[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

DE69310781T2 - Verfahren zur Herstellung von Magnetkernen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Magnetkernen

Info

Publication number
DE69310781T2
DE69310781T2 DE69310781T DE69310781T DE69310781T2 DE 69310781 T2 DE69310781 T2 DE 69310781T2 DE 69310781 T DE69310781 T DE 69310781T DE 69310781 T DE69310781 T DE 69310781T DE 69310781 T2 DE69310781 T2 DE 69310781T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
plate
manufacture
segments
recessed
turn
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69310781T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69310781D1 (de
Inventor
Robert Leonard Billings
Donald William Dahringer
Alan Michael Lyons
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AT&T Corp
Original Assignee
AT&T Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AT&T Corp filed Critical AT&T Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE69310781D1 publication Critical patent/DE69310781D1/de
Publication of DE69310781T2 publication Critical patent/DE69310781T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/041Printed circuit coils
    • H01F41/046Printed circuit coils structurally combined with ferromagnetic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006Printed inductances
    • H01F17/0033Printed inductances with the coil helically wound around a magnetic core
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/4902Electromagnet, transformer or inductor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002Electrical device making
    • Y10T29/4902Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49073Electromagnet, transformer or inductor by assembling coil and core
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49789Obtaining plural product pieces from unitary workpiece

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Description

    Hintergrund der Erfindung Technisches Gebiet
  • Die Erfindung betrifft die Herstellung kleiner Bauelemente, die, so wie sie im allgemeinen heute hergestellt werden, die Umwicklung eines weichmagnetischen Kerns mit Draht umfaßt. Eine bedeutende Klasse von Bauelementen enthält Transformatoren und Induktoren, die auf ringförmigen oder sonstwie magnetisch spaltlosen Kernen beruhen. In Betracht gezogene Strukturen können diskrete Bauelemente oder Teilbaugruppen, beispielsweise zum Einbau auf Leiterplatten, sein. Sie können vor Ort konstruiert sein, um einen integralen Teil einer Schaltung zu bilden.
  • Beschreibung des Standes der Technik
  • Drahtgewickelte Kernstrukturen wie beispielsweise Ringinduktoren und -transformatoren sind teuer herzustellen und werden im allgemeinen Windung für Windung von Hand oder von einer Maschine gewickelt. In bezug auf andere Bauelemente, z.B. Widerstände, Kondensatoren usw. tragen sie unverhältnismäßig stark zu den Kosten der vollständigen Schaltung bei. Das Problem ist am ausgeprägtesten bei spaltlosen Kernelementen, bei denen die Kosten auf der komplizierten Einrichtung/Verarbeitung beruhen, die mit der windungsweisen Einfädel-Ausfädeloperation des Wickelns verbunden ist. Die Kosten verschlimmern sich noch durch die Tendenz zu immer kleineren Bauelementen.
  • Der vorwiegende kommerzielle Weg ist weiterhin von Maschinen- oder Handwicklung von Spulenwindungen um Ringkerne herum abhängig. Daß das Problem erkannt wird, ist durch vorgeschlagene Alternativen bewiesen, die beim Studium von Patenten und Literatur zu Tage kommen. Dazu gehört: Wicklung mit mehreren Windungen von flexiblen Schaltungen, die größtenteils aus parallelen Leitwegen bestehen (siehe US-Patente 4,342,976 vom 3.8.82 und 4,755,783 vom 7.5.88); Bereitstellung paralleler Wege durch Bohren und Durchplattieren gefolgt von Metallisierung und Abgrenzung auf einer isolierenden Magnetlage (US-Patent 5,055,816 vom 8.10.91); sowie verschiedene Ansätze mit Zusammenpassung von Halbschaltungen tragenden Platten, wobei die Wicklungen mechanisch durch leitfähige Klammern vervollständigt werden (siehe US-Patent 4,536,733 vom 20.8.85).
  • Begriffe Wicklung oder drahtgewickelt
  • Diese Terminologie, so wie sie vom Techniker benutzt wird, bezieht sich auf Spulen oder Windungen, ganz gleich welcher Fertigungsart. In diesem Zusammenhang wird sie dazu benutzt, auf funktionsmäßig gleichwertige Alternativen zu dem buchstäblich umschließenden Draht des Standes der Technik Bezug zu nehmen.
