EP3134907B1 - Method for producing an induction component - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Induktionsbauteils und ein nach diesem Verfahren hergestelltes Induktionsbauteil.The invention relates to a method for producing an induction component and to an induction component produced by this method.

Es ist bereits ein Verfahren zum Herstellen eines Induktors bekannt ( KR 10-1044607 ). Dabei wird ein Spulenkern, ein Spulenmantel und ein Deckel aus einem metallisch-magnetischen Pulver hergestellt und mit der vorher gewickelten Spule in einer Form verpresst. Die Wicklungsenden liegen im Bereich der Stirnseite des auf diese Weise hergestellten Induktors.A method for producing an inductor is already known (US Pat. KR 10-1044607 ). In this case, a coil core, a coil sheath and a lid made of a metallic-magnetic powder and pressed with the previously wound coil in a mold. The winding ends are in the region of the front side of the inductor produced in this way.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren ( KR 10-1044 608 ) wird eine Vielzahl von Anschlussterminals in eine erste Form und eine Vielzahl einzelner Spulen in eine zweite Form eingelegt. Die beiden Formen werden aufeinandergelegt und die Spulenanschlüsse mit den Anschlussterminals verlötet.In another known method ( KR 10-1044 608 ), a plurality of terminal terminals are set in a first shape and a plurality of individual coils are set in a second shape. The two forms are stacked and the coil terminals are soldered to the connection terminals.

Bei einem weiteren bekannten Verfahren ( KR 10-2011-0100096 ) werden Spulenkern, Spulenmantel und Spulendeckel zusammen mit der Spule in einer Form verpresst. Die in der Stirnfläche des so entstandenen Induktors liegenden Wicklungsenden werden durch Sputtern kontaktiert.In another known method ( KR 10-2011-0100096 ) coil core, coil shell and coil cover are pressed together with the coil in a mold. The lying in the end face of the resulting inductor winding ends are contacted by sputtering.

Aus den Dokumenten JP 2003 297661 A und JP 2005 116708 A sind Verfahren bekannt, die die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 offenbaren.From the documents JP 2003 297661 A and JP 2005 116708 A Methods are known which disclose the features of the preamble of claim 1.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Herstellen von Induktionsbauteilen zu schaffen, das sich leicht durchführen lässt und mit dessen Hilfe eine Vielzahl von Induktionsbauteilen gleichzeitig hergestellt werden kann.The invention is based on the object to provide a method for the manufacture of induction components, which can be carried out easily and with the aid of a variety of induction components can be produced simultaneously.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen vor. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.To solve this problem, the invention proposes a method with the features mentioned in claim 1. Further developments of the invention are the subject of dependent claims.

Nach dem Verfahren wird also eine Vielzahl von Spulen nebeneinander angeordnet und in einen für alle Spulen gemeinsamen Block aus verpresstem ferromagnetischen Substrat eingebettet. Der Innenraum der in dem Block angeordneten Spulen wird mit dem in Pulverform vorliegenden, beispielsweise ferromagnetischem Substrat ausgefüllt, und das Substratpulver wird dann verpresst. Dadurch entsteht ein Block mit einer Vielzahl von Spulen. Die zu den Spulenwindungen jeder Spule führenden Drähte werden freigelegt und mit Anschlusskontakten versehen. Erst dann erfolgt eine Zerteilung des Blocks in die einzelnen Induktionsbauteile, die dann im Normalfall nur eine einzige Spule enthalten. In Einzelfällen können auch Induktionsbauteile durch Zerteilen des Blocks hergestellt werden, die mehr als eine Spule enthalten.Thus, according to the method, a multiplicity of coils are arranged next to one another and embedded in a block of pressed ferromagnetic substrate common to all coils. The interior of the coils arranged in the block is filled with the powdered, for example, ferromagnetic substrate, and the substrate powder is then pressed. This creates a block with a variety of coils. The wires leading to the coil turns of each coil are exposed and provided with terminal contacts. Only then is a division of the block in the individual induction components, which then normally contain only a single coil. In some cases, induction components can also be made by dividing the block containing more than one coil.

Die einzelnen Spulen der Vielzahl von Spulen können untereinander identisch sein. Es ist aber ebenfalls möglich, dass die Spulen voneinander abweichen, sowohl in der Zahl der Windungen als auch in der Form.The individual coils of the plurality of coils can be identical to one another. But it is also possible that the coils deviate from each other, both in number of turns and in shape.

Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, dass in Weiterbildung der Erfindung der Block erst nach dem Anordnen der Spulen gebildet wird, beispielsweise dadurch, dass das Substratpulver um die Spulen herum aufgebracht und anschließend verpresst wird.According to the invention, it can be provided that, in a development of the invention, the block is formed only after the coils have been arranged, for example by the substrate powder being applied around the coils and then being pressed.

Es ist aber ebenfalls möglich und liegt im Rahmen der Erfindung, dass der Block durch Verpressen des Substratpulvers zunächst mit für jede Spule einer Kavität hergestellt wird, die in Form und Größe jeweils einer Spule entspricht, und dass die Spulen anschließend in die Kavität eingesetzt werden.However, it is also possible and within the scope of the invention that the block is first produced by pressing the substrate powder for each coil of a cavity which corresponds in shape and size to a respective coil, and that the coils are then inserted into the cavity.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass zur Herstellung der Spulen eine Lehre vorgesehen wird, die eine Vielzahl von nebeneinander angeordneten und parallel zueinander verlaufenden Zapfen aufweist. Ein Wicklungsdraht kann dann mithilfe einer geeigneten Vorrichtung die Spulen durch Umwickeln der einzelnen Zapfen herstellen. Dabei kann vorgesehen sein, dass ein durchgehender Draht für eine Vielzahl von Spulen, gegebenenfalls auch für alle Spulen, verwendet wird.In a further development of the invention it can be provided that for the preparation of the coils, a teaching is provided which has a plurality of juxtaposed and mutually parallel pin. A winding wire can then make the coils by wrapping the individual pins using a suitable device. It can be provided that a continuous wire for a plurality of coils, possibly also for all coils, is used.

