DE69200282T2

DE69200282T2 - Verfahren zur befestigung einer wicklung an einem elektronischen kreis.

Info

Publication number: DE69200282T2
Application number: DE69200282T
Authority: DE
Inventors: Ake Chatel-St-Denis Gustafson
Original assignee: Individual
Current assignee: Assa Abloy AB
Priority date: 1991-02-25
Filing date: 1992-02-20
Publication date: 1994-12-22
Anticipated expiration: 2012-02-21
Also published as: US20010010117A1; CA2101850C; WO1992015105A1; US20020189080A1; AU655455B2; US5634261A; JPH0817132B2; EP0573469B1; BR9205671A; JPH06505365A; ES2059215T3; CA2101850A1; DE69200282C5; EP0573469A1; DE69200282D1; US5790387A; AU1256992A; DK0573469T3; ATE109302T1; US5572410A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von elektronischen Bauelementen mit sehr geringen Abmessungen und insbesondere auf solche, die eine Wicklung enthalten, welche mit einem oder mehreren elektronischen Kreis/en oder genauer mit einem oder mehreren Mikrobausteinen ("Chips") oder integrierten Schaltungen oder gedruckten Schaltungen oder diskreten elektronischen Elementen verbunden ist. Es wird im folgenden der Beschreibung von einem elektronischen Kreis gesprochen, wobei es selbstverständlich ist, dass es sich jedesmal um das eine oder das andere der obenerwähnten Elemente handeln kann.
Man begegnet bei der Herstellung solcher Bauelemente bestimmten Problemen, die hauptsächlich durch die sehr geringen Abmessungen der fraglichen Elemente verursacht werden; in der Tat weist der Typ des elektronischen Kreises, von dem hier die Rede ist, typische Abmessungen der Grössenordnung 1 mm x 1mm x 0,5 mm und eine typische Masse der Grössenordnung 4 mg auf, während der Spulenkörper für eine der betrachteten Ausführungsformen einen Durchmesser der Grössenordnung 0,8 mm und eine Länge von ungefähr 5 mm aufweist, und der für die Wicklung dienende Kupferdraht einen typischen Durchmesser von 0,020 mm auf der emaillierten Isolation hat.
Bei der Fertigung eines solchen Bauelementes auf klassische Art ist es notwendig, den oder die elektronischen Kreis/e am Spulenkörper vor dessen Bewicklung zu befestigen, wobei die Befestigung der Lage des einen dieser Elemente relativ zum anderen mit grosser Genauigkeit erfolgen muss, damit die Wicklungsdrahtenden mit Sicherheit auf die Vorderseite der auf dem elektronischen Kreis angeordneten metallischen Leiterbahnen zugeführt werden können, um dort verschweisst oder verlötet zu werden, dies auf einer automatischen Wickelmaschine. Ein solches Bauelement gemäss der bisherigen Technik ist in der Anmeldung EP-A-0.405.671 beschrieben, worin man ersieht, dass der oder die Kreis/e zuerst an einem speziell geformten Abschnitt des Spulenkörpers befestigt wird/werden.
Das Befestigungsverfahren gemäss der Erfindung schlägt vor, sich von diesem Nachteil durch Weglassen des Zwischenschrittes zu befreien, der darin besteht, dass zuerst der zu bewickelnde Spulenkörper am elektronischen Kreis befestigt wird. Das Weglassen dieses schwierigen Schrittes erleichtert die Produktion solcher Bauelemente stark durch die Ermöglichung, das Verschmutzen des Werkzeuges oder der Produktionsmaschine durch Klebstoff zu verhindern, und es erlaubt andererseits, durch Anordnen eines mit Genauigkeit hergestellten Werkzeuges, sich von der Notwendigkeit zu befreien, eine genaue Positionierung der verschiedenen Elemente vorzusehen, bevor sie auf dem Wickelwerkzeug angeordnet werden.
Ein erstes Ziel der Erfindung ist es also, ein Wickelverfahren vorzuschlagen, bei welchem insbesondere der oder die elektronische/n Kreis/e unabhängig von der Wicklung gehalten wird/werden, wobei geeignete Führungsmittel den Wicklungsdraht so führen, dass er direkt über metallische Leiterbahnen des oder der elektronischen Kreise/s verläuft. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, dass das Verfahren vorzugsweise auf einer automatischen Wickelmaschine angewendet werden kann, die mit einem Haspel des Typs "Flyer" versehen ist. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, dass das vorgenannte Verfahren ebenso gut für eine auf einem Spulenkörper ausgeführte Wicklung wie für eine auf einem temporären Fertigungsspulenkörper ("faux noyau") ausgeführte Wicklung angewendet werden kann, was also das Erhalten einer Luftspule ermöglicht. Weitere Ziele der Erfindung bestehen darin, dass die Verschweissungen/ Verlötungen der Drähte auf den Kreisen in einer zur Spulenkörperachse parallelen Ebene erfolgen können, und dass verschiedene Möglichkeiten für das Herausnehmen des Bauelementes aus der Maschine nach dem Bewickeln ins Auge gefasst werden können.
Damit diese verschiedenen Ziele erreicht werden, entspricht das Wickelverfahren gemäss der Erfindung den Kennzeichen der Patentansprüche 1 bis 7.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Werkzeug vorzuschlagen, das die Realisierung des vorgenannten Verfahrens erlaubt, das geeignet ist, die verschiedenen elektronischen Kreise und die Wickiung unabhängig voneinander festzuhalten, und das Führungsmittel enthält, die mit Sicherheit für das Zuführen des Wickeldrahtes an die zweckmässigen Stellen zum Verschweissen/Verlöten und Bewikkeln geeignet sind.
Dieses Ziel wird durch ein Haltewerkzeug erreicht, das speziell ausgelegt wird und den Kennzeichen der Patentansprüche 8 bis 11 entspricht.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es schlussendlich, ein Bauelement vorzuschlagen, das eine Wicklung und mindestens einen elektronischen Kreis ohne mechanische, starre Verbindung zwischen der Wicklung und dem/den elektronischen Kreis/en enthält, und das besonders mit dem Verfahren und mithilfe des Werkzeuges gefertigt wurde, die weiter oben erwähnt wurden, wobei dieses Bauelement als Halbfabrikat betrachtet werden kann, also den Kennzeichen des Patentanspruches 12 entspricht, und anschliessend gemäss mehreren Ausführungsformen fertiggestellt werden kann, die den Kennzeichen der Patentansprüche 13 bis 24 entsprechen.
