KR20010034753A - 전기 부품용 지지체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 적어도 두 개의 서로 절연된 콘택 표면(2)을 가진 전자 부품용 세라믹 지지체에 관한 것이다. 상기 콘택 표면은 지지체의 공통 평면에 배치된다. 본 발명은 추가의 금속으로 증착된 표면(3)이 콘택 표면(2)의 공통 평면에 대해 평행하지 않게 연장된 지지체의 적어도 하나의 표면에 위치하는 것에 의해 특징 지워진다. 각각 금속으로 증착된 표면은 콘택 표면(2)중 하나에 도전되도록 연결된다. 본 발명은 또한 유도 부품용 지지체의 사용 및 상기 부품의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

전기 부품용 지지체{SUPPORT FOR ELECTRONIC COMPONENTS}

전기 부품, 예컨대 유도성 레지스터용 지지체는 대부분 플라스틱으로 이루어진다. 지지체용 재료인 플라스틱의 장점은 적은 비용, 용이한 가공 가능성 및 가벼운 중량에 있다. 따라서 예컨대 시중의 구조적 형상인 ISDN 어플리케이션용 유도성 부품은 핀 형상, SMD 형상 또는 PCMCIA-카드용으로 적합한 구조적 형상으로 제조된다. 상응하는 구조적 형상은 예컨대 사보 "ISDN-부품"(Fa.Vacuumschmelze GmbH,Hanau,1996)에 공지되어 있다. 상기 방식의 지지체는 납땜에 의해 기판의 회로 트랙과 접속될 수 있는 전기 단자를 포함한다.

기술적 개선예들 중에서 최근에는 표면 설치가 가능한 우세한 하우징 구조적 형상이 SMD 기술에서 사용된다. 기판 표면상에 부품을 설치하기 위해, 장착시 기판과 접촉되어 나타나는 표면 또는 부품의 전기 단자는 가능한 기판 표면에 평평하게 장착되는 것이 바람직하다. 상기 표면의 평평함이 가능한 클 경우에 SMD-설치 기술에 있어서 장점이 발생된다. 그러나 평평함에 있어서, 플라스틱으로 이루어진 상기 지지체는 단점과 연관된다. 만약 금속으로 된 연결핀이 납땜에 의해 전기 부품의 연결 와이어에 연결된다면, 가열에 의해 핀 영역에서 납땜할 경우 평평함이 줄어든다. 또한 이어서 기판 상에 납땜되는 동안, 때때로 전체 하우징의 가열에 의해 하우징이 팽창된다.

추가 단점은 기판이 장착되는 동안 비교적 높은 땜납이 요구된다는 점이다.

세라믹으로 이루어진 지지체는 정보 저서 "전자 공학용 세라믹 재료"(정보 중심 기술 세라믹, Selb, 1996)에 공지된다. 산화 알루미늄 또는 질화 알루미늄으로 이루어진 기술된 세라믹 재료는 전기 회로용 기판 및 반도체 회로용 하우징 또는 사이리스터 및 다이오드로 사용된다. 상기 하우징에 있어서, 듀얼-인라인-하우징(DIL) 또는 SMD 기술에 따른 표면 설치용 칩 캐리어가 다루어진다.

CeramTec AG (Marktredwiz, 1996)의 회사 안내서에 전기 코일용 세라믹 지지체가 공지된다. 상기 지지체에 있어서, 유도성 부품을 둘러싸는 브리지형 엘리먼트가 다루어진다. 유도성 부품의 공급 라인, 예컨대 지지체의 내부에 있는 코일의 연결 와이어는 브리지형 지지체의 금속으로 증착된 표면과 기판을 향한 지지체의 기판에서만 연결될 수 있다. 이것을 위해, 상기 기판에 섹터마다 금속으로 코팅된 표면 엘리먼트가 위치한다. 따라서 공급 라인과 금속으로 코팅된 표면과의 연결은 납땜 위치의 영역에서 이루어진다.