Nach dem Bewickeln der Zapfen auf der Lehre kann diese Lehre gleichzeitig zur Anordnung der Spulen während der Herstellung des Blocks aus ferromagnetischem Material dienen. Hierzu kann vorgesehen sein, dass die Lehre mit den auf ihren Zapfen gewickelten Spulen in eine Formpresse eingelegt wird. Anschließend wird in die Formpresse das Substratpulver eingefüllt, bis die Zapfen vollständig mit Pulver bedeckt sind. Dann erfolgt eine Verpressung des Substratpulvers, so dass als Ergebnis der mit den eingebetteten Spulen versehene Block hergestellt ist.After winding the pins on the gage, this gage may also serve to locate the coils during manufacture of the ferromagnetic material block. For this purpose, it can be provided that the gauge is placed in a molding press with the coils wound on its spigot. Subsequently, the substrate powder is poured into the molding press until the pins are completely covered with powder. Then, a compression of the substrate powder, so that is produced as a result of the provided with the embedded coil block.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Lehre mit den Zapfen aus dem Block entfernt wird, so dass jetzt der Block mit den Spulen übrig bleibt, deren Innenraum hohl ist. Der Block kann jetzt umgedreht werden, so dass die in den Innenraum der Spulen führende Öffnung nach oben gerichtet ist. In dieser Orientierung wird der Block in eine Formpresse eingelegt und Substratpulver nachgefüllt, das jetzt den Innenraum der Spulen ausfüllt. Durch eine anschließende Verpressung wird der Spulenkern gebildet und mit dem Block verbunden. Alternativ kann auch ein vorgefertigter Spulenkern eingesetzt werden.In a further development of the invention can be provided that the teaching is removed with the pin from the block, so that now the block remains with the coils whose interior is hollow. The block can now be turned over, so that the leading into the interior of the coil opening is directed upward. In this orientation, the block is placed in a molding press and replenished substrate powder, which now fills the interior of the coil. By subsequent compression of the bobbin is formed and connected to the block. Alternatively, a prefabricated spool core can be used.

Vor dem Anbringen der Anschlusskontakte kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, die Oberseite des Blocks, also die Seite, an der die Drähte zwischen den Spulen verlaufen, mit Einschnitten zwischen den Spulen zu versehen. Bei dem Herstellen dieser Einschnitte können durchgehende Drähte getrennt werden, so dass auf diese Weise gleichzeitig die Wicklungsenden der Spulen definiert werden. Das Anbringen der Anschlusskontakte, beispielsweise durch das Sputtern, erfolgt dann in die Einschnitte hinein, so dass die Wände der Einschnitte mit Metallisierung versehen werden.Prior to attaching the terminal contacts can be provided in a further development of the invention, the top of the block, so the side on which the wires between the coils, to provide with cuts between the coils. In making these cuts, continuous wires can be separated so that at the same time the coil ends of the coils are defined. The attachment of the terminal contacts, for example by sputtering, then takes place in the incisions, so that the walls of the incisions are provided with metallization.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass die Einschnitte zwischen den Spulenbereichen an der Stelle der späteren Zerteilung des Blocks zur Bildung der einzelnen Induktionsbauteile angebracht werden.In a development of the invention, provision may be made for the incisions between the coil regions to be made at the location of the subsequent division of the block in order to form the individual induction components.

Es hat sich als besonders sinnvoll herausgestellt, die Spulen in dem Block in einer matrixartigen Anordnung in Reihen und Spalten anzuordnen. Die Anordnung der Einschnitte erfolgt dann nur zwischen den Reihen der Spulen, und zwar in der Richtung quer zu dem Verlauf der Drähte.It has been found to be particularly useful to arrange the coils in the block in a matrix-like arrangement in rows and columns. The arrangement of the cuts is then only between the rows of coils, in the direction transverse to the course of the wires.

Auch eine Maskierung vor dem Aufbringen der Anschlusskontakte kann dann in Reihen erfolgen.A masking before the application of the connection contacts can then be done in rows.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Zusammenfassung, deren beider Wortlaut durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht wird, der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Einzelmerkmale der unterschiedlichen Ausführungsform können dabei in beliebiger Weise untereinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. Hierbei zeigen:

Figur 1

eine Draufsicht auf eine Lehre zum Wickeln einer Vielzahl von Spulen;

Figur 2

eine Seitenansicht der Lehre der Figur 1;

Figur 3

schematisch die Draufsicht auf die Lehre der Figur 1 nach dem Bewickeln der einzelnen Zapfen;

Figur 4

die der Figur 2 entsprechende seitliche Ansicht der Lehre nach dem Herstellen der Spulen;

Figur 5

schematisch die Anordnung der bewickelten Lehre in einer Formpresse;

Figur 6

schematisch den in der Formpresse hergestellten Block nach Entnahme der Lehre;

Figur 7

die Anordnung des umgedrehten Blocks in einer Formpresse;

Figur 8

den aus der Formpresse der Figur 7 entnommenen Block mit Spulen;

Figur 9

den Block nach der Herstellung von Einschnitten;

Figur 10

den Block nach dem Aufbringen der Anschlusskontakte;

Figur 11

in vergrößertem Maßstab eine Seitenansicht eines hergestellten Induktionsbauteils.

