DE3783366T2 - Kontaktelemente fuer miniaturspule. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft Miniatur-Induktoren, und insbesondere die Befestigung von Kontaktelementen auf dem Induktor, so daß der Induktor auf die Oberfläche einer Schaltungsplatine angebracht werden kann.
• Der Induktor besteht aus einem ferromagnetischen Kern, einer Wicklung um den Kern herum, und Kontaktelementen, an denen die Enden der Wicklung angelötet sind. Der Induktor wird auf die Oberfläche der Kupfer-Leiterbahnseite einer Schaltungsplatine angebracht. Die Induktoren, auf die die vorliegende Erfindung gerichtet ist, sind winzig, ihre maximale Dimension beträgt ca. 2,5 mm (1/10 Inch).
• Unser U.S.-Patent Nr. 4,588,974 offenbart eine Anbringung von Kontaktelementen an einem Induktorkern. In diesem Patent sind die Elemente flache, U-förmige Kupferstreifen, deren Ausläufer gegen die Seiten des Kerns geklemmt sind, um das Kupfer an dem Kern zu halten, bis der Epoxidkleber erstarrt. Das '974-Patent gibt nicht die beste Lösung des Befestigungsproblems an. Die Befestigung ist nicht völlig zuverlässig, da das Epoxidhartgewebe sich nicht gut an das Kupfer bindet, weil das Kupfer einen dünnen Film aus Kupferoxid hat, an den sich das Epoxidhartgewebe nicht gut bindet. Umgekehrt beeinträchtigt aus elektrotechnischer Sicht die dichte Nähe diesen ganzen Kupfers an dem Kern und der Wicklung den Q-Wert des Induktors. Das Problem der Befestigung ergibt sich insbesondere bei der Massenherstellung winziger Induktoren, bei der die Kupferkontakte mit Dimensionen von ca. 0,5 mm (0,020 Inch) auf 1,7 mm (0,070 Inch) auf den Kern geklebt werden sollen. Aufgrund der Schwierigkeit, Epoxidhartgewebe auf Kupfer zu kleben, ist dieser Oberflächenbereich einfach zu klein, um eine gute, zuverlässige Verbindung zu ergeben. Wären die Kontaktelemente für eine bessere Befestigung mit einer größeren Verbindungsfläche hergestellt, dann würde zuviel Kupfer eingeführt und zu nahe an der Wicklung liegen, mit dem Ergebnis, daß der Q-Wert schlechter wird.
• Die japanische Patentanmeldung Nr. 58-124213 beschreibt ein variables Induktionselement mit einem Kern, der zwischen zwei Fassungen gehalten ist, wobei der Raum um den Kern herum zwischen den zwei Fassungen mit einer Mischung aus einem thermoplastischen Harz und magnetischem Pulver gefüllt ist. An der Wicklung angeschlossene Elektroden sind an jeder Fassung über eine Isolierschicht befestigt, deren Dicke erheblich geringer ist als diejenige der Elektroden.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Befestigung eines Kontaktelementes an einem Miniatur-Induktor zur Verfügung zu stellen, die eine gute Verbindung ergibt und den Q-Wert früherer Konfigurationen erheblich verbessert. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch einen Induktor mit einem Kern, einer Wicklung dafür und einer Befestigung für Kontaktelemente an jedem Ende des Kerns gelöst, dadurch gekennzeichnet, daß jede Befestigung mit einem Klebstoff auf den Kern aufgeklebt wird und daß jede Befestigung aus Schaltungsplatinenmaterial gebildet ist, das eine Platine auf Epoxid- Grundlage mit einem Abstandshalter aus Fiberglas oder anderem Material, der 175 um bis 760 um (0,007 bis 0,030 Inch) dick ist, sowie einen Kupferstreifen, der 76 um (0,003 Inch) dick und auf dem Abstandshalter befestigt ist, umfaßt.
• Bei dem Induktor wird herkömmliches Schaltungsplatinenmaterial als Kontaktelement verwendet. Das Schaltungsplatinenmaterial ist ein Laminat aus einem imprägnierten Stoff wie Fiberglas, das eine Grundlage bildet, und Kupfer mit Verzinnung, die die freiliegende Oberfläche des Kupfers abdeckt. Das bevorzugte Material ist dünn, mit einer Dicke von ca. 250 um (0,010 Inch), wobei die Grundlage ca. 175 um (0,007 Inch) und das Kupfer von 25 um bis 75 um (0,001 Inch bis 0,003 Inch) dick ist.
• Bei der Bildung von Lagen aus Schaltungsplatinenmaterial ist es möglich, Verarbeitungstechniken zu verwenden, durch die sich eine sehr gute Haftung zwischen dem Grundlagenmaterial und dem Kupfer ergibt - d. h. eine Haftung, die bei dem Versuch, winzig kleine Kontaktstreifen, die auf winzigen Kernteilen befestigt sind, in Masse zu produzieren, nicht erhalten werden kann. Epoxidhartgewebe ist relativ leicht an ein anderes Material auf Epoxid-Grundlage auf zukleben, wie beispielsweise eine Fiberglasplatte. Die Verwendung von Schaltungsplatinenmaterial, das eine Expoxid-imprägnierte Grundlage hat, löst daher das Haftungsproblem, da die winzigen aus diesem Material gebildeten Kontaktelemente durch das Epoxid relativ leicht an den Kern aufgeklebt werden können. Es entsteht jedoch ein zusätzlicher Nutzen, der sich aus der Verwendung des Schaltungsplatinenmaterials ergibt, nämlich daß das 175 um (7 mil) dicke Fiberglas als Abstandshalter des Kupfers weg von der Wicklung auf dem Kern wirkt, wodurch sich der Q-Wert um einen Faktor von 5-10% verbessert.
• Die Erfindung wird nunmehr beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
• Es zeigen:
• Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Induktors gemäß der vorliegenden Erfindung; und
• Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 2-2 aus Fig. 1.
• In Fig. 1 ist ein Kern 10 gezeigt, um den herum eine Wicklung 11 angebracht ist. Kontaktelemente 12 sind an dem Kern 10 befestigt. Die Wicklung 11 hat Enden 13, die an den Kontaktelementen angelötet sind. Dieser Induktor ist zur Oberflächenbefestigung auf der Kupfer-Leiterbahnseite einer Schaltungsplatine geeignet, und zwar durch Löten der Kontaktelemente an das Kupfer auf der Schaltungsplatine.
• Der Induktor ist winzig. Er hat Dimensionen, die nachstehend aufgeführt sind. Diese Dimensionen variieren geringfügig, aber sind hier angegeben, um die Größenordnung der Größe des Induktors anzugeben, auf den sich die vorliegende Erfindung anwenden läßt. Der Kern ist 2,5 bis 6,4 mm (0,100 bis 0,250 Inch) lang, 2,3 bis 5,0 mm (0,090 bis 0,200 Inch) breit, und 1,3 bis 3,8 mm (0,050 bis 0,150 Inch) hoch. Der Abstand zwischen den Kontaktelementen 12 beträgt ca. 1,5 mm (0,060 Inch). Jedes Kontaktelement ist ca. 0,5 mm (0,020 Inch) breit und 1,75 mm (0,070 Inch) bis 5,0 mm (0,200 Inch) lang.
• Wie am besten in Fig. 2 gezeigt ist, ist das Kontaktelement 12 aus einem Laminat aus einem Fiberglasmaterial 20 auf Epoxid- Grundlage gebildet, der ca. 175 um (0,007 Inch) dick ist, und Kupfer 21, das zwischen 25 um und 75 um (0,001 Inch und 0,003 Inch) dick ist. Das Kupfer ist durch einen Klebstoff 22 gemäß den herkömmlichen Techniken bei der Herstellung von Schaltungsplatinenmaterial an das Fiberglas geklebt. Das Kupfer ist üblicherweise mit einer Zinnschicht, bezeichnet mit der Bezugsziffer 23, überzogen.
• Jedes Kontaktelement 12 ist mittels Epoxid 24 auf dem Kern 10 befestigt.
• Es ist aus Fig. 2 ersichtlich, daß das 175 um (0,007 Inch) flicke Grundlagenmaterial den Kupferstreifen 21 um eine erhebliche Entfernung weg von dem Kern und der Wicklung beabstandet, wodurch sich der Q-Wert des Induktors verbessert.

