DE19835016B4 - Block-wise manufacturing of inductors with microtechniques - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung von elektrischen Bauelementen, die als Induktivität mit einer leitfähigen Schicht ein Volumen einschließen, unter Verwendung von räumlich vorstrukturierten Substraten (300; 310; 320; 330) mit einer Vielzahl von Rohlingen (R1, R2; R3, R4; R5; R6, R7) in Matrixanordnung dadurch gekennzeichnet, daß die räumlich vorstrukturierten Substrate (300; 310; 320; 330) mittels einer Vielzahl paralleler Schnitte (A-A, B-B) senkrecht zu in einem Block (400; 410; 420; 430) parallel angeordneter elektrischer Leiterbahnen (102; 112; 122) hergestellt werden.method for the production of electrical components that act as an inductance with a conductive Layer include a volume, using spatial pre-patterned substrates (300; 310; 320; 330) having a plurality blanks (R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7) in matrix arrangement therethrough characterized in that spatial pre-structured substrates (300; 310; 320; 330) by a plurality parallel sections (A-A, B-B) perpendicular to in a block (400; 410; 420; 430) arranged in parallel electrical conductor tracks (102; 112; 122) are produced.

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Figure 00000001

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Induktivitäten aus einem Nutzen unter Verwendung von Mikrotechniken und ein hierfür geeignetes Spulendesign. Bei den Induktivitäten handelt es sich um lange Spulen oder aus solchen hergestellte elektrische Bauelemente.The The present invention relates to a process for the preparation of inductors from a benefit using microtechniques and a suitable one Coil design. At the inductances these are long coils or electrical ones made of such Components.

Eine herkömmliche Hochfrequenzspule und ein herkömmliches Verfahren zu ihrer Herstellung ist beispielsweise aus der DE 691 11 569 T2 bekannt.A conventional high-frequency coil and a conventional method for their preparation, for example, from DE 691 11 569 T2 known.

Herkömmlich werden induktive elektrische Bauelemente in klassischer Drahtwickeltechnik über einem Keramikgrundkern gefertigt, weil sich mit der Bauform einer langen Spule hervorragende elektrische Daten vor allem im Hochfrequezbereich erreichen lassen. Dabei wird die Spule durch mechanische Wickeltechnik mit Draht realisiert. Spulen sind im Gegensatz zu Widerstands- und Kondensatorelementen volumenabhängige Bauelemente, weshalb die klassische Drahtwickeltechnik eingesetzt wird, um die geeigneten elektrischen Eigenschaften zu erzielen.Become conventional inductive electrical components in classical wire winding technology over one Ceramic core made because of the design of a long Coil excellent electrical data especially in Hochfrezzbereich achieve. In doing so, the coil becomes mechanical winding technology realized with wire. Coils are in contrast to resistance and Capacitor elements volume-dependent Components, which is why the classic wire winding technique used is to achieve the appropriate electrical properties.

Die Herstellung von sogenannten langen Spulen mittels der herkömmlichen Drahtwickeltechnik läßt jedoch keine über die Größenordnung von 1 mm × 1 mm × 2 mm hinausgehende Miniaturisierung zu. Durch die serielle Fertigung der Spulen mittels herkömmlicher Drahtwickeltechnik ist die Herstellung außerdem langwierig und teuer, was zu hohen Produktionskosten führt.The Production of so-called long coils by means of conventional Wire winding technology, however, leaves no over the order of magnitude of 1 mm × 1 mm × 2 mm miniaturization. Through the serial production the coils by conventional Wire winding technology is also tedious and expensive to manufacture which leads to high production costs.

Mit immer kleiner werdenden Abmessungen der Bauelemente, z. B. für Oberflächenmontagetechnik, sind daher die Grenzen einer seriellen Herstellung von Spulen in herkömmlicher Feinwerktechnik erreicht, so daß planare Spulen auf Keramiksubstraten entwickelt wurden, womit über die Nutzenfertigung in Mikrotechniken, wie planarer Dünnfilm- und Dickfilmtechnik auch ein Kostenvorteil erreicht wird. Planare Spulen weisen jedoch im Vergleich zu dreidimensionalen Spulen sehr viel schlechtere Hochfrequenzeigenschaften auf. Die nachteiligen Hochfrequenzeigenschaften planarer Spulen werden durch die vergrößerte Kapazität der planaren Bauform und durch die nachteiligen dieelektrischen Eigenschaften des Substrates verursacht. Selbst herkömmliche aus Planarelementen zusammengesetzte Multilayer-Spulen, die mit Via-elementen verbunden sind, haben nachteilige parasitäre Werte und dementsprechend geringe Güten.With ever smaller dimensions of the components, eg. B. for surface mounting technology, are therefore the limits of a serial production of coils in conventional Feinwerktechnik achieved, so that planar Coils were developed on ceramic substrates, which over the Use production in microtechnologies, such as planar thin-film and thick film technology also a cost advantage is achieved. planar However, coils are very much compared to three-dimensional coils much worse high frequency characteristics. The disadvantageous High frequency characteristics of planar coils are due to the increased capacity of the planar ones Design and by the adverse dielectric properties of the Substrates caused. Even conventional from planar elements composite multilayer coils connected to via elements are, have adverse parasitic Values and accordingly low grades.

Es wurde daher versucht zur Nutzenfertigung von "langen Spulen" vorstrukturierte Substrate einzusetzen, wobei z.B: lithographische Techniken angewandt werden können, wie sie z.B: in dem Aufsatz „Conformal Coating by Photoresist of Sharp Corners of Anisotropically Etched Trough-Holes in Silicon" in Transducers 97 Proceedings, 209–212 beschrieben sind.It was therefore attempting to use pre-structured substrates for the production of "long coils", for example: lithographic techniques can be used, such as For example: in the article "Conformal Coating by Photoresist of Sharp Corners of Anisotropically Etched Trough-Holes in Silicon "in Transducers 97 Proceedings, 209-212 are described.

Unter Zuhilfenahme solcher oder ähnlicher lithographischer Techniken wird ein Substrat derart vorstrukturiert, daß eine Vielzahl von gleichartig ausgebildeten Spulenelementen auf engstem Raum in einer Ebene in Matrixanordnung nebeneinander angeordnet sind.Under Use of such or similar lithographic techniques, a substrate is prestructured in such a way that that one Variety of similar trained coil elements on tightest Space in a plane arranged in matrix arrangement next to each other are.

Die Anmelder der vorliegenden Erfindung haben daher ein Verfahren der Herstellung von nicht-planaren, langen Spulen im Nutzen durch Mikrotechniken vorgeschlagen, bei dem vorstrukturierte Substrate verwendet werden, in denen Lochverbindungen zwischen beiden Substratseiten in separater Weise hergestellt werden. Eine Vielzahl von vorstrukturierten Spulenrohlingen wird dabei im Batch-Prozessing zur fertigen Spule ausgebildet. Die Spulenrohlinge sind auf engstem Raum in einer Ebene nebeneinander angeordnet und werden nach Fertigstellung voneinander getrennt. Die Ausbildung der Lochverbindungen zwischen den beiden Substratseiten ist jedoch nur äußerst schwierig in der erforderlichen Genauigkeit herstellbar.The Applicants of the present invention therefore have a method of Production of non-planar, long coils in the benefits of microtechnology proposed in which prestructured substrates are used, in which hole connections between two substrate sides in a separate manner getting produced. A variety of pre-structured coil blanks is doing in batch processing formed to the finished coil. The coil blanks are on tightest Space in a plane next to each other and are after completion separated from each other. The formation of the hole connections between However, the two substrate sides is extremely difficult to achieve the required accuracy produced.

