特許第5980240号(P5980240)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5980240
(24)【登録日】2016年8月5日
(45)【発行日】2016年8月31日
(54)【発明の名称】セラミックコアを備えたコイルボディ
(51)【国際特許分類】
   C04B 35/581 20060101AFI20160818BHJP
   C04B 41/88 20060101ALI20160818BHJP
【FI】
   C04B35/58 104D
   C04B41/88 C
【請求項の数】33
【全頁数】15
(21)【出願番号】特願2013-558393(P2013-558393)
(86)(22)【出願日】2012年3月12日
(65)【公表番号】特表2014-510690(P2014-510690A)
(43)【公表日】2014年5月1日
(86)【国際出願番号】EP2012054274
(87)【国際公開番号】WO2012123413
(87)【国際公開日】20120920
【審査請求日】2015年2月27日
(31)【優先権主張番号】102011005447.2
(32)【優先日】2011年3月11日
(33)【優先権主張国】DE
(73)【特許権者】
【識別番号】511004645
【氏名又は名称】セラムテック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング
【氏名又は名称原語表記】CeramTec GmbH
(74)【代理人】
【識別番号】100114890
【弁理士】
【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス=ラインハルト
(74)【代理人】
【識別番号】100099483
【弁理士】
【氏名又は名称】久野 琢也
(72)【発明者】
【氏名】アレクサンダー ドーン
(72)【発明者】
【氏名】ローラント レナイス
(72)【発明者】
【氏名】アルフレート ティム
【審査官】 立木 林
(56)【参考文献】
【文献】 特開2004−006370(JP,A)
【文献】 特開平07−187788(JP,A)
【文献】 特開2007−112635(JP,A)
【文献】 特開平07−267739(JP,A)
【文献】 独国特許出願公開第19828574(DE,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C04B 35/581
H01J 37/147
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ラミックコアを有しているコイルボディであって、
前記セラミックコアは、28W/mKを上回る熱伝導率を有する材料から成り、
前記セラミックコアは、AlNと、10%までの量の焼結助剤と、を含有している、
ことを特徴とするコイルボディ。
【請求項2】
前記セラミックコアは、0.5〜10%の量の焼結助剤を含有している、
請求項1記載のコイルボディ。
【請求項3】
前記セラミックコアは、2〜6%の量の焼結助剤を含有している、
請求項1または2記載のコイルボディ。
【請求項4】
前記セラミックコアはAlNと、焼結助剤としてのY、別の希土類化合物CaOおよび/またはMgOを含有している、
請求項1から3までのいずれか1項記載のコイルボディ。
【請求項5】
前記セラミックコアはAlN−4%Yを含有している、
請求項1から4までのいずれか1項記載のコイルボディ。
【請求項6】
請求項1から5までのいずれか1項記載のコイルボディを製造する方法であって、
前記コイルボディの基体を、適切な有機物における適切な顆粒体から、適切なプレス方法によって製造し、
所望の形にプレスされた前記基体を焼結し、前記セラミック上に接着性のメタライジングを形成する
法。
【請求項7】
前記顆粒体として噴霧顆粒体を使用する、
請求項6記載の方法。
【請求項8】
前記有機物はワックスとバインダーを含有している、
請求項6または7記載の方法。
【請求項9】
前記プレス方法としてドライプレス方法を使用する、
請求項6から8までのいずれか1項記載の方法。
【請求項10】
前記顆粒体としての前記噴霧顆粒体は、焼結助剤の成分を含有している、
請求項7から9までのいずれか1項記載の方法。
【請求項11】
焼結助剤としてY、別の希土類化合物CaOおよび/またはMgOを使用する、
請求項6から10までのいずれか1項記載の方法。
【請求項12】
前記焼結助剤を0.5〜10%の量で使用する、
請求項6から11までのいずれか1項記載の方法。
【請求項13】
前記焼結助剤を2〜6%の量で使用する、
請求項6から12までのいずれか1項記載の方法。
【請求項14】
所望の形状にプレスされた前記基体を、保護ガス雰囲気内で焼結する、
請求項6から13までのいずれか1項記載の方法。
【請求項15】
前記保護ガスとして窒素を使用する、
請求項14記載の方法。
【請求項16】
前記コイルボディを1700℃で焼結する、
