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Dokumentenidentifikation EP0970492 27.09.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000970492
Titel CHIP-INDUKTIVITÄT
Anmelder EPCOS AG, 81669 München, DE
Erfinder PROKS, Gerhard, D-89555 Steinheim, DE;
WALTER, Elmar, D-89520 Heidenheim, DE;
ECKARDT, Hans-Dieter, D-89542 Herbrechtingen, DE;
ESPENHAIN, Manfred, D-89522 Heidenheim, DE;
MAIER, Jörg-Rudolf, D-89518 Heidenheim, DE;
MARTH, Kurt, D-89522 Heidenheim, DE;
SCHERER, Wilfried, D-89518 Heidenheim, DE
DE-Aktenzeichen 59814075
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument DE
EP-Anmeldetag 19.03.1998
EP-Aktenzeichen 989240254
WO-Anmeldetag 19.03.1998
PCT-Aktenzeichen PCT/DE98/00812
WO-Veröffentlichungsnummer 1998044518
WO-Veröffentlichungsdatum 08.10.1998
EP-Offenlegungsdatum 12.01.2000
EP date of grant 15.08.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.09.2007
IPC-Hauptklasse H01F 27/29(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H01F 41/10(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Chip-Induktivität mit einem bewickelten Spulenkern , der stehend auf Anschlußflächen angeordnet ist, die Teil eines Systemträgers sind.

Eine derartige Chip-Induktivität ist aus der EP 0 212 812 A1 bekannt. Diese Ausführung, bei der die platinenseitige Stirnfläche des Kerns und die Anschlußteile in der Systemträgerebene liegen, zeichnet sich dadurch aus, daß der Einfluß der metallischen Systemträgerteile auf das durch die Spule produzierte elektromagnetische Feld reduziert ist. Allerdings ist es schwierig, den Spulenkern und die elektrischen Kontaktstellen mit hinreichender Genauigkeit auf den Systemträgeranschlüssen zu positionieren.

In der genannten Druckschrift ist deswegen eine Lösung mit Anschlußlaschen vorgeschlagen, bei der die Spulenkerne in Vertiefungen derart eingeklebt werden, daß die platinenseitige Stirnflächen der Kerne unter der Systemträgerebene liegt. Hierdurch wird zwar eine bessere Positioniergenauigkeit erreicht, jedoch wird dies durch eine gewisse Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften in Kauf genommen.

Weiterhin ist aus der DE 35 10 638 C1 ein induktives Miniatur-Bauelement bekannt, bei dem ein bewickelter Ferritkern auf einen Systemträger mit Anschlußlaschen aufgesetzt und mit diesem verklebt wird. Maßnahmen zur Positionierung des Ferritkerns sind in der Druckschrift nicht angeführt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Chip-Induktivität der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß eine bessere Positioniergenauigkeit von Spulenkern und elektrischen Kontakten auf den Anschlüssen erreicht wird, ohne daß die elektrischen Eigenschaften verschlechtert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anschlußflächen Laschen aufweisen mit denen der Spulenkern positioniert und fixiert ist und die der elektrischen Verbindung von Wicklung und Anschlüssen dienen, daß der Spulenkern sich innerhalb eines Raums befindet, der zwischen den Stirnebenen des Spulenkerns und den Laschen besteht, und daß die übrigen Teile der Anschlüsse außerhalb dieses Raums angeordnet sind.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Gegenstandes der Erfindung sind in den Unteransprüchen angeführt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In der dazugehörenden Zeichnung mit einer einzigen Figur ist ein Spulenkern 1 mit darauf angeordneter Wicklung 2 dargestellt. Der Spulenkörper 1 steht mit seiner platinenseitigen Stirnfläche auf Anschlußflächen 5, die Teil eines Systemträgers 6 aus Metallblech sind.

Auf den Anschlußflächen 5 sind senkrecht stehende Laschen 7 angeordnet, so daß ein Raum gebildet wird, der der Positionierung des Spulenkerns 1 dient. Die Befestigung des Spulenkerns 1 geschieht mittels Klebeverbindungen zwischen platinenseitiger Stirnfläche des Spulenkörpers 1 und den Anschlußflächen 5 einerseits und zwischen den Laschen 7 und dem Kern 1 andererseits.

Während des Wickelns bewirkt der Wickelzug ein Verbiegen der Anschlüsse 5 infolge ihrer Elastizität. Insbesondere beim Starkdrahtwickeln mit Wickeldrahtdurchmessern von zum Beispiel 0,3 mm resultieren Taumelbewegungen des Spulenkerns 1, die präzise Wickelbilder ausschließen und infolgedessen zu erhöhter Streuung der elektrischen Spulendaten führen. Um präzise und reproduzierbare Wickelbilder zu erhalten, müssen deshalb die Anschlüsse zur Verringerung des Kerntaumelns möglichst nah am Kern 1 an der Bewegung gehindert werden.

