Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bewicklungsschutzes für Bandkerne mit einem Polymer, insbe- sondere ein neues Verfestigungs- und Umhüllungsverfahren zur möglichst dünnwandigen Isolation und gleichzeitigen Verfesti¬ gung magnetischer Bandkerne.

Magnetkerne für elektrische Bauelemente werden in vielen Fäl- len als Bandkerne, insbesondere als Ringbandkerne, ausge¬ führt. Diese Ringbandkerne haben in der Regel eine zylindri¬ schen Umfang und eine Innenöffnung in Achsrichtung. Derartige Ringbandkerne werden zur Herstellung von Induktiven und Über¬ tragern mit einer oder mehreren Wicklungen bewickelt. Diese Wicklungen bestehen aus isolierten elektrischen Leitungen wie z.B. Kupferlackdraht. Hierbei muß die Wicklung gegen Beschä¬ digungen beim Umwickeln durch die Kanten des Magnetkerns ge¬ schützt werden.

Insbesondere Ringbandkerne, die aus dünnen geschnittenen Bän¬ dern gewickelt sind, weisen sehr scharfe Kanten auf. Für Ringbandkerne, die aus amorphen oder nanokristallinen Legie¬ rungen bestehen, ist zusätzlich wegen der Sprödigkeit der Bänder gleichzeitig ein Kantenschutz auch für die inneren und äußeren Bandlagen vor den auftretenden Kräften beim Bewickeln notwendig. Zusätzlich muß der Kantenschutz elektrisch isolie¬ rend sein.

Eine weitere Forderung ist die Stabilisierung bzw. Verfesti- gung des Bandkerns, der bedingt durch seinen Aufbau ein sehr instabiles Gebilde darstellt. Dies betrifft weniger den In¬ nen- oder Außendurchmesser des Ringbandkerns, da diese Maße z.B. durch Punktverschweißungen der inneren und äußeren Bän¬ der untereinander gut fixiert sind. Kritisch ist hier vor allem die Kernhδhe, da sich abhängig von verschiedenen Para¬ metern, wie z.B. Wickelzug, Bandgeometrie, Oberflächenbe¬ schaffenheit der Bänder, Bandbreite usw. leicht eine Ver-

Schiebung in Achsrichtung ergibt. Um diese Änderung der Kern¬ geometrie zu verhindern, sind sehr unterschiedliche Maßnahmen bekannt.

Allgemein bekannt ist das Beträufeln und/oder Tränken der Kerne mit einem Polymer, welches sich z.B. durch Lösungsmit- telabgabe oder Reaktion zweier Komponenten verfestigt. Nach¬ teilig dabei ist aber, daß mit diesem Verfahren eine genaue Einstellung der Schichtdicke nicht möglich ist.

Für den "äußeren" Schutz von Ringkernen sind mehrere Verfahren bekannt. Aus der EP 0 677 856 AI und aus der EP 0 226 793 AI sind Kunststoffgehäuse bekannt, die der äußeren Form des Kerns angepaßt sind, wobei durch den eigen- stabilen Aufbau auf eine innere Verfestigung verzichtet wer¬ den kann. Aus der DE-GM 77 26 882 sind verschiedene Umhül¬ lungen für ringförmige Kerne von Spulen bekannt, die im we¬ sentlichen verhindern sollen, daß der Lack des auf den Kern aufzubringenden Drahtes durch scharfe Kanten des Kerns be- schädigt wird. Dieses Bandagieren mit Isolierfolien ist aber arbeitsaufwendig, da beispielsweise bei einem Ringkern die Folie immer durch die Mitte des Kerns beim Bandagieren hin¬ durchgezogen werden muß.

Ferner ist aus der EP 0 621 612 AI die Verwendung eines in Achsrichtung des Kerns aufgeschrumpften SchrumpfSchlauches bekannt, die zu einer dünnwandigen Fixierung und einem Schutz der Innen- und Außenkanten bei gleichzeitiger Stabilisierung des Kerns führ .

