DE8803351U1 - Surface mount coil - Google Patents

Surface mount coil

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Description

Spule für OberfLächenmontageCoil for surface mounting

Die Erfindung betrifft eine Spule fur die Oberflächenmontage gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1.The invention relates to a coil for surface mounting according to the preamble of claim 1.

Im Handel sind SMD-Bauteile (Surface Mounted Device) erhältlich, die sowohl als passive wie als aktive Bauelemente ausgebildet sein können und deren Anschlüsse durch Löten unmittelbar mit entsprechenden Anschlußflächen (Pads) auf gedruckten Leiterplatten verbunden werden. Da die Basismaterialien der üblicherweise verwendeten Leiterplatten und die Werkstoffe der SMD-Träger oder -Gehäuse im allgemeinen unterschiedliche thermische Ausdehnungskoeffizienten haben, sind die Lötstollen bei Temperaturwechseln mechanischen Spannungen ausgesetzt. Bei den bekannten SMD-Bauteilen mit relativ kleiner Grundfläche und kurzen Längenabmessungen, halten sich die mechanischen Belastungen der Lötstellen in Grenzen, so daß die Funktionssicherheit der Lötverbindungen gewährleistet ist.SMD components (Surface Mounted Device) are commercially available, which can be designed as both passive and active components and whose connections are connected directly to corresponding connection surfaces (pads) on printed circuit boards by soldering. Since the base materials of the commonly used circuit boards and the materials of the SMD carriers or housings generally have different thermal expansion coefficients, the soldering points are exposed to mechanical stress when the temperature changes. In the case of the well-known SMD components with a relatively small base area and short length dimensions, the mechanical stress on the soldering points is kept within limits, so that the functional reliability of the soldering connections is guaranteed.

ZT/PI-Ka/B/H R. Stapelfeldt 14 |ZT/PI-Ka/B/H R. Stapelfeldt 14 |

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Bei vom Volumen und Gewicht her größeren Bauteilen/ wie beispielsweise Filterspulen/ liegen aber andere Verhältnisse vor. Da sie bei relativ geringer Breite Längenabmessungen bis zu mehreren Zentimetern aufweisen/ und gegenüber dar Leiterplatte einen erheblich abweichenden Ausdehnungskoeffizienten haben/ sind sie im allgemeinen nicht für die SMD-Technik geeignet. Aus diesem Grunde werden derartige Bauteile auf herkömmliche Weise mit ihren Anschlußdrähten erst durch Löcher der Leiterplatte gesteckt und dann gelötet.However, for components that are larger in terms of volume and weight/such as filter coils/ the situation is different. Since they have lengths of up to several centimeters despite being relatively small/and have a significantly different coefficient of expansion compared to the circuit board/they are generally not suitable for SMD technology. For this reason, such components are traditionally inserted with their connecting wires through holes in the circuit board and then soldered.

Die SMD-Technik hat eine Reihe von Vorteilen, so daß der Einsatz dieser Technik weiterhin zunimmt. Insbesondere wird durch das automatische Bestücken von ungelochten Leiterplatten eine beachtliche Kostensenkung und auch eine höhere Bestückungssicherheit erreicht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde/ eine Spule gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so auszubilden, daß sie mit SMD-Bestue kungsautomaten verarbeitbar ist und fuktionssieher auf eine gedruckte Leiterplatte gelötet werden kann. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs angegebenen konstruktiven Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Spule sind den Unteransprüchen zu entnehmen.SMD technology has a number of advantages, so that the use of this technology continues to increase. In particular, the automatic assembly of unperforated circuit boards results in a considerable reduction in costs and also in greater assembly reliability. The invention is based on the object of designing a coil according to the preamble of claim 1 in such a way that it can be processed using SMD assembly machines and can be soldered onto a printed circuit board in a functionally reliable manner. This object is achieved according to the invention by the design measures specified in the characterizing part of this claim. Advantageous embodiments of this coil can be found in the subclaims.

Die flache Bauweise der Spule mit dem für die horizontale Einbaulage ausgebildeten Gehäuse und die Anordnung der Spulenanschlüsse gestatten ihre Verwendung als oberflächenmontierbares Bauteil/ wobei die Drahtabschnitte zwischen den Spulenwickel und de· einlötbaren Drahtende ausreichend elastisch sind/ um mechanische Spannungen auszugleichen. Weitere Vorteile sind in der Beschreibung angegeben.The flat design of the coil with the housing designed for horizontal installation and the arrangement of the coil connections allow it to be used as a surface-mounted component, whereby the wire sections between the coil winding and the solderable wire end are sufficiently elastic to compensate for mechanical stresses. Further advantages are given in the description.

