DE69622725T2 - Zusammengesetzter verschluss und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

Zusammengesetzter verschluss und verfahren zu dessen herstellung

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren für die Herstellung von elektronischen Bauteilen, die eine Wicklung umfassen.
  • Zahlreiche elektronische Bauteile umfassen eine Wicklung, die aus einem Kern, im allgemeinen aus Ferrit, gebildet ist, um den ein sehr feiner Draht, mit einem Durchmesser in der Größenordnung von einigen Hundertsteln Millimetern, gewickelt ist.
  • Ein Verfahren für die Herstellung derartiger Schaltungen ist aus dem Patent WO 91/00 603 bekannt, das ein Herstellungsverfahren und eine Vorrichtung für die Ausführung dieses Verfahrens mit den Merkmalen, die im Oberbegriff des Anspruchs 2 bzw. 1 angegeben sind, beschreibt. Dieses Verfahren umfaßt eine bestimmte Anzahl von Schritten, die hier kurz mit Bezug auf die der vorliegenden Anmeldung beigefügte Fig. 1 beschrieben werden.
  • Ein elektronisches Bauelement, das als Ganzes mit dem allgemeinen Bezugszeichen 1 bezeichnet ist, umfaßt einen Ferritkern 2, der mit Hilfe einer in Fig. 1 nicht gezeigten mechanischen Haltevorrichtung gegen eine integrierte Schaltung 4 gedrückt wird. Eine Verteilervorrichtung, die eine Abrollhaspel trägt, auf welche ein Wicklungsdraht 6 gewickelt ist, wird in Position gebracht, um das Bewickeln des Kerns 2 auszuführen. Diese Verteilervorrichtung, die sich in Längsrichtung in bezug auf den Kern 2 und in Drehrichtung um diesen bewegt, ermöglicht, den Draht 6 regelmäßig in nebeneinanderliegenden Windungen 8 auf dem Kern 2 abzulegen. Nachdem über den Kern 2 eine Spule 10 gewickelt worden ist, wird der Draht 6 durchtrennt und die Verteilervorrichtung wird dem nächsten Ferritkern zugeführt. Die freien Enden 12 und 14 des über den Kern 2 gewickelten Drahts 6 werden anschließend von einer entsprechenden Vorrichtung wieder aufgenommen und auf Kontaktstücken, etwa auf dem Kontaktstück 16, der integrierten Schaltung 4 befestigt.
  • Die elektronischen Bauteile mit einer Wicklung der obenbeschriebenen Art werden insbesondere in der Uhrenindustrie und in der Automobilindustrie eingesetzt, wo sie in Verbindung mit Systemen der codierten Wegfahrsperre von Fahrzeugen verwendet werden. In diesem letzteren Fall sind die integrierte Schaltung 4 und ihre zugeordnete Wicklung 10, welche eine Empfangsantenne bildet, in ein Rohr 18 aus Glas oder aus einem ähnlichen Werkstoff eingesetzt, wie in Fig. 2 gezeigt ist, die der vorliegenden Anmeldung beigefügt ist. Das Rohr 18 ist zu Anfang an einem seiner Enden offen und enthält ein in Wärme aushärtendes Epoxidharz 20. Nach einem Zentrifugierschritt, der ermöglicht, das elektronische Bauteil 1 in Richtung des Bodens des Rohrs 18 zu schleudern, wird dieses in herkömmlicher Weise mit Hilfe eines hochenergetischen Laserstrahls versiegelt. Der letzte Schritt dieses Verfahrens besteht darin, das Harz 20 zu polymerisieren, indem das versiegelte Rohr 18 in einen Brennofen eingebracht wird. Das Rohr 18 wird anschließend beispielsweise in die Dicke des Griffs eines Zündschlüssels für ein Kraftfahrzeug eingegossen. Die im Rohr 18 eingeschlossene integrierte Schaltung 4 enthält einen Identifikationscode, der über eine Funkverbindung an die zentrale elektronische Steuereinheit des Fahrzeugs übertragen wird. Nach dem Empfang des Identifikationscodes und der Überprüfung seiner Authentizität steuert die Zentraleinheit die Freigabe der Startblockierung des Fahrzeugs.
