ES1078009U - Componente electrónico inductivo - Google Patents

Abstract

1. Componente electrónico inductivo, formado por un núcleo de ferrita (1) y un sustrato (2) de sujeción para la misma y para la conexión de los hilos de cobre correspondientes a tres bobinados perpendiculares entre sí y orientados según unos ejes "X", "Y", "Z", siendo utilizable en sistemas electrónicos de comunicaciones por radiofrecuencia, pudiendo actuar, por ejemplo, como una antena omnidireccional para transmisión-recepción de datos, caracterizado porque el sustrato de sujeción para el núcleo de ferrita (1) está constituido por una placa de montaje superficial (2), con hendiduras laterales (5) para el guiado y soldadura de los hilos de cobre de los tres bobinados "X", "Y", "Z", permitiendo el conexionado directo entre dichos bobinados y la propia placa de montaje superficial.2. Componente electrónico inductivo, según reivindicación 1, caracterizado porque la unión entre el núcleo de ferrita (1) y la placa de montaje superficial (2), se realiza mediante adhesivo de uso electrónico.3. Componente electrónico inductivo, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la placa de montaje superficial (2) presenta sus hendiduras (5) metalizadas con material conductor a base de un sustrato de cobre y una fina capa de plata, estando dichas hendiduras (5) conectadas eléctricamente a las correspondientes pistas de cobre (4), para establecer el conexionado del componente electrónico inductivo al componente del usuario.4. Componente electrónico inductivo, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la placa de montaje superficial (2) está afectada centralmente de un mecanizado (6) para alojamiento y posicionado de los correspondientes hilos de los bobinados "X" e "Y".5. Componente electrónico inductivo, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las hendiduras laterales (5) de la placa de montaje superficial (2) constituyen medios de guiado y soldadura de los hilos de cobre correspondientes a los tres bobinados "X", "Y", "Z".

Description

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un componente electrónico inductivo, previsto para poder actuar como antena para cualquier aplicación en lo que respecta a comunicaciones por radiofrecuencia entre un receptor y un emisor.

El objeto de la invención es simplificar el proceso de obtención y montaje de un componente electrónico inductivo para aplicaciones en comunicaciones por radiofrecuencia, así como conseguir una mayor flexibilidad en el proceso de fabricación del conjunto del componente.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Como es sabido, se conocen componentes electrónicos inductivos, utilizables como antenas de radiofrecuencia, y que comprenden un núcleo de ferrita y un sustrato de sujeción para dicho núcleo de ferrita, complementándose con tres bobinados perpendiculares entre si, de manera tal que la antena en que se puede materializar el componente electrónico inductivo es susceptible de montarse en un receptor de radiofrecuencia para establecer una comunicación por radiofrecuencia con un emisor de radiofrecuencia, de manera que cada uno de los bobinados genera un voltaje proporcional a la intensidad del campo electromagnético generado por el emisor, siendo dicho voltaje detectado por un circuito analógico, todo ello de manera tal que en función de la posición de la antena en el espacio, el campo electromagnético será detectado con mayor o menor intensidad por, al menos, uno de los tres bobinados que quedan situados en correspondencia con los ejes “X”, “Y” y “Z”.

Al disponer de tres bobinados orientados ortogonalmente entre si, la antena se excita con el campo magnético exterior, independientemente de la orientación espacial del receptor donde va ubicada la antena, ya que el campo electromagnético generado por el emisor atraviesa siempre la sección de alguno de los tres arrollamientos o bobinados ortogonales.

Para aplicaciones en las que el receptor no tiene una posición fija, esta característica es muy importante, ya que así el receptor no necesita ser orientado en ninguna dirección concreta.

En tal sentido pueden citarse dispositivos de acceso y apertura de vehículos sin llave mecánica, (sistemas pasivos de entrada), en los que el emisor está en el vehículo y el receptor en la llave del conductor, de manera que el vehículo detecta la presencia del conductor en las proximidades del mismo, no requiriendo que el conductor tenga que colocar la llave en ninguna dirección concreta para que el vehículo proceda a permitir el acceso. De esta forma el conductor puede acceder al vehículo incluso con la llave en el bolsillo.