請求項6から15までのいずれか1項記載の方法。
【請求項17】
前記コイルボディのメタライジング時に、同じ形状の複数のコイルボディ(2)を装置(3)によって、メタライジングされるべき表面領域(5、21)が下を向くように同じ配向に保ち、これによって成型体(2)の端面(5)を形成し、
全ての成型体(2)の前記端面(5)を同じ高さに配置し、
前記メタライジングされるべき表面領域(5、21)が完全にメタラインジングペースト(13)によって覆われるまで、前記成型体(2)を前記装置(3)によって前記メタライジングペースト(13)内に沈め、
その後、前記メタライジングペースト(13)の組成に合わせられた熱処理を前記成型体(2)に施す、
請求項6から16までのいずれか1項記載の方法。
【請求項18】
前記メタラインジングペースト(13)を、トレイ(12)内に充填する、
請求項17記載の方法。
【請求項19】
前記メタラインジングペースト(13)を所定の厚さの層(28)として、水平に配置された平らな面(112)上に塗布する、
請求項17または18記載の方法。
【請求項20】
前記メタラインジングペースト(13、13’)のペースト化のために、(2−ブトキシエチル)アセテートを使用する、
請求項17から19までのいずれか1項記載の方法。
【請求項21】
前記メタラインジングペースト(13)は、160000から250000mPa・sまでの粘性を有している、
請求項17から20までのいずれか1項記載の方法。
【請求項22】
前記成型体(2)が、前記成型体(2)から延在する脚部(21)を有している場合には、前記脚部(21)が沈む深さ(25)を、前記成型体(2)の大きさと前記脚部(21)の長さに依存して、前記脚部(21)の長さの90%までの範囲内で選択する、
請求項17から21までのいずれか1項記載の方法。
【請求項23】
前記成型体(2)が、前記成型体(2)から延在する脚部(21)を有している場合には、前記脚部(21)が沈む深さ(25)を、前記成型体(2)の大きさと前記脚部(21)の長さに依存して、前記脚部(21)の長さの60%までの範囲内で選択する、
請求項17から21までのいずれか1項記載の方法。
【請求項24】
前記成型体(2)のメタライジングされるべき前記表面領域(5、21)が前記メタラインジングペースト(13)内に留まる時間は0.2〜2秒である、
請求項17から23までのいずれか1項記載の方法。
【請求項25】
前記成型体(2)の前記表面領域(5、21)上に前記メタライジングペースト(13)を塗布した後、前記成型体(2)を前記メタライジングペースト(13)から引き上げ、
前記成型体(2)の、前記メタライジングペースト(13)によって覆われた端面(5)を所定の持続時間、平らな面(14、114、214、314)上に載置し、前記面(14、114、214、314)上での当該載置時に、余剰メタライジングペースト(13’)を除去する、
請求項17から24までのいずれか1項記載の方法。
【請求項26】
前記平らな面(214)をパターニングし、前記余剰メタライジングペースト(13’)をパターニング(41、42)内に流す、
請求項25記載の方法。
【請求項27】
前記成型体(2)の前記端面(5)をこし器(314)上に載置する、
請求項25記載の方法。
【請求項28】
前記余剰メタライジングペースト(13’)を除去するための、前記面(14、114、214、314)上での載置の前記所定の持続時間は、0.2〜2秒である、
請求項25から27までのいずれか1項記載の方法。
【請求項29】
前記面(14、114)から前記成型体(2)を離した後、前記余剰メタライジングペースト(13’)を当該面(14、114)から除去する、
請求項25から28までのいずれか1項記載の方法。
【請求項30】
前記余剰メタライジングペースト(13’)をドクターナイフ(19、119)によって削り取る、
請求項29記載の方法。
【請求項31】
前記余剰メタライジングペースト(13’)を洗い流す、
請求項28または29記載の方法。
【請求項32】
前記余剰メタライジングペースト(13’)は自動的に、前記面(214、314)から流れ出る、
請求項26または27記載の方法。
【請求項33】
前記メタライジングペースト(13)の塗布と前記余剰メタライジングペースト(13’)の排出との間に、前記成型体(2)が保持されている前記装置(3)と、前記メタライジングペースト(13)を有する前記トレイ(12)または前記面(112)及び前記余剰メタラインジングペースト(13’)を受容する面(14、114、214、314)を相対的に動かす、
請求項25から32までのいずれか1項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の構成要件は、セラミックコアを備えたコイルボディ(チョークコイル、周波数フィルタ)である。
【0002】