  • Beschreibung der Erfindung
  • Die erfindungsgemäße Lehre ist bedeutenderweise von der Zusammenfügung zusammenpassender Platten, die Teil- oder "Halb-"Spulen tragen, mittels anisotropisch leitfähigen Klebstoffs zur gleichzeitigen Vollendung von Spulenwicklungen abhängig. Vollständige Wicklungen bestehen aus auf der Oberfläche getragenen Segmenten auf den Platten zusammen mit durchdringenden Oberfläche- Oberfläche-Plattensegmenten. Ein richtig entwickelter Klebstoff besteht aus einer Lösung, allgemein aus gleichmäßigen leitfähigen Teilchen - beispielhafterweise und in der Tat möglicherweise kugelförmig oder annähernd kugelförmig von entsprechender Größe und Anzahl, so daß durch die gleichzeitige Herstellung teilweiser Windungen die Spule vollendet werden kann. Wie ausführlich beschrieben, bieten solche "anisotropischen Klebstoffe", deren Zusammensetzung dem gegenwärtigen Stand der Technik entspricht, genügend Redundanz leitfähiger Wege, um statistisch für ausreichende Sicherstellung der Herstellung einzelner Wicklungen zu sorgen und dabei Kurzschlüsse zwischen Windungen zu vermeiden. Die gegenwärtig zufriedenstellendsten anisotropischen Klebstoffe, z.B. "AdCon", auf das unten Bezug genommen wird, sind höchstwahrscheinlich von einem Klebmittel auf Epoxidbasis oder einem sonstigen wärmeaushärtenden Klebmittel abhängig. Unzulänglichkeiten, die sonst den Ertrag verringern würden, können durch eine Anzahl von Mechanismen berücksichtigt werden. Möglicherweise kann ursprüngliche Oberflächenrauheit von Gebieten, die Halbspulenabschlüsse enthalten, durch flexible oder plastische Veformung in den Auflageflächen durch die Verwendung von abgeflachten oder gestreckten Kugeln und/oder durch Verzerrung oder Bruch von Kugeln während des Zusammenfügens aufgenommen werden. Verfügbare Klebmittel reichen dazu aus, die Zusammenfügung zu erhalten, die höchstwahrscheinlich während des Aushärtens durch Einklammern unterstützt wird.
  • Die beschriebene Spulenvollendung wird durch aneinander Anpassen von leitfähigen Inseln aus vergrößerter Anpassungsfläche sichergestellt, durch die Spulensegmente leitfähig verbunden sind. Solche Inseln können lithographisch, möglicherweise aus Folie oder möglicherweise aus abgelagertem Material, ausgebildet werden. Plattendurchdringende Segmente werden zweckdienlicherweise durch Durchplattieren von Löchern erzeugt, die gebohrt oder sonstwie in der anzupassenden Leiterplattenlage - höchstwahrscheinlich aus glasverstärktem Kunststoff oder sonstigem geeigneten elektrisch isolierenden Material - ausgebildet sind. Oberflächengetragene Segmente können lithographisch ausgebildet werden.
  • Zusammenhängende magnetisch spaltlose geschleifte Kerne - z.B. Ringkerne, quadratförmige Kerne ("squareoids") sind in Ausnehmungen enthalten. Wie in der Zeichnung dargestellt, kann der Kern in einer einzelnen Ausnehmung in einer der Platten enthalten sein, oder als Alternative können in beiden Platten aneinander angepaßte Ausnehmungen verringerter Tiefe vorgesehen sein. Auf dem letzteren Ansatz basierende Ausführungsformen umfassen aneinander angepaßte durchplattierte Löcher nur in beiden Platten. Auf dem ersten Ansatz basierende Ausführungsformen können auch auf aneinander angepaßten durchplattierten Löchern beruhen. Eine alternative Struktur beruht auf durchdringenden Segmenten in der ausgenommenen Platte, wobei die Spulenvollendung durch kontaktierende oberflächengetragene Segmente auf der Unterseite der nicht ausgenommenen Platte erreicht wird.
  • Es wird erwartet, daß die Lehre vorwiegend zum gleichzeitigen Aufbau vieler derartiger "drahtgewickelter" Konstruktionen Verwendung finden wird. Eine einzelne Schaltung oder ein einzelnes Schaltungsmodul kann eine Mehrzahl von Induktoren oder Transformatoren enthalten. Der erfindungsgemäße Ansatz wird höchstwahrscheinlich bei der Herstellung großer Platten benutzt, die später in Einzelschaltungen oder -module unterteilt werden können.
  • Bedeutenderweise erlaubt die erfindungsgemäße Lehre Flexibilität bei der Konstruktion, um den Kompromiß hinsichtlich der Anzahl und Größe von Elementen zu verringern. Durch gleichzeitige Bereitstellung von Windungssegmenten einer gegebenen Klasse - oberflächengetragen oder durchplattiert - sowie der Windungsvollendung während des Zusammenfügens - werden Kostenauswirkungen durch das Steigen der Anzahl von Spulenwindungen bedeutend verringert.
  • Es wird erwartet, daß die Erfindung anfänglich zur Herstellung von diskreten Bauelementen oder Modulen führen wird, die in nachfolgend zusammengebauten Schaltungen aufzunehmen sind. Die erfindungsgemäßen Verfahren sind sowohl für eine solche Herstellungsart geeignet als auch für den Endschaltungszusammenbau. Auch wird in Betracht gezogen, daß der Ansatz für die direkte Herstellung von Elementen vor Ort benutzt wird, so daß Schaltungen mit anderen Elementen - z.B. Widerständen, Kondensatoren, gewickelten Konstruktionen mit Luftkern oder Spalt, usw. entstehen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnung
  • Figur 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils eines Bauelements während der Herstellung und zeigt eine der zwei zusammenpassenden Lagen, die für Kernaufnahme ausgenommen und mit Spulenwindungsanschlußinseln versehen ist.
  • Figur 2 ist eine perspektivische auseinandergezogene Ansicht eines einzelnen Bauelementgebiets nach Figur 1A zusammen mit einem Kern - im vorliegenden Fall einem quadratförmigen Kern, und mit dem zusammenpassenden Teil der zweiten Lage, wobei die letztere mit Leiterbahnen zur Vollendung von Spulenwindungen versehen ist.
  • Die dargestellte Ausführungsform stellt zusammenpassende Ausnehmungen in beiden Lagen zur Unterbringung des Kerns bereit.
