EP0986821A1 - Induktives bauelement - Google Patents

Induktives bauelement

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Publication number
EP0986821A1
EP0986821A1 EP98934837A EP98934837A EP0986821A1 EP 0986821 A1 EP0986821 A1 EP 0986821A1 EP 98934837 A EP98934837 A EP 98934837A EP 98934837 A EP98934837 A EP 98934837A EP 0986821 A1 EP0986821 A1 EP 0986821A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
substrate
inductive component
magnetic core
conductor tracks
component according
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP98934837A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Harald Hundt
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Original Assignee
Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Vacuumschmelze GmbH and Co KG filed Critical Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Publication of EP0986821A1 publication Critical patent/EP0986821A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006—Printed inductances
    • H01F17/0033—Printed inductances with the coil helically wound around a magnetic core
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F30/00—Fixed transformers not covered by group H01F19/00
    • H01F30/06—Fixed transformers not covered by group H01F19/00 characterised by the structure
    • H01F30/16—Toroidal transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
    • H01F27/28—Coils; Windings; Conductive connections
    • H01F27/2804—Printed windings
    • H01F2027/2814—Printed windings with only part of the coil or of the winding in the printed circuit board, e.g. the remaining coil or winding sections can be made of wires or sheets

Definitions

  • the invention relates to an inductive component, in particular a miniaturized inductive component in a flat design.
  • inductive components are produced by wrapping magnetic cores with metallic wires, in particular enamelled copper wires.
  • split magnetic cores are used, the windings m generally being applied to a coil former and the coil former being plugged onto a part of the magnetic core. Then the magnetic core is put together and the magnetic core thus provided with windings is inserted into a housing.
  • undivided magnetic cores so-called ring cores. These undivided magnetic cores are wound directly.
  • closed core shapes e.g. Toroidal cores, the winding wire is pulled through the magnetic core inner hole.
  • the windings are applied to the magnetic core in layers with or without a coil former.
  • Toroidal winding machines on the one hand and winding by hand on the other hand prevent the wire thickness from being reduced and the use of very small magnetic cores.
  • These procedural specifications typically only use enamelled copper wires in the diameter range between 0.05 and 0.15 mm, although in many cases significantly smaller diameter ranges would suffice from the electrical dimensioning.
  • the closed magnetic core shape usually forces a residual hole, which leads to a reduced utilization of the construction volume.
  • an inductive component which consists of a magnetic core, a substrate on the upper surface of which the magnetic core is applied, and at least one winding around the magnetic core, the windings of the windings consisting of conductor tracks which are on or in or under are attached to the substrate, and consists of bonded wires guided over the magnetic core between opposite ends of adjacent conductor strips.
  • a miniaturized construction can be represented, in particular for closed magnetic cores, with which miniaturized inductive components can be produced in an inexpensive manner.
  • the substrate also serves to fix the magnetic core and also offers the possibility of carrying the contacts necessary for connecting the inductive component.
  • a circuit board in particular a so-called chip-on-board substrate, expediently serves as the substrate.
  • chip-on-flex or chip-on-glass substrates can also be used. These substrates have proven to be very cheap, since with the multi-layer technology very complicated winding arrangements with a large number of turns can be achieved. In particular, with such substrates, an extremely dense covering of the available inner core hole with bonded wires is possible without leaving a residual hole.
  • semiconductor substrates in particular those made of silicon, or substrates made of ceramic, in particular made of A1 2 0 3 or A1N, as substrates.
  • semiconductor substrates in particular those made of silicon, or substrates made of ceramic, in particular made of A1 2 0 3 or A1N, as substrates.
  • This has the advantage that the metallization methods available from semiconductor technology can be used.
  • assembly compatibility with active semiconductor components can be achieved, so that inductive components produced with ceramic substrates can be introduced into power semiconductor modules or inductive components produced on silicon substrates, e.g. B. can be introduced into integrated circuits using chip-on-chip technology.
  • the conductor tracks are arranged inside the substrate and the ends of the conductor trains are exposed on the upper surface of the substrate.
  • the conductor tracks are arranged on the lower surface of the substrate and the ends of the conductor tracks are again exposed on the upper surface of the substrate.
  • metallic pads are provided as the ends of the conductor tracks.
  • the windings consist exclusively of bonding wires.
  • bond wires are provided instead of the conductor tracks, which are attached very flatly above the substrate. Therefore, two bond connections are made on each metal pad.
  • This embodiment has the advantage that the manufacturing process is facilitated by the known and reliable bonding process and at the same time a very inexpensive substrate can be used on which no conductor tracks have to be structured. This brings with it a cost advantage.
  • the substrate has a depression in its upper surface, into which the magnetic core is introduced. This enables a particularly flat design for the inductive components. Furthermore, the recess facilitates the adjustment and fixation of the magnetic core during the manufacturing process.
  • the magnetic core can be glued to the upper surface, but it is also conceivable to solder the magnetic core to the upper surface of the substrate.
  • the "pad” that is, the terminals on the substrate for the electrical connections, are preferably deposited from up ⁇ aluminum or metallic multi-layer systems and serve as a circuit Connections for bonding. When bonding wires of gold or aluminum wires are used. It is however also conceivable to use other materials to use.
  • wire thicknesses of approx. 30 ⁇ m can be used.
  • the end of the wire is melted into a ball.
  • the end of this is squeezed onto the metal pad, preferably an aluminum pad, at a temperature of approximately 200 ° C. from a hard metal cannula.
  • the adhesive strength of this thermocompression bond is at least 50 mN.
  • the materials to be joined are pressed together while supplying heat. Interatomic forces and diffusion at the interface mean that welding takes place without the occurrence of a liquid phase.
  • the wires are bonded using ultrasound.
  • ultrasonic bonding is a friction welding process without the supply of heat from outside.
  • the wire is passed through a guide hole of a wedge-shaped contact tool, lowered onto the connection surface and deformed by pressure.
  • the connection partners are then moved parallel to one another with a low amplitude.
  • Surface layers tear, e.g. the oxide layer of an aluminum pad. Roughness is reduced, so that the surfaces are brought closer to the metallic connection.
  • Both ultrasound bonding and thermocompression bonding are methods known from semiconductor technology. Common to both processes is that they have been standard processes in the field of semiconductor technology for over 20 years are tried and tested and have a high degree of automation.
  • the typical contact area on printed circuit boards is approx. 150 x 150 ⁇ m, which, including the distance to the neighboring pad, means a contact area density of approx. 9 connections per m " . This value increases with the minimum possible pad size of approx. 60 x 60 ⁇ m about 40 connections per mm 2.
  • the height of the bond connection above the circuit board level is a minimum of 120 to 150 ⁇ m.
  • Closed magnetic cores are preferably used for the magnetic cores, since the highest permeabilities are achieved here.
  • toroidal tape cores are preferably provided.
  • disc cores e.g. created by punching from a sheet, more suitable.
  • Soft magnetic alloys in particular amorphous or nanocrystalline alloys, are to be considered as particularly suitable magnetic materials. The advantage of soft magnetic alloys over ferrite magnetic cores lies in the significantly higher permeabilities, in the saturation induction that is two to three times higher, and in the magnetostriction that is negligible depending on the alloy.
  • Magnetic cores based on sputtered or otherwise deposited are also available for extremely flat designs
  • Layers of soft magnetic alloys possible.
  • the alternating stacking of layers of soft magnetic material and an electrical insulator enables a laminated structure with correspondingly good high-frequency behavior to be achieved.
  • Figure 1 is a schematic representation of a perspective view of a ⁇ An inductive component in accordance with the vorlie ⁇ constricting invention
  • FIG 2 is a plan view of an alternative embodiment of the present OF INVENTION ⁇ dung a section along the line II of Figure 1, Figure 3 in a schematic representation,
  • FIG. 4 shows a section along the line II-II from FIG. 3,
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a top view of a further embodiment according to the present invention
  • FIG. 6 shows a section along the line III-III from FIG. 5
  • FIG. 7 shows a schematic illustration of a cross section through a simple embodiment of the present invention
  • FIG. 8 shows a schematic illustration of a cross section through a further embodiment of the present invention
  • FIG. 9 shows a perspective view of a possible construction of the inductive component of the present invention in a schematic illustration
  • FIG. 10 9 shows a section along the line IX-IX from FIG. 9
  • FIG. 11 shows a perspective view of a further structure of the inductive component according to the present invention
  • FIG. 12 shows a section along the line XI-XI from FIG. 11, FIG. 13 in a schematic representation 3 shows a cross section through a further embodiment of the present invention
  • FIG. 14 shows a plan view of the component from FIG. 13,
  • FIG. 15 shows a schematic illustration of a cross section through a further embodiment of the present invention,
  • FIG. 16 shows a perspective illustration in a schematic illustration
  • 17 shows an exemplary layout on the upper surface of the substrate a tape core with a ring Doppelübertragers ⁇ and concentric structure of two windings
  • FIG. 18 shows the layout corresponding to FIG. 15 on the lower surface of the substrate
  • Figure 19 is a schematic representation of a perspective
  • FIG. Figure 2 shows a section along the line I-I of the same structure.