Bei der aus der EP 0 212 812 A1 bekannten Ausführung sind für die automatisierte Fertigung die benachbarten Spulenkörper durch die Systemträger miteinander verbunden, wobei sich auf den Systemträgern pro Spulenkern zwei Wickelstützpunkte befinden. Die Wickeldrahtabschnitte zwischen Führungslaschen und den Wickelstützpunkten liegen nach dem Wickeln auf den Anschlüssen in Systemträgerebene, die senkrecht zur Längsrichtung der Systemträger ausgebildet sind. Erforderlich wären hierbei Niederhalter von beiden Seiten des Systemträgers, wobei aber die über die Anschlüsse laufenden Wickeldrahtabschnitte sowie die Wickelstützpunkte stören würden. Weiterhin erfordert die bekannte Ausführung ein zweiseitiges, mechanisches Abschneiden der für den Anwendungsfall nicht benötigten Wickeldrahtabschnitte.

Bei Gegenstand der Erfindung erfolgt die automatisierte Fertigung ebenfalls mit den Systemträgern 6, auf denen sich pro Spulenkern 1 aber nur ein Wickelstützpunkt 8 befindet. Die Wickeldrahtabschnitte 9 zwischen den Laschen 7 und dem Wickelstützpunkt 8 liegen nach dem Wickeln nicht auf den Anschlüssen in Systemträgerebene, die parallel zur Längsrichtung der Systemträger 6 ausgebildet sind.

Bei dieser Anschluß- und Systemträgerkonstruktion lassen sich für das Starkdrahtwickeln Niederhalter von einer Seite des Systems realisieren, so daß sich die Wickelabschnitte 9 und der Wickelstützpunkt 8 nicht im Arbeitsbereich der Niederhalter befinden. Weiterhin ist bei der Ausführungsform nach der Erfindung nur noch ein einseitiges Schneiden der nicht benötigten Wickeldrahtabschnitte 9 erforderlich.

Die Ausführungsform gemäß der Erfindung führt deshalb zu engerer Tolerierung der elektrischen Spulendaten durch bessere reproduzierbare Wickelbilder und zu einfacherem Abtrennen des überschüssigen Wickeldrahts.

Für die Anwendung bei erhöhten Temperaturen, wie zum Beispiel in der Motorelektronik, sind Schweißverbindungen erforderlich, da sie temperaturstabiler sind als Lötverbindungen.

Für die automatisierte Fertigung von Chip-Induktivitäten mit Starkdrahtwicklung existiert bislang kein geeignetes Schweißverfahren.

Eine direkte Schweißverbindung mittels des bekannten Ultraschallverfahrens ist mit Taktzeiten von ca. 1 s verbunden und führt deshalb zu hohen Fertigungskosten.

Für eine direkte Schweißverbindung mittels Laser, die beispielsweise aus der DE 40 39 527 C1 bekannt ist, ist noch kein Fertigungsverfahren entwickelt.

Das aus der DE 44 32 740 A1 bekannte indirekte Laserschweißen ist bei Starkdrahtwicklung nicht durchführbar, da die Rückfederung des Wickeldrahts im Moment des Aufschmelzens zu Unterbrechungen oder zu unzureichenden Schweißverbindungen führt.

Die Laschen 4, die die Positionierung des Spulenkerns 1 und die Klebefestigkeit verbessern, sind teils mit und teils ohne Wickelhaken ausgebildet. Mit Wickelhaken dienen sie zusätzlich als mit geringen Toleranzen positionierte elektrische Anschlüsse. Für Starkdrahtwicklungen sind diejenigen Laschen 4, an denen die elektrische Verbindung von Wickelende und Anschluß erfolgt durch Schlitze 10 zweigeteilt, wobei die mit der Wicklung 2 verbundenen Teillaschen das Auffedern des Wickeldrahts verhindern, da sie nicht aufgeschmolzen werden, während die durch den Wickeldrahtabschnitt 9 mit dem Wickelstützpunkt 8 verbundenen Teillaschen das Material für die Schweißperlen bei indirekter Laserschweißung gemäß DE 44 32 740 A1 liefern.

Durch die Ausführungsform gemäß der Erfindung wird dadurch das indirekte Laserschweißen von Starkdrahtwicklungen mit zum Beispiel 0,3 mm Drahtdurchmesser ermöglicht.