強磁性または反磁性材料、例えばAlから成るセラミックコアを備えた小型コイルボディ(チョークコイル、周波数フィルタ)は、高周波技術において良く知られており、広く使用されている。コアは主に、ドライプレスによって製造され、角張ったエッジまたは丸められたエッジを有する蹄鉄状の構造を有しており、終端部でメタライジングされ、銅条または銅線等から成る巻き線を担う。既知の構造サイズは、1206、0805、0402である。これらは、骨型でも提供可能である。
【0003】
強磁性または反磁性材料、例えばAl等のから成るセラミックコアを備えたコイルボディは、高い周波数において、発生した熱を良好に導出することができない。Alは、約28W/mKの熱伝導率(WLF)を有している。
【0004】
従って、本発明の課題は、従来技術の欠点を有していない、セラミックコアを備えたコイルボディを提供することである。
【0005】
上述の課題は、請求項1の特徴部分の構成を用いて解決される。本発明の有利な構成は、従属請求項に記載されている。
【0006】
驚くべきことに、熱伝導率が高い、電気的絶縁性の材料、例えば反磁性AlN、有利にはAlN−4%Yから成るセラミックコアを備えたコイルボディが、高い周波数において、生じた熱をより良好に導出できることが見出された。これによって、電気抵抗が小さくなり、Q値が高く保持される。本発明に相応して使用されるAlN材料は、170W/mKを超える熱伝導率に達する。基体は、ドライプレスによって、相応する顆粒体から製造される。この顆粒体は、例えばワックスとバインダーから成る適切な有機物において、AlNから成る噴霧顆粒体を含んでいる。これは、通常は有利には2〜6%の焼結助剤、例えばYまたは別の希土類化合物の成分を有しており、場合によっては、CaO、MgOも含んでいる(範囲は基本的に、約0.5%〜約10%に達し得る)。
【0007】
所望の形状にプレスされた基体は、AlNにとって通例の温度において焼結される。AlN−Yの場合には有利には、窒素環境のもとで、1700℃で焼結される。この場合には、接着性のメタライジングがセラミック上にもたらされる。
【0008】
このメタライジングは、コイルワイヤーの固定および回路ボード上のはんだ取り付けに用いられる。これは例えば、
a)約1250℃での低湿燃焼されたタングステン(ガラス)を用いて+無電解ニッケルはんだ付け可能
b)例えば1250℃でNのもとでウエット燃焼された、モリブデンマンガン+無電解ニッケルを用いて、
c)はんだ付け可能な銀を用いて、
d)銀−パラジウムまたは銀パラジウムプラチナまたは銀プラチナまたはプラチナを用いて、
e)銅を用いて
実施される。
【0009】
バリエーションa〜dは、金属粉体の他に、通常は、さらにガラスを必要とする。これは、特にAlNに適している。すなわち、窒素形成のもとで緩慢にしかAlNと反応しない、または、全く反応しない。これらは主に、ZnOをベースにして製造される。このメタライジングは、酸化を伴い、850℃で燃焼される。
【0010】
メタライジング方法としては、浸漬、シルクスクリーン印刷または噴霧(「インクジェット」に類する様式)が用いられる。メタライジングに適した方法は例えば、DE19828574B4号に記載されている。
【0011】
本発明の成型体において、はんだ接続のためにコンタクト面を製造するために、本発明の成型体は、そのために設けられた表面領域、コンタクト面で、メタライジングされる。成型体がこれに続いて、自身の所定の使用目的に相応に処理されている場合には、成型体は、自身のコンタクト面で回路上にはんだ付けされる、または接続端子がコンタクト面上にはんだ付けされる。
【0012】
コンタクト面のメタライジングは、公知の方法で、メタライジングペーストを構成部分上に、その上に設けられている表面領域上に塗布し、これに続いて熱処理を行うことによって行われる。メタライジングペーストは、ローラー、シルクスクリーン印刷またはパッド印刷によって塗布される。このような塗布方法は、例えば、「Mo−Mn Metallization on AlN Substrate(Ceramic Transactions 15/1990、第365頁〜第374頁)」から公知である。例えば、約6mmの長さと4mmの幅と3mmの高さを有する、巻き線体の特に小さい寸法を有するU字型のセラミックコイルボディでは、脚部は、約1.2mmの幅の場合に、約0.6mmの長さを有する。従って、U字型脚部の端面上の、各メタライジングされるべき面は、約3.6mmである。既知の印刷方法によって、脚部の、端面に続く面は、極めて僅かにしか、はんだペーストによって濡れない。このような小さい寸法の所定のコンタクト面上でのはんだ接続の場合、接着性に関する問題が生じる。
【0013】
はんだ接続の重要なパラメータは、セラミック材料、メタライジングペーストおよびはんだの組成、並びに要求されている接着性である。この接着性は、実質的にコンタクト面の大きさによって影響される。メタライジングペーストの既知の塗布方法の場合には、多数の成型体が次のように配向される。すなわち、印刷されるべき面が全て、同じ方向に配向されるように、配向される。成型体のこれらの端面は、次に、メタライジングペーストによって覆われる。覆われたこの端面に続く面は、縁部にわたって流れ出るメタライジングペーストによって、通常は、約0.06mmの広がりまで濡れる。ここに記載されているメタライジング方法は、これとは異なり、メタライジングペースト内に成型体を浸漬することによって、各端面のメタライジングを超えて、端面に続いている面、殊に脚部の面の任意の範囲のメタライジングを可能にする。
