DE102013013464A1 - Elektronisches Bauteil - Google Patents

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Abstract

Elektronisches Bauteil (1) mit einem Substrat (2) und wenigstens einer Spule (4), die auf dem Substrat (2) angeordnet ist und durch die ein ringförmig geschlossener Spulenkern (6) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Bauteil (1) wenigstens einen integrierten Schaltkreis (8) aufweist, der so auf dem Substrat (2) angeordnet ist, dass er von dem Spulenkern (6) umgeben ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein elektronisches Bauteil mit einem Substrat und wenigstens einer Spule, die auf dem Substrat angeordnet ist und durch die ein ringförmig geschlossener Spulenkern verläuft.
  • Dabei kann es sich bei der Spule beispielsweise um eine Dünnschicht-Spule handeln, die durch das Aufbringen mehrerer dünner Schichten, die beispielsweise lediglich einige μm dick sein können, gebildet werden. Entsprechende Dünnschicht-Spulen oder Dünnschicht-Induktoren sowie Verfahren zu ihrer Herstellung sind beispielsweise aus der DE 1 952 160 A1 bekannt.
  • Derartige elektronische Bauteile werden in vielen unterschiedlichen elektronischen Anwendungen, insbesondere in der mobilen Telekommunikation und Datenverarbeitung eingesetzt. Dabei werden die vom Endbenutzer verwendeten Geräte, wie beispielsweise Smartphones oder Computer sehr flach und klein ausgebildet, so dass auch die elektronischen Bauteile entsprechend dimensioniert werden müssen. Ein elektronisches Gerät verfügt dabei über eine Vielzahl unterschiedlicher elektronischer Bauteile, die jeweils mit elektrischem Strom versorgt werden müssen. Um die Nutzungszeit derartiger Geräte, wie beispielsweise Mobiltelefone oder Tablet-PCs, zu erhöhen und möglichst hoch zu halten, werden im Stand der Technik unentwegt Rechenbauteile ein- und ausgeschaltet, um nur dort Strom zu benutzen, wo er tatsächlich zwingend erforderlich ist. Dies führt in den meisten Fällen zu schnellen Leistungsänderungen im jeweiligen Gerät. Hinzu kommt, dass unterschiedliche Rechenbauteile mit unterschiedlich viel elektrischem Strom, insbesondere unterschiedlicher Stromstärke versorgt werden müssen. Auch hier müssen folglich Spannungen und Stromstärken transformiert und geändert werden, um für das jeweilige elektronische Bauteil die optimale Versorgung sicherstellen zu können.
  • Entsprechende Netzgeräte wurden bislang außerhalb der Vorrichtungen platziert, um eine ausreichende Kühlung der Netzgeräte gewährleisten zu können. Hinzu kommt, dass in den Netzgeräten Transformatoren vorhanden sind, die mit ihren im Inneren induzierten Magnetfeldern Schaltvorgänge des Geräts beeinträchtigen könnten.
  • Bei elektronischen Bauteilen und insbesondere bei Mikrotransformatoren kommt es folglich zum einen darauf an, möglichst hochqualitative Transformatoren und elektronische Bauteile bereitstellen zu können, die jedoch gleichzeitig eine möglichst geringe Baugröße aufweisen müssen, da sie bei einer Integration in das jeweilige Gerät nur sehr wenig Platz beanspruchen dürfen und nicht zu viel Gewicht zum Gesamtgewicht des Gerätes beitragen sollen.
  • Aus der WO 02/01583 A1 ist ein Mikrotrafo bekannt, bei dem die klassische Spulentechnologie so ausgeführt ist, dass die Windungen sternförmig um einen kreisringförmigen Spulenring verlaufen. Die Spule besteht dabei aus unteren und oberen Spulenteilen, die im Wesentlichen in einer Ebene liegen und über sogenannte Vias miteinander verbunden werden.
  • Aus der EP 1 961 116 B1 ist ein Mikro-Bandpassfilter bekannt, der mit Induktivität-Kondensator-Resonatoren ausgerüstet ist, die ebenfalls mittels Dünnschichttechnologie hergestellt wurden.
