EP1019926B1 - Composant inductif et procede de fabrication d'un tel composant - Google Patents

Composant inductif et procede de fabrication d'un tel composant Download PDF

Info

Publication number
EP1019926B1
EP1019926B1 EP97943031A EP97943031A EP1019926B1 EP 1019926 B1 EP1019926 B1 EP 1019926B1 EP 97943031 A EP97943031 A EP 97943031A EP 97943031 A EP97943031 A EP 97943031A EP 1019926 B1 EP1019926 B1 EP 1019926B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
winding
core
coil
elements
inductive component
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP97943031A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1019926A1 (fr
Inventor
Jean-François KUMMEL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Microspire SA
Original Assignee
Microspire SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Microspire SA filed Critical Microspire SA
Publication of EP1019926A1 publication Critical patent/EP1019926A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1019926B1 publication Critical patent/EP1019926B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/04—Fixed inductances of the signal type  with magnetic core
    • H01F17/043—Fixed inductances of the signal type  with magnetic core with two, usually identical or nearly identical parts enclosing completely the coil (pot cores)
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/29—Terminals; Tapping arrangements for signal inductances
    • H01F27/292—Surface mounted devices
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/12—Insulating of windings
    • H01F41/127—Encapsulating or impregnating

Definitions

  • the present invention relates to components inductive, of the type comprising one or more windings, and can therefore be used depending on the case of inductance or alternating current transformer.
  • Such components as inductors, are generally used for perform in electrical or electronic circuits filtering or smoothing, or storage functions of energy, being conventionally traversed by currents with a continuous component to which superimposes an alternative component.
  • a current range operating frequency is 10 KHz to 3 MHz.
  • Of such components are for example commonly used in switching power supplies, or converters direct current.
  • These components are also conventionally made so that they can be fitted on printed circuits, in a manner known per se.
  • connection pins Conventionally, especially for reduce the surface dimensions on the printed circuit, the toroidal windings are arranged vertically on the base, so as to extend perpendicular to the surface of the printed circuit. The ends of the wires are connected to the connection pins, or form themselves the said pins, which are intended to be inserted into holes in the printed circuit and soldered thereon, in a classic way.
  • CMS component type mounted in surface
  • Document DE 195 44915 shows a so-called component "extra-flat", in particular for surface mounting of a printed circuit, which has a coil and a core two parts, placed on either side of the coil, and being housed in a recess passing through a pre-molded support, which carries side projections on which the ends of the coil wires are rolled up to form the connection terminals.
  • the core and coil are glued to the support with a adhesive.
  • the magnetic materials used for the O-ring are generally powder-based of iron, for example iron-silicon, when the frequency intended use is low, up to around 100 KHz, or, when the frequencies are higher, up to about 200 KHz, made of ferronickel alloy such as permalloy, for example the material commonly known as the name of Moly-Permalloy or MPP, which is a 80 or 50% iron and nickel sintered powder nickel.
  • toroidal type windings are not waterproof, the wire windings being simply made around the toric nucleus without external protection.
  • the object of the present invention is to resolve these problems and is particularly aimed at providing a component inductive with reduced weight and volume, limiting losses during high frequency use, and the assembly can be facilitated and automated by authorizing making these components in the form of components for surface mounting (CMS).
  • CMS surface mounting
  • a component according to the invention occupies for example a volume of 1200 mm 3 while an equivalent inductance with toric core has a volume of the order of 3240 mm 3 .
  • the body for example in epoxy resin thermosetting, molded directly onto the coil and connections, ensures high mechanical resistance, good dissipation of losses caused by current flow through the winding, and good sealing allowing use of the component in humid environment. Failure to include the nucleus of ferrite in the casting, but to bring it around the body, and apparent externally, further improves the dissipation of thermal energy, generated in particular by eddy currents, thanks to direct contact a large area of the outer surfaces of the nucleus with the exterior and the possibility of easily associating a heat sink.
  • the core is made up of two elements extending respectively on each of the faces of the body, one at less of said elements having an E-shape whose central branch passes through the opening of the body and extreme branches pass on two opposite sides of the said body.
  • This arrangement offers, at identical volume, by compared to the use of ferrite cores produced in known forms, for example a toric form, a much larger section of iron. At the level equivalent induction, the number of turns of the winding can therefore be reduced, which reduces losses in the common thread, and consequently authorizes a current most important.
  • This realization of the ferrite cores allows by elsewhere to easily accommodate in the magnetic circuit an air gap between the two constituent elements of the core, at the end faces of at least one of the branches of E.
  • This air gap can be adapted for example by playing on the respective lengths of the branches of the E.
  • This air gap allows the core to bear a large continuous field, and correspondingly, for a given field, reduce the volume of the nucleus.
  • the two elements of the nucleus are glued 1, one on the other, during their installation of on either side of the body.
