DE4223097A1

DE4223097A1 - Spulenbauteil

Info

Publication number: DE4223097A1
Application number: DE4223097A
Authority: DE
Inventors: Shigenori Kato; Norio Sato
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1991-07-16
Filing date: 1992-07-14
Publication date: 1993-01-21
Anticipated expiration: 2012-07-15
Also published as: DE4223097C2; KR960008184B1; JPH058914U; US5307041A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Spulenbauteil, wie eine Induktionsspule und/oder einen Transformator, das auf ei ner gedruckten Schaltungsplatte durch Löten montiert wird, insbesondere bezieht sie sich auf ein Spulenbauteil, das automatisch auf einer gedruckten Schaltungsplatte unter Verwendung einer automatischen Montiermaschine, die eine Saugdüse zum Festhalten eines Bauteils aufweist, montiert wird.

Ein bekanntes Spulenbauteil, das auf einer gedruckten Schaltungsplatte montiert wird, hat einen dielektrischen Träger, auf dem ein Magnetkern mit einer Spule und mehre ren Anschlüssen, die nach außen vom Träger abstehen, mon tiert ist. Das eine Ende der Spule wird mit einem Anschluß zur Anlage gebracht, der dann in geschmolzenes Lot getaucht wird, um das Ende der Spule mit dem Anschluß zu verlöten. Hierbei verbleibt ein am Ende des Anschlusses vorstehender Lotzipfel, wenn das geschmolzene Lot ausgehärtet ist, und die Länge des Lotzipfels ist nicht gleichförmig.

Bei einer bislang verwendeten automatischen Montiermaschine zum Montieren von Bauteilen auf einer gedruckten Schal tungsplatte wird das betreffende Bauteil von einer Saugdüse erfaßt, die durch eine numerische Steuervorrichtung posi tioniert wird, und an der gewünschten Stelle der gedruckten Schaltungsplatte angeordnet, und dann wird das Bauteil an der Platte angelötet. Da das Bauteil hierbei genau an der gewünschten Stelle der gedruckten Schaltungsplatte positioniert werden muß, justiert die Montiermaschine die Lage des Bauteils mittels eines Justierchips (Justierplätt chens), der die Lage durch Verschieben des Bauteils ju stiert.

Bei einem bekannten Spulenbauteil ist die richtige Positio nierung durch eine automatische Positioniermaschine jedoch wegen der ungleichförmigen Lotzipfel, die an Anschlußstif ten vorstehen, schwierig. Wenn ein Justierchip gegen das Ende der Anschlüsse drückt, die jeweils mit Lot bedeckt sind, wird das Bauteil wegen der unterschiedlichen Länge der Lotzipfel nicht richtig positioniert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Nachteile eines bekannten Spulenbauteils durch Schaffung eines neuen und verbesserten Spulenbauteils zu vermeiden, insbesondere ein Spulenbauteil anzugeben, das richtig und genau auf einer gedruckten Schaltungsplatte mittels einer automati schen Montiermaschine positioniert werden kann. Erfindungs gemäß ist diese Aufgabe gelöst durch ein Spulenbauteil, bei dem ein dielektrischer Träger mit mehreren leitenden Anschlußstiften versehen ist, die von Seiten des Trägers vorstehen, jeder der Anschlußstifte ein erstes Ende, das von einer ersten Seite des Trägers zum Verbinden mit einem Ende einer Spule des Spulenbauteils vorsteht, und ein zwei tes Ende aufweist, das von einer zweiten Seite des Trägers zum Anschließen an eine äußere Schaltung auf einer gedruck ten Schaltungsplatte vorsteht, das erste Ende einteilig mit dem zweiten Ende durch einen mittleren Teil, der in dem Träger eingeformt ist, verbunden ist, eine die Stirn seiten der zweiten Enden auf der einen zweiten Seite des Trägers verbindende Linie parallel zu einer die Stirnseiten der zweiten Enden auf der gegenüberliegenden zweiten Seite verbindenden Linie ist, die zweiten Enden der Anschlußstif te von den zweiten Seiten des Trägers abstehen und die zweiten Seiten senkrecht zu den ersten Seiten verlaufen, ein Magnetkern, der die Spule aufweist, auf dem Träger befestigt ist, ein Gehäuse, das einen im wesentlichen rechteckförmigen Bodenteil mit einem Paar geradliniger paralleler Außenwände aufweist, umgibt den Magnetkern und jede dieser Außenwände des Gehäuses außerhalb der Stirnsei te der ersten Enden der Anschlußstifte liegt.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachstehend anhand der Zeichnung bevorzugter Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1A eine erste Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Spulenbauteils,

