DE3938718A1

DE3938718A1 - Miniatur-chip-induktivitaet

Info

Publication number: DE3938718A1
Application number: DE19893938718
Authority: DE
Inventors: Michael Franke
Original assignee: Hans Kolbe and Co
Current assignee: Fuba Hans Kolbe and Co
Priority date: 1989-11-23
Filing date: 1989-11-23
Publication date: 1991-05-29

Description

Die Erfindung betrifft eine Miniatur-Chip-Induktivität für die SMD-Schaltungstechnik gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Bei Schaltungsanordnungen der Hochfrequenztechnik werden heute für Filterzwecke im Bereich 4 MHz bis 1,8 GHz (Hoch- und Tief paß, Bandpaß, Bandsperre) Kernspulen kleinster Abmessungen als induktive Bauelemente verwendet.

Die Induktivitätswerte liegen z. B. bei
12 nH bis 1 µH bei Spulen mit Keramikkern und
1 µH bis 1 mH bei Spulen mit Ferritkern
mit einer von den Herstellern selbst angegebenen Toleranz von 20%. Übliche Außenabmessungen derartiger Spulen sind 3×1,6 bis 3×2,5 mm bei einer Höhe von etwa 1 mm. Die Drahtdicke beträgt dann 0,05 bis 0,1 mm und die Windungszahl 2 bis 20.

Die Induktivität von Kernspulen dieser Größe für SMD-Montage ist nicht abgleichbar. Das resultiert u. a. aus der geringen Größe. Die kleinsten im Handel erhältlichen SMD-Spulen mit Abgleichmög lichkeit haben - bei Induktivitätswerten in der hier angeführten Größenordnung - die Abmessungen 5×5×5 mm, und mit den Anschlüs sen wird eine Fläche von 8,5×6 mm benötigt. Zum Abgleich dient ein schraubbarer Ferritnippelkern.

Dabei wäre es schon unter Berücksichtigung der hohen Toleranzen bei den Induktivitätswerten notwendig, eine Abgleichmöglichkeit auch bei den Miniatur-Chip-Induktivitäten zu gewährleisten, ein mal abgesehen von den Erfordernissen und Parametern der jewei ligen Schaltungsanordnung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Miniatur-Kern spule für SMD-Montage so zu gestalten, daß auf einfache Weise ein Abgleich der Induktivität möglich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs angegebenen Mittel gelöst.

Dabei ist denkbar, Unter- und Oberteil des Grundkörpers, beide, aus Keramik oder aus Ferrit herzustellen, oder das Unterteil aus Ferrit und das Oberteil aus Keramik. Ein Material, das unter bestimmten Bedingungen seinen Querschnitt oder sein Volumen än dert, kann ein Kunststoff sein, der bei Wärmeinwirkung - z. B. beim Lötvorgang während der Bestückung - schrumpft, oder ein Wachs, das dabei schmilzt.

Wenn beide Teile aus Keramik und bzw. oder aus Ferrit herge stellt werden, ist es sinnvoll, sie mit einer Klebschicht zu verbinden, die - auch z. B. durch die Erwärmung beim Lötvorgang - aufgelöst wird.

In jedem Fall soll die Spule in der Fertigung über einen hin reichend festen und maßlich definierten und konfektionierten Kern gewickelt werden, damit ihre HF- und anderen Parameter wie bisher gleichbleibend gesichert sind. Die damit gegebene Fest induktivität wird abgleichbar, wenn das obere Teil des Grund körpers entfernt oder sein Volumen bzw. sein Querschnitt ver ringert wird. Dann sind die vorher festen Windungen locker und können wie die Windungen einer Luftspule gespreizt werden.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß nunmehr auch Miniatur-Chip-Induktivitäten veränderlich sind, ohne daß - über die Verwendung eines Grundkörpers aus zwei Teilen hinaus - der Aufwand gravierend erhöht wird. Der Aufwand ist auch in Re lation zu der bei den Induktivitäten mit etwas größeren äußeren Abmessungen möglichen Abgleichung mit schraubbarem Kern oder Kernelement niedrig und die Anwendung der Erfindung auch bei größeren Kernspulen denkbar.

Die Erfindung wird im folgendem anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Es zeigen

Fig. 1 Perspektivische Ansicht einer Kernspule als Miniatur- Chip-Induktivität nach dem bekannten Stand der Technik.