  • the inductive component according to the present invention consists of a substrate 1 with an upper surface 2 and a lower surface 3.
  • a depression 4 is made in the upper surface 2 of the substrate 1.
  • the magnetic core 5 shown here is an annular band core made of an amorphous soft magnetic alloy.
  • Conductor tracks 6 are arranged on the lower surface 3 of the substrate 1.
  • the ends 7 of these conductor tracks 6 are exposed on the upper surface 2 of the substrate 1, since the conductor tracks 6 are contacted through from the lower surface 3 to the upper surface 2 of the substrate 1 via substrate conductor tracks 6 '.
  • the ends 7 of the conductor tracks on the upper surface 2 of the substrate 1 have the shape of small metal surfaces, so-called pads 8.
  • Wires 9 ' are bonded to the pads 8' of the respective winding ends 1 ', which lead to connection conductors 10, which in turn are connected to contact connections 11.
  • the windings of the winding of the inductive component consist of the conductor tracks 6 applied to the lower surface 3 of the substrate 1, the substrate conductor tracks 6 ′ guided through the substrate 1 and the ones on the upper surface 2 of the substrate 1 the pads 8 bonded wires 9.
  • FIGS. 3 and 4 show a further embodiment of the present invention, in which the substrate 1 has middle planes E1, E2 and E3, which are each provided with conductor tracks 6.
  • the substrate 1 shown here is a chip-on-board circuit board, which consists of epoxy glass.
  • the available area of the core inner hole 12 is optimally used for the arrangement of ends 7 of the conductor tracks 6.
  • the ends 7 of the conductor tracks 6 shown here again have the shape of pads 8 made of aluminum.
  • the substrate has the three levels E1, E2 and E3 and three windings, each with 24 turns, are shown.
  • the magnetic core 5 shown is square and consists of a large number of magnetic foil disks stacked one above the other made of a nanocrystalline alloy.
  • FIGS. 5 and 6 show an embodiment of the present invention, in which a substrate 1 consisting of ceramic Has substrate conductor tracks 6 ', which ensures the change of the line routing from the upper surface to the lower surface of the substrate and vice versa and has the mechanical function of a magnetic core carrier.
  • the magnetic core 5 is located here on radial connecting webs 13 between a central portion 14 and an outer part 15 of the substrate 1.
  • the ra ⁇ Diale leadership of the conductor part 6 is achieved on both sides of the magnetic core 5 by bonded wires.
  • a plastic cover cap 16 is used here. In addition to the protective function, the cover cap 16 also ensures a flat surface for mounting, as is customary in SMD components with the aid of vacuum pipettes using the customary “pick-and-place” technology.
  • FIG. 7 shows an embodiment of the present invention in which a structure is implemented on a planar substrate.
  • the construction of the inductive component is realized exclusively with bonding wires.
  • the substrate 1 has 2 pads 8 on the upper surface. The pads are arranged so that they are arranged concentrically around a center point on the upper surface 2 in a ring band core. Each two opposing pads 8 are connected to a lower bond wire 9 'and an upper bond wire 9.
  • the lower bonding wire 9 ' is to be bonded to the substrate with a sheet that is as flat as possible, then an insulated magnetic core is placed on the lower bonding wires 9.
  • all of the upper bonding wires 9 are bonded over the core with the highest possible floor.
  • FIG. 8 shows an exemplary embodiment in which the connections are likewise made exclusively by means of bonding wires.
  • the substrate 1 has a depression which is adapted to the size and shape of the magnetic core.
  • the depression 4 is ring-shaped.
  • the lower bonding wires 9 are bonded to two opposing pads 8 using a sheet that is normal during bonding. Subsequently, with a tool adapted to the shape of the depression, all of the lower bonding wires 9 are printed downwards such that all of the lower bonding wires 9 m lie in the groove and are adapted to the edge of the depression 4.
  • the tool required for this has the shape of a stamp, which is precisely adapted to the edges of the recess.
  • the insulated magnetic core 5 is in turn placed on the lower bonding wires 9 located in the recess 4.
  • the upper bonding wires 9 are then bonded to the pads 8 above the magnetic core 5.
  • the advantage of this arrangement is, in turn, that no through-contacts have to be provided in the substrate.
  • An inexpensive substrate can therefore be used for the production of the inductive component. Furthermore, a flat structure is guaranteed, since the magnetic core m of the recess lies in the substrate. This protects the core at the same time. It is also held or fixed by the upper and lower bond wires.
  • FIG. 9 shows a further possibility of realizing the inductive component according to the invention in a perspective view.
  • Figure 10 shows a section along the line IX-IX of the same structure.
  • the substrate 1 has an annular depression 4 on its upper surface 2.
  • a magnetic core 5 (not shown) is introduced into this recess 4.
  • the substrate 1 has a surface structured with conductor tracks 6 in the recess 4.
  • the conductor tracks 6 have a radial course within the recess 4.
  • the conductor tracks run both on the bottom of the depression 4 (radially) and on the walls of the depression (perpendicularly from the bottom to the upper surface 2).
  • the conductor tracks 6 each have pads 8 at their ends. These pads 8 are each located on the upper surface 2 of the substrate 1.
  • FIG. 10 shows a cross-section of this embodiment example with “internal” conductor tracks according to FIG. 9. It can be seen in the figure that the bottom and the walls of the recess 4 have conductor tracks 6 which run radially from the inside to the outside. At the ends of the conductor tracks 6 there are pads 8 on the upper surface 2. After inserting the insulated magnetic core 5 m into the recess 4, two opposing pads 8 are each connected by means of a bonding wire 9, which should have a bend that is as flat as possible. tive component.
  • FIG. 11 shows a further embodiment of the invention in a perspective view.
  • the inductive component now has “external” conductor tracks.
  • FIG. 12 shows one
  • the substrate 1 has two concentric depressions 4 and 4 on.
  • the recess 4 ' is arranged in the center of the induct ⁇ tive device and going through the whole substrate 1 therethrough.
  • the depression 4 has an annular border and is arranged concentrically with the depression 4.
  • the recess 4 is only partially introduced into the substrate 1.
  • the inductive component has 4 conductor tracks 6 on the outside and on the lower surface and the wall of the inner recess. These are arranged radially on the lower surface 3. At the ends of the conductor tracks 6 there are pads 8 on the upper surface 2 of the substrate 1.
  • the annular magnetic core 5 (not shown in the picture) is introduced into the depression 4. Two opposing pads 8 can then be connected to one another by means of a bonding wire 9.
  • the advantage of this arrangement is that the substrate does not require any vias.
  • the use of uninsulated magnetic cores is also possible.
  • Figure 12 shows the embodiment of the invention in section along the line XI-XI. From the drawing it is clear that the substrate has a continuous recess 4 in the center. Along the edge of the recess 4, conductor tracks 6 run vertically from the upper surface 2 to the lower surface 3 of the substrate 1. The conductor tracks 6 continue in the radial direction to the outer edge and on this edge in the vertical direction to the upper surface 2. On the upper surface 2 6 pads 8 are attached to the respective ends of the conductor tracks. After the introduction of the magnetic core 5 m into the depression 4, two opposing pads 8 are connected with a bonding wire 9. Care should be taken to ensure that the bonding wire 9 is guided flatly. This arrangement is characterized by “external” conductor tracks.
  • FIG. 14 shows a plan view of the component shown in FIG. 13.
  • the substrate 1 again has two depressions 4 and 4.
  • the depression 4 ′ is arranged in the center of the substrate 1 and passes through the substrate 1.
  • the recess 4 is arranged concentrically to the recess 4 and has a ringför ⁇ -shaped border on.
  • the recess 4 is again only partially introduced into the substrate 1.
  • the conductor tracks 6 are applied radially on the one hand to the bottom of the depression 4.
  • the conductor tracks 6 run vertically on the wall of the recess 4 from the bottom to the upper surface 2, radially along the lower surface 3 and again perpendicularly along the outer border of the substrate 1 to the upper surface 2 hm.
  • the conductor tracks 6 each have pads 8, which are arranged on the upper surface 2.
  • Two opposite pads 8 of the inner conductor tracks and two opposite pads 8 of the outer conductor tracks are connected to each other. In this way, an exactly concentric arrangement of windings is possible. In this way, very good coupling conditions, ie very low leakage conductivities, can be achieved. It must again be ensured that the bonding wires 9, which connect two opposing inner pads 8 to one another, are bonded as flatly as possible above the magnetic core 5. This also enables a flat connection of two pads 8, which connect external conductor tracks 8 to one another.