  • Die US 2009/0066467 A1 beschreibt eine mikromagnetische Vorrichtung, bei der ebenfalls Spulenwindungen um einen aus mehreren Schichten aufgebauten Spulenkern herumgelegt werden. Dazu werden eine Vielzahl unterschiedlicher Schichten auf ein Substrat aufgebracht und in bestimmten geometrischen Abmessungen und Formgebungen übereinander gestapelt.
  • Aus dem Stand der Technik sind Mikrospulen und Mikroinduktivitäten bekannt, die in ein Gehäuse eines elektronischen Gerätes eingebaut werden können. Dort werden sie über sogenannte „Bonds”, also Verbindungsdrähte, mit den jeweiligen Kontaktstellen des jeweiligen integrierten Schaltkreises verbunden.
  • Nachteilig ist, dass derartige Verbindungsdrähte insbesondere bei großer thermischer und/oder magnetischer Belastung fehleranfällige Bauteile sind und zudem die Mikrospule bzw. die Mikroinduktivität und der jeweilige integrierte Schaltkreis separat voneinander angeordnet werden, so dass sie relativ viel Platz beanspruchen und zudem ein relativ großer Zwischenraum zwischen den beiden Bauteilen durch die Verbindungsdrähte überwunden werden muss. Alternativ dazu kann beispielsweise ein Steuergerät oder ein sonstiger integrierter Schaltkreis auch nach der Herstellung der Induktivität auf die Mikroinduktivität aufgebracht werden, mit der Konsequenz, dass die Höhe des jeweiligen Bauteils in nachteiliger Weise zunimmt. Da insbesondere mobile Kommunikationsmittel möglichst flach ausgebildet werden sollen, stellt dies einen gravierenden Nachteil dar. Hinzu kommt, dass es zu einer induktiven wechselseitigen Beeinflussung vom Steuergerät bzw. integriertem Schaltkreis und der Mikroinduktivität kommt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Steuergerät mit einer Spule mit einem geschlossenen Spulenkern so weiterzuentwickeln, dass die Spule mit dem Spulenkern sowie ein integrierter Schaltkreis in möglichst platzsparender Weise angeordnet werden können.
  • Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe durch ein elektronisches Bauteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, das sich dadurch auszeichnet, dass das elektronische Bauteil wenigstens einen integrierten Schaltkreis aufweist, der so auf dem Substrat angeordnet ist, dass er von dem Spulenkern umgeben ist.
  • Auf diese Weise werden folglich Substrat, Induktivität bzw. Spule und Steuergerät bzw. integrierter Schaltkreis ineinander verschachtelt angeordnet. Die Bauhöhe des jeweiligen elektronischen Bauteils wird dabei gering gehalten und auch in lateraler Richtung, also senkrecht zur Bauhöhe verlaufend, wird ein kleines elektronisches Bauteil erreicht, da der auf dem Substrat vorhandene Raum in nahezu optimaler Weise ausgenutzt wird. Gleichzeitig sind sowohl die Spule bzw. die Induktivität als auch der integrierte Schaltkreis bzw. ein Steuergerät von außen leicht zugänglich, so dass beispielsweise eine Entwärmung einfach durchgeführt werden kann. Unter einer Steuereinheit oder einem integrierten Schaltkreis wird dabei insbesondere ein Bauteil verstanden, das die Bestromung der wenigstens einen Spule steuert.
  • Unter einem Substrat wird dabei insbesondere die bei einer Produktionsabfolge als erstes erzeugte oder bereitgestellte Oberfläche verstanden. Diese Bereitstellung der Oberfläche kann beispielsweise unter anderem eine Reinigung oder Vorbehandlung einer bereits vorhandenen Oberfläche beinhalten oder das tatsächliche Neuerschaffen einer Schicht beinhalten, die dann das Substrat bildet. Natürlich ist es auch möglich, bestehende Bauteile, wie beispielsweise Leiterplatten als Substrat zu verwenden. In diesem Fall müsste die das Substrat bildende Oberfläche lediglich bereitgestellt werden, ohne dass gegebenenfalls eine Reinigung oder Vorbehandlung nötig wäre.