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Die Erfindung wird anhand von in Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen wie folgt näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:The invention is explained in more detail as follows using exemplary embodiments shown in the drawings. In the drawings:

Fig. 1 eine 2um Anlöten auf eine Leiterplatte gesetzte Spule mit zum Eindrehen vorbereitetem Ferritkern, in perspektivischer Ansicht;Fig. 1 a 2um soldered coil placed on a circuit board with a ferrite core prepared for screwing in, in perspective view;

Fig. 2 die Spule gemäß Fig. 1, teilweiseFig. 2 the coil according to Fig. 1, partially

quergeschnitten, in der Vorderansicht;cross-section, front view;

Fig. 3 eine Spule in Einzelteilen, mit einemFig. 3 a coil in individual parts, with a

abgewandelten Gehäuse, in perspektivischer Ans i cht.modified housing, in perspective view.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, ist die insgesamt mit bezeichnete Spule als oberf lächenmontierbares elektrisches Bauteil für die Bestückung ungelochter Leiterplatten Z ausgebildet. Sie ist &US einem Spulenkörper 3, einem Spulenwickel 4 und einem die beiden Tei Ie aufnehmenden Gehäuse 5 zusammengesetzt (Fig. 3). Der im wesentlichen hohlzylindrische Spulenkörper 3 enthält wenigstens ein Ende ein Innengewinde 6, in das zur Filteranpassung ein entsprechender Ferritkern 7 eingeschraubt wird. Außerdem ist in kurzen Abständen vor den Enden des Spulenkörpers 3 je ein Flansch 8, 8' vorgesehen, der bei der Spulenmontage als Anschlag für die Innenfläche der Stirnseite 9 des Gehäuses 5 wirkt. Damit der den Spulenwickel 4 tragende Spulenkörper 3 nur in einer vorbestimmten Läge mit dem Gehäuse 5 zusammengefügt wird, weist ein Flansch 8 an der Außenseite eine Nase auf, die in eine komplementäre Ausnehmung 11 in der Stirnseite 9 des Gehäuses 5 eingreift.As shown in Fig. 1 and 2, the coil, designated as a whole, is designed as a surface-mountable electrical component for fitting unperforated printed circuit boards Z. It is composed of a coil body 3, a coil winding 4 and a housing 5 accommodating the two parts (Fig. 3). The essentially hollow-cylindrical coil body 3 has an internal thread 6 at least at one end, into which a corresponding ferrite core 7 is screwed for filter adaptation. In addition, a flange 8, 8' is provided at short intervals in front of the ends of the coil body 3, which acts as a stop for the inner surface of the front side 9 of the housing 5 during coil assembly. In order that the coil body 3 carrying the coil winding 4 is only joined to the housing 5 in a predetermined position, a flange 8 has a nose on the outside which engages in a complementary recess 11 in the front side 9 of the housing 5.

ZT/PI-Ka/B/U R. StapelfeldtZT/PI-Ka/B/U R. Stapelfeldt

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Bei der Herstellung des Spulenwickels 4 wird der Spulendi-aht .Z vorzugsweise direkt auf den SpulenkörperWhen producing the coil winding 4, the coil diameter .Z is preferably applied directly to the coil body