  • FIG. 14 shows a top view of the component according to FIG. 13 with a special arrangement of the pads 8.
  • the concentric arrangement of the depressions 4 and 4 can be seen in FIG.
  • the inner or outer ends, ie the pads 8, are arranged on the upper surface 2 of the middle part 14 and of the outer part 15.
  • the illustration shows that the pads 8 of the outer conductor tracks are arranged offset with respect to the pads 8 ′′. This has the advantage that the bonding wires 9, the two opposite ones co co ro t- P> P 1
  • the advantage of this arrangement is that no through-contacts are necessary in the substrate 1.
  • the structuring of the substrate is simple since it only has to be produced in one plane.
  • the substrate 1 can therefore be manufactured inexpensively.
  • the rest of the wiring can be produced using the known bonding method.
  • FIG. 16 shows a further embodiment of the invention with a rod-shaped magnetic core 5.
  • a rectangular recess 4 is made in the substrate 1 in the upper surface 2.
  • Each two opposing pads 8 are z. B. interconnected by vias in the substrate 1.
  • the production of the lower lines is conceivable by any of the options described above. So could the lower lines z. B. be produced by internal conductor tracks in the recess 4.
  • Two opposing pads 8 on the upper upper side 2 of the substrate 1 are connected to one another by means of bonding wires 9.
  • An arrangement shown in Figure 16 could, for. B. can be used advantageously to build small or flat chokes and find its use in filter applications.
  • the magnetic core 5 shown in the figure is designed as a laminated rod core.
  • Bond wires can be combined and is not limited to the variants shown.
  • FIG. 17 and FIG. 18 show an example of a layout on the upper or lower surface of the substrate of a double transformer with two toroidal cores and a concentric structure of two windings in each case.
  • Figure 17 is the layout shown on the upper surface of the substrate.
  • Two adjacent R banded cores 5 and the pads 8 lying on the central parts 14 and on the outer parts 15 can be seen.
  • the middle part 14 of the layout it can be seen that two concentric windings are provided around the belt 5.
  • the pads 8 of the one winding are arranged closer to the center, while the pads 8 of the second winding are closer to the belt core 5.
  • the pads located on the outer part 15 correspond to the arrangement of the pads in the central portion 14. Further seen ⁇ a plurality of terminal conductors 10, which are connected to contact Rauen.
  • the double transmitter has a total of 12 contact connections 11, which means that each coil has a center tap on the primary or second side.
  • FIG. 18 shows the layout corresponding to FIG. 17 on the lower surface of the substrate 1.
  • the arrangement of the conductor tracks 6 can be seen, at the ends of which there are pads 8.
  • the connection of the pads 8 on the upper and lower surfaces of the substrate can e.g. B. by vias through the substrate.
  • a double transducer realized according to the layout of FIGS. 17 and 18 achieves dimensions of approximately 15.6 x 8.5 x 3.5 mm after the bonded pads have been cast on the upper upper side with an epoxy material.
  • the outward-reaching contact connections are, for. B. realized via an SMD header.
  • the resistance of the four windings of the double transformer is approx. 0.4 ohm each.
  • the inductive component according to the present invention is located on a chip-on-board substrate which is provided with non-encapsulated active components 16, 17 and 18.
  • the assembly of the inductive component according to the invention is possible here without any problems, since the active components 16, 17 and 18 are likewise applied to the chip-on-board substrate by means of bonding processes.
  • the common covering made of a plastic as well as the shared use of the connecting parts makes no difference to the outside compared to normal ICs.
  • this procedure is particularly advantageous for realizing low-power DC / DC converters, since the circuit board can be populated fully automatically in one operation with active components and inductive components in accordance with the present invention.
  • the bonded wires 9 usually do not have an insulation coating, care must be taken to ensure that the wires are guided in a defined manner during bonding, in particular in the case of crossovers. For the final execution, it may be necessary to subsequently encapsulate the area of the bond connections. In the simplest case, this can be done by covering with a hardening agent
  • Plastic mass take place. Subsequent insulation and mechanical stabilization is also possible by coating the surfaces provided with bonding wires with a thin plastic layer.
  • All of the drawing shown in the drawing can be produced using the bonding techniques known from semiconductor technology. Bonding technology has been a standard process for producing miniaturized electrical connections for over 20 years and is generally very reliable regardless of the process type, the wire material and the wire diameter.
  • the metal pads shown are approx. 150 x 150 ⁇ m, which, including the distance to the neighboring pad, means a contact area density of approx. 9 connections per mm. With the minimum possible pad size, this value increases from approx. 60 x 60 ⁇ m to approx. 40 connections per mm 2 .
  • the height of the bond connections shown is approximately 120 to 150 ⁇ m.
  • a connection carrier is required, to which the wire ends are attached and soldered.
  • the circuit board with the core holder and integrated connection carrier is required. Any further assembly and soldering are omitted.
  • Closed magnetic cores are preferably used for the magnetic cores, since the highest permiabilitates are achieved here.
  • belt cores are preferably provided.
  • the z. B. generated by punching from a sheet are more suitable.
  • Soft magnetic alloys, in particular amorphous or nanocrystalline alloys, are to be considered as particularly suitable magnetic materials.
  • an amorphous alloy Fe a M b S ⁇ B y R z , where M em or several elements from the group Co, Ni. R denotes e or more elements from the group C, V, Nb, Mn, Ti, Cr, Mo or W.
  • the sum of a and b is preferably 73 ⁇ a + b ⁇ 85 at%.
  • the two alloys mentioned above After heat treatment, the two alloys mentioned above have an amorphous structure.
  • nanocrystalline alloys are described below which, after heat treatment, have a finely crystalline structure with grain diameters of less than 100 Nm, these grains being surrounded by an amorphous phase which occupies less than 50% of the material volume.

Abstract

Es wird ein induktives Bauelement in miniaturisierter, sehr flacher Bauform vorgestellt mit einem Magnetkern (5) aus weichmagnetischem Material, einem Substrat (1), das Leiterbahnzüge (6) mit Durchkontaktierungen aufweist. Die Leiterbahnzüge (6) und die Durchkontaktierungen durch das Substrat (1) bilden einen Teil der Windungen einer Wicklung. Der andere Teil der Wicklung wird aus Drähten auf der oberen Oberfläche (3) des Substrats (1) gebildet, die über bondtechnische Verfahren mit Metallpads (8) an den Enden (7) der Leiterbahnzüge (6) verbunden sind.

Description

Beschreibung
Induktives Bauelement
Die Erfindung betrifft ein induktives Bauelement, insbesondere ein miniaturisiertes induktives Bauelement m flacher Bauform.
Es ist allgemein bekannt, daß induktive Bauelemente durch Um- wickeln von Magnetkernen mit metallischen Drahten, insbesondere Kupferlackdrahten, hergestellt werden.
In einer Variante werden dabei geteilte Magnetkerne verwendet, wobei die Wicklungen m der Regel auf einen Spulenkorper aufgebracht werden und die Spulenkorper auf einen Teil des Magnetkernes aufgesteckt werden. Danach wird der Magnetkern zusammengesteckt und der so mit Wicklungen versehene Magnetkern wird m ein Gehäuse eingebracht.
In einer anderen Variante werden ungeteilte Magnetkerne, sogenannte Ringkerne, verwendet. Dabei werden diese ungeteilten Magnetkerne direkt bewickelt. Bei der Verwendung von geschlossenen Kernformen, z.B. Ringkernen, wird der Wicklungsdraht durch das Magnetkerninnenloch durchgezogen.
Bei der Verwendung von offenen Kernformen, wie z.B. Stabkernen oder Spulenkernen, werden die Wicklungen in Lagen mit oder ohne Spulenkorper auf den Magnetkern aufgebracht.
Aufgrund der fortschreitenden Miniaturisierung in der Elektronik besteht seit längerer Zeit ein großes Bedürfnis nach stark miniaturisierten induktiven Bauelementen, die insbesondere eine planare Bauform aufweisen und in SMD-Technik verarbeitbar sind. Insbesondere im Bereich der Telekommunikation sowie m der Leistungselektronik besteht durch die steigenden Betriebsfrequenzen ein Wunsch nach kleinen bzw. flachen induktiven Bauelementen. Bei der Verarbeitung von geschlossenen Magnetkernformen sind aber einer weiteren Miniaturisierung der induktiven Bauelemente 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 elektrischen Dimensionierung deutlich geringere Durchmesserbereiche ausreichen würden.
