die ein Verfahren zum

Identifizieren der Richtung des chipförmigen elektronischen Bauteils nach der Erfindung erkennen lassen,

Fig. 26 eine perspektivische Ansicht einer vierten Ausführungsform des chipförmigen elektronischen Bauteils nach der Erfindung, und

Fig. 27 bis 31 Draufsichten auf Abwandlungen der Ausführungsform gemäß Fig. 26. ■

In den Fig. 4 bis 16 sind.das Herstellungsverfahren und der Aufbau einer Ausführungsform der Chip-Induktivität nach der Erfindung veranschaulicht.

In den Fig. 4 und 5 ist ein magnetischer oder nichtmagnetischer Kern 20 aus magnetischem Ferrit, Kunststoff oder dergleichen dargestellt. Der Werkstoff des Kerns 20 wird in Abhängigkeit von der beabsichtigten Anwendung des Bauteils gewählt. Der Kern 20 hat im wesentlichen .Hantelform. Er besteht aus zwei zylindrischen oder

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rollenförmigen Abschnitten 21, 22 mit größerem Durchmesser, die über einen in der Mitte sitzenden zylindrischen Teil 23 von kleinerem Durchmesser verbunden sind. Die Abschnitte 21, 22 und 23 bilden ein gemeinsames Teil. Der Zwischenteil 23 sorgt für einen ausreichenden Raum zur Aufnahme einer Spule aus isoliertem Draht. Die beiden rollenartigen Endabschnitte 21, 22 des hanteiförmigen Kerns 20 sind in der Mitte ihrer Außenseiten mit kreisförmigen Vertiefungen 24, 25 zur Aufnahme von Elektroden versehen.

Wie aus den Fig. 6 und 7 hervorgeht, werden in die Vertiefungen 24, 25 beispielsweise aus Kupferfolie bestehende Elektroden 26, 27 eingebracht, die mittels Epoxidharz oder eines anderen .duroplastischen Bindemittels 28 an Ort und Stelle gehalten werden. Auf diese Weise können beide Enden des Kerns mit Elektroden ausgestattet werden. Die Herstellung eines Kerns mit an beiden Enden befindlichen Elektroden ist nicht auf das oben erläuterte Vorgehen beschränkt. Beispielsweise kann entsprechend Fig. 8 ein hanteiförmiger Kern 20' vorgesehen werden, der von Vertiefungen freie, flache äußere Enden aufweist, an welchen Elektroden 27' mittels Bindemittel 28' befestigt sind. Bei der folgenden Beschreibung ist davon ausgegangen, daß ein Kern gemäß den Fig. 4 bis 7 vorhanden ist. Es versteht sich jedoch, daß vorliegend auch andere Kerne benutzt werden können, die an beiden Enden mit Elektroden ausgestattet sind.

Entsprechend Fig. 9 ist ein isolierter Draht 29 mit der erforderlichen' Windungszahl um den Kern 20 der Fig. 7 herumgewickelt. Die beiden abisolierten Enden 30, 31 der so erhaltenen Spule sind mit den Elektroden 26 bzw. 27 elektrisch verbunden. Falls erforderlich, werden die Drahtenden 30, 31 mit den Elektroden 26, 27 verlötet.

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Gemäß den Fig, 10 und 11 werden dann zwei dünne, leitende Metallstücke vorbereitet. Jedes Stück besteht aus einem schmalen Kopf 32 und einem breiten Lappen 33. Der Kopf 32 ist in seinem mittleren Bereich ausgeschnitten, um eine Nase 34 zu bilden. Die Metallstücke sind an beiden Enden des mit Draht bewickelten Kerns 20 angelötet oder ο iff andere Weise befestigt. Die Nasen 34 sind auf die Elektroden 26, 27 oder 26', 27' in der Mitte der beiden Kernenden zugerichtet, so daß sie als Anker wirken, wenn die Metallstücke mit den Elektroden verlötet werden.