3 gewickelt und zwar so, daß der Wickelanfang, ggf. Anzapfungen und Wickelende kurze/ gerade und parallel zueinander stehende Drahtabschnitte 13 bilden, die auf der der Nase 10 gegenüberliegenden Längsseite des Spulenkörpers 3 in einer Ebene in nach außen gebogene Drahtenden 14 auslaufen. Bei einem weiteren, eine noch flachere Bauweise der Spule 1 gestattenden Äüs fufi runyäu'C i Sp Jr e le des Spü IeTiW i C &kgr;&dgr; I 5 4 üeräin d 1 S Drahtenden 14 z.B. von Wickelanfang und Wickelende in Axialrichtung der Spule 1 gesehen so angeordnet, daß sie sich kreuzen. Das heißt, an der zur Leiterplatte 2 weisenden Unterseite von der ersten und letzten Windung weg ohne zusätzliche Biegung schräg nach außen laufen. Die Lagefj &khgr;ierung des Spulenwinkels 4 geschieht mittels eines Klebers. Da der Spulenwickel 4 üblicherweise einlagig ist, brauchen die Flansche 8, 8' im wesentlichen nur das Höhenmaß des Drahtdurchmessers zu haben, wodurch die Spule 1 insgesamt eine nur geringe Bauhöhe erhält.3 in such a way that the beginning of the winding, any taps and the end of the winding form short, straight wire sections 13 which are parallel to one another and which run out into outwardly bent wire ends 14 on the long side of the coil body 3 opposite the nose 10. In a further embodiment which allows an even flatter construction of the coil 1, the wire ends 14, for example from the beginning of the winding and the end of the winding, are arranged in the axial direction of the coil 1 so that they cross. This means that on the underside facing the circuit board 2, they run diagonally outwards from the first and last turn without additional bending. The position of the coil angle 4 is achieved by means of an adhesive. Since the coil winding 4 is usually single-layered, the flanges 8, 8' essentially only need to have the height of the wire diameter, whereby the coil 1 as a whole has only a small overall height.

Natürlich können die Spulenwickel 4 auch separat angefertigt werden, in diesem Fall kommen Spulenkörper mit nur einem Flansch 8 zur Verwendung. Der SpulenwickelOf course, the coil windings 4 can also be manufactured separately, in which case coil bodies with only one flange 8 are used. The coil winding

4 wird hier bei der Montage von der Seite her auf den Spulenkörper 3 geschoben und in der zuvor erwähnten Lage angeklebt.During assembly, 4 is pushed onto the coil body 3 from the side and glued in the previously mentioned position.

Nachdem der SpuLenwickel 4 am Spulenkörper 3 befestigt ist, wird die Anordnung in das Gehäuse 5 gelegt und darin durch Kleben oder Vergießen mit mechanisch elastischem Isolierwerkstoff fixiert. An Spulenkörper und Gehäuse 5 können jedoch auch Rastmittel aus§£* wtAfter the coil winding 4 is attached to the coil body 3, the arrangement is placed in the housing 5 and fixed therein by gluing or casting with mechanically elastic insulating material. However, locking means made of §£* wt

ZT/P1-K3/B/W R. stapelfeldt 14ZT/P1-K3/B/W R. Stapelfeldt 14

11.03.1988 ·".·.·.": &Ggr;:"":'":·'·". 1I 3979A11.03.1988 ·".·.·.": &Ggr;:"":'":·'·". 1 I 3979A

sein, die es erlauben, den mit dem SpulenuickeL 4 versehenen Spulenkörper 3 durch Einrasten im Gehäuse 5 zu befestigen. Von der Befestigungsart unabhängig enthält das an der Unterseite offene Gehäuse 5 für die Spulenkörpermontage an den Stirnseiten 9 schlitzartige, dem Durchmesser des Spulenkörpers 3 angepaßte öffnungen 15. Eine der öffnungen 15 vertieft sich um die eingangs erwähnte Ausnehmung 11 für die Nase 10 des Spulenkörpers 3. Außerdem ist das Gehäuse 5 an diesem Ende mit einer Lagemarkierung 16 versehen, die z.B. das Wickelende der Spule 1 optisch kennzeichnet.which allow the coil body 3 provided with the coil corner 4 to be fastened in the housing 5 by snapping it into place. Irrespective of the fastening method, the housing 5, which is open at the bottom, contains 9 slot-like openings 15 on the front sides for mounting the coil body, which are adapted to the diameter of the coil body 3. One of the openings 15 is deepened by the recess 11 mentioned at the beginning for the nose 10 of the coil body 3. In addition, the housing 5 is provided at this end with a position marking 16, which visually indicates, for example, the winding end of the coil 1.

Die Lagemarkierung 16 kann beispielsweise aus einer oder mehreren an den oberen Kanten des Gehäuses 5 angebrachten Fasen und/oder einer Einsenkung 17 auf der Oberseite 18 bestehen, die nahe einer Stirnseite 9 angeordnet ist. Bei dem allgemein einer quaderförmigen Kappe entsprechenden Gehäuse 5 sind an der offenen Unterseite in den Gehäuseecken Füße 19 vorgesehen, zwischen denen an einer oder beiden unteren Längskanten die Drahtenden 14 des Spulenwickels 4 seitlich abstehen.The position marking 16 can, for example, consist of one or more bevels attached to the upper edges of the housing 5 and/or a depression 17 on the upper side 18, which is arranged near a front side 9. In the housing 5, which generally corresponds to a cuboid-shaped cap, feet 19 are provided on the open underside in the housing corners, between which the wire ends 14 of the coil winding 4 protrude laterally on one or both lower longitudinal edges.