Ferner wird durch die geschlossene Magnetkernform üblicherweise ein Restloch erzwungen, welches zu einer verringerten Ausnutzung des Bauvolumens führt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein indukti- ves Bauelement bereitzustellen, das von seinen Abmessungen her nahezu beliebig klein herstellbar ist, das fertigungstechnisch einfach herzustellen ist und bei dem auch Drähte mit Durchmessern kleiner als 0,05 mm verarbeitbar sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein induktives Bauelement 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 gegenüberliegenden 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 hergestellt werden können. Dadurch, daß die Wicklung in Teilstücke zerlegt wird, die nicht aus dem bisher üblichen Kupferlackdraht 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 automatisiert werden.
Das Substrat dient gleichzeitig zur Fixierung des Magnetkerns und bietet weiterhin die Möglichkeit, die zum Anschluß des induktiven Bauelements notwendigen Kontakte zu tragen.
Zweckmäßigerweise dient als Substrat eine Leiterplatte, insbesondere ein sogenanntes Chip-On-Board-Substrat . Es können aber auch Chip-On-Flex- bzw. 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 verbleibt.
Es ist jedoch auch denkbar, als Substrate Halbleitersubstrate, insbesondere solche aus Silizium, bzw. Substrate aus Keramik, insbesondere aus A1203 bzw. A1N, zu verwenden. Dies hat den Vorteil, daß die zur Verfügung stehenden Metallisierungsverfahren aus der Halbleitertechnologie verwendet werden können. Des weiteren ist dadurch eine Montagekompatibilität 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 eingebracht werden können.
In bevorzugter Ausführung werden die Leiterbahnzüge im Inneren des Substrates angeordnet und die Enden der Leiterbahn- zuge liegen auf der oberen Oberflache des Substrates frei. In einer alternativen Ausfuhrungsform sind die Leiterbahnzuge auf der unteren Oberflache des Substrates angeordnet und die Enden der Leiterbahnzuge liegen wiederum auf der oberen Ober- flache des Substrates frei. In beiden Ausfuhrungsformen sind als Enden der Leiterbahnzuge metallische Pads vorgesehen. Diese Ausfuhrungsformen haben zum einen den Vorteil, daß die Leiterbahnzuge gegenüber dem Magnetkern isoliert sind und zum anderen wird durch die Verwendung von Pads das Bonden m be- kannter Art und Weise erleichtert.
In einer besonders einfachen Ausfuhrungsform bestehen die Wicklungen ausschließlich aus Bonddrahten. In dieser Variante ist es nicht notwendig strukturierte Leiterbahnen auf dem Substrat vorzusehen, stattdessen sind anstatt den Leiterbahnen Bonddrahte vorgesehen, die sehr flach über dem Substrat angebracht sind. Auf jedem Metallpad werden deshalb zwei Bondverbindungen angebracht. Diese Ausfuhrungsform hat den Vorteil, daß der Herstellprozeß durch den bekannten und zu- verlassigen Bondprozeß erleichtert wird und gleichzeitig ein sehr preiswertes Substrat verwendet werden kann, auf dem keine Leiterbahnen strukturiert werden müssen. Dies bringt einen Kostenvorteil mit sich.
In einer Weiterentwicklung der vorliegenden Erfindung weist das Substrat m seiner oberen Oberflache eine Vertiefung auf, in die der Magnetkern eingebracht ist. Dadurch wird eine ganz besonders flache Bauform für die induktiven Bauelemente ermöglicht. Des weiteren erleichtert die Vertiefung die Justie- rung und Fixierung des Magnetkerns beim Herstellprozeß.
Zur weiteren Fixierung kann der Magnetkern auf die obere Oberflache geklebt werden, es ist jedoch auch denkbar den Magnetkern auf die obere Oberflache des Substrats zu loten.
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 Schaltungsanschlusse zum Bonden. Als Bonddrahte werden Gold- oder Aluminiumdrahte verwendet. Es ist jedoch auch denkbar, andere Werkstoffe zu verwenden.
Bei Gold können Drahtstarken von ca. 30 μm verwendet werden. Mit Hilfe einer Flamme wird das Drahtende zu einer Kugel aufgeschmolzen. Diese wird mit dem Ende aus einer Kanüle aus Hartmetall bei einer Temperatur von ca. 200°C auf das Metall- pad, vorzugsweise ein Alummiumpad, aufgequetscht. Die Haftfestigkeit dieser Thermokompression-Bondverbmdung betragt mindestens 50 mN. Beim Thermokompressions-Verfahren werden die zu verbindenden Werkstoffe unter Zufuhr von Warme aufeinander gepreßt. Durch interatomare Kräfte und durch Diffusion an der Grenzflache erfolgt das Verschweißen ohne das Auftreten einer flussigen Phase.
In einer anderen Ausfuhrung werden die Drahte über Ultraschall gebondet. Bei der Ultraschallbondung handelt es sich im Prinzip um ein Reibschweißverfahren ohne Wärmezufuhr von außen. Der Draht wird dabei durch ein Fuhrungsloch eines keilförmigen Kontaktwerkzeuges gefuhrt, auf die Anschlußflache abgesenkt und durch Druck verformt. Mit Frequenzen im Ul- traschallbereich werden sodann die Verbmdungspartner mit geringer Amplitude parallel zueinander bewegt. Dabei reißen Oberflachenschichten, wie z.B. die Oxidschicht eines Alumini- u pads, auf. Rauhigkeiten werden abgebaut, so daß eine Annäherung der Oberflachen bis zur metallischen Verbindung erreicht 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 Leiterplatten ca. 150 x 150 μm, was inklusive dem Abstand zum Nachbar- pad eine Kontaktflächendichte von ca. 9 Verbindungen pro m " bedeutet. Dieser Wert erhöht sich bei der minimalen möglichen Padgröße von ca. 60 x 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 Magnetkerne zum Einsatz, da hier die höchsten Permeabilitäten erreicht werden. Für Bauhöhen bis minimal ca. 1 bis 2 mm sind vorzugsweise Ringbandkerne vorgesehen. Für noch flachere Aufbauten sind eher Scheibenkerne, die z.B. durch Stanzen aus einem Blech erzeugt werden, besser geeignet. Als besonders geeignete Magnetmaterialien sind hier weichmagnetische Legierungen, insbesondere amorphe oder nanokristalline Legierungen, in Betracht zu ziehen. Der Vorteil weichmagnetischer Legierungen gegenüber Magnetkernen aus Ferriten liegt in den wesentliche höheren Permeabilitäten, in der um den Faktor 2 bis 3 höheren Sättigungsinduktion sowie in der legierungsabhängig verschwindend geringen Magnetostriktion.
Für extrem flache Ausfuhrungsformen sind auch Magnetkerne auf Basis von gesputterten oder anderweitig abgeschiedenen
Schichten aus weichmagnetischen Legierungen möglich. Hier ist durch die abwechselnde Stapelung von Schichten aus weichmagnetischem Werkstoff und einem elektrischen Isolator eine lamelierte Struktur mit entsprechend gutem Hochfrequenzver- halten erzielbar.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veranschaulicht und im nachstehenden im einzelnen anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen: Figur 1 in schematischer Darstellung eine perspektivische An¬ sicht eines induktiven Bauelements gemäß der vorlie¬ genden Erfindung,
Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie I-I aus Figur 1, Figur 3 in schematischer Darstellung eine Draufsicht auf eine alternative Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfin¬ dung,
Figur 4 einen Schnitt entlang der Linie II-II aus Figur 3,
Figur 5 m schematischer Darstellung eine Draufsicht auf eine weitere Ausfuhrungsform nach der vorliegenden Erfindung,
Figur 6 einen Schnitt entlang der Linie III-III aus Figur 5
Figur 7 in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch eine einfache Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung, Figur 8 in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch eine weitere Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung, Figur 9 in schematischer Darstellung eine perspektivische Ansicht eines möglichen Aufbaus des induktiven Bauelements der vorliegenden Erfindung, Figur 10 einen Schnitt entlang der Linie IX-IX aus Figur 9, Figur 11 m schematischer Darstellung eine perspektivische Ansicht eines weiteren Aufbaus des induktiven Bauelements gemäß der vorliegenden Erfindung, Figur 12 einen Schnitt entlang der Linie XI-XI aus Figur 11, Figur 13 in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch eine weitere Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfin- düng,
Figur 14 eine Draufsicht auf das Bauelement aus Figur 13, Figur 15 in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch eine weitere Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung, Figur 16 in schematischer Darstellung eine perspektivische
Ansicht eines Aufbaus des induktiven Bauelements mit einem Stabkern gemäß der vorliegenden Erfindung, Figur 17 ein exemplarisches Layout auf der oberen Oberfläche des Substrats eines Doppelübertragers mit einem Ring¬ bandkern und konzentrischen Aufbau zweier Wicklungen,
Figur 18 das zu Figur 15 korrespondierende Layout auf der unteren Oberfläche des Substrats,
Figur 19 in schematischer Darstellung eine perspektivische
Ansicht einer weiteren Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung.