  • Figur 3 ist eine perspektivische Schnittansicht eines vollständigen Bauelements, das sich aus den in Figuren 1 und 2 gezeigten aufeinanderfolgenden Stufen ergibt und das als diskretes Bauelement anzusehen ist, das in einem Modul enthalten ist, oder als ein vor Ort aufgebautes Bauelement in einer Schaltung - z.B. in einer Hybridschaltung.
  • Figur 4 ist eine perspektivische auseinandergezogene Ansicht einer Ausführungsform, bei der der Kern vollständig in einer der zwei Platten unterzubringen ist. Für die bestimmte gezeigte Ausführungsform findet die Schaltungsvollendung mittels oberflächengetragener Segmente an der Unterseite der nicht ausgenommenen Anschlußplatte statt.
  • Ausführliche Beschreibung Die Zeichnung
  • Figur 1 zeigt eine Platte 10, die aus glasfaserverstärktem Epoxid - z.B. "FR-4" - bestehen kann. Ausnehmungen zur Aufnahme der Kerne, im vorliegenden Fall quadratische Kerne, sind durch sich schneidende ausgenommene Nuten 11 und 12 bereitgestellt. Für eine experimentelle Konstruktion mit einem quadratförmigen Kern mit Gesamtgröße von 0,25 Zoll (6,4 mm) wiesen die Aufnahmenuten eine Tiefe von 0,033 Zoll (0,8 mm) und eine Breite von 0,058 Zoll (1,5 mm) in der Platte mit einer Stärke von 0,047 Zoll (1,2 mm) auf. Nicht gezeigte Kernbeine wiesen im Querschnitt eine Höhe von 0,060 Zoll (1,5 mm) x 0,050 Zoll (1,3 mm) auf. Die vergrößerte Ansicht 1A zeigt Inseln 13 und 14, so wie sie im Kontakt mit durchplattierten, nicht gezeigten Leitern ausgebildet sind. Entsprechend einem erwarteten frühen Verwendungszweck können die Inseln 13 und 14 als Transformator-Primär- bzw. Sekundärwindungssegmenten entsprechend angesehen werden.
  • Ein experimentelles Modell war von der Bearbeitung - dem Sägen oder Schleifen für die Nuten und dem Bohren für die Durchverbindung abhängig. Dabei wurden Spulen mit 28 Windungen zusammen mit Kernen mit einer Gesamtgröße von 0,25 Zoll (6,4 mm) benutzt. Bei der Massenherstellung können andere Bearbeitungsformen oder Formpressen zur Anwendung kommen.
  • In Figur 2 wird eine geformte Lage 20 dargestellt, die als der der Lage 10 der Figur 1 entsprechend angesehen werden kann. Primär- und Sekundärinseln sind hier mit 21 bzw. 22 beziffert. Ein weichmagnetischer Kern, z.B. Ferritkern 23 - ein spaltloser Ringkern bzw. quadratförmiger Kern ("squareoid") ist vor der Einschichtung zwischen Lagen 20 und 24 dargestellt. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die Lagen 20 und 24 durch Schlitze 25 und 26 ausgenommen, um zusammenpassende Ausnehmungen mit halber Stärke zur Aufnahme des Kerns 23 zu definieren. Auf der Oberfläche der Lage 24 dargestellte gedruckte Schaltungen umfassen Primärsegmente, die in Inseln 27 zur Vollendung von Windungen einschließlich durchplattierter, mit Inseln 21 verbundener Leiter abschließen, und Sekundärsegmente, die in Inseln 28 zum Vollenden von Windungen einschließlich der Inseln 22 abschließen. Es wird gezeigt, daß die Inseln vergrößert sind, um die Erfordernisse hinsichtlich Paßgenauigkeit mit durchplattierten Löchern zu lockern und um eine bestimmte AdCon-Zusammensetzung zu berücksichtigen. Inseln 29 und 30 dienen zur Anschlußverbindung.
  • Die das nunmehr zusammengebaute Element 40 darstellende Figur 3 enthält zusammenpassende Lagen 41 und 42, die den Lagen 20 bzw. 24 der Figur 2 entsprechen. Ein nicht gezeigter Magnetkern, z.B. ein Ferritkern wie beispielsweise der Kern 23 der Figur 2, ist nunmehr in zusammengefügten Halbausnehmungen 44 und 45 untergebracht. Spulenwindungen oder "Wicklungen", Primärwindungen 46 und Sekundärwindungen 47, sind nunmehr über Inseln 48 vollendet, die wiederum durch die anisotropische Bondschicht 49 miteinander verbunden sind. Segmente 50 und 51 auf der Oberfläche der Lage 42 zusammen mit Segmenten 52 und 53 in Verbindung mit durchplattierten Leitern 54 und 55, die durch anisotropisch gebondete Inseln 48 miteinander verbunden sind, vollenden die "Wicklungen". Kontaktinseln 57 und zugehörige Leiterbahnen 58 bieten Zugang zur Primärspule. Bei der dargestellten Konstruktion erfolgt der Anschluß an die Sekundärspule durch Drähte 43 zusammen mit Inseln 59 (nur eine dargestellt).
  • Diese Segmente können aus Folie oder mittels verschiedener Druckverfahren wie den bei integrierten Schaltungen benutzten oder durch Siebdruck aufgebaut werden.