Aufgabe der vorliegenden Entwicklung ist daher ein einfaches, und kostengünstiges Verfahren von aus einem Nutzen gebildeten induktiven Grundbauelementen bereitzustellen, mittels dem eine Ausbildung von Lochverbindungen zwischen den beiden Substratseiten vermieden werden kann. Dabei soll es sich um dreidimensionale Induktivitäten handeln, die zur industriellen Massenproduktion besonders geeignet sind und den gestellten hohen Qualitätsansprüchen voll gerecht werden.task The present development is therefore a simple and cost-effective Method of inductive basic components formed from a utility to provide, by means of a formation of hole connections between the two sides of the substrate can be avoided. there it should be three-dimensional inductors that are used for industrial Mass production are particularly suitable and the asked high Quality demands full satisfy.

Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche und/oder der nachfolgenden Beschreibung. Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben, die in schematischen Zeichnungen dargestellt sind. Hierzu zeigt:The The above object is achieved according to the invention with the features of the characterizing Part of claim 1 solved. Advantageous versions result from the features of the subclaims and / or the following description. The invention will be described below with reference to exemplary embodiments, which are shown in schematic drawings. This shows:

1a, b und c ein erstes erfindungsgemäßes flächenhaft vorstrukturiertes Substrat; 1a , b and c show a first planar pre-structured substrate according to the invention;

2a und b ein Substrat mit ganzflächiger Metallisierung; 2a and b, a full-surface metallization substrate;

3a und b einen ersten erfindungsgemäßen Block bestehend aus einer Vielzahl von laminierten vorstrukturierten Substraten von 1 und 2; 3a and b a first according to the invention block consisting of a plurality of laminated pre-structured substrates of 1 and 2 ;

4a eine Draufsicht auf ein erstes erfindungsgemäßes räumlich vorstrukturiertes Substrat, geschnitten aus dem Block von 3; 4a a plan view of a first inventive spatially prestructured substrate, cut from the block of 3 ;

4b einen vergrößerten Ausschnitt aus 4a mit einem um 90° gedrehten erfindungsgemäßen Spulenrohling; 4b an enlarged section 4a with a coil blank rotated by 90 ° according to the invention;

5a ein zweites erfindungsgemäßes flächenhaft vorstrukturiertes Substrat; 5a a second areal prestructured substrate according to the invention;

5b eine Modifikation des zweiten flächenhaft vorstrukturierten Substrats; 5b a modification of the second area prestructured substrate;

5c das zweite flächenhaft vorstrukturierte Substrat mit Leiterbahnen; 5c the second area prestructured substrate with tracks;

6a eine Passivierungsschicht; 6a a passivation layer;

6b eine ganzflächige Metallisierung; 6b a full-surface metallization;

6c einen zweiten erfindungsgemäßen Block bestehend aus laminierten vorstrukturierten Substraten von 5; 6c a second block according to the invention consisting of laminated prestructured substrates of 5 ;

7a eine Draufsicht auf ein zweites erfindungsgemäßes räumlich vorstrukturiertes Substrat, geschnitten aus einem dritten erfindungsgemäßen Block, gebildet aus den Substraten von 5b; 7a a plan view of a second inventive spatially prestructured substrate, cut from a third block according to the invention, formed from the substrates of 5b ;

7b einen um 90° gedrehten vergrößerten Ausschnitt eines Spulenrohlings von 7a; 7b a rotated by 90 ° enlarged section of a coil blank of 7a ;

8a, b und c ein drittes erfindungsgemäßes flächenhaft vorstrukturiertes Substrat mit Via-Elementen; 8a , b and c, a third planar pre-structured substrate according to the invention with via elements;

9a und b einen vierten erfindungsgemäßen Block bestehend aus laminierten vorstrukturierten Substraten von 8; 9a and b a fourth block according to the invention consisting of laminated prestructured substrates of 8th ;

10 einen fünften erfindungsgemäßen Block bestehend aus laminierten vorstrukturierten Substraten von 1; 10 a fifth block according to the invention consisting of laminated prestructured substrates of 1 ;

Die vorstehenden 110 sind rein schematische erläuternde Darstellungen zum besseren Verständnis der Beschreibung. Insbesondere stellen sie keine maßstabsgetreue Vergrößerung der tatsächlichen Abmessungen und Größenverhältnisse dar. Beispielsweise ist in den Figuren die Breite B der senkrechten Leiterbahnen 102 und 112 und die Breite der Leiterbahnen 104 und 113 gegenüber dem Abstand G der senkrechten Leiterbahnen 102 in einem Größenverhältnis dargestellt, das dem Größenverhältnis von G und B im Spulendesign nicht entsprechen muß und deutlich davon abweichen kann. Das gilt auch für die Dicke der laminierten Substrate und für die Dicke der aus dem laminierten Block geschnittenen Substrate. Außerdem ist klar, daß die Erfindung nicht auf die in den Zeichnungen beispielhaft rein erläuternd dargestellte Anzahl der jeweils übereinander zu einem Block laminierten Substrate beschränkt ist, die wie die Anzahl der Spulenwindungen pro Spule je nach Spulendesign variiert werden kann.The above 1 - 10 are purely schematic explanatory diagrams for a better understanding of the description. In particular, they do not represent a true-to-scale enlargement of the actual dimensions and size ratios. For example, in the figures, the width B of the vertical conductor tracks 102 and 112 and the width of the tracks 104 and 113 opposite the distance G of the vertical conductor tracks 102 shown in a size ratio that does not have to correspond to the size ratio of G and B in the coil design and may differ significantly. This also applies to the thickness of the laminated substrates and to the thickness of the substrates cut from the laminated block. In addition, it will be understood that the invention is not limited to the number of substrates stacked one above the other in the block, as exemplified purely by way of example in the drawings, which may be varied as the number of coil turns per coil, depending on the coil design.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Spulen der in 4b dargestellten Abmessungen vorteilhaft herstellen:
Länge (Abstand der Geraden C-C) : 0,1–10 mm, insbesondere 0,6–1 mm
Breite (Abstand der Geraden D-D): 0,05–5 mm, insbesondere 0,3–0,7 mm
Tiefe (senkrecht zur Papierebene): 0,05–5 mm, insbesondere 0,3–0,7 mm
Querschnitt: 0.0025–25 mm2, insbesondere 0,25 mm2
Abstand der Leiterbahnen G: 0,01–0,1 mm, insbesondere 0,02–0,04 mm
Querschnitt der Leiterbahnen B: 0,01–0,1 mm, insbesondere 0,02 mm
With the method according to the invention can be coils of in 4b produce advantageous shown dimensions:
Length (distance of the straight line CC): 0.1-10 mm, in particular 0.6-1 mm
Width (distance of the line DD): 0.05-5 mm, especially 0.3-0.7 mm
Depth (perpendicular to the paper plane): 0.05-5 mm, in particular 0.3-0.7 mm
Cross section: 0.0025-25 mm 2 , in particular 0.25 mm 2
Distance of the conductor tracks G: 0.01-0.1 mm, in particular 0.02-0.04 mm
Cross section of the conductor tracks B: 0.01-0.1 mm, in particular 0.02 mm

Der vorliegenden Erfindung liegt der Gedanke zugrunde ein Verfahren zur Herstellung von elektrischen Bauelementen bereitzustellen, die als Induktivität mit einer leitfähigen Schicht ein Volumen einschließen, wobei räumlich vorstrukturierte Substrate mit einer Vielzahl von Rohlingen in Matrixanordnung verwendet werden, und erfindungsgemäß die räumlich vorstrukturierten Substrate mittels einer Vielzahl paralleler Schnitte senkrecht zu in einem vorstrukturierten Block parallel angeordneter elektrischer Leiterbahnen hergestellt werden.Of the The present invention is based on the idea of a method to provide for the manufacture of electrical components, the as inductance with a conductive Layer include a volume, being spatially pre-structured substrates with a variety of blanks used in matrix arrangement be, and according to the invention, the spatially pre-structured Substrates by means of a plurality of parallel sections perpendicular to in a prestructured block arranged in parallel electrical Printed conductors are produced.

