DE19917580A1 - Bauteil mit Positonierfläche - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Bauteil, welches insbesondere eine Spule (1) vorzugsweise für SMD-Montagetechnik ist, und bei dem auf einer Bauteil-Seite, insbesondere der Bauteil-Unterseite (5), ein erster Massepunkt (7) aufgebracht ist. Durch diesen ersten Massepunkt (7) wird eine Positionierfläche bereitgestellt, welche ebenso auch als Kontaktfläche und/oder Klebefläche dienen kann. Daher wird eine einfache Lagepositionierung bzw. Lagefixierung des Bauteils ermöglicht. Ferner besteht die Möglichkeit, diesen ersten Massepunkt (7) dazu heranzuziehen, eine Wärmesenke auszubilden. Da für den Massepunkt lediglich eine relativ geringe Materialmenge aufzubringen ist, ergibt sich auch keine nennenswerte Erhöhung des Gesamtgewichts des Bauteils, was der präzisen Handhabung gleichfalls zugute kommt.

Description

Die Erfindung betrifft ein vorzugsweise elektrisches Bauteil, das vorzugsweise für SMD-Montagetechnik (SMD = Surface Mounted Devices) ausgelegt ist, und ist insbe­ sondere auf eine elektrische Spule gerichtet.

Aufgrund der weitgehenden Miniaturisierung von Schaltungen und Schaltplatinen sind üblicherweise auch die Abmessungen der einzelnen elektrischen Bauteile erheblich verringert, was deren manuelle oder automatische Handhabbarkeit beeinträchtigt.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, zur Handhabung von elektrischen Bauteilen mittels Bestückungsautomaten eine plane Oberfläche bereitzustellen, über die das Bauteil mittels der Ansaugpipette angesaugt werden kann. Es ist bereits bekannt, elek­ trische Bauteile, die nicht von Haus aus über eine solche plane Oberseite verfügen, voll­ ständig einzukapseln oder mit einer oberseitigen Platte zu versehen. Hierbei erstreckt sich allerdings die Einkapselung oder die oberseitige Platte über die Seitenränder der Bauteile, beispielsweise der Spulen. Dies vergrößert deren seitliche Abmessungen, was in manchen Fällen unerwünscht sein kann. Insbesondere bei mechanischer Abtastung, bei der der Abtast- oder Greifkopf die Seitenränder zur exakten Positionierung des Bauteils in der Sollposition abtastet, kann der Abtastkopf lediglich die Seitenränder des seitlich an dem Bauteil aufgebrachten Verguß- bzw. Plattenmaterials abtasten und erhält somit keine exakte Information über die tatsächliche seitliche Lage des eingegossenen oder mit Platte versehenen Bauteils. Dies kann die Gefahr unerwünschter Fehlpositio­ nierungen begründen. Insbesondere bei Spulen, aber auch bei anderen Bauteilen wie etwa Kapazitäten und dergleichen, kann eine solche Fehlpositionierung schon bei sehr geringem Ausmaß von beispielsweise 0,1 mm dazu führen, daß die elektrische Funktion der das montierte Bauteil enthaltenden elektrischen Gesamtschaltung aufgrund von induktiven oder kapazitiven Abweichungen oder Fehlkontaktierungen beeinträchtigt sein.

Aus der DE-A-36 15 307 ist ein als Luftspule ausgebildetes elektrisches Bauteil bekannt, bei dem zur SMD-Bestückung mittels einer Ansaugpipette eine plane Schicht an der Oberseite der Spule ausgebildet ist, die genau der viereckigen Form der Spule entspricht und seitlich nicht über das Bauteil hinausragt.

Einerseits ist aber die Wickeltechnik zum Herstellen derartiger viereckiger Spulen recht aufwendig. Andererseits muß für das Ausbilden der planen Schicht oder einer Einkapselung eine Gußform mit hoher Präzision hergestellt werden.