  • Die Figur 4 stellt die Ausführungsform dar, bei der das nicht gezeigte Kernglied in innerhalb einer Einzelplatte 61 vorgesehenen Ausnehmung 60 untergebracht ist. Wicklungen können wie bei Figur 3 durch Verwendung der Inseln 62 und 63 zusammen mit durchplattierten Löchern 64 vollendet werden. Dieselbe Anordnung kann bei der nicht ausgenommenen Platte 65 angewandt werden, oder kann als Alternative, wie bei einer experimentellen Konstruktion, von in Inseln abgeschlossenen, auf der unterseitigen kontaktierenden Oberfläche der Platte 65 vorgesehenen Segmenten 66 und 67 abhängig sein.
  • Kurze Beschreibung des Verfahrens
  • Es werden in Betracht gezogene Verfahrensschritte allgemein mit Eingabe möglicher Verarbeitungsparameter angeführt. Die Beschreibung betrifft größtenteils Konstruktionen, bei denen sich zusammenpassende Ausnehmungen die Unterbringung der Kerne teilen. Der alternative Ansatz ist von einer einzigen Aufnahmeausnehmung zusammen mit einer zusammenpassenden nicht ausgenommenen Platte nach Figur 4 abhängig. Bei einem solchen Ansatz kann die ausgenommene Platte auf dieselbe Weise entworfen und hergestellt werden.
  • Das Ziel der Beschreibung ist die Unterstützung des Praktikers und enthält als solche zusätzliche Schritte zu der erfindungsgemäßen Lehre selbst. Die bestimmte Reihenfolge und auch die Parameter sind nur als beispielhaft anzusehen und sollen keine weitere Begrenzung der beiliegenden Ansprüche darstellen. Traglagen sind geeigneterweise Leiterplatten in der Verwendung nach dem Stand der Technik. Ein als FR-4 bekanntes beispielhaftes Produkt beruht auf glasfaserverstärktem Kunststoff. (Siehe Microelectronics Packaging Handbook, Seiten 885- 909, R.R. Tummala und E.J. Rymaszewski, Herausgeber, Van Nostrand Reinhold, New York (1989)). In erster Näherung ergibt die Gesamtstärke von zusammengefügten Platten eine ähnliche mechanische Integrität wie die von Bauelementen des Standes der Technik, bei denen Einzelplatten mit dieser Gesamtstärke verwendet werden. Das Endprodukt enthält Spulenkonstruktionen, die aus Spulenwindungen bestehen, die jeweils aus Endsegmenten an einer Fläche jeder der zwei Platten zusammengesetzt sind, die wie besprochen durch durchplattierte Löcher und zusammenpassende Inseln miteinander zu verbinden sind. Diese so definierten Spulen umschließen zwischen den Platten eingeschichtete Magnetkerne.
  • Platten werden mit durchzuplattierenden Löchern und Ausnehmungen zur Aufnahme von Kernen versehen. Diese Formgebung ist experimentell durch Bearbeitung wie Bohren und Sägen erreicht worden. Massenherstellung durch Formgebung, wie beispielsweise durch Formpressen während der anfänglichen Vorbereitung der Platten oder danach, kann durch geeignete Wahl von Werkstoffen beschleunigt werden. Obwohl Alternativen denkbar sind, können oberflächengetragene leitfähige Gebiete auf den Platten - flächengetragene Windungssegmente und zugehörige Kontaktinseln und auch mit durchplattierten Löchern verbundene Verbindungsinseln lithographisch ausgebildet werden. Bei experimentellen Konstruktionen ist an beide Oberflächen angebondete Kupferfolie benutzt worden, und es ist wahrscheinlich, daß anfangs dieser Weg benutzt wird. Als möglicherweise für kleinere Entwurfsmaße besser geeignete Alternative kann Metallisierung andere Formen als die gegenwärtig bei der IC-Herstellung benutzten annehmen.
  • In experimentellen Modellen wurden Löcher gebohrt und durchplattiert. Durchplattierung umfaßte zwei Schritte - (a) stromlose Plattierung, (b) gefolgt von Elektroplattierung. Diese und auch geeignete alternative Prozeduren sind bekannt. Entsprechende Werkstoffe, Temperaturen, Zeiten usw. sind in einer Anzahl von Veröffentlichungen angegeben, siehe beispielsweise Printed Circuits Handbook, Kapitel 12 und 13, C.F. Coombs, Jr., Herausgeber, 3. Ausgabe, McGraw-Hill, New York (1988).
  • Flächengetragene Leiterschichten werden beispielsweise durch Photolithographie strukturiert. Möglicherweise in diesem Stadium ausgeführte alternative Ansätze umfassen die gezielte Ablagerung wie beispielsweise durch Rasterdruck oder Siebdruck durch eine mit Öffnungen versehene Maske hindurch. (Ein repräsentatives Beispiel in der Literatur ist das Handbook of Flexible Circuits, Seiten 198-209, Ken Gilleo, Herausgeber, Van Nostrand Reinhold, New York (1992)). Wenn man den gewöhnlichen photolithographischen Strukturierungsvorgang annimmt, der durch Bereitstellung einer kontinuierlichen unstrukturierten leitfähigen Schicht eingeleitet wird, wird nunmehr die Oberfläche belichtet und entwickelt, um die Entfernung unerwünschten leitfähigen Materials zu erlauben. Wenn die Platten nicht schon durch Bearbeitung oder Formpressen geformt worden sind, können sie in diesem Stadium geformt werden, um Kerne aufzunehmen.
