EP0130902A2 - Composant électronique inductif pour le report à plat - Google Patents

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EP0130902A2
EP0130902A2 EP84401338A EP84401338A EP0130902A2 EP 0130902 A2 EP0130902 A2 EP 0130902A2 EP 84401338 A EP84401338 A EP 84401338A EP 84401338 A EP84401338 A EP 84401338A EP 0130902 A2 EP0130902 A2 EP 0130902A2
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EP
European Patent Office
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groove
electronic component
cheeks
mandrel
winding
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EP84401338A
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EP0130902A3 (en
Inventor
Daniel Granjean
Henri Larue
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Compagnie Europeenne de Composants Electroniques LCC CICE
Original Assignee
Lcc-Cice - Europeenne De Composants Electroniques Cie
EUROP COMPOSANTS ELECTRON
Compagnie Europeenne de Composants Electroniques LCC CICE
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    • H01F5/04—Arrangements of electric connections to coils, e.g. leads
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006—Printed inductances
    • H01F2017/0053—Printed inductances with means to reduce eddy currents

Definitions

  • the present invention relates to an inductive electronic component for the flat transfer, comprising a pulley consisting of two cheeks secured to a mandrel on which is wound an electrical winding whose ends are respectively connected to an electrode, a mechanical protection means such as 'a resin coating the winding substantially up to the height of the cheeks.
  • the electronic components for the flat transfer are commonly referred to as "chip". These known components, both inductive and capacitive, have a generally parallelepiped shape having two planar electrodes arranged on two lateral faces of the parallelepiped allowing the flat transfer of said component.
  • these components for example placed in chargers, generally supply automatic insertion machines and are positioned on the printed circuit for which they are intended using a point of glue. When the printed circuit is completely lined with the various active and passive elements which must be connected to it, these are then connected to the printed tracks of the circuit by the technique known as "wave soldering" to "dipping” or any other connection system well known to those skilled in the art.
  • the electronic component according to the invention is characterized in that the cheeks of the pulley are covered substantially exclusively on their outer face, with a conductive layer forming an electrode, in that each cheek and its conductive layer have a groove extending parallel to the mandrel and at least until the extension thereof at the cheeks, and in that each end of the winding is respectively fixed in each groove, by means of a weld, ensuring the electrical contact between the electrodes and the ends of the winding.
  • this welding will be carried out by an electrically conductive solder, said solder at least partially filling each of the grooves.
  • the bottom of the groove will be located in the extension of the mandrel.
  • it will include at least one flat face which will be extended by a flat part in each groove.
  • the component thus formed which does not have the disadvantages of chips of the same type of the prior art, namely losses by eddy current a very low quality coefficient Q, has the essential advantages of the simplicity of manufacture leading to reduced production costs.
  • the first point is the presence of a groove in each of the cheeks of the pulley, groove crossing these from their internal face to their external face, and extending at least to the level of the mandrel of the pulley (but stopping preferably at this level). In this way, the problem of fixing and / or welding the ends of the windings of this inductor is considerably simplified.
  • this groove in other words the height of the cheek
  • the coating of the component with an epoxy-type resin can be limited to the external dimension of the cheeks.
  • the component thus formed has external dimensions, equal to the dimensions of the pulley used. With this structure, no additional thickness is added to the pulley to produce the component.
  • a second important point of the invention which, combined with the previous one provides the same advantages of small external dimensions, is the use of metallization electrodes deposited on the external face of the cheeks of the pulley.
  • the width of the component is only very slightly increased while retaining the height and the thickness of the pulley.