Fig. 11 zeigt einen langen, flachen Zuschnitt, der verwendet werden kann, um die Metallstücke an den Kernen maschinell anzubringen. Die Anordnung gemäß Fig. 11 wird dadurch erhalten, daß ein langes, dünnes Metallstück ausgestanzt wird, das einen Steg 36 aufweist, der entlang seinem einen Rand die breiten Lappen 33 in regelmäßigen Abständen trägt. Jeder Lappen ist mit dem Kopf 32 und der ausgeschnittenen, vorstehenden Nase 34 versehen. Die Lappen 33 werden dann an der Schulter so verdreht, daß ihre Köpfe 32 einander entsprechend Fig. 11 gegenüberstehen. Das Verdrehen ist so durchzuführen, daß die Nasen 34 wechselweise entgegengesetzt gerichtet sind und zwei benachbarte Nasen jedes Paars aufeinander zu weisen. Der Abstand zwischen den Köpfen 32, deren Nasen 34 auf diese Weise paarweise gruppiert sind, ist etwas kürzer als die Länge des Kerns. Dadurch können die Metallstücke eine Federwirkung ausüben und den Kern zwischen sich festhalten. Sodann werden Kerne eingesetzt, und jeder Kern wird vorübergehend zwischen den aufeinander zu gerichteten Nasen 34 festgehalten und mit den. Nasen verbunden, beispielsweise entsprechend Fig. 12 mittels Lot 35 oder unter Verwendung eines anderen zweckentsprechenden leitenden Bindemittels. Während die Kerne von den

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Lappen des Stegs 36 abgestützt werden, wird ein schmelzflüssiges Harz 37 in die Ausnehmung, um den Kern herum und auch um die Metallstücke herum gespritzt oder gegossen, worauf man das Harz aushärten läßt. Daran anschließend werden die die Kerne tragenden Metallstücke von dem Steg 36 abgetrennt. Wie in Fig. 13 durch Pfeile angedeutet ist, wird jedes Paar der metallischen Lappen gefaltet, um in engen Kontakt mit den beiden Enden 38, 39 der Anordnung zu kommen. Schließlich werden die Enden der Lappen gemäß den Fig. 14 und 15 beschnitten, um mit der Oberseite der Anordnung bündig zu werden. Die so fertiggestellte Induktivität hat die Form eines rechteckigen Chips, das an beiden Enden externe Anschlüsse aus dünnem Metallblech aufweist. Die insoweit beschriebenen Arbeitsvorgänge lassen sich von den Montage- bis zu den Vorprüfstufen mit Hilfe von Automaten durchführen, während der von zweckentsprechenden Klemmen oder anderen bewegbaren Halterungen abgestützte Steg 26 in Längsrichtung transportiert wird. Durch Abwandlungen der Ausführung des Stegrahmens 36 kann es möglich werden, anstelle der verdrehten Abschnitte flache Abschnitte vorzusehen. Außerdem können die Lappen 33 der leitenden Stücke auch vor dem Biegen kürzer abgeschnitten werden, so daß sie nach dem Umfalten nur die unteren Teile der Endflächen der Chip-Induktivität anstelle der gesamten Endflächen abdecken, wie dies in den Fig. 14 und 15 der Fall ist.

Bei dem oben beschriebenen Aufbau läßt sich die Form der Chip-Induktivität frei wählen, und es wird eine hohe Abmessungsgenauigkeit erzielt, weil die Induktivität in jeder gewünschten Konfiguration praktisch ohne Rücksicht auf die Größe oder Form des Kerns vergossen werden kann. Die in Form von Filmen oder Folien an beiden Enden der Chip-Induktivität befestigten Anschlüsse erlauben, an-

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ders als bekannte Ausführungen, die mit Anschlußdrähten versehen' sind, ein automatisches Zuführen, Verbinden und Verlöten der Chip-Induktivitäten mit gedruckten Leiterplatten .

Die wichtigsten Vorteile, die mit der vorliegend geschilderten Bauweise erzielt werden, lassen sich wie folgt zusammenfassen.

(1) Es wird eine hohe Dimensionsgenauigkeit erreicht.