  • Aus verschiedenen Betrachtungen kann sich eine Bevorzugung einer einzelnen Ausnehmung anstatt zusammenpassender Ausnehmungen ergeben. Durch Aufnahme der Kernkonstruktion in einer Einzelplatte kann die nicht ausgenommene Platte mit betrieblichem oder wirtschaftlichem Vorteil dünner gemacht werden. Zusammenpassende Zusammenschaltungsinseln werden nunmehr mit anisotropisch leitfähigem Klebstoff beschichtet. Das aufgetragene beispielhafte Material AdCon besteht aus ungehärtetem wärmeaushärtendem Harz, das mit für die Insel-Insel- Leitung verantwortlichen Teilchen beladen wird. (Man siehe "Surface Mount Assembly of Devices Using AdCon Connections" (Oberflächenmontierter Zusammenbau von Bauelementen unter Verwendung von AdCon-Verbindungen) US-Patent 5,365,656.) Eine typische AdCon-Zusammensetzung besteht aus gemischtem Diglycidylether von Bisphenol-A- Epoxid und einem Amin-Aushärtemittel, das als Suspensionsmittel für die Teilchen dient. In einer Reihe von Experimenten verwendete Zusammensetzungen enthielten zwischen 5 und 15 Volumenprozent gleichförmig bemessener Kugeln aus silberplattiertem Glas mit Durchmesser 10-20 µm. Eine mögliche anfängliche Herstellung wird sich auf diskrete Elemente oder Teilbaugruppen richten. Auf die Aushärtung des Klebstoffs folgt die Unterteilung. Auf Schaltungsendherstellung gerichtete Ausbildung vor Ort ist möglicherweise durch gleichzeitige Verfahrensschritte begleitet worden, die z.B. auf den Aufbau anderer Bauelemente und auch zugehöriger Schaltungen gerichtet waren. In manchen Fällen kann Vor- und auch Nachverarbeitung angedeutet sein, die auf die Aufnahme anderer Bauelemente gerichtet ist.
  • Abmessungen
  • Bei den aufgeführten Abmessungen handelt es sich um die in experimentellen Konstruktionen benutzten. Zum größten Teil wird erwartet, daß sie, obwohl sie für eine mögliche anfängliche Herstellung relevant sind, einer bedeutenden Verkleinerung unterzogen werden, die teilweise durch den erfindungsgemäßen Einsatz erlaubt ist.
  • Zusammenschaltungsinseln - Inseln mit 10 x 15 mil (1 mil = 10&supmin;³ Zoll 25,4 µm) (254 x 281 µm) ergeben auf Grundlage des obigen AdCon-Beispiels 25 Teilchen- Zusammenschaltungswege.
  • Leitungen - Windungssegmente oder sonstige Schaltungen - mit Abmessung 5 mil (127 µm) breit mal 0,70 (17,8 µm) hoch basierten auf "half ounce copper foil" (14-gm Kupferfolie).
  • Elektrische Verbindung mit Spulenherstellung der Anschlußinseln waren 50 x 50 mil (1270 x 1270 µm).
  • Kerne - Ringkerne oder quadratförmige "squareoids" hatten die Gesamtabmessung 250 mil (6350 µm) - 60 mil (1524 µm) hoch mal 50 mil (1270 µm) breit auf einer Seite. Für die experimentellen Konstruktionen wurden magnetisch weiche "MnZn-"Ferritkerne benutzt. Im allgemeinen ist das Kernmaterial weich und bestand aus bereichsmagnetischem Material - ferrimagnetisch oder ferromagnetisch. Die Permeabilität liegt möglicherweise im Bereich von 10 bis 20.000.

Claims (18)

1. Herstellung mit Konstruktion mindestens eines Magnetkreis-Bauelements mit mindestens einer Wicklung, die im wesentlichen aus mindestens einer Windung (46) elektrisch leitfähigen Materials um einen spaltlosen Kern (23) weichmagnetischen Materials besteht, wobei die mindestens eine Windung durch Zusammenfügen von Windungsgliedern produziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Bauelement durch Übereinanderschichten von Platten (41), (42) getragen wird, von denen mindestens eine zum Umschließen eines solchen Kernes ausgenommen ist, daß jede derartige Windung im wesentlichen aus elektrisch leitfähigen Segmenten mit einem ersten auf der Oberfläche getragenen Segment (50) auf einer solchen Platte (41) und einem zweiten auf der Oberfläche getragenen Segment (52) auf der zweiten derartigen Platte (42) zusammen mit zwei plattendurchdringenden Segmenten (54), (55) besteht, die so positioniert sind, daß die Übereinanderschichtung das elektrische Zusammenfügen von Segmentteilen (50), (52) bewirkt, um die elektrische Vervollständigung jeder derartigen Windung (46) zu ergeben, und daß zu dem Zusammenfügen die Benetzung von mindestens Gebieten von paarigen Oberflächen der besagten Platten (41), (42) durch Verwendung eines Benetzungsmittels gehört, wobei das besagte Mittel im wesentlichen aus Klebstoff besteht, der elektrisch leitfähige Teilchen einer derartigen Größe und Verteilung enthält, um solche Segmentteile statistisch zusammenzufügen und dabei solche Mehrschichtplatten haftend zu verbinden, um eine solche Windung zu vervollständigen und dabei ein unerwünschtes elektrisches Zusammenschalten bei einem beliebigen derartigen Segment zu vermeiden, wobei die besagten Gebiete die elektrisch zusammenzufügenden Segmentteile sowohl einschließen als auch sich über diese hinaus erstrecken.