Dabei ist es besonders vorteilhaft, daß der Block aus einer Vielzahl laminierter flächenhafter ebenfalls vorstrukturierter Substrate zusammengesetzt ist.there It is particularly advantageous that the block of a variety laminated areal likewise pre-structured substrates is composed.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von Induktivitäten, die mit einer leitfähigen Schicht ein Volumen einschließen besteht dabei insbesondere aus den nachfolgenden Schritten:One inventive method for the production of inductors, with a conductive layer include a volume consists in particular of the following steps:

Schritt 1: Herstellung der Vielzahl der flächenhaft vorstrukturierter Substrate mit der Vielzahl von parallelen Leiterbahnen;step 1: Production of the large number of planar prestructured Substrates with the plurality of parallel tracks;

Schritt 2: Herstellung des erfindungsgemäßen dreidimensionalen Blocks durch Laminierung einer Vielzahl der flächenhaft vorstrukturierten Substrate übereinander;step 2: Production of the three-dimensional invention Blocks by laminating a variety of areal prestructured Substrates one above the other;

Schritt 3: Herstellung der Vielzahl der erfindungsgemäßen räumlich vorstrukturierten Substrate mit einer Vielzahl von parallelen vertikalen Leiterbahnen durch Schnitte aus dem Block senkrecht zu den parallelen Leiterbahnen;Step 3: Production of the plurality of spatially pre-structured substrates according to the invention with a plurality of parallel vertical conductor tracks by cuts from the block perpendicular to the parallel tracks;

Schritt 4: Verbindung der vertikalen Leiterbahnen mittels auf der Ober- und Unterseite der räumlich vorstrukturierten Substrate jeweils parallel angeordneter Leiterbahnen, so daß eine Vielzahl von Spulenrohlingen in Matrixanordnung nebeneinander ausgebildet sind.step 4: connection of the vertical tracks by means of and bottom of the spatially prestructured substrates in each case arranged in parallel conductor tracks, so that one Variety of coil blanks in a matrix arrangement formed side by side are.

Schritt 5: Vereinzelung der Rohlinge durch Schnitte an den Grenzen der Rohlinge.step 5: Separation of the blanks by cuts at the boundaries of the blanks.

Prinzipiell sind Spulen geeigneter Güte dreidimensionale Bauelemente, da die Induktivität einer Spule aus der nachstehenden Gleichung gegeben ist: L = μμ0(N/l)2 × A × l (Gleichung 1)

L:
Induktivität
N:
Windungszahl
l:
Länge der Spule
A:
Querschnitt
l:
Länge
In principle, coils of suitable quality are three-dimensional components, since the inductance of a coil is given by the following equation: L = μμ 0 (N / l) 2 × A × l (Equation 1)
L:
inductance
N:
number of turns
l:
Length of the coil
A:
cross-section
l:
length

In Gleichung 1) beschreibt A × l das Spulenvolumen, und N/l die technisch relevante Größe Windungszahl pro Länge. Aus Gleichung 1) geht hervor, daß die Güte der Induktivität von dem eingeschlossenen Spulenvolumen und der Windungszahl abhängig ist. Daher ist es wünschenswert, daß das eingeschlossene Spulenvolumen einen zu optimierenden Querschnitt aufweist, der vorteilhaft quadratisch oder rechteckig sein kann, und die Windungen möglichst symmetrisch über das eingeschlossene Spulenvolumen verteilt sind, so daß ein gleichförmiger Gangfortschritt der Windungen über alle Windungen und das eingeschlossene Volumen von dem ersten bis zum zweiten Spulenende erreicht wird.In Equation 1) describes A × l the coil volume, and N / l the technically relevant size number of turns per length. From equation 1) it is apparent that the quality of the inductance of the enclosed coil volume and the number of turns is dependent. Therefore, it is desirable that this enclosed coil volume to be optimized cross-section which may advantageously be square or rectangular, and the turns as symmetrical as possible over the enclosed coil volumes are distributed so that a uniform Gangfortschritt the turns over all turns and trapped volume from the first to is reached to the second coil end.

Die Verteilung des Gangfortschritts G kann auf eine oder mehrere Spulenflächen verteilt werden, wobei die Verteilung auf mehrere Spulenflächen bei festem Windungsabstand zu reduzierten Anstiegswinkeln α der Leitungsbahnen pro Spulenseite führt und so die winkelbedingte Einengung des effektiven Leitungsbahnabstandes b' =(α × cosα) – b mit a = Leitungsbahnabstand und b = Leitungsbahnbreite vermindert.The Distribution of the walking progress G can be distributed to one or more coil surfaces be, with the distribution on several coil surfaces at fixed Winding distance to reduced slope angles α of the conductor paths per coil side leads and so the angle-related narrowing of the effective path distance b '= (α × cosα) - b with a = path distance and b = line width reduced.

Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungen der Erfindung bei denen auch die vorstehenden Überlegungen für die Abmessungen der Spulen Berücksichtigung finden detailliert beschrieben.following be advantageous embodiments the invention in which also the above considerations for the dimensions considering the coils find detailed descriptions.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes flächenhaft vorstrukturiertes Substrat 100 aus beispielsweise Polyimid. Polyimid eignet sich besonders für eine räumliche Strukturierung und hat eine Dielektrizitätskonstante, die für die Volumenausfüllung in Induktivitäten in Frage kommt. In dem flächenhaft vorstrukturierten Substrat 100 werden auf einer Oberfläche des Substrats 100 zunächst vorteilhaft parallele Gräben 101 mittels z.B: Laserstrukturierung oder Abformung ausgebildet, und anschließend die parallelen Gräben mit einem leitenden Material gefüllt, wodurch ein erstes erfindungsgemäßes flächenhaft vorstrukturiertes Substrat 100 mit parallelen Leiterbahnen 102 auf einer Oberfläche bereitgestellt ist. 1 shows a surface prestructured substrate according to the invention 100 made of, for example, polyimide. Polyimide is particularly suitable for spatial structuring and has a dielectric constant which is suitable for volume filling in inductors. In the planar prestructured substrate 100 be on a surface of the substrate 100 initially advantageous parallel trenches 101 formed by means of, for example: laser structuring or molding, and then the parallel trenches filled with a conductive material, whereby a first inventively areal prestructured substrate 100 with parallel tracks 102 provided on a surface.

Als leitendes Material kommt vorteilhaft Kupfer in Frage.When Conductive material is advantageous copper in question.

Das Substrat 100 hat im Gangfortschritt der Spule eine Dicke im Bereich von 20μm bis 100μm, die parallelen Leiterbahnen einen Querschnitt der Größenordnug von 20μm × 20μm und einen Abstand von 20μm.The substrate 100 has in the passage progress of the coil has a thickness in the range of 20μm to 100μm, the parallel tracks a cross section of the order of 20μm × 20μm and a distance of 20μm.

Es ist klar, daß die Leiterbahnen 102 auch vorteilhaft auf die glatte Oberfläche des Substrats 100 aufgebracht werden können, ohne die Gräben 101 zu strukturieren wobei umgekehrt die zwischen den Leiterbahnen 102 entstandenen Zwischenräume aufgefüllt werden:
2 zeigt das erfindungsgemäße Substrat 200, aus dem gleichen Material wie das Substrat 100, das jedoch auf seiner einen Oberfläche ganzflächig metallisiert ist.
It is clear that the tracks 102 also beneficial to the smooth surface of the substrate 100 Can be applied without the trenches 101 to structure whereby inversely those between the conductor tracks 102 filled in between spaces are filled:
2 shows the substrate according to the invention 200 , made of the same material as the substrate 100 , which, however, is metallized over its entire surface on one surface.