Konventionelle äußere Schutzabdeckungen werden aus anorganischen Werkstoffen (beispielsweise Ferrit) gefertigt. Im Falle von Ferrit kommt es beim Sintern zu einem Schrumpfen, was zu erhöhten Schwan¹-kungen bezüglich der Abmessungen der Abdeckungen führt. Abdeckungen dieser Art mußten für gewöhnlich mit einer Toleranz von etwa -0,2 ge.fertigt werden. Die vorliegend vorgesehene Ummantelung wird aus Harz unter Verwendung einer Form gebildet; infolgedessen stimmen ihre Kontur und ihre Abmessungen im wesentlichen mit denjenigen des Hohlraums der Form überein. Die vorliegend vorgesehene Ummantelung läßt sich normalerweise mit einer Toleranz von nur etwa -0,05 herstellen. Dadurch werden Schwankungen bezüglich der Gesamtabmessungen der einzelnen Bauteile minimiert. Die Handhabung der Chip-Induktivitäten mit Hilfe von Bestückungsvorrichtungen zum automatischen Anbringen der Induktivitäten auf gedruckten Leiterplatten oder dergleichen wird erleichtert. Die Bestückungsvorrichtung kann stabiler als beim Handhaben von konventionellen Chip-Induktivitäten arbeiten. Es kommt zu weniger Störungen, beispielsweise durch Verklemmen auf Grund von Schwankungen der Gestalt und Größe..

(2) Das Fertigungsverfahren ist einfach.

Das Bauteil stellt eine modifizierte Form der gewöhnlichen, mit Zuleitungen versehenen Induktivitäten dar, und das Fertigungsverfahren ist vereinfacht. Besonders günstig ist, daß vorhandene Anlagen (automatisierte Vorrichtungen und dergleichen) in der bestehenden Form, gegebenenfalls unter Hinzufügung weniger Einheiten, benutzt werden können. Für die Verfahrensschritte, des Wickeins der Spule, des Abscherens der Lappen tragenden Stege, des Lötens und des Vergießens in Harz (bei dem eine Form für die beabsichtigte Gestalt notwendig wird) lassen sich konventionelle Anlagen einsetzen. Eine zusätzlich erforderlich werdende Einheit kann die Stanzpresse zum Ausstanzen der die Lappen tragenden Stege sein, falls diese nicht von einem Zulieferer bezogen werden.

(3) Die Gestalt der Induktivität läßt sich frei wählen.

Es braucht nur eine Form mit der gewünschten Hohlraumkontur bereitgestellt zu werden, da diese die Gestalt des Bauteils bestimmt. Es ist nicht notwendig, runde, quadratische oder in anderer Weise geformte Sinterteile aus Ferrit oder dergleichen vorzufertigen, wie dies bei der herkömmlichen Herstellung von Induktivitäten der Fall ist. Es ist auch nicht notwendig, für einen gewünschten Induktivitätswert auf Grund von Änderungen der Form von rohrförmigen Ferritkörpern eine Umkonstruktion vorzunehmen.

Fig. 16 zeigt eine Chip-Induktivität der vorliegend erläuterten Art nach Anbringung zwischen Leitern 41 und 42' auf einer gedruckten Leiterplatte 40' mit Hilfe von Lot 43. Mit 44 ist Klebstoff bezeichnet, der dem min-

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destens vorübergehenden Fixieren der Induktivität auf der Oberfläche der Leiterplatte dient. Die beschriebene Chip-Induktivität ist rechteckig und formstabil; sie eignet sich hervorragend zur Handhabung durch automatisierte Fertigungsstrecken. Weil die Chip-Induktivität keine vorbestimmte Einbaurichtung erfordert, läßt sie sich besonders leicht montieren, verlöten und auf andere Weise in automatisierten Anlagen verarbeiten.

Die rechteckige äußere Ummantelung erlaubt ferner die Verwendung des zylindrischen, hanteiförmigen Magnetkerns, was bei geringer Größe zu einem erweiterten Bereich von möglichen Windungszahlen führt.

Die vorliegende Chip-Induktivität zeichnet sich durch einen Q-Wert aus, der größer als derjenige von bekannten rechteckigen Induktivitäten gemäß Fig. 2 ist. Dies dürfte darauf zurückzuführen sein, daß bei'der Induktivität nach der Erfindung die Wirbelströme auf Grund der geringen Flächen der als externe Anschlüsse dienenden Köpfe 32 der Elektroden beschränkt sind, während im Falle der konventionellen Induktivität Wirbelströme auch in den seitlichen Anschlußelektroden auftreten. In Fig. 17 sind die Q/f-Kennlinien einer erfindungsgemäßen Induktivität (a), bei der eine Spule von 56 Windungen eines Drahts mit einem Durchmesser von 0,06 mm unter Erzielung einer Induktivität von 30 yuH vorgesehen waren, sowie von Induktivitäten b (ohne Elektroden) und c (mit Elektroden) gemäß Fig. 2 dargestellt. Wie deutlich zu erkennen ist, zeichnet sich die erfindungsgemäße Induktivität durch eine hohe Güte von begrenzter Schwankung aus, die ohne weiteres vergleichbar mit derjenigen von herkömmlichen Induktivitäten mit Zuleitungen ist, während bei Induktivitäten gemäß Fig. 2 die Anbringung der Elektroden einen steilen Abfall der Güte Q von b zu c

- 16 verursacht.

