DE19723068C1 - Induktives Bauelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein induktives Bauelement, insbeson­ dere ein miniaturisiertes induktives Bauelement in flacher Bauform.

Es ist allgemein bekannt, daß induktive Bauelemente durch Um­ wickeln von Magnetkernen mit metallischen Drähten, insbeson­ dere Kupferlackdrähten, hergestellt werden.

In einer Variante werden dabei geteilte Magnetkerne verwen­ det, wobei die Wicklungen in der Regel auf einen Spulenkörper aufgebracht werden und die Spulenkörper auf einen Teil des Magnetkernes aufgesteckt werden. Danach wird der Magnetkern zusammengesteckt und der so mit Wicklungen versehene Magnet­ kern wird in ein Gehäuse eingebracht.

In einer anderen Variante werden ungeteilte Magnetkerne, so­ genannte Ringkerne, verwendet. Dabei werden diese ungeteilten Magnetkerne direkt bewickelt. Bei der Verwendung von ge­ schlossenen Kernformen, z. B. Ringkernen, wird der Wicklungs­ draht durch das Magnetkerninnenloch durchgezogen.

Bei der Verwendung von offenen Kernformen, wie z. B. Stabker­ nen oder Spulenkernen, werden die Wicklungen in Lagen mit oder ohne Spulenkörper auf den Magnetkern aufgebracht.

Aufgrund der fortschreitenden Miniaturisierung in der Elek­ tronik besteht seit längerer Zeit ein großes Bedürfnis nach stark miniaturisierten induktiven Bauelementen, die insbeson­ dere eine planare Bauform aufweisen und in SMD-Technik verar­ beitbar sind. Insbesondere im Bereich der Telekommunikation sowie in der Leistungselektronik besteht durch die Ausrichtung aufsteigende Betriebsfrequenzen ein Wunsch nach kleinen bzw. flachen in­ duktiven Bauelementen.

Bei der Verarbeitung von geschlossenen Magnetkernformen sind aber einer weiteren Miniaturisierung der induktiven Bauele­ mente durch die schwierigen Wickeltechniken Grenzen gesetzt. Die beiden üblichen Wickelverfahren, die Bewicklung über Ringkernwickelmaschinen einerseits sowie die Bewicklung per Hand andererseits, stehen einer Verringerung der Drahtstärken sowie der Verwendung sehr kleiner Magnetkerne entgegen. Durch diese verfahrenstechnischen Vorgaben kommen typischerweise nur Kupferlackdrähte im Durchmesserbereich zwischen 0,05 und 0,15 mm zum Einsatz, obwohl in vielen Fällen von der elektri­ schen Dimensionierung her Drähte deutlich geringeren Durchmessers ausreichen würden.

Ferner wird durch die geschlossene Magnetkernform üblicher­ weise ein Restloch erzwungen, welches zu einer verringerten Ausnutzung des Bauvolumens führt.

In der DE 196 15 921 A1 ist ein induktives Bauelement in fla­ cher Bauform mit einem geschlossenen Magnetkern angegeben, bei dem der Magnetkerne in eine Aussparung einer Leiterplatte eingelegt ist. Die Leiterplatte enthält Leiterbahnen, die Teil der Windungen einer Wicklung sind. Weiterhin weist die Anordnung eine zweite Leiterplatte mit Leiterbahnen auf, die wiederum Teil der Windungen einer Wicklung sind. Es werden elektrisch leitende Verbindungen zwischen den Leiterbahnen der beiden Leiterplatten derart gebildet, daß mindestens eine Wicklung um den Magnetkern gebildet wird.