SMD 기술에 있어서 전기 부품용 지지체에 대한 요구는 상기 실시예로는 충분하게 충족될 수 없다. 특히 기판을 향한 세라믹 지지체의 금속으로 된 표면의 평평함에 있어서, 종래의 구조적 지지체는 제시된 요구에 대해 항상 발전하는 것은 아니다. 따라서 SMD 설치 기술의 장점을 이용하기 위해, 금속으로 된 표면의 영역에서 부품의 평평함이 가능한 적게 변동되는 것이 유리하다.

본 발명은 전기 부품용 세라믹으로 이루어진 지지체에 관한 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 지지체의 개략도이다.

도 2 는 도 1 의 지지체를 위에서 조망한 전면도를 도시한다. 기판을 향한 표면이 하부면에 위치한다.

도 3 은 본 발명에 따른 도 1 의 지지체를 측면에서 도시한다. 추가로 지지체와 본딩된 와이어 및 본딩되지 않은 와이어가 표시된다.

본 발명의 목적은 공지된 지지체의 상기 언급된 단점을 갖지 않는 지지체를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 목적은 적어도 두 개의 서로 절연된 콘택 표면(2)을 가진 전기 부품용 세라믹으로 이루어진 지지체에 의해 달성되고, 상기 콘택 표면은 지지체의 공통 평면에 배치되며, 본 발명은 추가의 금속으로 증착된 표면(3)이 콘택 표면(2)의 공통 평면에 대해 평행하지 않게 연장된 지지체의 적어도 하나의 표면에 위치함으로써 특징 지워지고, 각각 금속으로 증착된 표면은 콘택 표면(2)중 하나에 도전되도록 연결된다.

"콘택 표면"이라는 개념은 본 발명에 따라, 지지체의 표면에 위치하고, 지지체와 기판의 연결용으로 제공된 금속으로 증착된 표면 층으로 파악된다. 따라서 상기 콘택 표면은 평행으로 서로 배열된다. 콘택 표면의 형태는 임의적이다. 상기 콘택 표면은 바람직한 요구에 따라 예컨대 정방형, 직사각형, 원 또는 n-각일 수 있다. 또한 지지체 상에서 콘택 표면의 상이한 형태도 고려될 수 있다.

콘택 표면(2)의 폭은 바람직하게 0.1 내지 5 mm 범위이다. 콘택 표면의 길이는 바람직하게 0.5 내지 10 mm 범위이다.

콘택 표면이 위치한 공통 평면은 일반적으로 지지체의 하부면에 상응하고, 또한 기판을 향한 면에도 상응한다.

콘택 표면(3) 또는 금속으로 증착된 표면(3)의 영역에서 지지체 상에 위치한 금속으로 증착된 층은 실제로 도전성 재료, 예컨대 Cu, Ni, Au, C, W, Pt, Ag 등으로 이루어진다. 상기 코팅의 제조는 먼저 하나 또는 다수의 중간층이 제공되고, 마지막 층은 도전되는 금속으로 증착된 층으로 제공되도록 이루어질 수 있다. 도전층을 갖는 세라믹 재료의 코팅을 위한 적합한 방법이 공지된다. 금속으로 증착된 층의 두께는 바람직하게 0.1 내지 40 ㎛ 범위에 놓인다.

바람직하게 상기 지지체는 루핑 소자의 내부 표면(11)에 배치된 유도성 부품(17)을 가진 루핑 소자(13)를 포함한다. 그러나 상기 부품이 지지체의 다른 표면, 예컨대 벽에 고정되는 것이 가능하다.

본 발명에 따른 지지체의 구조적 형태는 금속으로 증착된 표면(3)이 콘택 표면(2)의 영역에 위치하지 않도록 선택되어야만 한다. 따라서 금속으로 증착된 표면(3)이 위치한, 상기 콘택 표면(2)의 공통 평면에 대해 평행하지 않게 연장된 표면은 바람직하게 콘택 표면(2)의 공통 표면에 대해 90°로 연장된다.