An Hand der Fig. 18 sei eine zweite Ausführungsform gemäß der Erfindung erläutert. Im Hinblick auf eine hohe Packungsdichte auf gedruckten Leiterplatten und dergleichen müssen in Chip-Form vorliegende elektronische Bauteile naturgemäß eine möglichst geringe Größe haben. Falls externe Anschlüsse relativ große Flächen bedecken, wie dies in Fig. 16 der Fall ist, kommt es zu einem erhöhten Absacken, Ablagern und Ausbreiten von Lot zwischen den Chips und dem Leitermuster auf der gedruckten Leiterplatte. Das Lot kann sich so stark ausbreiten, daß zwischen benachbarten elektronischen Bauteilen, die mit dem Leitungsmuster der Leiterplatte verlötet werden, eine Lotbrücke ausgebildet wird, die Kurzschlüsse verursacht. Um dies zu vermeiden, muß der gegenseitige Abstand der Chips erhöht werden, was auf Kosten der Pakkungsdichte geht.

Bei der zweiten Ausführungsform handelt es sich um eine Chip-Induktivität mit Anschlüssen von verringerter Höhe, um ein Absacken, Ablagern und Ausbreiten von Lot ausgehend von den Chips zu minimieren und die Packungsdichte auf gedruckten Leiterplatten und dergleichen zu verbessern.

Bei dem elektronischen Bauteil gemäß Fig. 18 sind·zwei metallische Anschlüsse 33a, die jeweils am einen Ende mit den Elektroden 26 bzw. 27 in elektrischer Verbindung stehen, am Boden 37' der Ummantelung 37, über den das Teil auf der Leiterplatte befestigt werden soll, nach außen geführt. Die äußeren Endabschnitte der Anschlüsse werden dann am Boden 37' umgebogen und nach oben gefaltet, um sich gegen die beiden Endflächen 45, 4ό des Chips anzulegen.

Bei der beschriebenen Bauweise können die Endabschnitte der Ansphlüsse 33a an den beiden Endflächen 45, 46 der Ummantelung 37 hinsichtlich ihrer Lage so eingestellt werden, daß eine gewünschte Hö.he h vom Boden 37' der gefalteten Enden der Anschlüsse 33a aus erhalten wird. Dies vermindert ein Absacken, Ablagern und Ausbreiten des Lots, mittels dessen solche elektronischen Bauteile auf einer gedruckten Leiterplatte verlötet werden. Die Pakkungsdichte läßt sich auf diese Weise erhöhen, während die Bildung von Lotbrücken vermieden wird. Wenn beispielsweise benachbarte elektronische Bauteile eine Ufnmantelungshöhe H von 3,2 mm haben und die Höhe h ihrer Anschlüsse 1,6 mm beträgt, müssen die Bauteile in einem gegenseitigen Abstand von etwa 2 mm montiert werden. Die Höhe h der Anschlüsse läßt sich auf 0,5 mm vermindern, was einen gegenseitigen Chip-Abstand von nur 0,7 mm zur Folge hat.

Weil die Anschlüsse 33a am Boden 37', der die Montagefläche bildet, nach außen geführt sind, kann durch das Aufsetzen de? elektronischen Bauteils auf eine gedruckte Leiterplatte ein unmittelbarer Kontakt der Anschlüsse 33a mit dem Leitermuster erzielt und für ein einwandfreies Verlöten gesorgt werden. Die Anschlüsse 33a werden vom Boden 37' aus nach oben und gegen beide Endflächen der gekapselten Anordnung gefaltet. Anders als im Falle von herkömmlichen Anschlüssen, die nur am Boden angebracht sind, lassen sich die Lötstellen von außen optisch überprüfen; fehlerhafte Lötstellen können ohne weiteres erkannt werden.