【0014】
殊に、その端面が、コンタクト面の製造のためにメタライジングされるべきである、成型体から延在している脚部を有している構成部分の場合には、脚部を沈める深さは、脚部の長さの90%までになる。脚部の長さの60%までの沈める深さを有する範囲が有利である。沈める深さは殊に、成型体の大きさに依存し、ひいては脚部の長さに依存して選択される。脚部の長さが短くなるほど、脚部の長さに比べて、沈める深さは深くなる。これによって、できるだけ大きいメタライジングされる面が得られる。例えば脚部の長さが0.6mmの場合には、脚部の長さの60%の沈める深さで、メタライジングされる脚部の長さは0.36mmになるだろう。
【0015】
メタライジングされる面の拡張を介して、メタライジングの接着性、ひいてははんだ接続の接着性も相応に高まる。メタライジングされる面が少なくとも50%拡張すると、接着性は2倍以上高くなる。メタライジングペーストを塗布する既知の方法と比べたさらなる利点は、方法の簡単および迅速な流れと、これによって生じるより大きい経済性である。
【0016】
全ての成型体は浸漬プロセスの間、装置によって全て同じ配向に保持され、メタライジングされるべき表面領域が下方へと向けられ、その上で接続が行われるべき端面は全て、同じ高さに配置される。
【0017】
この方法に相応して、浸漬プロセスに対してメタライジングペーストを提供する2つの方法がある。一方ではメタライジングペーストは、トレイ内に準備される。これは次のことを要求する。すなわち、浸漬プロセスによってメタライジングペーストが減少するのに伴って、各浸漬プロセスを、メタライジングペーストの低減していくレベルに合わせること、または、トレイ内のメタライジングペーストの充填を一定のレベルに調整することを要求する。
【0018】
選択肢として、メタライジングペーストを、平らな、水平に配置された面上に所定の層厚で塗布することができる。このために、メタライジングペーストはドクターナイフによってこの面上に塗布され、浸漬プロセスに対して必要な沈み深さが得られる。成型体は次に、自身の、メタライジングされるべき面で、メタライジングペースト内に沈められる。この浸漬は、メタライジングペーストを担っている面上に載置されるまで行われる。これによって、常に均一なメタライジングが実現される。しかし、メタライジングペーストの粘性は次のように調整されなければならない。すなわち、引き上げ後に、コンタクト面がメタライジングペーストによって必要な層厚で濡れるように調整されなければならない。各浸漬プロセスの後に、面には、再びメタライジングペーストが所定の層厚で塗布される。このために、事前に、先の浸漬プロセスのメタライジングペーストが完全に、この面から除去される。この方法では、先の浸漬方法とは異なり、メタライジングペーストのレベルが変動することを考慮する必要はない。
【0019】
メタライジングペーストの粘性ひいては広がりは、メタライジングの結果に重要な影響を及ぼす。従って、成型体のメタライジングされるべき表面領域の浸漬時に、メタライジングペーストの表面が、例えばコイルボディの沈んでいる脚部によって押しのけられて隆起することがないのは有利である。これによって、メタライジングペーストが、メタライジングされてはならない領域、例えば巻き線を担うコイルボディ領域を濡らしてしまうことが回避される。例えば、テルピネオールがペースト化のために必要とされる場合には、成型体の浸漬時に、その緩慢な延び具合によって、ペースト表面が波打つ。約160000〜250000mPa・sの高い粘性が有利であることが判明している。例えば、(2−ブトキシエチル)アセテートから成る溶剤内に金属粉末とガラスフリットを含んでいるメタライジングペーストは、このような粘性を有している。流動特性が良好であるので、(2−ブトキシエチル)アセテートによって、メタライジングペースト内で、固体の85%を超える極めて高い充填度が得られる。
【0020】
メタライジングペースト内での成型体のメタライジングされるべき表面領域の滞在持続時間は、有利には、沈む深さ、粘性および沈む速度に合わせられ、約0.2〜2秒である。
【0021】
コンタクト面、殊に後に接続が行われる端面でのメタライジングペーストの滴形成を回避するために、さらに有利な構成では、余剰メタライジングペーストを、このために設けられている面、例えば滴下プレート上に落とすことができる。このために成型体のメタライジングペーストによって覆われている端面が、平らな面の上に短時間載置される。このような面からの引き上げ時に、余剰メタライジングペーストはとり残されるので、滴は形成されない。
【0022】