Fig. 1B eine Unteransicht des Spulenbauteils nach Fig. 1A,

Fig. 2A eine Draufsicht auf das Spulenbauteil nach Fig. 1A,

Fig. 2B eine zweite Seitenansicht des Spulenbauteils nach Fig. 1A,

Fig. 2C den Querschnitt E-E der Fig. 2A,

Fig. 3A eine Draufsicht auf einen Träger des Spulenbauteils nach Fig. 1A,

Fig. 3B eine Seitenansicht des Trägers des Spulenbauteils nach Fig. 1A,

Fig. 3C eine Draufsicht auf den Träger, auf dem ein Trom melkern montiert ist,

Fig. 3D eine Seitenansicht der Fig. 3C,

Fig. 3E einen Querschnitt des Trägers,

Fig. 4A eine Unteransicht eines Gehäuses des Spulenbauteils nach Fig. 1A,

Fig. 4B den Querschnitt F-F der Fig. 4A,

Fig. 4G den Querschnitt G-G der Fig. 4A,

Fig. 5A und 5B perspektivische Ansichten eines Teils einer automatischen Montiermaschine mit Justierchips und

Fig. 6 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbei spiels eines erfindungsgemäßen Spulenbauteils.

Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 bis 4 bildet einen Transformator für einen Gleichspannungswandler.

Nach den Fig. 3A und 3B sind mehrere leitende Anschlußstif te 2 in einen rechteckigen Träger 1 eingeformt, der aus dielektrischem Kunststoff hergestellt ist. Die Anschluß stifte 2 waren zunächst in einem (nicht dargestellten) Leiterrahmen ausgebildet, in den der Träger 1 eingeformt wurde und der weggeschnitten wurde, um den Träger mit den eingeformten Anschlußstiften zu bilden.

Jeder der Anschlußstifte 2 hat ein erstes Ende 2a, der mit einem Ende einer Spule 4 verbunden ist, die um einen trommelförmigen oder zylindrischen Kern 3 aus Ferrit herum gewickelt ist, und ein zweites Ende 2b, das zum Anlöten an eine (nicht dargestellte) gedruckte Schaltungsplatte dient. Der mittlere Teil jedes Anschlußstiftes 2 zwischen dem ersten Ende 2a und dem zweiten Ende 2b liegt innerhalb des Trägers 1.

Der Kern 3 hat zwei kreisförmige Flansche 3a und 3b, die durch einen dazwischenliegenden säulenartigen Steg oder Schenkel verbunden sind. Eine um den Steg herumgewickelte Spule und Enden der Spule sind mit den ersten Enden 2a der Anschlußstifte 2 verbunden.

Das zweite Ende 2b jedes Anschlußstiftes 2 liegt in der durch die Unterseite 1a des Trägers 1 definierten Ebene, so daß das zweite Ende 2b und die Unterseite 1a an der Oberfläche einer gedruckten Schaltungsplatte anliegen, auf der das Spulenbauteil montiert ist. Das erste Ende 2a jedes Anschlußstiftes 2 liegt höher als die erwähnte Ebene, so daß ein gewisser Abstand zwischen dem ersten Ende 2a und der Oberfläche der gedruckten Schaltungsplatte besteht. Der mittlere Teil der Anschlußstifte ist daher in dem Träger so versetzt oder gekrümmt, daß das erste Ende 2a höher als das zweite Ende 2b liegt. Die ersten Enden 2a ragen aus einer Seite 1b oder einer Seite 1c des Trägers 1 heraus, und die zweiten Enden 2b ragen aus einer Seite 1d oder einer Seite 1e des Trägers 1 heraus. Die Seiten 1b und 1c sind parallel zueinander, die Seiten 1d und 1e sind ebenfalls parallel zueinander und die Seiten 1b und 1c sind senkrecht zu den Seiten 1d und 1e.