  • Vorteilhafterweise verläuft der Spulenkern durch wenigstens zwei Spulen, die auf dem Substrat angeordnet sind. Neben dem integrierten Schaltkreis befindet sich auf dem Substrat folglich ein Mikrotransformator. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die beiden Spulen auf zwei einander gegenüberliegenden Seiten des integrierten Schaltkreises angeordnet. Auf diese Weise kommt es zu einer optimalen Ausnutzung des auf dem Substrat vorhandenen Platzes und gleichzeitig zu einer sehr geringen Beeinflussung des integrierten Schaltkreises durch die in den Spulen erzeugten Magnetfelder. Dadurch, dass die beiden Spulen, durch die der Spulenkern verläuft, auf diese Weise einen Abstand voneinander aufweisen, der zumindest der Ausdehnung des integrierten Schaltkreises oder Chips in dieser Richtung entspricht, ist es möglich, einen Krümmungsradius des ringförmig geschlossenen Spulenkerns so zu wählen, dass die Magnetfeldlinien in nahezu optimaler Weise geführt werden, ohne dass es zu magnetischen Kurzschlüssen kommt.
  • Der Spulenkern besteht beispielsweise aus einer Cobalt-Eisen-Legierung, wodurch eine hohe magnetische Flussdichte erreicht wird. Dies führt zu einer weiteren Verkleinerung der wenigstens einen Spule und des ringförmig geschlossenen Spulenkerns, so dass das gesamte elektronische Bauteil kleiner hergestellt werden kann. Natürlich sind auch andere Metalle als Spulenkernmaterial vorstellbar.
  • Ein ringförmig geschlossener Spulenkern ist dabei nicht unbedingt kreisringförmig. Wichtig ist lediglich, dass innerhalb des Spulenkerns geschlossene Magnetfeldlinien umlaufen können. Ob es sich dabei um ein Oval, ein Rechteck, Quadrat oder sonstiges Polygon handelt oder eine unregelmäßige Form vorliegt, ist zunächst unerheblich. Natürlich bieten bestimmte Formgebungen insbesondere für den magnetischen Fluss im Inneren des Spulenkerns Vorteile. Diese sind jedoch aus dem Stand der Technik zu Genüge bekannt.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung werden die auf dem Substrat anzuordnenden Spulen entlang des einen geschlossenen Spulenkerns positioniert, so dass der Spulenkern durch alle Spulen hindurchläuft. Auch die Spulen befinden sich folglich auf einer ringförmigen Kontur um den integrierten Schaltkreis herum. Dabei können einzelne oder alle Spulen geradlinig oder gekrümmt ausgebildet sein. Durch diese Art der Anordnung ist es möglich, den integrierten Schaltkreis von oben und unten zu kontaktieren und auf diese Weise beispielsweise Stromversorgungsleitungen oder Entwärmungselemente beispielsweise in Form von metallischen Durchführungen oder Wärmetransportkanälen oder -bohrungen zu positionieren und so die in dem integrierten Schaltkreis entstehende Wärme auf besonders einfache und platzsparende Weise effizient abzuführen.
  • Vorteilhafterweise ist daher in dem Substrat wenigstens ein Wärmetransportelement so angeordnet, dass dadurch Wärme von dem integrierten Schaltkreis abgeführt werden kann. Dies hat den Vorteil, dass die entsprechenden Wärmetransportelemente bereits vor der Herstellung des elektronischen Bauteils bzw. vor dem Anordnen des integrierten Schaltkreises auf dem Substrat im Substrat hergestellt werden können. Dies kann daher auf besonders einfache und kostengünstige Weise geschehen.