この平らな面は、滴下プレートとして、パターニングも可能である。このパターニングは例えば、間隔が空けられている、幅の狭い、平行なノッチまたは溝から成る。これは、格子網を形成することもできる。この中に、余剰メタライジングペーストが流出する。このノッチまたは溝は、滴下プレートの片側へと傾斜しており、これによって、余剰メタライジングペーストがこのパターニングから自動的に流出する。滴下プレートが、メタライジングペーストを入っている浸漬トレイよりも高い場合には、このパターニングのノッチまたは溝は、余剰メタライジングペーストがトレイ内に戻って来るように傾斜される。
【0023】
この平らな面は、こし器または編まれたワイヤーであってもよい。これは、面上に配置されている。成型体の端面をこし器の上に載置すると、余剰メタライジングペーストがこし器を通ってこの面上に落下する。この面が、メタライジングペーストが入っている浸漬トレイの方へ傾斜している場合、ここでも、余剰メタライジングペーストは自動的にトレイ内に戻る。
【0024】
余剰メタライジングペーストを落下させるための面上の滞在時間としては、メタライジングの度合いおよびメタライジングペーストの粘性に依存して、0.2〜2秒の時間が有利であることが判明している。
【0025】
成型体のメタライジングを継続的に行うことができるようにするために、その上に余剰メタライジングペーストが落とされた面が続いて迅速にクリーニングされるのは有利である。余剰メタライジングペーストは例えば、ドクターナイフによって取り去られる、または、この面は別の、準備されている、クリーニング済みの面と取り替えられる。この面上に、事前に行われた浸漬プロセスの余剰メタライジングペーストが落下される間に、事前に濡らされた面をクリーニングすることができる。
【0026】
浸漬プロセス並びにこれに続く、余剰メタライジングペーストの排出は有利に次のことによって加速される。すなわち、メタライジングペーストの塗布と、余剰メタライジングペーストの排出との間で、保持されている成型体を備えた装置と、メタライジングペーストを備えたトレイまたは面と、余剰メタライジングペーストを受容するための面とが相互に動かされることによって加速される。この場合には、メタライジングペーストが入っているトレイないしはドクターナイフによって取り除かれたメタライジングペーストを備えた面並びに余剰メタライジングペーストを排出するための面が相互に隣接して配置されている。メタライジングされるべき成型体を有している装置が静止しており、メタライジングペーストを有しているトレイまたは面と余剰メタライジングペーストを排出するための面が装置の下で往復するか、または、メタライジングペーストを有しているトレイまたは面と余剰メタライジングペーストを排出するための面が位置固定されたままであり、保持された成型体を有する装置がメタライジングペーストと余剰メタライジングペーストを排出するための面との間で往復する。
【0027】
この方法は、コイルボディないしは抵抗において、次のようにも使用される。ベルトの孔内に垂直に差し込まれて、まずは1つの端面がメタライジングペースト内への浸漬によってメタライジングされ、ベルトを張った後に第2の端面がメタライジングペースト内への浸漬によってメタライジングされる。成型体を備えたベルトは適切な保持装置内で水平に、成型体を操縦する装置に張られる。
【0028】
メタライジング方法の流れを、後続の実施例に基づいて詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【0029】
図1】小型のセラミック成型体の表面領域をメタライジングする装置であって、ここでは成型体を操縦するための装置が、初期位置において、メタライジングペーストによって満たされているトレイを有する移動可能なテーブル上に位置している
図2】メタライジングペースト内に浸漬されている成型体
図3】余剰メタライジングペーストを除去するために、滴下プレート上に載置されている成型体
図4】その操縦のための装置によって、除去のために準備された、メタライジングされた成型体と滴下プレートのクリーニング
図5】別の装置であって、ここでは、成型体を操縦するための移動可能な装置が初期位置において、その上にメタライジングペーストを備えた層が塗布される面上に位置している
図6】滴下プレートとしてパターニングされた面を有するテーブル
図7】滴下プレートとしてのこし器を有するテーブル
【実施例】
【0030】
図1では、参照番号1によって、小型セラミック成型体の表面領域をメタライジングするための装置が概略的に示されている。セラミック成型体2は、持ち上げのために、保持プレート4上の、セラミック成型体2を操縦するための装置3に一時的に固定されている。この実施例では、セラミック成型体はU字型のコイルボディである。このコイルボディはまず振動プレートによって配向され、次に、例えば熱可塑性の一時的に効果を有する接着剤によって覆われているセラミックまたは金属から成る、加熱された平らなプレートによって持ち上げられる。対向プレートによる押圧によって、コイルボディは保持プレート4上に固定されている。ここでこれらは次のように配向されている。すなわち、メタライジングされるべき表面領域、すなわちその上に接続端子がはんだ付けされるべき端面5が同じ高さに配置されるように配向されている。次に、一時的に接着されたコイルボディ2を有する保持プレート4が、装置3のスタンププレート6によって持ち上げられる。保持は、この実施例では、スタンププレートの表面内に配置された複数の吸い込みノズル7を介した低圧によって行われる。これらの吸い込みノズルは、破線で示され、保持プレート4上に分配されている。端子8は、ここに図示されていない低圧減に続いている。ここでは、矢印9によって表されているように、保持プレート4の固定に必要な低圧が形成される。