2. Herstellung nach Anspruch 1, wobei die plattendurchdringenden Segmente im wesentlichen aus Löchern bestehen, die durch Ende-Ende-Innenplattierung elektrisch leitfähig gemacht worden sind, und wobei zusammenzufügende Segmentteile mit leitfähigen Inseln mit im Vergleich zu dem Querschnittsbereich von plattendurchdringenden Segmenten vergrößertem Bereich versehen sind, um Ungenauigkeiten bei der Positionierung von zusammenzufügenden Teilen Rechnung zu tragen.
3. Herstellung nach Anspruch 2, wobei eine solche Wicklung eine Mehrzahl von Windungen enthält.
4. Herstellung nach Anspruch 3 mit Konstruktion einer Mehrzahl solcher Schaltungsbauelemente.
5. Herstellung nach Anspruch 4 mit Auseinandertrennen von Mehrschichtplatten nach Zusammenfügung, um diskrete Vorrichtungen oder Module oder Schaltkreise zu ergeben.
6. Herstellung nach Anspruch 1, wobei auf der Oberfläche getragene Segmente auf mindestens einer derartigen Platte durch photolithographische Strukturierung aus einer fortlaufenden Schicht hergestellt werden.
7. Herstellung nach Anspruch 6, wobei eine solche photolithographische Strukturierung die Ausbildung einer Hilfsschaltung bedeutet.
8. Herstellung nach Anspruch 7, wobei eine solche Hilfsschaltung nicht-magnetische Schaltungsbauelemente enthält.
9. Herstellung nach Anspruch 1, wobei der besagte Klebstoff wärmeaushärtend ist und wobei die besagten Teilchen eine glatte Oberfläche aufweisen.
10. Herstellung nach Anspruch 9, wobei die eingeschlossenen Teilchen kugelförmig, abgeplattet oder gestreckt sind.
11. Herstellung nach Anspruch 10, wobei die eingeschlossenen Teilchen im wesentlichen kugelförmig und von annähernd gleicher Größe sind.
12. Herstellung nach Anspruch 11, wobei die eingeschlossenen Teilchen mit elektrisch leitfähigem Material beschichtet sind.
13. Herstellung nach Anspruch 12, wobei die eingeschlossenen Teilchen aus beschichteten dielektrischen Kugeln bestehen.
14. Herstellung nach Anspruch 1, wobei beide Mehrschichtplatten so ausgenommen sind, daß der besagte Kern in paarigen Ausnehmungen umschlossen ist und wobei jede der besagten Platten plattendurchdringende Segmente enthält, so daß jede Windung vier plattendurchdringende Segmente enthält.
15. Herstellung nach Anspruch 1, wobei nur eine der besagten Platten ausgenommen ist, wodurch sich eine ausgenommene Platte und eine nichtausgenommene Platte ergibt.
16. Herstellung nach Anspruch 15, wobei sowohl die ausgenommene Platte als auch die nichtausgenommene Platte plattendurchdringende Segmente enthält, so daß jede Windung vier plattendurchdringende Segmente enthält.
17. Herstellung nach Anspruch 15, wobei nur die besagte ausgenommene Platte plattendurchdringende Segmente enthält, so daß jede Windung nur zwei plattendurchdringende Segmente enthält.
18. Herstellung nach Anspruch 17, wobei auf der Oberfläche getragene Segmente auf der nichtausgenommenen Platte auf der der ausgenommenen Platte gegenüberliegenden Oberfläche liegen.
DE69310781T 1992-02-14 1993-02-04 Verfahren zur Herstellung von Magnetkernen Expired - Fee Related DE69310781T2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/835,793 US5257000A (en) 1992-02-14 1992-02-14 Circuit elements dependent on core inductance and fabrication thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69310781D1 DE69310781D1 (de) 1997-06-26
DE69310781T2 true DE69310781T2 (de) 1997-09-04

Family

ID=25270475

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69310781T Expired - Fee Related DE69310781T2 (de) 1992-02-14 1993-02-04 Verfahren zur Herstellung von Magnetkernen

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5257000A (de)
EP (1) EP0555994B1 (de)
JP (1) JPH0613255A (de)
KR (1) KR930018769A (de)
CA (1) CA2087794C (de)
DE (1) DE69310781T2 (de)
ES (1) ES2101941T3 (de)
HK (1) HK1002719A1 (de)

Families Citing this family (48)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9019571D0 (en) * 1990-09-07 1990-10-24 Electrotech Instr Ltd Power transformers and coupled inductors with optimally interleaved windings
US5525941A (en) * 1993-04-01 1996-06-11 General Electric Company Magnetic and electromagnetic circuit components having embedded magnetic material in a high density interconnect structure
US5541567A (en) * 1994-10-17 1996-07-30 International Business Machines Corporation Coaxial vias in an electronic substrate
US5781091A (en) * 1995-07-24 1998-07-14 Autosplice Systems Inc. Electronic inductive device and method for manufacturing
EP0851439B1 (de) * 1996-12-26 2002-03-06 Citizen Electronics Co., Ltd. Modulare oberflächenmontierte Schaltungsanordnung und Verfahren zu ihrer Herstellung