Eine die Stirnseiten der zweiten Enden 2b der Anschlußstif te 2 längs der Seite 1d verbindende Linie L₁ (siehe Fig. 1B) verläuft parallel zu einer die Stirnseiten der zweiten Enden 2b der Anschlußstifte 2 längs der Seite 1e verbinden den Linie L₂. Es sei darauf hingewiesen, daß die zweiten Enden 2b nicht verlötet sind, wenn das Spulenbauteil auf einer gedruckten Schaltungsplatte montiert wird, so daß die Linien L₁ und L₂ genau geradlinig sind und als Bezugs linie zur Positionierung des Spulenbauteils durch eine automatische Montiermaschine verwendet werden können.

Der Träger 1 hat mehrere bogenförmige Vorsprünge 1f und 1g. Die gebogenen Innenseiten dieser Vorsprünge liegen an dem einen (unteren) Flansch 3a des Kerns 3 zur Positio nierung des Kerns 3 an, während die gebogenen Außenseiten dieser Vorsprünge an einer Innenseite eines ringförmigen Gehäuses 5 anliegen, bei dem es sich entweder um einen Magnetkern oder ein dielektrisches Gehäuse handeln kann. Der Träger 1 hat ferner zwei abgeschrägte Vorsprünge 1h, die mit dem ringförmigen Gehäuse 5 in Eingriff stehen. Das Gehäuse 5 wird durch die bogenförmigen Vorsprünge und die abgeschrägten Vorsprünge 1h lokalisiert bzw. positio niert.

Das Gehäuse 5 ist, wie Fig. 4 zeigt, außen im wesentlichen rechtwinklig und hat in der Mitte ein kreisförmiges Loch 5a, das den Kern 3 zusammen mit der Spule 4 aufnimmt. Das Gehäuse 5 hat ferner zwei Vorsprünge 5b an sich gegenüber liegenden Seiten des Gehäuses 5 auf seiner Unterseite, um das Gehäuse 5 selbst zu positionieren. Zwischen den beiden Vorsprüngen 5b auf jeder Seite ist jeweils eine V-förmige Vertiefung 5c ausgebildet, so daß die Vertiefung 5c mit einem entsprechenden Vorsprung 1h des Trägers 1 in Eingriff kommt, und das Gehäuse 5 wird durch diesen Vorsprung 1h positioniert.

Die sich gegenüberliegenden Seiten 5d, 5d des Gehäuses 5, die den ersten Enden 2a der Anschlußstifte 2 zugeordnet sind, sind parallel zueinander und senkrecht zu den Linien L₁ und L₂, die die Stirnseiten der zweiten Enden 2b verbin den, wie es in Fig. 1B dargestellt ist. Die Seiten 5d, 5d und die Linien L₁ und L₂ werden durch Justierchips (Ju stierplättchen) einer automatischen Montiermaschine versch oben, um das Spulenbauteil zu positionieren.

Der nach den Fig. 1 und 2 untere Flansch 3a des Kerns 3 ist am Träger 1 angeklebt, wobei die Positionierung durch die gebogenen Vorsprünge 1f und 1g bewirkt wird. Ein Ende der auf dem Kern 3 angeordneten Spule 4 ist mit dem ersten Ende 2a eines Anschlußstiftes 2 verlötet. Das Gehäuse 5 nimmt in dem mittleren Loch 5a den Kern 3 auf. Die Vertie fung 5c am Boden des Gehäuses 5 steht mit dem Vorsprung 1h des Trägers 1 in Eingriff. Die Vorsprünge 5b des Gehäu ses 5 liegen an den bogenförmigen Vorsprüngen 1f, 1g des Trägers 1 an. Zur Befestigung des Gehäuses 5 am Träger 1 wird ein Klebemittel verwendet.