Hierbei bereitet es auch Schwierigkeiten, das Bauelement exakt in der Gießform so zu positionieren, daß die gewünschte Schichtdicke allseitig erhalten wird und das Bauelement darüber hinaus noch mit seinen Seitenrändern in exakter, vorbestimmter Beziehung zu den Seitenrändern der Gießform und damit der resultierenden Verguß­ masse steht. Aufgrund von stets unvermeidlichen Toleranzen kann die Schichtdicke der seitlich an die Seitenränder des Bauteils angrenzenden Schicht variieren, so daß der äußere Seitenrand der Bauteilhülle nicht in stets exakt definierter Beziehung mit der seitlichen Randlage des elektrischen Bauteils, d. h. der eigentlichen Funktionskompo­ nente, beispielsweise der Spule, steht. Eine exakte Positionierung der seitlichen Lage des Gußgehäuses stellt somit nicht sicher, daß auch das darin befindliche elektrische Bauteil mit seinen seitlichen Rändern exakt richtig positioniert ist. Darüber hinaus begründet der Eingießschritt auch generell einen relativ hohen Aufwand.

Ferner muß insbesondere bei der SMD-Montagetechnik darauf geachtet werden, daß bei der Positionierung des Bauteils nach dessen Freigabe die Position auf der Platine für die weiteren Arbeitsschritte beibehalten wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bauteil zu schaffen, das kostengünstig herzustellen ist und auch bei SMD-Montagetechnik eine exakte Posi­ tionierung ermöglicht.

Dies Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Bauteil ist somit auf einer Bauteilseite ein erster Massepunkt vorgesehen, der eine Positionierfläche bereitstellt, welche ebenso als Kontaktfläche und/oder auch als Klebefläche dienen kann. Dieser Massepunkt wird somit dazu herangezogen, daß nach erfolgter Positionierung des Bauteils dieses nach Freigabe an der vorgesehenen Position verbleibt. Auf diese Weise wird eine einfache Lagepositionierung bzw. Lagefixierung des Bauteils erreicht. Ferner besteht die Möglichkeit diesen Massepunkt dazu heranzuziehen, eine Wärmesenke auszubilden, welche einen Wärmetransport weg vom Bauteil ermöglicht.

Da für den Massepunkt lediglich eine relativ geringe Materialmenge aufzubringen ist, ergibt sich auch keine nennenswerte Erhöhung des Gesamtgewichts des Bauteils, was der präzisen Handhabung gleichfalls zugute kommt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angege­ ben.

Wird gemäß Anspruch 2 ein weiterer zweiter Massepunkt vorgesehen, welcher als Ansaugfläche verwendet wird, wird ein Bauteil geschaffen, welches insbesondere bei der SMD-Montagetechnik eingesetzt werden kann und in der Kombinationswirkung mit dem ersten Massepunktes dazu führen kann, daß der Arbeitstakt im Hinblick auf die Bestückung einer Platine erhöht werden kann, da die Bestückungssicherheit durch den ersten Massenpunkt erhöht wird.

Wird gemäß Anspruch 3 ein Bauteil geschaffen, bei dem der erste und/oder zweite Massepunkt eine Oberfläche aufweist, die nicht über die Seitenkanten des Bauteils hinausragt, sondern von zumindest einer Seitenkante des Bauteils beabstandet ist, so wird mit dieser Gestaltung mehrere Vorteile gleichzeitig erreicht. Einerseits ermöglicht die beispielsweise plane Oberfläche der Massepunkte ein zuverlässiges Ergreifen, Hantieren und Ausrichten des Bauteils mittels üblicher Bestückungsautomaten. Selbst Bauteile mit unebener Oberfläche wie etwa Wickelspulen mit kreisförmigem Quer­ schnitt lassen sich somit mit planer Oberfläche versehen, die eine zuverlässige Hantie­ rung erlaubt.

Anderseits ragt der Massepunkt bei dem erfindungsgemäßen Bauteil nicht über dessen Seitenränder hinaus, d. h. ist tatsächlich nur auf einer einzigen Bauteilseite auf­ gebaut. Die Seitenränder des Bauteils bleiben somit frei zugänglich, so daß sie mecha­ nisch oder optoelektrisch zuverlässig abgetastet werden können und ihre jeweilige Lage exakt feststellbar ist. Dies erlaubt eine hohe Präzision bei der Handhabung und/oder Bestückung bzw. Positionierung der elektrischen Bauteile.

Da der erste und oder zweite Massepunkt die Seitenränder des vorzugsweise elektrischen Bauteils freiläßt, ist er auch in unproblematischer Weise aufbringbar und erfordert keine spezielle Gußform. Beispielsweise ist es möglich, weiches, zum Beispiel erwärmtes Material punktförmig auf das Bauteil aufzubringen und dann im noch weichen Zustand mittels einer planen Fläche zu drücken, so daß die Oberfläche des Massepunkts plan wird. Bei Abkühlung erstarrt das Material, so daß das Bauteil zuverlässig über den zweiten Massepunkt ergriffen werden kann und über den ersten Massepunkt positioniert werden kann.