In Figur 1 ist eine Lösungsvariante der vorliegenden Erfindung skizziert. Die Figur 2 zeigt einen Schnitt entlang der Linie I-I des gleichen Aufbaus. Wie aus der Figur 1 zu ersehen ist, besteht das induktive Bauelement gemäß der vorlie- genden Erfindung aus einem Substrat 1 mit einer oberen Oberfläche 2 und einer unteren Oberfläche 3. In die obere Oberfläche 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 Leiterbahnzüge 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 Oberfläche 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 Leiterbahnzüge 6 sind über gebondete Drähte 9 miteinander verbunden.
Auf die Pads 8' der jeweiligen Wicklungsenden 1 ' sind Drähte 9' aufgebondet, die zu Anschlußleitern 10 geführt sind, die wiederum mit Kontaktanschlüssen 11 verbunden sind. Die hier gezeigten Kontaktanschlusse 11 sind SMD-tauglich (SMD = Surface Mounted Device) .
Wie die Figur 2 zeigt, bestehen die Windungen der Wicklung des induktiven Bauelements aus den auf der unteren Oberflache 3 des Substrates 1 aufgebrachten Leiterbahnzuge 6 sowie aus den durch das Substrat 1 geführten Substratleiterbahnzugen 6' und aus den auf der oberen Oberflache 2 des Substrats 1 auf die Pads 8 gebondeten Drahte 9.
Die Figuren 3 und 4 zeigen eine weitere Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung, bei der das Substrat 1 mittlere Ebenen El, 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 Flache des Kerninnenlochs 12 optimal für die Anordnung von Enden 7 der Leiterbahnzuge 6 genutzt. Die gezeigten Enden 7 der Leiterbahnzuge 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. m Figur 1 und 2 dargestellt, sehr gute Kopplungsverhaltnisse, d.h. sehr ge- ringe Streumduktivitaten, erreicht werden. Durch die Verlegung der einzelnen Wicklungen auf die unterschiedlichen voneinander elektrisch isolierten Ebenen El, E2, E3 des Substrats 1, können die Forderung nach einer Potentialtrennung sehr gut erfüllt werden. In dem gezeigten Ausfuhrungs- beispiel besitzt das Substrat die drei Ebenen El, 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 nanokristallmen Legierung.
Die Figur 5 und 6 zeigen eine Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ein aus Keramik bestehendes Substrat 1 Substratleiterbahnzuge 6 ' aufweist, die den Wechsel der Lei- tungsfuhrung von der oberen Oberflache zur unteren Oberflache des Substrats und umgekehrt sicherstellt und die mechanische Funktion eines Magnetkerntragers besitzt. Der Magnetkern 5 sitzt hier auf radialen Verbindungsstegen 13 zwischen einem Mittelteil 14 und einem Außenteil 15 des Substrats 1. Die ra¬ diale Fuhrung der Leiterbahnzuge 6 wird auf beiden Seiten des Magnetkerns 5 durch gebondete Drahte 9 erreicht. Zum Schutz der gebondeten Drahte 9 ist hier eine Abdeckkappe 16 aus Kunststoff eingesetzt. Außer der Schutzfunktion gewahrleistet die Abdeckkappe 16 eine ebene Oberflache zur Montage, wie sie bei SMD-Bauelementen mit Hilfe von Vakuumpipetten m der üblichen „Pιck-and-Place"-Technιk üblich ist.
Figur 7 zeigt eine Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung, bei der ein Aufbau auf einen planaren Substrat realisiert ist. Das Besondere an dieser Ausfuhrungsform besteht daran, daß der Aufbau des induktiven Bauelementes ausschließlich mit Bonddrahten realisiert ist. Zu diesem Zweck weist das Substrat 1 auf der oberen Oberflache 2 Pads 8 auf. Die Pads sind so angeordnet, daß sie bei einem Ringbandkern konzentrisch um einen Mittelpunkt auf die obere Oberflache 2 angeordnet sind. Jeweils zwei gegenüberliegende Pads 8 werden mit einem unteren Bonddraht 9' sowie einem oberen Bonddraht 9 verbunden. Der untere Bonddraht 9' soll mit einem möglichst flachen Bogen auf das Substrat gebondet werden, anschließend wird ein isolierter Magnetkern auf die unteren Bonddrahte 9 aufgelegt. Im nächsten Schritt werden alle oberen Bonddrahte 9 mit einem möglichst hohen Boden über den Kern gebondet. Je- des Pad 8 wird dabei zweimal kontaktiert, nämlich jeweils mit dem Ende eines oberen und unteren Bonddrahtes. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß ein sehr preiswertes, planares Substrat verwendet werden kann. Es sind zudem keine Durchkontaktierungen durch das Substrat erforderlich. Es ist jedoch darauf zu achten, daß der Magnetkern von einer Isolierung umschlossen ist. Figur 8 zeigt m einer anderen Variante ein Ausfuhrungsbei- spiel, in der ebenfalls die Verbindungen ausschließlich durch Bonddrahte vorgenommen sind. Das Substrat 1 weist jedoch im Gegensatz zum Ausfuhrungsbeispiel nach Figur 7 eine an die Große und Form des Magnetkerns angepaßte Vertiefung auf. Im dargestellten Ausfuhrungsbeispiel gemäß Figur 8 ist die Vertiefung 4 ringförmig. Auf der oberen Oberflache 2 des Substrates 1 sind an den Randern der Vertiefung 4 Pads 8 konzentrisch aufgebracht. Zur Herstellung des induktiven Bauele- mentes werden die unteren Bonddrahte 9 mit einem beim Bonden normalen Bogen auf zwei gegen berliegende Pads 8 gebondet. Anschließend werden mit einem an die Form der Vertiefung angepaßten Werkzeug alle unteren Bonddrahte 9 derart nach unten gedruckt, so daß alle unteren Bonddrahte 9 m der Nut liegen und an den Rand der Vertiefung 4 angepaßt sind. Das hierzu erforderliche Werkzeug hat die Form eines Stempels, wobei dieser exakt an die Rander der Vertiefung angepaßt ist. Auf die m der Vertiefung 4 befindlichen unteren Bonddrahte 9 wird wiederum der isolierte Magnetkern 5 aufgelegt. Anschließend werden die oberen Bonddrahte 9 auf den Pads 8 über dem Magnetkern 5 gebondet. Der Vorteil dieser Anordnung besteht wiederum darin, daß keine Durchkontaktierungen im Substrat vorgesehen werden müssen. Es kann deshalb ein preiswertes Substrat für die Herstellung des induktiven Bauelementes verwendet werden. Weiterhin ist ein flacher Aufbau gewährleistet, da der Magnetkern m der Vertiefung im Substrat liegt. Hierdurch ist der Kern gleichzeitig geschützt. Weiterhin wird er durch die oberen und unteren Bonddrahte gehalten bzw. fixiert.
Figur 9 zeigt eine weitere Realisierungsmoglichkeit des induktiven Bauelementes gemäß der Erfindung m einer perspektivischen Ansicht. Figur 10 zeigt einen Schnitt entlang der Linie IX-IX des gleichen Aufbaus . Wie aus Figur 9 ersichtlich ist, weist das Substrat 1 auf seiner oberen Oberflache 2 eine ringförmige Vertiefung 4 auf. In diese Vertiefung 4 wird ein Magnetkern 5 (nicht gezeigt) eingebracht. Das Substrat 1 weist in der Vertiefung 4 eine mit Leiterbahnen 6 strukturierte Oberflache auf. Die Leiterbahnen 6 haben innerhalb der Vertiefung 4 einen radialen Verlauf. Die Leiterbahnen verlaufen dabei sowohl auf dem Boden der Vertiefung 4 (radial) als auch auf den Wanden der Vertiefung (senkrecht vom Boden zur oberen Oberflache 2 hin) . Die Leiterbahnen 6 weisen an ihren Enden jeweils Pads 8 auf. Diese Pads 8 befinden sich jeweils auf der oberen Oberflache 2 des Substrates 1. Nachdem der Magnetkern 5 m die Vertiefung 4 eingebracht wurde, werden e- weils zwei gegen berliegende Pads 8 mittels eines Bonddrahtes 9 miteinander verbunden. Auch dieser Aufbau erfordert einen isolierten Kern. Es ist dabei darauf zu achten, daß die Bonddrahte 9 möglichst flach über dem Magnetkern 5 gebondet sind. Auch diese Anordnung weist den Vorteil auf, daß im Substrat keine Durchkontaktierungen vorgesehen werden m ssen. Der Kern liegt weiterhin geschützt m der Vertiefung. Diese Variante erlaubt eine sehr flache Realisierung des induktiven Bauelements .