  • Vorteilhafterweise ist das wenigstens eine Wärmetransportelement eine Durchführung, die beispielsweise aus Metall besteht, oder eine Bohrung. Bei einer Durchführung wird die Wärme vom integrierten Schaltkreis durch die gute Wärmeleiteigenschaft der verwendeten Durchführung vom integrierten Schaltkreis weggeführt. wird das Wärmetransportelement in Form einer Bohrung ausgeführt, können spezielle Kühlmittel verwendet werden, die beispielsweise umlaufend durch die Bohrung hindurch gepumpt werden und so im integrierten Schaltkreis entstehende Wärme aufnehmen und aus dem elektronischen Bauteil abführen. All dies kann im Inneren des Substrats geschehen, so dass hierfür kein zusätzlicher Bauraum nötig ist. Zudem können die Wärmetransportelemente vor dem Aufbau der Spulen und/oder des integrierten Schaltkreises im Substrat hergestellt werden, so dass die empfindlichen Bauteile auf der Oberfläche des Substrats nicht gefährdet werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des elektronischen Bauteils befindet sich in dem Substrat wenigstens ein elektrisches Kontaktelement, durch das der integrierte Schaltkreis mit Strom versorgbar ist. Auch dies kann bereits bei der Herstellung des Substrats, also ohne empfindliche Aufbauten, im Substrat angeordnet werden, so dass auch bei diesen Verfahrensschritten die empfindlichen Aufbauten nicht gefährdet werden. Zudem wird auch für Umverdrahtung durch derartige elektrische Kontaktelemente kein zusätzlicher Raum beansprucht und die elektrische Kontaktierung ist weniger anfällig gegen magnetische und/oder thermische Belastungen. Natürlich ist es auch möglich, beispielsweise Wärmetransportelemente und/oder elektrische Kontaktelemente in einer Abdeckung anzuordnen, die nach dem Aufbau der wenigstens einen Spule und des integrierten Schaltkreises auf dem Substrat als Überdeckung der entsprechenden Bauteile angeordnet wird. Auf diese Weise ist es möglich, insbesondere den integrierten Schaltkreis von oben und von unten zu kontaktieren und zu entwärmen, was insbesondere für integrierte Schaltkreise mit einer hohen Verlustleistung, die als Wärme abgestrahlt wird, von Vorteil ist. Zudem können die elektronischen Bauteile in dieser Form flexibel in unterschiedlichsten Gehäusegeometrien und Geräten eingesetzt werden.
  • Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn zwischen dem integrierten Schaltkreis und der wenigstens einen Spule und/oder zwischen dem integrierten Schaltkreis und dem Substrat eine magnetische Abschirmung angeordnet ist. Dies kann beispielsweise in Form einer Nickelschicht oder eines Nickelgehäuses geschehen, die als dünne Schicht im Zuge des Aufbaus der wenigstens einen Spule aufgebracht werden können. Natürlich ist es auch möglich, den integrierten Schaltkreis bereits vollständig eingekapselt oder zumindest teilweise von einem Nickelgehäuse umgeben an der entsprechenden Stelle auf dem Substrat zu positionieren.
  • Durch die magnetische Abschirmung wird der integrierte Schaltkreis nicht durch die ihn umgebenden Spulen induzierten Magnetfelder und dadurch induzierte Ströme beeinflusst. Durch die magnetische Abschirmung, die insbesondere aus einem weichmagnetischen Material bestehen kann, werden sowohl selbstinduzierte Ströme als auch fremdinduzierte Ströme im inneren des integrierten Schaltkreises vermieden.
  • Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn das Substrat eine Folie ist. Diese kann beispielsweise auf einem Trägerelement angeordnet werden, um auf der Oberseite des Substrats die gewünschten Bauteile, also die Spulen und den integrierten Schaltkreis, anzuordnen. Auch Kontaktierungen und Entwärmungselemente können auf diese Weise auf der Oberseite der Folie angeordnet werden. Nachdem der Aufbau vollständig ist, wird die Folie vom Trägermaterial getrennt und bildet nun alleine das Substrat des elektronischen Bauteils. Diese Ausgestaltung führt zu einer sehr geringen Bauhöhe des elektronischen Bauteils.
  • Alternativ dazu kann das Substrat auch eine Leiterplatte sein. In diesem Fall ist es besonders einfach möglich, in dem Substrat Wärmetransportelemente und/oder elektrische Kontaktelemente anzuordnen. Dies ermöglicht eine besondere einfache, schnelle und kostengünstige Produktion des Substrats.
  • Als vorteilhaft hat sich zudem herausgestellt, wenn der integrierte Schaltkreis und die wenigstens eine Spule die gleiche Ausdehnung in einer Richtung senkrecht zum Substrat aufweisen. In diesem Fall besitzt das elektronische Bauteil folglich eine einzige homogene über die gesamte Fläche konstante Höhe, so dass auch an der Oberseite des elektronischen Bauteils, die dem Substrat entgegengesetzt ist, weitere Bauteile, wie beispielsweise Wärmetransportelemente, wie Kühlrippen, angeordnet werden können. Zudem können unterschiedliche elektronische Bauteile leicht gestapelt und so in besonders platzsparender Weise angeordnet werden.