본 발명에 따른 지지체는 바람직하게 콘택 표면(2)의 공통 평면에 대해 90°로 연장된 두 개의 벽(12)을 포함하고, 상기 벽에 대해 수직으로, 또한 콘택 표면(2)의 공통 평면에 대해 평행하게 배치된 루핑 소자(13), 및 루핑 소자에 대해 수직으로 배치되고, 벽에 배치된 두 개의 앞벽(5)을 포함한다. 상기 방식의 구조적인 형태에 대한 실예는 구두 상자 형태의 직각 표면을 갖는, 한쪽 면이 개방된 정방형이다.

금속으로 증착된 콘택 표면(2)과 금속으로 증착된 표면(3)사이에 바람직하게 홈형의 리세스(4)가 위치하고, 상기 리세스는 예컨대 연마, 소잉 또는 밀링에 의해 세라믹 재료에 형성될 수 있다.

상기 홈형 리세스는 금속으로 증착되지 않는다. 또한 상기 성형물은 제조되면서 예컨대 연소 이후 통상적인 세라믹 제조 방법에 따라 이미 상응하는 홈형 리세스를 갖는 것이 가능하다. 상기 홈형 리세스의 간격은 바람직하게 0.2 내지 5 mm 사이이다.

상기 홈형 리세스(4)는 바람직하게 콘택 표면(2)의 공통 평면에 배치되고, 추가 홈형 리세스(4)는 콘택 표면의 공통 평면에 대해 평행하지 않게 연장된 평면상에 배치된다. 상이한 기판상에 배치된 홈형 리세스(4)는 에지 영역에서 홈 에지(15)를 형성한다.

본 발명에 따른 지지체에 연결 와이어(7)가 예컨대 코일에 의해서 연결되어야만 한다면, 바람직하게 상기 연결 와이어(7)는 금속으로 증착된 표면(3)과 도전되도록 연결된다.

상기 연결 와이어가 합목적적으로 상기 홈 에지(7)를 통해 안내됨으로써, 홈 에지(15)내에서 와이어는 기계적으로 한 국부에 제한된다. 이러한 조치에 의해 경우에 따라 존재하는 콘택이 감소되고, 와이어가 슬라이딩되는 것이 방지된다.

바람직하게 상기 홈 에지(15)를 통해 안내된 연결 와이어(7)는 상응하는 홈형 리세스에 대해 직접 인접한 금속으로 증착된 표면(3)에 도전되도록 연결된다.

본 발명에 따른 지지체의 콘택 표면은 정밀하게 제조됨으로써 매우 평평하게 된다. 평행하게 배열된 콘택 표면(2)은 동일 평면성이 상기 방법에 따라 바람직하게 30㎛ 미만에 달하도록 결정한다.

만약 지지체가 콘택 표면(2)의 공통 평면에 대해 평행으로 연장된 루핑 소자(13)를 포함한다면, 내부 공간(6) 방향으로 루핑 소자의 내부 표면(11)에 고정 장치가 존재할 수 있다. 상기 고정 장치는 예컨대 코일의 고정을 위해 사용될 수 있다. 바람직하게 고정 장치에 있어서 원뿔대(10)가 사용된다.

바람직하게 상기 루핑 소자의 내부 표면(11)에 권선(14)을 가진 코어(9)가 배치된다.

상기 유도성 부품(17)은 합목적적으로 상부면의 내부면에 예컨대 통상적인 접착제로 고정된다. 내부 공간이 접착제로 주조되는 것은 매우 바람직하다.

지지체의 하부면에 배치된 콘택 표면(2)에 바람직하게 전기 부품용 공급 와이어가 제공되지 않거나 또는 접촉되지 않는다. 만약 연결 와이어가 본 발명에 따른 지지체와 연결되지 않는다면, 도전되는 표면과의 결합은 예컨대 부품의 측면에 위치한 금속으로 증착된 표면(3)을 통해 이루어진다.