Figur 10 zeigt dieses Ausgestaltungsbeispiel mit „innenliegenden" Leiterbahnen gemäß Figur 9 im Querschnitt. In der Figur ist zu erkennen, daß der Boden und die Wände der Vertiefung 4 Leiterbahnen 6 aufweisen, die radial von innen nach außen verlaufen. An den Enden der Leiterbahnen 6 befinden sich Pads 8 auf der oberen Oberflache 2. Nach dem Einbringen des isolierten Magnetkerns 5 m die Vertiefung 4 werden jeweils zwei gegenüberliegende Pads 8 mittels eines Bonddrahtes 9 verbunden, wobei dieser einen möglichst flachen Bogen aufweisen soll. Hierdurch ergibt eine geringe Bauhohe des mduk- tiven Bauelementes.
Figur 11 zeigt eine weitere Ausgestaltungsform der Erfindung in einer perspektivischen Darstellung. Im Gegensatz zur Ausfuhrung gemäß Figur 9 weist das induktive Bauelement nun, „außenliegende" Leiterbahnen auf. Figur 12 zeigt einen
Schnitt durch das Bauelement nach Figur 11 entlang der Linie XI-XI. Das Substrat 1 weist zwei konzentrische Vertiefungen 4 und 4 auf. Die Vertiefung 4' ist dabei im Zentrum des induk¬ tiven Bauelementes angeordnet und geht durch das ganze Substrat 1 hindurch. Die Vertiefung 4 hat eine ringförmige Umrandung und ist konzentrisch zur Vertiefung 4 angeordnet. Die Vertiefung 4 ist nur teilweise m das Substrat 1 eingebracht. Das induktive Bauelement weist an der Außenseite sowie an der unteren Oberflache und der Wand der inneren Vertiefung 4 Leiterbahnen 6 auf. Diese sind auf der unteren Oberflache 3 radial angeordnet. An den Enden der Leiterbahnen 6 befinden sich auf der oberen Oberflache 2 des Substrates 1 Pads 8. In die Vertiefung 4 wird der ringförmige Magnetkern 5 (im Bild nicht gezeigt) eingebracht. Anschließend können zwei gegenüberliegende Pads 8 mittels eines Bonddrahtes 9 miteinander verbunden werden. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß das Substrat keine Durchkontaktierungen benotigt. Weiterhin ist die Verwendung unisolierter Magnetkerne möglich.
Figur 12 zeigt die Ausgestaltungsform der Erfindung im Schnitt entlang der Linie XI-XI. Aus der Zeichnung wird deutlich, daß das Substrat eine durchgehende Vertiefung 4 im Zentrum aufweist. Entlang des Randes der Vertiefung 4 verlaufen senkrecht Leiterbahnen 6 von der oberen Oberflache 2 zur unteren Oberflache 3 des Substrates 1. Die Leiterbahnen 6 verlaufen weiter m radialer Richtung zum äußeren Rand und an diesem Rand m senkrechter Richtung zur oberen Oberflache 2. Auf der oberen Oberflache 2 sind an den jeweiligen Enden der Leiterbahnen 6 Pads 8 angebracht. Nach dem Einbringen des Magentkerns 5 m die Vertiefung 4 werden jeweils zwei gegen- uberliegende Pads 8 mit einem Bonddraht 9 verbunden. Auf eine flache Fuhrung des Bonddrahtes 9 ist dabei zu achten. Diese Anordnung ist durch „außenliegende" Leiterbahnen gekennzeichnet.
Es ist auch ein induktives Bauelement denkbar, bei dem mnen- und außenliegende Leiterbahnen in einem Substrat miteinander kombiniert werden. Ein derartiges Bauelement ist im Quer- schnitt m Figur 13 dargestellt. Figur 14 zeigt eine Draufsicht auf das m Figur 13 dargestellte Bauelement. Das Substrat 1 weist wiederum zwei Vertiefungen 4 und 4 auf. Die Vertiefung 4' ist im Zentrum des Substrates 1 angeordnet und geht durch das Substrat 1 hindurch. Die Vertiefung 4 ist zur Vertiefung 4 konzentrisch angeordnet und weist eine ringför¬ mige Umrandung auf. Die Vertiefung 4 ist wiederum nur teilweise m das Substrat 1 eingebracht. Die Leiterbahnen 6 sind zum einen radial am Boden der Vertiefung 4 aufgebracht. Zum anderen verlaufen die Leiterbahnen 6 senkrecht auf der Wand der Vertiefung 4 vom Boden zur oberen Oberflache 2, radial entlang der unteren Oberflache 3 und wiederum senkrecht entlang der äußeren Umrandung des Substrates 1 zur oberen Oberflache 2 hm. Die Leiterbahnen 6 besitzen an ihren Enden je- weils Pads 8, die auf der oberen Oberflache 2 angeordnet sind. Es werden jeweils zwei gegenüberliegende Pads 8 der innenliegenden Leiterbahnen sowie zwei gegenüberliegende Pads 8 der außenliegenden Leiterbahnen miteinander verbunden. Auf diese Weise ist eine exakt konzentrische Anordnung von Wick- lungen möglich. Hierdurch lassen sich sehr gute Kopplungsverhaltnisse, d. h. sehr geringe Streumduktivitaten, erzielen. Es ist wiederum darauf zu achten, daß die Bonddrahte 9, die zwei gegenüberliegende mnenliegende Pads 8 miteinander verbinden, möglichst flach über dem Magnetkern 5 gebondet wer- den. Dies ermöglicht ebenfalls ein flaches Verbinden zweier Pads 8, die außenliegende Leiterbahnen 8 miteinander verbinden.
Figur 14 zeigt eine Draufsicht auf das Bauelement gemäß Figur 13 mit einer besonderen Anordnung der Pads 8. Zunächst ist der Figur 14 die konzentrische Anordnung der Vertiefungen 4 und 4 erkennbar. Auf der oberen Oberflache 2 des Mittelteils 14 sowie des Außenteils 15 sind die innen- bzw. außenliegenden Enden, d. h. die Pads 8 angeordnet. Die Darstellung zeigt, daß die Pads 8 der außenliegenden Leiterbahnen gegenüber den Pads 8" versetzt angeordnet sind. Dies bringt den Vorteil, daß die Bonddrahte 9, die zwei gegenüberliegende co co r-o t- P> P1
Cπ o cπ o Cπ o cπ
kern 5 gebondet sind. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, daß keine Durchkontaktierungen im Substrat 1 notwendig sind. Die Strukturierung des Substrates ist einfach, da sie nur in einer Ebene hergestellt werden muß. Das Substrat 1 läßt sich deshalb preiswert herstellen. Die restliche Verdrahtung kann mittels des bekannten Bondverfahrens hergestellt werden.
Figur 16 zeigt eine weitere Ausgestaltungsform der Erfindung mit einem stabförmigen Magnetkern 5. In das Substrat 1 ist in die obere Oberfläche 2 eine rechteckige Vertiefung 4 eingebracht. Jeweils zwei gegenüberliegende Pads 8 sind z. B. mittels Durchkontaktierungen im Substrat 1 miteinander verbunden. Die Herstellung der unteren Leitungen ist durch jede der vorgehend beschriebenen Möglichkeiten denkbar. So könnten die unteren Leitungen z. B. durch innenliegende Leiterbahnen in der Vertiefung 4 hergestellt sein. Jeweils zwei gegenüberliegende Pads 8 auf der oberen Oberseite 2 des Substrates 1 sind mittels Bonddrähten 9 miteinander verbunden. Bei der Herstel- lung der oberen Leitungen ist wiederum darauf zu achten, daß die Bonddrähte 9 möglichst flach über dem Magnetkern 5 gebondet werden. Eine gemäß Figur 16 dargestellte Anordnung könnte z. B. vorteilhaft zum Aufbau kleiner bzw. flacher Drosseln verwendet werden sowie seinen Einsatz in Filteranwendungen finden. Der in der Figur gezeigte Magnetkern 5 ist in diesem Fall als lamellierter Stabkern ausgeführt.
Es versteht sich von selbst, daß jede Substratvariante der in den vorstehend beschriebenen Figuren mit den verschiedenen Möglichkeiten der Leiterführung (strukturierte Leiterbahn,
Bonddrähte) kombiniert werden kann und sich nicht auf die gezeigten Varianten beschränkt.
