DE3615307C2 - Spule für automatische SMD-Bestückung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine einlagige Spule ohne Wickelkörper, mit einer Höhe, einer Länge und einer Breite.

Bei der derzeitigen Entwicklung der SMD (Surface-mounted-device) oder Chip-Technik werden in zunehmendem Maße Bauteile gefordert, die sich mit den auf dem Markt befindlichen SMD-Bestückungsautomaten verarbeiten lassen. Es haben sich Automaten durchgesetzt, die vorzugsweise in Gurtform angelieferte Bauteile verarbeiten. Lieferbar sind Widerstände, Kondensatoren, Halbleiter, integrierte Schaltkreise und Induktivitäten.

Für die SMD-Technik geeignete Induktivitäten gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sind z. B. aus DE 86 04 096 U1 bekannt. Dort ist die Spulenwicklung auf einen zylindrischen, z. B. aus Ferrit-Material bestehenden Spulenkörper aufgewickelt. Für viele Anwendungen bis in den GHz-Bereich werden jedoch Induktivitäten mit einer Güte und Spulenkapazität benötigt, die sich von der vorbekannten SMD-Induktivität nicht realisieren lassen. Die hierfür benötigten Luftspulen werden bis jetzt noch separat bestückt.

Um die Verlötzung der aus DE 86 04 096 U1 bekannten Induktivität auf z. B. einer Leiterplatte zu gewährleisten, ist die Induktivität vollständig von einer Kunststoffumhüllung mit Auflageflächen für die Lötmasse umgeben. Die vollständige Umhüllung der Induktivität mit einer aufwendigen Außenkontur zur Fixierung der Anschlußenden bewirkt jedoch einen großen Fertigungsaufwand und somit hohe Fertigungskosten der Induktivität.

Weiterhin ist es aus EP 01 75 461 und aus DE-AS 10 64 127 bekannt, die Anschlußenden von - allerdings nicht für die SMD-Technik geeigneten - Induktivitäten mit kappenartigen, an der Induktivität fixierten Metallteilen zu verbinden, um eine elektrische Kontaktierung der Anschlußenden mit den Leiterbahnen einer Leiterplatte zu ermöglichen. Die separaten Metallteile bewirken jedoch ebenfalls einen hohen und damit teueren Fertigungsaufwand der Induktivitäten.

Ausgehend von diesen Nachteilen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine für die SMD-Technik geeignete Spule ohne Wickelkörper zu schaffen und den Fertigungsaufwand der Induktivität zur Herstellung geeigneter Kontaktanschlüsse zu reduzieren.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Anspruchs 1 gelöst.

Es sind für die automatische SMD-Bestückung 3 Forderungen wichtig:

• 1. Die Abmessungen der Luftspulen müssen sich den Fertigungseinrichtungen anpassen. Vorwiegend sollen nach Abb. 1 die Abmessungen Länge (L) × Breite (B) den Bauformen 1206, 1210, 1212 entsprechen. Die Höhe (H) kann dabei beliebig sein.
• 2. Viele Bestückungsautomaten besitzen zur Auf­ nahme der Bauteile eine Vakuumpipette. Diese verlangt aber eine glatte Oberfläche. Drähte sind im allgemei­ nen für diese Pipette nicht geeignet. Viele Automaten würden bei zu geringem Vakuum bedingt durch Nebenluft Fehlfunktionen ausführen.
• 3. Die Lötflächen für die Befestigung der Spulen müssen ausreichend sein, man rechnet 0,2-0,3 mm × Breite (B) des Bauteiles. Unter Berücksichtigung die­ ser Forderungen läßt sich eine Spule entsprechend Abb. 1 herstellen. Die Außenform der Spule (10) ist vorzugsweise viereckig, es lassen sich aber auch runde Spulen teilweise verarbeiten. Die Oberfläche (11) be­ steht aus einem Kunststoff, vorzugsweise mit einem Epoxidharz oder einer Silikonmasse hergestellt. Wichtig ist die Hitzebeständigkeit, wen die Luftspule z. B. auf einer Leiterplatte montiert wird und letztere tauchgelötet wird. Die Oberfläche (11) muß so eben sein, daß sich die Windungen nicht mehr darauf abzeichnen.

Um eine ausreichende Auflagefläche zum Löten zu errei­ chen, müssen die abisolierten Spulenenden (12, 13) so verformt werden, daß sich eine annähernd ebene Fläche von ca. 0,3 mm ergibt. Bei Drähten von 0,2-0,3 mm ⌀ wird der Draht breitschlagen, bei größerem Draht⌀ wird der Drahtquerschnitt nur quadratisch verformt.

Die Auflageflächen (12, 13) dürfen nicht zu breit werden, weil sonst die Toleranzen der Bauteilab­ messungen z. B. 1206 überschritten werden.

Ist die geforderte Induktivität so gering, daß sich eine Spule mit Windung an Windung eng anliegend nicht realisieren läßt, dann läßt sich durch Wickeln der Windungen auf Abstand der elektrisch geforderte Wert erreichen, die mechanische Stabilität und die Abmes­ sungen lassen sich nur durch eine entsprechend dicke Oberflächenschicht (11) erreichen.

Die Abb. 1 stellt eine perspektivische Darstellung einer Spule entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, die

Abb. 2 zeigt die Seitenansicht.

Besteht die Schicht (11) aus einer Silikonmasse, dann läßt sich die Spule (10) bei Bedarf zerren; in einem gewissen Bereich kann die Induktivität ver­ ändert werden.

Claims (6)

1. Einlagige Spule (10) ohne Wickelkörper, mit einer Höhe (H), einer Länge (L) und einer Breite (B),
dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Oberseite der Spule (10) durch eine aufgebrachte Schicht (11) eine annähernd ebene Fläche bildet,
• - daß die Spulenenden (12, 13) durch Verformen des abisolierten Spulendrahtes ausgebildet sind, daß sie eine ausreichend große Lötfläche bilden und
• - daß die Abmessungen der Spule (10) so gewählt sind, daß sie gegurtet durch einen SMD-Bestückungsautomaten verarbeitet werden kann.

2. Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abmessungen der Spule (10) Länge (L) und Breite (B) den gängigen Maßen von SMD-Bauteilen entsprechen.

3. Spule nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß verschiedene Induktivitätswerte durch Variation der Höhe (H) realisiert sind.

4. Spule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch Wickeln der Spulenwindungen auf Abstand eine geforderte Induktivität bei gegebener Spulengüte, gegebener Spulenkapazität und gegebenen Abmessungen erreicht ist.

5. Spule nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgebrachte Schicht (11) aus einem Epoxidharz besteht.

6. Spule nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgebrachte Schicht (11) aus einer wärmebeständigen Silikonmasse besteht.