Componentes electrónicos inductivos o antenas de radiofrecuencia del tipo referido, se describen en los documentos correspondientes a la EO0783190, en donde se incluyen tres antenas individuales dispuestas en las tres direcciones espaciales.

Igualmente pueden citarse los documentos DE19718423 y JP2001156527; en los que se hace referencia a las tres antenas orientadas ortogonalmente en el espacio.

También puede citarse el documento EP1014596, en el que se hace referencia a un componente que tiene un arrollado formado por tres bobinados ortogonales sobre un núcleo monolítico común, mientras que en el documento JP2003092509 se describe una antena configurada ortogonalmente en el espacio con los arrollamientos bobinados sobre un núcleo de ferrita con un carrete para el arrollamiento “Z”.

En el documento ES2200652 se describe una antena con los tres bobinados arrollados en un núcleo de ferrita y un sustrato de plástico inyectado, ocurriendo otro tanto con el documento ES2278351.

Pues bien, en la mayoría de los documentos referidos con anterioridad, en los que se establecen tres bobinados sobre un solo núcleo de ferrita, se utiliza como sustrato para sujeción de la ferrita y para la conexión de los hilos, una base de plástico inyectada por unos terminales metálicos sobre moldeados en plástico.

Teniendo en cuenta que uno de los requisitos fundamentales para un componente electrónico inductivo, es el grado de coplanaridad entre los diferentes contactos de la pieza, se tiene que en el documento ES 2200652 anteriormente comentado, los hilos de cobre del componente se sueldan por un procedimiento llamado termocompresión a los propios contactos que sirven de contacto del componente. Según dicho documento, es necesario aplicar temperatura y presión al contacto, lo que hace que la coplanaridad del componente no esté asegurada durante el proceso de soldadura entre el hilo y los contactos, perdiéndose el control sobre la planitud de los mismos.

Para el caso del documento ES2278351 referido también con anterioridad, los hilos se enrollan o atan alrededor de la base de plástico sobre la que se encuentran los contactos, de manera que al igual que en el caso anterior, la coplanaridad del componente no se puede controlar una vez realizado el atado del hilo y su soldadura a la base de plástico.

En relación con los dos documentos referidos con anterioridad, es decir el ES2200652 y el ES2278351, se tiene que la configuración de los contactos de la pieza es fija, o en el mejor de los casos requiere de un proceso largo y costoso para su modificación, ya que la posición de los contactos se define en el proceso de sobremoldeo o inyección con el que se obtiene la base de plástico, de manera tal que para modificar ésta se requiere un nuevo molde de inyección y nuevos utillajes de estampación y conformado.

En la mayoría de los restantes documentos, incluidos los anteriores, no es posible realizar una inspección automática de la soldadura, por lo que la calidad de ésta debe realizarse visualmente con la consiguiente pérdida de tiempo, posibles fallos humanos, etc., y todo ello en base a que las soldaduras en todos los documentos referidos con anterioridad, quedan en parte parcialmente ocultas.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

El componente electrónico inducido objeto de la invención, ha sido concebido para resolver la problemática anteriormente expuesta, en base a una solución sencilla y eficaz.

Más concretamente, el componente electrónico inducido de la invención se caracteriza fundamentalmente por el hecho de que el sustrato de sujeción para el núcleo de ferrita está constituido por una placa de montaje superficial afectada de hendiduras laterales a través de las cuales los hilos de los distintos bobinados son guiados y soldados eficazmente, de forma rápida y con calidad.

También se ha previsto como característica de novedad el hecho de que la placa de montaje superficial, además de las hendiduras laterales metalizadas, incluye un rebaje mecanizado central donde se posicionan precisamente los bobinados “X” e “Y”.

Las nuevas características del componente electrónico inductivo objeto de la invención, permite que la conexión de los hilos a los correspondientes contactos o pistas del componente, se realice por la cara lateral, sin afectar a la coplanaridad del componente. De esta forma la coplanaridad de los contactos está asegurada por diseño, sin depender del control realizado en el proceso de fabricación.