Diese Erfindung wird noch besser verständlich, wenn von der anliegenden Zeichnung mit den Figuren ausgegangen wird, wobei:
- die Figur 1 eine Ansicht von oben einer ersten Ausführungsform eines Haltewerkzeuges gemäss der Erfindung darstellt,
- die Figur 2 eineit Längsschnitt auf der Linie II-II des Haltewerkzeuges der vorangehenden Figur darstellt,
- die Figur 3 eine Ansicht von oben einer weiteren Ausführungsform eines Haltewerkzeuges gemäss der Erfindung darstellt,
- die Figur 4 einen Längsschnitt auf der Linie IV-IV des Haltewerkzeuges der vorangehenden Figur darstellt,
- die Figur 5 noch eine weitere Ausführungsform eines Haltewerkzeuges gemäss der Erfindung darstellt,
- die Figur 6 ein Bauelement gemäss der Erfindung in der Form eines Halbfabrikates darstellt, und
- die Figuren 6A, 6B, 6C, 6D und 6E weitere Ausführungsformen eines fertiggestellten Bauelementes darstellen.
- die Figur 7 eine weitere Ausführungsform eines fertiggestellten Bauelementes darstellt, und
- die Figur 8 noch eine weitere Ausführungsform eines fertiggestellten Bauelementes darstellt.
Ein Haltewerkzeug 1 gemäss einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird in der Figur 1 dargestellt; es ist demjenigen ziemlich ähnlich, das in der Patentanmeldung CH 552/91-9 beschrieben wird; es unterscheidet sich aber von jenem - was nun die Erfindung bildet - durch das Haltesystem in unabhängiger Art für den elektronischen Kreis und den Spulenkörper, wie weiter unten ersichtlich wird. Das Werkzeug 1 weist eine allgemeine Form einer Zange auf und besteht aus einer ersten Nase 10, im allgemeinen eine feststehende Nase, und aus einer zweiten Nase 11, im allgemeinen eine bewegliche Nase, die sich gegenseitig voneinander entfernen können, dies vorzugsweise parallel, oder sich einander nähern können, wobei ein Zwischenraum 12 zwischen den zwei inneren Flächen 10A und 11A der genannten Nasen belassen wird, sowie aus Führungsmitteln, die hier aus zwei Führungszapfen ("picots de guidage") 13 und 14 gebildet werden, wobei jeder von ihnen auf einem hinteren Abschnitt der oberen Fläche der beweglichen Nase 11 bzw. der feststehenden Nase 10 angeordnet ist. Das Haltewerkzeug 1 ist dazu bestimmt, das Bauelement 2 zu halten, das gebildet wird aus einem elektronischen Kreis 20, der zwei metallische Leiterbahnen 21 und 22 enthält, und aus einem Spulenkörper 23, der dazu bestimmt ist, die Wicklung 24 aufzunehmen. Um den Kreis 20 und den Spulenkörper 23 unabhängig voneinander festzuhalten, besteht das vordere Ende der inneren Fläche 10A der feststehenden Nase 10 aus einer Aussparung 10B, deren Hinterteil nicht vollständig ausgespart ist, sondern aus einem Abstützabschnitt 10C in der Verlängerung des Unterteils der Nase 10 besteht. Die Breite der Aussparung 10B ist geringfügig kleiner als die Breite des elektronischen Kreises 20 und ungefähr gleich gross wie der Durchmesser des Spulenkörpers 23, so dass die Dicke des Abstützabschnittes 10C, der im Hinterteil der genannten Aussparung verbleibt, derart bemessen ist, dass die obere Fläche des elektronischen Kreises 20 mit der oberen Fläche der Nase 10 fluchtet, wenn der genannte Kreis auf dem genannten Abstützabschnitt angeordnet ist, wie aus der Figur 2 ersichtlich ist, die ein Schnitt längs der Achse II-II der vorangehenden Figur ist. Der elektronische Kreis 20 ebenso wie der Spulenkörper 23 sind unabhängig voneinander im Werkzeug 1 angeordnet, entweder auf manuelle oder auf automatische Weise über zweckmässige automatische Zuführvorrichtungen.
Man bemerkt, dass in den zwei Figuren die Länge des Abstützabschnitts 10C geringfügig grösser ist als die Länge des elektronischen Kreises 20, wenn letzterer auf die hintere Fläche der Aussparung 10B drückt. Die vordere Fläche des Abstützabschnittes 10C dient als Anschlag, gegen welchen das Ende des Spulenkörpers 23 andrückt. So ist der Spulenkörper 23 vom elektronischen Kreis 20 durch einen kleinen Zwischenraum getrennt, der dem Unterschied zwischen der Länge des Abstützabschnitts 10C und der Länge des elektronischen Kreises 20 entspricht, dies nahe bei den Positioniertoleranzen. Zum Festhalten des Spulenkörpers 23 in seiner Lage besteht das vordere Ende 11B der beweglichen Nase 11 aus einer konkaven Aussparung, die auf einem zylindrischen Abschnitt des Spulenkörpers 23 andrückt, während der elektronische Kreis. 20 durch eine Blattfeder 15, deren hinteres Ende an der inneren Fläche 11A der beweglichen Nase 11 befestigt ist, auf dem "Boden" der Aussparung 10B gehalten wird. Die Tatsache, dass das Festhalten der zwei Elemente 20 und 23 zwischen den Nasen des Werkzeuges unabhängig voneinander erfolgt, ist eine Neuheit und stellt einen Bestandteil der Erfindung dar.
