INDUCTIVE MINIATURE COMPONENT FOR SMD ASSEMBLY

Induktives Miniatur-Bauelement für SMD-Montage

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft ein induktives Miniatur-Bauelement für SMD-Montage mit einem einteiligen Ferritkern, dessen Länge größer ist als seine Breite, und mit mindestens einer direkt auf den Ferritkern aufgebrachten Spulenwicklung, mit elektrischen Anschlusselementen und mit an beiden Enden des Ferritkerns angeordneten Anschlussflanschen.

Ein derartiges Bauelement ist an sich bekannt und beispielsweise in DE-U 298 24 118.8 beschrieben.

Bei dem in verschiedenen Ausfuhrungsformen bekannten Bauelement bestehen die Flansche aus Ferritmaterial und sind einstückig mit dem Ferritkern ver- bunden. Eine solche Ausbildung hat zur Folge, dass, wenn Bauelemente unterschiedlicher Länge bereitgestellt werden müssen, für jedes bereit- zustellende Bauelement eine wegen der Ausbildung der Flansche relativ kompliziert aufgebaute Spritzgussform hergestellt und bereitgehalten werden muss.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein induktives Miniatur-Bauelement für SMD-Montage mit den oben und im Oberbegriff des Schutzanspruchs 1 angegebenen Merkmalen zu schaffen, bei dem mit wesentlich geringerem Herstellungaufwand unterschiedliche Ausfuhrungsformen, insbesondere Bauelemente unterschiedlicher Längen, bereitgehalten werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe geschieht erfindungsgemäß nach den Merkmalen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 dadurch, dass jeder der beiden Flansche als auf den Ferritkern aufgestecktes und mit ihm fest verbundenes Kunststoffteil ausgebildet ist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind weiter unten und in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.

Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Ferritkern und die an ihm angeordneten Flansche als voneinander getrennte Bauteile auszubilden, wobei die Flansche als auf den Ferritkern aufzusteckende und dann mit ihm fest zu verbindende Kunststoffteile ausgebildet sind. Diese Ausbildung hat zur Folge, dass für Bauelemente unterschiedlicher Länge, wobei die Länge durch die Länge des Ferritkerns gegeben ist, jeweils nur einfache Ferritkerne unterschiedlicher Länge in unterschiedlichen Formen herzustellen sind, während die aufzusteckenden Flansche bei allen Ausführungsformen des Bauelements die gleichen sind, so dass für diese Flansche jeweils nur eine Spritzgussform bereitgehalten werden muss. Es hat sich gezeigt, dass durch diese Ausbildung der Herstellungsaufwand und der Aufwand bei der Lagerhaltung erheblich reduziert werden kann.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausfuhrungsform des erfindungsgemäßen Miniatur-Bauelements besitzen die Flansche jeweils einen Rahmen, der mit einer an den Querschnitt des Ferritkerns angepassten Ein- oder Durchsteck- öffhung für den Ferritkern versehen ist, wobei der Ferritkern beispielsweise als im Querschnitt rechteckiger Kern ausgebildet sein kann. Die erfindungsgemäße Ausbildung des Bauelements bringt noch den weiteren besonderen Vorteil mit sich, dass an den Flanschen die Anschlusselemente für die Wicklungsenden und für den Anschluss des gesamten Bauelements an die Leiterbahnen einer Leiterplatte angeordnet sein können, die in diesem Fall ebenfalls für alle Ausführungsformen von Bauelementen unterschiedlicher Länge gleich ausgebildet sein können. Derartige Ausfuhrungsformen sind weiter unten und in den Patentansprüchen 8 bis 15 beschrieben.

Schließlich kann in an sich bekannter Weise an der Oberseite des Bauteils ein Plättchen oder ein Kleberpunkt mit planer Oberfläche zur Bildung einer Ansaugfläche angeordnet sein, damit das Bauelement von einem Bestückungsautomaten erfasst werden kann.

Bei der Verwendung von relativ langen und dünnen Ferritkernen für das Bauteil hat es sich weiterhin als vorteilhaft erwiesen, wenn das Bauelement so ausgestaltet ist, wie dies beispielsweise in DE-U-203 00 713.1 beschrieben ist. Ein derartiges, in der erfindungsgemäßen Weise ausgestaltetes Bauelement ist in Patentanspruch 17 beschrieben.