Aus der DE 37 20 739 C2 ist ein rechteckiger Torustransforma­ tor für integrierte Hypridschaltungen bekannt, bei dem die über den Magnetkern geführten Leitungen an die benachbarten Streifenleitungen gebondet sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein indukti­ ves Bauelement bereit zustellen, das von seinen Abmessungen her nahezubeliebig klein herstellbar ist, das fertigungs­ technisch einfach herzustellen ist und bei dem auch Drähte mit Durchmessern kleiner als 0,05 mm verarbeitbar sind.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein induktives Bau­ element gelöst, das aus einem Magnetkern, einem Substrat, auf dessen oberen Oberfläche der Magnetkern aufgebracht ist, und zumindest einer Wicklung um den Magnetkern besteht, wobei die Windungen der Wicklungen aus Leiterbahnzügen, die auf oder im oder unter dem Substrat angebracht sind, und aus gebondeten, über den Magnetkern geführten Drähten zwischen gegenüberlie­ genden Enden benachbarter Leiterbandzüge besteht.

Mit diesem Aufbau läßt sich insbesondere für geschlossene Ma­ gnetkerne ein miniaturisierter Aufbau darstellen, mit dem auf preiswerte Art miniaturisierte induktive Bauelemente herge­ stellt werden können. Dadurch, daß die Wicklung in Teilstücke zerlegt wird, die nicht aus dem bisher üblichen Kupferlack­ draht bestehen müssen, sondern aus gebondeten Drähten sowie aus Durchkontaktierungen im Substrat und Leiterbahnzügen be­ stehen, kann die Herstellung durch die aus der Halbleiter­ technologie bekannten und erprobten Bondverfahren automati­ siert werden.

Das Substrat dient gleichzeitig zur Fixierung des Magnetkernes und bietet weiterhin die Möglichkeit, die zum Anschluß des induktiven Bauelements notwendigen Kontakte zu tragen.

Zweckmäßigerweise dient als Substrat eine Leiterplatte, ins­ besondere ein sogenanntes Chip-On-Board-Substrat. Es können aber auch Chip-On-Flex- oder Chip-On-Glas-Substrate verwendet werden. Diese Substrate haben sich als sehr günstig erwiesen, da bei ihnen durch die Multi-Layer-Technik sehr komplizierte Wicklungsanordnungen mit sehr vielen Windungen erreichbar sind. Insbesondere ist mit solchen Substraten eine extrem dichte Belegung des zur Verfügung stehenden Kerninnenlochs mit gebondeten Drähten möglich, ohne daß ein Restloch ver­ bleibt.

Es ist jedoch auch denkbar, als Substrate Halbleiter­ substrate, insbesondere solche aus Silizium, bzw. Substrate aus Keramik, insbesondere aus Al₂O₃ oder AlN, zu verwenden. Dies hat den Vorteil, daß die zur Verfügung stehenden Metal­ lisierungsverfahren aus der Halbleitertechnologie verwendet werden können. Des weiteren ist dadurch eine Montagekompati­ bilität mit aktiven Halbleiterbauelementen erreichbar, so daß mit Keramiksubstraten hergestellte induktive Bauelemente in Leistungshalbleitermodule eingebracht werden können bzw. auf Siliziumsubstraten hergestellte induktive Bauelemente z. B. in Chip-On-Chip-Technologie in integrierte Schaltkreise ein­ gebracht werden können.

In bevorzugter Ausführung werden die Leiterbahnzüge im Inne­ ren des Substrates angeordnet und die Enden der Leiterbahn­ züge liegen auf der Oberfläche des Substrates frei. In einer alternativen Ausführungsform sind die Leiterbahnzüge auf der unteren Oberfläche des Substrates angeordnet, und die Enden der Leiterbahnzüge liegen wiederum auf der oberen Ober­ fläche des Substrates frei. In beiden Ausführungsformen sind als Enden der Leiterbahnzüge, metallische Pads vorgesehen. Diese Ausführungsformen haben zum einen den Vorteil, daß die Leiterbahnzüge gegenüber dem Magnetkern isoliert sind, und zum anderen wird durch die Verwendung von Pads das Bonden in be­ kannter Art und Weise erleichtert.