Von den Substraten 100 und 200 werden jeweils eine Vielzahl gleicher Substrate hergestellt. 3 zeigt den erfindungsgemäßen Block 400, der aus einer Vielzahl übereinander laminierter vorstrukturierter Substrate 100 und 200 besteht, wobei erfindungsgemäß eine vorbestimmte Anzahl der Substrate 100 zwischen einem oberen und unteren Substrat 200 angeordnet ist. Aus dem so gebildeten Block 400 wird erfindungsgemäß entlang der Schnittline A-A und B-B eine Vielzahl gleicher räumlich strukturierter Substrate 300 mit vertikalen Leiterbahnen 102 für die Spulenwindungen und für die Kontaktenden 202 der Spule geschnitten. Das räumlich strukturierte Substrat hat dabei eine Dicke von 250μm bis 1000μm. From the substrates 100 and 200 In each case a plurality of identical substrates are produced. 3 shows the block according to the invention 400 consisting of a plurality of superimposed pre-structured substrates 100 and 200 consists, according to the invention a predetermined number of substrates 100 between an upper and lower substrate 200 is arranged. From the block so formed 400 According to the invention along the section line AA and BB, a plurality of identical spatially structured substrates 300 with vertical tracks 102 for the coil turns and for the contact ends 202 cut the coil. The spatially structured substrate has a thickness of 250 .mu.m to 1000 .mu.m.

4a zeigt die Draufsicht auf einen Ausschnitt des räumlich vorstrukturierten Substrats 300 mit den beiden Spulenrohlingen R1 und R2, die mit ihrer Längsachse in Schichtrichtung S des Blocks 400, aus dem das Substrat 300 geschnitten wurde, gerichtet sind. Die vertikalen Leiterbahnen 102 sind senkrecht zum Substrat 300 durchgehend ausgebildet und auf parallelen Geraden D, D parallel zur Schichtungsrichtung S in gleichen Abständen entsprechend der Dicke des flächenmäßig vorstrukturierten Substrats 100 angeordnet. Senkrecht zur Schichtungsrichtung S haben zwei einander gegenüberliegende vertikale Leiterbahnen einen Abstand der dem Abstand der parallelen Leiterbahnen auf dem flächenhaft vorstrukturierten Substrat 100 entspricht. Das derart räumlich vorstrukturierte Substrat 300 besteht aus einer Vielzahl von nebeneinander in Matrixanordnung angeordneter Spulenrohlinge R1, R2, die mit ihrer Längsachse parallel zur Schichtrichtung des Blocks 400 ausgerichtet sind. Durch Verbindung der vertikalen Leiterbahnen 102 auf der einen Seite des Substrats 300 mit zu dem Querschnitt durch die Spulenrohlinge R1, R2 parallelen ersten planaren Leiterbahnen 103 und auf der anderen Seite des Substrats mit zu dem Querschnitt durch die Spulenrohlinge R1, R2 in einem Winkel angeordneten Leiterbahnen 104, der dem Gangfortschritt G der Spulen entspricht, und entsprechende Verbindungen mit den Metallisierungen für die Stirnflächenkontakte 202 werden eine Vielzahl in Matrixanordnung auf einer Fläche angeordnete Spulen fertiggestellt. 4a shows the top view of a section of the spatially prestructured substrate 300 with the two coil blanks R1 and R2, with their longitudinal axis in the slice direction S of the block 400 from which the substrate 300 was cut, are directed. The vertical tracks 102 are perpendicular to the substrate 300 formed continuously and on parallel lines D, D parallel to the direction of layering S at equal intervals corresponding to the thickness of the surface prestructured substrate 100 arranged. Perpendicular to the layering direction S, two vertical interconnects lying opposite one another have a spacing from the spacing of the parallel interconnects on the areally prestructured substrate 100 ent speaks. The so spatially pre-structured substrate 300 consists of a plurality of coil blanks R1, R2 arranged side by side in a matrix arrangement, which with their longitudinal axis parallel to the layer direction of the block 400 are aligned. By connecting the vertical tracks 102 on one side of the substrate 300 with to the cross section through the coil blanks R1, R2 parallel first planar conductor tracks 103 and on the other side of the substrate with conductor tracks arranged at an angle to the cross section through the coil blanks R1, R2 104 corresponding to the progress G of the coils and corresponding connections to the metallizations for the end face contacts 202 a plurality of coils arranged in a matrix arrangement on a surface are completed.

Mittels senkrechter Schnitte durch die Linien C-C und D-D oder C-C und D1-D1 werden erfindungsgemäß eine Vielzahl von einzelnen fertiggestellten Spulen aus dem Substrat 300 herausgeschnitten. 4b zeigt den um 90° gedrehten vergrößerten Ausschnitt des Spulenrohlings R1. Die Schnitte C-C gehen vorteilhaft durch die Metallisierungen für die Kontaktenden 202, die dabei halbiert werden und die Kontaktenden zweier benachbarter Spulen bilden. Die Schnitte D-D gehen vorteilhaft durch die Mitte zweier gegenüberliegender Reihen von vertikalen Leiterbahnen 102, wodurch eine maximale Anzahl der Spulenausbeute aus dem Substrat 300 gewonnen wird. Allerdings können die Schnitte D1-D1 auch vorteilhaft durch die Mittellinie zweier benachbarter gegenüberliegender Reihen von vertikalen Leiterbahnen 102 gehen, da die Spulenwindungen dadurch bereits durch die Vereinzelung an ihren Schnittseiten isoliert sind, und so an den Schnittstellen isoliert und vor Korrosion geschützt sind.By means of vertical sections through the lines CC and DD or CC and D1-D1, a multiplicity of individual finished coils are obtained from the substrate according to the invention 300 cut out. 4b shows the rotated by 90 ° enlarged section of the coil blank R1. The cuts CC advantageously pass through the metallizations for the contact ends 202 , which are halved and form the contact ends of two adjacent coils. The cuts DD advantageously pass through the middle of two opposing rows of vertical tracks 102 , whereby a maximum number of coil yield from the substrate 300 is won. However, slices D1-D1 may also advantageously pass through the centerline of two adjacent opposing rows of vertical traces 102 go, since the coil windings are already isolated by the isolation on their cutting sides, and thus isolated at the interfaces and protected from corrosion.

5 zeigt das vorstrukturierte flächenhafte Substrat 110 gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung. Das Substrat 110 entspricht dem Substrat 100 von 1, mit dem Unterschied, daß die Gräben 111 und die parallelen Leiterbahnen 112 auf beiden Oberflächen des Substrats in gleichen Abständen parallel zueinander angeordnet sind. In der Ausführung von 5a und c sind die parallelen Gräben 111 und Leiterbahnen 112 auf den beiden Oberflächen einander genau gegenüberliegend angeordnet, während in der Ausführung von 5b die parallelen Gräben 111 und Leiterbahnen 112 derart versetzt angeordnet sind, daß eine Leiterbahn 112 auf der einen Oberfläche des Substrats 110 genau zwischen zwei gegenüberliegende Leiterbahnen 112 auf der anderen Oberfläche des Substrats 110 zu liegen kommt. Durch die Anordnung von 5b kann vorteilhaft auf eine Passivierungszwischenschicht 210 verzichtet werden und außerdem der Gangfortschritt G auf zwei gegenüberliegende Seitenwände des Spulenkörpers verteilt werden. 5 shows the pre-structured areal substrate 110 according to a further advantageous embodiment of the present invention. The substrate 110 corresponds to the substrate 100 from 1 , with the difference that the trenches 111 and the parallel tracks 112 are arranged on both surfaces of the substrate at equal intervals parallel to each other. In the execution of 5a and c are the parallel trenches 111 and tracks 112 placed on the two surfaces exactly opposite each other while in the execution of 5b the parallel trenches 111 and tracks 112 are arranged offset in such a way that a conductor track 112 on the one surface of the substrate 110 exactly between two opposing tracks 112 on the other surface of the substrate 110 to come to rest. Due to the arrangement of 5b can be beneficial to a Passivierungszwischenschicht 210 be dispensed with and also the passage progress G are distributed to two opposite side walls of the bobbin.