Nach fertiggestellter Bewicklung des Spulenkerns 1 sowie der Befestigung der Wickeldrahtenden 9 an den entsprechenden Laschen 7 erfolgt eine Umhüllung mit einem Kunststoff 11, zum Beispiel einem flüssigkristallinem Polymer.

Nachdem die Umhüllung 11 hergestellt ist, werden die Chip-Induktivitäten vereinzelt, indem die Anschlüsse 5 an den gestrichelten Linien 12 vom Systemträger 6 getrennt werden. Durch Umbiegen der Anschlüsse 5 auf die Umhüllung 11 werden die elektrischen Anschlüsse hergestellt, die zum Einlöten in Platinen erforderlich sind.


Anspruch[de]
Chip-Induktivität mit einem bewickelten Spulenkern (1), der stehend auf Anschlußflächen (5) angeordnet ist, die Teil eines Systemträgers (6) sind,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Anschlußflächen (5) Laschen (7) aufweisen mit denen der Spulenkern (1) positioniert und fixiert ist und die der elektrischen Verbindung von Wicklung (2) und Anschlüssen dienen, daß der Spulenkern (1) sich innerhalb eines Raums befindet, der zwischen den Stirnebenen des Spulenkerns (1) und den Laschen (7) besteht, und daß die übrigen Teile der Anschlüsse außerhalb dieses Raums angeordnet sind.
Chip-Induktivität nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Spulenkern (1) mittels einer Klebeverbindung auf dem Systemträger (6) befestigt ist.
Chip-Induktivität nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Wickelenden (9) mit den an dem Spulenkern (1) anliegenden Laschen (7) mittels indirekter Laserschweißung verbunden sind.
Chip-Induktivität nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß die mit den Wickelenden (9) verbundenen Laschen (7) aus zwei Teilen bestehen, und daß ein Teil das Material für eine Schweißperle liefert.
Chip-Induktivität nach einem der Ansprüche 1 bis 4,

dadurch gekennzeichnet,

daß sie mit den Anschlüssen parallel zur Trägerbandlängsrichtung auf einem Systemträger (6) montiert ist, der pro Chip-Induktivität nur einen Wickelstützpunkt (8) besitzt.
Anspruch[en]
Chip inductor with a wound coil core (1), which is arranged vertically on connector surfaces (5), which are part of a system carrier (6), characterized in that the connector surfaces (5) have lugs (7) with which the coil core (1) is positioned and fixed and which are used to electrically connect winding (2) and connectors, that the coil core (1) is located in a space, which exists between the face planes of the coil core (1) and the lugs (7), and that the remaining parts of the connectors are arranged outside this space. Chip inductor according to Claim 1, characterized in that the coil core (1) is fixed to the system carrier (6) by means of a glued connection. Chip inductor according to Claim 1 or 2, characterized in that the winding ends (9) are connected to the lugs (7) abutting the coil core (1) by means of indirect laser welding. Chip inductor according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the lugs (7) connected to the winding ends (9) consist of two parts, and that one part provides the material for a welding bead. Chip inductor according to one of Claims 1 to 4, characterized in that it is mounted with the connectors parallel to the longitudinal direction of the carrier strip on a system carrier (6), which has only one winding support point (8) per chip inductor.
Anspruch[fr]
Inductance pastille comprenant un noyau (1) de bobine enroulé, qui est disposé verticalement sur des surfaces (5) de connexion faisant partie d'un support (6) de système ,

caractérisée

en ce que les surfaces (5) de connexion ont des pattes (7) par lesquelles le noyau (1) de bobine est mis en position et est immobilisé et qui servent à la liaison électrique de l'enroulement (2) et de bornes, en ce que le noyau (1) de bobine se trouve à l'intérieur d'un espace qui est constitué entre les plans frontaux du noyau (1) de bobine et les pattes (7) et en ce que les autres parties des bornes sont disposées à l'extérieur de cet espace.
Inductance pastille suivant la revendication 1,

caractérisée en ce que

le noyau (1) de bobine est fixé au support (6) de système au moyen d'un joint collé.
Inductance pastille suivant la revendication 1 ou 2,

caractérisée en ce que

les extrémités (9) de bobine sont reliées aux pattes (7) s'appliquant au noyau (1) de bobine au moyen d'un soudage laser indirect.
Inductance pastille suivant l'une des revendications 1 ou 3,

caractérisée en ce que

les pattes (7) reliées aux extrémités (9) de bobine sont en deux parties et en ce qu'une partie fournit la matière pour une perle de soudage.
Inductance pastille suivant l'une des revendications 1 à 4,

caractérisée en ce que

elle est montée en ayant les bornes parallèles à la direction longitudinale de la bande support sur un support (6) de système, qui n'a qu'un point (8) d'appui d'enroulement par inductance pastille.






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