Das Gehäuse 5 kann wahlweise einstückig aus Metall oder Isoliermaterial hergestellt sein. Im letzteren Fall ist es ein Spritzteil, für das z.B. temperaturbeständiger Kunststoff verwendet wird. Dieser bietet den Vorzug, daß d1· Füße 19 bei allseitig metallisierten Flächen des Gehäuses 5 Anschlüsse bilden, die mit den die SpulenanschlQsse bildenden Drahtenden 14 des Spulenwickels 4 1n einem Arbeltsgang auf Pads 20 der Leiterplatte 2 gelötet werden können. Dafür 1st es zweckmäßig, die Unterseiten der Füße 19 schräg zur Leiterplattenebene anzuordnen, so daß zwischen Ihnen und dtn Oberflächen der Pads 20 «in keilförmiger Raum zurThe housing 5 can optionally be made in one piece from metal or insulating material. In the latter case, it is a molded part, for which, for example, temperature-resistant plastic is used. This offers the advantage that the feet 19 form connections with all-round metallized surfaces of the housing 5, which can be soldered to the pads 20 of the circuit board 2 with the wire ends 14 of the coil winding 4 forming the coil connections in one operation. For this purpose, it is expedient to arrange the undersides of the feet 19 at an angle to the circuit board plane, so that between them and the surfaces of the pads 20 there is a wedge-shaped space for

ZT/P1-Ka/B/W M. 8tapelf«ldt 14ZT/P1-Ka/B/W M. 8tapelf«ldt 14

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Lotaufnahme gebildet wird. Aus diesem Grunde Laufen auch die Drahtenden 14 des SpulenwickeLs 4 zur Leiterplattenebene hin schräg aus oder sie sind bogenartig geformt.Solder receptacle is formed. For this reason, the wire ends 14 of the coil winding 4 run at an angle to the circuit board plane or they are curved in shape.

Die Spule 1 hat eine liegende Einbaulage, deshalb weist das Bauteil eine relativ niedrige Bauhöhe auf. Die Oberseite 18 des quaderförmigen Gehäuses 5 ist eben. Sie läßt sich daher als Beschriftungsfläche nutzen. Außerdem ist die fertig montierte Spule 1 vorprüfbar und die für gut befundenen Bauteile können magaziniert werden.The coil 1 is installed horizontally, which is why the component has a relatively low height. The top 18 of the cuboid-shaped housing 5 is flat. It can therefore be used as a labeling surface. In addition, the fully assembled coil 1 can be pre-tested and the components that are found to be good can be stored in a magazine.

Solche Spulen 1 können deshalb kostengünstig von SMD-Bestückungsautoraaten verarbeitet werden, die das Bauteil am Gehäuse 5 beispielsweise mit einer Vakuumpinzette ansaugen, dem Magazin entnehmen und auf der Leiterplatte 2 absetzen. Unabhängig davon, ob die Füße 19 des Gehäuses 5 zusammen mit den Spulenanschlüssen (Drahtenden 14) gelötet werden sollen oder letztere nur allein, z.B. wenn das Gehäuse 5 aus nicht temperaturverträglichem Material hergestellt ist, braucht das Bauteil vor dem Löten auf der Leiterplatte nicht gesondert fixiert zu werden. Die Verwendung einer adhäsiven Lötpaste ist ausreichend, um das Bauteil lötgerecht zu halten.Such coils 1 can therefore be processed cost-effectively by SMD assembly machines, which suck the component onto the housing 5, for example using vacuum tweezers, remove it from the magazine and place it on the circuit board 2. Regardless of whether the feet 19 of the housing 5 are to be soldered together with the coil connections (wire ends 14) or the latter alone, e.g. if the housing 5 is made of a material that is not temperature-tolerant, the component does not need to be separately fixed to the circuit board before soldering. The use of an adhesive solder paste is sufficient to hold the component in place for soldering.

