EP0995205B1 - Multilayer-planarinduktivität und verfahren zum herstellen einer solchen - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a multilayer Planarinduktterrorism according to the preamble of claim 1 and a method for producing such a multilayer Planarinduktivus.
- Planar inductors of this type are used, for example, in switched-mode power supplies, voltage transformers or other power electronics devices which are realized on the basis of a multilayer carrier plate (so-called “multilayer” or “multilayer printed circuit board”) having a multiplicity of mutually electrically insulated conductor layers.
- such a multilayer in addition to electronic components for the switching electronics, which are suitably connected by one or more tracks of the multilayer inductors such as transformers or chokes, for which (superimposed) conductor layers of the multilayer, the functions of the windings - ie the primary or secondary winding of a transformer - take over:
- a transformer core is suitably inserted through a breakthrough in the multilayer, which then forms together with the windings formed on the multilayer conductor layers of the desired transformer.
- a schematically shown transformer core 74 is mounted, which - approximately in the lateral cross-section E-shaped - with not shown in FIG. Legs through correspondingly sized apertures of the multilayer 70 extends.
- the conductor layers form a corresponding primary or a secondary winding, so that in the manner shown, the inductance is embedded directly into the peripheral electronics indicated schematically by the further electronic components 76 or to the latter corresponding line layers 72 is connected.
- one or more planar inductances can be realized on or in a multilayer in this manner, but usually the inductors only occupy a rather small part of the multilayer surface or mounting surface.
- planar inductance is known, which is provided on a portion of a first plate-shaped carrier, wherein the carrier has a plurality of conductor layers and is designed for holding and contacting other electronic components. Planar inductance is assigned to a core.
- Object of the present invention is therefore to provide a generic arrangement with a multilayer Planarinduktterrorism whose production can be simplified and made flexible in terms of possible variations of the inductance, in particular, the procurement and storage of expensive, realized as a multilayer plate-shaped carrier simplified can be.
- the object is achieved by the multilayer Planarinduktirri with the features of claim 1 and the method with the features of claim 9.
- the second multilayer provided in the subarea which is preferably limited in its dimensions to this area, enables the flexible, variable addition of additional conductor layers and
- inductance windings to the base multilayer (the first plate-shaped support) already existing first conductor layers so that by appropriate placement and forming one or more locally limited multilayer required for a particular product variant inductance can be produced with little effort, without about this variant a special, separate multilayer complete design must be provided.
- the peripheral electronics on the first carrier with a small number of conductor layers (With correspondingly low cost) to realize, while only in the region of the planar inductance, the required, additional conductor layers by placing one or more additional multilayer locally and selectively.
- the expensive multilayer material is optimally utilized.
- the invention is also particularly suitable when using the planar inductance as a transformer, since here primary and secondary winding can be assigned directly to the conductor layers of the second and the first carrier and thus the direct influence of the winding ratio is possible depending on the specification.
- the second carrier in a suitable manner mechanically (and also electrically) to the underlying first carrier, with a solder connection in the lateral region of the second carrier having been found to be particularly suitable and preferred in terms of strength and mechanical strength.
- Such an arrangement would also be advantageous to supplement or further stabilize by a (possibly additional) adhesive bond of the conductor layers.
- a multi-layer card 10 such as in the outer format of a map of Europe, carries a pair of planar inductors in the form of planar transformers 12 located in the center of the card 10 and occupying about 20% of the card surface.
- Each planar transformer 12 is realized electrically by means of a secondary winding provided by conductor layers 14 of the multilayer card 10 (base multilayer) and by a primary winding formed by conductor layers 16 and 18 of a first and second additional respectively provided on both sides of the base multilayer Multilayer piece 20 or 22 are provided.
- the line layers 14 to 18 are penetrated by a lateral cross-section E-shaped transformer core 24 (see plan view of Fig. 2), which engages with its legs through the layered multilayer arrangement 20-10-22.
- edge recesses 26 and a central recess 28 are formed, which are aligned with openings 30 of the base multilayer 10 so that the (in the illustration of FIG. 2, downwards into the plane directed) legs of the transformer core 24 pass through all three multilayer layers and can be connected on the bottom side by a correspondingly assigned, not shown in detail in the figure core element.