동일 평면성의 용도는 레이저 간격 측정 방법에 따라 이루어진다. 상기 방법에 따라, 우선 기판을 향한 금속으로 증착된 표면의 높이는 콘택 표면의 공통 평면에 대해 수직 방향으로(Z-방향) 결정된다. 이 경우 Z-방향 높이의 측정값은 지지체의 앞쪽 에지에 의해 정해진 간격으로 결정되도록 조치가 취해진다. 상기 Z 측정값으로부터 가우스에 따라 균등한 평면이 산출된다. 동일 평면성은 산출된 평균 평면 값의 최대 및 최소 편차 값의 총합이다.

본 발명에 따른 지지체는 바람직하게 100㎛ 미만, 특히 50㎛ 미만의 동일 평면성을 갖는다.

또한 본 발명은 본 발명에 따른 지지체를 포함하는 전기 부품에 관한 것이다. 상기 부품은 전기 부품, 예컨대 휘감긴 코어가 지지체에 존재함으로써 특징 지워진다.

또한 본 발명은 예컨대 인터페이스 변압기, 인터페이스 모듈, 전류 보정 초크, 파워 변압기, 트랜지스터용 제어 변압기, 메모리 및 필터 초크, 변환기 초크, 전류 변압기, 전류 센서, 전압 변압기, GTO/IGBT/SIPMOS 용 제어 변압기, 사이리스터 또는 필터 및 평활 초크용 점화 변압기 및 점화 모듈과 같은 유도성 부품용 본 발명에 따른 지지체의 사용에 관한 것이다.

본 발명에 따른 유도성 부품은 경우에 따라 본 발명의 대상이 되는 다음에 기술되는 방법에 따라 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 방법은 다음의 단계를 포함한다 :

- 청구항 제 1 항에 따른 지지체의 내부면에 유도성 부품(17)이 고정되는 단계;

- 홈 에지(15)를 통해 유도성 부품의 와이어(7)가 안내되는 단계;

- 콘택 표면(4)을 통해 일정한 각도로 와이어(7)가 안내되는 단계;

- 금속으로 증착된 표면(3)과 와이어(7)의 본딩 및 경우에 따라 콘택 표면(8)을 넘어선 와이어 단부(7)가 제거되는 단계.

실시예

본 발명에 따른 50 개의 지지체에 대한 동일 평면성의 측정.

동일 평면성은 본 발명에 따른 각각 8 개의 금속으로 증착된 표면을 갖는 50 개의 지지체에서 상기 추가 방법에 따라 결정된다. 모든 지지체는 14 ㎛ 미만의 동일 평면성을 갖는다.

추가로 평균 평면(Z-측정 값)의 개별 콘택 표면의 간격의 개별 측정값으로 데이터 세트가 형성된다. 측정값의 수는 8 x 50 = 400 에 이른다. 평면의 상기 측정된 개별 간격의 도수 분포는 가우스 분포에 상응한다. 가우스 분포의 표준 편차는 4.28 ㎛ 에 달한다.

도 1 내지 3 에 의해 본 발명이 더 자세히 설명된다.

도 1 의 세라믹 지지체(1)는 정방형으로 형성되고, 4 개의 측면, 및 루프를 형성하는 표면을 둘러싼다. 세라믹 재료는 예컨대 산화 알루미늄 또는 질화 알루미늄일 수 있다. 기판을 향한 평면에 그리드 패턴형으로 배치된 표면(2)이 위치한다. 상기 표면(2)은 금속으로 코팅된다. 세그먼트마다 배치된 표면(2)사이에 예컨대 프레이즈 또는 연마기에 의해 벽에 배치될 수 있는 리세스를 나타내는 채널(4)이 위치한다. 상기 채널(4)은 측벽을 통해 위쪽 앞으로 위치한다. 측벽에 위치한 채널 사이에 금속으로 증착된 표면(3)이 위치한다. 상기 금속으로 증착된 표면(3)은 도전되도록 콘택 표면(2)과 연결된다. 금속으로 된 층은 선행 기술에서 통상적인 방법으로 세라믹 지지체로 제공될 수 있다. 도 2 의 평면도는 채널(4) 및 또는 금속으로 된 측 표면(3)을 도시한다. 상기 채널(4) 또는 홈의 내부에 도시되지 않은 유도성 부품과 연결된 에나멜 구리선(7)이 표시된다.