6 zeigt eine schematische Darstellung der Vorderseite eines Ausschnitts eines erfindungsgemäßen dreidimensionalen Blocks 410, der aus einer vorbestimmten Anzahl von übereinander angeordneten Substraten 110 der Ausführung von 5a und c besteht, die jeweils durch eine zwischen ihnen liegende Isolationsschicht 210 voneinander getrennt sind, und wobei die vorbestimmte Anzahl der laminierten Substrate 110 zwischen einer oberen und unteren ganzflächigen Metallisierung 212 für die Kontaktenden der Spulen angeordnet ist. Die Isolationsschicht muß nicht die Substratdicke der Substrate 110 haben und kann z.B: Vergußmasse sein. Erfindungsgemäß werden aus dem dreidimensionalen Block 410 in gleicher Weise wie aus dem vorstehend beschriebenen Block 400 eine Vielzahl gleicher räumlich strukturierter Substrate (nicht gezeigt) mittels Schnitten senkrecht zu den parallelen Leiterbahnen 112 bereitgestellt, und aus diesen räumlich strukturierten Substraten wie vorstehend zu 4 beschrieben durch Aufbringen von planaren Leiterbahnen und Vereinzelung der Spulen eine Vielzahl von Spulen hergestellt. 6 shows a schematic representation of the front of a section of a three-dimensional block according to the invention 410 consisting of a predetermined number of superimposed substrates 110 the execution of 5a and c each consisting of an insulating layer between them 210 are separated from each other, and wherein the predetermined number of the laminated substrates 110 between an upper and lower full-surface metallization 212 is arranged for the contact ends of the coils. The insulating layer need not be the substrate thickness of the substrates 110 have and can be, for example: potting compound. According to the invention, the three-dimensional block 410 in the same way as from the block described above 400 a plurality of identical spatially structured substrates (not shown) by means of sections perpendicular to the parallel conductor tracks 112 provided, and from these spatially structured substrates as above 4 described by applying planar conductor tracks and singulation of the coils produced a plurality of coils.

7a zeigt ein erfindungsgemäßes räumlich strukturiertes Substrat 310, das aus einem nicht gezeigten Block einer Vielzahl übereinander angeordneter flächenhaft vorstrukturierter Substrate 110 von 5b geschnitten ist, wobei jeweils eine vorbestimmte Anzahl der Substrate 110 zwischen einer oberen und unteren ganzflächigen Metallisierung 212 für die Stirnflächen der Spulen laminiert sind. Bei geeigneter Ausbildung der Leiterbahnen 112 und ihres Abstands kann dabei, wie in 7a dargestellt ist auf eine zwischenliegende Isolationsschicht verzichtet werden. Die Struktur des räumlich vorstrukturierten Substrats 310 entspricht der Struktur des räumlich vorstrukturierten Substrats 300 von 4 mit dem Unterschied, daß eine vertikale Leiterbahn 112 einer Reihe entlang einer Geraden D parallel zur Schichtrichtung S angeordneter Leiterbahnen 112 in der Mitte zwischen zwei senkrecht zur Schichtungsrichtung S gegenüberliegenden Leiterbahnen 112 angeordnet ist. 7a shows a spatially structured substrate according to the invention 310 consisting of a block, not shown, of a plurality of superimposed areal prestructured substrates 110 from 5b is cut, wherein in each case a predetermined number of the substrates 110 between an upper and lower full-surface metallization 212 are laminated for the end faces of the coils. With suitable design of the tracks 112 and their distance can be, as in 7a is shown to be dispensed with an intermediate insulating layer. The structure of the spatially pre-structured substrate 310 corresponds to the structure of the spatially pre-structured substrate 300 from 4 with the difference that a vertical trace 112 a series along a straight line D parallel to the layer direction S arranged conductor tracks 112 in the middle between two perpendicular to the direction of layering S opposite conductor tracks 112 is arranged.

Die Spulenrohlinge R3 und R4 von 7a und b entsprechen den Spulenrohlingen R1 und R2 von 4a und b und werden entsprechend diesen auf der Oberseite und Unterseite des Substrats 310 mit planaren Leiterbahnen 113 und 114 versehen, die die vertikalen Leiterbahnen 112 miteinander und mit den Metallisierungen für die Kontaktflächen 212 verbinden, und die Spulenrohlinge R3 und R4 werden anschließend entlang der Linien C-C und D-D oder D1, D1 in einzelne Spulen getrennt. Anders als bei dem Substrat 300 von 4 sind bei dem Substrat 310 von 7 die planaren Leiterbahnen 113 und 114 auf der Oberseite und Unterseite des Substrats 310 in einem Winkel senkrecht zum Spulenquerschnitt entsprechend dem Gangfortschritt G der Spule angeordnet, der bei dieser Ausführung vorteilhaft auf zwei gegenüberliegende Spulenflächen verteilt ist.The coil blanks R3 and R4 of 7a and b correspond to the coil blanks R1 and R2 of FIG 4a and b and are corresponding to these on the top and bottom of the substrate 310 with planar tracks 113 and 114 provided the vertical tracks 112 with each other and with the metallizations for the contact surfaces 212 The coil blanks R3 and R4 are then separated along lines CC and DD or D1, D1 into individual coils. Unlike the substrate 300 from 4 are at the substrate 310 from 7 the planar tracks 113 and 114 on the top and bottom of the substrate 310 at an angle perpendicular to the coil cross-section corresponding to the progress G of the spool le arranged, which is advantageously distributed in this embodiment on two opposite coil surfaces.

8 zeigt ein weiteres erfindungsgemäßes vorstrukturiertes flächenhaftes Substrat 120 mit einer Vielzahl von parallelen Leiterbahnen 122 in vorbestimmtem Abstand auf der einen Oberfläche des Substrats 120, als eine Abwandlung des Substrats 100 von 1. 8a zeigt das Substrat in perspektivischer Darstellung, und 8b und c zeigen eine Ansicht von oben bzw. von unten. Erfindungsgemäß sind in dem Substrat 120 eine vorbestimmte Anzahl der parallelen Leiterbahnen als Via-Elemente 123 durchgehend durch die Substrattiefe ausgebildet, und derart auf dem Substrat 120 angeordnet, daß eine vorbestimmte Anzahl von Leiterbahnen 122, die den Leiterbahnen 102 von 1 entsprechen zwischen zwei Via-Elementen 123 zu liegen kommen. 8th shows a further pre-structured planar substrate according to the invention 120 with a variety of parallel tracks 122 at a predetermined distance on the one surface of the substrate 120 as a modification of the substrate 100 from 1 , 8a shows the substrate in perspective, and 8b and c show a top and bottom view. According to the invention are in the substrate 120 a predetermined number of the parallel tracks as via elements 123 formed continuously through the substrate depth, and so on the substrate 120 arranged that a predetermined number of conductor tracks 122 that the conductor tracks 102 from 1 correspond between two via elements 123 to come to rest.