Im folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnungen Ausführungsbeispiele für ein induktives Miniatur-Bauelement für SMD-Montage nach der Erfindung näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein als Antennenspule ausgebildetes Miniatur-Bauelement in einer Seitenansicht mit teilweise im Schnitt dargestellter Spulenwicklung;

Fig. 2 in einer Darstellung analog Fig. 1 das Bauelement nach Fig. 1 in Aufsicht;

Fig. 3 das Bauelement nach Fig. 1 und 2 in einer Ansicht auf die in den Fig. 1 und 2 linke Schmalseite;

Fig. 4 in einer Ansicht analog Fig. 1 eine Variante des Miniatur-Bauelements nach Fig. 1; Fig. 5 das Bauelement nach Fig. 4 in Aufsicht;

Fig. 6 das Bauelement nach Fig. 4 und 5 in einer Ansicht auf die in Fig. 4 und 5 linke Schmalseite;

Fig. 7 eine andere Ausführungsform eines Flansches für ein Miniatur-Bauelement nach den Fig. 1 bis 6 in Seitenansicht;

Fig. 8 den Flansch nach Fig. 7 in einer Ansicht von oben;

Fig. 9 den Flansch nach Fig. 7 und 8 in einer Ansicht auf die Außenseite;

Fig. 10 in einer Darstellung analog Fig. 7 eine Variante des Flansches nach Fig. 7;

Fig. 11 den Flansch nach Fig. 10 in einer Ansicht von oben;

Fig. 12 den Flansch nach Fig. 10 und 11 in einer Ansicht auf die Außenseite.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Antennenspule besitzt einen im Querschnitt rechteckigen Ferritkern 1, auf dessen beide Enden Flansche 3 und 4 aufgesteckt und mit dem Ferritkern 1 durch Verklebung verbunden sind. Die Flansche 3 und 4 sind in der gleichen Weise ausgestaltet. Die Flansche weisen einen im Außenquerschnitt im wesentlichen rechteckigen Rahmen 3.1 bzw. 4.1 auf, der mit einer an den rechteckigen Querschnitt des Ferritkerns 1 angepassten rechteckigen Durchstecköffhung 3.2 bzw. 4.2 versehen ist, in welche der Ferritkern 1 in axialer Richtung eingesteckt ist. An den jeweils nach außen gekehrten Seiten der Flansche 3 und 4 besitzen diese sich in Längsrichtung des Ferritkerns 1 erstreckende, mit ihren dem Ferritkern 1 zugewandten Innenseiten an der Außenfläche des durch den Rahmen 3.1 bzw. 4.1 hindurchgeführten Ferritkerns 1 anliegende Führungsrippen 3.31 bis 3.34 bzw. 4.31 bis 4.34. Zwischen den beiden Flanschen 3 und 4 ist direkt auf den Ferritkern 1 die Spulenwicklung 2 aufgebracht. Durch die Rahmen 3.1 bzw. 4.1 der Flansche sind von der Oberseite zur Unterseite an beiden Enden aus dem Rahmen austretende Metallstäbe 5.1 und 5.2 bzw. 6.1 und 6.2 geführt. Die Begriffe "Oberseite" und "Unterseite" beziehen sich jeweils auf das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Gesamtbauelement und zwar ist die Unterseite jeweils die Seite des Bauelements, die bei der Montage auf die Leiterplatte aufgesetzt wird, während die Oberseite die Seite ist, die von der Leiterplatte abgewandt ist. Das an der Oberseite des Rahmens liegende Ende dieser Metallstäbe 5.1, 5.2 bzw. 6.1, 6.2 ist jeweils mit einem Wicklungsende 2.1, 2.2 und 2.3 der Spulenwicklung 2 verbunden, während das an der Unterseite des Rahmens liegende, parallel zur Unterseite des Bauelements nach außen umgebogene Ende 5.11, 5.21 bzw. 6.11, 6.21 der Metallstäbe jeweils als Anschlusselement ausgebildet ist. Wie aus der Darstellung in Fig. 1 bis 3 unmittelbar ersichtlich, kann das Bauteil mit seiner Unterseite derart auf eine nicht dargestellte Leiterplatte aufgesetzt werden, dass die Anschlusselemente direkt mit den entsprechend ausgebildeten Elementen der Leiterplatte verlötet werden können. Die oberen Enden der Metallstäbe 5.1, 5.2 bzw. 6.1, 6.2, an denen die Wicklungsenden 2.1, 2.2 und 2.3 befestigt sind, können ebenfalls nach innen oder außen umgebogen werden.

Zur besseren Führung und Zugentlastung der Wicklungsenden 2.1 bis 2.3 sind im Bereich der oberen Enden der Seitenstreben der Rahmen 3.1 bzw. 4.1 an der äußeren Schmalseite der Rahmen jeweils Vorsprünge 3.41, 3.42 bzw. 4.41, 4.42 angeformt, die jeweils von einem der Wicklungsenden 2.1, 2.2, 2.3 der Spulenwicklung 2 umfasst werden.

An der Oberseite des Bauteils ist direkt auf der Wicklung 2 ein Plättchen oder Klebepunkt 7 aufgebracht, der eine plane Oberfläche aufweist zur Bildung einer Ansaugfläche für einen Bestückungsautomaten.