Wenn das Spulenbauteil zusammengebaut ist, wie oben be schrieben, stehen die äußeren Wände 5d des Gehäuses 5 um den Betrag ΔW (siehe Fig. 1A) weiter nach außen vor als die ersten Enden 2a der Anschlußstifte 2. Das Maß ΔW be trägt beispielsweise 0,2 mm. Mit anderen Worten, die Brei te des Spulenbauteils wird durch das Gehäuse und nicht durch die Anschlußstifte bestimmt.

Um das Spulenbauteil auf einer (nicht dargestellten) ge druckten Schaltungsplatte zu montieren, saugt eine Saug düse 6 (siehe Fig. 5A) einer automatischen Montiermaschi ne das Spulenbauteil am oberen Flansch 3b des Kerns 3 an. Zwei Justierschips 7 (Justierplättchen) der automatischen Montiermaschine justieren die Lage des Spulenbauteils durch Andrücken des einen Chips 7 an einer der Wände 5d des Ge häuses 5 des Spulenbauteils. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß nicht gegen das erste Ende 2a ei nes Anschlußstiftes gedrückt wird, weil es relativ zur Außenwand 5d des Gehäuses nach innen versetzt ist. Fig. 5A veranschaulicht die Justierung der Lage des Spulenbauteils in X-Richtung und/oder der Drehwinkellage um die Mitte der Saugdüse 6 herum.

Nach der Justierung oder Einstellung in X-Richtung werden die Justierchips 7 geöffnet (auseinandergefahren) und um 90° um die Mittelachse der Saugdüse 6 gedreht. Dann erfolgt die Justierung in Y-Richtung, wie es in Fig. 5B dargestellt ist, durch Andrücken der Justierchips 7 an die Stirnseiten der zweiten Enden 2b, die mit den Linien L₁ bzw. L₂ fluch ten. Es sei darauf hingewiesen, daß die Linien L₁ und L₂ genau geradlinig sind, da sie durch Abschneiden eines äuße ren Rahmens der elektrischen Leiter bestimmt werden. Wenn dagegen das Gehäuse groß ist (z. B. höher als 5 mm), können die äußeren Wände des Gehäuses als Bezugsfläche zur Posi tionierung des Spulenbauteils dienen. In diesem Falle wer den die Justierchips 7 nicht gegen die Stirnflächen der zweiten Enden 2b der Anschlußstifte 2 gedrückt.

Fig. 6 zeigt eine Abwandlung des Spulenbauteils. Das Merk mal der Fig. 6 besteht darin, daß die zweiten Enden 2b der Anschlußstifte 2 nach oben auf die benachbarten Seiten wände des Trägers 1 gebogen sind. Bei dieser Ausbildung wird das Spulenbauteil auch dann genau auf der gedruckten Schaltungsplatte positioniert, wenn die Enden 2b der An schlußstifte 2 während des Zusammenbaus etwas deformiert wurden.

Wenn das Spulenbauteil auf der gedruckten Schaltungsplatte positioniert worden ist, werden die zweiten Enden 2b der Anschlußstifte 2 mit Leitern auf der gedruckten Schaltungs platte für einen äußeren Anschluß verlötet.

Es sei darauf hingewiesen, daß für den Fachmann weitere Abwandlungen naheliegend sind. Beispielsweise braucht der Boden des Gehäuses nicht rechtwinklig zu sein, sondern es genügt, soweit es ein Paar paralleler geradliniger Sei ten hat, die die ersten Enden 2a der Anschlußstifte 2 ab decken, diese Stifte in geschmolzenes Lot zu tauchen.

Wie schon erwähnt wurde, wird ein erfindungsgemäßes Spulen bauteil genau und richtig auf einer gedruckten Schaltungs platte mittels einer automatischen Montiermaschine positio niert, auch wenn die Anschlußstifte verlötet werden.