  • Das weiter obenbeschriebene Verfahren hat vorteilhaft ermöglicht, die Herstellung von elektronischen Bauteilen, die eine Wicklung umfassen, zu mechanisieren und zu automatisieren, wodurch zu einer deutlichen Senkung des Selbstkostenpreises der gefertigten Wicklungen beigetragen wird. Gleichwohl ist festgestellt worden, daß dieses neue Herstellungsverfahren von großen Problemen hinsichtlich elektrostatischer Entladung begleitet ist. Die Windungen 8 des Drahts 6 werden nämlich mit einer großen Geschwindigkeit, die typisch in der Größenordnung von 50000 min&supmin;¹ ist, auf den Kern 2 gewickelt. Nun reiben aber beim Wickeln des Drahts 6 die Windungen 8 der Wicklung 10 aneinander, was das Erscheinen von elektrostatischen Ladungen an der Oberfläche des Drahts 6 nach sich zieht. Da die äußere Umhüllung des Drahts 6 mit Hilfe eines Isolierlacks elektrisch isoliert ist, damit zwischen nebeneinanderliegenden Windungen 8 keine Kurzschlüsse erzeugt werden, sammeln sich die elektrostatischen Ladungen in der Wicklung 10 und können nicht abgeführt werden. Im letzten Schritt des Verfahrens, in dem die freien Enden 12 und 14 der Wicklung 10 auf den Kontaktstücken 16 der integrierten Schaltung 4 befestigt werden, entlädt sich die statische Aufladung brutal in die integrierte Schaltung 4 und zerstört diese. Die beobachteten Verluste durch elektrostatische Entladungen liegen gewöhnlich in der Größenordnung von 20% bis 30% der integrierten Schaltungen 4.
  • Außerdem ist aus dem Patent JP 56 108 663 ein Verfahren für die Herstellung von Spulen für Transformatoren bekannt, in dem ein auf einer Abrollhaspel aufgerollter Wicklungsdraht in Windungen über eine Walze gelegt wird.
  • Bevor der Draht über die Walze gewickelt wird, wird er mit Hilfe einer Vorrichtung mit weichen Bürsten gereinigt und läuft dann in einer zylindrischen Führung, in die ionisierte Luft mit dem Ziel eingeblasen wird, die elektrostatischen Ladungen, die beim Bürsten in dem Draht erscheinen, zu neutralisieren. Dieses Dokument, das als der der vorliegenden Erfindung am nächsten stehende Stand der Technik angesehen werden kann, schlägt demnach vor, die elektrostatischen Ladungen zu neutralisieren, bevor der Draht über die Walze gewickelt wird, wobei es das weiter obenerwähnte Problem der elektrostatischen Entladungen nicht stellt. Dieser Unterschied zur vorliegenden Erfindung erklärt sich aus der Tatsache, daß in dem japanischen Dokument die elektrostatischen Ladungen beim Bürsten entstehen, und versucht wird, diese Ladungen sofort nach dem Bürsten, vor dem Wickeln, zu beseitigen. Zum anderen sind die Wickelgeschwindigkeiten, die im Rahmen der vorliegenden Erfindung und des japanischen Dokuments eingesetzt werden, sehr unterschiedlich. Im Fall der vorliegenden Erfindung ist die Wickelgeschwindigkeit nämlich sehr hoch (in der Größenordnung von 50000 mm&supmin;¹), woraus starke Reibungen zwischen den Windungen resultieren, die eine große Anzahl von elektrostatischen Ladungen erzeugen, die beseitigt werden sollen. Das japanische Patent betrifft hingegen Wicklungen für Transformatoren, deren Abmessungen groß sind und für welche die Wickelgeschwindigkeit geringer ist, so daß das Wickeln des Drahts nicht von einer Erzeugung elektrostatischer Ladungen begleitet ist. Demnach schlägt das japanische Patent allerhöchstens vor, eine Luft ionisierende Vorrichtung vor dem Raum, in dem die Wicklung hergestellt wird, vorzusehen, und bringt keine Lösung des durch die vorliegende Erfindung gestellten Problems. Außerdem ist das Dokument JP 57 091 235 bekannt, das lehrt, eine Luft ionisierende Vorrichtung im Inneren eines der Fertigung dienenden abgeschlossenen Raumes anzuordnen. Dieses Dokument betrifft die Herstellung von Kunststoffbändern, wobei es sich jedoch um ein entferntes technisches Gebiet handelt, das nicht zu den üblichen Kenntnissen des Fachmanns für die Erfindung gehört, der im vorliegenden Fall ein Hersteller von elektronischen Bauelementen ist. Zum anderen wird in diesem japanischen Dokument einfach versucht, die elektrostatischen Ladungen, die in dem Kunststoffband bei Verlassen der Strangpresse beim Durchgang des Bandes zwischen den Formgebungs- und Transportrollen erscheinen, zu neutralisieren, um zu vermeiden, daß Staub angezogen wird, der von dem noch warmen Kunststoff aufgenommen werden könnte. Das von der vorliegenden Erfindung gestellte Problem, daß nämlich versucht wird, die elektrostatischen Ladungen, die beim Wickeln eines Drahts mit sehr hoher Geschwindigkeit erzeugt werden, zu beseitigen, ist weder beschrieben noch angeregt worden.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die obenbeschriebenen Probleme und Nachteile zu beseitigen, indem ein Verfahren für die Herstellung von Wicklungen vorgeschlagen wird, das ermöglicht, die elektrostatischen Ladungen, die beim Wickeln der Windungen erscheinen, zu neutralisieren.