Weiterhin ist an der bei der Montage der Leiterplatte zugekehrten Unterseite des Bauteils eine sich in Längsrichtung über einen Teilabschnitt der Länge des Ferritkerns erstreckende Beschichtung 8 angeordnet, die aus einem Material besteht, dessen Schmelzpunkt unterhalb der Temperatur liegt, die am Bauelement beim Verlöten der elektrischen Anschlusselemente mit den Leiter- bahnen einer Leiterplatte auftritt, derart, dass das Beschichtungsmaterial sich zeitweise verflüssigt und nach dem Verfließen und Wiederverfestigen eine den Ferritkern stabilisierende Verbindung zwischen Bauelement und Leiterplatte entsteht. Die Fig. 4 bis 6 zeigen eine Variante des Bauelements nach Fig. 1 bis 3, die sich von diesem Bauelement im wesentlichen durch die Ausbildung der An- Schlusselemente unterscheidet. In den Fig. 4 bis 6 sind alle Einzelteile, die genau der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 3 entsprechen, mit der gleichen Bezugsziffer wie dort bezeichnet und werden im folgenden nicht mehr ausführlich beschrieben. Einzelteile mit Veränderungen sind ebenfalls mit der gleichen Bezugsziffer bezeichnet wie entsprechende Einzelteile der Fig. 1 bis 3 und mit einem Apostrophstrich versehen.

Die Flansche 3' und 4' des Bauelements nach Fig. 4 bis 6 unterscheiden sich von den Flanschen 3 und 4 des Bauelements nach Fig. 1 bis 3 dadurch, dass sie keine Metallstäbe aufweisen. Dafür sind im Bereich der unteren Enden der Seitenstreben der Rahmen 3.1' bzw. 4.1' an der äußeren Schmalseite der Rahmen jeweils Vorsprünge 3.41', 3.42' bzw. 4.41', 4.42' angeformt, die jeweils von einem der Wicklungsenden 2.1', 2.2', 2.3' der Spulenwicklung 2 umfasst werden. Diese Wicklungsenden werden verlötet und bilden, wie etwa den Fig. 4 und 6 gut zu entnehmen, direkt Anschlusselemente, die mit entsprechend ausgebildeten Elementen der nicht dargestellten Leiterplatte verlötet werden können.

In den übrigen Teilen ist das Bauelement nach Fig. 4 bis 6 genauso aufgebaut wie das Bauelement nach Fig. 1 bis 3.

In den Fig. 7 bis 12 sind andere Ausführungsformen von Flanschen dargestellt, die an Stelle der in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Flansche 3 und 4 bzw. 3' und 4' treten können.

Diese Flansche unterscheiden sich von den oben beschriebenen Flanschen zunächst dadurch, dass der Rahmen 14.1 bzw. 14.1' nicht als geschlossener Rechteckrahmen, sondern als an der Oberseite offener U-förmiger Rahmen ausgebildet ist. In die Rahmenöffnung 14.2 bzw. 14.2' kann ein im Querschnitt rechteckiger Ferritkern von oben her eingeschoben werden. Bei dem in den Fig. 7 bis 9 dargestellten Ausföhrungsbeispiel des Flansches 14 dienen als Anschlusselemente Metallstreifen 15.1 und 15.2, die in den Flansch 14 eingeformt und zur Bildung eines Anschlusselementes zur Unterseite hin abgekröpft sind. Mit diesen Metallstreifen 15.1 und 15.2 werden auch die in diesen Figuren nicht dargestellten Wicklungsenden der Spulenwicklung verbunden.

Bei der Ausfuhrungsform des Flansches 14' nach Fig. 10 bis 12 ist im unteren Bereich der äußeren Stirnseite des Rahmens 14.1' ein Vorsprung 15' angeformt, um den in nicht dargestellter Weise die Wicklungsenden einer Spulenwicklung herumgeführt sein und dort verlötet sein können. Wie aus Fig. 11 zu ersehen, besitzt der Vorsprung 15' einen sich zur äußeren Stirnseite des Rahmens 14.1' hin verjüngenden Querschnitt 15.1', wodurch erreicht wird, dass das Bewickeln des Vorsprungs mit den Wicklungsenden der Spulenwicklung erleichtert wird und diese auf dem Vorsprung festgehalten ist.

Abschließend wird bemerkt, dass bei allen Ausfuhrungsformen des beschriebe- nen Miniatur-Bauelements der gegenseitige Abstand der beiden auf den Ferritkern aufgesteckten Flansche 3, 4; 3', 4'; 14 und 14' vor der festen Verbindung mit dem Ferritkern innerhalb vorgegebener Grenzen veränderbar ist.