Claims

1. Spulenbauteil, bei dem
ein dielektrischer Träger (1) mit mehreren leitenden Anschlußstiften (2) versehen ist, die von Seiten des Trägers (1) vorstehen,
jeder der Anschlußstifte (2) ein erstes Ende (2a), das von einer ersten Seite des Trägers (1) zum Verbin den mit einem Ende einer Spule (4) des Spulenbauteils vorsteht, und ein zweites Ende (2b) aufweist, das von einer zweiten Seite des Trägers (1) zum Anschließen an eine äußere Schaltung auf einer gedruckten Schal tungsplatte vorsteht,
das erste Ende (2a) einteilig mit dem zweiten Ende (2b) durch einen mittleren Teil, der in dem Träger (1) eingeformt ist, verbunden ist,
eine die Stirnseiten der zweiten Enden (2b) auf der einen zweiten Seite des Trägers (1) verbindende Linie (L₁) parallel zu einer die Stirnseiten der zweiten En den (2b) auf der gegenüberliegenden zweiten Seite ver bindenden Linie (L₂) ist,
die zweiten Enden (2b) der Anschlußstifte (2b) von den zweiten Seiten des Trägers abstehen und die zwei ten Seiten senkrecht zu den ersten Seiten verlaufen,
ein Magnetkern (3), der die Spule (4) aufweist, auf dem Träger (1) befestigt ist,
ein Gehäuse (5), das einen im wesentlichen rechteck förmigen Bodenteil mit einem Paar geradliniger paralle ler Außenwände (5d) aufweist, umgibt den Magnetkern (3) und
jede dieser Außenwände (5d) des Gehäuses (5) außer halb der Stirnseite der ersten Enden (2a) der Anschluß stifte liegt.

2. Spulenbauteil nach Anspruch 1, bei dem das Gehäuse (5) ein ringförmiger Magnetkern ist.

3. Spulenbauteil nach Anspruch 1, bei dem das Gehäuse di elektrisch ist.

4. Spulenbauteil nach Anspruch 1, bei dem die erwähnten Linien (L₁, L₂) und der rechteckförmige Bodenteil des Gehäuses (5) Bezugslinien zur Positionierung des Spulen bauteils mittels einer automatischen Montiermaschine auf einer gedruckten Schaltungsplatte bilden.

5. Spulenbauteil nach Anspruch 1, bei dem der Träger (1) Vorsprünge (1h) aufweist, die mit Vertiefungen (5c) im Bodenteil des Gehäuses (5) zur Positionierung des Gehäuses auf dem Träger in Eingriff stehen.

6. Spulenbauteil nach Anspruch 1, bei dem die zweiten En den (2b) der Anschlußstifte (2) auf die diesen Enden benachbarten Seitenwände des Trägers (1) umgebogen sind.

7. Spulenbauteil nach Anspruch 1, bei dem der Träger auf Anschlußstiften (2) eines Leiterrahmens angeformt ist.

8. Spulenbauteil nach Anspruch 1, bei dem die ersten Enden (2a) der Anschlußstifte (2) mit Enden der Spule durch Eintauchen der ersten Enden in geschmolzenes Lot ange lötet sind.

9. Spulenbauteil nach Anspruch 1, bei dem die zweiten En den (2b) der Anschlußstifte (2) in einer Ebene liegen, die durch die Unterseite des Trägers definiert ist, und daß die ersten Enden (2a) der Anschlußstifte in einem Abstand von dieser Ebene angeordnet sind.

10. Spulenbauteil nach Anspruch 9, bei dem mittlere Teile, die jeweils eines der ersten Enden (2a) mit jeweils einem der zweiten Enden (2b) verbinden, gegenüber der erwähnten Ebene versetzt sind, um den Abstand zu bil den.

11. Spulenbauteil nach Anspruch 9, bei dem die mittleren Teile, die jeweils die ersten und zweiten Enden verbin den, gekrümmt sind, um den Abstand zu bilden.