Figur 12

perspektivisch in vereinfachter Form einen Block mit im Beispiel acht Kavitäten unterschiedlicher Form;

Figur 13

eine perspektivische Ansicht einer Spule;

Figur 14

die Ansicht der Spule der Figur 13 von der Seite;

Figur 15

einen Schnitt durch den Block mit eingelegten Spulen;

Figur 16

den Vorgang des isostatischen Verpressens;

Figur 17

den Verfahrensschritt des Freilegens der Wicklungsenden der Spulen;

Figur 18

das Ergebnis des Freilegens der Wicklungsenden;

Figur 19

die durch das Zerteilen des Blocks hergestellten Induktionsbauteile;

Figur 20

die perspektivische Ansicht eines Induktionsbauteils nach der Erfindung;

Figur 21

das teilweise geöffnete Induktionsbauteil der Figur 20.

Further features, details and advantages of the invention will become apparent from the claims and the abstract, the wording of which is incorporated by reference into the content of the description, the following description of preferred embodiments of the invention and with reference to the drawing. Individual features of the different embodiments can be combined with each other in any way, without exceeding the scope of the invention. Hereby show:

FIG. 1

a plan view of a doctrine for winding a plurality of coils;

FIG. 2

a side view of the doctrine of FIG. 1 ;

FIG. 3

schematically the top view of the teaching of FIG. 1 after winding the individual pins;

FIG. 4

the the FIG. 2 corresponding side view of the gauge after the manufacture of the coils;

FIG. 5

schematically the arrangement of the wound gauge in a molding press;

FIG. 6

schematically the block produced in the molding press after removal of the teaching;

FIG. 7

the arrangement of the inverted block in a molding press;

FIG. 8

from the molding press the FIG. 7 removed block with coils;

FIG. 9

the block after making cuts;

FIG. 10

the block after applying the terminal contacts;

FIG. 11

on an enlarged scale, a side view of a manufactured induction component.

FIG. 12

perspectively in simplified form a block with eight cavities of different shape in the example;

FIG. 13

a perspective view of a coil;

FIG. 14

the view of the coil of FIG. 13 of the page;

FIG. 15

a section through the block with inserted coils;

FIG. 16

the process of isostatic pressing;

FIG. 17

the step of exposing the coil ends of the coils;

FIG. 18

the result of exposing the coil ends;

FIG. 19

the induction components produced by the dicing of the block;

FIG. 20

the perspective view of an induction component according to the invention;

FIG. 21

the partially opened induction component of FIG. 20 ,

Das von der Erfindung vorgeschlagene Verfahren zum gleichzeitigen Herstellen von Induktionsbauteilen wird im Folgenden anhand eines möglichen Ausführungsbeispiels erläutert.The proposed method of the invention for the simultaneous production of induction components is explained below with reference to a possible embodiment.

Zunächst wird eine Lehre 1 benutzt, die mehrfach verwendet werden kann. Diese Lehre 1 ist in Figur 1 und Figur 2 dargestellt. Sie enthält eine Drahtwickelplatte 2, die im dargestellten Beispiel rechtwinklig ausgebildet ist. Auf der Oberseite der Drahtwickelplatte 2 sind drei Reihen von Zapfen 3 angeordnet, die in vier Spalten ausgerichtet sind. Im dargestellten Beispiel haben alle kreiszylindrischen Zapfen 3 den gleichen Durchmesser und, wie aus der Figur 2 hervorgeht, die gleiche Länge. Alle Zapfen 3 auf der Oberseite der Drahtwickelplatte 2 verlaufen senkrecht zur Drahtwickelplatte und sind dadurch parallel zueinander ausgerichtet. Der Abstand zwischen den einzelnen Zapfen 3 in Richtung der Reihen ist identisch, ebenso in Richtung der Spalten. Die Zapfen 3 gehen mit einem Radius in die Platte 2 über, der dafür sorgt, dass die Spule, siehe Fig. 14, auf der Seite, auf der Wicklungsanfang und Wicklungsende liegen, eine konische Senkung aufweist. Dadurch werden Wicklungsende und Wicklungsanfang aus der Spule in einem Radius nach außen geführt. Dies verhindert eine Beschädigung der Isolierung des Wicklungsdrahtes und auch ein Abknicken und Beschädigen des Wicklungsdrahtes beim Einbetten in das Substrat und beim Verpressen des Substrats.First, a gauge 1 is used, which can be used several times. This teaching 1 is in FIG. 1 and FIG. 2 shown. It contains a wire winding plate 2, which is formed at right angles in the example shown. On top of the wire winding plate 2 are three rows of Pins 3 arranged, which are aligned in four columns. In the example shown all circular cylindrical pin 3 have the same diameter and, as from FIG. 2 shows the same length. All pins 3 on the top of the wire winding plate 2 are perpendicular to the wire winding plate and are thereby aligned parallel to each other. The distance between the individual pins 3 in the direction of the rows is identical, as well as in the direction of the columns. The pins 3 go over with a radius in the plate 2, which ensures that the coil, see Fig. 14 , on the side on which winding start and winding end lie, has a conical depression. As a result, winding end and winding start are guided out of the coil in a radius to the outside. This prevents damage to the insulation of the winding wire and also kinking and damaging of the winding wire when embedding in the substrate and when pressing the substrate.

Mit einer Drahtwickelmaschine wird nun um die Zapfen ein Draht 4 gewickelt, der in dem in Figur 3 schematisch dargestellten Beispiel für jeweils eine Reihe von Zapfen 3 durchgehend ist. Dadurch entsteht für jeden Zapfen 3 eine Spule 5. Beispielsweise kann die Zahl der Wicklungen bei jeder Spule 5 identisch sein.With a wire winding machine, a wire 4 is now wound around the pins, which is continuous in the example shown in Figure 3 for each of a number of pins 3. This results in a coil 5 for each pin 3. For example, the number of windings in each coil 5 may be identical.

Anstelle der in Figur 3 dargestellten Anordnung, bei der für jede Reihe von Zapfen 3 ein eigener Draht 4 verwendet wird, ist auch eine Anordnung möglich, bei der ein durchgehender Draht 4 für alle Zapfen 3 verwendet wird.Instead of in FIG. 3 illustrated arrangement in which a separate wire 4 is used for each row of pins 3, an arrangement is also possible in which a continuous wire 4 is used for all pins 3.