  • This structure also has the great advantage of the complete indifference of the component as to its soldering face on the printed circuit. Indeed, in the case of a pulley of parallelepiped external shape, when for example the electrodes are formed on two opposite lateral faces (external face of the cheeks), the component can be welded by being positioned on the circuit on the any of the other four faces of the parallelepiped, as will be readily understood later.
  • the pulley may be made of plastic, ceramic or preferably ferrite or agglomerated iron powder in order to increase the magnetic properties of the component.
  • this pulley can be either molded, or obtained from a reciprocating parallel bar tified.
  • the external shape of the pulley can be either cylindrical (as described for example in the French patent cited above) or parallelepipedic with a central mandrel constituting a section section smaller than that of the side cheeks integral with the mandrel.
  • the electrodes deposited on the external faces of the cheeks of the pulley will preferably be produced by soaking in a silver, silver-palladium bath, or deposited by screen printing, by chemical, electrolytic deposition or by vacuum metallization, etc., in a manner known per se.
  • the inks chosen must be appropriate, in particular in the case of deposition before firing of ceramics or ferrites.
  • the grooves made in each cheek will be either directly by molding, or by rectification, in the latter case before or after depositing the electrodes.
  • the deposition by dipping or by screen printing of the electrodes makes it possible of course to directly obtain the appropriate grooves in the corresponding part of the electrodes.
  • the winding wire will be placed at each end of the latter in said grooves, and welded in said groove electrically, by pressure, by ultrasound (or by the technique known as "Ball bonding" used in microelectronics), etc. or also using tin or tin-lead solder, so as to mechanically join the wire and the pulley on the one hand, and to ensure an electrical connection between the end of the winding and the electrodes on the other go.
  • the final coating of the component will generally be carried out using suitable molds so as not to soil the ends of the electrodes of the component, or by wrapping of adhesive films or plastic wires or using a sleeve. heat-shrinkable plastic, etc.
  • FIG. 1 is shown the pulley according to the invention coated with its end electrodes.
  • This shaped pulley is composed of a mandrel 1 itself parallelepipedic carrying at each of its ends parallelepipedic cheeks 2 and 3.
  • the outer faces of said cheeks 2 and 3 are covered respectively with metal layers of electrodes 4 and 5.
  • a lateral face of each cheek 2 and 3 has a groove 6 and 7 disposed on the same side relative to the mandrel 1.
  • Each groove 6 and 7 extends to the face 8 of the mandrel 1 which it extends by a flat part, 10 and 9 respectively.
  • FIG 2 there is shown a side view of the component according to the invention obtained from the pulley of Figure 1, wound and then coated with resin.
  • the winding of the wire 12 is wound around the mandrel 1 and ends at its ends 13 and 14 placed respectively in the grooves 6 and 7.
  • the pulley is filled between its lateral cheeks at the mandrel with a resin 11 of epoxy type coating the winding 12 and arriving at said cheeks.
  • the end view of the component of FIG. 3 provides a better understanding of the fixing of each winding end in the corresponding groove.
  • the end 13 is made mechanically integral with the pulley by introduction into the groove 6 and fixing using a solder of the tin-lead type 15. This tin-lead solder 15 also electrically connects the end 13 and the electrode 4. During filling with epoxy resin 11, the part of the groove which may not be filled with solder is completed with resin 11.
  • Figure 4 which is a sectional view parallel to the median plane of the grooves 6 and 7 shows the finished component.

Abstract

La présente invention concerne un composant électronique inductif pour le report à plat, comportant une poulie constituée de deux joues (2, 3) solidaires d'un mandrin (1) sur lequel est bobiné un enrÓulement électrique dont les extrémités (13, 14) sont respectivement reliées à une électrode (4, 5), une résine (11) enrobant l'enroulement sensiblement jusqu'à hauteur des joues (2, 3). Selon l'invention, les joues (2, 3) sont recouvertes exclusivement sur leur face extérieure d'une couche conductrice formant électrode (4, 5). Chaque joue (2, 3) et sa couche conductrice comportant une gorge (6, 7) s'étendant parallèlement au mandrin (1) au moins jusqu'au prolongement de celui-ci au niveau des joues (2, 3). Chaque extrémité (13, 14) de l'enroulement est respectivementfixée dans chaque gorge (6, 7), par l'intermédiaire d'une brasure électriquement conductrice assurant le contact électrique entre les électrodes (13,14) et les extrémités de l'enroulement, ladite brasure remplissant au moins partiellement chacune des gorges (6, 7).