Figur 17 und Figur 18 zeigen exemplarisch ein Layout auf der oberen bzw. unteren Oberfläche des Substrates eines Doppelübertragers mit zwei Ringbandkernen und einem konzentrischen Aufbau jeweils zweier Wicklungen. In Figur 17 ist das Layout auf der oberen Oberflache des Substrates dargestellt. Es sind zwei nebeneinanderliegende R gbandkerne 5 sowie die auf den Mittelteilen 14 bzw. auf den Außenteilen 15 liegenden Pads 8 erkennbar. Im Mittelteil 14 des Layoutes ist sichtbar, daß zwei konzentrische Wicklungen um den Rmgbandkern 5 vorgesehen sind. Die Pads 8 der einen Wicklung sind naher dem Zentrum angeordnet, wahrend die Pads 8 der zweiten Wicklung naher am Rmgbandkern 5 liegen. Die auf dem Außenteil 15 liegenden Pads korrespondieren mit der Anordnung der Pads im Mittelteil 14. Weiterhin sind mehrere Anschlußleiter 10 vor¬ gesehen, die mit Kontaktanschlussen 11 verbunden sind. Der Doppelubertrager weist insgesamt 12 Kontaktanschlusse 11 auf, dies bedeutet, daß ede Spule auf der Primär- bzw. der Sekun- darseite einen Mittelabgriff besitzt.
In Figur 18 ist das zu Figur 17 korrespondierende Layout auf der unteren Oberflache des Substrates 1 dargestellt. Es ist die Anordnung der Leiterbahnen 6 erkennbar, an deren Enden sich jeweils Pads 8 befinden. Die Verbindung der Pads 8 auf der oberen und der unteren Oberflache des Substrates kann z. B. mittels Durchkontaktierungen durch das Substrat erfolgen.
Ein nach dem Layout der Figuren 17 und 18 realisierter Doppelubertrager erreicht nach dem Vergießen der gebondeten Pads auf der oberen Oberseite mit einer Epoxidmasse Abmaße von ca. 15,6 x 8,5 x 3,5 mm. Die nach außen reichenden Kontaktanschlusse werden z. B. über einen SMD-Header realisiert. Der Widerstand der vier Wicklungen des Doppelubertragers betragt jeweils ca. 0,4 Ohm. Mit diesem Bauelement laßt sich eine In- duktivitat L > 1,2 mH bei einer Frequenz von f = 10 kH und UAceff = 100 mV erzielen. Die Streumduktivitat Ls < 0,2 μH bei einer Frequenz f = 100 kH und UACeff = 100 mV. Die Koppelkapazitat betragt dann Ck < 10 pF (bei f = 100 kH und UAeff = 1 V) . Der Doppelubertrager weist dabei zwei Rmgbandkerne von jeweils 5,4 x 3,4 x 2 mm auf. Die Figur 19 schließlich zeigt eine Ausfuhrungsform der vor¬ liegenden Erfindung, die der zunehmenden Zusammenlegung von aktiven und passiven Bauelementen m der Mikroelektronik Rechnung tragt. Hierbei befindet sich das induktive Bauele- ment gemäß der vorliegenden Erfindung auf einem Chip-On- Board-Substrat, das mit ungekapselten aktiven Bauelementen 16, 17 und 18 versehen ist. Die Montage des erf dungsgemaßen induktiven Bauelemente ist hier problemlos möglich, da die aktiven Bauelemente 16, 17 und 18 ebenfalls über Bondverfah- ren auf das Chip-On-Board-Substrat aufgebracht werden. Die gemeinsame Umh llung aus einem Kunststoff sowie die gemeinsame Nutzung der Anschlußbeme laßt nach außen hm keinen Unterschied zu normalen IC s erkennen. Insbesondere ist diese Vorgehensweise für die Verwirklichung von DC/DC-Wandlern kleiner Leistung besonders von Vorteil, da die Leiterplatte vollautomatisch m einem Arbeitsgang mit aktiven Bauelementen und induktiven Bauelementen gemäß der vorliegenden Erfindung bestuckt werden kann.
Da üblicherweise die gebondeten Drahte 9 keinen Isolations- uberzug aufweisen, ist auf eine definierte Fuhrung der Drahte beim Bonden, insbesondere bei Uberkreuzungen zu achten. Für die Endausfuhrung kann es notwendig sein, den Bereich der Bondverbindungen nachträglich zu verkapseln. Dies kann im einfachsten Fall durch das Abdecken mit einer aushärtenden
Kunststoffmasse erfolgen. Ebenso ist die nachtragliche Isolation und mechanische Stabilisierung durch die Beschichtung der mit Bonddrahten versehenen Oberflachen mit einer d nnen Kunststoffschicht möglich.
Diese nachträglichen Maßnahmen fuhren einerseits zu einer Verbesserung der mechanischen Stabilität der Bondverbindungen und andererseits zu einer Spannungsfestigkeit der Wicklungen untereinander. Besonders vorteilhaft ist naturlich die Verar- beitung von Drahten, die schon einen Isolationsuberzug aufweisen. Es ist aber hervorzuheben, daß die Verarbeitung von isolierten Drahten nicht notwendig ist. Bei allen m der Zeichnung gezeigten Ausfuhrungsformen der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Windungszahlen der Induktivität erst beim Bonden gezielt auszuwählen. Demnach ist es möglich em Substrat mit einer sehr dichten und auf eine maximale Verbindungsanzahl ausgelegten Leiterbahnfuhrung zu versehen, so daß em „Universalsubstrat" durch die gezielte Auswahl der Anzahl von Bondverbindungen die jeweils aktuelle benotigte Anzahl von Windungen und damit die jeweils aktuell benotigte Induktivität hergestellt wird. Dieser
Aspekt ist insbesondere unter dem Gesichtspunkt der Automatisierung bei der Bondtechnik sehr von Vorteil und bietet gegenüber allen bekannten Planarkonstruktionen die Möglichkeit sehr schnell der Fertigungsstrecke die Wicklungszahl und die Windungszahl innerhalb einer Wicklung zu variieren.
Alle m der Zeichnung gezeigten Ausfuhrungsbe spiele sind mit der aus der Halbleitertechnologie bekannten Bondtechniken herstellbar. Die Bondtechnik ist schon seit über 20 Jahren em Standardverfahren zur Herstellung miniaturisierter elektrischer Verbindungen und besitzt unabhängig vom Verfahrenstyp sowie vom Drahtwerkstoff und vom Drahtdurchmesser allgemein eine sehr hohe Zuverlässigkeit. Die gezeigten Metallpads betragen ca. 150 x 150 μm, was inklusive dem Abstand zum Nachbarpad eine Kontaktflachendichte von ca. 9 Verbindungen pro mm bedeutet. Dieser Wert erhöht sich bei der minimal möglichen Padgroße von ca. 60 x 60 μm auf ca. 40 Verbindungen pro mm2. Die gezeigte Hohe der Bondverbindungen liegt bei ungefähr 120 bis 150 μm.
Für die Herstellung einer Miniaturdrossel mit einem Rmgbandkern aus einer amorphen weichmagnetischen Legierung der Abmessungen 7 x 3 x 2 mm und herkömmlicher Handbewicklung ergibt sich folgende maximal mögliche Windungszahl:
Mit einer volumenoptimierten Magnetkernbeschichtung, d.h. einer Dicke von ca. 30 μm, ergibt sich em effektiver Innen- durchmesser von 2,9 mm. Dies hat einen Wickelquerschnitt von ca. 6,60 zur Folge. Bei einer Handbewicklung mit einem Kupferlackdraht mit einem Durchmesser von 0,085 mm ergibt sich unter Abzug des Restloches ein effektiver Wickelquer- schnitt von 3,6 mm2. Diese freie Querschnittsflache ermöglicht das Einbringen von 3,6/0,00784 = 458 Windungen. Unter Berücksichtigung eines Kupferfülltaktors von ca. 35 % ergibt sich eine maximal mögliche Windungszahl von 160 Windungen.
Die Wickeldauer betragt etwa 160 x 1,5 sec = 240 sec = 4 mm. Zusätzlich wird em Anschlußtrager benotigt, an den die Drahtenden befestigt und verlotet werden.
Bei der Ausfuhrung Bondtechnik gemäß der vorliegenden Er- fmdung ergibt sich bei der Annahme einer Padgroße von 80 x 80 μm m einem Abstand von 80 μm, d.h. einem Pitch von 160 μm, em Flachenbedarf pro Pitch von 0,025 mm2. Da kein Restloch notwendig ist, kann die gesamte Flache mit Pads bedeckt werden. Berücksichtigt man einen Montagespalt von 0,2 mm, er- gibt sich eine Flache von 6,15 mm2. Unter Einbeziehung des Randverlustes, d.h. runde Flache gegenüber quadratischen Pads, mit einem Korrekturfaktor von ca. 0,9 ergibt sich eine maximale Windungszahl von 6,15/0,025 = 246 x 0, 9 = 221 Windungen. Durch die erhöhte Windungszahl ergibt sich nach der Formel für die Induktivität:
L = "2-A F. - r 12,56-1' IQ"9
eine um den Faktor 1,9 höhere Induktivität als bei der herkömmlichen Handbewicklung. Die Fertigungsdauer wird hier durch den Bondprozeß bestimmt und betragt etwa 237 x 0,55 = 188 s. Zusatzlich wird die Leiterplatte mit der Kernaufnahme und darin integrierte Anschlußtrager benotigt. 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 Nennmduktivitat einen kleineren und damit preiswerteren Magnetkern zu verwenden.