Por otra parte, al estar el sustrato de sujeción del núcleo de ferrita materializado por una placa de montaje superficial, en el caso de querer modificar el diseño de la placa, bastará con cambiar el programa que ejecuta una máquina de control numérico, en lugar de tener que realizar un nuevo molde de inyección y nuevos utillajes, como se requiere convencionalmente.

Otra ventaja que presenta el componente de la invención, es que la fabricación de la placa de montaje superficial es mucho más flexible que el proceso de moldeo por inyección de una base plástica requerida convencionalmente, por lo que en caso de que sea necesario un cambio en la disposición de los contactos exteriores, no es necesario acometer ningún tipo de inversión.

Por último decir que mediante el componente electrónico inductivo de la invención es posible que la calidad de soldadura del componente con la placa del circuito impreso correspondiente, donde va montado, sea inspeccionada por sistemas de inspección automática de soldadura, estando las soldaduras localizadas precisamente en los bordes del componente, resultando la soldadura perfectamente visible desde el exterior.

El componente electrónico inductivo, con los tres bobinados de hilo de cobre arrollados sobre el conjunto de núcleo de ferrita y la placa de montaje superficial, según lo referido con anterioridad, puede utilizarse en sistemas electrónicos de comunicaciones por radiofrecuencia, actuando como antena omnidireccional para la transmisión-recepción de datos.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que seguidamente se va a realizar y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

La figura 1.-Muestra una representación correspondiente a una perspectiva en explosión de los dos elementos que participan en el correspondiente componente electrónico inductivo objeto de la invención, y cuyos elementos son el núcleo de ferrita y la placa de montaje superficial.

La figura 2.-Muestra una vista en perspectiva por la cara inferior de la placa de montaje superficial representada en la figura anterior, dejando ver las hendiduras laterales y las pistas de cobre correspondientes.

La figura 3.-Muestra una vista en perspectiva del componente electrónico inductivo una vez terminado, es decir formado por el núcleo de ferrita y la placa de montaje superficial acopladas entre si, con los correspondientes hilos de cobre procedentes de los tres bobinados orientados en los ejes “X”, “Y”, “Z”.

La figura 4.-Muestra finalmente el esquema eléctrico correspondiente a una aplicación práctica del componente electrónico inductivo de la invención, estableciendo una comunicación por radiofrecuencia entre un receptor y un transmisor.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

Como se puede ver en las figuras referidas, el componente electrónico de la invención se constituye mediante el acoplamiento o ensamble entre si de un núcleo magnético de ferrita (1) y una placa de montaje superficial (2), efectuándose el ensamble en una máquina de montaje estándar, para que una vez ensamblados formen una única pieza, como se representa en la figura 3, disponiendo la máquina de ensamblaje o montaje de los oportunos sistemas ópticos de posicionamiento que serán muy precisos, por lo que la alineación del conjunto queda asegurada. La unión entre el núcleo de ferrita (1) y la placa de montaje superficial (2), se realiza mediante adhesivo de uso electrónico, para que soporte las altas temperaturas de los hornos y los choques térmicos a los que se somete el conjunto posteriormente.

La placa de montaje superficial (2), tal y como se representa en la figura 2, comprende las oportunas pistas (4), así como una pluralidad de hendiduras laterales (5), hendiduras que estarán metalizadas con un material conductor a base de un sustrato de cobre y una fina capa de plata, estando esas hendiduras (5) conectadas a las pistas de cobre (4), para establecer el conexionado de la correspondiente antena en la que es aplicable el componente inductivo de la invención, a la placa de componentes del usuario, estando cada una de las pistas (4) conectada con una hendidura (5).

Además, la placa de montaje superficial (2) referida con anterioridad, presenta un mecanizado (6) en su zona central, para poder alojar los hilos de los bobinados “X” e “Y” representados en la figura 3, ya que el componente electrónico incluye tres bobinados que corresponden a las orientaciones de los ejes “X”, “Y”, “Z” según esa figura 3.

Ese mecanizado (6), además de alojar los hilos de los bobinados “X” e “Y”, tienen la función de servir de guía de los hilos de cobre.