Die Figur 4 zeigt schematisch die bewickelte Lehre der Figur 3 von der Seite, also aus der gleichen Richtung wie die Ansicht der Figur 2.The FIG. 4 shows schematically the wound teaching of FIG. 3 from the side, ie from the same direction as the view of FIG. 2 ,

Der über die Seitenkanten der Drahtwickelplatte 2 überstehende Teil des Drahts 4 wird abgeschnitten, und die Lehre 1 wird nun in eine schematisch dargestellte Formpresse 6 eingelegt, siehe Fig. 5. Die Lehre 1 ist so orientiert, dass die Drahtwickelplatte 2 unten liegt und die Zapfen 3 mit den Spulen 5 in den Innenraum der Formpresse 6 hineinragen. Anschließend wird in den Innenraum der Formpresse 6 ein erstes Substratpulver 7 eingebracht, bis die Zapfen 3 vollständig in dem Substratpulver 7 verborgen sind. Das Substratpulver 7 wird nun zur Bildung eines festen Blocks verpresst, was im Einzelnen nicht dargestellt ist. Bei diesem Pressvorgang des ersten Substratpulvers 7 kann beispielsweise ein Druck von 250 kg/cm² aufgebracht werden.The overhanging the side edges of the wire winding plate 2 part of the wire 4 is cut off, and the teaching 1 is now inserted into a schematically illustrated molding press 6, see Fig. 5 , The gauge 1 is oriented so that the wire winding plate 2 is below and the pins 3 protrude with the coil 5 in the interior of the molding press 6. Subsequently, a first substrate powder 7 is introduced into the interior of the molding press 6 until the pins 3 are completely hidden in the substrate powder 7. The substrate powder 7 is now pressed to form a solid block, which is not shown in detail. In this pressing operation of the first substrate powder 7, for example, a pressure of 250 kg / cm ² can be applied.

Anschließend wird der insoweit verpresste Block 8 mit der Lehre 1 aus der Formpresse 6 entnommen und umgedreht. Danach wird die Lehre 1 aus dem Block herausgenommen, in dem jetzt die Spulen 5 eingebettet sind, siehe Fig. 6. An der Stelle, wo bislang die Zapfen 3 waren, gibt es jetzt einen in den Block 8 hineinragenden Hohlraum 9.Subsequently, the so far compressed block 8 is removed with the doctrine 1 from the molding press 6 and turned over. Thereafter, the teaching 1 is taken out of the block, in the now the coils 5 are embedded, see Fig. 6 , At the point where previously the pins 3 were, there is now a protruding into the block 8 cavity. 9

Der Block 8 wird gemäß Fig. 7 nun in der umgekehrten Orientierung nochmals in eine Formpresse 10 eingelegt und in die Öffnungen wird ein zweites Substratpulver 11 eingefüllt, bis die Innenräume der Spulen 5 vollständig mit Substratpulver 11 gefüllt sind. Das zweite Substratpulver 11 kann sich vom ersten Substratpulver 7 unterscheiden. Der Hohlraum 9 kann auch mit einem vorgepressten Spulenkern befüllt werden, wobei Zwischenräume zusätzlich mit Substratpulver aufgefüllt werden. Anschließend erfolgt wiederum eine Verpressung, bis die auf diese Weise gebildeten Spulenkerne mit dem Block 8 verbunden sind. Bei diesem zweiten Pressvorgang kann beispielsweise ein Druck von 200 kg/cm² aufgebracht werden.The block 8 is according to Fig. 7 Now in the reverse orientation inserted again in a molding press 10 and in the openings, a second substrate powder 11 is filled until the interiors of the coils 5 are completely filled with substrate powder 11. The second substrate powder 11 may differ from the first substrate powder 7. The cavity 9 can also be filled with a pre-pressed coil core, wherein intermediate spaces are additionally filled with substrate powder. Subsequently, a compression takes place again until the coil cores formed in this way are connected to the block 8. In this second pressing operation, for example, a pressure of 200 kg / cm ² can be applied.

Als Ergebnis entsteht ein Block 8 mit eingebetteten Spulen 5, die jeweils auch einen Spulenkern aufweisen, sowie mit durchgehenden Drähten 4 zwischen allen Spulen 5 einer Reihe. Das Ergebnis ist in der schematischen seitlichen Ansicht bzw. im Schnitt in Figur 8 dargestellt.The result is a block 8 with embedded coils 5, each having a coil core, as well as with continuous wires 4 between all the coils 5 of a row. The result is in the schematic side view or in section in FIG. 8 shown.

Dieser Block 8 kann, falls erforderlich, zum Erreichen von geforderten Abmessungen des Blocks 8 bzw. der daraus hergestellten Induktionsbauteile in der Form 10 mit einer weiteren Schicht aus Substratpulver versehen werden, die dann verpresst wird. Das Substratpulver kann dabei gleich oder verschieden zum ersten bzw. zweiten Substratpulver 7, 11 sein. Die Verwendung von unterschiedlichen Substratpulvern bei den einzelnen Pressvorgängen mit unterschiedlich magnetischen Eigenschaften erlaubt es, eine gewünschte Induktivität der hergestellten Induktionsbauteile einzustellen. Bei diesem dritten Pressvorgang kann beispielsweise ein Druck von 220 kg/cm² aufgebracht werden. Die Pressvorgänge zum Herstellen oder Verpressen des Blocks 8 werden beispielsweise mit einem Druck zwischen 200 kg/cm² und 300 kg/cm² durchgeführt.This block 8 can, if necessary, be provided with a further layer of substrate powder to achieve required dimensions of the block 8 or of the induction components produced therefrom in the mold 10, which is then pressed. The substrate powder may be the same as or different from the first or second substrate powder 7, 11. The use of different substrate powders in the individual pressing operations with different magnetic properties makes it possible to set a desired inductance of the manufactured induction components. In this third pressing process, for example, a pressure of 220 kg / cm ² can be applied. The pressing operations for producing or pressing the block 8 are performed, for example, at a pressure between 200 kg / cm ² and 300 kg / cm ² .