Ferner ist aus der EP 0 351 861 AI das Umspritzen eines Ring¬ bandkerns mit Kunststoff in einem Werkzeug bekannt. Damit sind neben dem Kantenschutz und der Kernverfestigung auch gleichzeitig noch Montage- und Isolierteile herstellbar.

Allen bekannten Verfahren ist aber der Nachteil inhärent, daß sie zum einen sehr arbeitsaufwendig sind und zum anderen mit

ihnen eine genaue und insbesondere sehr dünne gleichbleibende Schicht nicht einstellbar ist. Speziell bei kleinen Kernen haben die herkömmlichen Verfahren den Nachteil, daß durch die notwendigen Wandstärken der Umhüllung und die notwendigen Fü- getoleranzen beim Einsetzen des Kerns das Verhältnis zwischen dem äußeren Volumen (Bruttovolumen) und dem magnetisch ge¬ nutzten Volumen (Nettovolumen) ungünstig wird. Der magneti¬ sche Nutzungsfaktor (Bruttovolumen/Nettovolumen) verringert sich dabei zunehmend und entfernt sich erheblich von dem theoretischen Idealwert 1.

Die bekannten Verfahren, bei denen mit einem Polymer gearbei¬ tet wird (Tränken, Beträufeln, Wirbelsintern usw.) führen zu erheblichen Veränderungen der magnetischen Eigenschaften. Dies resultiert aus der Volumenänderung der Polymere während oder nach dem Polymerisationsschritt. Die auftretenden Schrumpfkräfte sowie Druck- und Zugspannungen bewirken wegen der Magnetostriktion der weichmagnetischen Bänder eine Ände¬ rung der Bandkerneigenschaften.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Her¬ stellverfahren für eine Bewicklungsschutz für Magnetkerne mit einem Polymer anzugeben, bei dem es nicht zu erheblichen Ver¬ änderungen der magnetischen Eigenschaften kommt und daß ra- tionell eine sehr dünnwandige Isolation unter gleichzeitiger Verfestigung magnetischer Bandkerne führt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einem Verfahren ge¬ löst, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß auf den Magnet- kern aus der Gasphase ein Polymerfilm abgeschieden wird.

Typischerweise wird der Polymerfilm dadurch hergestellt, daß zuerst unter Unterdruck, d.h. in der Regel unter Vakuum, Mo- nomere auf die Oberflächen des Magnetkerns kondensiert werden und polymerisieren. Zur Erzeugen der Monomere werden Oligo- mere verdampft und anschließend optisch und/oder thermisch und/oder über ein Plasma zersetzt.

Die besonderen Vorteile des in diesem Verfahren abgeschiede¬ nen Polymerfilms sind einerseits hermetisch dichte Schichten schon ab einigen um Dicke. Ferner zeichnen sich die Polymer- filme durch hohe Flexibilität und Dehnung und damit geringe Rißanfälligkeit aus. Die Monomere können insbesondere bei Bandkernen in feinste Hohlräume eindringen, da sie in der gasförmigen Zwischenstufe vorliegen. Effekte durch Oberflä¬ chenkräfte wie z.B. bei Lacken treten nicht auf, das heißt es tritt keine Kantenentnetzung bzw. Brückenbildung auf. Ferner haften aus der Gasphase abgeschiedene Polymerfilme auch sehr gut auf glattem Untergrund.

In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird als Polymerfilm ein Poly-Parylene-Film abgeschieden. Typischer¬ weise sind diese Poly-Parylene-Film Poly-Para-Xylylene-Fil e. Parylene ist der allgemeine Oberbegriff für eine Familie or¬ ganischer Polymere, die sich auf Oberflächen ausbilden, wel¬ che bei Unterdruck mit dem verdünnten aktiven Gas behandelt werden. Dabei entstehen lineare, kristalline Polymere, die herausragende physikalische Eigenschaften bezogen auf die Schichtstärke aufweisen und äußerst innert gegen Chemikalien und porenfrei sind.