Fig. 2 Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Spule aus zwei keilförmigen Teilen, die mit einem wärmeempfindlichen Kleber temporär verbunden sind.

Fig. 3 Erfindungsgemäße Spule mit einem Schlauch aus bei Wär meeinwirkung schrumpfendem Kunststoff

a) Schnitt in Seitenansicht,
b) Teilschnitt in Stirnansicht, ohne Draht.

Bei der Spule nach Fig. 1 sind 1 der Grundkörper aus z. B. Kera mik, 2 seitliche Ansätze und 3 der Spulendraht. Die Ansätze 2 sind auf der der Leiterplatte zugewandten Unterseite und - etwas an den Seitenflächen hochgezogen - mit der Metallisierung 4 ver sehen, auf die die Wicklungsenden 5 des Spulendrahts z. B. ge schweißt sind.

Die metallisierte Unterseite bildet die Kontaktierungsfläche, über die der Spulenkörper durch Löten mit Leiterbahnen auf der Leiterplatte verbunden wird.

Der Kern der Spule nach Fig. 2 besteht aus dem Grundkörper- Unterteil 6 und dem Oberteil 7, die mit einer Klebschicht 8 ver bunden sind, die sich durch die Erwärmung des Unterteils beim Auflöten der Spule auflöst. Das Oberteil 7 kann dann aus der Spule herausgezogen werden, und jetzt ist es möglich, die Draht windungen zur Änderung der Induktivität beliebig zu spreizen.

Den gleichen Effekt erzielt man bei der Anordnung nach Fig. 3. Der Kunststoffschlauch 9 auf dem Grundkörper-Unterteil 10 aus Keramik ist bei Fertigung der Spule fest und formbeständig und gewährleistet das gewünschte definierte Aufwickeln des Spulen drahts.

Durch die Erwärmung beim Lötvorgang schrumpft er bleibend, und dann kann er aus dem Windungsbereich herausgezogen werden - oder auch verbleiben; in beiden Fällen ist auch hier die Windungs spreizung möglich.

Als Material für den Schrumpfschlauch eignet sich z. B. strah lungsvernetztes Polyolefin. Die Schrumpfungstemperatur beträgt 125 bis 300°C; die Temperatur im Lötofen bei SMD-Montage beträgt 220°C und ist daher ausreichend für den Schrumpfungsprozeß.

Claims

1. Miniatur-Chip-Induktivität für die SMD-Schaltungstechnik, bestehend aus einem im wesentlichen quaderförmigen Grundkör per aus Keramik mit zwei lötfähig metallisierten Kontaktie rungsflächen bzw. einem solchen aus Ferrit, der mit dem Spu lendraht bewickelt ist, wobei die Wicklungsenden des Drahtes mit den Kontaktierungsflächen des Grundkörpers galvanisch verbunden sind, dadurch gekennzeichnet,

- daß der Grundkörper aus einem unteren Teil 6, 10 mit den Kontaktierungsflächen 4 zur Leiterplatte und einem oberen Teil 7, 9 zusammengesetzt ist, die vor der Montage fest mit dem Spulendraht bewickelt sind, und
- daß das obere Teil 7, 9 zur Verringerung des für die Wick lung wirksamen Gesamtquerschnitts des Grundkörpers nach Be stückung der Leiterplatte entfernbar ist bzw. sein Quer schnitt bei der Bestückung verringert werden kann.

2. Miniatur-Chip-Induktivität nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das obere Teil 6 des Grundkörpers aus dem glei chen oder einem gleichartigen Material wie das untere Teil 7 besteht und daß beide Teile vorzugsweise gegeneinander keil förmig ausgebildet und mit einem Mittel verbunden sind, das sich bei Änderung einer Zustandsgröße, z. B. Erhöhung der Tem peratur, oder bei Einwirkung mit einem Medium auflöst oder seine Haftwirkung verliert.

3. Miniatur-Chip-Induktivität nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das obere Teil 9 des Grundkörpers aus einem Material besteht, das bei Änderung einer Zustandsgröße, z. B. Erhöhung der Temperatur, oder bei Einwirkung mit einem Me dium schrumpft, zerfällt oder sich auflöst.