【0031】
スタンププレート6は、入れ子式シリンダー10に係止されている。成型体2を操縦する装置3の機能に必要な構造的特徴は従来技術から公知であるので、ここでは詳細に図示および説明されていない。
【0032】
図1では、成型体を操縦するための装置3は、その初期位置において、テーブル11上にある。このテーブル11は、左側で、メタライジングペースト13で満たされているトレイ12を担う。右側には、このトレイの隣に、水平に配置されている平らな面14が設けられている。この平らな面14は、成型体2の余剰メタライジングペーストを除去するための滴下プレートとして用いられる。
【0033】
テーブル11は、この実施例では、ローラー15を有している。このローラーによって、テーブルはガイドレール16上に支承される。これらのガイドレールのうちの前側のものしかここでは図示されていない。このガイドレール16上で、テーブル11は、成型体2を操縦する装置3の下方で、ここには図示されていない駆動部によって、接続ロッド17の方に往復運動可能に動かされる。これは双方向矢印18によって示されている。テーブル11は、メタライジングペースト13が入っているトレイ12が、成型体2を操縦する装置3の下方に位置している、図示された位置から、図3に示されているような位置まで動かされる。この場合には、滴下プレート14は、成型体2を操縦する装置3の下方に位置している。さらに、ドクターナイフ19が示されている。このドクターナイフによって、成型体2のメタライジングされた表面から滴下した余剰メタライジングペーストが、滴下プレート14から除去される。
【0034】
図2には、成型体2、この実施例ではコイルボディの、メタライジングされるべき表面領域が、メタライジングペースト13が入っているトレイ12に浸漬されているステップが示されている。このために、スタンププレート6が、図1に示された初期位置から、入れ子式シリンダー10によって、矢印方向20(図1)へと降下される。コイルボディの沈む深さは、入れ子式シリンダー10を介して次のように制御される。すなわち、端面5のみではなく、端面に続く、コイルボディ2のU字型脚部21の面も、所定の深さまでメタライジングペースト2に浸るように制御される。メタライジングペーストの粘性は、約160000〜250000mPa・sと高いので、メタライジングペーストの表面がアーチ状に膨らむことはない。これによって、脚部21の間の巻き線空間がメタライジングペースト13によって濡れてしまうことが回避され、面の実際の濡れが所定の沈み深さと一致することが保証される。沈み深さは、脚部の長さの90%までであるが、有利には60%までの範囲で選択される。これは成型体の大きさと脚部の長さに依存して選択される。
【0035】
成型体2が、矢印22によって示されているように、所定の滞在時間後に装置3によってメタライジングペースト13から再び引き上げられると、成型体2の端面5にメタライジングペーストの滴が形成される。このような滴によって、メタライジングペーストが不均一に塗布されてしまうことになるだろう。従って、この方法では、余剰メタライジングペーストが、メタライジングされるべき面から除去される。このために、メタライジングペースト13が入っているトレイ12に続いている滴下プレート14が用いられる。
【0036】
スタンププレート6に係止されている成型体2が、矢印22によって示されているように、トレイ12から引き上げられると、テーブル11は、滴下プレート14がスタンププレート6の下方に位置するまで、矢印方向23へと動かされる。その後、メタライジングされた成型体2を有するスタンププレート6は、入れ子式シリンダー10によって、端面、ここではコイルボディ2の脚部21の端面5が、滴下プレート14の表面と接触するまで、またはほぼ接触するまで矢印方向24に降下される。これは、図3に示されている。端面5が滴下プレート14の表面上に載置される場合には、メタライジングペーストがここから完全には押し出されないことが保証されなければならない。端面5がどの程度、滴下プレート14の表面に接近してよいのかは、メタライジングペースト13の粘性と、端面5上のメタライジングの所望の層厚に依存する。滴下の程度は、0.2〜2秒の間であり得る滞在時間を介しても制御可能である。
【0037】
図4には、成型体2が、滴下プレート14から浮き上がっているステップが示されている。コイルボディ2のU字型脚部21は、端面5上のみでメタライジングペースト13によって覆われているのではなく、沈み深さに相応する長さ部分25においてもメタライジングペースト13によって覆われている。このようにしてメタライジングされたコイルボディは、保持プレート4から離されている場合には、その後のメタライジングペーストの熱処理へと案内される。