Die Wicklung 24 wird vorzugsweise mithilfe eines (nicht dargestellten) "Flyers" (Haspels) gefertigt. Der Wickeldraht 25 wird durch den "Flyer" zugeführt, welcher ihn hinter dem ersten Führungszapfen 13 durchleitet, alsdann über die erste metallische Leiterbahn 21 zur Ausführung der Wicklung 24 um den Spulenkörper 23 herum, bevor der Draht über die zweite metallische Leiterbahn 22 und hinter dem zweiten Führungszapf en 14 hindurch weggeführt wird, um ihn dann gegen das folgende Haltewerkzeug hin zu führen. Alsdann werden die zwei Drahtabschnitte, die sich direkt über jeder der metallischen Leiterbahnen 21 und 22 befinden, auf die genannten Leiterbahnen verschweisst/ verlötet, dies durch einen (nicht dargestellten) automatischen Schweiss-/Lötapparat, welcher die emaillierte Isolation des fraglichen Drahtabschnittes gleichzeitig dann entfernt, wenn er das Verschweissen/Verlöten durchführt. Eine (nicht dargestellte) Transfervorrichtung kann nun das Bauelement 2 aufnehmen, indem sie es vorzugsweise am Spulenkörper 23 oder am elektronischen Kreis 20 ergreift und es aus dem Haltewerkzeug 1 nimmt, nach Öffnung der beweglichen Nase 11 sowie nach Abschneiden oder Abreissen der Drahtenden vor der Stelle der erfolgten Verschweissung /Verlötung auf der metallischen Leiterbahn 21 und hinter derjenigen, die auf der metallischen Leiterbahn 22 erfolgte. Die relativen Positionen-der zwei Führungszapfen 13 und 14 zueinander sowie zum Kreis 20 bewirken, dass, wie in der Figur 1 dargestellt wird, der zum Bewickeln ankommende Draht und derjenige, der nach dem Bewickeln abgeht, sich an einem Punkt kreuzen, der zwischen dem Kreis 20 und der Wicklung 24 gelegen ist; es wäre ebenso möglich, diese verschiedenen Elemente derart anzuordnen, dass die Kreuzung der zwei Drähte ausserhalb des Bauelementes 2 liegen würde. Die hier beschriebene Art der Fertigung der Wicklung 24 entspricht einer bevorzugten Art; man kann bestimmte Varianten in der Art der Verwendung des "Flyers" finden, insbesondere indem er durch Hilfsführungsfinger oder -haken unterstützt wird, je nach Bedarf.
Eine zweite Ausführungsform eines Werkzeuges 1 gemäss der Erfindung wird in den Figuren 3 und 4 dargestellt, wo es bei der Herstellung einer Wicklung 24 ohne Spulenkörper angewendet wird, an welcher ein elektronischer Kreis 20 angefügt ist. Für diese Ausführungsform des Haltewerkzeuges hält die Aussparung 10B, in welcher der Kreis 20 aufgenommen wird, den genannten Kreis an drei seitlichen Flächen fest, während eine Verlängerung der beweglichen Nase 11 die vierte seitliche Fläche festhält. Wie in der Figur 4 ersichtlich, ist die Dicke der Verlängerung der beweglichen Nase 11, die auf den Kreis 20 drückt, ungefähr gleich derjenigen des Kreises, was bewirkt, dass der Hinterteil des Kreises 20 an einem ebenen hinteren Abschnitt der Aufnahmeöffnung 10B aufliegt. Bei dieser Ausführungsform dient die bewegliche Nase 11 nur dazu, den Kreis 20 in seiner Aufnahmeöffnung mittels ihrer Verlängerung festzuhalten. Für den Fall der Herstellung einer Luftwicklung, das heisst ohne Spulenkörper, ist es notwendig, über einen temporären Fertigungs-Spulenkörper ("faux noyau") zu verfügen, wie er zum Beispiel mit 16 bezeichnet und gebildet wird aus einer ersten, feststehenden Wange 16A, die am Ende der Nase 10 befestigt ist, aus einer zweiten, beweglichen Wange 16B, aus einem Spulenboden 16C mit nicht notwendigerweise kreisförmigem Querschnitt und entweder an der feststehenden Wange 16A oder an der beweglichen Wange 16B befestigt, und aus Befestigungsmitteln 16D, die erlauben, die bewegliche Wange 16B sowie der Spulenboden 16C mit der feststehenden Wange 16A zu verbinden. Führungsmittel 16E, zum Beispiel ein oder mehrere Schlitz/e, können an einem Umfangsabschnitt der feststehenden Wange 16A angeordnet werdend damit der Wickeldraht 25 geführt wird. Vorzugsweise weist/weisen der oder die Schlitz/e 16E eine angepasste Form auf, im Prinzip dreidimensional, damit der Draht bei seiner Ankunft auf der Wicklung und bei seinem Abgang richtig und sicher geführt wird.
Abgesehen von den obenerwähnten Modifikationen enthält das Werkzeug 1 im Vergleich zur ersten, weiter oben beschriebenen Ausführungsform noch eine weitere Modifikation. Man bemerkt in der Figur, dass anstelle der zwei Führungszapfen 13 und 14 gemäss Figur 1 das hier dargestellte Werkzeug 1 nur einen einzigen Führungszapfen 17 enthält, der zum Führen des Drahtes 25 sowohl bei seiner Ankunft auf dem Werkzeug 1 wie bei seinem Abgang dient. Damit die Führung richtig erfolgt und die zwei Drahtabschnitte, die über den metallischen Leiterbahnen 21 und 22 hängen, parallel verlaufen, wird der Durchmesser des Führungszapfens 17 vorzugsweise gleich gross wie der Achsabstand zwischen den zwei metallischen Leiterbahnen 21 und 22 bemessen.
Der Arbeitsgang des Bewickelns wird in ähnlicher Weise ausgeführt wie derjenige, der vorstehend beschrieben wurde, wobei der Draht 25 zum Werkzeug 1 hinter dem Führungszapfen 17 zugeführt wird, um alsdann über die metallische Leiterbahn 21 des Kreises 20 zu verlaufen, dann durch den Schlitz oder den ersten Schlitz 16E, um anschliessend um den Spulenboden 16C, zwischen den zwei Wangen 16A und 16B, gewickelt zu werden, dann durch den Schlitz oder den zweiten Schlitz 16E weggeführt wird, um über die metallische Leiterbahn 22 und dann hinter dem Führungszapfen 17 zu verlaufen. Wenn die Verschweissungen/Verlötungen auf den metallischen Leiterbahnen 21 und 22 erfolgt sind, werden nur Klebe- oder Befestigungsmittel für die Windungen der Wicklung 24 verwendet, um die Windungen untereinander zu verbinden, und es werden nur die Drahtenden, die vor der Verschweissung/Verlötung der Leiterbahn 21 bzw. hinter derjenigen der Leiterbahn 22 angeordnet worden sind, abgerissen, und es genügt dann, die bewegliche Wange 16B durch Einwirken auf die Befestigungsmittel 16D wegzunehmen und dann die Baugruppe zu entfernen, die gebildet wird aus der Wicklung 24, an welcher der Kreis 20 mittels der zwei Wikkeldrahtenden befestigt ist, die auf die Leiterbahnen 21 und 22 verschweisst/verlötet sind. Diese letzteren Vorgänge können manuell oder durch automatische Mittel ausgeführt werden. Es ist alsdann möglich, durch mechanische Mittel oder manuell, den Kreis 20 in die gleiche Ebene wie die Wicklung 24 umzulegen, eventuell ins Innere des leeren Zwischenraums, der im Innern der Wicklung 24 angeordnet ist.