Die erfindungsgemäße Gestaltung ermöglicht auch eine zuverlässige Handhabung von elektrischen Spulen, deren Windungen gegenseitigen Abstand besitzen. Der zweite Massepunkt stellt eine plane Ansaugfläche auch bei solchen Spulen bereit.

In bevorzugter Ausgestaltung ist der erste und/oder zweite Massepunkt so klein, daß er nicht bis zu den Seitenrändern des Bauteils reicht, so daß diese auch von der Seite des Massepunkts aus betrachtet allerdings freiliegen, auch von der Oberseite ohne Störung durch den zweiten Massepunkt ergriffen oder abgetastet werden können.

In einer bevorzugter Ausgestaltung ist der Massepunkt im wesentlichen symmetrisch auf dem Bauteil angeordnet, so daß z. B. eine symmetrische Ansaugung durch die Ansaugpipette eines Bestückungsautomaten möglich ist. Damit ist jegliche Verkippungsgefahr ausgeschaltet.

Der zweite Massepunkt ist vorzugsweise an der den elektrischen Kontaktanschlüssen gegenüberliegenden Bauteilseite angebracht, so daß sich eine einfache Positionierbarkeit des Bauteils auf einem Schaltungssubstrat über den ersten Massepunkt ergibt.

In einer bevorzugter Ausgestaltung ist das Bauteil eine Spule, die durch eine Spiralwicklung gebildet ist. Die Spiralwicklung ist vorzugsweise selbsttragend und stellt damit ein Bauteil mit im wesentlichen zylindrischem Außenumfang dar, das vorzugs­ weise keinen Magnetkern und kein Magnetjoch besitzt, d. h. als Luftspule ausgebildet ist. Die Spule kann jedoch auch mit Magnetkern versehen sein. Trotz in Axialrichtung gesehener kreisförmiger Krümmung der Spulenoberfläche ergibt sich über den Ver­ gußmassepunkt folglich eine plane Oberfläche, die erleichterte Handhabung ermöglicht. Insbesondere bei der Verwendung von bewickelten Ringkerne besteht die Möglichkeit, in den Innenraum des Ringkerns als zweiten Massepunkt einen Stopfen vorzugsweise aus Gummi einzuführen, dessen eine Oberfläche als Ansaugfläche gedacht ist. Dadurch daß der erste Massepunkt als Positionierfläche ebenfalls an der Spule vorgesehen ist, kann nach erfolgter Positionierung und Kontaktierung der Spule die Spule abgestimmt werden, da ein Teil der Windungen der Spule durch den ersten Massepunkt fixiert ist. Ferner kann mit dem ersten Massepunkt dem sogenannten Mikrophonie-Effekt auf einfache Weise entgegengewirkt werden, da eine Veränderung der Induktivität nach Abstimmung aufgrund der Lagefixierung eines Teils der Windungen der Spule nicht eintritt.

Wenn es erforderlich wird, kann der erste und/oder zweite Massepunkt auch länglich ausgebildet sein, was beispielsweise bei einer Antennenplazierung im Handmobilfunkgerät der Fall wäre. Im Falle einer Spule als Bauteil hätte ein länglicher erster Massepunkt den weiteren Vorteil, daß die Kontaktdrähte der Spule ebenfalls intergriert sein könnten.

Der Massepunkt ist vorzugsweise in Draufsicht im wesentlichen kreisförmig. Damit läßt sich mit sehr geringem Materialbedarf für den Massepunkt eine großflächige plane Oberfläche ausbilden. Die im wesentlichen kreisförmige Form läßt sich durch Aufbringen eines Massepunkts und Niederdrücken desselben mittels planer Bearbeitungswerkzeugfläche auch in einfacher und definierter Weise herstellen.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung besteht der Massepunkt aus Vergußmasse. Die Vergußmasse läßt sich in einfacher Weise in erwärmtem Zustand zum Beispiel tropfenförmig auf das Bauteil auftragen und dann mittels planflächigen Bearbei­ tungswerkzeugs niederdrücken, so daß sich die Vergußmasse etwas großflächiger auf dem Bauteil verteilt und gleichzeitig eine plane Oberfläche ausbildet. Nach Erstarrung ist die Vergußmasse hoch belastbar.