Description

  • La présente invention concerne un composant électronique inductif pour le report à plat, comportant une poulie constituée de deux joues solidaires d'un mandrin sur lequel est bobiné un enroulement électrique dont les extrémités sont respectivement reliées à une électrode, un moyen de protection mécanique tel qu'une résine enrobant l'enroulement sensiblement jusqu'à hauteur des joues.
  • Les composants électroniques pour le report à plat sont communément désignés sous la dénomination "chip". Ces composants connus, tant inductifs que capacitifs, ont une forme généralement parallélépipédique munis de deux électrodes planes disposées sur deux faces latérales du parallélépipède permettant le report à plat dudit composant. Dans cette technique de report à plat, ces composants placés par exemple dans des chargeurs alimentent généralement des machines automatiques d'insertion et sont positionnés sur le circuit imprimé auquel ils sont destinés à l'aide d'un point de colle. Lorsque le circuit imprimé est complètement garni à l'aide des différents éléments actifs et passifs qui doivent y être connectés, ceux-ci sont alors raccords aux pistes imprimés du circuit par la technique dite de "soudure à la vague" au "trempé" ou tout autre système de raccordement bien connu de l'homme de métier.
  • Des composants inductifs du type chip sont connus, par exemple du brevet français 2 509 529. Toutefois, il suffit de se reporter à la description et aux dessins annexés à ce brevet pour comprendre aisément que la solution proposée dans celui-ci est particulièrement compliquée. En effet, elle fait appel à une poulie sur laquelle est bobiné l'enroulement inductif, ladite poulie ayant des joues latérales dont les faces d'extrémités ont une forme en creux dans laquelle vient prendre place une métallisation sur laquelle vient s'appuyer une patte, l'ensemble étant enrobé dans une résine puis ladite patte recourbée.
  • Contrairement à ce qui est exposé dans ledit brevet, la Demanderesse pense que les problèmes de perte par courant de Foucault, ainsi que la valeur du coefficient de qualité Q des inductances ainsi formées peut être améliorée grâce à une structure beaucoup plus simple, utilisant des électrodes obtenues par métallisation.
  • Le composant électronique selon l'invention est caractérisé en ce que les joues de la poulie sont recouvertes sensiblement exclusivement sur leur face extérieure, d'une couche conductrice formant électrode, en ce que chaque joue et sa couche conductrice comportent une gorge s'étendant parallèlement au mandrin et au moins jusqu'au prolongement de celui-ci au niveau des joues, et en ce que chaque extrémité de l'enroulement est respectivement fixée dans chaque gorge, par l'intermédiaire d'une soudure, assurant le contact électrique entre les électrodes et les extrémités de l'enroulement. De préférence, cette soudure sera réalisée par une brasure électriquement conductrice, ladite brasure remplissant au moins partiellement chacune des gorges.
  • Selon un mode préférentiel de réalisation, le fond de la gorge sera situé dans le prolongement du mandrin. De préférence, celui-ci comportera au moins une face plane qui se prolongera par une partie plane dans chaque gorge.
  • Le composant ainsi formé, qui ne possède pas les inconvénients des chips du même type de l'art antérieur, à savoir des pertes par courant de Foucault un coefficient de qualité Q très faible, possède les avantages essentiels de la simplicité de fabrication conduisant à des coûts de production réduits.
  • En particulier, on notera dans la structure caractéristique de l'invention, deux points particulièrement importants, ceux-ci pouvant éventuellement être utilisés seuls dans la mesure où l'amélioration apportée par l'autre point n'est pas considérée comme essentielle dans l'application envisagée. Le premier point est la présence d'une gorge dans chacune des joues de la poulie, gorge traversant celles-ci de leur face interne jusqu'à leur face externe, et s'étendant au moins jusqu'au niveau du mandrin de la poulie (mais s'arrêtant de préférence à ce niveau). De cette manière, on simplifie considérablement le problème de fixation et/ou soudure des extrémités des enroulements de cette inductance. De plus, on choisira la profondeur de cette gorge (autrement dit la hauteur de la joue) suffisamment grande pour que le fil puisse y être introduit et fixé à l'aide d'une brasure par exemple du type étain-plomb, sans que celle-ci ne déborde à l'extérieur de ladite gorge. De cette manière, l'enrobage du composant à l'aide d'une résine de type époxy, par exemple, peut être limité à la dimension extérieure des joues. De cette manière, le composant ainsi formé a des dimensions externes, égales aux cotes de la poulie utilisée. On ne rajoute, avec cette structure, aucune surépaisseur à la poulie pour réaliser le composant. Un deuxième point important de l'invention, qui, combiné au précédent procure les mêmes avantages de faibles dimensions extérieures, est l'utilisation d'électrodes de métallisation déposées sur la face extérieure des joues de la poulie. De cette manière, on n'augmente que très faiblement la largeur du composant tout en lui conservant la hauteur et l'épaisseur de la poulie. Cette structure possède en outre le gros avantage de l'indifférence complète du composant quant à sa face de soudure sur le circuit imprimé. En effet, dans le cas d'une poulie de forme extérieure parallélépipédique, lorsque l'on forme par exemple les électrodes sur deux faces latérales opposées (face extérieure des joues), le composant peut être soudé en étant positionné sur le circuit sur l'une quelconque des quatre autres faces du parallélépipède, ainsi qu'on le comprendra aisément par la suite.