도 3 의 본 발명에 따른 지지체의 측면도는 에나멜 구리선이 홈 에지(15)를 통해 어떻게 연장되는가를 도시한다. 상기 와이어(7)는 홈 에지(15)를 빙 둘러싸고, 금속으로 증착된 표면(3)을 통해 금속으로 증착된 표면의 종축에 따라, 0° 이상 90° 이하의 각도(16)로 연장된다. 세라믹 지지체(1)는 아주 간단한 방법으로 와이어(7)와 콘택 표면(2)의 기계적인 본딩을 가능하게 한다. 이러한 방법에 있어서, 우선 유도성 레지스터과 연결될 수 있는 와이어(7)가 홈 에지(15)를 통해 안내되고, 세라믹 지지체의 측면에 평행하게 상기 각도(16)로 안내된다. 이어서 금속으로 증착된 상부면(4)의 영역에서 와이어는 금속으로 증착된 상부면과 도전되도록 연결된다. 돌출된 와이어 단부는 제거되거나 아니면 본딩시 자동적으로 분리된다. 이것에 의해 콘택(8)의 기계적 하중이 감소될 수 있다. 와이어가 홈(4)으로 또는 홈 에지(15)를 통해 안내됨으로써 와이어(7)의 기계적인 고정이 이루어진다. 본딩은 예컨대 용접에 의해 이루어질 수 있다.

도 4 는 앞벽(5)이 없는 본 발명에 따른 지지체용 추가 실시예를 도시한다. 상기 지지체의 상부면의 내부 표면에, 지지체와 같은 동일한 재료로 이루어진 삽입된 원추가 위치한다. 상기 원추(10)상에 예컨대 통상적인 접착제로 고정될 수 있는 링형 자기 코어(9)가 설치된다. 공급 라인(7)을 가진 권선(14)의 연결은 홈 에지(15)를 통해 안내되고, 콘택(8)에서 끝난다.

플라스틱으로 이루어진 지지체와는 반대로 세라믹 지지체는 더 상승된 열 안정성과 감소된 습도 감도성의 장점을 갖는다.

본 발명의 따른 지지체의 감소된 동일 평면성은 기판에 전기 부품이 조립될 때 금속으로 증착된 연결 표면의 습윤 가능성을 향상시킨다. 이것에 의해 사용된 납땜 재료의 층 두께가 줄어들 수 있고, 가공 가능성은 특히 작은 모듈 크기, 바람직하게 대략 0.2 mm 미만, 더 바람직하게는 0.13 mm 미만의 크기를 가진 부품에 의해 실제로 용이하게 된다.

본 발명에 따른 지지체의 추가 장점은 부품의 연결 와이어가 홈 에지(15)로 안내되면서 콘택 위치에 대한 통상적인 고정에 의해 발생된 와이어의 기계적인 고정을 야기한다. 이러한 조치에 의해, 손상될 빈도가 적은 전기 콘택의 거의 완전한 기계적인 하중의 경감이 콘택 영역에서 일어날 수 있다.

Claims (15)

1. 콘택 표면은 지지체의 공통 평면에 배치된,

   적어도 두 개의 서로 절연된 콘택 표면(2)을 가진 전자 부품용 세라믹 지지체에 있어서,

   추가의 금속으로 증착된 표면(3)이 콘택 표면(2)의 공통 평면에 대해 평행하지 않게 연장된 지지체의 적어도 하나의 표면에 위치하고, 각각 금속으로 증착된 표면은 콘택 표면(2)중 하나에 도전되도록 연결되는 것을 특징으로 하는 지지체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 지지체가 루핑 소자(13)를 포함하고, 루핑 소자의 내부 표면(11)에 유도성 부품(17)이 배치되는 것을 특징으로 하는 지지체.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   금속으로 증착된 표면(3)이 위치한, 상기 콘택 표면(2)의 공통 평면에 대해 평행하지 않게 연장된 표면이 콘택 표면(2)의 공통 평면에 대해 90° 로 연장되는 것을 특징으로 하는 지지체.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 적어도 어느 한 항에 있어서,

