EP0293678A1 - High frequency coil - Google Patents

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Publication number
EP0293678A1
EP0293678A1 EP88108003A EP88108003A EP0293678A1 EP 0293678 A1 EP0293678 A1 EP 0293678A1 EP 88108003 A EP88108003 A EP 88108003A EP 88108003 A EP88108003 A EP 88108003A EP 0293678 A1 EP0293678 A1 EP 0293678A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
coil
carrier
core
frequency coil
coil core
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.)
Withdrawn
Application number
EP88108003A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Heinz Dipl.-Ing. Pfizenmaier
Ewald Schmidt
Franz Strauss
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.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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 Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP0293678A1 publication Critical patent/EP0293678A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006—Printed inductances
    • H01F17/0033—Printed inductances with the coil helically wound around a magnetic core

Definitions

  • the invention is based on a radio frequency (RF) coil according to the preamble of claim 1 or claim 5.
  • RF radio frequency
  • Such RF filters are implemented as passive LC filters with concentrated coils and high-quality capacitors. While suitable chip capacitors are available, the required coils, which are often designed as wire-wound coils with or without a ferrite core, pose a problem because they are unsuitable for efficient mass production.
  • US Pat. No. 3,798,059 describes a thick-film coil with a ferromagnetic core. Layers of powdered ferromagnetic material and conductor track structures are applied alternately on a ceramic carrier, which are then sintered to form the finished coil. With this known coil, too, short circuits due to the magnetic material between the turns limit the achievable inductance.
  • US Pat. No. 3,833,872 describes the manufacture of a monolithic miniature ferro-ceramic transformer.
  • Conductor structures are applied to a band-shaped carrier, which is made from a mixture of a magnetically conductive and ceramic material.
  • a plurality of printed tapes and perforated tapes are brought together in such a way that a layer structure is formed, the conductor track structures on the individual layers being connected via the boreholes.
  • the layer structure produced in this way is then sintered at high temperatures.
  • the material for the conductor tracks must be suitable to withstand the high temperatures that occur during the sintering process. Expensive precious metals such as gold or platinum are used.
  • DE-OS 31 45 585 discloses a method for producing electrically conductive areas on ferrite cores.
  • the conductor tracks are applied to the ferrite core using an elastically deformable stamp as an electrically conductive paste in a printing process.
  • the coils produced by the known method are then installed, for example, in a layer circuit.
  • the high-frequency (RF) coil according to the invention has the advantage of simple, inexpensive manufacture. It is therefore suitable especially for the mass production of RF filters in the applications mentioned at the beginning.
  • a recess for receiving a coil core is provided in a non-magnetic, preferably ceramic carrier.
  • the thickness of the coil core is approximately equal to the thickness of the carrier, so that a conductor track structure can be applied to the top and bottom of the carrier and the coil core, which can be supplemented with plated-through holes in the carrier to form closed turns.
  • the coil core lying in the recess is sufficient to fulfill specified coil data.
  • Ferrite platelets are preferably suitable for this.
  • Toroidal core coils can be produced particularly advantageously with the RF coil according to the invention.
  • Annular recesses are provided in the carrier for receiving the prefabricated toroidal cores.
  • a cutout is provided in the carrier for receiving a coil core, the core axis being perpendicular to the carrier plane.
  • a conductor track is applied around the recess in such a way that a coil turn is formed.
  • a plated-through hole connects the conductor tracks when applied on both sides.
  • a sleeve is fitted into the recess, in which the coil core is arranged so as to be displaceable in the direction perpendicular to the carrier.
  • the simple structure of the RF coil according to the invention makes it particularly suitable for mass production.
  • the mechanically stable construction leads to a good reproducibility of the coil data.
  • the elimination of high temperatures has the further advantage that an inexpensive conductor material can be used.
  • the good electrical data of the RF coil according to the invention should be emphasized.
  • a high inductance is achieved with a small design at the same time. Magnetic short circuits of successive turns are reduced. Short, flat conductor tracks in connection with a high inductance result in a high coil quality. Flat conductor tracks not only result in a low ohmic resistance of the coil winding, but also improve the field guidance in the coil core.
  • the field guidance in the coil core which is given in the first exemplary embodiment by the ferrite plates applied on the top and / or underside, but in particular when the coil core is designed as a ring core, reduces the stray field and minimizes undesired couplings between adjacent coils in a miniaturized circuit structure.
  • Figure 1 shows a first embodiment of an RF coil according to the invention
  • Figure 2 shows a sectional view along the section line II-II 'shown in Figure 1