9 zeigt den erfindungsgemäßen Block 420, der aus einer Vielzahl übereinander laminierter flächenhaft vorstrukturierter Substrate 120 besteht. Der Block 420 entspricht dem Block 400 von 3, mit dem Unterschied, daß die ganzflächigen Metallisierungen 123 für die Kontaktflächen an den Spulenenden durch die übereinander angeordneten Via-Elemente 123 gebildet werden und anders als bei dem Block 400 parallel zur Schichtrichtung S angeordnet sind. Aus dem Block 420 werden ähnlich wie bei dem Block 400 entlang der Linien A-A und B-B eine Vielzahl gleicher erfindungsgemäßer vorstrukturierter Substrate 320 geschnitten. R5 kennzeichnet einen Spulenrohling einer Vielzahl von in Matrixanordnung nebeneinander angeordneter Spulenrohlinge, die anders als bei den räumlich vorstrukturierten Substraten 300 von 3 und 4 und 310 von 7 mit ihrer Spulenachse senkrecht zur Schichtrichtung S des Blocks 420 zu liegen kommen. 9 shows the block according to the invention 420 , which consists of a multitude of laminar pre-structured substrates 120 consists. The block 420 corresponds to the block 400 from 3 , with the difference that the whole-surface metallizations 123 for the contact surfaces at the coil ends through the superimposed via elements 123 be formed and unlike the block 400 are arranged parallel to the layer direction S. Out of the block 420 will be similar to the block 400 along the lines AA and BB a plurality of identical inventive prestructured substrates 320 cut. R5 indicates a coil blank of a multiplicity of coil blanks juxtaposed in a matrix arrangement, which are different from the spatially pre-structured substrates 300 from 3 and 4 and 310 from 7 with its coil axis perpendicular to the layer direction S of the block 420 to come to rest.

Der Gangfortschritt der Spulen R5 von 9 wird daher anders als bei den Spulen R1, R2, R3 und R4 durch den Abstand der parallelen Leiterbahnen 102 auf den flächenhaft vorstrukturierten Substraten 120 bestimmt, und der Querschnitt der Spule R5 ist gegeben durch die Dicke der Schicht 120 und 320, während der Gangfortschritt bei den Spulen R1, R2, R3 und R4 gegeben ist durch die Dicke des Substrats 100 und 110 und der Querschnitt der Spulen R1, R2, R3 und R4 gegeben ist durch die Dicke der Schichten 300 bzw. 320 und den Abstand der parallelen Leiterbahnen 102 bzw. 112 auf den flächenhaft vorstrukturierten Substraten 100 und 110.The progress of the coils R5 of 9 is therefore different from the coils R1, R2, R3 and R4 by the distance of the parallel tracks 102 on the surface prestructured substrates 120 determined, and the cross section of the coil R5 is given by the thickness of the layer 120 and 320 while the progress of the coils R1, R2, R3 and R4 is given by the thickness of the substrate 100 and 110 and the cross section of the coils R1, R2, R3 and R4 is given by the thickness of the layers 300 respectively. 320 and the distance between the parallel tracks 102 respectively. 112 on the surface prestructured substrates 100 and 110 ,

10 zeigt eine weitere vorteilhafte Ausführung der vorliegenden Erfindung in Abwandlung von 1. Ähnlich wie bei der Ausführung von 1 sind eine Vielzahl von gleichen flächenhaften vorstrukturierten Substraten 100 mit parallelen Leiterbahnen 102 zu einem erfindungsgemäßen Block 430 laminiert, wobei allerdings in dem Block 430 keine Substrate 200 mit ganzflächigen Metallisierungen vorhanden sind. Ähnlich wie bei dem Block 400 werden aus dem Block 430 entlang der Linien A-A und B-B eine Vielzahl von gleichen erfindungsgemäßen räumlich vorstrukturierten Substraten 330 geschnitten. Die Besonderheit bei der Ausführung von 10 ist, daß hier die Metallisierungsenden für die Spulenkontaktflächen in dem Block 430 und in dem räumlich vorstrukturierten Substrat 330 mit vertikalen Leiterbahnen 102 noch nicht vorhanden sind. Dadurch können hier vorteilhaft die Spulenrohlinge R6, R7 mit ihrer Längsachse parallel zur Schichtrichtung S wie die Spulenrohlinge R1, R2, R3 und R4 von 4 und 7 und auch senkrecht zur Schichtrichtung S wie der Spulenrohling R5 von 9 angeordnet werden. Planare Leiterbahnen auf der Oberseite und Unterseite des Substrats 330, die die vertikalen Leiterbahnen 102 verbinden, werden entsprechend der erwünschten Orientierung der Spulenrohlinge R6, R7 gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungen aufgebracht. Anschließend wird das komplettierte Substrat 330 entlang der Linien E-E oder F-F in eine Vielzahl länglicher Streifen geschnitten, die aus einer Reihe parallel angeordneter zusammenhängender Spulenrohlinge R6, R7 bestehen, so daß zwei gegenüberliegende Seitenflächen der länglichen Streifen aus einer Vielzahl nebeneinander angeordneter gegenüberliegender Kontaktflächen der Spulen R6 und R7 besteht. Die länglichen Streifen werden anschließend um 90° gedreht und die beiden Seiten mit den Kontaktflächen ganzflächig metallisiert (z.B: mittels Sputtern). Anschließend werden die Spulen von den Streifen durch Schnitte vereinzelt. 10 shows a further advantageous embodiment of the present invention in a modification of 1 , Similar to the execution of 1 are a variety of similar planar prestructured substrates 100 with parallel tracks 102 to a block according to the invention 430 laminated, however, in the block 430 no substrates 200 are present with full-surface metallizations. Similar to the block 400 be out of the block 430 along the lines AA and BB, a plurality of identical spatially pre-structured substrates according to the invention 330 cut. The peculiarity of the execution of 10 is that here the metallization ends for the coil contact surfaces in the block 430 and in the spatially pre-structured substrate 330 with vertical tracks 102 not yet available. As a result, here advantageously the coil blanks R6, R7 with their longitudinal axis parallel to the layer direction S as the coil blanks R1, R2, R3 and R4 of 4 and 7 and also perpendicular to the layer direction S as the coil blank R5 of 9 to be ordered. Planar traces on the top and bottom of the substrate 330 holding the vertical tracks 102 are applied according to the desired orientation of the coil blanks R6, R7 according to the embodiments described above. Subsequently, the completed substrate 330 along the lines EE or FF are cut into a plurality of elongate strips consisting of a series of parallel continuous coil blanks R6, R7 so that two opposite side surfaces of the elongated strips consist of a plurality of juxtaposed opposing contact surfaces of the coils R6 and R7. The elongated strips are then rotated 90 ° and the two sides with the contact surfaces metallized over the entire surface (eg: by sputtering). Then the coils are separated from the strips by cuts.

Es ist klar, daß die verschiedenen Ausführungen der Erfindung mühelos vom Fachmann miteinander kombiniert werden können, z.B: das flächenhaft vorstrukturierte Substrat 110 von 5a mit dem Blockaufbau 430 ohne ganzflächige Zwischenmetallisierung von 10 oder mit Via-Elementen 123 von 9.It is clear that the various embodiments of the invention can be easily combined with one another by a person skilled in the art, for example: the areally prestructured substrate 110 from 5a with the block construction 430 without full-surface intermetallization of 10 or with via elements 123 from 9 ,

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung wird ein dreidimensionaler Block wie z.B: der Block 400 von 3 durch Strangziehen analog der Flachbandkabelherstellung hergestellt. Dabei wird eine Vielzahl von beispielsweise Kupferdrähten parallel in vorbestimmter 3-D Matrixanordnung gezogen und während des Strangziehens die Kupferdrähte mit isolierendem Kunststoff umspritzt. Die weiteren Schritte der Herstellung eines räumlich vorstrukturierten Substrats bis zur Vereinzelung der komplettierten Spulen erfolgt analog der vorstehend beschriebenen Ausführungen.According to a further advantageous embodiment of the present invention, a three-dimensional block such as: the block 400 from 3 produced by pultrusion analogous to the ribbon cable production. In this case, a plurality of, for example, copper wires are pulled in parallel in a predetermined 3-D matrix arrangement and encapsulated during stranding the copper wires with insulating plastic. The further steps of producing a spatially prestructured substrate to the separation of the completed coils is analogous to the above-described embodiments.