Wie im einzelnen aus Fig. 19 hervorgeht, sind die Anschlüsse 33a so aufgebaut, daß ein Elektrodenkontaktfinr ger 32a in Anschlußmitte vorgesehen ist, unterhalb dessen zwei Haltefinger 32b in einem gegenseitigen Abstand

G verlaufen. Dadurch lassen sich die mittleren Finger 32a der Anschlüsse mit Bezug auf die Induktivität genau positionieren, was die Herstellung der ummantelten Bauteile erleichtert. Wenn metallische Anschlüsse 33a der geschilderten Art verwendet werden, legen sich die Haltefinger 32b gegen den unteren Teil des Induktanz-Bauelements an. Dadurch läßt sich die Lage der Elektrodenkontaktfinger 32a mit Bezug auf die Anschlußelektroden 26, 27 auf Grund der Höhe genau regulieren, um welche die Finger 32a über den Fingern 32b liegen. Das Induktanz-Bauelement und die metallischen Anschlüsse 33a werden dadurch bezüglich ihrer Höhe genau eingestellt.

Die zwei in einem gegenseitigen Abstand G parallel zueinander verlaufenden Haltefinger 32b stützen das aufgesetzte Induktanzelement entsprechend Fig. 18 ab, wobei ein Teil der Unterseite des Elements in dem Raum G festgelegt und zwischen den Innenkanten der Finger 32b gehalten wird. Das Element wird auf diese Weise an einem seitlichen Verschieben gehindert und in Seitenrichtung genau positioniert .

Die erläuterte Ausbildung gestattet es, das Induktanzelement von oben her mit den metallischen Anschlüssen 33a zusammenzubauen, wodurch die Montage erleichtert wird. Das Zusammensetzen und gegenseitige Verbinden des Induktanzelements und der metallischen Anschlüsse läßt sich für Massenproduktionszwecke automatisieren. Dabei ist eine hohe Effektivität gewährleistet.

Die insoweit beschriebenen Ausführungsformen der Chip-Induktivitäten nach der Erfindung erlauben keine einfache Identifizierung der Chip-Position oder -richtung. Eine automatische Richtungserkennung kann aber beispielsweise bei Verwendung von Beschickungs- und Bestückungsvorrich-

tungen erwünscht sein. Nachstehend ist eine dritte Ausführungsform erläutert, die eine solche Erkennung erlaubt. Die beschriebene Chip-Induktivität gestattet eine einfache aber sichere Erkennung der Chip-Richtung und Positionierung der Anschlüsse mit Bezug auf das Leitungsmuster einer gedruckten Leiterplatte. Eine solche Richtungserkennung kann auch für das Testen der Induktivitätskennwerte,ein Markieren, das Verpacken und dergleichen nützlich sein.

Die Fig. 20 und 21 zeigen diese Ausführungsform der Chip-Induktivität in perspektivischer Darstellung bzw. im Schnitt. Die Oberfläche d der Ummantelung 37, welche der Montagefläche α gegenüberliegt, ist an zwei gegenüberliegenden, parallelen Kanten abgeschrägt, wodurch Markierungen 40 für die Richtungserkennung gebildet werden. Statt dessen kann auch nur eine solche Markierung 40 anstelle von zwei Markierungen entlang einer Kante der Oberfläche d vorgesehen sein.

Mindestens eine Richtungserkennungsmarkierung 40 auf der der Montagefläche α gegenüberliegenden Oberfläche d der Ummantelung 37 erlaubt es, festzustellen, ob eine gegebene Oberfläche die Montagefläche α oder die gegenüberliegende Oberfläche d oder eine der Endflächen b oder c mit einem Anschluß 33a oder eine von einem Anschluß freie Seitenfläche e oder f ist, und zwar in Abhängigkeit von dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein der Markierung 40 auf der betreffenden Oberfläche und der Richtung dieser Oberfläche. Das Vorliegen oder Nichtvorliegen und die Richtung der Markierungen der Chip-Induktivitäten können so mittels eines mechanischen oder elektrischen Erkennungsgerätes automatisch festgestellt werden. Dann können die Anschlüsse 33a der Chip-Induktivitäten mit Bezug auf das Leitungsmuster der gedruckten Leiterplatte positioniert werden, die Induktivitätskennwerte können bei

nach unten weisender Montagefläche α getestet werden, die Oberflächen d lassen sich markieren, die Bauteile können verpackt werden, und dergleichen, wobei all dies unter vorgegebenen Bedingungen geschieht.