In einer Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung weist das Substrat in seiner Oberfläche eine Vertiefung auf, in die der Magnetkern eingebracht ist. Dadurch wird eine ganz besonders flache Bauform für die induktiven Bauelemente er­ möglicht. Des weiteren erleichtert die Vertiefung die Justie­ rung und Fixierung des Magnetkerns beim Herstellprozeß.

Zur weiteren Fixierung kann der Magnetkern auf die Oberfläche geklebt werden, es ist jedoch auch denkbar, den Ma­ gnetkern auf die Oberfläche des Substrats zu löten.

Beide Arten der mechanischen Befestigung sind aus der Halb­ leitertechnologie als sogenanntes "Die-Bonden" bekannt.

Die "Pads", d. h. die Anschlüsse auf dem Substrat für die elektrischen Verbindungen, bestehen vorzugsweise aus aufge­ dampften Aluminium oder metallischen Mehrschichtsystemen und dienen als Schaltungsanschlüsse zum Bonden. Als Bonddrähte werden Gold- oder Aluminiumdrähte verwendet. Es ist jedoch auch denkbar, andere Werkstoffe zu verwenden.

Bei Gold können Drahtstärken von ca. 30 µm verwendet werden. Mit Hilfe einer Flamme wird das Drahtende zu einer Kugel auf­ geschmolzen. Diese wird mit dem Ende aus einer Kanüle aus Hartmetall bei einer Temperatur von ca. 200°C auf das Metall­ pad, vorzugsweise, ein Aluminiumpad, aufgequetscht. Die Haft­ festigkeit dieser Thermokompression-Bondverbindung beträgt mindestens 50 mN. Beim Thermokompressions-Verfahren werden die zu verbindenden Werkstoffe unter Zufuhr von Wärme aufein­ ander gepreßt. Durch interatomare Kräfte und durch Diffusion an der Grenzfläche erfolgt das Verschweißen ohne das Auftre­ ten einer flüssigen Phase.

In einer anderen Ausführung werden die Drähte über Ultra­ schall gebondet. Bei der Ultraschallbondung handelt es sich im Prinzip um ein Reibschweißverfahren ohne Wärmezufuhr von außen. Der Draht wird dabei durch ein Führungsloch eines keilförmigen Kontaktwerkzeuges geführt, auf die Anschlußflä­ che abgesenkt und durch Druck verformt. Mit Frequenzen im Ul­ traschallbereich werden sodann die Verbindungspartner mit ge­ ringer Amplitude parallel zueinander bewegt. Dabei reißen Oberflächenschichten, wie z. B. die Oxidschicht eines Alumini­ umpads, auf. Rauhigkeiten werden abgebaut, so daß eine Annä­ herung der Oberflächen bis zur metallischen Verbindung er­ reicht wird.

Sowohl das Ultraschallbonden als auch das Thermokompressions­ bonden sind aus der Halbleitertechnologie bekannte Verfahren. Beiden Verfahren ist gemeinsam, daß sie schon seit über 20 Jahren Standardverfahren im Bereich der Halbleitertechnologie sind, die erprobt sind und einen hohen Automatisierungsgrad besitzen. Die typische Kontaktfläche beträgt auf Leiterplat­ ten ca. 150 × 150 µm, was inklusive dem Abstand zum Nachbar­ pad eine Kontaktflächendichte von ca. 9 Verbindungen pro mm² bedeutet. Dieser Wert erhöht sich bei der minimalen möglichen Padgröße von ca. 60 × 60 µm auf ca. 40 Verbindungen pro mm². Die Höhe der Bondverbindung über dem Leiterplattenniveau ist minimal 120 bis 150 µm.