Für die Magnetkerne kommen vorzugsweise geschlossene Magnet- kerne zum Einsatz, da hier die höchsten Permiabilitaten erreicht werden. Für Bauhohen bis minimal ca. 1 bis 2 mm sind vorzugsweise Rmgbandkerne vorgesehen. Für noch flachere Auf¬ bauten sind eher Scheibenkerne, die z. B. durch Stanzen aus einem Blech erzeugt werden, besser geeignet. Als besonders geeeignete Magnetmaterialien sind hier weichmagnetische Legierungen insbesondere amorphe oder nanokristall e Legierungen, m Betracht zu ziehen.
Im folgenden werden einige Legierungen für den weichmagneti- sehen Kern beschrieben die vorteilhaft für das erfmdungsge- maße induktive Bauelement eingesetzt werden können.
Für den weichmagnetischen Kern des erfmdungsgemaßen induktiven Bauelements kann eine amorphe Legierung FeaMbSιByRz, wo- bei M em oder mehrere Elemente aus der Gruppe Co, Ni bezeichnet. R bezeichnet e oder mehrere Elemente aus der Gruppe C, V, Nb, Mn, Ti, Cr, Mo oder W. Die Legierung setzt sich so zusammen, daß a+b+x+y+z = 100 at % ist, wobei a = 61 - 82 at %, b = 0-20 at %, x = 0,5-19 at °o, y = 7-23 at % und z = 0-3 at % mit 70 < a+b < 86 und
14 < x+y+z < 30 at % . Vorzugsweise ist die Summe aus a und b 73 < a+b < 85 at % .
Weiterhin kann eine amorphe Legierung mit Coa (Feι-xMnx) tMeSixByC, eingesetzt werden, wobei M em oder mehrere Elemente aus der Gruppe Mb, Mo, Ta, Cr, W, Ge und/oder P bezeichnet und a+b+c+d+e+x+y+z = 100 at % ist. Die Anteile der einzelnen Legierungsbestandteile können sich dabei folgendermaßen aufteilen: a = 40-82 at % (vorzugsweise a > 50 at %), x = 0-1 at % (vorzugsweise x < 0,5 at %) b = 3- 10 at %, d = 0-30 at % (vorzugsweise d < 20 at %) , e = 0-5 at % (vorzugsweise e < 3 at %) , x = 0-15 at % (vorzugsweise x > 1 at %), y = 8-26 at % (vorzugsweise y = 8-20 at %) und z = 0-3 at % . Die Summe von e+x+y+z soll dabei im Bereich von 15 < e+x+y+z < 30 liegen, wobei vorzugs¬ weise der Bereich 18 < e+x+y+z < 25 at % gewählt werden sollte.
Nach einer Wärmebehandlung erhalten die beiden oben genannten Legierungen eine amorphe Struktur.
Im folgenden werden noch verschiedene nanokristalline Legierungen beschrieben, die nach einer Wärmebehandlung eine feinkristalline Struktur mit Korndurchmessern von unter 100 Nm aufweisen, wobei diese Körner von einer amorphen Phase umge- ben sind, die weniger als 50% des Materialvolumens einnimmt.
Die Legierung des weichmagnetischen Kerns des induktiven Bauelements kann z. B. aus FexCuyMzSivBw bestehen, wobei M ein oder mehrere Elemente aus der Gruppe Nb, W, Ta, Zr, Hf, Mo oder eine Kombination aus diesen bezeichnet und wobei x+y+z+v+w = 100 at % ist. Die Bestandteile der Legierung sind dabei folgendermaßen zu wählen: x = 100 at %-y-z-v-w, y = 0,5-2 at% (vorzugsweise y = 1 at %), z = 1-5 at % (vorzugsweise z = 2-3 at %) , v = 6,5-18 at % (vorzugsweise v = 14-17 at %) und w = 5-14 at %. Dabei ist zu beachten, daß v + w > 18 at %, wobei vorzugsweise für die Summe aus v + w = 22-24 at % zu wählen ist.
Alternativ kann die Legierung aus FexZryNbzBvCuw bestehen, wobei die Summe aus x+y+z+v+w = 100 at % ist. Die Bestandteile der Legierung sind folgermaßen zu wählen: x = 100 at %-y-z-v-w (vorzugsweise x = 83-86 at %), y = 2-5 at % (vorzugsweise y = 3-4 at %), z = 2-5 at % (vorzugsweise z = 3-4 at %), v = 5-9 at % und w = 0,5-1,5 at % (vorzugsweise w = 1 at % ) . Es ist darauf zu achten, daß die Summe aus y + z > 5 at %, wobei vorzugsweise ein Wert von y + z =- 7 at % gewählt werden sollte. Weiterhin muß die Summe aus y+z+v > 11 at % betragen, wobei y+z+v vorzugsweise im Bereich von 12-16 at % liegt.
Eine weitere Alternative besteht darin, als Legierung
FexMyBzCu„ zu wählen, wobei M ein Element aus der Gruppe Zr, Hf oder Nb bezeichnet und wobei die Summe aus x+y+z+w = 100 at % ist. Die Bestandteile dieser Legierung setzen sich folgermaßen zusammen: x = 100 at %-y-z-w (vorzugsweise x = 83-90 at % ) , y = 6-8 at % (vorzugsweise y = 7 at %), z = 3-9 at % und w = 0-1,5 at % .
Eine weitere Alternative besteht darin, die Legierung des weichmagnetischen Kerns des induktiven Bauelementes folgen- dermaßen auszuführen: (Fe0,98Co0,o2) 9o-χZr*7B2+xCuι, wobei x = 0-3 at % beträgt. Vorzugsweise ist jedoch für x der Wert 0 zu wählen. Es besteht weiterhin die Möglichkeit in dieser Legierungszusammensetzung den Bestandteil Co durch Ni zu ersetzen, sofern ein entsprechender Abgleich der restlichen Le- gierungsbestandteile durchgeführt wird.

Claims

Patentansprüche
1. Induktives Bauelement bestehend aus einem Magnetkern (5), einem Substrat (1), auf dessen oberen Oberfläche (2) der Ma- gnetkern (5) aufgebracht ist, und zumindest einer Wicklung um den Magnetkern (5) , wobei die Windungen der Wicklungen aus Leiterbahnzügen (6), die auf oder in oder unter dem Substrat (1) angebracht sind, und aus zwischen gegenüberliegenden En¬ den (7) benachbarter Leiterbahnzüge (6) gebondeten über dem Magnetkern (5) geführten Drähten (9) besteht.
2. Induktives Bauelement nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Substrat (1) eine Leiterplatte vorgesehen ist.
3. Induktives Bauelement nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Substrat (1) ein Keramiksubstrat vorgesehen ist.
4. Induktives Bauelement nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Substrat (1) ein Halbleitersubstrat vorgesehen ist.
5. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Leiterbahnzüge (6) im Inneren des Substrats (1) angeordnet sind und die Enden (7) der Leiterbahnzüge (6) auf der oberen Oberfläche (2) des Substrats (1) frei liegen.
6. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Leiterbahnzüge (6) auf der unteren Oberfläche (3) des Substrats (1) angeordnet sind und die Enden (7) der Leiterbahnzüge (6) auf der oberen Oberfläche (2) des Substrats (1) frei liegen.
7. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Enden 7 die Gestalt von Metallpads (8) aufweisen.
8. Induktives Bauelement nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Lei- terbahnzuge (6) Bonddrahte (9 ) vorgesehen sind.
9. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das
Substrat (1) m seiner oberen Oberflache (2) eine Vertiefung (4) aufweist und der Magnetkern (5) m die Vertiefung (4) eingebracht ist.
10. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Magnetkern (5) auf die obere Oberflache (2) geklebt ist.
11. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Drahte (9) mittels Thermokompression auf die Enden (7) der Lei- terbahnzuge (6) gebondet sind.
12. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Drahte (9) mittels Ultraschall auf die Enden (7) der Leiterbahnzuge (6) gebondet sind.
13. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Magnetkern (5) ein Ringkern vorgesehen ist.
14. Induktives Bauelement nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß als Ma- gnetkern (5) e geschlossener Ringkern vorgesehen ist.
15. Induktives Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Magnetkern (5) aus einer weichmagnetischen Legierung besteht
16. Induktives Bauelement nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Magnetkern (5) aus einer amorphen oder nanokristallmen Legierung besteht.
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