  • the glue joint produced by a non-magnetic glue at the interface between the two core elements can otherwise be placed in the air gap mentioned above, at one or several of the branches of E.
  • the maintenance of the nucleus on the body can be completed with a glue joint extra arranged between the edges of the elements of the nucleus and body, especially on the sides of the component.
  • studs of connection emerge from the body at the face lower body, on two sides of the body opposite by in relation to said median plane. These studs are joined with the body by overmolding.
  • the outer ends of these studs can be shaped to form pins for classic mounting on a printed circuit. They will however preferably be shaped so forming legs extending in the plane of the surface lower part of the body, or slightly beyond it, allowing to fix the component on the printed circuit by welding these tabs to the surface of said circuit, according to the technique known for CMS components.
  • the legs Besides their mechanical fixing function by soldering on the printed circuit, the legs, at least those to which the ends of the or windings, of course are used for their connection electric.
  • the CMS type according to the invention which resides in the large contact surface possible between the legs and the printed circuit, which provides very good connection resistances weak and large currents. This advantage is even more marked, when, as can be achieved in case the component has only one winding, this winding is connected to connections which extend the full length of the sides of the component.
  • inductive components according to the invention can be packaged in tape to be used by laying machines automatic, flattened format and low weight authorizing automatic installation by suction or by claws.
  • the winding is carried out with a wire comprising an external thermo-adherent layer, and, after winding, a current is passed through the wire electric of sufficient intensity to heat it up and obtain the adhesion of the turns between them.
  • the inductance shown in Figure 1 has a body 1, from which emerge on each side of the connection lugs 2, and a magnetic core 3 made of ferrite.
  • the body is by example in thermosetting epoxy resin, or in a similar material suitable for shaping by overmolding on a coil 4, as seen in particular Figures 8 and 11.
  • the core is made up of two elements 31 having an E-shaped section, placed on the side and on the other side of the body.
  • the ferrite used is for example power ferrite type, with low losses, with a frequency of use of 10 KHz to 5 MHz and a relative permeability from 200 to 2500, or any type of ferrite with high relative permeability, around 3000 at 15,000.
  • the winding 4 is produced with a conducting wire insulated and comprising a coating of thermo-adhesive resin, such as for example an enamelled copper wire Thermibond R type.
  • This wire is wound in the form of a coil of rectangular shape, as seen in figure 5, by winding the wire on a dimension mandrel adapted. Keeping the turns in shape and connecting turns between them to obtain resistance mechanical of the coil is ensured by thermo-adhesion, by passing an electric current through the wire calibrated to raise its temperature by effect Joule at a temperature of around 180 ° C, so that ensuring the fusion of the coating and the connection of the turns after cooling. The coil can then be removed from the mandrel without deformation.
  • This type of winding without the use of a support frame allows minimize the size of the coil and ensure better heat dissipation in progress use.
  • the coil 4 is then mounted on a grid 21 of conductive metal, by example in tinned copper alloy.
  • Grid 21 is shaped so as to present elements 22 extending on each side of the spool and intended for form the connection lugs 2 as will be seen by after.
  • the ends 41 of the wire are welded to internal ends 24 of the elements 22 by supplying tin at high temperature, around 300 ° C, with a soldering iron or any equivalent process.
  • the elements 22 located on the same side of the coil can be connected between them.
  • the elements 22 would then be separated, each element 22 capable of receiving one end of a winding.
  • Glue dots 23 also maintain temporary winding on the grid.
  • the body 1 is then molded onto the assembly thus obtained, so as to drown the winding and the coil fittings on the grid in the resin, as shown in Figures 6 to 8, and to obtain the body 1 having two lateral parts 11, located symmetrically with respect to the median plane P and from where the elements 22 of the grid emerge, and two parts transverse 12 providing a central opening 13 which crosses the body in the direction of the axis of the coil.
  • the two elements 31 of the core are then placed on either side of the body, as shown in Figure 11, the extreme branches 32 of E passing outside of body 12 transverse parts, and branches control panels 33 passing through the opening 13. Maintaining the 31 elements of ferrite is provided by glue joints 34, 35 arranged respectively between the faces of the branches of the E and on the sides between the ferrite elements and the body, as shown in figures 10 and 11.
  • the grid elements 22 are also cut and shaped by folding to form the legs of connection 2, which extend substantially in the plane of the underside 18 of the inductor.
  • FIG. 2 illustrates a variant of realization usable in the case of an inductor comprising a single winding. Legs 2 located on a same side are then replaced by a 2 'bar which extends in the corner of the component, over the entire length of it.
  • FIG. 3 illustrates yet another variant, in which the 2 '' connection pads are fitted only on the edges of the lateral parts it of the body, such a component being able in particular to be mounted perpendicular to the circuit surface printed.
  • the winding may include several elements, separated or connected together, to make various types of transformers or inductors.
  • the core can be formed of a single E-shaped part having more branches long and the other part being flat.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Description