Anschließend kann der Block 8 isostatisch gepresst werden, wobei der Druck dabei wesentlich höher liegt als bei den vorausgegangenen Pressvorgängen, beispielsweise mit mindestens dem zehnfachen Druck, insbesondere 4500 kg/cm². Beim isostatischen Pressen wird vorteilhafterweise einem Temperatur- und Druckprofil über der Zeit gefolgt.Subsequently, the block 8 can be pressed isostatically, wherein the pressure is much higher than in the previous pressing operations, for example with at least ten times the pressure, in particular 4500 kg / cm ² . In isostatic pressing, a temperature and pressure profile is advantageously followed over time.

Als nächster Schritt werden alle Spulen einer Spalte mit einer Maskierung 12 versehen. Dann werden zwischen die Spalten der Spulen 5 Einschnitte 13 in den Block 8 eingebracht, die weniger tief sind als die Spulen 5, siehe Fig. 9. Die Einschnitte 13 verlaufen also quer zu dem Verlauf der Drähte 4, siehe Figur 3.As a next step, all coils of a column are provided with a mask 12. Then 5 cuts 13 are introduced into the block 8 between the columns of the coils, which are less deep than the coils 5, see Fig. 9 , The incisions 13 thus extend transversely to the course of the wires 4, see FIG. 3 ,

Nun erfolgt eine Kontaktierung durch bekannte Verfahren, beispielsweise durch das Sputtern. Dabei wird das Metall sowohl auf die Oberfläche des Blocks 8 als auch auf die Seitenwände der Einschnitte 13 aufgebracht. Das Ergebnis ist in Figur 10 dargestellt, wo die Kontakte 14 sowohl auf der Verdrahtung 4 als auch in den Einschnitten 13 aufliegen.Now contacting takes place by known methods, for example by sputtering. In this case, the metal is applied both to the surface of the block 8 and to the side walls of the incisions 13. The result is in FIG. 10 represented where the contacts 14 on both the wiring 4 and in the incisions 13 rest.

Anschließend wird der Block 8 zerteilt, und zwar durch Schnitte, die sowohl zwischen den Reihen als auch zwischen den Spalten der Spulen 5 geführt werden. Die Schnitte verlaufen dabei mittig in den Einschnitten 13.Subsequently, the block 8 is cut, by cuts, which are guided both between the rows and between the columns of the coils 5. Die beiden Teile sind in der Mitte der Block 8 angeordnet. The cuts run in the middle of the cuts 13th

Dadurch entsteht eine Vielzahl von Induktionsbauteilen 15, siehe Fig. 11, die sowohl an ihrer Unterseite 16 als auch an den beiden benachbarten Seiten 17 den jeweiligen Anschlusskontakt 14 aufweisen. Bei einer Verlötung mit einer Leiterplatte 18 haftet das Lot 19 auch an den Seiten 17 des Induktionsbauteils 15. Das Vorhandensein des Lots 19 kann daher aus einer Richtung senkrecht zur Leiterplatte optisch erkannt werden. Damit lässt sich eine automatische Fehlererkennung durchführen.This creates a plurality of induction components 15, see Fig. 11 which have the respective terminal contact 14 both on their underside 16 and on the two adjacent sides 17. When soldered to a circuit board 18, the solder 19 also adheres to the sides 17 of the induction component 15. The presence of the solder 19 can therefore be recognized optically from a direction perpendicular to the circuit board. This can be an automatic error detection perform.

Das von der Erfindung vorgeschlagene Verfahren wird nun anhand eines weiteren Ausführungsbeispiels erläutert. Die Figur 12 zeigt dabei in perspektivischer Ansicht einen Block 101, der zu Beginn des Verfahrens als gepresstes Substrat im Hochdruckverfahren aus einem insbesondere ferromagnetischen Pulvergemisch hergestellt wurde. Der Block 101 weist die Form einer flachen rechteckigen Platte mit einer ebenen Oberseite 102 und einer ebenfalls ebenen Unterseite 103 auf, die parallel zur Oberseite 102 verläuft. Von der Oberseite 102 ausgehend sind in dem Block im dargestellten Beispiel acht Kavitäten 104 ausgebildet, die als Sacklöcher ausgebildet sind, also jeweils einen Boden 105 aufweisen. Es handelt sich im dargestellten Beispiel um zwei rechteckige Kavitäten 104, zwei quadratische Kavitäten 104, zwei kreisrunde Kavitäten 104 und zwei elliptische Kavitäten 104. Damit soll dargestellt werden, dass der Block 101 für Induktionsbauteile der unterschiedlichsten Formen und Größen ausgebildet sein kann.The method proposed by the invention will now be explained with reference to a further embodiment. The FIG. 12 shows a perspective view of a block 101, which was prepared at the beginning of the process as a pressed substrate in the high pressure process of a particular ferromagnetic powder mixture. The block 101 has the shape of a flat rectangular plate with a flat top 102 and a likewise flat bottom 103 which is parallel to the top 102. Starting from the upper side 102, eight cavities 104 are formed in the block in the illustrated example, which cavities are designed as blind holes, that is, each having a bottom 105. In the example illustrated, these are two rectangular cavities 104, two square cavities 104, two circular cavities 104 and two elliptical cavities 104. This is intended to illustrate that the block 101 can be designed for induction components of various shapes and sizes.