Weil bei dieser Ausführungsform die Ummantelung 37 entlang von Kanten unter Ausbildung der Richtungserkennungsmarkierungen 40 abgeschrägt ist, kann eine automatische Identifizierung besonders leicht auf mechanischem Wege mit Hilfe einer Prüfvorrichtung 41' erfolgen, die beispielsweise Teil einer Beschickungsvorrichtung ist (Fig. 22).

Bei der beschriebenen Ausführungsform gewährleisten die ■ Richtungserkennungsmarkierungen 40, die parallel entlang zweier gegenüberliegender Kanten der Oberfläche d ausgebildet sind, eine sehr genaue Richtungserkennung, weil, wie in den Fig. 22 bis 25 dargestellt ist, die Prüfvorrichtung 41' nur eine von vier Seitenpositionen des elektronischen Bauteils zu ermitteln braucht, in welcher ihr die Oberfläche d zugekehrt ist. Das heißt, die Prüfvorrichtung kann eine 1/4-Richtungserkennung durchführen.

Entsprechend Fig. 26 ist es auch möglich, Markierungen 42 mit einer vorbestimmten Farbe, aus einem vorbestimmten Werkstoff oder mit einem anderen Merkmal, das eine Unterscheidung vpn der Ummantelung 37 gestattet, entlang den beiden Rändern der Oberfläche d des elektronischen Bauteils vorzusehen, das in diesem Fall wieder quaderförmige Gestalt hat.

Wenn die Markierungen eine Farbe haben, die sich von derjenigen der übrigen Anordnung unterscheidet, können die auf einer gedruckten Leiterplatte oder dergleichen montierten Chip-Induktivitäten mittels einer Kameraröhre

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oder eines optischen Sensors fotografiert bzw. optisch erfaßt werden. An Hand des Bildes oder der so gewonnenen Daten bestimmt ein Computer, ob die Lage der einzelnen elektronischen Bauteile korrekt ist oder nicht. Die Ergebnisse werden optisch angezeigt. Falls erforderlich, können entsprechende Korrekturen mit verbesserter Genauigkeit und Effizienz vorgenommen werden.

Die Markierungen 42, die auf der der Montagefläche α der Ummantelung 37 gegenüberliegenden Oberfläche d in einer sich von der Farbe der Ummantelung unterscheidenden Farbe ausgebildet sind, gestatten ein Identifizieren der Position oder Richtung der Chip-Induktivität in Abhängigkeit von dem Vorhandensein oder Nichtvorhandensein sowie der Richtung der im Blickfeld oder im Strahlengang des Sensors befindlichen Markierungen 42. Die Markierungen 42 haben dabei die Form von geradlinigen Streifen, die für eine Beurteilung der Richtung leicht erkannt werden können.

Weil der Computer den Einbauzustand der als Chips ausgebildeten elektronischen Bauteile auf der gedruckten Leiterplatte bestimmen und aufzeichnen kann, ist es möglich, Daten auszuwerfen, welche fehlerhaft aufgesetzte Teile angeben. Auf dieser Basis lassen sich fehlerhafte Bestückungen rasch und genau korrigieren.

Die Form der Ummantelung oder des vergossenen Chip-Körpers sowie der Ort und die Richtung der Markierungen 42 sind nicht auf die vorstehend erläuterten Ausführungsbeispidle beschränkt; vielmehr sind zahlreiche andere Abwandlungen möglich. Beispiele für solche Modifikationen sind in den Fig. 27 bis 31 veranschaulicht. Dabei ist nur das äußere Aussehen wiedergegeben; der Innenaufbau entspricht demjenigen der Ausführungsformen nach den

Fig. 15, 18 und 21. Bei der 'abgewandelten Ausbildung gemäß Fig. 17 ist die Ummantelung scheibenförmig, und die kreisförmige Oberfläche d, welche der (nicht veranschaulichten) Montagefläche α gegenüberliegt, ist mit einer kreissegmentartigen Markierung 42a versehen, die von einer Sehne begrenzt ist. Im Falle der Abwandlung nach Fig. 28 verläuft eine Markierung 42b in Form eines geradlinigen Streifens über den mittleren Teil der kreisförmigen Oberfläche. Im Falle der Fig. 29 ist die Ummantelung sechseckig ausgebildet. Zwei Markierungen 42c sind als parallele Streifen entlang den beiden gegenüberliegenden Enden vorgesehen, an denen die Anschlüsse 33a hochgezogen sind.