   상기 지지체가 상기 콘택 표면(2)의 공통 평면에 대해 90°로 연장된 두 개의 벽(12)을 포함하고, 상기 벽에 대해 수직으로, 또한 콘택 표면(2)의 공통 평면에 대해 평행하게 배치된 루핑 소자(13), 및 루핑 소자에 대해 수직으로 배치되고, 벽에 배치된 두 개의 앞벽(5)을 포함하는 것을 특징으로 하는 지지체.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 적어도 어느 한 항에 있어서,

   금속으로 증착된 콘택 표면(2)과 금속으로 증착된 표면(3)사이에 홈형의 리세스(4)가 위치하고, 상기 홈형 리세스는 금속으로 증착되지 않는 것을 특징으로 하는 지지체.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 홈형 리세스(4)가 콘택 표면(2)의 공통 평면에 배치되고, 추가 홈형 리세스(4)는 콘택 표면의 공통 평면에 평행하지 않게 연장된 평면상에 위치하고, 상이한 평면상에 배치된 상기 홈형 리세스(4)는 홈 에지(15)를 형성하는 것을 특징으로 하는 지지체.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 적어도 어느 한 항에 있어서,

   연결 와이어(7)가 금속으로 증착된 표면(3)과 도전되도록 연결되는 것을 특징으로 하는 지지체.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 적어도 어느 한 항에 있어서,

   연결 와이어(7)가 홈 에지를 통해 안내됨으로써, 와이어가 홈 에지(15)내에서 기계적으로 한 국부에 제한되는 것을 특징으로 하는 지지체.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 홈 에지(15)를 통해 안내된 연결 와이어(7)가 상응하는 홈형 리세스에 대해직접 인접한 금속으로 증착된 표면(3)에 도전되도록 연결되는 것을 특징으로 하는 지지체.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 적어도 어느 한 항에 있어서,

    평행으로 배열된 상기 콘택 표면(2)의 동일 평면성이 100㎛ 미만이고, 동일 평면성은 평면의 최대 간격이고, 상기 평면은 상기 콘택 표면(2)에 대해 평행으로 놓이고, 평균값 형성에 의해 상기 콘택 표면(2)의 높이로부터 산출되는 것을 특징으로 하는 지지체.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 적어도 어느 한 항에 있어서,

    상기 콘택 표면(2)의 공통 평면에 대해 평행하게 연장된 루핑 소자(13)가 존재하고, 내부 공간(6) 방향으로 루핑 소자(11)의 내부 표면에 원뿔대(10)가 배치되는 것을 특징으로 하는 지지체.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 적어도 어느 한 항에 있어서,

    상기 콘택 표면(2)의 공통 평면에 대해 평행하게 연장된 루핑 소자(13)가 존재하고, 내부 공간(6) 방향으로 루핑 소자(11)의 내부 표면에 권선(14)을 가진 코어(9)가 배치되는 것을 특징으로 하는 지지체.
13. 제 1 항에 따른 지지체를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 부품.
14. 유도성 부품에 있어서 제 1 항에 따른 지지체의 용도.
15. 유도성 부품의 제조 방법에 있어서

    - 청구항 제 1 항에 따른 지지체의 내부면에 유도성 부품(17)이 고정되는 단계;

    - 홈 에지(15)를 통해 유도성 부품의 와이어(7)가 안내되는 단계;

    - 콘택 표면(4)을 통해 일정한 각으로 와이어(7)가 안내되는 단계;

    - 금속으로 증착된 표면(3)과 와이어(7)의 본딩 및 경우에 따라 콘택 표면(8)을 넘어선 와이어 단부(7)의 제거되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.