  • Figure 3 shows a second embodiment of an RF coil according to the invention
  • Figure 4 shows a sectional view along the figure 3 entered section line IV-IV '.
  • FIG. 1 shows a non-magnetic carrier 10 which has a recess 11 in which a coil core 12 is arranged.
  • the carrier 10 is preferably made of ceramic material.
  • a ferrite which has the desired electrical data at the predetermined operating frequency of the RF coil 13, is preferably used as the coil core 12.
  • Conductor track pieces 16, 17 are applied to the top and bottom 14, 15 of the carrier 10 and the coil core 12.
  • the conductor piece 16 on the top 14 and the conductor piece 17 on the bottom 15 are connected to each other via a via 18 in the carrier 10, so that between the terminal 19 of the conductor piece 16 and a terminal 20 of the conductor piece 17 there is a winding of the coil 13.
  • Magnetic material 21, 22, which at least partially covers the coil 13, is applied to the top and bottom 14, 15 of the carrier 10.
  • the magnetic material 21, 22 is preferably formed as a thin plate, for example ferrite plate, and acts in the same way as the coil core 12.
  • the field lines of the magnetic induction run to predominantly in the coil core 12 and in the ferrite plates 21, 22, so that outside the coil 13 there is only an extremely low magnetic stray field.
  • An adjustment of the coil inductance is easily possible by moving one or both ferrite plates 21, 22.
  • Figure 2 shows a sectional view of the RF coil 13 according to the invention along the section line II-II 'shown in Figure 1. Identical parts are provided with the same reference numbers in FIGS. 1 and 2.
  • the thickness of the carrier 10 and the thickness of the coil core 12 are coordinated with one another so that the conductor track pieces 16, 17 can be applied without problems in the region of the edge of the recess 11, at the separation point between the carrier 10 and the coil core 12. A thick-film or thin-film process can be used for this.
  • a further plated-through hole 23 is shown in broken lines on the opposite side of the coil core 12.
  • the coil core 12 is rod-shaped.
  • a particularly advantageous embodiment of the RF coil according to the invention is obtained if a toroidal core is used as the coil core 12.
  • the recess 11 is annular. The toroid enables the production of extremely low stray field coils with high inductance values that can be mass-produced at low cost.
  • FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of the RF coil according to the invention, in which a recess 31 for receiving a coil core 32 is also provided for a non-magnetic carrier 30.
  • the coil axis in contrast to the coil 13 according to the first embodiment, is perpendicular to the carrier plane.
  • the coil core 32 inserted through the cutout 31 therefore generally projects beyond the top and bottom 33, 34 of the carrier 30.
  • the coil core 32 is rod-shaped and preferably has a circular cross section. The arrangement of the coil core 32 in a sleeve 35, in which it can be displaced in the direction perpendicular to the carrier plane, is advantageous.
  • a conductor track 36 Arranged on the top 33 of the carrier 30 is a conductor track 36 which leads around the coil core 32 and which has a first and a second contact point 37, 38.
  • the conductor track 36 thus forms a turn of a coil 39.
  • a through-contact 40 can also be provided in the carrier 30, which leads to a further conductor track 41 which is arranged on the underside 34 of the carrier 30.
  • This conductor track 41 has a contact point 42 on the underside 34 of the carrier 30.
  • Two turns of the RF coil 39 according to the invention thus lie between the contacting points 37 and 42.
  • FIGS. 3 and 4 shows a sectional view of the RF coil 39 according to the invention according to Figure 3 along the section line IV-IV '. Identical parts are provided with the same reference numbers in FIGS. 3 and 4.
  • the sleeve 35 inserted through the recess 31 can be fixed in the recess 31, for example, by an adhesive 43. If the recess 31 is worked to fit, the adhesive 43 can also be omitted.
  • the coil core 32 which is displaceably arranged in the sleeve 35, can also be fixed with an adhesive 44 in the sleeve 35 after the inductance has been set with an adhesive 44.
  • the adhesive 44 can also be omitted here if the fit between the coil core 32 and the sleeve 35 is coordinated with one another.
  • a thread can be machined in the sleeve 35, in which the thread is designed as a threaded pin Coil core 32 is rotatable.
  • This somewhat more complex construction has the advantage of a high mechanical vibration resistance.
  • a further plated-through hole 45 is shown in dashed lines in the carrier 30, which leads the contacting point 42 of the conductor track 41 arranged on the underside 34 of the carrier 30 back to the upper side 33. Both connections 37, 42 of the coil 39 are thus accessible from the top 33 of the carrier 30.
  • the via 45 is not shown in FIG.
  • the RF coil 13, 39 according to the invention is not only suitable for realizing individual coils, but transmitters can also be realized.
  • the windings of the transformers can either be arranged next to one another or advantageously nested within one another.
  • the RF coil 13, 39 according to the invention is suitable for tightly packed circuits in which a plurality of coils are arranged next to one another in the smallest space, since the coil 13 according to the first exemplary embodiment shown in FIG. 1 generates a very low magnetic stray field, in particular when the coil core is used 12 a toroidal core is used.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Abstract