La présente invention concerne les composants inductifs, du type comportant un ou plusieurs bobinages, et pouvant donc servir selon le cas d'inductance ou de transformateur de courant alternatif. De tels composants, en tant qu'inductances, sont généralement utilisés pour réaliser dans des circuits électriques ou électroniques des fonctions de filtrage ou lissage, ou de stockage d'énergie, en étant classiquement parcourues par des courants ayant une composante continue à laquelle se superpose une composante alternative. Une gamme courante de fréquences d'utilisation est de 10 KHz à 3 MHz. De tels composants sont par exemple couramment utilisés dans des alimentations à découpage, ou convertisseurs de courant continu. Ces composants sont par ailleurs classiquement réalisés de manière à pouvoir être montés sur des circuits imprimés, de manière connue en soi.
Les inductances connues du type mentionné ci-dessus sont généralement formées d'un ou plusieurs bobinages en fil de cuivre émaillé réalisés sur un noyau de forme torique porté par une embase de support comportant des picots de connexion. Classiquement, notamment pour réduire l'encombrement surfacique sur le circuit imprimé, les bobinages toriques sont disposés verticalement sur l'embase, de manière à s'étendre perpendiculairement à la surface du circuit imprimé. Les extrémités des fils sont reliées aux picots de connexion, ou forment elles même les dits picots, qui sont destinés à être insérés dans des perçages du circuit imprimé et soudés sur celui-ci, de manière classique. Bien qu'il soit possible d'adopter également une réalisation du type composant monté en surface (CMS), qui se prête mieux à un montage automatique, le volume et le poids importants de ces composants interdit généralement une telle réalisation, et ces composants doivent être reportés manuellement sur le circuit imprimé avant soudure. De plus, la tenue mécanique en cas de fortes vibrations n'est pas très fiable, du fait du poids important et de l'éloignement relatif du tore par rapport au circuit imprimé, en comparaison avec les relativement petites dimensions de l'embase.
Le document DE 195 44915 montre un composant dit "extra-plat", en particulier pour montage en surface d'un circuit imprimé, qui comporte une bobine et un noyau en deux parties, placées de part et d'autre de la bobine, et se logeant dans un évidement traversant un support prémoulé, lequel porte des projections latérales sur lesquelles les extrémités des fils de la bobine sont enroulées pour former les bornes de raccordement. Le noyau et la bobine sont collés sur le support avec un adhésif.
Par ailleurs, les matériaux magnétiques utilisés pour le noyau torique sont généralement à base de poudre de fer, par exemple fer-silicium, lorsque la fréquence d'utilisation prévue est faible, jusqu'à environ 100 KHz, ou, lorsque les fréquences sont plus élevées, jusqu'à environ 200 KHz, en alliage de ferronickel tel que du permalloy, par exemple le matériau connu couramment sous le nom de Moly-Permalloy ou encore MPP, qui est une poudre frittée de fer et de nickel à 80 ou 50 % de nickel.
Ces deux matériaux présentent l'avantage de supporter un champ magnétique continu de valeur importante, ce qui permet de réduire la section du noyau et donc l'encombrement global du composant.
Mais ils présentent des pertes élevées lorsqu'ils sont utilisés en haute fréquence, c'est à dire de l'ordre de quelques centaines de KHz à plusieurs MHz, et de ce fait sont mal adaptés à des utilisations telles que dans des circuits d'alimentation à découpage qui utilisent de plus en plus des fréquences très élevées.
Un autre inconvénient des bobinages de type torique est qu'ils ne sont pas étanches, les enroulements de fil étant simplement réalisés autour du noyau torique sans protection extérieure.
La présente invention a pour but de résoudre ces problèmes et vise particulièrement à fournir un composant inductif de poids et volume réduits, limitant les pertes lors d'une utilisation en haute fréquence, et dont le montage puisse être facilité et automatisé en autorisant la réalisation de ces composant sous la forme de composants à monter en surface (CMS).
Avec ces objectifs en vue, l'invention a pour objet un composant inductif destiné à être monté sur un circuit imprimé, comportant au moins un bobinage constitué d'un fil électriquement conducteur enroulé sous forme d'une bobine plate, un corps en matière isolante présentant une face inférieure sensiblement orthogonale à l'axe de la bobine et comportant une ouverture centrale qui le traverse selon l'axe de la bobine, et un noyau magnétique en ferrite,
   caractérisé en ce que :
  • les extrémités du bobinage sont reliées à des extrémités internes de plots de connexion ,
  • le corps est formé d'un bloc de matière isolante surmoulé sur la bobine et sur les dites extrémités internes des plots,
  • le noyau entoure le corps dans un plan médian contenant l'axe de la bobine et présente un élément central passant dans l'ouverture du corps.
La combinaison de caractéristiques selon l'invention présente notamment l'avantage d'un gain important en volume et en poids par rapport à des composants inductifs ayant des propriétés équivalentes réalisées sous forme d'inductances à noyau torique : un composant selon l'invention occupe par exemple un volume de 1200 mm3 alors qu'une inductance équivalente avec noyau torique a un volume de l'ordre de 3240 mm3. Ces avantages résultent notamment de l'utilisation d'un bobinage de faible hauteur et d'un noyau magnétique en ferrite qui permet, grâce à ses caractéristiques magnétiques, d'en diminuer la section. Les ferrites présentent de faibles pertes en haute fréquence et un tel matériau est donc particulièrement adapté pour les applications visées par le composant selon l'invention, c'est à dire pour des fréquences pouvant aller jusqu'à 3 MHz, tel que par exemple dans des alimentations à découpage dans lesquelles les fréquences de découpage tendent à être de plus en plus élevées. De plus, la faible hauteur du composant permet de réduire l'encombrement en épaisseur du circuit imprimé sur lequel il est monté.