Die Figur 5 zeigt noch eine weitere Ausführungsform eines Werkzeuges 1, das dafür vorgesehen ist, gleichzeitig mehrere Kreise 20, 20A,... an einer Wicklung 24 anzuordnen. In diesem Fall wird die Aufnahmeöffnung 10B, die in der feststehenden Nase 10 vorgesehen ist, zur Aufnahme mehrerer Kreise dimensioniert, im dargestellten Fall für zwei, die einer hinter dem anderen auf der Hauptlängsachse des Werkzeuges 1 angeordnet sind. Beabstandungsmittel 10D, eventuell einziehbar, können in der genannten Aufnahmeöffnung vorgesehen sein, damit zwischen den Kreisen ein freier Zwischenraum verbleibt. Das ist ein Vorteil der Ausführungsform des Werkzeuges 1, welches nur einen einzigen Führungszapfen 17 enthält, dass es einen Abschnitt des genannten Werkzeuges aufweist, über welchem die Enden der Drähte 25, die in die bzw. aus der Wicklung ein- bzw. austreten, parallel zueinander angeordnet sind. Durch Anordnung mehrerer Kreise 20, 20A... auf diesem Werkzeugabschnitt wird es deshalb einfach, den Wickeldraht nacheinander über mehrere metallische Leiterbahnen 21, 21A,... bei der Zufuhr des Drahtes zu führen, und dann wiederum über mehrere Leiterbahnen 22, 22A,... bei seiner Wegführung.
Das Werkzeug 1 wird hier so dargestellt, dass es zum Fertigen einer Wicklung 24 auf einem Spulenkörper 26 verwendet werden kann, der einen Spulenboden und zwei Wangen enthält. Dieser Spulenkörper 26 kann aus einem beliebigen Werkstoff hergestellt sein, und je nach seiner vorgesehenen Anwendung kann er aus synthetischem, magnetischem oder unmagnetischem, steifem oder biegsamem Werkstoff sein. Angesichts dessen, dass der Spulenboden vorzugsweise hohl ist, kann ein Zapfen 18 am Ende der Nase 10 vorgesehen werden, der in der Hauptachse des Werkzeuges 1 angeordnet ist und welcher es ermöglicht, den Spulenkörper 26 darauf zu stecken. Ergänzende Führungsmittel für den Draht 25, um ihn in zweckmässiger Weise über dem Spulenkörper 26 anzuordnen, können vorgesehen werden, zum Beispiel zwei oder vier Führungszapfen 19, die eventuell profiliert und am Ende der Nase 10 angeordnet sind, oder eine oder zwei Nuten 26A mit angepasster Form, die an einem Abschnitt der Wange des Spulenkörpers 26 angeordnet sind, welche in Berührung mit der Nase 10 steht.
Die Art der Ausführung der Wicklung 24 und der Verschweissungen/Verlötungen auf den Kreisen ist absolut ähnlich derjenigen, wie sie früher beschrieben worden ist.
Es wurden verschiedene Ausführungsformen des Haltewerkzeuges beschrieben, zur Ausführung verschiedener Ausführungsformen von Wicklungen. Es ist selbstverständlich, dass bestimmte der beschriebenen Varianten im allgemeinen voneinander unabhängig sind, und dass es möglich ist, diejenige zu wählen, welche sich am besten an die Bedürfnisse anpassen lässt. Zum Beispiel sind die Enden der feststehenden und beweglichen Nasen gemäss Figur 1 besonders angepasst für kleine, zylindrische Spulenkörper, während die Befestigungsarten der Spule durch einen Zapfen 18, wie in der Figur 5, oder durch einen temporären Fertigungsspulenkörper 16 ("faux corps de bobine"), wie in der Figur 3, wesentlich vom zu fertigenden Wicklungstyp abhängig sind. Ebenso ist die Ausführungsform, bei welcher die Führungsmittel nur aus einem einzigen Führungszapfen 17 gebildet werden, wie in der Figur 5, besonders den Fällen angepasst, bei denen man ein Bauelement hat, das mehr als einen Kreis 20 enthält. Dagegen kann die Art der Halterung des Kreises 20, mit oder ohne Feder 15, für jede beliebige Ausführungsform gewählt werden. Die Hilfs-Führungsmittel, Führungszapfen 19 und/oder profilierten Nuten 16E oder 26A, werden nach den Bedürfnissen gewählt.
Man erkennt folglich, dass es mit dem Verfahren und dem Haltewerkzeug gemäss der Erfindung möglich wird, ein Bauelement gemäss der Erfindung zu fertigen, das gebildet wird aus einer Wicklung aus dünnem Draht eines beliebigen bekannten Typs, die mit einem oder mehreren elektronischen Kreis/en verbunden ist, wobei das gemeinsame Kennzeichen aller dieser Bauelemente darin besteht, dass in diesem Herstellungsstadium die Wicklung und der oder die Kreis/e gegenseitig nur durch die sie verbindenden Anschlussdrähte mechanisch gehalten werden. Dieser Effekt wird ausschliesslich möglich dank der sehr geringen Masse des elektronischen Kreises und des mechanischen Widerstandes der Verbindungsdrähte, welcher trotz des sehr geringen Durchmessers der genannten Drähte genügend gross ist.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens und des Werkzeuges gemäss der Erfindung besteht darin, dass der Arbeitsgang der Verschweissung/Verlötung des dünnen Drahtes auf die metallischen Leiterbahnen in einer parallel zur Spulenachse liegenden Ebene erfolgen kann, im allgemeinen in einer horizontalen Ebene; für die üblichen Wickelmaschinen erleichtert dies den Arbeitsgang des Verschweissens/ Verlötens. Nichts verhindert jedoch, den oder die Kreis/e in analoger Art in einer vertikalen Ebene anzuordnen, dies für den Fall, bei dem man über eine Maschine verfügt, welche die Verschweissungen/Verlötungen in einer vertikalen Ebene ausführt.