A radio frequency (RF) coil (13, 39) is proposed, which is constructed on a carrier (10, 30) having a cut-out (11, 31) in which a coil core (12, 32) is arranged. In a first version of the RF coil according to the invention, the thickness of the coil core (12) is approximately equal to the thickness of the carrier (10). The conductor path pieces (16, 17) fitted on the upper side (14) of the carrier (10) and of the coil core (12), as well as on the underside (15), are connected to one another via through-contacts (18), such that complete coil turns are produced. Small ferrite plates (21, 22) are arranged on the upper side and/or the lower side (14, 15) which at least partially cover the coil (13). A particularly advantageous design of the RF coil according to the invention results from the use of a ring core as the coil core (12). In a second version of the RF coil according to the invention, the coil core (32) is arranged in the cut-out (31) such that its major axis is at right angles to the carrier plane. In a specific design, the core (32) can rotate in a sleeve (35). <IMAGE>

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Hochfrequenz(HF)-Spule nach der Gat­tung des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 5. Im Hochfrequenzbereich werden für zahlreiche Anwendungen, wie z.B. Fernsehtechnik, Antennen­technik, Satelliten-Rundfunk, Satelliten-Fernsehen, HF-Filter hoher Ordnung mit strengen Anforderungen bezüglich minimalen Einfügungs­dämpfungen, großen Sperrdämpfungen sowie steilen Übergängen von den Durchlaßbereichen zu den Sperrbereichen benötigt. Derartige HF-Filter sind als passive LC-Filter mit konzentrierten Spulen und Kondensato­ren hoher Güte realisiert. Während geeignete Chip-Kondensatoren vor­handen sind, stellen die erforderlichen Spulen, die häufig als draht­gewikkelte Spulen mit oder ohne Ferritkern ausgebildet sind, ein Pro­blem dar, da sie für eine rationelle Massenfertigung ungeeignet sind.The invention is based on a radio frequency (RF) coil according to the preamble of claim 1 or claim 5. In the radio frequency range for numerous applications, such as e.g. Television technology, antenna technology, satellite broadcasting, satellite television, high-order RF filters with strict requirements with regard to minimal insertion loss, large blocking attenuation and steep transitions from the passband to the blocking regions are required. Such RF filters are implemented as passive LC filters with concentrated coils and high-quality capacitors. While suitable chip capacitors are available, the required coils, which are often designed as wire-wound coils with or without a ferrite core, pose a problem because they are unsuitable for efficient mass production.

Aus der JP-OS/PS 55-91 804 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Spule bekannt, bei der auf den ebenen Oberflächen eines vorgefertig­ten Ferritkerns Leiterbahnen mittels eines Druckverfahrens aufge­bracht werden, die über Bohrungen im Ferritkern mittels Druckkontak­tierungen zu geschlossenen Windungen ergänzt werden. Die erreichbare Induktivität derartiger Spulen wird begrenzt durch die magnetische Kurzschlußwirkung zwischen den einzelnen Windungen.From JP-OS / PS 55-91 804 a method for producing a coil is known, in which printed conductors are applied to the flat surfaces of a prefabricated ferrite core by means of a printing process, which are supplemented by bores in the ferrite core by means of pressure contacts to form closed windings. The achievable inductance of such coils is limited by the magnetic short-circuit effect between the individual turns.

in der US-PS 3 798 059 ist eine Dickschichtspule mit einem ferroma­gnetischen Kern beschrieben. Auf einem keramischen Träger werden ab­wechselnd Schichten von pulverförmigem ferromagnetischem Material und Leiterbahnstrukturen aufgebracht, die anschließend zur fertigen Spule gesintert werden. Auch bei dieser bekannten Spule begrenzen Kurzschlüsse durch das magnetische Material zwischen den Windungen die erreichbare Induktivität.US Pat. No. 3,798,059 describes a thick-film coil with a ferromagnetic core. Layers of powdered ferromagnetic material and conductor track structures are applied alternately on a ceramic carrier, which are then sintered to form the finished coil. With this known coil, too, short circuits due to the magnetic material between the turns limit the achievable inductance.

In der US-PS 3 833 872 ist die Herstellung eines monolithischen fer­rokeramischen Miniatur-Transformators beschrieben. Auf einem band­förmigen Träger, der aus einer Mischung von einem magnetisch leit­fähigem und keramischen Material hergestellt ist, werden Leiterbahn­strukturen aufgebracht. In einem Prozeßschritt werden mehrere be­druckte und mit Durchbohrungen versehene Bänder derart zusammenge­führt, daß ein Schichtaufbau entsteht, wobei die Leiterbahnstruktu­ren auf den einzelnen Schichten über die Bohrungen verbunden werden. Der so gefertigte Schichtaufbau wird anschließend bei hohen Tempera­turen gesintert. Das Material für die Leiterbahnen muß geeignet sein, die hohen beim Sintervorgang auftretenden Temperaturen zu überstehen. Zur Anwendung kommen teuere Edelmetalle wie Gold oder Platin.US Pat. No. 3,833,872 describes the manufacture of a monolithic miniature ferro-ceramic transformer. Conductor structures are applied to a band-shaped carrier, which is made from a mixture of a magnetically conductive and ceramic material. In one process step, a plurality of printed tapes and perforated tapes are brought together in such a way that a layer structure is formed, the conductor track structures on the individual layers being connected via the boreholes. The layer structure produced in this way is then sintered at high temperatures. The material for the conductor tracks must be suitable to withstand the high temperatures that occur during the sintering process. Expensive precious metals such as gold or platinum are used.