Die Figur 13 zeigt nun die perspektivische Ansicht einer Spule 108, die an ihrem einen axialen Ende, in Figur 13 oben dargestellt, die Wicklungsenden 106, 107 aufweist. Beide Wicklungsenden 106, 107 sind so abgebogen, dass sie quer zu der Achse der Spule 108 verlaufen und über die Außenkontur der Spule 108 nach außen vorstehen. Außerdem verlaufen die beiden Wicklungsenden 106, 107 längs eines Durchmessers der Spulenform. Wie zu erkennen ist, sind die Wicklungsenden 106, 107 in einem Radius aus der Wicklung herausgeführt.The FIG. 13 now shows the perspective view of a coil 108, at its one axial end, in FIG. 13 shown above, the winding ends 106, 107 has. Both winding ends 106, 107 are bent so that they extend transversely to the axis of the coil 108 and protrude beyond the outer contour of the coil 108 to the outside. In addition, the two winding ends 106, 107 extend along a diameter of the coil shape. As can be seen, the winding ends 106, 107 are led out of the winding in a radius.

Die Figur 14 zeigt die Spule 108 der Figur 13 von der Seite. Auch hier ist zu sehen, dass die Wicklungsenden 106, 107 der die Spule bildenden Wicklung über die Außenkontur der Spule vorstehen und in einer gemeinsamen Ebene liegen. Das Wicklungsende 106 bildet den Wicklungsanfang.The FIG. 14 shows the coil 108 of the FIG. 13 of the page. Again, it can be seen that the winding ends 106, 107 of the winding forming the coil on the outer contour of the coil project and lie in a common plane. The winding end 106 forms the winding start.

Der Block 1 der Figur 12 ist, wie bereits erwähnt, zur Aufnahme einer Vielzahl von Spulen bestimmt. Im weiteren Verfahren werden nun alle Spulen 108 in die zugeordneten Kavitäten 104 eingesetzt. Bei einer Spule 108, wie sie die Figuren 13 und 14 zeigen, sind die Kavitäten 104 derart auf die Spule 108 angepasst, dass die Wicklungsenden 106, 107 nicht mit in die Kavität passen, sondern auf der Oberseite 102 des Blocks 101 zur Anlage gelangen. Die Wicklungsenden 106, 107 liegen dann eben auf der Oberseite 102 auf.The block 1 of FIG. 12 is, as already mentioned, intended for receiving a plurality of coils. In the further method, all coils 108 are now inserted into the associated cavities 104. For a coil 108, like the FIGS. 13 and 14 show, the cavities 104 are adapted to the coil 108 so that the coil ends 106, 107 do not fit into the cavity, but on the upper side 102 of the block 101 come to rest. The winding ends 106, 107 are then just on the top 102.

Die Figur 15 zeigt nun die Anordnung eines Blocks 101 in einer Formpresse 109. Zunächst werden die Spulen 108 in die jeweilige Kavität 104 eingesetzt, wobei die Wicklungsenden 106, 107 auf der Oberseite 102 des Blocks 101 zur Anlage gelangen. Bei dem Einsetzen der Spulen 108 in die jeweilige Kavität wird darauf geachtet, dass die Wicklungsenden eine bestimmte Orientierung gegenüber den Kavitäten einnehmen. Anschließend wird der freie Platz innerhalb jeder Kavität mit einem pulverförmigen Substrat, insbesondere einem ferromagnetischen Pulver, oder mit einem vorgepressten Kern und zusätzlichem Pulver aufgefüllt, das so weit aufgefüllt wird, dass eine Schicht 110 aus diesem Pulver durchgehend die Oberseite 102 des Blocks 101 abdeckt. In dieser Schicht 110 liegen die Wicklungsenden 106, 107. Der Block 101 liegt in der Formpresse auf einer Unterlagenplatte 111. Das Oberteil 112 der Formpresse 109 wird in Richtung der Pfeile 113 druckbeaufschlagt, wobei der Verlauf des Drucks einem Zeit-/DruckProfil entspricht. Dieses Profil wird so ausgewählt, dass die absorbierte Energie zu keiner Beschädigung der Drahtisolation oder des vorverpressten Gefüges führen kann. Zusätzlich kann eine Temperaturbeaufschlagung gemäß einem vorgegebenen Zeit-/ Temperaturprofil erfolgen. Nach Ablauf der dem Profil entsprechenden Zeit ist damit die Vorverpressung des Blocks 101 mit den Spulen 108 erledigt. Beim Vorpressen wird beispielsweise ein erster Druck im Bereich zwischen 200 kg/cm² und 300 kg/cm² aufgebracht.The FIG. 15 now shows the arrangement of a block 101 in a molding press 109. First, the coils 108 are inserted into the respective cavity 104, wherein the coil ends 106, 107 on the top 102 of the block 101 come to rest. When inserting the coils 108 into the respective cavity, care is taken that the coil ends occupy a specific orientation with respect to the cavities. Subsequently, the free space within each cavity is filled with a powdery substrate, in particular a ferromagnetic powder, or with a pre-pressed core and additional powder, which is filled up so that a layer 110 of this powder continuously covers the top 102 of the block 101. In this layer 110 are the coil ends 106, 107. The block 101 is located in the molding press on a backing plate 111. The upper part 112 of the molding press 109 is pressurized in the direction of the arrows 113, wherein the course of the pressure corresponds to a time / pressure profile. This profile is selected so that the absorbed energy can not damage the wire insulation or pre-compressed structure. In addition, a temperature can be applied in accordance with a predetermined time / temperature profile. After the time corresponding to the profile, the pre-compression of the block 101 with the coils 108 is completed. During prepressing, for example, a first pressure in the range between 200 kg / cm ² and 300 kg / cm ^{2 is} applied.