Vorzugsweise ist der erste und/oder zweite Massepunkt bei Bauteilen mit nicht planer Oberfläche so stark gedrückt, daß die Ebene der Ansaugfläche den höchsten Punkt des Bauteils gerade berührt, d. h. das Bauteil mit seinem höchsten Punkt gerade noch in die Ebene der Ansaugfläche ragt. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß das zum Beispiel auf die Vergußmasse drückende Bearbeitungswerkzeug mit planer Oberfläche so stark auf das Bauteil gedrückt wird, daß es dessen Oberfläche kontaktiert. Die Vergußmasse fließt dann soweit zur Seite, daß sich ein Massepunkt ergibt, dessen plane Oberfläche die Bauteiloberseite gewissermaßen tangential berührt. Dies hat den Vorteil, daß die Bauteildicke nicht erhöht wird, so daß der gesamte Raumbedarf des mit Massepunkt versehenen Bauteils weder in Längen- noch in Breiten- oder Dickenrichtung vergrößert wird.

Der erste und/oder zweite Massepunkt kann auch aus ausgehärtetem Klebstoff, beispielsweise Ein- oder Zweikomponenten-Kleber bestehen. Es ist auch möglich, den Massepunkt aus Kunststoff herzustellen, wobei dieser zum Aufbringen des ersten und/oder zweiten Massepunkts vorzugsweise so stark erwärmt wird, daß er zumindest fließfähig ist, und bei der nachfolgenden Abkühlung wieder erstarrt. Dies ermöglicht eine definierte Formgebung des Massepunkts.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezug­ nahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1, die sich aus Zeichnungsteilen a), b) und c) zusammensetzt, Draufsichten und Seitenansichten eines Ausführungsbeispiels von erfindungsgemäßen Bauteils.

In den Fig. 1 ist ein elektrisches Bauteil dargestellt, welches beispielhaft für die Vielzahl an Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung anzusehen ist. In dieser Figur ist eine Spule 1 dargestellt, die einen im wesentlichen zylinderförmigen Hauptkörper und Anschlußdrähte 2 und 3 aufweist. Ferner ist einer Montageseite 5 gegenüberliegend eine plane Ansaugfläche 4 als zweiter Massepunkt am Hauptkörper der Spule 1 ausgebildet. An der Montageseite 5 ist eine Positionierfläche 7 als erster Massepunkt am Hauptkörper vorgesehen.

Diese Spule 1 ist daher geeignet, von einer nicht dargestellten Saugpipette in bekannter Weise über den zweiten Massepunkt angesaugt, aufgenommen und zu einer Schaltplatine oder ähnlichem transportiert sowie dort exakt über den zweiten Massepunkt aufgesetzt zu werden.

Auf der den Anschlußenden 2, 3 gegenüberliegenden Bauteilseite ist ein erster Massepunkt 4 aufgebracht, der eine plane Oberfläche besitzt. Die plane Oberfläche des Massepunkts 4 verläuft parallel zur Ebene der Anschlußenden 2, 3, so daß die Spule 1 bei Handhabung mittels Bestückungsautomaten oder dergleichen über die plane Ober­ fläche des Massepunkts 4 so gehalten werden kann, daß auch die Ebene der Anschluß­ enden 2, 3 definierte Position besitzt und somit die Spule 1 z. B. verkippungsfrei auf die zugeordnete Leiterplatine aufgesetzt werden kann.

Wie aus den Figuren ersichtlich ist, sind die Abmessungen der Massepunkte 4 und 7 in dieser Ausführungsform deutlich kleiner als die axiale Länge und Breite der Spule 1. Damit ragt der Massepunkt 4, 7 nicht nur nicht über die Seitenkanten des elektrischen Bauteils 1 hinaus, sondern endet an zwei Seitenkanten mit Abstand zu diesen. Damit sind zumindest zwei Seitenkanten des elektrischen Bauteils nicht durch den Massepunkt 12 überdeckt und können folglich exakt und zuverlässig mechanisch oder optoelektrisch abgetastet werden. Auch ist die benötigte Massepunkt-Materialmenge entsprechend gering. Insbesondere aus Fig. 1a) ist weiterhin erkennbär, daß der erste und/oder zweite Massepunkt 4 und 7 im wesentlichen kreisförmige Gestaltung besitzt, so daß auch die plane Oberfläche im wesentlichen kreisförmig ist. Weiterhin ist ersichtlich, daß der erste und/oder zweite Massepunkt 4 und 7 im wesentlichen symmetrisch und mittig auf der Bauteilseiten, d. h. Ober- bzw Unterseite aufgebracht ist.