Claims (4)

1. Induktor mit einem Kern, einer Wicklung dafür und einer Befestigung für Kontaktelemente an jedem Ende des Kerns, dadurch gekennzeichnet, daß jede Befestigung (12) durch einen Klebstoff (24) an dem Kern (10) angeklebt ist, und dadurch, daß jede Befestigung (12) aus Schaltungsplatinenmaterial gebildet ist, das eine Platine auf Epoxy-Grundlage mit einem Abstandshalter (20) aus Fiberglas oder anderem Stoff, der 175 um bis 760 um (0,007 bis 0,030 Inch) dick ist, sowie einen Kupferstreifen (21), der 76 um (0,003 Inch) dick und auf dem Abstandshalter (20) befestigt ist, umfaßt.

2. Induktor gemäß Anspruch 1, mit einer Schicht (23) aus Zinnblech auf der Oberfläche des Kupferstreifens (21).

3. Induktor gemäß Anspruch 1 oder 2, bei dem die Dimension des Kerns (10) 2,5 bis 6,4 mm (0,100 Inch bis 0,250 Inch) lang ist.

4. Induktor gemäß Anspruch 3, bei dem die Kontaktelemente (12) ca. 0,5 mm (0,020 Inch) breit und um ca. 1,5 mm (0,060 Inch) voneinander beabstandet sind.