  • Haben die Bauteile nicht bereits die gleiche Bauhöhe, kann eine Schicht auf das jeweils niedrigere Bauteil aufgebracht oder das gesamte elektronische Bauteil eingegossen oder eingekapselt werden, um eine konstante Bauhöhe zu erreichen.
  • Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauteils zeichnet sich dadurch aus, dass als Substrat ein plattenförmiges Element verwendet wird, das auf einer Oberseite, auf der die wenigstens eine Spule angeordnet wird, mit einer Schicht eines Spulenmaterials, bevorzugt Kupfer, kaschiert ist, von dem ein Teil beim Herstellen der wenigstens einen Spule vom Substrat entfernt wird. Anstatt also wie beispielsweise aus dem Stand der Technik bekannt, zunächst eine entsprechend strukturierte Schicht des Spulenmaterials, insbesondere Kupfer, auf die Oberseite des Substrats aufzubringen, wird die Oberseite des Substrats großflächig mit dem Spulenmaterial kaschiert. Dies führt dazu, dass auch relativ dicke Schichten, beispielsweise 70 μm, des Spulenmaterials sehr kostengünstig aufgebracht werden können. Zudem ist die Haftfestigkeit des aufgebrachten Spulenmaterials auf dem Substratmaterial deutlich verbessert. Für den Fall, dass die Dicke der aufkaschierten Schicht des Spulenmaterials an bestimmten Stellen nicht ausreichend ist, kann beispielsweise im herkömmlichen Dünnschichtverfahren eine weitere Schicht des Materials, beispielsweise Kupfer, aufgebracht werden, um an bestimmten Stellen an der Oberseite des Substrats die Schicht aus dem Spulenmaterial dicker ausgestalten zu können, als dies an anderen Stellen der Fall ist. Da in diesem Fall zwei Schichten aus dem gleichen Material aufeinander angeordnet werden, treten keine Haftfestigkeitsprobleme zwischen den Schichten auf.
  • Die aufkaschierte Schicht des Spulenmaterials wird anschließend an den Stellen entfernt, an denen das Material nicht gewünscht ist. Anschließend folgt ein aus dem Stand der Technik an sich bekannter Aufbau einer Mikrospule im Dünnschichtverfahren.
  • In einem weiteren Verfahrensschritt wird der integrierte Schaltkreis, der vorteilhafterweise als fertiges Bauteil verwendet wird, auf das Substrat aufgesetzt und mit dem Substrat verbunden. Dies kann an dafür vorgesehene Kontaktstellen beispielsweise für eine Umverdrahtung und Stromversorgung des integrierten Schaltkreises geschehen.
  • Als Substrat kommen dabei neben den bereits genannten Folien und Leiterplatten auch Siliziumplatten oder Keramikplatten in Frage. Die tatsächliche Auswahl kann an die jeweiligen individuellen Bedürfnisse der jeweiligen Anwendungen angepasst werden.
  • Mit Hilfe einer Zeichnung wird nachfolgend ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 – eine schematische Draufsicht auf ein elektronisches Bauteil gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und
  • 2 bis 6 – die schematische Darstellung unterschiedlicher Verfahrensschritte beim Herstellen eines derartigen elektronischen Bauteils in einer Schnittdarstellung.
  • 1 zeigt ein elektronisches Bauteil 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht. Auf einem Substrat 2 sind zwei Spulen 4 angeordnet, durch die ein ringförmig geschlossener Spulenkern 6 verläuft. Im Inneren des durch den Spulenkern 6 gebildeten in diesem Fall viereckigen Ringes befindet sich ein integrierter Schaltkreis 8, der ebenfalls mit dem Substrat 2 verbunden ist. Der integrierte Schaltkreis 8 ist also von dem Spulenkern 6 umgeben. Zwischen den Spulen 4 und dem integrierten Schaltkreis 8 ist eine magnetische Abschirmung 10 dargestellt, die den Einfluss der in den Spulen 4 erzeugten magnetischen Felder auf den integrierten Schaltkreis 8 verringert. Durch diese Anordnung der Spulen 4 und des integralen Schaltkreises 8 wird eine nahezu optimale Platzausnutzung auf dem Substrat 2 erreicht, so dass das elektronische Bauteil 1 insbesondere in der Höhe, die sich senkrecht zur Zeichenebene erstreckt, sehr gering und auch in den Abmessungen entlang der Oberfläche des Substrates 2 sehr klein ausgebildet werden kann.