In der Beschreibung werden ein oder mehrere elektronische/r Kreis/e 20, 20A,... erwähnt; es kann sich, wie weiter oben erwähnt wurde, entweder um einen vollständigen, miniaturisierten, integrierten, elektronischen Kreis handeln, oder dann um ein einfaches, elektronisches Element, wie zum Beispiel eine Kapazität oder sogar um eine gedruckte Miniaturschaltung. Für den Fall, bei dem mehrere Kreise zusammengebaut werden, kann man zum Beispiel identische oder verschiedene Kreise haben, oder einen Kreis und ein elektronisches Element, oder dann identische oder verschiedene elektronische Elemente. Die gemeinsamen Kennzeichen dieser Teile sind sehr geringe Abmessungen und Massen, sowie die Tatsache, dass zwei metallische Kontakt-Leiterbahnen auf einer Fläche von jedem der genannten Teile zugänglich sind.
Im allgemeinen können die Bauelemente 2, gebildet aus einer Wicklung, die mit einem oder mehreren Kreis/en verbunden ist, nicht unverändert verwendet werden, sondern sie müssen noch aufbereitet werden. Zum Beispiel muss die mit dem Kreis 20 verbundene Miniatur-Wicklung 24, so wie sie in der Figur 1 dargestellt wird, als ein Halbfabrikat betrachtet werden, sei es als ein Bauelement gemäss der Erfindung, wie es in der Figur 6 gezeigt wird und gebildet aus einem Spulenkörper 23, auf welchem die Wicklung 24 gefertigt wird, wobei die zwei Wickeldrahtenden auf die metallischen Leiterbahnen 21 und 22 eines elektronischen Kreises 20 verschweisst/verlötet werden. Die einzige Verbindung zwischen dem elektronischen Kreis 20 und dem Spulenkörper 23 erfolgt mittels der genannten Drahtenden der Wicklung, welche sowohl die elektrische Verbindung zwischen den zwei Elementen als auch die mechanische Verbindung zwischen diesen zwei gleichen Elementen sicherstellen. Angesichts der sehr geringen Masse des elektronischen Kreises 20 ist die durch die zwei Verbindungsdrähte gebotene mechanische Steifheit genügend, um das eine oder andere der genannten Elemente abzustützen, wenn das vollständige Bauelement durch das andere der genannten Elemente, den Spulenkörper 23 oder den Kreis 20, gehalten wird. Angesichts des vorgesehenen, unbedeutenden Zwischenraums zwischen ihnen bei der Aufstellung des Kreises 20 und des Spulenkörpers 23 auf dem Werkzeug 1 besteht in den Drähten keine Zugspannung infolge einer schlechten Positionierung eines der Elemente relativ zum andern.
Es ist klar, dass bei solchen Abmessungen die durch die Verbindungsdrähte sichergestellte mechanische Verbindung nur eine vorübergehende Verbindung und nicht eine permanente Verbindung sein kann; sie ist dennoch soweit genügend, dass es möglich wird, einen ersten Schritt der Befestigung des elektronischen Kreises 20 am Spulenkörper 23 wegzulassen, wobei das Weglassen des genannten Schrittes des Herstellungsverfahrens einen wesentlichen Gewinn an Zeit und Geld erlaubt.
Zur Beendigung der Herstellung des vollständigen Bauelementes gemäss der Erfindung genügt es jetzt, das genannte Bauelement einzukapseln, damit es vor mechanischen Stössen und vor Verschmutzung geschützt wird, eine dauerhafte mechanische Verbindung zwischen den zwei Elementen sicherzustellen und ihm Abmessungen zu geben, die seine bessere Handhabung erlauben. Für diesen Zweck gibt es mehrere Möglichkeiten: in der Figur 6A ist das Bauelement in ein Miniatur-Glasrohr 30 eingeführt worden, das am einen Ende verschlossen ist und eine bestimmte Menge einer Flüssigkeit 31 enthält, die in der Lage ist, auszuhärten, zum Beispiel durch Polymerisation unter der Wirkung einer Belichtung durch eine UV-Strahlung, oder dann eine Zweikomponenten-Flüssigkeit, die aushärtet, wenn die zwei Komponenten vereinigt werden, damit die zwei Elemente gegenseitig und mit dem Rohr 30 befestigt werden. Das Rohr 30 wird alsdann hermetisch luftdicht verschlossen durch Verschmelzung oder durch ein Verschlussmittel 32. Gemäss einer weiteren Ausführungsform des in der Figur 6B sichtbaren, fertigen Produktes werden die zwei Elemente des Bauelementes 2 einfach auf einem steifen Träger 33 angeordnet, auf welchen sie geklebt werden; sie werden gegenseitig verbunden durch die Zwischenschaltung des genannten steifen Trägers. Der Zusammenbau kann eventuell teilweise oder vollständig mit einem Schutzanstrich bedeckt werden. Gemäss einer dritten Ausführungsform, sichtbar in der Figur 6C, wird das Bauelement 2 einfach mit einem Umhüllungsanstrich 34 bedeckt, welcher seine mechanische Beständigkeit sicherstellt. Eine vierte mögliche Ausführungsform des fertigen Bauelementes wird in der Figur 6D gezeigt; in diesem Fall ist das Bauelement zwischen zwei unabhängige Abschnitte 35A und 35B einer biegsamen Folie aus synthetischen Werkstoff plaziert worden, wobei die freien Ränder 36 der genannten Abschnitte anschliessend auf irgendeine zweckmässige Art luftdicht miteinander verschlossen werden: durch Wärmewirkung, durch Verklebung, durch Falzung, usw. Die Umhüllung gemäss dieser Ausführungsform kann ausgehend von einer gefalteten Folie entworfen werden, um die zwei Abschnitte 35A und 35B zu erhalten, wobei nur drei freie Ränder 36 luftdicht verschlossen werden, oder dann von zwei getrennten Abschnitten 35A und 35B, von denen die vier freien Ränder 36 luftdicht verschlossen werden, oder dann noch von einem Rohr, das durch eine aufgerollte und bereits auf einem Generator verschlossene Folie gebildet wird, wobei die zwei freien, luftdicht zu verschliessenden Ränder 36 durch die Enden des Rohres gebildet werden. Damit sich das Bauelement nicht zwischen den zwei Folienabschnitten 35A und 35B bewegen kann, erfolgt der luftdichte Verschluss sehr nahe beim Bauelement, oder das Evakuieren zwischen den zwei Folienabschnitten erfolgt vor dem luftdichten Verschluss, damit das Bauelement fest in seiner Umhüllung gehalten wird. Obschon die die Umhüllung bildende Folie aus einem dünnen und biegsamen Werkstoff gebildet wird, bewirken die geringen Abmessungen des Bauelementes, bzw. seiner Umhüllung, dass das Bauelement in seiner Umhüllung auf genügend starre Art und Weise gehalten wird.