- the additional multi-layer pieces 20, 22 extend over a portion of the multilayer card 10 (on both sides thereof), with the additional pieces 20, 22 by means of only a small gap 34 (see Fig. 3) on the Base card 10 rest, are connected by additional adhesive bonds 36 with this and so a layered arrangement of a plurality iw parallel line arrangements arises:
- the base multilayer has four conductor layers and the additional multi-layer pieces 20, 22 each have five conductor layers,
- there is a stratification of fourteen line layers which, with regard to their electrical or mechanical properties, are insignificantly impaired compared with a single, fourteen-layer multilayer, but only require a fraction of the procurement or production costs.
- the additional multi-layer pieces 20, 22 can be fastened on the base multilayer 10.
- the multilayer pieces 20, 22 are provided in the region of their narrow edges in each case with a pair of lateral recesses 38, which are realized as peripheral milling and metallized in this area.
- the metallization also extends over an edge region of the upper or lower surface of a respective multi-layer piece.
- FIGS. 4 and 5 show alternative possibilities for securing one or more additional multilayer pieces on a multilayer base card 10 in the region of the planar inductance and for variably forming the same.
- an additional multi-layer piece 44 is connected to the base card 10 by means of a stapling element 46 acting on four points according to FIG. 2, the staple elements 46 being inserted into corresponding receiving openings 48 of the base card 10 and being there by means of a solder joint. like. are fixed.
- the respective individual elements 50 may also be formed in the form of profiles which extend over a respective edge length of the multilayer pieces 54 shown.
- a multilayer as the base plate, which has at least two conductor layers; Usually a practically usable multilayer will have about six conductor layers. Then, in a suitable manner and depending on the winding requirements, multilayer pieces in the region of the inductance to be formed are attached, which correspond to the required winding number or the required winding ratio.
- the secondary winding of the base plate was preferably assigned, since this often requires fewer windings, of course - depending on the application - also a reversal or other design possible, such as the use of wiring layers of the base plate as a primary winding.
- the present invention is not limited to the described mounting and contacting possibilities for the aufdinde (n) additional multilayer plate (s); in particular, it would also be possible to provide known contacting and fastening methods from hybrid technology, for example in the form of a connecting comb.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Multilayer-Planarinduktivität nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Multilayer-Planarinduktivät.
- Derartige Planarinduktivitäten finden Einsatz etwa in Schaltnetzteilen, Spannungswandlern oder anderen Vorrichtungen der Leistungselektronik, die auf der Basis einer mehrschichtigen, eine Mehrzahl von gegeneinander elektrisch isolierten Leiterschichten aufweisenden Trägerplatte (sog. "Multilayer" oder "Multilayer-Printplatte") realisiert sind. Genauer gesagt weist ein solcher Multilayer neben elektronischen Bauelementen für die Schaltelektronik, die in geeigneter Weise durch eine oder mehrere Leitungsbahnen des Multilayers verbunden sind, Induktivitäten wie Transformatoren oder Drosseln auf, für welche (übereinanderliegende) Leitungsschichten des Multilayers die Funktionen der Wicklungen -- also etwa der Primär- oder Sekundärwicklung eines Transformators -- übernehmen: Zu diesem Zweck ist in geeigneter Weise durch einen Durchbruch in dem Multilayer ein Transformatorkern gesteckt, der dann zusammen mit den auf den Leitungsschichten des Multilayers gebildeten Wicklungen den gewünschten Transformator ausbildet.
- Auf diese Weise kann dann ein im Aufbau kompaktes und hinsichtlich thermischer und mechanischer Eigenschaften stabiles Gerät hergestellt werden, welches sonstigen herkömmlichen Lösungen -- etwa ein diskreter Transformator auf einer herkömmlichen Printplatte -- deutlich überlegen und insbesondere für kommerziellen Einsatz geeignet ist.
- Die Fig. 6 zum Stand der Technik verdeutlicht in der geschnittenen Seitenansicht den Aufbau einer solchen, gattungsbildenden Planarinduktivität:
- Auf einem die Planarinduktivität ausbildenden Teilbereich eines Multilayers 70, der eine Mehrzahl von elektrisch leitenden Leitungsschichten 72 aufweist, ist ein schematisch gezeigter Transformatorkern 74 montiert, der -- etwa im seitlichen Querschnitt E-förmig -- sich mit in der Fig. nicht gezeigten Schenkeln durch entsprechend bemessene Durchbrüche des Multilayers 70 erstreckt. Zum Zusammenwirken mit dem Transformatorkern 74 bilden dabei die Leitungsschichten eine entsprechende Primär- bzw. eine Sekundärwicklung aus, so daß auf die gezeigte Art und Weise die Induktivität unmittelbar in die mit den weiteren elektronischen Bauelementen 76 schematisch angedeutete Peripherie-Elektronik eingebettet bzw. an diese über entsprechende Leitungsschichten 72 angebunden ist.