  • 2 zeigt das Substrat 2, wie es beispielsweise in einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauteils 1 verwendet werden kann. Das Substrat 2 besteht aus einem Trägermaterial 12, das beispielsweise eine Leiterplatte sein kann. Es ist mit einer Schicht 14 aus einem Spulenmaterial kaschiert. Im Inneren des Substrats 2 befinden sich im gezeigten Ausführungsbeispiel drei Wärmetransportelemente 16, die beispielsweise als metallische Durchführung ausgebildet sind. Durch sie ist es möglich, Wärme, die auf der Oberseite des Substrats 2 entsteht, durch das Substrat 2 hindurch an dessen Unterseite zu führen und durch gegebenenfalls vorhandene weitere Wärmetransportelemente abzuleiten.
  • Im Substrat 2 befinden sich zudem zwei elektrische Kontaktelemente 18, die an den Seitenflächen des Substrats 2 austreten und eine Verbindung zur mit der Schicht 14 kaschierten Oberseite des Substrats aufweisen. Durch die elektrischen Kontaktelemente 18 ist es möglich, einen später an der Oberseite des Substrats 2 angeordneten integrierten Schaltkreis 8 zu kontaktieren und mit Strom zu versorgen.
  • Wird ein in 2 gezeigtes Substrat 2 verwendet, das mit einer Schicht 14 kaschiert ist, ist es möglich, diese Schicht 14 relativ dick auszubilden und dennoch eine gute Haftung der Schicht 14 am eigentlichen Trägermaterial 12 des Substrats 2 zu gewährleisten.
  • 3 zeigt die Situation nach dem nächsten Verfahrensschritt. Die Oberseite des Substrats 2 aus dem Trägermaterial 12, in dem sich die Wärmetransportelemente 16 und die elektrischen Kontaktelemente 18 befinden, wurde großflächig von der Schicht 14 befreit. Es bleiben lediglich elektrische Kontaktstellen 20, die mit dem jeweils darunterliegenden elektrischen Kontaktelement 18 elektrisch verbunden sind, sowie Spulenbasisteile 22 zurück. Sie bilden einen Teil der Windungen der jeweils anzuordnenden Spule 4. Man erkennt, dass die elektrische Kontaktstellen 20 dicker ausgebildet sind als die Spulenbasisteile 22. Auf der jeweiligen Position der elektrischen Kontaktstelle 20 wurde folglich eine weitere Schicht aus dem Spulenmaterial, aus dem auch die Schicht 14 aufgebaut war, aufgebracht.
  • 4 zeigt die Situation nach dem nächsten Bearbeitungsschritt. Auf das beschichtete Substrat 2, wie es in 3 gezeigt ist, wird zwischen den elektrischen Kontaktstellen 20 und den Spulenbasisteile 22 jeweils ein Element 24 aus einem magnetischen Abschirmmaterial, beispielsweise Nickel, aufgebracht. Gleiches gilt für den Bereich zwischen den elektrischen Kontaktstellen 20, in dem sich ebenfalls eine magnetische Schirmung 26 befindet.
  • Nachdem diese magnetischen Abschirmelemente 24, 26 aufgebracht wurden, wird auf die Spulenbasisteile 22 durch Aufbringen dünner Schichten mit entsprechenden Masken die jeweilige Spule 4 aufgebaut. Diese ist in 5 dargestellt. Man erkennt im Inneren der Spulen 4 den Spulenkern 6, der beispielsweise auch aus mehreren Schichten bestehen kann. Die übrigen Bauteile entsprechen der in 4 gezeigten Situation, so dass auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet wird. Die Spulen 4 werden in einem an sich aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren auf die Spulenbasisteile 22 aufgebracht.