Aus der DE-OS 31 45 585 ist ein Verfahren zur Herstellung elektrisch leitfähiger Bereiche auf Ferritkernen bekannt. Die Leiterbahnen wer­den mit einem elastisch verformbaren Stempel als elektrisch leitfä­hige Paste in einem Druckverfahren auf den Ferritkern aufgebracht. Die nach dem bekannten Verfahren gefertigten Spulen werden anschlie­ßend beispielsweise in eine Schichtschaltung eingebaut.DE-OS 31 45 585 discloses a method for producing electrically conductive areas on ferrite cores. The conductor tracks are applied to the ferrite core using an elastically deformable stamp as an electrically conductive paste in a printing process. The coils produced by the known method are then installed, for example, in a layer circuit.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Die erfindungsgemäße Hochfrequenz(HF)-Spule weist den Vorteil einer einfachen kostengünstigen Herstellung auf. Sie eignet sich deshalb insbesondere für die Massenherstellung von HF-Filtern bei den ein­gangs erwähnten Anwendungen. In einem nichtmagnetischen, vorzugs­weise keramischen Träger ist eine Aussparung zur Aufnahme eines Spulenkerns vorgesehen.The high-frequency (RF) coil according to the invention has the advantage of simple, inexpensive manufacture. It is therefore suitable especially for the mass production of RF filters in the applications mentioned at the beginning. A recess for receiving a coil core is provided in a non-magnetic, preferably ceramic carrier.

In einer ersten Ausführung ist die Dicke des Spulenkerns etwa gleich der Dicke des Trägers, so daß auf der Ober- und Unterseite des Trä­gers und des Spulenkerns eine Leiterbahnstruktur aufbringbar ist, die mit Durchkontaktierungen im Träger zu geschlossenen Windungen ergänzbar ist. Für viele Anwendungen reicht der in der Aussparung liegende Spulenkern zur Erfüllung vorgegebener Spulendaten aus. Eine Induktivitätserhöhung sowie eine Verbesserung der Feldführung ergibt sich, wenn auf der Oberseite und/oder Unterseite des Trägers magne­tisches Material aufgebracht ist, das die Spule zumindest teilweise verdeckt. Hierfür eignen sich vorzugsweise Ferritplättchen.In a first embodiment, the thickness of the coil core is approximately equal to the thickness of the carrier, so that a conductor track structure can be applied to the top and bottom of the carrier and the coil core, which can be supplemented with plated-through holes in the carrier to form closed turns. For many applications, the coil core lying in the recess is sufficient to fulfill specified coil data. An increase in inductance and an improvement in the field guidance result if magnetic material is applied to the top and / or bottom of the carrier, which at least partially covers the coil. Ferrite platelets are preferably suitable for this.

Besonders vorteilhaft lassen sich mit der erfindungsgemäßen HF-Spule Ringkernspulen herstellen. Zur Aufnahme der vorgefertigten Ringkerne sind im Träger ringförmige Aussparungen vorgesehen.Toroidal core coils can be produced particularly advantageously with the RF coil according to the invention. Annular recesses are provided in the carrier for receiving the prefabricated toroidal cores.

In einer zweiten Ausführung der erfindungsgemäßen HF-Spule ist eine Aussparung im Träger zur Aufnahme eines Spulenkerns vorgesehen, wo­bei die Kernachse senkrecht auf der Trägerebene steht. Auf der Ober­seite und/oder der Unterseite des Trägers ist um die Aussparung her­um eine Leiterbahn derart aufgebracht, daß eine Spulenwindung ent­steht. Eine Durchkontaktierung verbindet die Leiterbahnen bei beid­seitiger Aufbringung. In einer weiteren Ausgestaltung des Ausfüh­rungsbeispiels ist in die Aussparung eine Hülse eingepaßt, in der der Spulenkern in Richtung senkrecht zum Träger verschiebbar ange­ordnet ist.In a second embodiment of the RF coil according to the invention, a cutout is provided in the carrier for receiving a coil core, the core axis being perpendicular to the carrier plane. On the top and / or the bottom of the carrier, a conductor track is applied around the recess in such a way that a coil turn is formed. A plated-through hole connects the conductor tracks when applied on both sides. In a further embodiment of the exemplary embodiment, a sleeve is fitted into the recess, in which the coil core is arranged so as to be displaceable in the direction perpendicular to the carrier.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 und im nebengeordneten Anspruch 5 angegebenen HF-Spule sind in wei­teren Unteransprüchen angegeben.Advantageous further developments and improvements of the RF coil specified in claim 1 and in the independent claim 5 are specified in further subclaims.

Der einfache Aufbau der erfindungsgemäßen HF-Spule macht sie beson­ders geeignet für die Massenfertigung. Die mechanisch stabile Kon­struktion führt zu einer guten Reproduzierbarkeit der Spulendaten. Günstig wirkt sich in diesem Zusammenhang aus, daß keine hohen Pro­zeßtemperaturen erforderlich sind, da die Verwendung von fertigen Kernen, Ferritplättchen usw. keinen Sintervorgang erforderlich macht, der eine hohe Temperaturbelastung mit sich bringen würde. Der Wegfall von hohen Temperaturen bringt den weiteren Vorteil mit sich, daß ein preisgüngstiges Leitermaterial verwendbar ist.The simple structure of the RF coil according to the invention makes it particularly suitable for mass production. The mechanically stable construction leads to a good reproducibility of the coil data. In this context, it is advantageous that high process temperatures are not required, since the use of finished cores, ferrite platelets etc. does not require a sintering process which would involve a high temperature load. The elimination of high temperatures has the further advantage that an inexpensive conductor material can be used.