Das vorliegende Verfahren eignet sich insbesondere zur Be¬ schichtung von Bandkernen, die aus Bändern amorpher oder kri¬ stalliner oder nanokristalliner Legierungen bestehen.

Typischerweise weisen dabei die Bandkerne einen Füllfaktor zwischen 70% und 90% auf. Unter Füllfaktor versteht man das Verhältnis des magnetischen Kernquerschnitts zum geometri¬ schen Kernquerschnitt.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschau¬ licht und nachstehend im einzelnen anhand der Zeichnung be¬ schrieben. Es zeigen:

Figur 1 die schematische Darstellung einen Schnitt durch einen Ringbandkern mit Parylene-Fixierung und einer Drahtwicklung und

Figur 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Figur 1.

Nach der Zeichnung besteht der Ringbandkern 1 aus einem ring¬ förmigen Bandkern, der aus Bändern 2 amorpher oder nanokri- stalliner Legierung besteht. Auf den Außenflächen 5 und 6 ist der Ringbandkern mit einer Poly-Para-Xylylene-Beschichtung 3 versehen.

Diese Poly-Para-Xylylene-Beschichtung 3 wird auf den Ring¬ bandkern 1 aus der Gasphase abgeschieden.

Dabei beginnt der Beschichtungsprozeß mit dem Erhitzen von pulverförmigen Di-Para-Xylylene-Dimeren, wodurch diese direkt in den gasförmigen Zustand übergehen, das heißt subli ieren. Als Prozeßparameter haben sich dabei eine Temperatur von ca. 150°C und ein Druck von ca. 1 Torr als besonders geeignet erwiesen.

Danach werden die gasförmigen Di-Para-Xylylene-Dimere bei ei¬ ner Temperatur von ca. 690°C und einem Druck von ca. 0,5 Torr zu einer einer Para-Xylylene-Monomeren thermisch zersetzt (Pyrolyse) .

Diese gasförmigen Para-Xylylene-Monomere werden dann in eine Prozeßkammer (nicht gezeigt), in der Regel eine Vakuumkammer, geleitet und verteilen sich dort gleichmäßig und kondensieren auf die Oberflächen 5 und 6 des Ringbandkerns 1 sowie die

Hohlräume 7 zwischen den Bandlagen 2 des Ringbandkerns 1. Da¬ nach erfolgt eine Polymerisation und eine PolymerfUmbildung.

Die Dicke des Polymerfilms kann dabei durch die Zufuhr von Para-Xylylene-Monomeren gezielt eingestellt werden. Bei Ring¬ bandkernen hat sich eine Polymerfilmschichtdicke zwischen 5 und 60um als besonders geeignet erwiesen.

Da der so entstehende Poly-Para-Xylylene-Film einen Schmelz¬ punkt von >275°C aufweist, entsteht ein temperaturstabiler Bewicklungsschutz, so daß der so beschichtete Ringbandkern mit als Bestandteil eines induktiven Bauelements einen Löt¬ prozeß entsprechenden Anforderungen an oberflächenmontierte Bauelemente (SND) ohne Aufschmelzen bzw. Schädigung des Bau¬ elements übersteht.

Insbesondere können so Ringbandkerne mit einem Außendurchmes¬ ser zwischen 2 und 15mm mit einem Bewicklungsschutz versehen werden, welcher im kostengünstigen Trommelverfahren aufge¬ bracht wird.

Weiterhin sind derartig beschichtete Ringbandkerne für die

Herstellung von Übertragern und Transformatoren geeignet, bei denen durch Anwesenheit von hohen Spannungen eine Teilentla¬ dungsfreiheit gefordert ist.

Die in der Erfindung beschriebenen Polymere sind unter der eingetragenen Marke GALXYL® von der Firma Technipol, Italien sowie unter dem Handelsnamen Parylene von der Firma Novatran, Großbritannien und alphametals Lötsysteme GmbH/ Deutschland im Handel erhältlich.