DE3722124A1 - Flachbaugruppe mit einer spule oder einem uebertrager - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Flachbaugruppe mit einer Multi- Layer-Platte, auf der mehrere Bauelemente angebracht sind, und mit einer Spule oder einem Übertrager.

Aus US-PS 38 48 210, 34 83 499, DE-OS 31 48 192, EP-OS 00 35 964 ist es bekannt, Isolierstoff-Folien, auf denen je eine Windung aus leitendem Material aufgebracht ist, aufeinanderzulegen, der­ art, daß die Windungen konzentrisch liegen. Dadurch, daß die Enden von jeweils benachbarten Windungen miteinander verbunden sind, ist eine Spule gebildet.

Die bekannten Spulen und Übertrager sind gesonderte Bauelemente, die, falls sie in Verbindung mit Flachbaugruppen verwendet wer­ den sollten, auf diese wie andere Bauteile aufgelötet werden.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flachbaugruppe zu schaffen, in der eine Spule oder ein Übertra­ ger integraler Bestandteil ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.

Leiterplatten in Multi-Layer-Technik bestehen aus mehreren, z. B. zehn, jeweils auf einem isolierenden Träger Leiterbahnen enthaltenden Schichten. Für die neue Flachbaugruppe sind in diesen Schichten Windungen vorgesehen. Diese Windungen können daher in einem Arbeitsgang mit den übrigen Leiterbahnen der Flachbaugruppe hergestellt werden. Die Herstellung der Spulen erfordert daher einen geringeren Aufwand als bei den bekannten Spulen, die als gesondertes Bauteil hergestellt und auf die Leiterplatte aufgebracht werden.

Die Induktivität kann dadurch wesentlich erhöht werden, daß die Leiterplatte eine oder mehrere Aussparungen zur Aufnahme eines Magnetkernes aufweist und die Windungen mindestens einen Schenkel des Magnetkernes umschließen.

Anhand der Zeichnung werden im folgenden die Erfindung sowie Ausgestaltungen, Ergänzungen und Vorteile näher beschrieben und erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 2 Einzelheiten des Ausführungsbeispiels nach Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Übertrager dargestellt, dessen Wicklungen mit einer Multi-Layer-Platte hergestellt sind. Die oberste Schicht S 1 der Multi-Layer-Platte MLP enthält eine Leiterbahn LB 1, welche zwei Windungen der ersten Wicklung bildet. Die Schicht S 1 weist einen Ansatz A 1 auf, zu dem die Leiterbahn LB 1 geführt ist und der so ausgebildet ist, daß der Übertrager als SMT-Bauteil verwendet werden kann. Ein zweiter Ansatz A 2 hat für die elektrische Funktion der Spule keine Bedeutung, er dient lediglich zu mechanischen Befestigung der Spule auf einer Lei­ terplatte. In der Multi-Layer-Platte MLP sind Aussparungen vor­ gesehen, in die der E-förmige Teil K 1 eines Magnetkernes ge­ steckt werden kann. Auf der Rückseite wird der Magnetfluß über einen zweiten Teil K 2 des Magnetkernes geschlossen.

Die Multi-Layer-Platte hat sechs Schichten S 1, S 2 . . . S 6, die in Fig. 2 im einzelnen dargestellt sind. Die Leiterbahn LB 1 auf der obersten Schicht S 1 endet einerseits am Ansatz A 1, andererseits an einer Bohrung, durch welche eine Lötverbindung LV 1 zu einer zweiten Leiterbahn LB 2 auf der nächsten Schicht S 2 hergestellt ist. Während die Leiterbahn LB 1 in etwa die Gestalt einer sich im Uhrzeigersinn verengenden Spirale hat, erweitert sich die Leiterbahn LB 2 im Uhrzeigersinn. Sie endet in einer Lötverbindung LV 2, welche die Verbindung zu einer Leiterbahn LB 3 auf der dritten Schicht S 3 herstellt. Diese hat den glei­ chen Wickelsinn wie die Leiterbahn LB 1. Ihr inneres Ende be­ steht in einer Lötverbindung LV 3 mit einer Leiterbahn LB 4 auf der vierten Schicht S 4. Die Leiterbahn LB 4 ist zu einem Ansatz A 4 geführt, der entsprechend dem Ansatz A 1 ausgebildet ist. Ein Ansatz A 3 der Schicht S 4 dient zur Befestigung des Übertragers auf einer Leiterplatte. Wird an die elektrisch leitenden Teile der Ansätze A 1, A 4 eine Spannung gelegt, so fließt durch die Leiterbahnen LB 1 . . . LB 4 ein Strom, der in jeder Schicht die gleiche Richtung hat, so daß sich die Magnetfelder addieren. Die Leiterbahnen LB 1 . . . LB 4 bilden somit die erste Wicklung des Übertragers. Die zweite Wicklung wird entsprechend von Lei­ terbahnen LB 5, LB 6 auf den beiden weiteren Schichten S 5, S 6 der Multi-Layer-Platte gebildet. Sie sind über eine Lötverbindung LV 4 miteinander verbunden. Ansätze A 5, A 8 bilden die Anschlüsse der zweiten Wicklung, Anschlüsse A 6, A 7 dienen zur besseren Befestigung des Übertragers auf einer Leiterplatte.