Hervorzuheben sind die guten elektrischen Daten der erfindungsgemä­ßen HF-Spule. Es wird eine hohe Induktivität bei gleichzeitig klei­ner Bauform erreicht. Magnetische Kurzschlüsse aufeinander­folgenden Windungen sind vermindert. Kurze, flächig ausgebildete Leiterbahnen in Verbindung mit einer hohen Induktivität ergeben eine hohe Spulengüte. Flache Leiterbahnen führen nicht nur zu einem ge­ringen ohmschen Widerstand der Spulenwicklung, sondern verbessern auch die Feldführung im Spulenkern. Die Feldführung im Spulenkern, die beim ersten Ausführungsbeispiel durch die auf der Ober- und/oder Unterseite aufgebrachten Ferritplättchen, insbesondere aber bei der Ausbildung des Spulenkerns als Ringkern, gegeben ist, reduziert das Streufeld und minimiert unerwünschte Kopplungen zwischen benachbar­ten Spulen in einem miniaturisierten Schaltungsaufbau.The good electrical data of the RF coil according to the invention should be emphasized. A high inductance is achieved with a small design at the same time. Magnetic short circuits of successive turns are reduced. Short, flat conductor tracks in connection with a high inductance result in a high coil quality. Flat conductor tracks not only result in a low ohmic resistance of the coil winding, but also improve the field guidance in the coil core. The field guidance in the coil core, which is given in the first exemplary embodiment by the ferrite plates applied on the top and / or underside, but in particular when the coil core is designed as a ring core, reduces the stray field and minimizes undesired couplings between adjacent coils in a miniaturized circuit structure.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der erfin­dungsgemäßen HF-Spule ergeben sich aus der folgenden Beschriebung zweier Ausführungsbeispiele.Further details and advantageous developments of the RF coil according to the invention result from the following description of two exemplary embodiments.

Zeichnungdrawing

Figure 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen HF-Spule, Figur 2 zeigt ein Schnittbild entlang der in Figur 1 ange­gebenen Schnittlinie II-II′, Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungs­beispiel einer erfindungsgemäßen HF-Spule und Figur 4 zeigt ein Schnittbild entlang der in Figur 3 eingetragenen Schnittlinie IV-IV′.Figure 1 shows a first embodiment of an RF coil according to the invention, Figure 2 shows a sectional view along the section line II-II 'shown in Figure 1, Figure 3 shows a second embodiment of an RF coil according to the invention and Figure 4 shows a sectional view along the figure 3 entered section line IV-IV '.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Figur 1 zeigt einen nichtmagnetischen Träger 10, der eine Aussparung 11 aufweist, in der ein Spulenkern 12 angeordnet ist. Der Träger 10 ist vorzugsweise aus keramischem Material gefertigt. Als Spulenkern 12 kommt vorzugsweise ein Ferrit zum Einsatz, das bei der vorgegebe­nen Betriebsfrequenz der HF-Spule 13 die gewünschten elektrischen Daten aufweist. Auf der Ober- und Unterseite 14, 15 des Trägers 10 sowie des Spulenkerns 12 sind Leiterbahnstücke 16, 17 aufgebracht. Das Leiterbahnstück 16 auf der Oberseite 14 und das Leiterstück 17 auf der Unterseite 15 sind über eine Durchkontaktierung 18 im Träger 10 miteinander verbunden, so daß zwischen einem Anschluß 19 des Lei­terbahnstücks 16 und einem Anschluß 20 des Leiterbahnstücks 17 eine Windung der Spule 13 entsteht. Anstelle der Anschlüsse 19, 20 können weitere Durchkontaktierungen im Träger 10 vorgesehen sein, die zu weiteren Leiterbahnstücken führen, die abwechselnd auf der Oberseite 14 und der Unterseite 15 des Trägerls und des Spulenkerns 12 verlau­fen, die miteinander derart verbunden sind, bis die erforderliche Windungszahl erreicht ist. Auf der Ober- und Unterseite 14, 15 des Trägers 10 ist jeweils magnetisches Material 21, 22 aufgebracht, das die Spule 13 zumindest teilweise überdeckt. Das magnetische Material 21, 22 ist vorzugsweise als dünne Plättchen, beispielsweise Ferrit­plättchen, ausgebildet und wirkt in der gleichen Weise wie der Spu­lenkern 12. Die Feldlinien der magnetischen Induktion verlaufen zum überwiegenden Teil im Spulenkern 12 sowie in den Ferritplättchen 21, 22, so daß außerhalb der Spule 13 nur ein äußerst geringes magne­tisches Streufeld auftritt. Ein Abgleich der Spuleninduktivität ist durch ein Verschieben eines oder beider Ferritplättchen 21, 22 leicht möglich. Ferner ist es möglich, eines oder beide Ferritplätt­chen 21, 22 derart auszubilden, daß es die Spule 13 nur teilweise überdeckt. Mit dieser Maßnahme ist ein Grobabgleich der Induktivität möglich.FIG. 1 shows a non-magnetic carrier 10 which has a recess 11 in which a coil core 12 is arranged. The carrier 10 is preferably made of ceramic material. A ferrite, which has the desired electrical data at the predetermined operating frequency of the RF coil 13, is preferably used as the coil core 12. Conductor track pieces 16, 17 are applied to the top and bottom 14, 15 of the carrier 10 and the coil core 12. The conductor piece 16 on the top 14 and the conductor piece 17 on the bottom 15 are connected to each other via a via 18 in the carrier 10, so that between the terminal 19 of the conductor piece 16 and a terminal 20 of the conductor piece 17 there is a winding of the coil 13. Instead of the connections 19, 20, further plated-through holes can be provided in the carrier 10, which lead to further conductor track pieces that run alternately on the top 14 and the bottom 15 of the carrier and the coil core 12, which are connected to one another in such a way until the required number of turns is reached is. Magnetic material 21, 22, which at least partially covers the coil 13, is applied to the top and bottom 14, 15 of the carrier 10. The magnetic material 21, 22 is preferably formed as a thin plate, for example ferrite plate, and acts in the same way as the coil core 12. The field lines of the magnetic induction run to predominantly in the coil core 12 and in the ferrite plates 21, 22, so that outside the coil 13 there is only an extremely low magnetic stray field. An adjustment of the coil inductance is easily possible by moving one or both ferrite plates 21, 22. Furthermore, it is possible to design one or both ferrite plates 21, 22 such that it only partially covers the coil 13. A rough adjustment of the inductance is possible with this measure.