- Auf die in Fig. 6 gezeigte Weise entsteht somit eine äußerst kompakte, elektrisch und mechanisch stabile Anordnung, die zudem aufgrund der guten Reproduzierbarkeit der geometrischen Abmessungen auch überaus serientauglich ist.
- Je nach Anwendungszweck und konkret realisiertem, elektronischem Gerät können auf diese Weise eine oder mehrere Planarinduktivitäten auf bzw. in einem Multilayer realisiert sein, wobei jedoch üblicherweise die Induktivitäten nur einen eher geringen Teil der Multilayer-Oberfläche bzw. -Bestückungsfläche belegen.
- Als nachteilig für einen Einsatz dieser Technologie im Rahmen eines Produktprogrammes mit einer größeren Variantenvielfalt hat es sich jedoch erwiesen, daß für jede einzelne bzw. gesondert hergestellte Variante ein spezieller Entwurf (Design) des zugehörigen Multilayers erfolgen muß: So ist es insbesondere im Fall von Power-Supplyschaltungen notwendig, sowohl die Primärseite als auch die Sekundärseite des (Planar-) Transformators für eine Mehrzahl verschiedener Spannungen bzw. Spannungsbereiche anzubieten, etwa auch bemessen durch die gewählte Anzahl der relevanten Leitungsschichten für den Transformator (entsprechend einer Wicklungszahl des Transformators). Bei etwa fünf möglichen, verschiedenen Primärspannungen und fünf angebotenen, verschiedenen Sekundärspannungen würden entsprechend 25 Produktvarianten einer elektronischen Vorrichtung entstehen, die jeweils einen gesonderten, speziell auf die jeweils gewünschte Spannungskombination eingerichteten Multilayer fordern, wobei die Diversifizierung lediglich im Bereich der jeweiligen Planarinduktivität(en) auftritt.
- Berücksichtigt man dann, daß insbesondere Multilayer mit einer relativ hohen Lagenzahl (etwa acht oder elf Lagen) verglichen mit Multilayern niedriger Lagenanzahl überproportional hohe Einkaufs- und entsprechend Lagerkosten verursachen, ist insbesondere der erwünschte, flexible Einsatz der Multilayer-Technik äußerst aufwendig und bei zunehmender Variantenvielfalt mit herkömmlicher Technologie nicht konkurrenzfähig.
- Aus der US 5,321,380 ist eine mehrschichtige Planarinduktivität bekannt, die auf einem Teilbereich eines ersten plattenförmigen Trägers vorgesehen ist, wobei der Träger eine Mehrzahl von Leitungsschichten aufweist und zum Halten und Kontaktieren weiterer elektronischer Bauelemente ausgebildet ist. Der Planarinduktivität ist ein Kern zugeordnet.
- Während aus diesem Stand der Technik prinzipiell Planarinduktiväten auf mehreren Leitungsschichten auf dem Träger bekannt sind, ist jedoch die Kontaktierbarkeit der jeweiligen Leitungsschichten offensichtlich problematisch, und nähere Hinweise auf eine zuverlässige und für die Fertigung günstige Kontaktierbarkeit ergeben sich nicht.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße Anordnung mit einer Multilayer-Planarinduktivität zu schaffen, deren Herstellung im Hinblick auf mögliche Variationen der Induktivitätswicklungen vereinfacht und flexibilisiert werden kann, wobei insbesondere auch die Beschaffung und Bevorratung der teuren, als Multilayer realisierten plattenförmigen Träger vereinfacht werden kann.
- Die Aufgabe wird durch die Multilayer-Planarinduktivität mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie das Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst.
- Vorteilhaft ermöglicht dabei der in dem Teilbereich vorgesehene, zweite Multilayer, der bevorzugt mit seinen Abmessungen auch auf diesen Bereich beschränkt ist, das flexible, variable Ergänzen zusätzlicher Leitungsschichten und somit Induktivitätswicklungen zu den im Basis-Multilayer (dem ersten plattenförmigen Träger) bereits vorhandenen ersten Leitungsschichten, so daß durch entsprechendes Aufsetzen und Ausbilden eines oder mehrerer lokal beschränkter Multilayer die für eine jeweilige Produktvariante benötigte Induktivität mit geringem Aufwand hergestellt werden kann, ohne daß etwa für diese Variante ein spezieller, gesonderter Multilayer-Komplettentwurf vorgesehen werden muß.