Erfindungsgemäß können bei den vorstehend beschriebenen Verfahren und Spulenkörpern die vertikalen Leiterbahnen einerseits und die planaren Leiterbahnen und Metallisierungsenden auf der Ober- und Unterseite des vorstrukturierten Substrats andererseits jeweils aus verschiedenen leitfähigen Materialien bestehen.According to the invention, in the methods and bobbins described above, the vertical conductor tracks on the one hand and the plana On the other hand, the conductor tracks and metallization ends on the top and bottom sides of the prestructured substrate each consist of different conductive materials.

Wünschenswert ist dabei, daß die verschiedenen Materialien eine annähernd gleiche Leitfähigkeit aufweisen. Durch Querschnittsvariation von vertikalen und planaren Leitungsbahnen (z. B: über die planare Leitungsbahnhöhe) läßt sich der serielle Gesamtwiderstand beider Bahnarten unter Kosten- und elektrischen Gesichtspunkten optimieren.Desirable is that the different materials an approximately same conductivity exhibit. By cross-sectional variation of vertical and planar Cable paths (eg: over the planar track height) let yourself the total serial resistance of both types of railway under cost and electrical Optimize aspects.

Als Material für die Spulenwindungen kommt beispielsweise ein leitfähiges Polymer, höherschmelzende Dickschicht-Leiterpasten oder galvanisch abgeschiedenes Kupfer auf einer ganzflächig abgeschiedenen und strukturierten Startmetallisierung, z. B: Platin, in Betracht.When Material for the coil turns, for example, is a conductive polymer, higher melting Thick-film conductor pastes or electrodeposited copper a whole area deposited and structured start metallization, e.g. B: platinum, into consideration.

Als Material für das Substrat 1 ist z.B: Polyimid aufgrund seiner Dielektrizitätskonstante erfindungsgemäß besonders geeignet.When Material for For example, the substrate 1 is polyimide due to its dielectric constant particularly according to the invention suitable.

Durch die erfindungsgemäße blockweise Herstellung von räumlich vorstrukturierten Substraten werden vertikale Leiterbahnen hoher Präzision auf einfache kostengünstige Weise hergestellt. Außerdem wird die nachteilige separate Herstellung von Lochverbindungen zwischen beiden Substratseiten vermieden.By the blockwise preparation according to the invention from spatially pre-structured substrates become higher vertical tracks Precision on simple inexpensive Made way. Furthermore is the disadvantageous separate production of hole connections between avoided on both sides of the substrate.

Mit den vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich Spulen im Nutzen im Batch-Prozessing herstellen, wodurch erhebliche Kostenvorteile und Zeitersparnis erreicht werden. Außerdem wird durch die erfindungsgemäßen Verfahren eine deutliche Steigerung der Miniaturisierung erreicht, da es ermöglicht wird HF-Spulen von geeigneter Induktivität und Qualität mit einem Abstand der Größenordnung im Bereich von wenigen 100 μm zwischen gegenüberliegenden Leiterbahnen und Windungsabständen von 10 μm herzustellen.With The above-described inventive method can be coils produce benefits in batch processing, resulting in significant cost advantages and time savings are achieved. In addition, by the method according to the invention achieved a significant increase in miniaturization, as it is made possible RF coils of appropriate inductance and quality at a distance of the order of magnitude in the range of a few 100 microns between opposite Tracks and winding distances of 10 μm manufacture.

Claims (15)