  • D'une manière générale, la poulie pourra être en matière plastique, céramique ou de préférence en ferrite ou poudre de fer agglomérée afin d'augmenter les propriétés magnétiques du composant. Quelque soit la matière utilisée, cette poulie pourra être soit moulée, soit obtenue à partir d'un barreau parallélépipédique rectifié. La forme extérieure de la poulie pourra être soit cylindrique (comme décrit par exemple dans le brevet français cité plus haut) soit parallélépipédique avec un mandrin central constituant une partie de section plus faible que celle des joues latérales solidaires du mandrin.
  • Les électrodes déposées sur les faces extérieures des joues de la poulie seront de préférence réalisées par trempage dans un bain d'argent, argent-palladium, ou déposées par sérigraphie, par dépôt chimique, électrolytique ou par métallisation sous vide, etc..., de manière connue en soi. Dans le cas de dépôt sérigraphié, les encres choisies devront être appropriées, en particulier dans le cas de dépôt avant cuisson des céramiques ou des ferrites.
  • Les gorges réalisées dans chaque joue le seront soit directement par moulage, soit par rectification, dans ce dernier cas avant ou après dépôt des électrodes. Dans le cas où les poulies et les gorges sont réalisées par moulage, le dépôt au trempé ou par sérigraphie des électrodes permet d'obtenir bien entendu directement les gorges adéquates dans la partie correspondante d'électrodes.
  • Le fil d'enroulement sera disposé à chaque extrémité de celui-ci dans lesdites gorges, et soudé dans ladite gorge électriquement, par pression, par ultrasons (ou par la technique dite de "Ball bonding" utilisée en micro électronique), etc... ou encore à l'aide de brasure étain ou étain-plomb, de manière à solidariser mécaniquement le fil et la poulie d'une part, et à assurer une connexion électrique entre l'extrémité de l'enroulement et les électrodes d'autre part.
  • L'enrobage final du composant s'effectuera généralement à l'aide de moules appropriés de manière à ne pas souiller les extrémités d'électrodes du composant, ou par enrubanage de films adhésifs ou de fils plastiques ou à l'aide d'un manchon plastique thermostractable, etc...
  • L'invention sera mieux comprise à l'aide des exemples de réalisation suivants, donnés à titre non limitatif, conjointement avec les figures qui représentent :
    • - la figure 1, une vue en perspective de la poulie du composant selon l'invention;
    • - la figure 2, une vue de dessous du composant terminé;
    • - la figure 3, une vue d'extrémité du même composant;
    • - la figure 4, une vue en coupe dudit composant dans un plan parallèle aux gorges.
  • Sur la figure 1, est représentée la poulie selon l'invention revêtue de ses électrodes d'extrémités. Cette poulie de forme est composée d'un mandrin 1 lui-même parallélépipédique portant à chacune de ses extrémités des joues parallélépipédiques 2 et 3. Les faces extérieures desdites joues 2 et 3 sont recouvertes respectivement de couches métalliques d'électrodes 4 et 5. Une face latérale de chaque joue 2 et 3 comporte une gorge 6 et 7 disposée du même côté par rapport au mandrin 1. Chaque gorge 6 et 7 s'étend jusqu'à la face 8 du mandrin 1 qu'elle prolonge par une partie plane, respectivement 10 et 9.
  • Sur la figure 2, est représentée une vue latérale du composant selon l'invention obtenu à partir de la poulie de la figure 1, bobiné puis enrobé de résine. Sur cette figure ainsi que sur les figures suivantes, les mêmes éléments portent les mêmes références. L'enroulement du fil 12 est bobiné autour du mandrin 1 et se termine par ses extrémités 13 et 14 placées respectivement dans les gorges 6 et 7. La poulie est remplie entre ses joues latérales au niveau du mandrin d'une résine 11 de type époxy enrobant l'enroulement 12 et arrivant au niveau desdites joues.
  • La vue d'extrémité du composant de la figure 3 permet de mieux comprendre la fixation de chaque extrémité d'enroulement dans la gorge correspondante. L'extrémité 13 est rendue solidaire mécaniquement de la poulie par introduction dans la gorge 6 et fixation à l'aide d'une brasure de type étain-plomb 15. Cette brasure étain-plomb 15 relie également électriquement l'extrémité 13 et l'électrode 4. Au cours du remplissage à l'aide de la résine époxy 11, la partie de la gorge éventuellement non remplie de soudure est complétée par la résine 11.
  • La figure 4 qui est une vue en coupe parallèlement au plan médian des gorges 6 et 7 montre le composant terminé.