Le corps, par exemple en résine époxy thermodurcissable, surmoulé directement sur la bobine et les connexions, assure une grande résistance mécanique, une bonne dissipation des pertes engendrées par le passage du courant dans le bobinage, et une bonne étanchéité permettant une utilisation du composant en milieu humide. Le fait de ne pas inclure le noyau de ferrite dans le moulage, mais de le rapporter autour du corps, et apparent extérieurement, améliore encore la dissipation de l'énergie thermique, générée notamment par les courants de Foucault, ceci grâce à un contact direct d'une grande aire des surfaces externes du noyau avec l'extérieur et la possibilité d'y associer aisément un drain thermique.
Selon une disposition particulière de l'invention, le noyau est formé de deux éléments s'étendant respectivement sur chacune des faces du corps, l'un au moins des dits éléments ayant une forme en E dont la branche centrale passe dans l'ouverture du corps et les branches extrêmes passent sur deux cotés opposés du dit corps. Cette disposition offre, à volume identique, par rapport à une utilisation de noyaux en ferrite réalisés sous des formes connues, par exemple une forme torique, une section de fer beaucoup plus importante. A niveau d'induction équivalent, le nombre de spires du bobinage peut donc être réduit, ce qui diminue les pertes dans le fil conducteur, et autorise en conséquence un courant plus important.
Cette réalisation des noyaux en ferrite permet par ailleurs de ménager aisément dans le circuit magnétique un entrefer entre les deux éléments constitutifs du noyau, au niveau des faces d'extrémité d'au moins une des branches du E. Cet entrefer peut être adapté par exemple en jouant sur les longueurs respectives des branches du E. Cet entrefer permet de faire supporter au noyau un champ continu important, et corrélativement, pour un champ donné, de réduire le volume du noyau.
Préférentiellement, les deux éléments du noyau sont collés 1, un sur l'autre, lors de leur mise en place de part et d'autre du corps. Le joint de colle, réalisé par une colle amagnétique à l'interface entre les deux éléments du noyau peut par ailleurs être placé dans l'entrefer mentionné ci-dessus, au niveau de l'une ou de plusieurs des branches du E. Le maintien du noyau sur le corps peut être complété par un joint de colle supplémentaire disposé entre les bords des éléments du noyau et le corps, en particulier sur les côtés du composant.
Selon une autre disposition particulière, des plots de connexion émergent du corps au niveau de la face inférieure du corps, sur deux côtés du corps opposés par rapport au dit plan médian. Ces plots sont solidarisés avec le corps par le surmoulage. Les extrémités externes de ces plots peuvent être conformés pour former des picots pour un montage classique sur circuit imprimé. Ils seront toutefois préférentiellement conformés de manière à former des pattes s'étendant dans le plan de la surface inférieure du corps, ou légèrement au-delà de celle-ci, permettant de fixer le composant sur le circuit imprimé par soudage de ces pattes à la surface du dit circuit, selon la technique connue pour les composants CMS.
La faible hauteur du composant associée à des dimensions transversales nettement plus grandes, notamment la distance entre les pattes situées de chaque côté du composant, ainsi qu'à un faible poids, améliore considérablement la tenue au vibrations lorsque le composant est soudé sur le circuit.
Outre leur fonction de fixation mécanique par soudure sur le circuit imprimé, les pattes, au moins celles auxquelles sont raccordées les extrémités de la ou des bobinages, servent bien sûr à leur connexion électrique. On notera à ce sujet un avantage particulier, résultant de la réalisation du type CMS selon l'invention, qui réside dans la grande surface de contact possible entre les pattes et le circuit imprimé, qui permet d'obtenir des résistances de connexion très faibles et des courants importants. Cet avantage est encore plus marqué, lorsque, comme cela peut être réalisé dans le cas où le composant ne comporte qu'un seul bobinage, ce bobinage est raccordé à des connexions qui s'étendent sur toute la longueur des côtés du composant.
Un autre avantage encore des composants inductifs selon l'invention est qu'ils peuvent être conditionnés en bande pour être utilisés par les machines de pose automatique, leur format aplati et leur faible poids autorisant une pose automatique par aspiration ou par griffes.
L'invention a aussi pour objet un procédé de fabrication d'un composant inductif destiné à être monté sur un circuit imprimé et comportant au moins un bobinage et un noyau magnétique, ce procédé étant caractérisé en ce que :
  • on réalise le bobinage sous forme d'une bobine plate par enroulement d'un fil sans utiliser de carcasse,
  • on place le bobinage sur une grille, l'axe du bobinage étant perpendiculaire à la grille, et on soude les extrémités du fil sur la dite grille,
  • on surmoule sur l'ensemble ainsi obtenu un corps en matière isolante, de manière à laisser une ouverture centrale dans l'axe de la bobine et à laisser apparent les bords de la grille sur deux cotés opposés du corps,
  • on place de part et d'autre du corps deux éléments de noyau en ferrite, dont l'un au moins a une forme en E, la branche centrale du E étant insérée dans la dite ouverture centrale du corps et les deux autres branches passant sur deux côtés opposés du corps, et on fixe les deux éléments de noyau l'un sur l'autre.
Préférentiellement, le bobinage est réalisé avec un fil comportant une couche externe thermo-adhérente, et, après bobinage, on fait passer dans le fil un courant électrique d'intensité suffisante pour l'échauffer et obtenir l'adhérence des spires entre elles.