- Da darüber hinaus in der Regel eine größere Anzahl von elektrischen Leitungsschichten lediglich im Bereich der Planarinduktivität benötigt wird, für die umgebene Peripherie-Elektronik jedoch nicht, ist es erfindungsgemäß und vorteilhaft möglich, die Peripherie-Elektronik auf dem ersten Träger mit einer geringen Anzahl von Leiterschichten (mit entsprechend geringem Kostenaufwand) zu realisieren, während lediglich im Bereich der Planarinduktivität die benötigten, zusätzlichen Leitungsschichten durch das Aufsetzen eines oder mehrerer zusätzlicher Multilayer lokal und selektiv erfolgt.
- Im Ergebnis wird dann das teuere Multilayer-Material optimal ausgenutzt.
- Darüber hinaus ist es durch die Erfindung vorteilhaft möglich, ein für eine Vielzahl von Varianten taugliches Herstellungssystem zu entwickeln, welches variantenübergreifende Komponenten auf dem ersten, plattenförmigen Träger enthält, während variantenspezifische Komponenten -- neben zusätzlichen Wicklungen ggf. auch zusätzliche, spezifisch notwendige Peripherie-Elektronik -- auf dem bzw. den zusätzlichen Trägern enthalten sind. Konstruktiver Aufwand und Lagerhaltung für eine Mehrzahl von Varianten verringern sich somit drastisch.
- Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
- So ist es erfindungsgemäß möglich, ein- oder beidseitig des Basisträgers (des ersten Trägers) einen oder mehrere der auf den konkreten Bereich der Induktivität beschränkten, zusätzlichen Multilayer-Träger anzubringen, wobei insbesondere bei beidseitiger Anbringung eine Anordnung maximaler Kompaktheit entstehen kann.
- Besonders geeignet ist die Erfindung zudem bei der Verwendung der Planarinduktivität als Transformator, da hier Primär- und Sekundärwicklung den Leitungsschichten des zweiten bzw. des ersten Trägers unmittelbar zugeordnet werden können und somit die unmittelbare Beeinflussung des Wicklungsverhältnisses je nach Spezifikation möglich ist.
- Erfindungsgemäß sind verschiedene Wege möglich, den zweiten Träger in geeigneter Weise mechanisch (und auch elektrisch) mit dem zugrundeliegenden, ersten Träger zu verbinden, wobei sich hinsichtlich Festigkeit und mechanischer Belastbarkeit eine Lötverbindung im seitlichen Bereich des zweiten Trägers als besonders geeignet und bevorzugt herausgestellt hat. Weiter vorteilhaft wäre eine solche Anordnung durch eine (ggf. zusätzliche) Klebverbindung der Leiterschichten zu ergänzen bzw. weiter zu stabilisieren.
- Insgesamt wird durch die vorliegende Erfindung ein flexibel einsetzbares Planar-Induktivitätensystem geschaffen, welches auf der Basis der vorteilhaften Multilayer-Technik die Möglichkeit zur weitgehenden Fertigungs- und Logistikoptimierung schafft.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in
- Fig. 1:
- eine Draufsicht auf eine auf einem Multilayer realisierte elektronische Schaltungsvorrichtung mit einem Paar von Planarinduktivitäten auf einem Teilbereich des Multilayers;
- Fig. 2:
- eine ausschnittsweise Draufsicht auf eine Planarinduktivität der Darstellung gemäß Fig. 1;
- Fig. 3:
- eine teilweise geschnittene Seitenansicht der Multilayer-Planarinduktivität gemäß Fig. 2 und gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung (best mode);
- Fig. 4:
- eine zweite, alternative Ausführungsform der Erfindung mit einseitig aufgeklemmtem, zweiten Multilayer-Stück;
- Fig. 5:
- eine dritte Ausführungsform der Erfindung mit beidseits des Basis-Multilayers aufgeklemmten Multilayer-Stücken zur Ausbildung der Planarinduktivität und
- Fig. 6:
- eine seitliche Schnittansicht einer herkömmlichen Multilayer-Planarinduktivität zur Erläuterung des Standes der Technik.