  • 6 zeigt die Darstellung nach der Fertigstellung des elektronischen Bauteils 1. Zwischen den Elementen 24 aus dem magnetisch abschirmenden Material, beispielsweise Nickel, und den jeweils benachbarten Spulen 4 ist eine weitere, beispielsweise galvanisch aufgebrachte Schirmung 28 dargestellt. Über der magnetischen Schirmung 26 befindet sich der integrierte Schaltkreis 8, der über zwei elektrische Kontakte 30 verfügt, mit denen er auf den elektrischen Kontaktstellen 20 aufliegt. Der integrierte Schaltkreis 8 ist von einem magnetisch abschirmenden Deckel 32 abgedeckt, der auf dem Element 24 aufliegt und so für eine nahezu optimale magnetische Abschirmung des integrierten Schaltkreises 8 sorgt. Man erkennt, dass der integrierte Schaltkreis 8 nahezu vollständig von magnetisch abschirmendem Material umgeben ist und dennoch durch die beiden elektrischen Kontaktelemente 18 auf besonders einfache Weise elektrisch kontaktierbar ist. Ähnliches kann natürlich auch an der dem Substrat 2 gegenüberliegende Seite des integrierten Schaltkreises 8 vorgesehen sein. Insbesondere für diesen Fall ist es sinnvoll, die Spulen 4 in einer Richtung senkrecht zur Ausdehnung des Substrats 2 genauso groß auszubilden, wie den Deckel 32 bzw. den integrierten Schaltkreis 8.
  • Zudem ist es durch die in dem Substrat 2 vorhandenen Wärmetransportelemente 16 besonders einfach möglich, in dem integrierten Schaltkreis 8 entstehende Wärme abzuführen und über gegebenenfalls an der Unterseite des Substrats 2 angeordnete, in 6 nicht dargestellte, Wärmeleitelemente, wie beispielsweise Kühlrippen abzuleiten.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    elektronisches Bauteil
    2
    Substrat
    4
    Spule
    6
    Spulenkern
    8
    integrierter Schaltkreis
    10
    magnetische Abschirmung
    12
    Trägermaterial
    14
    Schicht
    16
    Wärmetransportelement
    18
    elektrisches Kontaktelement
    20
    elektrische Kontaktstelle
    22
    Spulenbasisteil
    24
    Element
    26
    magnetische Schirmung
    28
    weitere Schirmung
    30
    elektrischer Kontakt
    32
    Deckel
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 1952160 A1 [0002]
    • WO 02/01583 A1 [0006]
    • EP 1961116 B1 [0007]
    • US 2009/0066467 A1 [0008]

Claims (10)

  1. Elektronisches Bauteil (1) mit einem Substrat (2) und wenigstens einer Spule (4), die auf dem Substrat (2) angeordnet ist und durch die ein ringförmig geschlossener Spulenkern (6) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass das elektronische Bauteil (1) wenigstens einen integrierten Schaltkreis (8) aufweist, der so auf dem Substrat (2) angeordnet ist, dass er von dem Spulenkern (6) umgeben ist.
  2. Elektronisches Bauteil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Spulenkern (6) durch wenigstens zwei Spulen (4) verläuft, die auf dem Substrat (2) angeordnet sind.
  3. Elektronisches Bauteil (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Substrat (2) wenigstens ein Wärmetransportelement (16) so angeordnet ist, dass dadurch Wärme von dem integrierten Schaltkreis (8) abgeführt werden kann.
  4. Elektronisches Bauteil (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Wärmetransportelement (16) eine Durchführung, beispielsweise aus Metall, oder eine Bohrung ist.
  5. Elektronisches Bauteil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Substrat (2) wenigstens ein elektrisches Kontaktelement (18) angeordnet ist, durch das der integrierte Schaltkreis (8) mit Strom versorgbar ist.
  6. Elektronisches Bauteil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem integrierten Schaltkreis (8) und der wenigstens einen Spule (4) und/oder zwischen dem integrierten Schaltkreis (8) und dem Substrat (2) eine magnetische Abschirmung (24, 26, 32) angeordnet ist.
  7. Elektronisches Bauteil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (2) eine Folie ist.
  8. Elektronisches Bauteil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat (2) eine Leiterplatte ist.
  9. Elektronisches Bauteil (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der integrierte Schaltkreis (8) und die wenigstens eine Spule (4) die gleiche Ausdehnung in einer Richtung senkrecht zum Substrat (2) aufweisen.
  10. Verfahren zum Herstellen eines elektronischen Bauteils (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Substrat (2) ein plattenförmiges Element verwendet wird, das auf der Oberseite, auf der wenigstens eine Spule (4) angeordnet wird, mit einer Schicht (14) eines Spulenmaterials, bevorzugt Kupfer, kaschiert ist, von dem ein Teil beim Herstellen der wenigstens einen Spule (4) von dem Substrat (2) entfernt wird.
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