D'autres caractéristiques et avantages apparaítront dans la description qui va être faite d'un composant conforme à l'invention et de son procédé de fabrication.
On se reportera aux dessins annexés dans lesquels :
  • la figure 1 est une vue en perspective d'une inductance conforme à l'invention,
  • les figures 2 et 3 illustrent deux autres variantes de réalisation,
  • les figure 4 et 5 illustrent, respectivement en vue frontale et de dessus, le montage du bobinage sur une grille destinée à former par la suite les pattes de connexion,
  • la figure 6 est une vue de dessus du composant après moulage du corps,
  • la figure 7 est une vue latérale du corps,
  • la figure 8 est une vue en coupe selon la ligne VIII-VIII de la figure 6,
  • la figure 9 montrent le composant après mise en place d'un des deux éléments du noyau,
  • la figure 10 montre en vue de côté le composant terminé,
  • la figure 11 est une vue en coupe du composant selon la ligne XI-XI de la figure 9, avec le noyau complet.
L'inductance représentée figure 1 comporte un corps 1, d'où émergent de chaque côté des pattes de connexion 2, et un noyau magnétique 3 en ferrite. Le corps est par exemple en résine époxy thermodurcissable, ou en un matériau similaire adapté pour une mise en forme par surmoulage sur un bobinage 4, comme on le voit notamment figures 8 et 11. Le noyau est composé de deux éléments 31 ayant une section de forme en E, placés de part et d'autre du corps. La ferrite utilisée est par exemple du type ferrites de puissance, présentant de faibles pertes, avec une fréquence d'utilisation de 10 KHz à 5 MHz et une perméabilité relative de 200 à 2500, ou tout type de ferrite à forte perméabilité relative, de l'ordre de 3000 à 15000.
Le bobinage 4 est réalisé avec un fil conducteur isolé et comportant un enrobage de résine thermo-adhérente, tel que par exemple un fil de cuivre émaillé de type Thermibond R. Ce fil est bobiné sous forme d'une bobine de forme rectangulaire, comme on le voit figure 5, par enroulement du fil sur un mandrin de dimension adaptée. Le maintien en forme des spires et la liaison des spires entre elles pour obtenir une résistance mécanique de la bobine est assuré par thermo-adhérence, en faisant passer dans le fil un courant électrique calibré qui permet d'élever sa température par effet Joule à une température de l'ordre de 180°C, de manière à assurer la fusion de l'enrobage et la liaison des spires après refroidissement. La bobine peut ensuite être retirée du mandrin sans se déformer. Ce type de bobinage sans utilisation d'une carcasse de support permet de réduire au maximum l'encombrement de la bobine et assure une meilleure dissipation thermique en cours d'utilisation.
Comme on le voit figures 4 et 5, le bobinage 4 est ensuite monté sur une grille 21 en métal conducteur, par exemple en alliage cuivreux étamé. La grille 21 est conformée de manière à présenter des éléments 22 s'étendant de chaque côté de la bobine et destinés à former les pattes de connexion 2 comme on le verra par la suite. Les extrémités 41 du fil sont soudés sur des extrémités internes 24 des éléments 22 par apport d'étain à haute température, d'environ 300°C, au fer à souder ou tout procédé équivalent. Dans l'exemple représenté, où une seule bobine est ainsi montée, les éléments 22 situés d'un même côté de la bobine peuvent être reliés entre eux. Dans le cas où le composant comporterait plusieurs bobinages, les éléments 22 seraient alors séparés, chaque élément 22 pouvant recevoir une extrémité d'un bobinage. Des points de colle 23 assurent par ailleurs le maintien temporaire du bobinage sur la grille.
On réalise ensuite le surmoulage du corps 1 sur l'ensemble ainsi obtenu, de manière à noyer le bobinage et les raccords de la bobine sur la grille dans la résine, comme représenté figures 6 à 8, et à obtenir le corps 1 présentant deux parties latérales 11, situées symétriquement par rapport au plan médian P et d'où émergent les éléments 22 de la grille, et deux parties transversales 12 ménageant une ouverture centrale 13 qui traverse le corps dans la direction de l'axe de la bobine.
Les deux éléments 31 du noyau sont ensuite placés de part et d'autre du corps, comme indiqué figure 11, les branches extrêmes 32 des E passant à l'extérieur des parties transversales 12 du corps, et les branches centrales 33 passant dans l'ouverture 13. Le maintien des éléments 31 de ferrite est assuré par des joints de colle 34, 35 disposés respectivement entre les faces d'extrémité des branches des E et sur les côtés entre les éléments de ferrite et le corps, comme indiqué figures 10 et 11.
Les éléments 22 de grille sont par ailleurs coupés et conformés par pliage pour constituer les pattes de connexion 2, qui s'étendent sensiblement dans le plan de la face inférieure 18 de l'inductance.
Le dessin de la figure 2 illustre une variante de réalisation utilisable dans le cas d'une inductance comportant un seul bobinage. Les pattes 2 situées d'un même côté sont alors remplacées par une barrette 2' qui s'étend dans l'angle du composant, sur toute la longueur de celui-ci.
Le dessin de la figure 3 illustre encore une autre variante, dans laquelle les plots de connexion 2' ' sont aménagés uniquement sur les bords des parties latérales il du corps, un tel composant pouvant notamment être monté perpendiculairement à la surface du circuit imprimé.
La fabrication de ces composants peut être réalisée comme indiqué précédemment, en adaptant simplement la forme de la grille de manière adéquate.
L'invention n'est pas limité aux modes de réalisation décrits ci-dessus uniquement à titre d'exemple. En particulier, le bobinage pourra comporter plusieurs éléments, séparés ou connectés entre eux, pour réaliser divers types de transformateurs ou d'inductances. Egalement, le noyau pourra être formé d'une seule partie en forme de E ayant des branches plus longues et l'autre partie étant plane.