- In Fig. 1 trägt eine Multilayer-Karte 10, etwa im Außenformat einer Europakarte, ein Paar von Planarinduktivitäten in Form von Planartransformatoren 12, die im Zentrum der Karte 10 angeordnet sind und etwa 20% der Kartenoberfläche belegen.
- Jeder Planartransformator 12 ist elektrisch mittels einer Sekundärwicklung realisiert, die durch Leitungsschichten 14 der Multilayer-Karte 10 (Basis-Multilayer) bereitgestellt werden, sowie durch eine Primärwicklung, die durch Leitungsschichten 16 und 18 eines beidseits des Basis-Multilayers vorgesehenen ersten bzw. zweiten zusätzlichen Multilayer-Stücks 20 bzw. 22 bereitgestellt werden.
- Die Leitungsschichten 14 bis 18 werden von einem im seitlichen Querschnitt E-förmigen Transformatorkern 24 (vgl. Draufsicht der Fig. 2) durchdrungen, wobei dieser mit seinen Schenkeln durch die geschichtete Multilayer-Anordnung 20-10-22 hindurchgreift.
- Genauer gesagt sind in den Multilayer-Stücken 20 bzw. 22 randseitige Ausnehmungen 26 sowie eine zentrale Ausnehmung 28 gebildet, die mit Durchbrüchen 30 des Basis-Multilayers 10 fluchten, so daß die (in der Darstellung der Fig. 2, abwärts in die Zeichenebene hinein gerichteten) Schenkel des Transformatorkerns 24 durch alle drei Multilayer-Schichten hindurchgreifen und bodenseitig durch ein entsprechend zugeordnetes, in den Fig. nicht näher gezeigtes Kernelement verbunden werden können.
- Durch die Leitungsschichten 14 des Basis-Multilayers bzw. die weiteren Leitungsschichten 16, 18 der Multilayer-Stücke 20, 22 findet eine elektrische Verbindung zu den weiteren elektronischen Bauelementen 32 auf der Multilayer-Karte 10 statt, so daß die Planarinduktivität in der ansonsten bekannten Weise in den Schaltungsaufbau einbezogen werden kann.
- Wie die Draufsichten der Fig. 1 bzw. Fig. 2 zeigen, erstrecken sich die zusätzlichen Multilayer-Stücke 20, 22 über einen Teilabschnitt der Multilayer-Karte 10 (beidseits von dieser), wobei die zusätzlichen Stücke 20, 22 mittels eines nur geringen Zwischenraumes 34 (vgl. Fig. 3) auf der Basiskarte 10 aufliegen, durch zusätzliche Klebeverbindungen 36 mit dieser verbunden sind und so eine geschichtete Anordnung einer Mehrzahl i.w. paralleler Leitungsanordnungen entsteht: Im beispielhaft angenommenen Fall, daß der Basis-Multilayer vier Leitungsschichten aufweist und die zusätzlichen Multilayer-Stücke 20, 22 jeweils fünf Leitungsschichten, entsteht somit im Bereich der Planarinduktivität eine Schichtung von vierzehn Leitungsschichten, die hinsichtlich ihrer elektrischen bzw. mechanischen Eigenschaften gegenüber einem einzelnen, vierzehn-schichtigen Multilayer nur unwesentlich verschlechtert ist, jedoch nur einen Bruchteil der Beschaffungs- bzw. Herstellungskosten erfordert. Darüber hinaus ist dann durch geeignete Wahl bzw. Bemessung der aufzusetzenden Multilayer-Stücke 20, 22 ein nahezu beliebiges Anpassen an gewünschte Dimensionierungen möglich, wobei die Erfindung auch nicht auf etwa die in den Fig. gezeigte ein- bzw. zweiseitige Anordnung zusätzlicher Multilayer-Stücke beschränkt ist, sondern vielmehr auch eine beliebige, geeignete Anzahl von aufeinanderliegenden Multilayer-Stücken (ein- oder zweiseitig) befestigt werden kann.
- Im weiteren wird unter Bezug auf die Fig. 2 und 3 ein erster Weg erläutert, wie erfindungsgemäß die zusätzlichen Multilayer-Stücke 20, 22 auf dem Basis-Multilayer 10 befestigt werden können. Wie die Draufsicht der Fig. 2 zeigt, sind die Multilayer-Stücke 20, 22 im Bereich ihrer Schmalkanten jeweils mit einem Paar seitlicher Aussparungen 38 versehen, die als periphere Fräsungen realisiert und in diesem Bereich metallisiert sind. Wie zudem in der Seitenansicht der Fig. 3 zu erkennen, erstreckt sich die Metallisierung auch über einen randseitigen Bereich der Ober- bzw. Unterfläche eines jeweiligen Multilayer-Stücks.