【0038】
図4ではさらに、テーブル11がどのように、図1に示された初期位置に戻るのかが示されている。これは矢印26によって示されている。ガイドレール16上のテーブル11が自身の初期位置へと戻される間に、ドクターナイフ19によって、コイルボディ2から滴下した余剰メタライジングペースト13’が滴下プレート14から除去され、トレイ12の中に戻される。これによって、滴下プレート14の表面がクリーニングされ、メタライジングされる成型体の新たな装入の載置のための準備がされる。
【0039】
図5には、セラミック成型体の表面領域をメタライジングするための方法の別の実施例が示されている。メタライジングのための装置1に関しては、メタライジングされるべき成型体2を操縦するための装置3は、先の実施例と一致している。メタライジングされるべき成型体2も、先の実施例のように、U字型のコイルボディである。
【0040】
このメタライジング方法は、先の実施例と、以下の点において異なっている。すなわち、テーブル111が位置固定して配置されており、コイルボディ2を操縦する装置3が、メタライジングペースト13が塗布される領域112と、滴下プレートを形成している領域114との間で往復運動可能である、という点において異なっている。これは、双方向矢印27によって示されている。先の実施例とは異なり、メタライジングペースト13は、領域112、すなわちメタライジング領域において、所定の層厚28でテーブル111上に塗布される。この塗布は供給装置29によって、ここには図示されていない備蓄容器からメタライジングペースト13がテーブル11上に、領域112内に塗布されることによって行われる。これは矢印30によって示されている。塗布されるべき層28の厚さは、ドクターナイフ31によって調節される。このために、ドクターナイフ31とテーブル111との間の間隔が調整可能である。これは双方向矢印32によって示されている。
【0041】
破線で示された位置33から、供給装置29とドクターナイフ31は、矢印方向34へ、図示された位置35まで動かされる。ここでこのメタライジングペースト13は所定の層厚28で、テーブル111の領域112上に塗布される。
【0042】
メタライジングペースト13の塗布後、装置3は、コイルボディ2とともに、脚部が必要な沈み深さでメタライジングペースト13内に浸漬されるように、降下される。この浸漬はここで、上述したように、テーブル111上に端面が載置するまで行われる。装置3の持ち上げおよび降下は、双方向矢印36によって示されている。メタライジング後、コイルボディ2が持ち上げられ、装置3は滴下プレート114上に動かされる。
【0043】
ドクターナイフ31と供給装置29をこの時点で既に、その初期位置33に戻すことができる。このためにこれらは、もはやメタライジングペースト13内に浸漬しない程度に、持ち上げられる。
【0044】
滴下プレート114上への載置によって、余剰メタライジングペースト13’がコイルボディ2から滴下した後、スタンププレート6が持ち上げられ、コイルボディ2を備えた保持プレート4が取り外され、メタライジングされたコイルボディは、保持プレート4から剥がされた後、さらに行われる熱処理へと供給される。滴下プレート114の領域での持ち上げおよび降下は、双方向矢印36によって示されている。
【0045】
新たな浸漬プロセスの準備のために、滴下プレート114からも領域112からも、メタライジングペースト13が除去されなければならない。このために、特別に、テーブル111のクリーニングのために設けられたドクターナイフ119が、矢印方向37で、位置33まで動かされる。同時に、領域112の幅を覆っているノズル39を有している管38によって、不必要になったメタライジングペースト13’が吸い取られる。これは矢印40によって示されている。この吸い取られたメタライジングペーストを、ここで詳細に示されていない様式で、供給装置29に再び戻し、テーブル111の領域112における、メタライジングペーストの新たな塗布時に再利用することができる。
【0046】
図6における別の実施例は、テーブル211上の平らな面214を示している。これは、パターニングされており、トレイ12内のメタライジングペースト13の表面よりも僅かに高い。このパターニングは、間隔の空いている、幅の狭い、平行したノッチまたは溝41から成る。これらのノッチまたは溝は、格子状に延在していてもよい。メタライジングペースト13が入っている浸漬トレイ12の方を向いているノッチまたは溝42は、余剰メタライジングペースト13’が自動的にトレイ12内に戻るように傾斜している。
【0047】
図7には、テーブル311を有する実施例が示されている。このテーブルの滴下面は、こし器状の編まれたワイヤー314から成る。成型体2の端面5をこの滴下面314上に載置すると、余剰メタライジングペースト13’が、この下に位置する面44上に滴下する。余剰メタライジングペースト13’が自動的にトレイ12内に戻るように、これを傾斜させることができる。