Claims (9)

  1. Composant inductif destiné à être monté sur un circuit imprimé, comportant au moins un bobinage (4) constitué d'un fil électriquement conducteur enroulé sous forme d'une bobine plate, un corps en matière isolante présentant une face inférieure sensiblement orthogonale à l'axe de la bobine (4) et comportant une ouverture centrale (13) qui le traverse selon l'axe de la bobine, et un noyau magnétique (3) en ferrite,
       caractérisé en ce que :
    les extrémités (41) du bobinage (4) sont reliées à des extrémités internes (24) de plots de connexion (2),
    le corps (1) est formé d'un bloc de matière isolante surmoulé sur la bobine et sur les dites extrémités internes des plots,
    le noyau (3) entoure le corps dans un plan médian (P) contenant l'axe de la bobine et présente un élément central (33) passant dans l'ouverture du corps.
  2. Composant inductif selon la revendication 1, caractérisé en ce que des plots de connexion (2) émergent du corps (1) au niveau de la face inférieure (18), sur deux cotés du corps opposés par rapport au dit plan médian.
  3. Composant inductif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le noyau (3) est formé de deux éléments (31) s'étendant respectivement sur chacune des faces du corps, l'un au moins des dits éléments ayant une forme en E dont la branche centrale (33) passe dans l'ouverture du corps et les branches ,extrêmes (32) passent sur deux cotés opposés du dit corps.
  4. Composant inductif selon la revendication 3, caractérisé en ce que un entrefer magnétique est ménagé entre les deux éléments constituant le noyau.
  5. Composant inductif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les deux éléments (31) du noyau sont assemblés par collage.
  6. Procédé de fabrication d'un composant inductif destiné à être monté sur un circuit imprimé et comportant au moins un bobinage (4) et un noyau magnétique (3), caractérisé en ce que :
    on réalise le bobinage sous forme d'une bobine plate (4) par enroulement d'un fil sans utiliser de carcasse,
    on place le bobinage (4) sur une grille (21), l'axe du bobinage étant perpendiculaire à la grille, et on soude les extrémités du fil sur la dite grille,
    on surmoule sur l'ensemble ainsi obtenu un corps (1) en matière isolante, de manière à laisser une ouverture centrale (13) dans l'axe de la bobine et à laisser apparent les bords de la grille sur deux cotés opposés du corps,
    on place de part et d'autre du corps deux éléments de noyau (31) en ferrite, dont l'un au moins a une forme en E, la branche centrale (33) du E étant insérée dans la dite ouverture centrale du corps et les deux autres branches passant sur deux côtés opposés du corps, et on fixe les deux éléments de noyau l'un sur l'autre.
  7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bobinage (4) est réalisé avec un fil comportant une couche externe thermo-adhérente, et, après bobinage, on fait passer dans le fil un courant électrique d'intensité suffisante pour l'échauffer ,et obtenir l'adhérence des spires entre elles.
  8. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que la bobine (4) est collée sur la grille (21).
  9. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que les deux éléments (31) du noyau sont assemblés l'un sur l'autre par collage avec un adhésif amagnétique.
EP97943031A 1997-10-01 1997-10-01 Composant inductif et procede de fabrication d'un tel composant Expired - Lifetime EP1019926B1 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/FR1997/001727 WO1999017318A1 (fr) 1997-10-01 1997-10-01 Composant inductif et procede de fabrication d'un tel composant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1019926A1 EP1019926A1 (fr) 2000-07-19
EP1019926B1 true EP1019926B1 (fr) 2004-05-12