  • Dazu hat die vorliegende Erfindung ein Verfahren für die Herstellung elektronischer Bauteile, die eine Wicklung enthalten, zum Gegenstand, wobei in dem Verfahren eine Verteilervorrichtung, die eine Drahthaspel trägt, auf die ein Wicklungsdraht aufgewickelt ist, den Draht in nebeneinanderliegenden und regelmäßigen Windungen auf einen Kern legt, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Strom ionisierter Luft über die Wicklung gezwungen wird, während diese hergestellt wird.
  • Aufgrund dieser Merkmale schafft die vorliegende Erfindung ein Herstellungsverfahren, in dem die elektrostatischen Ladungen, die entstehen, wenn die Windungen beim Wickeln eines Drahts auf einen Kern aus Ferrit aneinander reiben, durch elektrische Ladungen mit entgegengesetztem Vorzeichen, die aus der ionisierten Luft stammen, die von einer Luft ionisierenden Vorrichtung erzeugt wird, neutralisiert werden. Das Wickeln des Drahts wird demnach elektrisch neutral, so daß seine freien Enden auf die Kontaktstücke einer integrierten Schaltung gelötet werden können, ohne daß die Gefahr einer Zerstörung durch eine elektrostatische Entladung besteht.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht außerdem, das sehr heikle Problem der Kontrolle der elektrostatischen Ladungen einer sich bewegenden Vorrichtung zu lösen. Es erscheint nämlich in Anbetracht der extrem hohen Rotationsgeschwindigkeit der Verteilervorrichtung, die die Abrollhaspel trägt, auf die der Draht gewickelt ist, schwer vorstellbar, diese Verteilervorrichtung beispielsweise mittels eines elektrisch leitenden Trumms zu erden.
  • Durch die vorliegende Erfindung wird es möglich, kontaktlos und ohne feste Verbindung den elektrostatischen Ladungszustand einer Fertigungsstation für Wicklungen unter Kontrolle zu halten.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung für die Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung, die eine Abrollhaspel, auf die ein Wicklungsdraht gewickelt ist, sowie eine Verteilervorrichtung umfaßt, die sich in Längsrichtung in bezug auf einen Kern und in Drehrichtung um diesen bewegt, um ein regelmäßiges Ablegen in nebeneinanderliegenden Windungen einer Wicklung auf den Kern zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß die im Inneren eines Tragelements angeordnete Luftionisierungsvorrichtung, über der Wicklung, die gerade hergestellt wird, ionisierte Luft verteilt, deren elektrische Ladungen die elektrostatischen Ladungen mit entgegengesetztem Vorzeichen, die durch Reibung in der Wicklung erzeugt werden, beseitigen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der ausführlichen Beschreibung deutlicher, die einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung folgt, wobei dieses Beispiel nur zur Veranschaulichung und nicht einschränkend im Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung gegeben ist, worin
  • die bereits erwähnte Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht einer Wicklung ist, die als Bauelement einer integrierten Schaltung verwendet wird;
  • die bereits erwähnte Fig. 2 eine Perspektivansicht einer Einsatzvariante der elektronischen Schaltung von Fig. 1 ist; und
  • die Fig. 3 eine schematische Ansicht der Vorrichtung für die Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung ist.