Der Block 101 wird jetzt aus der Formpresse 109 entnommen und in einen Druckbehälter 114 eingebracht, der schematisch in Figur 16 dargestellt ist. In dem Druckbehälter 114 befindet sich eine Auflagenplatte 115 mit einer dem Block 101 zugewandten Oberseite 116, deren Oberflächengüte eine Rauigkeit von 0,1 µm nicht überschreitet, und die daher auch als polierte Platte bezeichnet werden kann. Diese Oberseite 116 enthält für jede Kavität einen eine Markierung bildenden Vorsprung 117 in Form eines kleinen Kegels. Jeder dieser Kegel 117 ist der Ausrichtung der Wicklungsenden 106, 107 der jeweiligen Spule 108 zugeordnet, insbesondere dem Wicklungsanfang. Mit anderen Worten liegt dem Wicklungsanfang 106 jeder Spule 108 jeweils ein Kegel 117 gegenüber. Auf die Auflagenplatte 115 wird der Block 101 ausgerichtet aufgelegt.The block 101 is now removed from the molding press 109 and placed in a pressure vessel 114, which schematically in FIG. 16 is shown. In the pressure vessel 114 is a support plate 115 with a block 101 facing top 116, the surface quality does not exceed a roughness of 0.1 microns, and therefore can also be referred to as a polished plate. This upper side 116 contains for each cavity a marking 117 forming a small cone. Each of these cones 117 is associated with the orientation of the coil ends 106, 107 of the respective coil 108, in particular the beginning of the coil. In other words, the winding start 106 of each coil 108 is in each case opposite a cone 117. On the support plate 115 of the block 101 is placed aligned.

Auf die auf der Oberseite 102 des Blocks 101 aufgebrachte Schicht 110 wird jetzt eine Silikonschicht 118 aufgelegt. Zweckmäßigerweise wird die Einheit aus Block 101, Auflagenplatte 115 und Silikonschicht 118 dann flüssigkeitsdicht verpackt und gegebenenfalls evakuiert. Anschließend wird der Druckbehälter 114 vollständig mit Flüssigkeit gefüllt, beispielsweise mit Wasser, und allseits unter Druck gesetzt, wie dies durch die Pfeile 119 angedeutet ist. Die Silikonschicht 118 soll eine Beschädigung der in der Schicht 110 enthaltenen Wicklungsenden 106, 107 während der Druckbeaufschlagung verhindern. Durch die Beaufschlagung mit Druck erzeugen die Kegel 117 eine komplementäre Vertiefung 21 in der Unterseite 103 des Blocks 101.On the top 102 of the block 101 applied layer 110, a silicone layer 118 is now placed. Conveniently, the unit of block 101, pad 115 and silicone layer 118 is then packaged liquid-tight and optionally evacuated. Subsequently, the pressure vessel 114 is completely filled with liquid, for example with water, and placed under pressure on all sides, as indicated by the arrows 119. The silicone layer 118 is intended to prevent damage to the coil ends 106, 107 contained in the layer 110 during pressurization. By the application of pressure, the cones 117 create a complementary recess 21 in the bottom 103 of the block 101.

Während der Druckbeaufschlagung erfolgt auch eine Temperaturbeaufschlagung. Die Druckbeaufschlagung erfolgt vorteilhafterweise gemäß einem vorgegebenen Zeit-/Druckprofil. Die Temperaturbeaufschlagung kann ebenfalls einem vorgegebenen Zeit-/ Temperaturprofil folgen. Beim isostatischen Pressen wird ein wesentlich höherer Druck als beim Vorverpressen aufgebracht. Beispielsweise erfolgt das isostatische Pressen bei einem Maximaldruck von 4500 kg/cm² in einem Temperaturbereich von 20°C bis 100°C, bevorzugt bei 80°C. Beim isostatischen Pressen wird einem vorgegebenen Temperaturverlauf und Druckverlauf über der Zeit gefolgt, ein sogenanntes Temperatur-Druck-Zeitprofil.During the pressurization is also a temperature application. The pressurization is advantageously carried out according to a predetermined time / pressure profile. The temperature application can also follow a predetermined time / temperature profile. In isostatic pressing, a much higher pressure is applied than during pre-compression. For example, isostatic pressing at a maximum pressure of 4500 kg / cm ² in a temperature range of 20 ° C to 100 ° C, preferably at 80 ° C. In isostatic pressing, a given temperature profile and pressure curve over time are followed, a so-called temperature-pressure-time profile.

Nach der Beendigung des isostatischen Verpressens wird der so hergestellte, mit der Schicht 110 versehene Block aus dem Druckbehälter 114 entnommen. Das Ergebnis ist jetzt in Figur 17 links dargestellt. In der Unterseite 103 des Blocks 101 sind die jeweils eine Markierung darstellenden durch die Kegel 117 erzeugten Vertiefungen 121 ausgebildet, die dem jeweiligen Wicklungsanfang 106 der Spulen 108 gegenüberliegen.After completion of the isostatic pressing, the thus prepared block 110 provided with the block is removed from the pressure vessel 114. The result is now in FIG. 17 shown on the left. In the bottom 103 of the block 101, each of which a mark representing by the cones 117 generated recesses 121 are formed, which lie opposite the respective winding start 106 of the coil 108.

Als nächstes wird die Oberseite der Schicht 110, die in Figur 17 am linken Ende noch zu sehen ist, mithilfe einer Schleif- oder Fräsvorrichtung 122 soweit abgetragen, dass die Wicklungsenden 106, 107 jeder Spule 108 von ihrer Isolierung befreit und insbesondere bis etwa zur Hälfte ihres Querschnitts freigelegt werden. Dies ist im rechten Teil der Figur 17 dargestellt.Next, the top of the layer 110 that is in FIG. 17 can still be seen on the left end, so far removed by means of a grinding or milling device 122 that the coil ends 106, 107 of each coil 108 freed from their isolation and in particular to about half of its cross-section are exposed. This is in the right part of the FIG. 17 shown.

Als Ergebnis liegt nun ein Block 101 vor, bei dem die Wicklungsenden 106, 107 aller Spulen 108 freigelegt sind. Diese Wicklungsenden 106, 107 können nun mit einem bekannten Verfahren mit Anschlusskontakten versehen werden.As a result, there is now a block 101 in which the coil ends 106, 107 of all coils 108 are exposed. These winding ends 106, 107 can now be provided with connection contacts by a known method.