El proceso de bobinado se iniciará guiando el hilo de cobre por las hendiduras metalizadas (5). Con objeto de que el hilo de cobre se encuentre agarrado durante el proceso de bobinado, debe estar sujeto a algún tipo de utillaje, de manera que una vez se encuentre agarrado a dicho utillaje y sea guiado por la hendidura (5) correspondiente, se puede iniciar el proceso de bobinado. Al finalizar el arrollamiento del hilo alrededor del conjunto que forman el núcleo de ferrita (1) y la placa de montaje superficial (2), el hilo se pasa por una segunda hendidura (5), como se hizo anteriormente con el primer hilo, y una vez terminado el proceso el hilo ya se encontrará guiado y agarrado al conjunto que forman el núcleo de ferrita (1) y la placa de montaje superficial (2), de manera que al final de proceso se tendrán seis hilos colocados y guiados en otras tantas hendiduras (5) correspondientes a las caras laterales de la placa de montaje superficial (2). La conexión de los hilos de cobre con el metalizado de la hendidura (5) se realizará mediante aportación de estaño sobre el respectivo hilo, mediante un alimentador de estaño y calentado el estaño en la zona próxima a la soldadura.

En la figura 4 se muestra una forma de realización de la antena en la que puede materializarse el componente electrónico inductivo descrito, viéndose en esta figura 4 un bloque receptor (7) y un bloque transmisor (8), ambos dotados de un microcontrolador (9, 10) respectivamente, y estableciéndose en el transmisor (8) las entradas analógicas (11) correspondientes a los tres bobinados “X”, “Y”, “Z”, y los cuales, como ya se ha dicho, van arrollados en el conjunto que forman el bloque de ferrita (1) y la placa de montaje superficial (2). En el bloque receptor (7) se deja ver un circuito transmisor-receptor RF (12) y su interrelación con los bobinados anteriormente comentados. Además, tanto en el bloque receptor (7) como en el bloque transmisor (8) se incluye la correspondiente antena UHF (13, 14) respectivamente, para establecer una comunicación entre ambos.

Claims (5)

1. R E I V I N D I C A C I O N E S

   1.-Componente electrónico inductivo, formado por un núcleo de ferrita (1) y un sustrato (2) de sujeción para la misma y para la conexión de los hilos de cobre correspondientes a tres bobinados perpendiculares entre si y orientados según unos ejes “X, “Y”, “Z”, siendo utilizable en sistemas electrónicos de comunicaciones por radiofrecuencia, pudiendo actuar, por ejemplo, como una antena omnidireccional para transmisión-recepción de datos, caracterizado porque el sustrato de sujeción para el núcleo de ferrita (1) está constituido por una placa de montaje superficial (2), con hendiduras laterales (5) para el guiado y soldadura de los hilos de cobre de los tres bobinados “X”, “Y”, “Z”, permitiendo el conexionado directo entre dichos bobinados y la propia placa de montaje superficial.
2. 2.-Componente electrónico inductivo, según reivindicación 1, caracterizado porque la unión entre el núcleo de ferrita (1) y la placa de montaje superficial (2), se realiza mediante adhesivo de uso electrónico.
3. 3.-Componente electrónico inductivo, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la placa de montaje superficial (2) presenta sus hendiduras (5) metalizadas con material conductor a base de un sustrato de cobre y una fina capa de plata, estando dichas hendiduras

   (5) conectadas eléctricamente a las correspondientes pistas de cobre (4), para establecer el conexionado del componente electrónico inductivo al componente del usuario.
4. 4.-Componente electrónico inductivo, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque la placa de montaje superficial (2) está afectada centralmente de un mecanizado (6) para alojamiento y

   posicionado de los correspondientes hilos de los bobinados “X” e “Y”.
5. 5.-Componente electrónico inductivo, según reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las hendiduras laterales (5) de la placa de 5 montaje superficial (2) constituyen medios de guiado y soldadura de los

   hilos de cobre correspondientes a los tres bobinados “X”, “Y”, “Z”.