  • Im gesamten folgenden Text werden die Elemente, die denjenigen, die bereits zuvor beschrieben worden sind, völlig gleich sind, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • Die Vorrichtung für die Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung, die in Fig. 3 als Gesamtheit mit dem allgemeinen Bezugszeichen 22 bezeichnet ist, umfaßt eine Abrollhaspel 24, auf welche der Wicklungsdraht 6 aufgewickelt ist. Dieser Draht 6 dringt durch eine Öffnung 26 in ein Tragelement 28 ein, in dessen Innenraum er mittels einer Richtungsführungsvorrichtung 30 in der Translationsbewegung geführt wird. Diese Führungsvorrichtung 30 ist beispielsweise aus zwei Filzpolstern 32 gebildet, die den Draht 6 führen und durch Reibung reinigen. Es ist anzumerken, daß dieser erste Schritt der Führung und Reinigung eine Quelle für die Entstehung von elektrostatischen Ladungen in dem Draht 6 sein kann.
  • Der Draht 6 wird anschließend von einer Verteilervorrichtung 34 in einer Position oberhalb des Ferritkerns 2 aufgenommen. Die Verteilervorrichtung 34, die sich längs zum Kern 2 und in einer Drehbewegung um diesen bewegt, ermöglicht, den Draht 6 in nebeneinanderliegenden Windungen regelmäßig über dem Kern 2 abzulegen. Nach dem Wickeln wird der Draht 6 durchtrennt, und seine freien Enden 12 und 14 werden mittels Thermokompression auf den Kontaktstücken 16 der integrierten Schaltung 4 befestigt.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Luft ionisierende Vorrichtung 36 im Innenraum des Tragelements 28 angeordnet, in dem sie ionisierte Luft verteilt, die elektrische Ladungen trägt, die die elektrischen Ladungen mit entgegengesetztem Vorzeichen, die durch Reibung in dem Draht 6 erzeugt werden, neutralisieren. Der Draht wird somit wieder elektrisch neutral, und seine freien Enden 12, 14 können auf die Kontaktstücke 16 der integrierten Schaltung 4 gelötet werden, ohne daß die Gefahr besteht, daß diese durch eine elektrostatische Entladung zerstört wird.
  • Selbstverständlich fallen verschiedene Modifikationen und einfache Varianten in den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung.

Claims (2)

1. Verfahren für die Herstellung elektronischer Bauteile (1), die eine Wicklung (10) enthalten, wobei in dem Verfahren eine Verteilervorrichtung (34), die eine Drahthaspel (24) trägt, auf die ein Wicklungsdraht (6) gewickelt ist, den Draht (6) in benachbarten und regelmäßigen Windungen auf einen Kern (2) legt, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Strom ionisierter Luft durch die Wicklung (10) gezwungen wird, wenn der Draht gewickelt wird.
2. Vorrichtung für die Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, die eine Abrollhaspel (24), auf die ein Wicklungsdraht (6) gewickelt ist, sowie eine Verteilereinrichtung (34) umfaßt, die sich in Längsrichtung in bezug auf den Kern (2) und in Drehrichtung um diesen bewegt, um ein regelmäßiges Ablegen in benachbarten Windungen (8) einer Wicklung (10) auf dem Kern (2) zu ermöglichen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Tragelement (28) und eine im Tragelement (28) angeordnete Luftionisierungsvorrichtung (36) umfaßt, wobei die Luftionisierungsvorrichtung (36) während des Wickelns des Drahts auf die Wicklung (10) ionisierte Luft richtet, deren elektrische Ladungen die elektrostatischen Ladungen mit entgegengesetztem Vorzeichen, die durch Reibung in der Wicklung (10) erzeugt werden, beseitigen.
DE69622725T 1995-03-06 1996-03-05 Zusammengesetzter verschluss und verfahren zu dessen herstellung Expired - Lifetime DE69622725T2 (de)

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Publication Number Publication Date
DE69622725D1 DE69622725D1 (de) 2002-09-05
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