Ein Vorteil dieser letzteren Ausführungsform der Umhüllung eines Bauelementes ist in der Figur 6E sichtbar, wo man eine Vielzahl von in einer Kette zusammengefügten Bauelementen 2 erkennt. Die Bauelemente 2 sind Seite an Seite mit einem gegenseitigen freien Zwischenraum angeordnet, und zwischen zwei biegsamen Streifen 35A und 35B werden luftdichte Verschlüsse 36, vorzugsweise Verschweissungen, rund um das Bauelement ausgeführt, damit das Bauelement 2 im Innern einer dichten Umhüllung luftdicht verschlossen wird, die gebildet wird durch zwei Abschnitte der Streifen 35A und 35B, welche durch die luftdichten Verschlüsse 36 verbunden sind. So kann das Umhüllen der Bauelemente mit automatischen Mitteln erfolgen und die Lagerung der fertigen-stücke erfolgt mit Leichtigkeit, da es einfacher ist, einen eine bekannte Anzahl Elemente enthaltenden Streifen zu lagern, als diese gleiche Anzahl Einzelelemente; es ist sehr einfach, zu einem oder mehreren fertigen Einzelelementen zu gelangen, weil es dann genügt, den Streifen, manuell oder mit automatischen Mitteln, zwischen zwei sich folgenden, sich im zwei Bauelemente trennenden Zwischenraum befindlichen, Verschweissungen zu schneiden. Individuelle Aufhänge- oder Befestigungsmittel können in einfacher Weise den durch dünne Folien gebildeten Umhüllungen beigefügt werden, zum Beispiel ein Loch oder mehrere Löcher 37, angeordnet an einem oder mehreren Abschnitt/en des Streifens, der/die vorzugsweise ausserhalb des luftdicht verschlossenen Teils angeordnet ist/sind, was so das Befestigen jedes Bauelementes an einer beliebigen anderen Struktur erlaubt.
Was die anderen beschriebenen Ausführungsformen von Wicklungen anbelangt, werden die Versteifungsmittel des Bauelementes dem Spulentyp und seiner Verwendung angepasst; sie sind im allgemeinen weniger kritisch als bei der weiter oben betrachteten, ersten Ausführungsform, dies wegen der grösseren Abmessungen der Spule. Zum Beispiel wird/werden bei der Luftspule, die mit dem Werkzeug gemäss den Figuren 3 und 4 erhalten wird und welche dazu bestimmt sein könnte, in eine Umhüllung mit der Form und den Abmessungen einer Kreditkarte eingeführt zu werden, der oder die elektronische/n Kreis/e zuerst in die Ebene der Wicklung umgelegt, eventuell ins Innere des freien Zwischenraums im Innern der Wicklung, dies manuell oder mit mechanischen Mitteln, durch Passieren in einer Führungsgleitbahn mit geeigneter Form oder durch einen Luftstrahl, alsdann wird das Ganze zwischen zwei synthetischen, vorzugsweise halbsteifen oder steifen Folien ummantelt, wie man in der Figur 7 erkennt, wo die obere Umhüllungsfolie weggenommen wurde, damit die Positionierung des Bauelementes erkennbar wird.
Beim Halbfabrikat, das mit dem Werkzeug gemäss Figur 5 hergestellt wird, genügt es im allgemeinen, wie früher die Verbindungsdrähte umzubiegen, damit der oder die Kreis/e 20, 20A,... in eine zur Wange der Spule 26 parallele Ebene gebracht wer-den kann/können, wie in der Figur 8 dargestellt wird. Nach Bedarf ist es alsdann möglich, den oder die Kreis/e an der genannten Wange zu befestigen, zum Beispiel durch Verklebung. Falls der Spulenkörper eine Aufnahmeöffnung genügender Grösse enthält, ist es auch möglich, den oder die Kreis/e in diese umzulegen und ihn/sie eventuell darin zu verkleben, damit sein/ihr mechanischer Schutz sichergestellt wird.
Wie man in allen Figuren erkennt, ist die relative Position des elektronischen Kreises 20 zur Wicklung 24 nicht wichtig, da das "Spiel" zwischen diesen zwei Elementen nur durch die verfügbare Länge der Verbindungsdrähte begrenzt ist. In der Folge stellt dieses Bauelement einen Bestandteil eines übergeordneten elektronischen Kreises dar, dessen Erregung durch ein elektromagnetisches Feld sichergestellt wird.
Es können verschiedene Varianten der weiter oben erwähnten Produkte ins Auge gefasst werden; insbesondere ist es nicht absolut notwendig, dass die Elemente die erwähnten Abmessungen und Massen aufweisen; es genügt, um den Kennzeichen der Erfindung zu entsprechen, wenn die mechanische Beständigkeit, die die Verbindungsdrähte bieten können, genügend gross ist, damit eine vorübergehende mechanische Verbindung zwischen den Elementen sichergestellt wird, deren Abmessungen und Massen deutlich grösser sein können, als angegeben wurde. Übrigens kann, wie früher angegeben, der in Frage stehende elektronische Kreis verschiedene Formen annehmen; es kann sich ebenso um eine integrierte Schaltung, um ein einfaches, diskretes, elektronisches Bauelement oder um eine gedruckte Schaltung handeln. Andererseits wurden lediglich einige Möglichkeiten der Fertigstellung des Bauelementes beschrieben und es ist selbstverständlich, dass das genannte Bauelement auf andere Arten fertiggestellt werden kann, je nach Bedarf.
So wird es durch das Verfahren und das Haltewerkzeug gemäss der Erfindung möglich, ein Halbfabrikat und ein fertiges Produkt gemäss der Erfindung zu erhalten, die die gleichen Funktionsqualitäten wie diejenigen gemäss der bisherigen Technik aufweisen, deren Herstellung jedoch deutlich vereinfacht wird, in dem Masse, dass man die Verunreinigungen wegen des Klebstoffes am Werkzeug oder an der Maschine verhindert, und dass es andererseits nicht mehr notwendig ist, einen Zusammenbau-Arbeitsgang für zwei oder mehrere Elemente vorzusehen, welcher eine grosse Genauigkeit erfordert, da nun die genannte Genauigkeit in die Herstellung des Werkzeuges gemäss der Erfindung übertragen wird.