Für die Magnetkerne kommen vorzugsweise geschlossene Magnet­ kerne zum Einsatz, da hier die höchsten Permeabilitäten er­ reicht werden. Für Bauhöhen bis minimal ca. 1 bis 2 mm sind vorzugsweise Ringbandkerne vorgesehen. Für noch flachere Auf­ bauten sind eher Scheibenkerne, die z. B. durch Stanzen aus einem Blech erzeugt werden, besser geeignet. Als besonders geeignete Magnetmaterialien sind hier weichmagnetische Legie­ rungen, insbesondere amorphe oder nanokristalline Legierun­ gen, in Betracht zu ziehen. Der Vorteil weichmagnetischer Le­ gierungen gegenüber Magnetkernen aus Ferriten liegt in den wesentlich höheren Permeabilitäten, in der um den Faktor 2 bis 3 höheren Sättigungsinduktion sowie in der legierungsab­ hängig verschwindend geringen Magnetostriktion.

Für extrem flache Ausführungsformen sind auch Magnetkerne auf Basis von gesputterten oder anderweitig abgeschiedenen Schichten aus weichmagnetischen Legierungen möglich. Hier ist durch die abwechselnde Stapelung von Schichten aus weichma­ gnetischem Werkstoff und einem elektrischen Isolator eine la­ mellierte Struktur mit entsprechend gutem Hochfrequenzverhal­ ten erzielbar.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschau­ licht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine perspektivische An­ sicht eines induktiven Bauelements gemäß der vorlie­ genden Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie I-I aus Fig. 1,

Fig. 3 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf eine alternative Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung,

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie II-II aus Fig. 3,

Fig. 5 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform nach der vorliegenden Erfin­ dung,

Fig. 6 einen Schnitt entlang der Linie III-III aus Fig. 5 und

Fig. 7 in schematischer Darstellung eine perspektivische An­ sicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

In Fig. 1 ist eine Lösungsvariante der vorliegenden Erfin­ dung skizziert. Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie I-I des gleichen Aufbaus. Wie aus der Fig. 1 zu erse­ hen ist, besteht das induktive Bauelement gemäß der vorlie­ genden Erfindung aus einem Substrat 1 mit einer oberen Ober­ fläche 2 und einer unteren Oberfläche 3. In die obere Ober­ fläche 2 des Substrat 1 ist eine Vertiefung 4 eingebracht. In dieser Vertiefung 4 befindet sich ein Magnetkern 5. Der hier gezeigte Magnetkern 5 ist ein Ringbandkern aus einer amorphen weichmagnetischen Legierung.

Auf der unteren Oberfläche 3 des Substrats 1 sind Leiterbahn­ züge 6 angeordnet. Die Enden 7 dieser Leiterbahnzüge 6 liegen auf der oberen Oberfläche 2 des Substrats 1 frei, da die Lei­ terbahnzüge 6 von der unteren Oberfläche 3 zur oberen Ober­ fläche 2 des Substrats 1 über Substratleiterbahnzüge 6' durchkontaktiert sind. Die Enden 7 der Leiterbahnzüge auf der oberen Oberfläche 2 des Substrats 1 haben die Gestalt kleiner Metallflächen, sogenannter Pads 8.

Die sich gegenüberliegenden Enden 7 benachbarter Leiterbahn­ züge 6 sind über gebondete Drähte 9 miteinander verbunden.

Auf die Pads 8' der jeweiligen Wicklungsenden 7' sind Drähte 9' aufgebondet, die zu Anschlußleitern 10 geführt sind, die wiederum mit, Kontaktanschlüssen 11 verbunden sind. Die hier gezeigten Kontaktanschlüsse 11 sind SMD-tauglich (SMD = Sur­ face Mounted Device).