Die magnetische Kopplung zwischen den beiden Übertragerwicklun­ gen kann dadurch verbessert werden, daß die Leiterbahnen der einen Wicklung zwischen denen der anderen liegt, indem z. B. die erste Wicklung auf den Schichten S 1, S 2, S 4, S 6 aufgebracht ist und die andere Wicklung auf den Schichten S 3, S 5. Damit wird gleichzeitig der Vorteil erzielt, daß die Ansätze mit den Anschlüssen der Wicklungen in ein genormtes Rastermaß gelegt werden können. Die Lötverbindungen erstrecken sich in diesem Fall über drei Schichten. Dies bereitet aber keine Schwierig­ keiten, da die vier Flächen der Multi-Layer-Platte, die ober­ halb und unterhalb des rechten und linken Schenkels des Magnet­ kernes liegen, als Verbindungsteile benutzt werden können, in denen genügend Platz ist, um die Bohrungen mit den Lötverbin­ dungen unterzubringen.

Eine weitere Verbesserung der magnetischen Verkopplung kann dadurch erzielt werden, daß die Windungen von zwei oder mehr Übertragungswicklungen parallel in den einzelnen Ebenen ange­ ordnet und mit den Windungen benachbarter Ebenen verbunden sind.

Im Ausführungsbeispiel ist der Einfachheit halber angenommen, daß die Multi-Layer-Platte nur die Wicklungen einer Spule oder eines Übertragers enthält und in Form und Größe diesen angepaßt ist. In der Praxis ist sie jedoch größer und nimmt auch andere Bauelemente auf, so daß die Spule bzw. der Übertrager integra­ ler Bestandteil einer Flachbaugruppe ist.

Claims (6)

1. Flachbaugruppe mit einer Multi-Layer-Platte, auf der mehrere Bauelemente angebracht sind, und mit einer Spule oder einem Übertrager, dadurch gekennzeichnet, daß in mehreren Ebenen (S 1, S 2 . . . S 4) Windungen (LB 1, LB 2 . . . LB 4) vorhanden sind, wobei die Windungen der einzelnen Ebenen übereinanderliegen und an die erste (S 1) und die letzte Ebene (S 4) je ein Anschluß (A 1, A 4) geführt ist, daß die eine Wick­ lung bildenden Windungen derart miteinander verbunden sind, daß bei Anlegen einer Spannung an die beiden Anschlüsse (A 1, A 4) der durch die Windungen fließende Strom gleichgerichtete Magnet­ felder erzeugt.

2. Flachbaugruppe nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mehrere Wicklungen mit konzen­ trisch zueinander angeordneten Windungen vorhanden sind.

3. Wicklung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Leiterplatte ein Loch vorhanden ist, das von den Windungen (LB 1, LB 2 . . . LB 4) um­ schlossen ist und in das ein Schenkel eines Magnetkernes (K 1) steckbar ist.

4. Wicklung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Enden von je zwei, in benach­ barten Ebenen liegenden Windungen übereinanderliegen und mit­ einander verbunden sind.

5. Wicklung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte ein Ver­ bindungsteil aufweist, in dem Enden der in den einzelnen Ebenen liegenden Windungen miteinander verbunden sind.

6. Wicklung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte Ansätze (A 1, A 2 . . . A 8) aufweist, die zumindest teilweise als Anschlüs­ se der Wicklung ausgebildet sind, derart, daß die Spule als SMT-Bauteil verwendbar ist.