Claims

1. Verfahren zur Fertigung einer Wicklung (24) und zur Befestigung der genannten Wicklung an mindestens einem elektronischen Kreis (20, 20A,...), dadurch gekennzeichnet, dass dieses besonders die folgenden Schritte enthält:

- Anordnung von mindestens einem elektronischen Kreis, der mindestens zwei zugängliche, metallische Leiterbahnen (21, 22, 21A, 22B,...) enthält, auf einem Haltewerkzeug (1),

- Zuführen eines Wickeldrahtes (25) auf einer Seite von Führungsmitteln (13; 17), die auf einer Fläche des genannten Werkzeuges angeordnet sind, dann über eine erste metallische Leiterbahn (21, 21A, ...) des oder der elektronischen Kreise/s,

- Fertigung der Wicklung mit dem genannten Wickeldraht,

- Wegführen des Wickeldrahtes über eine zweite metallische Leiterbahn (22, 22A,...) des oder der elektronischen Kreise/s, dann über eine andere Seite der genannten Führungsmittel (14; 17)

- Verschweissung oder Verlötung jedes Drahtabschnittes, der direkt über jeder der genannten metallischen Leiterbahnen liegt mit der entsprechenden metallischen Leiterbahn,

- Öffnung des Werkzeuges und Entfernung des Bauelementes, das aus dem oder den genannten elektronischen Kreis/en gebildet wird, die unter sich und mit der Wicklung einzig und allein über die zwei Drähte der Wicklungsenden verbunden sind, die auf die metallischen Leiterbahnen des oder der genannten elektronischen Kreise/s verschweisst oder verlötet sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung mithilfe eines Haspels ("Flyer") ausgeführt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung rund um einen Spulenkörper (23; 26) ausgeführt wird, der durch das genannte Werkzeug unabhängig vom oder von den genannten elektronischen Kreis/en gehalten wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung rund um einen temporären Fertigungs-Spulenkörper ("faux noyau") (16C) ausgeführt wird, der am genannten Werkzeug befestigt ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschweissungen/Verlötungen ausgeführt werden, wenn die metallischen Leiterbahnen in einer parallel zur Wicklungsachse liegenden Ebene angeordnet sind.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung des Bauelementes durch Ergreifen der Wicklung oder des bewickelten Spulenkörpers erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Entfernung des Bauelementes durch Ergreifen mindestens eines elektronischen Kreises erfolgt.