Wie die Fig. 2 zeigt, bestehen die Windungen der Wicklung des induktiven Bauelements aus den auf der unteren Oberfläche 3 des Substrates 1 aufgebrachten Leiterbahnzügen 6 sowie aus den durch das Substrat 1 geführten Substratleiterbahnzügen 6' und aus den auf der oberen Oberfläche 2 des Substrats 1 auf die Pads 8 gebondeten Drähte 9.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der das Substrat 1 mittlere Ebe­ nen, E1, E2 und E3 besitzt, die jeweils mit Leiterbahnen 6 versehen sind. Das hier gezeigte Substrat 1 ist eine Chip-On- Board-Leiterplatte, die aus Epoxid-Glas besteht. Durch diese in bekannter Multilayer-Technik hergestellte Chip-on-Board- Leiterplatte wird die vorhandene Fläche des Kernlochs 12 optimal für die Anordnung von Enden 7 der Leiterbahnzüge 6 genutzt. Die gezeigten Enden 7 der Leiterbahnzüge 6 weisen hier auch wieder die Gestalt von aus Aluminium bestehenden Pads 8 auf. Bei einem solchen Aufbau ist insbesondere eine exakte konzentrische Anordnung von Wicklungen möglich, so daß im Gegensatz zu Sektorwicklungen, wie z. B. in Fig. 1 und 2 dargestellt, sehr gute Kopplungsverhältnisse, d. h. sehr geringe Streuinduktivitäten, erreicht werden. Durch die Ver­ legung der einzelnen Wicklungen auf die unterschiedlichen voneinander elektrisch isolierten Ebenen E1, E2, E3 des Substrats 1, können die Forderung nach einer Potentialtren­ nung sehr gut erfüllt werden. In dem gezeigten Ausführungs­ beispiel besitzt das Substrat die drei Ebenen E1, E2 und E3 und es sind drei Wicklungen zu je 24 Windungen eingezeichnet. Der gezeigte Magnetkern 5 ist quadratisch und besteht aus einer Vielzahl übereinander gestapelter Magnetfolienscheiben aus einer nanokristallinen Legierung.

Die Fig. 5 und 6 zeigen eine Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung, bei der ein aus Keramik bestehendes Substrat 1 Substratleiterbahnzüge 6' aufweist, die den Wechsel der Lei­ tungsführung von der oberen Oberfläche zur unteren Oberfläche des Substrats und umgekehrt sicherstellt und die mechanische Funktion eines Magnetkernträgers besitzt. Der Magnetkern 5 sitzt hier auf radialen Verbindungsstegen 13 zwischen einem Mittelteil 14 und einem Außenteil 15 des Substrats 1. Die ra­ diale Führung der Leiterbahnzüge 6 wird auf beiden Seiten des Magnetkerns 5 durch gebondete Drähte 9 erreicht. Zum Schutz der gebondeten Drähte 9 ist hier eine Abdeckkappe 16 aus Kunststoff eingesetzt. Außer der Schutzfunktion gewährleistet die Abdeckkappe 16 eine ebene Oberfläche zur Montage, wie sie bei SMD-Bauelementen mit Hilfe von Vakuumpipetten in der üb­ lichen "Pick-and-Place"-Technik üblich ist.

Die Fig. 7 schließlich zeigt eine Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung, die der zunehmenden Zusammenlegung von aktiven und passiven Bauelementen in der Mikroelektronik Rechnung trägt. Hierbei befindet sich das induktive Bauele­ ment gemäß der vorliegenden Erfindung auf einem Chip-On-Bo­ ard-Substrat, das mit ungekapselten aktiven Bauelementen 16, 17 und 18 versehen ist. Die Montage des erfindungsgemäßen in­ duktiven Bauelemente ist hier problemlos möglich, da die ak­ tiven Bauelemente 16, 17 und 18 ebenfalls über Bondverfahren auf das Chip-On-Board-Substrat aufgebracht werden. Die ge­ meinsame Umhüllung aus einem Kunststoff sowie die gemeinsame Nutzung der Anschlußbeine läßt nach außen hin keinen Unter­ schied zu normalen IC's erkennen. Insbesondere ist diese Vor­ gehensweise für die Verwirklichung von DC/DC-Wandlern kleiner Leistung besonders von Vorteil, da die Leiterplatte vollauto­ matisch in einem Arbeitsgang mit aktiven Bauelementen und in­ duktiven Bauelementen gemäß der vorliegenden Erfindung be­ stückt werden kann.