Fig. 30 zeigt eine Abwandlung, bei der Markierungen 42d entlang der beiden Seiten einer rechteckigen Ummantelung 37 verlaufen, die rechtwinklig zu den Seiten liegen, an denen sich die Anschlüsse 33a befinden. Bei der Ausführungsform nach Fig. 31 sind die Anschlüsse 33a an zwei einander diametral gegenüberliegenden Stellen einer kreisförmigen Ummantelung 37 vorgesehen. Eine Markierung 42e verläuft in Form eines geradlinigen Streifens diametral über die Seite d in Richtung der Verbindungslinie der Anschlüsse.

Bei den Abwandlungen gemäß den Fig. 26 bis 31 sind Markierungen in Form von geraden Streifen, die eine von der ursprünglichen Farbe der Ummantelung abweichende Farbe haben, auf der Oberfläche des Chips vorgesehen, welche der Montageseite gegenüberliegt. Beim Aufsetzen der chipförmigen elektronischen Bauteile auf eine gedruckte Leiterplatte oder dergleichen, lassen sich die Bauteile mittels einer Kameraröhre fotografieren oder mittels eines optischen Sensors abtasten. Der so erfaßte Zustand kann mit Hilfe eines Computers oder auf andere

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Weise überprüft und ausgewertet werden. Bestätigungen über die richtige Einbaulage und gegebenenfalls notwendige Korrekturen lassen sich mit hoher Genauigkeit und Wirtschaftlichkeit erreichen.

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Claims

PATENTANWALT DIPL.-ING. GERHARD SCHWAN

ELFENSTR.ASSE 32 · D-8000 MÜNCHEN 83

TDK DE-90

Ansprüche

Elektronisches Bauteil, gekennzeichnet durch ein elektronisches Bauelement (2O₇ 29), das an beiden Enden mit Anschlußelektroden (26, 27, 26', 27') versehen ist, zwei mit den beiden Elektroden verbundene und von diesen nach unten reichende Anschlüsse (32, 33; 32a, 32b, 33a) sowie eine Ummantelung (37) aus isolierendem Gießharz, welche das elektrische Bauelement mit Ausnahme der äußeren Endabschnitte der Anschlüsse umschließt, wobei die äußeren Endabschnitte unter Anpassung an die Unterseite der Ummantelung abgebogen und dann senkrecht nach oben in Kontakt mit den beiden Enden der Ummantelung gefaltet sind.
2. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektronische Bauelement (20, 29) aus einem im wesentlichen hanteiförmigen Kern (20) und einer darauf gewickelten Drahtspule besteht, deren beide Enden (30, 31) mit den beiden Elektroden (26, 27, 26', 27') verbunden sind.
3. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die senkrecht nach oben gefalteten Abschnitte der Anschlüsse (33a) eine geringere Höhe als die Ummantelung (37) haben.
4. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß jeder Anschluß einen vom mittleren Teil des Anschlusses vorspringen-

FER.N5PÜ.ECHER: 089/6012039 · KABEL: ELECTJUCPATENT MÜNCHEN

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den Elektroden-Kontaktfinger (32a) zur Herstellung einer Verbindung mit der Elektrode (26, 27) und zwei in Abstand voneinander angeordnete, parallel zu dem Kontaktfinger und unterhalb desselben verlaufende Haltefinger (32b) aufweist, zwischen die das Bauelement unter Positionierung des Kontaktfingers mit Bezug auf die Elektrode einsetzbar ist.
5. Elektronisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ummantelung (37) Rechteckform hat und mindestens eine Kante der der Montagefläche gegenüberliegenden Rechteckfläche mit einer Richtungserkennungsmarke (40, 42) versehen ist,
6. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtungserkennungsmarke (40) als Abschrägung der der Montagefläche gegenüberliegenden Rechteckfläche ausgebildet ist.
7. Elektronisches Bauteil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Richtungserkennungsmarke (42) eine Farbmarkierung vorgesehen ist.
8. Elektronisches Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Oberflächen der Ummantelung (37), an der sich kein Anschluß befindet, mit einer Farbmarkierung (42, 42a, 42b, 42c, 42d, 42e) in Form eines geraden Streifens versehen ist.