8. Haltewerkzeug für die Ausführung eines Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dieses folgendes enthält:

eine erste, feststehende Nase (10) und eine relativ zur ersten Nase bewegliche, zweite Nase (11), ein Zwischenraum (12), der zwischen zwei inneren Flächen (10A, 11A) der genannten Nasen gebildet wird, wenn sich diese in angenäherter Stellung befinden,

wobei die genannten Nasen folgendes enthalten:

erste Positioniermittel (10B, 10C; 10D) für mindestens einen in der Nähe des vorderen Endes der ersten Nase (10) angeordneten elektronischen Kreis (20, 20A), wobei die obere Oberfläche des oder der genannten elektronischen Kreise/s mit der oberen Oberfläche der genannten ersten Nase fluchtet.

Haltemittel (15; 11) des oder der genannten elektronischen Kreise/s im Innern der genannten Positioniermittel,

zweite Positionier- und Haltemittel (10C, 11B; 16; 18) für einen Spulenkörper (23; 26) oder für eine Wicklung (24),

wobei die genannten ersten und zweiten Positioniermittel derart angeordnet sind, dass ein Zwischenraum gebildet wird zwischen den genannten elektronischen Kreisen sowie zwischen dem elektronischen Kreis, der nahe beim Spulenkörper oder bei der Wicklung liegt, und dem genannten Spulenkörper oder der genannten Wicklung,

sowie Führungsmittel für einen Wickeldraht.

9. Haltewerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmittel gebildet werden durch: einen ersten Führungszapfen ("picot") (13), der auf einem hinteren Abschnitt der ersten Nase des genannten Werkzeuges angeordnet ist, und durch einen zweiten Führungszapfen (14) , der auf einem hinteren Abschnitt der zweiten Nase des genannten Werkzeuges angeordnet ist, so dass der Draht über eine erste metallische Leiterbahn eines elektronischen Kreises und, nachdem die Wicklung ausgeführt wurde, über eine zweite metallische Leiterbahn des genannten elektronischen Kreises geführt wird.

10. Haltewerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmittel durch einen einzigen Führungszapfen (17) gebildet werden, der auf einem hinteren Abschnitt einer Nase des genannten Werkzeuges angeordnet ist, so dass der Draht über eine erste oder über erste metallische Leiterbahn/en eines oder mehrerer elektronischen/r Kreise/s und, nachdem die Wicklung ausgeführt wurde, über eine zweite oder über zweite metallische Leiterbahn/en des oder der genannten elektronischen Kreise/s geführt wird.

11. Haltewerkzeug nach einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass dieses im weitern andere Führungsmittel (19, 26A) enthält, die am Eingang und am Ausgang der Wicklung angeordnet sind.

12. Bauelement, das besonders im Verlauf eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 gefertigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die elektronische/n Kreis/e und die Wicklung nur über die Wickeldraht-Enden verbunden sind, die auf den metallischen Leiterbahnen des oder der genannten elektronischen Kreise/s verschweisst oder verlötet sind.

13. Bauelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dieses anschliessend in ein Glasrohr (30) eingeführt und darin luftdicht eingeschlossen wird.

14. Bauelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dieses anschliessend teilweise oder ganz durch eine Befestigungsumhüllung (34) bedeckt wird.

15. Bauelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dieses anschliessend auf einem steifen Träger (33) befestigt wird.

16. Bauelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dieses anschliessend zwischen zwei Abschnitten (35A, 35B) aus mindestens einer dünnen Folie aus synthetischem Werkstoff, die eine Umhüllung bilden, plaziert wird, wobei die freien Ränder (36) der genannten Folien-Abschnitte anschliessend miteinander luftdicht verschlossen werden.

17. Bauelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl der genannten Bauelemente Seite an Seite angeordnet werden, dass ein freier Zwischenraum zwischen jedem der genannten Bauelemente gebildet wird, und dass zwischen zwei parallelen Streifen (35A, 35B) aus einem dünnen, synthetischen Werkstoff ein luftdichter Verschluss (36) der zwei Streifen rund um jedes der genannten Bauelemente erfolgt, so dass eine Umhüllung gebildet wird.

18. Bauelement nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Bauelement von den anderen abgetrennt wird durch einen Schnitt der genannten Streifen auf einer Linie, die sich zwischen zwei sich folgenden luftdichten Verschlüssen befindet, welche im genannten freien Zwischenraum angeordnet sind.

19. Bauelement nach einem der Ansprüche 17 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Umhüllung Befestigungsmittel (37) enthält, die ausserhalb des luftdicht verschlossenen Abschnittes der Umhüllung angeordnet sind.

20. Bauelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die elektronische/n Kreis/e in die Ebene der Wicklung umgelegt wird/werden.

21. Bauelement nach einem der Ansprüche 12 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die elektronische/n Kreis/e in den Zwischenraum, der im Innern der Wicklung angeordnet ist, umgelegt wird/werden.

22. Bauelement nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauelement zwischen zwei Folien aus synthetischem Werkstoff, die zusammengefügt sind, eingeschoben wird.

23. Bauelement nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die elektronische/n Kreis/e gegen eine Wange des Wicklungs-Spulenkörpers (26) umgelegt wird/werden.

24. Bauelement nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der oder die elektronische/n Kreis/e gegen die Wange des Wicklungs-Spulenkörpers geklebt wird/werden.