Da üblicherweise die gebondeten Drähte 9 keinen Isolati­ onsüberzug aufweisen, ist auf eine definierte Führung der Drähte beim Bonden, insbesondere bei Überkreuzungen zu ach­ ten. Für die Endausführung kann es notwendig sein, den Be­ reich der Bondverbindungen nachträglich zu verkapseln. Dies kann im einfachsten Fall durch das Abdecken mit einer aushär­ tenden Kunststoffmasse erfolgen. Ebenso ist die nachträgliche elektrische Isolation und mechanische Stabilisierung durch die Beschich­ tung der mit Bonddrähten versehenen Oberflächen mit einer dünnen Kunststoffschicht möglich.

Diese nachträglichen Maßnahmen führen einerseits zu einer Verbesserung der mechanischen Stabilität der Bondverbindungen und andererseits zu einer Spannungsfestigkeit der Wicklungen untereinander. Besonders vorteilhaft ist natürlich die Verar­ beitung von Drähten, die schon einen Isolationsüberzug auf­ weisen. Es ist aber hervorzuheben, daß die Verarbeitung von isolierten Drähten nicht notwendig ist.

Bei allen in der Zeichnung gezeigten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Windungszahlen der Induktivität erst beim Bonden gezielt auszuwählen. Demnach ist es möglich, ein Substrat mit einer sehr dichten und auf eine maximale Verbindungsanzahl ausgelegten Leiterbahnführung zu versehen, so daß ein "Universalsubstrat" durch die ge­ zielte Auswahl der Anzahl von Bondverbindungen die jeweils aktuelle benötigte Anzahl von Windungen und damit die jeweils aktuell benötigte Induktivität hergestellt wird. Dieser Aspekt ist insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Automati­ sierung bei der Bondtechnik sehr von Vorteil und bietet ge­ genüber allen bekannten Planarkonstruktionen die Möglichkeit, sehr schnell in der Fertigungsstrecke die Wicklungszahl und die Windungszahl innerhalb einer Wicklung zu variieren.

Alle in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiele sind mit der aus der Halbleitertechnologie bekannten Bondtechnik herstellbar. Die Bondtechnik ist schon seit über 20 Jahren ein Standardverfahren zur Herstellung miniaturisierter elek­ trischer Verbindungen und besitzt unabhängig vom Verfahrens­ typ sowie vom Drahtwerkstoff und vom Drahtdurchmesser allge­ mein eine sehr hohe Zuverlässigkeit. Die gezeigten Metallpads betragen ca. 150 × 150 µm, was inklusive dem Abstand zum Nachbarpad eine Kontaktflächendichte von ca. 9 Verbindungen pro mm² bedeutet. Dieser Wert erhöht sich bei der minimal möglichen Padgröße und ca. 60 × 60 µm auf ca. 40 Verbindungen pro mm². Die gezeigte Höhe der Bondverbindungen liegt bei un­ gefähr 120 bis 150 µm.

Für die Herstellung einer Miniaturdrossel mit einem Ringband­ kern aus einer amorphen weichmagnetischen Legierung der Ab­ messungen 7 × 3 × 2 mm und herkömmlicher Handbewicklung er­ gibt sich folgende maximal mögliche Windungszahl:

Mit einer volumenoptimierten Magnetkernbeschichtung, d. h. ei­ ner Dicke von ca. 30 µm, ergibt sich ein effektiver Innen­ durchmesser von 2,9 mm. Dies hat einen Wickelquerschnitt von ca. 6,60 mm² zur Folge. Bei einer Handbewicklung mit einem Kupferlackdraht min einem Durchmesser von 0,085 mm ergibt sich unter Abzug des Restloches ein effektiver Wickelquer­ schnitt von 3,6 mm². Diese freie Querschnittsfläche ermög­ licht das Einbringen von 3,6/0,0078,4 = 458 Windungen. Unter Berücksichtigung eines Kupferfüllfaktors von ca. 35% ergibt sich eine maximal mögliche Windungszahl von 160 Windungen.