Verfahren zur Herstellung von elektrischen Bauelementen, die als Induktivität mit einer leitfähigen Schicht ein Volumen einschließen, unter Verwendung von räumlich vorstrukturierten Substraten (300; 310; 320; 330) mit einer Vielzahl von Rohlingen (R1, R2; R3, R4; R5; R6, R7) in Matrixanordnung dadurch gekennzeichnet, daß die räumlich vorstrukturierten Substrate (300; 310; 320; 330) mittels einer Vielzahl paralleler Schnitte (A-A, B-B) senkrecht zu in einem Block (400; 410; 420; 430) parallel angeordneter elektrischer Leiterbahnen (102; 112; 122) hergestellt werden.Method for producing electrical components which include a volume as an inductance with a conductive layer, using spatially pre-structured substrates (US Pat. 300 ; 310 ; 320 ; 330 ) with a multiplicity of blanks (R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7) in matrix arrangement, characterized in that the spatially pre-structured substrates ( 300 ; 310 ; 320 ; 330 ) by means of a plurality of parallel cuts (AA, BB) perpendicular to in a block ( 400 ; 410 ; 420 ; 430 ) parallel electrical conductor tracks ( 102 ; 112 ; 122 ) getting produced. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Block (400; 410; 420; 430) aus einer Vielzahl laminierter flächenhaft vorstrukturierter Substrate (100, 200; 110, 210, 221; 120) besteht.Method according to claim 1, characterized in that the block ( 400 ; 410 ; 420 ; 430 ) from a multiplicity of laminated areally prestructured substrates ( 100 . 200 ; 110 . 210 . 221 ; 120 ) consists. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Schritte: Schritt 1: Herstellung der Vielzahl der flächenhaft vorstrukturierten Substrate (100, 200; 110, 210, 212; 120) mit der Vielzahl von parallelen Leiterbahnen (102; 112; 122); Schritt 2: Herstellung des Blocks (400; 410; 420; 430) durch Laminierung einer Vielzahl der flächenhaft vorstrukturierten Substrate (100, 200; 110, 210, 212; 120) übereinander; Schritt 3: Herstellung der Vielzahl der räumlich vorstrukturierten Substrate (300; 310; 320; 330) mit einer Vielzahl von parallelen vertikalen Leiterbahnen (102; 112; 122) durch Schnitte (A-A, B-B) aus dem Block (400; 410; 420; 430) senkrecht zu den parallelen Leiterbahnen (102; 112; 122); Schritt 4: Verbindung der vertikalen Leiterbahnen (102; 112; 122) mittels auf der Ober- und Unterseite der räumlich vorstrukturierten Substrate (300; 310; 320; 330) jeweils parallel angeordneter planarer Leiterbahnen (103, 104; 113, 114), so daß eine Vielzahl von Rohlingen (R1, R2; R3, R4; R5; R6, R7) in Matrixanordnung nebeneinander ausgebildet sind. Schritt 5: Vereinzelung der Rohlinge (R1, R2; R3, R4; R5; R6, R7) durch Schnitte (C-C, D-D, D1-D1) an den Grenzen der Rohlinge (R1, R2; R3, R4; R5; R6, R7).Method according to claim 2, characterized by the steps: Step 1: Production of the plurality of areal prestructured substrates ( 100 . 200 ; 110 . 210 . 212 ; 120 ) with the multiplicity of parallel conductor tracks ( 102 ; 112 ; 122 ); Step 2: Making the block ( 400 ; 410 ; 420 ; 430 ) by laminating a plurality of areal prestructured substrates ( 100 . 200 ; 110 . 210 . 212 ; 120 ) one above the other; Step 3: Production of the multiplicity of spatially pre-structured substrates ( 300 ; 310 ; 320 ; 330 ) with a plurality of parallel vertical tracks ( 102 ; 112 ; 122 ) by cuts (AA, BB) from the block ( 400 ; 410 ; 420 ; 430 ) perpendicular to the parallel tracks ( 102 ; 112 ; 122 ); Step 4: Connection of the vertical tracks ( 102 ; 112 ; 122 ) by means of on the top and bottom of the spatially pre-structured substrates ( 300 ; 310 ; 320 ; 330 ) each arranged in parallel planar conductor tracks ( 103 . 104 ; 113 . 114 ), so that a plurality of blanks (R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7) are formed in matrix arrangement next to each other. Step 5: Singulation of the blanks (R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7) by cuts (CC, DD, D1-D1) at the boundaries of the blanks (R1, R2, R3, R4, R5, R6, R7). Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Leiterbahnen (102; 112; 122) auf einer Oberfläche der flächenhaft vorstrukturierten Substrate (100; 110; 120) ausgebildet sind, und in dem Block (400; 410; 420; 430) eine vorbestimmte Anzahl der flächenhaft vorstrukturierten Substrate (100; 110; 120) übereinanderliegend angeordnet sind.Method according to Claim 2 or 3, characterized in that the parallel conductor tracks ( 102 ; 112 ; 122 ) on a surface of the areally prestructured substrates ( 100 ; 110 ; 120 ) and in the block ( 400 ; 410 ; 420 ; 430 ) a predetermined number of areal prestructured substrates ( 100 ; 110 ; 120 ) are arranged one above the other. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Leiterbahnen (102; 112; 122) auf beiden Oberflächen der flächenhaft vorstrukturierten Substrate (100; 110; 120) ausgebildet sind, und in dem Block (400; 410; 420; 430) eine vorbestimmte Anzahl der flächenhaft vorstrukturierten Substrate (100; 110; 120) übereinanderliegend angeordnet sind.Method according to Claim 4, characterized in that the parallel conductor tracks ( 102 ; 112 ; 122 ) on both surfaces of the planar prestructured substrates ( 100 ; 110 ; 120 ) and in the block ( 400 ; 410 ; 420 ; 430 ) a predetermined number of areal prestructured substrates ( 100 ; 110 ; 120 ) are arranged one above the other. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Leiterbahnen (102; 112; 122) auf beiden Oberflächen der flächenhaft vorstrukturierten Substrate (100; 110; 120) einander gegenüberliegend ausgebildet sind, und in dem Block (400; 410; 420; 430) zwischen zwei flächenhaft vorstrukturierten Substrate (100; 110; 120) eine Isolationsschicht (210) angeordnet ist.Method according to Claim 5, characterized in that the parallel conductor tracks ( 102 ; 112 ; 122 ) on both surfaces of the planar prestructured substrates ( 100 ; 110 ; 120 ) are formed opposite each other, and in the block ( 400 ; 410 ; 420 ; 430 ) between two areal prestructured substrates ( 100 ; 110 ; 120 ) an insulation layer ( 210 ) is arranged. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die parallelen Leiterbahnen (102; 112; 122) auf beiden Oberflächen der flächenhaft vorstrukturierten Substrate (100; 110; 120) derart ausgebildet sind, daß eine parallele Leiterbahn (102; 112; 122) auf der einen Oberseite der flächenhaft vorstrukturierten Substrate (100; 110; 120) zwischen zwei parallelen Leiterbahnen auf der anderen Oberseite der flächenhaft vorstrukturierten Substrate (100; 110; 120) angeordnet ist.Method according to Claim 5, characterized in that the parallel conductor tracks ( 102 ; 112 ; 122 ) on both surfaces of the planar prestructured substrates ( 100 ; 110 ; 120 ) are formed such that a parallel conductor track ( 102 ; 112 ; 122 ) on the one upper side of the areally prestructured substrates ( 100 ; 110 ; 120 ) between two parallel interconnects on the other upper side of the planar prestructured substrates ( 100 ; 110 ; 120 ) is arranged. Verfahren nach einem der Ansprüche 4–7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Block (400; 410; 420; 430) eine Schicht (200) mit ganzflächiger Metallisierung abwechselnd mit einer vorbestimmten Anzahl der flächenhaft vorstrukturierten Substrate (100; 110; 120) angeordnet ist.Method according to one of Claims 4-7, characterized in that in the block ( 400 ; 410 ; 420 ; 430 ) a layer ( 200 ) with full-area metallization alternately with a predetermined number of areal prestructured substrates ( 100 ; 110 ; 120 ) is arranged. Verfahren nach einem der Ansprüche 47, dadurch gekennzeichnet, daß in den flächenhaft vorstrukturierten Substrate (100; 110; 120) mit den parallelen Leiterbahnen (102; 112; 122) parallele durchgehende Via-Elemente (123) ausgebildet sind.Process according to one of Claims 47, characterized in that in the areally prestructured substrates ( 100 ; 110 ; 120 ) with the parallel tracks ( 102 ; 112 ; 122 ) parallel through via elements ( 123 ) are formed. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 2–9, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils zwei gegenüberliegende parallele Leiterbahnen (102; 112; 122) der räumlich vorstrukturierten Substrate (300; 310; 320; 330) auf der Oberseite oder der Unterseite der Substrate (300; 310; 320; 330) mit planaren Leiterbahnen (103, 104) verbunden werden.Method according to one of the preceding claims 2-9, characterized in that in each case two opposite parallel conductor tracks ( 102 ; 112 ; 122 ) of the spatially pre-structured substrates ( 300 ; 310 ; 320 ; 330 ) on the top or the bottom of the substrates ( 300 ; 310 ; 320 ; 330 ) with planar conductor tracks ( 103 . 104 ) get connected. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulenrohlinge (R1, R2; R3, R4; R5; R6, R7) mit ihrer Längsachse in Schichtrichtung (S) oder senkrecht zur Schichtrichtung (S) des Blocks (400; 410; 420; 430) angeordnet sind.Method according to claim 10, characterized in that the coil blanks (R1, R2; R3, R4; R5; R6, R7) are arranged with their longitudinal axis in the layer direction (S) or perpendicular to the layer direction (S) of the block (FIG. 400 ; 410 ; 420 ; 430 ) are arranged. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Block (400; 410; 420; 430) mittels Strangziehen einer Vielzahl geeignet angeordnet angeordneter leitfähiger Drähte und gleichzeitiger Kunststoffummantelung der Drähte hergestellt wird, wobei die parallel angeordneten Leiterbahnen (102; 112; 122) von den Drähten bereitgestellt werden.Method according to claim 1, characterized in that the block ( 400 ; 410 ; 420 ; 430 ) by means of pultrusion of a plurality of suitably arranged arranged conductive wires and simultaneous plastic sheathing of the wires is produced, wherein the parallel conductor tracks ( 102 ; 112 ; 122 ) are provided by the wires. Spule hergestellt mit dem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule einen rechteckigen oder quadratischen Querschnitt hat, und einander gegenüberliegende parallele Leiterbahnen (102; 112; 122) auf zwei gegenüberliegenden seitlichen Oberflächen der Spule angeordnet sind.A coil produced by the method according to one of the preceding claims, characterized in that the coil has a rectangular or square cross-section, and mutually opposite parallel conductor tracks ( 102 ; 112 ; 122 ) are arranged on two opposite lateral surfaces of the coil. Spule nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß an drei seitlichen Oberflächen der Spule die Leiterbahnen (102; 112; 122) in einer Ebene parallel zum Spulenquerschnitt ausgebildet sind.Coil according to claim 13, characterized in that on three lateral surfaces of the coil, the conductor tracks ( 102 ; 112 ; 122 ) are formed in a plane parallel to the coil cross section. Spule nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß auf den zwei anderen seitlichen Oberflächen der Spule die planaren Leiterbahnen (113; 114) in einem Winkel zum Spulenquerschnitt ausgebildet sind.Coil according to claim 13, characterized in that on the two other lateral surfaces of the coil the planar conductor tracks ( 113 ; 114 ) are formed at an angle to the coil cross section.
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