【0048】
本発明のコイルボディは、従来技術において公知の、強磁性または反磁性材料、例えばAlから成るコイルボディと比べて改善された熱排出と、配線における低い抵抗と、改善されたQ値と、低い損失熱を特徴とする。本発明は、熱伝導性が高い、電気的絶縁性の材料から成るセラミックコアを備えたコイルボディに関する。
ここで、
・セラミックコアは、熱伝導率が28W/mKを上回る、熱伝導性が高い、電気的絶縁性の材料から成る
・セラミックコアはAlNを含有している
・セラミックコアはAlNと、10%までの焼結助剤、有利には0.5〜10%、特に有利には2〜6%の量の焼結助剤とを含有している
・セラミックコアはAlNと、焼結助剤としてのY、別の希土類化合物CaOおよび/またはMgOを含有している
・セラミックコアはAlN−4%Yを含有している
記号・が付けられた列挙は、本発明のコイルボディの選択的な、有利な構成を意味している。
【0049】
本発明はさらに、上述したコイルボディを製造する方法に関し、コイルボディの基体を、適切な有機物における適切な顆粒体から、適切なプレス方法によって製造し、所望の形状にプレスされた気体を焼結し、接着性のメタライジングをセラミックの上に形成する。
ここで
−顆粒体として噴霧顆粒体を使用する
−有機物はワックスとバインダーを含有する
−プレス方法としてドライプレス方法を使用する
−噴霧顆粒体は、焼結助剤の成分を含有する
−焼結助剤としてY、別の希土類化合物CaOおよび/またはMgOを使用する
−0.5〜10%の量、有利には2〜6%の量で焼結助剤を使用する
−所望の形状にプレスされた基体を保護ガス雰囲気下で焼結する
−保護ガスとして窒素を使用する
−コイルボディを1700℃で焼結する
−メタライジングされるべき表面領域(5、21)が下に向くように、コイルボディのメタライジング時に、同じ形状の複数のコイルボディ(2)を装置(3)によって同じ配向に保ち、これによって成型体(2)の端面(5)を形成し、全ての成型体(2)の端面を同じ高さに配置し、メタライジングされるべき表面領域(5、21)が完全にメタライジングペースト(13)によって覆われるまで成型体(2)を装置(3)によってメタライジングペースト(13)内に沈め、その後、メタライジングペースト(13)の組成に合わせられた熱処理を成型体(2)に施す
−メタライジングペースト(13)を、トレイ(12)内に充填する
−メタライジングペースト(13)を所定の厚さの層(28)として、水平に配置された平らな面(112)上に塗布する
−メタライジングペースト(13、13’)のペースト化のために、(2−ブトキシエチル)アセテートを使用する
−メタライジングペースト(13)は、約160000から250000mPa・sまでの粘性を有している
−成型体(2)が、成型体(2)から延在する脚部(21)を有している場合には、脚部(21)の沈む深さ(25)を、成型体(2)の大きさと脚部(21)の長さに依存して、脚部(21)の長さの90%まで、有利には60%までの範囲内で選択する
−成型体(2)のメタライジングされるべき表面領域(5、21)がメタライジングペースト(13)内に留まる時間は約0.2〜2秒である
−成型体(2)の表面領域(5、21)上にメタライジングペースト(13)を塗布した後、メタライジングペースト(13)から成型体(2)を引き上げ、成型体(2)の、メタライジングペースト(13)によって覆われた端面(5)を短時間、平らな面(14、114、214、314)上に載置し、この面(14、114、214、314)上での載置時に、余剰メタライジングペースト(13’)を除去する
−平らな面(214)をパターニングして、余剰メタライジングペースト(13’)をこのパターニング(41、42)内に流す
−成型体(2)の端面(5)をこし器(314)上に載置する
−余剰メタライジングペースト(13’)を除去するための、面(14、114、214、314)上での載置時間は、約0.2〜2秒である
−面(14、114)から成型体(2)を離した後、余剰メタライジングペースト(13’)を面(14、114)から除去する
−余剰メタライジングペースト(13’)をドクターナイフ(19、119)によって削り取る
−余剰メタライジングペースト(13’)を洗い流す
−余剰メタライジングペースト13’は自動的に、面(214、314)から流れ出る
−メタライジングペースト(13)の塗布と余剰メタライジングペースト(13’)の排出との間に、成型体(2)が保持されている装置(3)と、メタライジングペースト(13)を有するトレイ(12)または面(112)及び余剰メタライジングペースト(13’)を収容する面(14、114、214、314)とを相対的に動かす
記号−が付けられた列挙は、本発明のコイルボディを製造する本発明の方法の選択的な、有利な構成を意味している。
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7