Die Wickeldauer beträgt etwa 160 × 1,5 sec = 240 sec = 4 min. Zusätzlich wird ein Anschlußträger benötigt, an dem die Drahtenden befestigt und verlötet werden.

Bei der Ausführung in Bondtechnik gemäß der vorliegenden Er­ findung ergibt sich bei der Annahme einer Padgröße von 80 × 80 µm in einem Abstand von 80 µm, d. h. einem Pitch von 160 µm, ein Flächenbedarf pro Pitch von 0,025 mm². Da kein Rest­ loch notwendig ist, kann die gesamte Fläche mit Pads bedeckt werden. Berücksichtigt man einen Montagespalt von 0,2 mm, er­ gibt sich eine Fläche von 6,15 mm². Unter Einbeziehung des Randverlustes, d. h. runde Fläche gegenüber quadratischen Pads, mit einem Korrekturfaktor von ca. 0,9 ergibt sich eine maximale Windungszahl von 6,15/0,025 = 246 × 0,9 = 221 Win­ dungen. Durch die erhöhte Windungszahl ergibt sich nach der Formel für die Induktivität:

eine um den Faktor 1,9 höhere Induktivität als bei der her­ kömmlichen Handbewicklung. Die Fertigungsdauer wird hier durch den Bondprozeß bestimmt und beträgt etwa 237 × 0,55 = 188 s. Zusätzlich wird die Leiterplatte mit der Kernaufnahme und darin integrierte Anschlußträger benötigt. Jegliche weitere Montage sowie das Verlöten entfallen.

Es versteht sich von selbst, daß die erhöhte Wicklungsdichte beim Bonden auch dazu genutzt werden kann, für die gleiche Nenninduktivität einen kleineren und damit preiswerteren Ma­ gnetkern zu verwenden.

Claims (12)

1. Induktives Bauelement bestehend aus einem Magnetkern (5), einem Substrat (1), auf dessen Oberfläche (2) der Magnetkern (5) aufgebracht ist, und zumindest einer Wicklung um den Ma­ gnetkern (5), wobei die Windungen der Wicklungen aus Leiter­ bahnzügen (6), die auf oder in oder unter dem Substrat (1) angebracht sind, und aus zwischen gegenüberliegenden Enden (7) benachbarter Leiterbahnzüge (6) gebondeten über dem Ma­ gnetkern (5) geführten Drähten (9) bestehen, wobei die Enden (7) der Leiterbahnzüge (6) auf der oberen Oberfläche (2) des Substrats (1) frei liegen und wobei das Substrat (1) in sei­ ner oberen Oberfläche (2) eine Vertiefung (4) aufweist und der Magnetkern (5) in die Vertiefung (4) eingebracht ist.

2. Induktives Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Substrat (1) eine Leiterplatte vorgesehen ist.

3. Induktives Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Substrat (1) ein Keramiksubstrat vorgesehen ist.

4. Induktives Bauelement nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Substrat (1) ein Halbleitersubstrat vorgesehen ist.

5. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden (7) die Gestalt von Metallpads (8) aufweisen.

6. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ma­ gnetkern (5) auf die Oberfläche (2) geklebt ist.

7. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dräh­ te (9) mittels Thermokompression auf die Enden (7) der Lei­ terbahnzüge (6) gebondet sind.

8. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dräh­ te (9) mittels Ultraschall auf die Enden (7) der Leiter­ bahnzüge (6) gebondet sind.

9. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Ma­ gnetkern (5) ein Ringkern vorgesehen ist.

10. Induktives Bauelement nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ma­ gnetkern (5) als geschlossener Ringkern ausgebildet ist.

11. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ma­ gnetkern (5) aus einer weichmagnetischen Legierung besteht.

12. Induktives Bauelement nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ma­ gnetkern (5) aus einer amorphen oder nanokristallinen Legie­ rung besteht.