Family

ID=9503711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP97943031A Expired - Lifetime EP1019926B1 (fr) 1997-10-01 1997-10-01 Composant inductif et procede de fabrication d'un tel composant

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6486763B1 (fr)
EP (1) EP1019926B1 (fr)
DE (1) DE69729127T2 (fr)
WO (1) WO1999017318A1 (fr)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030184423A1 (en) 2002-03-27 2003-10-02 Holdahl Jimmy D. Low profile high current multiple gap inductor assembly
US7002074B2 (en) 2002-03-27 2006-02-21 Tyco Electronics Corporation Self-leaded surface mount component holder
US6960976B2 (en) * 2002-05-21 2005-11-01 Yun-Kuang Fan Ferrite cored coil structure for SMD and fabrication method of the same
US7598837B2 (en) 2003-07-08 2009-10-06 Pulse Engineering, Inc. Form-less electronic device and methods of manufacturing
JP4436794B2 (ja) * 2004-11-16 2010-03-24 スミダコーポレーション株式会社 プレート部材、このプレート部材を用いた磁性素子および磁性素子の製造方法
TWI272623B (en) * 2005-12-29 2007-02-01 Ind Tech Res Inst Power inductor with heat dissipating structure
DE102012201847A1 (de) * 2012-02-08 2013-08-08 Würth Elektronik eiSos Gmbh & Co. KG Elektronisches Bauelement
CN206585399U (zh) * 2016-07-25 2017-10-24 台达电子工业股份有限公司 微型风扇
US10989205B2 (en) 2016-07-25 2021-04-27 Delta Electronics, Inc. Micro fan