Anschließend werden die als Endprodukte gewünschten Induktionsbauteile durch Zerteilen des Blocks 101 hergestellt, siehe Figur 19. Figur 19 zeigt, ausgehend von Figur 18, wie aus dem zusammenhängenden Block 101 durch Zersägen einzelne Induktoren 124 hergestellt sind.Subsequently, the induction components desired as final products are produced by dividing the block 101, see Figure 19. Figure 19 shows, starting from FIG. 18 how individual inductors 124 are made from the contiguous block 101 by sawing.

Die jetzt folgende Figur 20 zeigt einen Induktor 124 in perspektivischer Ansicht. Die ehemalige Unterseite 103 des Blocks 101 bildet jetzt die Oberseite des Induktors 124. In dieser Oberseite ist ein Loch 121 zu sehen, das von dem Kegel 117 der Unterlagenplatte 115 erzeugt wurde. Auf der die Unterseite des Induktors 124 bildenden ehemaligen Oberseite des Blocks 101 sind zwei Anschlusskontaktelemente 126, 127 angebracht, die jeweils mit einem Wicklungsende 106 bzw. 107 elektrisch und mechanisch verbunden sind. Diese Verbindung der Kontaktelemente 126, 127 mit den Wicklungsenden 106, 107 ist in der Figur 21 angedeutet, bei der das die Spulen 108 eigentlich dicht umgebende ferromagnetische Material nicht dargestellt ist. Die Oberseite des Induktors 124 weist, da sie mittels der polierten Auflageplatte 115 gepresst wurde, eine sehr geringe Oberflächenrauhigkeit auf und kann daher mit kleinsten Sauggreifern bei einem pick-and-place-Verfahren zuverlässig ergriffen werden. Typischerweise hat der Induktor 24 eine Kantenlänge zwischen etwa 1mm und 5mm Das Loch 121, das als kegelförmiges Sackloch ausgebildet ist, gibt die Orientierung des Wicklungsanfangs 106 an, so dass das Induktionsbauteil 124 mit der gewünschten Orientierung des Wicklungsanfangs 106 automatisch platziert werden kann.The following now FIG. 20 shows an inductor 124 in perspective view. The former bottom 103 of the block 101 now forms the top of the inductor 124. In this top there is seen a hole 121 created by the cone 117 of the backing plate 115. On the underside of the inductor 124 forming the former upper side of the block 101, two terminal contact elements 126, 127 are attached, which are each electrically and mechanically connected to a coil end 106 and 107, respectively. This connection of the contact elements 126, 127 with the winding ends 106, 107 is in the FIG. 21 indicated, in which the coils 108 actually close surrounding ferromagnetic material is not shown. The top of the inductor 124 has a very low surface roughness since it has been pressed by means of the polished platen 115 and can therefore be gripped reliably with the smallest suction pads in a pick-and-place process. Typically, the inductor 24 has an edge length between about 1 mm and 5 mm. The hole 121, which is formed as a conical blind hole, indicates the orientation of the winding start 106, so that the induction component 124 can be automatically placed with the desired orientation of the winding start 106.

Claims (13)

1. Method of producing induction components (15), having the following method steps:

   - a winding operation is carried out for a multiplicity of coils (5) arranged one beside the other and having parallel coil axes;

   - the coils (5) are embedded at mutual intervals in a block (8) made of pressed substrate;

   - the interior of the coils (5) in the block (8) is filled with the substrate, which is present in the form of powder material;

   - the substrate powder is pressed;

   - the two ends of the coil winding of all the coils (5) are exposed;

   characterized by the steps:

   - the exposed ends of the coil windings are provided with connection contacts (14);

   - the block (8) is then divided up to form the individual induction components (15) each containing at least one coil (5).
2. Method according to claim 1, wherein the block (8) is formed by virtue of the substrate powder being pressed around the coils (5) arranged therein.
3. Method according to claim 1, wherein the block (8) is produced with a respective cavity, which corresponds in shape and size at least to one coil (5) of the multiplicity of coils (5), and the coils (5) are inserted into the respective cavity.
4. Method according to any of the preceding claims, wherein, in order to produce the coils (5), use is made of a template (1) with a multiplicity of stubs (3), which are arranged one beside the other and run parallel to one another, and around which a wire (4) is wound.
5. Method according to claim 4, wherein the template with the coils (5) wound on its stubs (3), is incorporated in a moulding press (6), and then the substrate powder is applied to the template (1) and pressed in the moulding press (6).
6. Method according to claim 5, wherein, after the pressing of the substrate powder, the template (1) is removed from the block (8) generated by virtue of the substrate powder being pressed, the block (8) is incorporated in a moulding press (10), and then substrate is filled up into the moulding press (10), in order to fill the interior of the coils (5), and pressed.
7. Method according to claim 6, characterized in that the interior of the coils is filled up, at least in part, with a prefabricated core.
8. Method according to any of the preceding claims, wherein, prior to the connection contacts (14) being applied, incisions are cut into the upper side of the block (8), between the individual regions containing the coils (5), part of the way along the height of the block, and the connection contacts (14) are also applied to the walls of the incisions (13).
9. Method according to claim 8, wherein the incisions (13) are made at the location where the block (8) is later divided up to form the individual induction components (15).
10. Method according to any of the preceding claims, wherein the coils (5) are arranged in a matrix-like arrangement, in rows and columns, in the block (8).
11. Method according to any of the preceding claims, wherein, once the ends of the coil winding of all the coils (5) have been exposed, strip-like masking (12) takes place.
12. Method according to any of the preceding claims, characterized in that the block (8) is pressed isostatically, in particular in a liquid-filled pressure vessel.
13. Method according to any of the preceding claims, characterized in that the operation of exposing the ends of the coil windings takes place by means of a mechanical removal procedure.

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