Aus den Figuren ist weiterhin erkennbar, daß der erste und/oder zweite Massepunkt 4 und 7 derart auf dem Bauteil aufgebracht ist, daß seine plane Oberfläche im wesentlichen tangential zum Außenumfang der Spule verläuft. Dies bedeutet, daß die Dicke des elektrischen Bauteils einschließlich Massepunkt 4 und 7 nicht oder allenfalls nur unwesentlich größer ist als die Dicke ohne Massepunkt 4 und 7. Die Gesamtdicke bzw. -höhe des Bauteils 11 ist folglich allenfalls unwesentlich vergrößert, so daß das Bauteil 11 weiterhin äußerst kompakt bleibt.

Das Merkmal, daß die plane Oberfläche im wesentlichen tangential zum Außen­ umfang des Transformators verläuft, hat weiterhin zur Folge, daß die Menge des für den Massepunkt benötigten Materials äußerst gering ist, da in der Mitte im wesentlich kein Material aufgebaut wird. Dennoch ergibt sich eine großflächige plane Oberfläche des Massepunkts und damit des entsprechenden Bereichs des erfindungsgemäßen Bauteils, so daß die Handhabung sehr einfach und stabil erfolgen kann.

Aus den Zeichnungen ist ersichtlich, daß der erfindungsgemäße Massepunkt vor allem bei elektrischen Bauteilen mit nicht planer Oberfläche vorteilhaft ist. Allerdings läßt sich der erste und/oder zweite Massepunkt auch auf elektrischen Bauteilen aufbringen, die von Haus aus plane Oberfläche besitzen, insbesondere, wenn die Bauteiloberfläche für sich nicht ausreichend belastbar oder zu spröde sein sollte. Hier kann der erste und/oder zweite Massepunkt auch eine entsprechende Versteifung bewirken und sicherstellen, daß das elektrische Bauteil über die plane Oberfläche des Massepunkts unproblematisch angesaugt werden kann.

Das Material des ersten und zweiten Massepunkts 12 besteht vorzugsweise aus Vergußmasse, die im weichen Zustand auf die Bauteiloberfläche aufgebracht und dann von oben und/oder von unten mit planer Bearbeitungsfläche zusammengedrückt wird, so daß sich eine plane Massepunkt-Oberfläche ausbildet.

Als Material des Massepunkts kann jedes geeignete Material verwendet werden, das eine gewünschte Formgebung erlaubt und im Einsatzzustand ausreichende Festig­ keit besitzt.

Claims (16)

1. Bauteil, insbesondere Spule vorzugsweise für SMD-Montagetechnik, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Bauteil-Seite, insbesondere der Bauteil-Unterseite, ein erster Massepunkt aufgebracht ist.

2. Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer zweiter Massepunkt vorgesehen ist, welcher als Ansaugfläche verwendet wird.

3. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder der zweite Massepunkt derart angeordnet ist, daß er gegenüber zumindest einem Seitenrand des Bauteils beabstandet ist.

4. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder der zweite Massepunkt gegenüber zwei Seitenränder des Bauteils beabstandet ist.

5. Bauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Seitenränder des Bauteils sich gegenüber liegen.

6. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder der zweite Massepunkt im wesentlichen symmetrisch auf dem Bauteil (11) angeordnet ist.

7. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil elektrisch ist.

8. Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Massepunkt auf der den elektrischen Kontaktanschlüssen (2, 3) des Bauteils (1) gegenüberliegenden Bauteilseite angebracht ist.

9. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil eine durch eine Spiralwicklung gebildete Spule vorzugsweise ein Mehrkammerspulenkörper oder bewickelte Ringkerne ist.

10. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder zweite Massepunkt in Draufsicht im wesentlichen länglich ist und vorzugsweise in Längsrichtung von dem Bauteil übersteht.

11. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder zweite Massepunkt in Draufsicht im wesentlichen kreisförmig ist.

12. Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder zweite Massepunkt aus Vergußmasse besteht.

13. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder zweite Massepunkt aus ausgehärtetem Klebstoff besteht.

14. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder zweite Massepunkt aus Kunststoff besteht.

15. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder zweite Massepunkt aus Wachs besteht.

16. Bauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder zweite Massepunkt eine plane Oberfläche aufweist.