Figur 2 zeigt ein Schnittbild der erfindungsgemäßen HF-Spule 13 ent­lang der in Figur 1 gezeigten Schnittlinie II-II′. Gleiche Teile sind in den Figuren 1 und 2 mit denselben Bezugszahlen versehen. Die Dicke des Trägers 10 und die Dicke des Spulenkerns 12 sind aufeinan­der abgestimmt, damit die Leiterbahnstücke 16, 17 im Bereich des Randes der Aussparung 11, an der Trennstelle zwischen Träger 10 und Spulenkern 12, problemlos aufbringbar sind. Hierzu kann ein Dick­schicht- oder auch ein Dünnschichtverfahren zur Anwendung kommen. Neben der Durchkontaktierung 18 ist eine weitere Durchkontaktierung 23 auf der gegenüberliegenden Seite des Spulenkerns 12 strichliniert eingezeichnet.Figure 2 shows a sectional view of the RF coil 13 according to the invention along the section line II-II 'shown in Figure 1. Identical parts are provided with the same reference numbers in FIGS. 1 and 2. The thickness of the carrier 10 and the thickness of the coil core 12 are coordinated with one another so that the conductor track pieces 16, 17 can be applied without problems in the region of the edge of the recess 11, at the separation point between the carrier 10 and the coil core 12. A thick-film or thin-film process can be used for this. In addition to the plated-through hole 18, a further plated-through hole 23 is shown in broken lines on the opposite side of the coil core 12.

Der Spulenkern 12 ist in dem in Figur 1 gezeigten ersten Ausfüh­rungsbeispiel der erfindungsgemäßen HF-Spule 13 stabförmig ausgebil­det. Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen HF-Spule ergibt sich, wenn als Spulenkern 12 ein Ringkern verwendet wird. Die Aussparung 11 ist in diesem Fall ringförmig ausgebildet. Der Ringkern ermöglicht die Herstellung von extrem streufeldarmen Spulenmit hohen Induktivitätswerten, die in der Massenproduktion kostengünstig herstellbar sind.In the first exemplary embodiment of the RF coil 13 according to the invention shown in FIG. 1, the coil core 12 is rod-shaped. A particularly advantageous embodiment of the RF coil according to the invention is obtained if a toroidal core is used as the coil core 12. In this case, the recess 11 is annular. The toroid enables the production of extremely low stray field coils with high inductance values that can be mass-produced at low cost.

Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen HF-Spule, bei der einem nichtmagnetischen Träger 30 ebenfalls ei­ne Aussparung 31 zur Aufnahme eines Spulenkerns 32 vorgesehen ist. Bei dieser HF-Spule 39 steht die Spulenachse, im Gegensatz zu der Spule 13 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, senkrecht auf der Trägerebene. Der durch die Aussparung 31 gesteckte Spulenkern 32 ragt deshalb im allgemeinen über die Ober- und Unterseite 33, 34 des Trägers 30 hinaus. Der Spulenkern 32 ist stabförmig ausgebildet und weist vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf. Vorteilhaft ist die Anordnung des Spulenkerns 32 in einer Hülse 35, in der er in senkrechter Richtung zur Trägerebene verschiebbar ist. Auf der Ober­seite 33 des Trägers 30 ist eine Leiterbahn 36 angeordnet, die um den Spulenkern 32 herumführt, und die eine erste sowie zweite Kon­taktierungsstelle 37, 38 aufweist. Die Leiterbahn 36 bildet somit eine Windung einer Spule 39. Anstelle der strichliniert gezeigten zweiten Kontaktierungsstelle 38 kann auch eine Durchkontaktierung 40 im Träger 30 vorgesehen sein, die zu einer weiteren Leiterbahn 41 führt, die auf der Unterseite 34 des Trägers 30 angeordnet ist. Die­se Leiterbahn 41 weist eine Kontaktierungsstelle 42 auf der Unter­seite 34 des Trägers 30 auf. Zwischen den Kontaktierungsstellen 37 und 42 liegen damit zwei Windungen der erfindungsgemäßen HF-Spule 39.FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of the RF coil according to the invention, in which a recess 31 for receiving a coil core 32 is also provided for a non-magnetic carrier 30. In this RF coil 39, the coil axis, in contrast to the coil 13 according to the first embodiment, is perpendicular to the carrier plane. The coil core 32 inserted through the cutout 31 therefore generally projects beyond the top and bottom 33, 34 of the carrier 30. The coil core 32 is rod-shaped and preferably has a circular cross section. The arrangement of the coil core 32 in a sleeve 35, in which it can be displaced in the direction perpendicular to the carrier plane, is advantageous. Arranged on the top 33 of the carrier 30 is a conductor track 36 which leads around the coil core 32 and which has a first and a second contact point 37, 38. The conductor track 36 thus forms a turn of a coil 39. Instead of the second contact point 38 shown in dashed lines, a through-contact 40 can also be provided in the carrier 30, which leads to a further conductor track 41 which is arranged on the underside 34 of the carrier 30. This conductor track 41 has a contact point 42 on the underside 34 of the carrier 30. Two turns of the RF coil 39 according to the invention thus lie between the contacting points 37 and 42.