2T/Pi-Ka/B/W R. Stapelfeldt 142T/Pi-Ka/B/W R. Stapelfeldt 14

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Claims (1)

SchutzansprücheProtection claims 1. Spule mit Anschlüssen für die OberfLächenmontage, bestehend aus einem Spulenkörper mit darauf sitzendem Spulenwickel, und einem die Anordnung abdeckenden, an der Unterseite rechteckigen Gehäuse, dadurch gekennzeichnet , daß das Gehäuse (5) an der Unterseite in den Ecken angeordnete Füße (19) aufweist^ und daß die Spulenanschlüsse aus Drahtenden (14) des Spulenwickels (4) gebildet sind/ die zwischen den Füßen (19) an einer oder beiden unteren Läng?kanten des Gehäuses (5) seitlich abstehen.1. Coil with connections for surface mounting, consisting of a coil body with a coil winding sitting thereon and a housing covering the arrangement and rectangular on the underside, characterized in that the housing (5) has feet (19) arranged in the corners on the underside and that the coil connections are formed from wire ends (14) of the coil winding (4) which protrude laterally between the feet (19) on one or both lower longitudinal edges of the housing (5). 2. Spule nach Anspruch 1/ dadurch gekennzeichnet/ daß der Spulenkörper (3) im wesentlichen zylindrisch ausgebildet 1st und wenigstens an einem Ende sowie mit Abstand zu diesem einen Flansch (8) aufweist/ den das Gehäuse (5) in einer vorbestimmten Lage unmittelbar Qbergreift.2. Coil according to claim 1/ characterized in that the coil body (3) is essentially cylindrical and has at least one end and at a distance from it a flange (8) which the housing (5) directly engages over in a predetermined position. 3. Spule nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet/ daß der Spulenkörper (3) an der Außenseite des Flansches (8) mit einer Nase (10) versehen 1st/ die in eine3. Coil according to claim 1 and 2, characterized in that the coil body (3) is provided on the outside of the flange (8) with a nose (10) which ZT/P1-Ka/ö/ R. stapelfeldt 14ZT/P1-Ka/ö/ R. Stapelfeldt 14 kompLementäre Ausnehmung (11) an der Stirnseite (9) des Gehäuses (5) eingreift.complementary recess (11) on the front side (9) of the housing (5). 4. Spute nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der der Nase (10) gegenüberliegenden Längsseite des Spulenkörpers (3) Drahtabschnitte (13) mit den nach außen gebogenen Drahtenden (14) des Spulenwickels (4) angeordnet sind, und daß der Spulenwickel (4) in dieser Lage am Spulenkörper (3) fixiert ist.4. Coil according to claims 1 to 3, characterized in that on the longitudinal side of the coil body (3) opposite the nose (10) wire sections (13) with the outwardly bent wire ends (14) of the coil winding (4) are arranged, and that the coil winding (4) is fixed in this position on the coil body (3). 5. Spule nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekenr-eichnet, daß der mit Spulerwickel (4) versehene Spulenkörper (3) im Gehäuse (5) durch Einkleben oder Einrasten befestigt ist.5. Coil according to claim 1 and 4, characterized in that the coil body (3) provided with the spool winding (4) is fastened in the housing (5) by gluing or snapping in. 6. Spule nach Anspruch 1 bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (S) aus allseitig ■etallisiertem Kunststoff besteht und daß die Füße (19) lötbare Anschlüsse bilden.6. Coil according to claims 1 to 3 and 5, characterized in that the housing (S) consists of plastic that is metallized on all sides and that the feet (19) form solderable connections. 7. Spule nach Anspruch 1 bis 3 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse einstückig aus Metall hergestellt ist.7. Coil according to claims 1 to 3 and 5, characterized in that the housing is made in one piece from metal. 8. Spule nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Lagemarkierung (16), die aus einer oder mehreren an den oberen Kanten des Gehäuses (5) vorgesehenen Fasen besteht.8. Coil according to claims 1 to 7, characterized by a position marking (16) which consists of one or more bevels provided on the upper edges of the housing (5). 9. Spule nach Anspruch 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Lagemarkierung, die aus einer auf der Oberseite (18) des Gehäuses (5) vorgesehenen Einsenkung (17) besteht.9. Coil according to claims 1 to 7, characterized by a position marking which consists of a recess (17) provided on the top side (18) of the housing (5). ZT/PI-Ka/B/ R. StapeUeldt 14ZT/PI-Ka/B/ R. StapeUeldt 14 30.06,1988 .··..··. .··.···:-: &iacgr;·" .: 3979A30.06.1988 .··..··. .··.···:-: &iacgr;·" .: 3979A
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