JP4030028B2 (ja) * 1996-12-26 2008-01-09 シチズン電子株式会社 Smd型回路装置及びその製造方法
DE19723068C1 (de) * 1997-06-02 1999-05-12 Vacuumschmelze Gmbh Induktives Bauelement
DE10002377A1 (de) 2000-01-20 2001-08-02 Infineon Technologies Ag Spule und Spulensystem zur Integration in eine mikroelektronische Schaltung sowie mikroelektronische Schaltung
US6531945B1 (en) * 2000-03-10 2003-03-11 Micron Technology, Inc. Integrated circuit inductor with a magnetic core
CN1240086C (zh) * 2000-05-19 2006-02-01 P·A·哈丁 有槽磁芯变压器
TWI258154B (en) 2000-09-22 2006-07-11 Flex Multi Fineline Electronix Electronic transformer/inductor devices and methods for making same
US6792667B2 (en) * 2001-10-23 2004-09-21 Di/Dt, Inc. Fully automatic process for magnetic circuit assembly
US7135952B2 (en) * 2002-09-16 2006-11-14 Multi-Fineline Electronix, Inc. Electronic transformer/inductor devices and methods for making same
US7306008B2 (en) * 2004-04-05 2007-12-11 Tornay Paul G Water leak detection and prevention systems and methods
US7436282B2 (en) * 2004-12-07 2008-10-14 Multi-Fineline Electronix, Inc. Miniature circuitry and inductive components and methods for manufacturing same
RU2007120247A (ru) * 2004-12-07 2009-01-20 Малти-Файнлайн Электроникс, Инк. (Us) Миниатюрные схемы, индуктивные элементы и способы их производства
US7645941B2 (en) 2006-05-02 2010-01-12 Multi-Fineline Electronix, Inc. Shielded flexible circuits and methods for manufacturing same
US8941457B2 (en) * 2006-09-12 2015-01-27 Cooper Technologies Company Miniature power inductor and methods of manufacture
US9589716B2 (en) 2006-09-12 2017-03-07 Cooper Technologies Company Laminated magnetic component and manufacture with soft magnetic powder polymer composite sheets
US8378777B2 (en) 2008-07-29 2013-02-19 Cooper Technologies Company Magnetic electrical device
US8466764B2 (en) 2006-09-12 2013-06-18 Cooper Technologies Company Low profile layered coil and cores for magnetic components
US8310332B2 (en) * 2008-10-08 2012-11-13 Cooper Technologies Company High current amorphous powder core inductor
US7791445B2 (en) * 2006-09-12 2010-09-07 Cooper Technologies Company Low profile layered coil and cores for magnetic components
EP2095379A4 (de) 2006-11-14 2012-12-19 Pulse Eng Inc Drahtlose induktive vorrichtung und verfahren
US7489226B1 (en) * 2008-05-09 2009-02-10 Raytheon Company Fabrication method and structure for embedded core transformers
US9859043B2 (en) 2008-07-11 2018-01-02 Cooper Technologies Company Magnetic components and methods of manufacturing the same
US9558881B2 (en) 2008-07-11 2017-01-31 Cooper Technologies Company High current power inductor
US8659379B2 (en) 2008-07-11 2014-02-25 Cooper Technologies Company Magnetic components and methods of manufacturing the same
US8279037B2 (en) * 2008-07-11 2012-10-02 Cooper Technologies Company Magnetic components and methods of manufacturing the same
US7982572B2 (en) 2008-07-17 2011-07-19 Pulse Engineering, Inc. Substrate inductive devices and methods
US9664711B2 (en) 2009-07-31 2017-05-30 Pulse Electronics, Inc. Current sensing devices and methods
US9823274B2 (en) 2009-07-31 2017-11-21 Pulse Electronics, Inc. Current sensing inductive devices
US8591262B2 (en) 2010-09-03 2013-11-26 Pulse Electronics, Inc. Substrate inductive devices and methods
WO2013130842A1 (en) 2012-03-02 2013-09-06 Pulse Electronics, Inc. Deposition antenna apparatus and methods
US9304149B2 (en) 2012-05-31 2016-04-05 Pulse Electronics, Inc. Current sensing devices and methods
US20140125446A1 (en) 2012-11-07 2014-05-08 Pulse Electronics, Inc. Substrate inductive device methods and apparatus
US10020561B2 (en) 2013-09-19 2018-07-10 Pulse Finland Oy Deposited three-dimensional antenna apparatus and methods
US10141107B2 (en) * 2013-10-10 2018-11-27 Analog Devices, Inc. Miniature planar transformer
KR102123615B1 (ko) 2014-02-12 2020-06-17 펄스 핀랜드 오와이 전도성 부재 배치 및 형성을 위한 방법 및 장치
US9959967B2 (en) 2014-05-15 2018-05-01 Analog Devices, Inc. Magnetic devices and methods for manufacture using flex circuits
US9833802B2 (en) 2014-06-27 2017-12-05 Pulse Finland Oy Methods and apparatus for conductive element deposition and formation
GB2535761B (en) * 2015-02-26 2019-08-07 Murata Manufacturing Co An embedded magnetic component device
GB2535763B (en) * 2015-02-26 2018-08-01 Murata Manufacturing Co An embedded magnetic component device
US10763028B2 (en) 2015-04-10 2020-09-01 Delta Electronics, Inc. Magnetic component and magnetic core of the same
TWI557759B (zh) * 2015-04-10 2016-11-11 台達電子工業股份有限公司 集成式電感及其集成式電感磁芯