- Befestigt sind diese Multilayer-Stücke 20, 22 nunmehr mittels geeignet aufgebrachter Löt- bzw. Schweißpunkte 40 im Bereich der metallisierten Aussparungen 38, wodurch das jeweilige Plattenelement in für eine automatisierte Bestückung und Befestigung (etwa SMD) geeigneter Weise auf entsprechenden, metallisierten Befestigungspunkten 42 der Basisplatte 10 festgelegt werden kann.
- Die so entstehende, besonders gut aus der Schnittansicht der Fig. 3 zu erkennende Anordnung ist dann mechanisch stabil und hält die einzelnen Leitungsschichten möglichst dicht aufeinander, so daß bei der entstehenden Planarinduktivität nur äußerst geringe Streuverluste anzunehmen sein werden.
- Die Fig. 4 und 5 zeigen alternative Möglichkeiten, erfindungsgemäß eines oder mehrere zusätzliche Multilayer-Stücke auf einer Multilayer-Basiskarte 10 im Bereich der Planarinduktivität und zum variablen Ausbilden derselben zu befestigen.
- So ist gemäß Fig. 4 ein zusätzliches Multilayer-Stück 44 mittels eines wiederum an vier Punkten gemäß Fig. 2 angreifenden Klammerelements 46 mit der Basiskarte 10 verbunden, wobei die Klammerelemente 46 in entsprechende Aufnahmedurchbrüche 48 der Basiskarte 10 eingeführt und dort mittels einer Lötverbindung od.dgl. festgelegt sind.
- Durch diese in Fig. 4 gezeigte Ausbildung entsteht dann zwar ein etwas größerer Abstand zwischen Basiskarte 10 und zusätzlichem Multilayer 44 (bzw. den jeweiligen Leitungsschichten), erkennbar gestattet jedoch die Anordnung in Fig. 4 ein leichtes, austauschbares Montieren des zusätzlichen Multilayers.
- Entsprechendes gilt für die beidseitige Anordnung wiederum eines Paares von Multilayer-Zusatzstücken für eine Planarinduktivität gemäß Fig. 5, beidseits des Basis-Multilayers 10. Durch wiederum analog zur obigen Weise angeordnete Einzelklemmen 50, die jeweils bodenseitig auf Befestigungsflächen 52 des Basis-Multilayers 10 aufgelötet sind, entsteht diese flexible Befestigungsmöglichkeit. Alternativ können die jeweiligen Einzelelemente 50 auch in Form von Profilen gebildet sein, die sich über eine jeweilige Kantenlänge der gezeigten Multilayer-Stücke 54 erstrecken.
- Die gezeigten Ausführungsbeispiele sind rein exemplarisch zu verstehen, und es liegt im Rahmen des fachmännischen Verständnisses, auf der Basis der geschilderten Ausführungsbeispiele das Erfindungsprinzip auf weitere, geeignete Anwendungsfälle anzuwenden.
- Grundsätzlich bietet es sich an, einen Multilayer als Basisplatte zu benutzen, der mindestens zwei Leitungsschichten aufweist; üblicherweise wird ein praktisch nutzbarer Multilayer etwa sechs Leitungsschichten aufweisen. Darauf werden dann in geeigneter Weise und abhängig von den Wicklungserfordernissen Multilayer-Stücke im Bereich der auszubildenden Induktivität angebracht, die der geforderten Wicklungszahl bzw. dem geforderten Wicklungsverhältnis entsprechen.
- Während im geschilderten Ausführungsbeispiel bevorzugt die Sekundärwicklung der Basisplatte zugeordnet wurde, da diese oftmals weniger Wicklungen benötigt, ist natürlich -- je nach Anwendungsfall -- auch eine Umkehrung oder andere Ausgestaltung möglich, etwa das Verwenden von Leitungsschichten der Basisplatte als Primärwicklung.
- Auch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Befestigungs- und Kontaktiermöglichkeiten für die aufzusetzende(n) zusätzliche Multilayer-Platte(n) beschränkt; so könnte es sich insbesondere auch anbieten, aus der Hybrid-Technik bekannte Kontaktier- und Befestigungsverfahren vorzusehen, etwa in Form eines Verbindungskammes.