Figur 4 zeigt ein Schnittbild der erfindungsgemäßen HF-Spule 39 ge­mäß Figur 3 entlang der Schnittlinie IV-IV′. Gleiche Teile sind in den Figuren 3 und 4 mit denselben Bezugszahlen versehen. Die durch die Aussparung 31 gesteckte Hülse 35 kann beispielsweise von einem Kleber 43 in der Aussparung 31 fixiert sein. Wenn die Aussparung 31 auf Passung gearbeitet ist, kann der Kleber 43 auch entfallen. Der in der Hülse 35 verschiebbar angeordnete Spulenkern 32 ist ebenfalls mit einem Kleber 44 in der Hülse 35 nach der erfolgten Induktivi­tätseinstellung mit einem Kleber 44 fixierbar. Auch hier kann der Kleber 44 entfallen, wenn die Passung zwischen Spulenkern 32 und Hülse 35 aufeinander abgestimmt ist. In einer speziellen Ausgestal­tung der Verschiebung des Spulenkerns 32 kann in der Hülse 35 ein Gewinde eingearbeitet sein, in dem der als Gewindestift ausgebildete Spulenkern 32 verdrehbar ist. Diese etwas aufwendigere Konstruktion weist den Vorteil einer hohen mechanischen Rüttelbelastbarkeit auf. Im Träger 30 ist neben der Durchkontaktierung 40 eine weitere Durch­kontaktierung 45 strichliniert eingezeichnet, die die Kontaktie­rungsstelle 42 der auf der Unterseite 34 des Trägers 30 angeordneten Leiterbahn 41 auf die Oberseite 33 zurückführt. Beide Anschlüsse 37, 42 der Spule 39 sind somit von der Oberseite 33 des Trägers 30 zu­gänglich. In Figur 3 ist die Durchkontaktierung 45 nicht eingezeich­net.Figure 4 shows a sectional view of the RF coil 39 according to the invention according to Figure 3 along the section line IV-IV '. Identical parts are provided with the same reference numbers in FIGS. 3 and 4. The sleeve 35 inserted through the recess 31 can be fixed in the recess 31, for example, by an adhesive 43. If the recess 31 is worked to fit, the adhesive 43 can also be omitted. The coil core 32, which is displaceably arranged in the sleeve 35, can also be fixed with an adhesive 44 in the sleeve 35 after the inductance has been set with an adhesive 44. The adhesive 44 can also be omitted here if the fit between the coil core 32 and the sleeve 35 is coordinated with one another. In a special embodiment of the displacement of the coil core 32, a thread can be machined in the sleeve 35, in which the thread is designed as a threaded pin Coil core 32 is rotatable. This somewhat more complex construction has the advantage of a high mechanical vibration resistance. In addition to the plated-through hole 40, a further plated-through hole 45 is shown in dashed lines in the carrier 30, which leads the contacting point 42 of the conductor track 41 arranged on the underside 34 of the carrier 30 back to the upper side 33. Both connections 37, 42 of the coil 39 are thus accessible from the top 33 of the carrier 30. The via 45 is not shown in FIG.

Die erfindungsgemäße HF-Spule 13, 39 ist nicht nur zur Realisierung von Einzelspulen geeignet, sondern es können auch Übertrager reali­siert werden. Die Wicklungen der Übertrager können entweder neben­einander oder vorteilhaft ineinander verschachtelt angeordnet sein. Die erfindungsgemäße HF-Spule 13, 39 eignet sich für dichtgepackte Schaltungen, bei denen mehrere Spulen auf kleinstem Raum nebeneinan­der angeordnet sind, da die Spule 13 gemäß dem in Figur 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ein sehr geringes magnetisches Streufeld erzeugt, insbesondere dann, wenn als Spulenkern 12 ein Ringkern zum Einsatz kommt.The RF coil 13, 39 according to the invention is not only suitable for realizing individual coils, but transmitters can also be realized. The windings of the transformers can either be arranged next to one another or advantageously nested within one another. The RF coil 13, 39 according to the invention is suitable for tightly packed circuits in which a plurality of coils are arranged next to one another in the smallest space, since the coil 13 according to the first exemplary embodiment shown in FIG. 1 generates a very low magnetic stray field, in particular when the coil core is used 12 a toroidal core is used.