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4553123A (en) 1982-09-03 1985-11-12 Murata Manufacturing Co., Ltd. Miniature inductor
JP3064492B2 (ja) 1991-05-15 2000-07-12 株式会社トーキン 表面実装型線輪部品の製造方法
JPH05217761A (ja) * 1992-01-31 1993-08-27 Sony Corp ギャップ付き磁芯及びインダクタンス素子
JP2859484B2 (ja) * 1992-03-25 1999-02-17 田中貴金属工業株式会社 酸化物分散強化白金と白金との複合材料の製造方法
GB2296387B (en) 1994-12-02 1999-10-13 Dale Electronics Low profile inductor/transformer component
EP0741396A1 (fr) 1995-05-04 1996-11-06 AT&T IPM Corp. Dispositif à puissance magnétique utilisant une connexion sans fils à une carte de circuit imprimé et sa méthode de fabrication
CA2180992C (fr) 1995-07-18 1999-05-18 Timothy M. Shafer Bobine d'induction a courant eleve et methode de fabrication

Also Published As

Publication number Publication date
DE69729127T2 (de) 2004-10-28
EP1019926A1 (fr) 2000-07-19
DE69729127D1 (de) 2004-06-17
US6486763B1 (en) 2002-11-26
WO1999017318A1 (fr) 1999-04-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11127527B2 (en) Method for manufacturing inductor
US7523542B2 (en) Method of manufacturing a magnetic element
CN1770332B (zh) 简化的表面安装装置及其方法
US20180350501A1 (en) Coil component and method of manufacturing coil component
EP1019926B1 (fr) Composant inductif et procede de fabrication d'un tel composant
US20210134519A1 (en) Manufacturing method of coil component
EP0232197A1 (fr) Procédé de fabrication d'un composant inductif pour report à plat
FR2764115A1 (fr) Dispositif semiconducteur et procede de connexion des fils internes de masse d'un tel dispositif
JP6274376B2 (ja) 表面実装型コイル部品及びその製造方法、並びにｄｃ−ｄｃコンバータ
JP6893398B2 (ja) コイル部品及びその製造方法
KR100653429B1 (ko) 적층형 칩 타입 파워 인덕터 및 그 제조 방법
US7140091B2 (en) Manufacturing process for an inductive component
JP6614024B2 (ja) コイル部およびコイル装置
EP0315527B1 (fr) Transformateur à circuit magnétique en ferrite résistant aux chocs thermiques
FR3050069A1 (fr) Composant magnetique, circuit electrique resonant, convertisseur electrique et systeme electrique
JP6927115B2 (ja) 面実装インダクタおよびその製造方法
CN219778670U (zh) 线圈部件
TWI527066B (zh) 客製化表面黏著型功率電感器及其製作方法
EP0501850A1 (fr) Composant magnétique pour le report à plat
JP3955854B2 (ja) インダクタンス素子の製造方法
JP2005294307A (ja) 巻線型電子部品
WO2001045117A1 (fr) Composant inductif de faible epaisseur
FR3104801A1 (fr) Dispositif électrotechnique pour un aéronef
FR3081254A1 (fr) Bobine planaire et procede de fabrication d’une bobine planaire
FR3089367A1 (fr) Convertisseur ac/dc

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20000428

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE FR GB

17Q First examination report despatched

Effective date: 20030124

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE FR GB

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20040512

REF Corresponds to:

Ref document number: 69729127

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20040617

Kind code of ref document: P

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20050215

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 19

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: PLFP

Year of fee payment: 20

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20170414

Year of fee payment: 20

Ref country code: DE

Payment date: 20170425

Year of fee payment: 20

Ref country code: GB

Payment date: 20170419

Year of fee payment: 20

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R071

Ref document number: 69729127

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: PE20

Expiry date: 20170930

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF EXPIRATION OF PROTECTION

Effective date: 20170930