- Ergänzend oder alternativ erscheint es möglich, gezielte, elektrische Kontakte zwischen einer Leitung eines aufgesetzten, zusätzlichen Multilayers und einem Kontaktpunkt auf der Basisplatte durch Bonden oder ein vergleichbares Verbindungsverfahren herzustellen.
- Im Ergebnis entsteht somit eine Vorrichtung bzw. ein Verfahren, welches erfindungsgemäß die Vorteile der Multilayer-Technologie hinsichtlich Kompaktheit, Reproduzierbarkeit in der Fertigung und mechanischer Belastbarkeit durch die Möglichkeit ergänzt, auf eine einfache und flexible Art und Weise eine beliebig konfigurierbare Multilayer-Planarinduktivität auszubilden, ohne daß etwa speziell hierfür der zugrundeliegende Basis-Multilayer gesondert ausgebildet sein muß.
Claims (9)
- Multilayer-Planarinduktivität auf einem Teilbereich eines ersten plattenförmigen Trägers (10), der eine Mehrzahl von i.w. parallel zueinander verlaufenden, ersten Leitungsschichten (14) aufweist und zum Halten und Kontaktieren weiterer elektronischer Bauelemente (32) ausgebildet ist,
wobei eine Mehrzahl von eine erste elektrische Windung realisierenden Leitungsschichten (14) des ersten Trägers zum Zusammenwirken mit einem zum Führen eines magnetischen Flusses vorgesehenen, in dem Teilbereich anzuordnenden Kern (24) eingerichtet ist,
in dem Teilbereich mindestens ein zweiter plattenförmiger Träger (20; 22; 44; 54) mit einer Mehrzahl von i.w. parallel zueinander verlaufenden, zweiten Leitungsschichten (16; 18) so parallel zu dem ersten Träger (10) angeordnet ist, daß eine Mehrzahl von eine zweite elektrische Windung realisierenden Leitungsschichten (16) des zweiten Trägers mit dem Kern (24) und der ersten elektrischen Windung induktiv zusammenwirken kann, und wobei der zweite Träger durch seitlich angreifende Halteelemente, Lötverbindungen oder andere Kontaktier- und Befestigungsverfahren mit dem ersten Träger verbunden ist. - Planarinduktivität nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite plattenförmige Träger eine geometrische Ausdehnung parallel zum ersten Träger aufweist, die sich auf den Teilbereich beschränkt.
- Planarinduktivität nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beidseits des ersten Trägers jeweils mindestens ein zweiter Träger fluchtend übereinander angeordnet ist.
- Planarinduktivität nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktivität als Transformator realisiert ist, dessen Sekundärwindung durch die erste elektrische Windung und dessen Primärwindung durch die zweite elektrische Windung realisiert ist.
- Planarinduktivität nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Träger durch mindestens zwei, an gegenüberliegenden Seiten angreifende, auf dem ersten Träger befestigte Halteelemente (46, 50) mit dem ersten Träger befestigbar ist.
- Planarinduktivität nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Träger durch mindestens eine, seitlich angreifende Lötverbindung mit dem ersten Träger verbunden ist.
- Planarinduktivität nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Träger mittels einer Klebverbindung auf dem ersten Träger befestigbar ist.
- Planarinduktivität nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Träger und der zweite Träger im aufeinander angeordneten Zustand mindestens einen fluchtenden Durchbruch (30) zum Hindurchführen eines Abschnittes des Kerns (24) aufweisen.
- Verfahren zum Herstellen einer Multilayer-Planarinduktivität nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die Schritte:- Ausbilden eines Teilbereichs eines ersten plattenförmigen Trägers mit einer Mehrzahl von i. w. parallel zueinander verlaufenden, ersten Leitungsschichten zum Aufnehmen eines zum Führen eines magnetischen Flusses vorgesehenen Kerns,- Anordnen eines zweiten plattenförmigen Trägers mit einer Mehrzahl von i. w. parallel zueinander verlaufenden, zweiten Leitungsschichten parallel zu dem ersten Träger und- Anordnen des Kerns an dem ersten Träger und an dem zweiten Träger so, dass eine erste elektrische Windung des ersten Trägers, eine zweite elektrische Windung des zweiten Trägers sowie der Kern induktiv zusammenwirken können.
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