CA3074257A1 (en) 2017-08-29 2019-03-07 Weightrx Inc. System and method of automated tracking of consumable products
FR3106456B1 (fr) * 2020-01-16 2024-09-20 Commissariat Energie Atomique Dispositif électromagnétique de conversion d’énergie
US20220093314A1 (en) * 2020-09-18 2022-03-24 Intel Corporation Package embedded magnetic power transformers for smps

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR58522E (fr) * 1948-03-18 1954-01-27 J M Dard & Cie Ets Procédé de fabrication des circuits magnétiques
US3881244A (en) * 1972-06-02 1975-05-06 Texas Instruments Inc Method of making a solid state inductor
US3765082A (en) * 1972-09-20 1973-10-16 San Fernando Electric Mfg Method of making an inductor chip
US4117588A (en) * 1977-01-24 1978-10-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Method of manufacturing three dimensional integrated circuits
DE3165884D1 (en) * 1980-02-01 1984-10-18 Hasler Ag Pulse transformer and its use as isolation transformer
US4536733A (en) * 1982-09-30 1985-08-20 Sperry Corporation High frequency inverter transformer for power supplies
US4755783A (en) * 1986-11-18 1988-07-05 Rogers Corporation Inductive devices for printed wiring boards
JPS63271911A (ja) * 1987-04-28 1988-11-09 Toko Inc 積層電子部品の製造方法
JPH01302809A (ja) * 1988-05-31 1989-12-06 Tokyo Electric Co Ltd 基板用電磁装置
US4975671A (en) * 1988-08-31 1990-12-04 Apple Computer, Inc. Transformer for use with surface mounting technology
JP2700184B2 (ja) * 1989-06-02 1998-01-19 清水建設株式会社 地盤の透水試験装置
US5055816A (en) * 1989-06-26 1991-10-08 Motorola, Inc. Method for fabricating an electronic device
JPH03219606A (ja) * 1990-01-24 1991-09-27 Toko Inc 積層インダクタの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR930018769A (ko) 1993-09-22
CA2087794A1 (en) 1993-08-15
EP0555994B1 (de) 1997-05-21
EP0555994A1 (de) 1993-08-18
US5257000A (en) 1993-10-26
HK1002719A1 (en) 1998-09-11
JPH0613255A (ja) 1994-01-21
DE69310781D1 (de) 1997-06-26
ES2101941T3 (es) 1997-07-16
CA2087794C (en) 1998-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69310781T2 (de) Verfahren zur Herstellung von Magnetkernen
EP0473875B1 (de) Verfahren zum Herstellen einer HF-Magnetspulenanordnung in Chip-Bauweise
DE69510630T2 (de) Leiterrahmen mit einem induktor oder einer ähnlichen magnetischen komponente
DE69626747T2 (de) Gedruckte Leiterplatte und ihre Anordnung
DE68920607T2 (de) Verfahren zum Aufbau einer Leiterplatten-Anordnung von hoher Leistungsfähigkeit.
DE102012216101B4 (de) Verfahren zum Herstellen einer in einem Substrat integrierten Spule, Verfahren zur Herstellung einer mehrschichtigen Leiterplatte und elektronisches Gerät
DE4422827C2 (de) Geschichtete vergossene elektrische Wicklung sowie Transformatoreinheit und Verfahren zu deren Herstellung
DE68907089T2 (de) Leiterplatten mit niedriger Dielektrizitätskonstante.
DE69207520T2 (de) Elektrische Leiterplattenbaugruppe und Herstellungsverfahren für eine elektrische Leiterplattenbaugruppe
DE10220981B4 (de) Sensor für schwach magnetische Felder unter Verwendung der Herstellungstechnik für gedruckte Leiterplatten und Verfahren zum Herstellen eines solchen Sensors
DE10112460B4 (de) Mehrschicht-Induktivität
EP2724597B1 (de) Elektronische baugruppe und verfahren zu deren herstellung
DE3536908A1 (de) Induktivitaetselement und verfahren zur herstellung desselben
DE10220982B4 (de) Sensor für schwach magnetische Felder unter Verwendung der Herstellungstechnik für gedruckte Leiterplatten und Verfahren zum Herstellen eines solchen Sensors
DE2825854A1 (de) Hybridtransformatoreinrichtung
DE4233086A1 (de) Geschichtete spule und verfahren zu ihrer herstellung
WO1998056016A1 (de) Induktives bauelement
DE10220983B4 (de) Sensor für schwach magnetische Felder unter Verwendung der Herstellungstechnik für gedruckte Leiterplatten und Verfahren zum Herstellen eines solchen Sensors
DE60004173T2 (de) Induktives elektronisches bauteil, und herstellungsverfahren
DE4020498A1 (de) Verbessertes verfahren zur herstellung von leiterplatten nach dem drahtschreibeverfahren
DE69815473T2 (de) Planare wicklungsstruktur und flaches magnetisches bauteil mit reduzierten abmessungen und verbesserten thermischen eigenschaften
EP3924985A1 (de) Spule und verfahren zur herstellung der spule
DE102009010874A1 (de) Mehrlagige Schaltungsanordnung und Verfahren zu deren Herstellung
EP0799487A1 (de) Elektrisches bauteil, insbesondere spule, vorzugsweise für smd-montagetechnik
WO2004030429A1 (de) Verfahren zur herstellung von starr-flexiblen leiterplatten und leiterplatte mit mindestens einem starren bereich und mindestens einem flexiblen bereich

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee