EP0716432B1 - Planare Induktivität - Google Patents

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EP0716432B1
EP0716432B1 EP95203290A EP95203290A EP0716432B1 EP 0716432 B1 EP0716432 B1 EP 0716432B1 EP 95203290 A EP95203290 A EP 95203290A EP 95203290 A EP95203290 A EP 95203290A EP 0716432 B1 EP0716432 B1 EP 0716432B1
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EP
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carrier
inductance
ferromagnetic
planar
ferromagnetic material
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EP95203290A
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Ulrich c/o Philips Rittner
Heiner c/o Philips Schmidt
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Philips Intellectual Property and Standards GmbH
Koninklijke Philips NV
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Philips Corporate Intellectual Property GmbH
Philips Patentverwaltung GmbH
Koninklijke Philips Electronics NV
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    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/04—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing coils
    • H01F41/041—Printed circuit coils
    • H01F41/046—Printed circuit coils structurally combined with ferromagnetic material
    • H—ELECTRICITY
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    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006—Printed inductances
    • H—ELECTRICITY
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    • H01F21/02—Variable inductances or transformers of the signal type continuously variable, e.g. variometers
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    • H01F17/0006—Printed inductances
    • H01F2017/0046—Printed inductances with a conductive path having a bridge
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    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006—Printed inductances
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    • Y10T29/49073—Electromagnet, transformer or inductor by assembling coil and core

Definitions

  • the invention relates to a planar inductance with at least one applied to a flat carrier, essentially spiral coil and with essentially arranged on this carrier layered, ferromagnetic material.
  • DE-OS 24 41 317 describes a method for inductance matching of flat coils known in the layering technique are manufactured. With this procedure each after the deviation of the actual inductance value from the setpoint a more or less large part of the flat coil with one Paste consisting of a mixed with a binder magnetizable powder, covered or the thickness the applied paste is increased. Thereby becomes Comparison of the inductance of the flat coil by one Covering angle defined part of the coil surface with the paste covered. The coverage angle should be linear with linked to the change in inductance; the layer thickness however, the paste has a non-linear influence on the change in inductance. The one through that Brush the flat coil with the paste made The adjustment process for the inductance can be automated specified.
  • EP-OS 310 396 describes a planar inductance spiral-shaped conductors known in the so-called sandwich construction between ferromagnetic layers with insulating layers arranged between them are used.
  • the spiral conductors form two coils of the same Contour that are in alignment with each other and close together are arranged. Furthermore, the two are spiral Coils electrically connected to each other in such a way that currents different directions through the individual coils flow.
  • the ferromagnetic layers have a surface area that is greater than the sum of the surfaces of the two conductor coils.
  • inductors shown in this document are made of numerous layered or cuboid Pieces of insulating material or ferromagnetic components in relatively complicated way. This on the one hand, considerably increases the cost of production and gives on the other hand no possibility to vary the magnetic coupling during manufacture, i.e. also not for a match.
  • the object of the invention is a planar inductance to design such that its inductance value with simple means precisely adjustable during production or is adjustable and / or that the magnetic Coupling of several coils or windings of an inductance can be set accordingly easily and precisely can.
  • This task is performed with a planar inductance Generic type solved in that the ferromagnetic Material within a fixed on the carrier Insulating windows in the coating process on the carrier is applied.
  • Planar inductors of the type according to the invention are advantageous in hybrid technology or multichip module technology can be used in which a plurality of electronic Components that in turn integrated Circuits can be on a flat carrier, for example, a circuit board.
  • This flat carrier is provided with a conductive layer, from the one which is preferably predetermined by etching technology Ladder structures have been worked out.
  • This (Electrically conductive) conductor structures serve the electrical Connection of the arranged on the carrier Building elements. From them can also preferably planar inductors that are simple, can be manufactured precisely and robustly.
  • the carrier becomes a so-called coating process applied a protective layer consisting of a curable masking compound through which the components and their connections are encased.
  • planar inductance over the coil or the coils also an insulating material window arranged.
  • This can affect the entire planar inductance delimit, but also only partially overlap them.
  • the height of the insulating material window perpendicular to The surface of the carrier can be chosen differently become; however, a height is preferably used for this, as they are for covering the rest of the above Components is used, so that simplification and Unification in manufacturing is achieved.
  • the dimensions of the insulating window parallel to the surface of the wearer and by positioning the Insulating window over a more or less large Share of the total of the planar inductance covered area of the carrier can be the inductance value or the coupling between several coils of the planar Inductance can be set.
  • the insulation window is in the coating process with ferromagnetic material replenished.
  • they become the same Manufacturing steps and systems as when covering the used in the above components, whereby the Manufacturing is very simplified.
  • These parameters can preferably to be determined in such a way that for a particular manufacturing planar inductance size, shape and location of the Insulation window and the composition of the ferromagnetic Materials are specified.
  • Dosage of the amount of ferromagnetic material at Apply to the carrier inside the insulating window can then adjust the exact setting to the desired values for the inductances or the coupling take place, possibly in the form of a comparison with during the Applying the ferromagnetic material electrical measurement.
  • the manufacturing process is mechanically very simple controllable, i.e. become very close with little effort Tolerances can be met.
  • the inventive design of the planar Inductance can - especially with complete Covering the coil (s) - with the ferromagnetic Material also mechanical protection of the conductor structures, especially of connecting wires become. Because the ferromagnetic material is preferably non-conductive can, if necessary, in one operation the planar inductance also neighboring electronic ones Components for mechanical protection are also covered. The influence of the ferromagnetic material on the Conductor structures and their transmission properties must then be taken into account accordingly.
  • the Reference numeral 1 a section of a flat carrier referred to as preferred in hybrid technology or Multichip module technology is used.
  • a flat carrier On this two-dimensional beams are essentially two-dimensional spiral coils 2 and 3 arranged, preferably in the form of a so-called printed conductor structure the flat carrier are applied. Bond wires 4 and 5 form bridges between pads 6, 7 and 8, 9 and thus establish a conductive connection between the Coil ends in the centers of the spirals and outside of the Spiral arranged conductor structures 10 and 11 forth.
  • the flat carrier 1 are not shown in FIG. 1 -
  • the coils 2 and 3 partially covering - an insulating material window 12 applied and glued to the carrier 1.
  • Assembling this Insulating material window 12 can preferably be used in the work step the assembly of the other mentioned, not shown Components are included.
  • the one from the insulation window 12 bordered part of the surface of the carrier 1 is covered with a ferromagnetic material 13, a Mixture of a covering compound (coating material) with ferromagnetic admixture, which is in the liquid state is insertable into the insulating window and then in this hardens.
  • Fig. 2 shows the planar inductance on the flat Beam in longitudinal section along the section line Z - Z. This representation also gives the material thicknesses in particular only schematically again.
  • the ferromagnetic Material 13 is only part of the planar inductance covered; in particular, the bond wires 4 remain 5 unprotected. It is for their mechanical protection advantageous that insulating window 12 in its Form dimensions such that the entire planar inductance including the associated Bond wires and connectors are surrounded and with ferromagnetic Material can be covered.
  • FIG. 3 for example Top view, in which a modified shape with one another nested spiral coils is selected.
  • a first coil 20 surrounds between pads A and B a second coil 21 between pads C and D.
  • bond wires 22, 23 connect the Pads B and C and D with conductor structures 24 for Connection of the inner coil connections of the planar Inductance to external, not in Fig. 3 shown parts of a located on the carrier 1 Circuit arrangement.
  • the ferromagnetic material 13 then covers the entire planar inductance.
  • the arrangement of the coils 20 and 21 for different Functions or dimensions are used.
  • the bond wires 22, 23 accordingly can either the first coil 20 or the second Coil 21 alone, a coiled series connection of the coils 20, 21 or one in opposite directions coiled series connection of the coils 20, 21 the Form the desired inductance.
  • This can therefore at unchanged geometry of the planar inductors only with differently routed bond wires for different Applications experience different dimensions, whereby in cooperation with the ferromagnetic Material larger value ranges for the inductance values can be developed.
  • the one shown in Fig. 3 Arrangement of the bond wires 22, 23 shows another Possibility of wiring the coils 20, 21, namely a transformer.
  • the pads A to D separately from each other with external Components connected, especially with electronic Switches through which these different Interconnections can be made optionally.
  • the examples shown in the figures can be found in be modified in many ways. So on the Back of the carrier 1 further conductor structures or Components are arranged. It can also be flat Carriers are used that have a multilayer Structure consisting of alternating one ladder structure and one Have insulation layer. The surfaces of the carrier 1 outside the insulating material window 12 can with masking compound or coating material that is not ferromagnetic Contains admixture. In any case, are yourself complicated circuit arrangements with simple manufacturing steps producible. In addition to the for hybrid technology or multichip module technology Manufacturing arrangements already used no further Machines, devices or devices needed because Production and adjustment of the planar according to the invention Inductors immediately within the usual manufacturing steps for hybrid technology or multichip module technology can be done.

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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine planare Induktivität mit wenigstens einer auf einem flächigen Träger aufgebrachten, im wesentlichen spiralförmigen Spule und mit einem auf diesem Träger angeordneten, im wesentlichen schichtförmigen, ferromagnetischen Material.
Aus der DE-OS 24 41 317 ist ein Verfahren zum Induktivitätsabgleich von Flachspulen bekannt, die in Schichttechnik hergestellt sind. Bei diesem Verfahren wird je nach der Abweichung des Induktivitäsistwertes vom Sollwert ein mehr oder minder großer Teil der Flachspule mit einer Paste, bestehend aus einem mit einem Bindemittel vermengten magnetisierbaren Pulver, bedeckt bzw. die Dicke der aufgetragenen Paste erhöht wird. Dabei wird zum Abgleich der Induktivität der Flachspule ein durch einen Bedeckungswinkel definierter Teil der Spulenoberfläche mit der Paste bedeckt. Der Bedeckungswinkel soll linear mit der Änderung der Induktivität verknüpft sein; die Schichtdicke der Paste weist jedoch einen nichtlinearen Einfluß auf die Änderung der Induktivität auf. Der durch das Bestreichen der Flachspule mit der Paste vorgenommene Abgleichvorgang für die Induktivität ist dabei als automatisierbar angegeben.
Aus der EP-OS 310 396 ist eine planare Induktivität mit spiralförmigen Leitern bekannt, die in sogenannter Sandwichbauweise zwischen ferromagnetischen Schichten mit dazwischen angeordneten Isolierschichten eingesetzt sind. Die spiralförmigen Leiter bilden zwei Spulen der gleichen Kontur, die fluchtend zueinander und dicht nebeneinander angeordnet sind. Ferner sind die beiden spiralförmigen Spulen derart elektrisch miteinander verbunden, daß Ströme unterschiedlicher Richtungen durch die einzelnen Spulen fließen. Weiterhin weisen die ferromagnetischen Schichten eine flächige Ausdehnung auf, die größer ist als die Summe der Flächen der beiden Leiterspulen. Durch eine solche Anordnung soll eine Verringerung der Induktivität bei der Zusammenfügung der einzelnen Teile verhindert und eine Vergrößerung des Induktivitätswertes je Volumeneinheit erzielt werden.
Die in dieser Druckschrift dargestellten Induktivitäten sind jedoch aus zahlreichen schicht- oder quaderförmigen Isolierstoffstücken oder ferromagnetischen Bauteilen in verhältnismäßig komplizierter Weise zusammengesetzt. Dies verteuert einerseits die Herstellung beträchtlich und gibt andererseits keine Möglichkeit zu einer Variation der magnetischen Kopplung während der Fertigung, d.h. auch nicht für einen Abgleich.
Die Erfindung hat die Aufgabe, eine planare Induktivität derart auszugestalten, daß ihr Induktivitätswert mit einfachen Mitteln während der Fertigung präzise abgleichbar bzw. einstellbar ist und/oder daß die magnetische Kopplung mehrerer Spulen bzw. Wicklungen einer Induktivität entsprechend einfach und genau eingestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird bei einer planaren Induktivität der gattungsgemäßen Art dadurch gelöst, daß das ferromagnetische Material innerhalb eines auf dem Träger befestigten Isolierstoffensters im Coatingverfahren auf dem Träger aufgebracht ist.
Planare Induktivitäten der erfindungsgemäßen Art sind vorteilhaft in der Hybridtechnik oder der Multichip-Modultechnik einsetzbar, bei der eine Mehrzahl von elektronischen Bauelementen, die ihrerseits integrierte Schaltkreise sein können, auf einem flächigen Träger, beispielsweise einer Platine, angeordnet sind. Dieser flächige Träger ist mit einer leitenden Schicht versehen, aus der vorzugsweise durch Ätztechnik vorbestimmte Leiterstrukturen herausgearbeitet worden sind. Diese (elektrisch leitenden) Leiterstrukturen dienen der elektrischen Verbindung der auf dem Träger angeordneten Baulemente. Aus ihnen können darüber hinaus vorzugsweise auch planare Induktivitäten geformt werden, die einfach, präzise und robust herstellbar sind. Zum mechanischen Schutz derartiger, flächiger, mit Bauelementen bestückter Träger wird abschließend in einem sogenannten Coatingverfahren eine Schutzschicht aufgebracht, bestehend aus einer aushärtbaren Abdeckmasse, durch die die Bauelemente und ihre Anschlüsse eingehüllt werden.
Werden bei bestimmter Ausbildung einer derart hergestellten elektronischen Schaltungsanordnung nur einzelne Bereiche des Trägers mit Bauelementen bestückt, wohingegen andere Bereiche des Trägers allenfalls Leiterstrukturen (Leiterbahnen) tragen, ist es vorteilhaft, nur die mit Bauelementen bestückten Bereiche des Trägers mit einer Abdeckmasse zu überziehen. Für ein definiertes Aufbringen dieser Abdeckmasse werden dann zuvor auf den Träger Isolierstoffenster aufgebracht, z.B. aufgeklebt, die wie ein Rahmen die mit Bauelementen bestückten Teilflächen des Trägers umgrenzen. In diese Isolierstoffenster wird dann im Coatingverfahren die Abdeckmasse eingebracht.
Bei der erfindungsgemäßen planaren Induktivität wird über der Spule bzw. den Spulen ebenfalls ein Isolierstoffenster angeordnet. Dieses kann die gesamte planare Induktivität umgrenzen, jedoch auch diese nur teilweise überlappen. Auch die Höhe des Isolierstoffensters senkrecht zur Oberfläche des Trägers kann unterschiedlich gewählt werden; vorzugsweise wird hierfür jedoch eine Höhe verwendet, wie sie auch für die Abdeckung der übrigen, genannten Bauelemente verwendet wird, so daß eine Vereinfachung und Vereinheitlichung bei der Fertigung erzielt wird. Durch die Abmessungen des Isolierfensters parallel zur Oberfläche des Trägers und durch die Positionierung des Isolierstoffensters über einem mehr oder weniger großen Anteil der insgesamt von der planaren Induktivität bedeckten Fläche des Trägers kann der Induktivitätswert bzw. die Kopplung zwischen mehreren Spulen der planaren Induktivität eingestellt werden. Das Isolierstoffenster wird im Coatingverfahren mit ferromagnetischem Material aufgefüllt. Dabei werden prinzipiell dieselben Fertigungsschritte und -anlagen wie bei der Abdeckung der im vorstehenden genannten Bauteile verwendet, wodurch die Fertigung sehr vereinfacht wird. Auch wird weitgehend dieselbe Abdeckmasse verwendet; lediglich wird ihr zur Erhöhung der magnetischen Kopplung bzw. der Induktivitätswerte eine ferromagnetische Beimengung hinzugefügt. Somit läßt sich das ferromagnetische Material in sehr einfacher Weise aus der Abdeckmasse, die auch als Coatingmaterial bezeichnet wird, gewinnen, wobei zur Einstellung der Kopplung bzw. Induktivitäten das Mischungsverhältnis der ferromagnetischen Beimengung zum Coatingmaterial und die Menge des im jeweiligen Isolierstoffenster aufgebrachten Materials wählbar sind. Vorzugsweise können diese Parameter derart bestimmt werden, daß für eine bestimmte zu fertigende planare Induktivität Größe, Form und Lage des Isolierstoffensters sowie die Zusammensetzung des ferromagnetischen Materials fest vorgegeben werden. Durch Dosierung der Menge des ferromagnetischen Materials beim Aufbringen auf den Träger innerhalb des Isolierstofffensters kann dann die genaue Einstellung auf die gewünschten Werte für die Induktivitäten bzw. die Kopplung erfolgen, ggf. in Form eines Abgleichs bei während des Aufbringens des ferromagnetischen Materials erfolgender elektrischer Messung. Durch das Isolierstoffenster wird dabei der Fertigungsvorgang mechanisch sehr einfach beherrschbar, d.h. mit geringem Aufwand werden sehr enge Toleranzen einhaltbar.
Die Unteransprüche zeigen vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen planaren Induktivität.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der planaren Induktivität kann - insbesondere bei vollständiger Abdeckung der Spule(n) - mit dem ferromagnetischen Material zugleich ein mechanischer Schutz der Leiterstrukturen, insbesondere von Anschlußdrähten, erhalten werden. Da das ferromagnetische Material bevorzugt nichtleitend ist, können ggf. damit in einem Arbeitsgang außer der planaren Induktivität auch benachbarte elektronische Bauelemente zum mechanischen Schutz mit abgedeckt werden. Der Einfluß des ferromagnetischen Materials auf die Leiterstrukturen und deren Übertragungseigenschaften muß dann entsprechend berücksichtigt werden.
Mit den derzeit bekannten Abdeckmassen und ferromagnetischen Beimengungen ist bei einer planaren Induktivität der erfindungsgemäßen Art außer einer Einstellung und insbesondere Erhöhung der magnetischen Kopplung bzw. der Induktivitätswerte bei unveränderter kompakter Leiterstruktur auch eine Steigerung der Güte der Induktivitäten, d.h. der Verhältnisse der Induktivitätswerte zu den ohmschen Widerstandswerten der Leiterstrukturen, erzielbar. Bei einem Einsatz z.B. in frequenzselektiven Schaltungsanordnungen für die Nachrichtentechnik kann dies zu einer Verbesserung des Übertragungsverhaltens der Schaltungsanordnung beitragen.
In der Zeichnung, in der im übrigen übereinstimmende Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen sind, zeigen
  • Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen planaren Induktivität in der Draufsicht,
  • Fig. 2 einen Schnitt durch die planare Induktivität nach Fig. 1 und
  • Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen planaren Induktivität.
    • In der schematischen Darstellung nach Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Ausschnitt aus einem flächigen Träger bezeichnet, wie er bevorzugt in der Hybridtechnik oder Multichip-Modultechnik verwendet wird. Auf diesem flächigen Träger sind zwei flächige, im wesentlichen spiralförmige Spulen 2 und 3 angeordnet, die vorzugsweise in Form einer sogenannten gedruckten Leiterstruktur auf den flächigen Träger aufgebracht sind. Bonddrähte 4 bzw. 5 bilden Anschlußbrücken zwischen Anschlußflächen 6, 7 bzw. 8, 9 und stellen so eine leitende Verbindung zwischen den Spulenenden in den Zentren der Spiralen und außerhalb der Spiralen angeordneten Leiterstrukturen 10 bzw. 11 her. Auf dem flächigen Träger 1 sind - in Fig. 1 nicht dargestellt - weitere Bauelemente, auch integrierte Schaltungen in Form von dotierten Halbleiterkörpern, angeordnet, deren elektrische Anschlüsse über Leiterstrukturen hergestellt werden, die denjenigen der Spulen 2 bzw. 3 oder den Leiterstrukturen 10, 11 entsprechen und im selben Fertigungsgang herstellbar sind.
    Auf dem flächigen Träger 1 ist - die Spulen 2 und 3 teilweise überdeckend - ein Isolierstoffenster 12 aufgebracht und mit dem Träger 1 verklebt. Die Montage dieses Isolierstoffensters 12 kann bevorzugt in den Arbeitsschritt der Montage der genannten übrigen, nicht dargestellten Bauelemente einbezogen werden. Der vom Isolierstoffenster 12 berandete Teil der Oberfläche des Trägers 1 ist mit einem ferromagnetischen Material 13 bedeckt, einem Gemisch aus einer Abdeckmasse (Coatingmaterial) mit ferromagnetischer Beimengung, welches in flüssigem Zustand in das Isolierstoffenster einbringbar ist und dann in diesem aushärtet.
    Fig. 2 zeigt die planare Induktivität auf dem flächigen Träger im Längsschnitt entlang der Schnittlinie Z - Z. Auch diese Darstellung gibt insbesondere die Materialstärken nur schematisch wieder.
    Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 wird vom ferromagnetischen Material 13 nur ein Teil der planaren Induktivität überdeckt; insbesondere bleiben die Bonddrähte 4, 5 ungeschützt. Zu ihrem mechanischen Schutz ist es vorteilhaft, daß Isolierstoffenster 12 in seinen Abmessungen derart auszubilden, daß möglichst die gesamte planare Induktivität einschließlich der zugehörigen Bonddrähte und Anschlüsse umgeben ist und mit ferromagnetischem Material abgedeckt werden kann. Eine solche Anordnung zeigt beispielsweise die Fig. 3 schematisch in Draufsicht, in der ferner eine veränderte Form mit ineinander verschachtelten spiralförmigen Spulen gewählt ist. Dabei umgibt eine erste Spule 20 zwischen Anschlußflächen A und B eine zweite Spule 21 zwischen Anschlußflächen C und D. Bonddrähte 22, 23 verbinden die Anschlußflächen B und C bzw. D mit Leiterstrukturen 24 zum Anschluß der inneren Spulenanschlüsse der planaren Induktivität an außerhalb gelegene, in Fig. 3 nicht dargestellte Teile einer auf dem Träger 1 befindlichen Schaltungsanordnung. Das ferromagnetische Material 13 überdeckt dann die gesamte planare Induktivität.
    Insbesondere kann beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 die Anordnung der Spulen 20 und 21 für unterschiedliche Funktionen bzw. Dimensionierungen herangezogen werden. Durch entsprechende Veränderung der Bonddrähte 22, 23 können dabei wahlweise die erste Spule 20 bzw. die zweite Spule 21 allein, eine gleichsinnig gewendelte Reihenschaltung der Spulen 20, 21 oder eine gegensinnig gewendelte Reihenschaltung der Spulen 20, 21 die gewünschte Induktivität bilden. Diese kann daher bei unveränderter Geometrie der planaren Induktivitäten nur mit unterschiedlich geführten Bonddrähten für unterschiedliche Anwendungen verschiedene Dimensionierungen erfahren, wodurch im Zusammenwirken mit dem ferromagnetischen Material größere Wertebereiche für die Induktivitätswerte erschlossen werden können. Die in Fig. 3 dargestellte Anordnung der Bonddrähte 22, 23 zeigt eine weitere Möglichkeit der Beschaltung der Spulen 20, 21, nämlich einen Übertrager. Vorzugsweise können die Anschlußflächen A bis D getrennt voneinander mit externen Bauelementen verbunden sein, insbesondere mit elektronischen Schaltern, durch die diese unterschiedlichen Zusammenschaltungen wahlweise vorgenommen werden können.
    Die in den Figuren dargestellten Beispiele können in vielerlei Hinsicht abgewandelt werden. So können auf der Rückseite des Trägers 1 weitere Leiterstrukturen oder Bauelemente angeordnet werden. Es können auch flächige Träger zum Einsatz kommen, die einen mehrschichtigen Aufbau aus wechselweise einer Leiterstruktur und einer Isolierschicht aufweisen. Die Flächen des Trägers 1 außerhalb der Isolierstoffenster 12 können mit Abdeckmasse bzw. Coatingmaterial bedeckt werden, welches keine ferromagnetische Beimengung enthält. In jedem Fall sind selbst komplizierte Schaltungsanordnungen mit einfachen Fertigungsschritten herstellbar. Dabei werden zusätzlich zu den für die Hybridtechnik bzw. die Multichip-Modultechnik bereits eingesetzten Fertigungsanordnungen keine weiteren Maschinen, Geräte oder Vorrichtungen benötigt, da Herstellung und Abgleich der erfindungsgemäßen planaren Induktivitäten unmittelbar innerhalb der üblichen Fertigungsschritte für die Hybridtechnik bzw. die Multichip-Modultechnik erfolgen können.

    Claims (5)

    1. Planare Induktivität mit wenigstens einer auf einem flächigen Träger (1) aufgebrachten, im wesentlichen spiralförmigen Spule (23;20,21) und mit einem auf diesem Träger (1) angeordneten, im wesentlichen schichtförmigen, ferromagnetischen Material (13),
      dadurch gekennzeichnet, daß das ferromagnetische Material (13) innerhalb eines auf dem Träger (1) befestigten Isolierstoffensters (12) im Coatingverfahren auf dem Träger (1) aufgebracht ist.
    2. Planare Induktivität nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, daß das Isolierstoffenster (12) mit dem Träger (1) verklebt ist.
    3. Planare Induktivität nach Anspruch 1 oder 2,
      dadurch gekennzeichnet, daß das ferromagnetische Material (13) im wesentlichen aus einem mit einer ferromagnetischen Beimengung versetzten Coatingmaterial besteht.
    4. Planare Induktivität nach Anspruch 3,
      dadurch gekennzeichnet, daß die ferromagnetische Beimengung im wesentlichen aus einem Ferritpulver besteht.
    5. Planare Induktivität nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
      dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des (der) Induktivitätswerte(s) der Spule(n) (2,3; 20,21) und/oder die Kopplung zwischen den Spulen (2,3; 20,21) durch die Ausrichtung und/oder die Kontur des Isolierstoffensters (12) und/oder durch die Schichthöhe und/oder die Zusammensetzung des ferromagnetischen Materials (13) bestimmt ist.
    EP95203290A 1994-12-02 1995-11-29 Planare Induktivität Expired - Lifetime EP0716432B1 (de)

    Applications Claiming Priority (2)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    DE4442994 1994-12-02
    DE4442994A DE4442994A1 (de) 1994-12-02 1994-12-02 Planare Induktivität

    Publications (2)

    Publication Number Publication Date
    EP0716432A1 EP0716432A1 (de) 1996-06-12
    EP0716432B1 true EP0716432B1 (de) 2000-02-23

    Family

    ID=6534783

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP95203290A Expired - Lifetime EP0716432B1 (de) 1994-12-02 1995-11-29 Planare Induktivität

    Country Status (4)

    Country Link
    US (2) US6600403B1 (de)
    EP (1) EP0716432B1 (de)
    JP (1) JP3548643B2 (de)
    DE (2) DE4442994A1 (de)

    Families Citing this family (17)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    DE19639650A1 (de) * 1996-09-26 1998-04-02 Sican Gmbh Integrierte Schaltung mit einem induktiven Bauelement und Verfahren zur Herstellung hierzu
    DE19730694A1 (de) * 1997-07-17 1999-01-21 Meto International Gmbh Sicherungselement für die elektronische Artikelsicherung
    DE19854234C1 (de) * 1998-11-24 2000-06-21 Bosch Gmbh Robert Induktives Bauelement mit planarer Leitungsstruktur und Verfahren zur Herstellung desselben
    JP4789348B2 (ja) * 2001-05-31 2011-10-12 リンテック株式会社 面状コイル部品、面状コイル部品の特性調整方法、ｉｄタグ、及び、ｉｄタグの共振周波数の調整方法
    EP1410228B1 (de) * 2001-06-22 2016-03-23 Wonderware Corporation Fernüberwachung bzw. diagnose verteilter komponenten einer überwachungsprozesssteuer- und herstellungsinformationsanwendung von einem zentralen ort aus
    KR100469248B1 (ko) * 2001-12-24 2005-02-02 엘지전자 주식회사 무선통신 모듈용 마이크로 인덕터
    US20050077992A1 (en) * 2002-09-20 2005-04-14 Gopal Raghavan Symmetric planar inductor
    DE10318350C5 (de) * 2003-04-23 2010-08-19 Werner Turck Gmbh & Co. Kg Induktiver Näherungsschalter
    JP4802697B2 (ja) * 2005-12-16 2011-10-26 カシオ計算機株式会社 半導体装置
    JP5658429B2 (ja) 2008-07-03 2015-01-28 ルネサスエレクトロニクス株式会社 回路装置
    NL1036082C (nl) * 2008-10-16 2010-04-19 Cooeperatieve Vereniging Easymeasure U A Werkwijze en inrichting voor een regelbare spoel en/of condensator en/of kring en/of transformator.
    US7935549B2 (en) * 2008-12-09 2011-05-03 Renesas Electronics Corporation Seminconductor device
    US20110109415A1 (en) * 2009-11-12 2011-05-12 Jenq-Gong Duh Inductor structure
    US9793352B1 (en) * 2011-06-02 2017-10-17 Ixys Corporation IGBT assembly having saturable inductor for soft landing a diode recovery current
    US8717136B2 (en) 2012-01-10 2014-05-06 International Business Machines Corporation Inductor with laminated yoke
    US9064628B2 (en) 2012-05-22 2015-06-23 International Business Machines Corporation Inductor with stacked conductors
    JP6503264B2 (ja) * 2015-08-27 2019-04-17 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置

    Family Cites Families (25)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    DE132226C (de) *
    DE1564910A1 (de) * 1966-09-30 1969-12-18 Telefunken Patent Induktives Bauelement fuer die Nachrichtentechnik mit geschlossenem ferromagnetischem Kern,insbesondere fuer Hochfrequenz
    US3614554A (en) * 1968-10-24 1971-10-19 Texas Instruments Inc Miniaturized thin film inductors for use in integrated circuits
    US3798059A (en) * 1970-04-20 1974-03-19 Rca Corp Thick film inductor with ferromagnetic core
    JPS4863268A (de) * 1971-12-09 1973-09-03
    US3881244A (en) * 1972-06-02 1975-05-06 Texas Instruments Inc Method of making a solid state inductor
    US3858138A (en) * 1973-03-05 1974-12-31 Rca Corp Tuneable thin film inductor
    US3861244A (en) * 1973-05-16 1975-01-21 Warren Earl Macdonald Torque multiplier wrench
    DE2441317A1 (de) 1974-08-29 1976-03-11 Siemens Ag Verfahren zum induktivitaetsabgleich von flachspulen
    JPS5696811A (en) * 1980-01-07 1981-08-05 Hitachi Ltd Film-shaped coil and manufacture thereof
    GB2079066B (en) * 1980-06-23 1983-09-21 Hull Corp Trimmable electrical inductors
    JPS5846417U (ja) * 1981-09-24 1983-03-29 株式会社村田製作所 インダクタ
    JPS59175108A (ja) * 1983-03-24 1984-10-03 Omron Tateisi Electronics Co 扁平コイル
    JPS61100910A (ja) * 1984-10-23 1986-05-19 Hiroe Yamada 永久磁石の製造方法
    US4959631A (en) 1987-09-29 1990-09-25 Kabushiki Kaisha Toshiba Planar inductor
    JP2577583B2 (ja) * 1987-11-11 1997-02-05 ティーディーケイ株式会社 積層応用部品
    JPH01167011U (de) * 1988-05-13 1989-11-22
    JPH03261115A (ja) * 1990-03-12 1991-11-21 Toshiba Lighting & Technol Corp インダクタンス素子
    JP3441082B2 (ja) * 1990-05-31 2003-08-25 株式会社東芝 平面型磁気素子
    JPH0479305A (ja) * 1990-07-23 1992-03-12 Nec Corp インダクタンス素子
    JPH0484404A (ja) * 1990-07-27 1992-03-17 Mitsubishi Electric Corp 集積回路用インダクタおよびトランス
    GB2252208B (en) * 1991-01-24 1995-05-03 Burr Brown Corp Hybrid integrated circuit planar transformer
    US5349743A (en) * 1991-05-02 1994-09-27 At&T Bell Laboratories Method of making a multilayer monolithic magnet component
    JPH0567526A (ja) * 1991-09-06 1993-03-19 Tdk Corp 薄膜インダクタ
    US6118351A (en) * 1997-06-10 2000-09-12 Lucent Technologies Inc. Micromagnetic device for power processing applications and method of manufacture therefor

    Also Published As

    Publication number Publication date
    US6722017B2 (en) 2004-04-20
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