Claims (12)

1. Hochfrequenz-Spule mit einem nichtmagnetischen Träger, dadurch gekennzeichnet, daß
- in wenigstens einer Aussparung (11) im Träger (10) ist ein Spulen­kern (12) angeordnet ist, dessen Dicke etwa der Dicke des Trägers (10) entspricht und daß
- auf der Ober- und Unterseite (14, 15) von Träger- und Spulenkern Leiterbahnen (16, 17) aufgebracht sind, die mit wenigstens einer Durchkontaktierung (18) im Träger (30) zu mindestens einer ge­schlossenen Windung der Spule (13) ergänzt sind.1. High-frequency coil with a non-magnetic carrier, characterized in that
- In at least one recess (11) in the carrier (10) a coil core (12) is arranged, the thickness of which corresponds approximately to the thickness of the carrier (10) and that
- On the top and bottom (14, 15) of carrier and coil core conductor tracks (16, 17) are applied, which is supplemented with at least one through-hole (18) in the carrier (30) to at least one closed turn of the coil (13) are. 2. Hochfrequenz-Spule nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberseite (14) und/oder Unterseite (15) des Trägers (10) ma­gnetisches Material (21, 22) aufgebracht ist, das die Spule (13) zu­mindest teilweise überdeckt.2. High-frequency coil according to claim 1, characterized in that on the top (14) and / or underside (15) of the carrier (10) magnetic material (21, 22) is applied, which at least partially covers the coil (13) . 3. Hochfrequenz-Spule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­net, daß der Spulenkern (12) stabförmig ausgebildet ist.3. High-frequency coil according to claim 1 or 2, characterized in that the coil core (12) is rod-shaped. 4. Hochfrequenz-Spule nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­net, daß der Spulenkern (12) als Ringkern ausgebildet ist.4. High-frequency coil according to claim 1 or 2, characterized in that the coil core (12) is designed as a ring core. 5. Hochfrequenz-Spule mit einem nichtmagnetischen Träger, dadurch gekennzeichnet, daß
- in wenigstens einer Aussparung (31) im Träger (30) ein Spulenkern (32) angeordnet ist, dessen Achse senkrecht auf der Trägerebene steht und daß
- auf einer Seite (33) des Trägers (30) um die Aussparung (31) we­nigstens eine Leiterbahn (36) derart aufgebracht ist, daß eine Windung mit den beiden Kontaktierungsstellen (37, 40) der Spule (39) entsteht.5. High-frequency coil with a non-magnetic carrier, characterized in that
- In at least one recess (31) in the carrier (30) a coil core (32) is arranged, the axis of which is perpendicular to the carrier plane and that
- On one side (33) of the carrier (30) around the recess (31) at least one conductor track (36) is applied such that a turn with the two contact points (37, 40) of the coil (39) is formed. 6. Hochfrequenz-Spule nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Ober- und Unterseite (33, 34) des Trägers (30) um die wenig­stens eine Aussparung (31) herum wenigstens eine Leiterbahn (36, 41) aufbracht ist.6. High-frequency coil according to claim 5, characterized in that on the top and bottom (33, 34) of the carrier (30) around the at least one recess (31) around at least one conductor track (36, 41) is applied. 7. Hochfrequenz-Spule nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Leiterbahn (36) auf der Oberseite (33) und die wenigstens eine Leiterbahn (41) auf der unterseite (34) mit wenig­stens einer Durchkontaktierung (40) zu geschlossenen Windungen er­gänzt sind.7. High-frequency coil according to claim 6, characterized in that the at least one conductor track (36) on the top (33) and the at least one conductor track (41) on the underside (34) with at least one plated-through hole (40) for closed turns are completed. 8. Hochfrequenz-Spule nach einem Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Spulenkern (32) als Stab mit vorzugsweise kreis­förmigem Querschnitt ausgebildet ist.8. High-frequency coil according to one of claims 5 to 7, characterized in that the coil core (32) is designed as a rod with a preferably circular cross section. 9. Hochfrequenz-Spule nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch ge­kennzeichnet, daß in der wenigstens einen Aussparung (31) in Träger (30) eine Hülse (35) eingepaßt ist, in der der Spulenkern (32) in senkrechter Richtung zur Trägerebene verschiebbar angeordnet ist.9. High-frequency coil according to one of claims 5 to 8, characterized in that in the at least one recess (31) in the carrier (30) a sleeve (35) is fitted, in which the coil core (32) in the direction perpendicular to the carrier plane is slidably arranged. 10. Hochfrequenz-Spule nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulenkern (32) als Gewindestift ausgebildet ist, der in einem in der Hülse (35) vorgesehenen Gewinde drehbar ist.10. High-frequency coil according to claim 9, characterized in that the coil core (32) is designed as a threaded pin which is rotatable in a thread provided in the sleeve (35). 11. Hochfrequenz-Spule nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­durch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (16, 17, 36, 41) in Dick­schichttechnik hergestellt sind.11. High-frequency coil according to one of the preceding claims, characterized in that the conductor tracks (16, 17, 36, 41) are made in thick-film technology. 12. Hochfrequenz-Spule nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterbahnen (16, 17, 36, 41) in Dünn­schichttechnik hergestellt sind.12. High-frequency coil according to one of claims 1 to 10, characterized in that the conductor tracks (16, 17, 36, 41) are made in thin-film technology.
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