Claims (4)

1. Composant électronique inductif pour le report à plat, comportant une poulie constituée de deux joues (2, 3) solidaires d'un mandrin (1) sur lequel est bobiné un enroulement électrique dont les extrémités (13, 14) sont respectivement reliées à une électrode, un moyen de protection (11) enrobant l'enroulement sensiblement jusqu'à hauteur des joues (2, 3), caractérisé en ce que les joues (2, 3) sont recouvertes sensiblement exclusivement sur leur face extérieure d'une couche conductrice formant électrode, en ce que chaque joue (2, 3) et sa couche conductrice comportent une gorge (6, 7) s'étendant parallèlement au mandrin (1) et au moins jusqu'au prolongement de celui-ci au niveau des joues (2, 3) et en ce que chaque extrémité (13, 14) de l'enroulement est respectivement fixée dans chaque gorge (6, 7), par l'intermédiaire d'une soudure assurant le contact électrique entre les électrodes (4, 5) et les extrémités (13, 14) de l'enroulement.
2. Composant électronique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la soudure assurant le contact électrique est réalisée à l'aide d'une brasure (15) électriquement conductrice remplissant au moins partiellement chacune des gorges (6, 7).
3. Composant électronique selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le fond de la gorge (6, 7) est situé dans le prolongement du mandrin (1).
4. Composant électronique selon la revendication 3, caractérisé en ce que le mandrin (1) comporte au moins une face plane (8) qui se prolonge par une partie plane (9, 10) dans chaque gorge (6, 7).
EP19840401338 1983-07-04 1984-06-26 Composant électronique inductif pour le report à plat Expired EP0130902B1 (fr)

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EP0130902A3 EP0130902A3 (en) 1985-03-06
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