WO2002001583A1 - Microtransformer - Google Patents
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Classifications
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Definitions
- the invention relates to a micro-transformer which can be integrated into an IC housing and which is arranged on a substrate made of a semiconductor material and comprises two coils having a plurality of turns and a core magnetically coupling the coils.
- Such a micro-transformer which can be integrated into an IC housing and can be fitted as an SMD component, for example on printed circuit boards, can be used, for example, for DC-DC voltage conversion or for the galvanically isolated power transmission to a component.
- Such a component can greatly contribute to further integration and miniaturization in many areas of electronics.
- Different designs of microtrafos are known in the prior art.
- a toroidal transformer is described in “A new hybrid technology for planar microtransformer fabrication by 0. Dezuari, SE Gilbert, E. Belloy, MAM Gijs, -erschienen in Sensors and Actuators A 71 (1998), 198 - 207, in which a toroidal core is wrapped from magnetic material by two or more coils.
- a flat coil transformer in which the first and second coils are each formed as helical conductor sections lying in one plane and winding inwards, which lie one above the other in two planes and are galvanically separated from one another , wherein the coils are surrounded on the top and bottom by a core made of magnetic material.
- the coil parts are designed as flat coils, the one-piece conductor sections of which wind from the outside inwards, contact being made with the inner ends of the two coil parts which form a coil and are located one above the other.
- the coil parts are wound into one another as explained.
- there are substantially fewer vias in the insulation which is also provided here and is designed to insulate the core from the coils and the coils from one another, namely only a total of two which connect the inner ends of the conductor sections to one another.
- the conductor sections themselves can be spiral or rectangular loops.
- the core covers the coil parts at least on the upper and lower sides; if necessary, a central core section can also be provided. It is expedient if the core is closed on at least one side, preferably on several sides, in order to largely close the magnetic circuit.
- the micro-transformers are preferably applied to the substrate using thin-film technology.
- a silicon substrate which can be processed well with known coating technologies, is expediently used as the substrate.
- the microtrafo can be integrated in an IC housing. In this case, it alone forms a component that can be plugged together with others on a circuit board.
- the invention further relates to a circuit arrangement comprising a microtrafo of the type described above, which is formed on a semiconductor substrate, a switching circuit serving to control the microtraph also being provided on the substrate. device is provided, which is contacted with the micro-transformer. If silicon is used as the substrate material, it is particularly advantageously possible to also integrate a circuit which serves for control purposes on the same substrate. Overall, the result is a very small structural unit that contains both the control and the supply part. Of course, other semiconductor materials can also be used.
- a further circuit to be supplied via the microtrafo which is galvanically isolated from the microtrafo, can also be formed on the substrate.
- the unit to be supplied by the microtrafo is also arranged on the substrate, but is galvanically separated from the microtrafo due to the conductive properties of the semiconductor material.
- the entire unit, consisting of the control circuit, the micro-transformer and the circuit to be supplied, can be integrated in a common IC housing.
- the further circuit to be supplied via the microtrafo is formed on a further semiconductor substrate and is thus galvanically separated from the microtrafo, the two substrates being integrated in a common IC housing.
- FIG. 1 is a schematic diagram to explain the structure of a toroidal transformer according to the invention
- FIG. 2 shows a sectional view as a schematic diagram through a toroidal transformer according to FIG. 1,
- FIG. 3 is a schematic diagram showing the structure of a flat coil transformer according to the invention
- 4 shows a sectional view as a schematic diagram through a toroidal transformer according to FIG. 3
- FIG. 5 shows a schematic diagram of a circuit arrangement according to the invention of a first embodiment
- Fig. 6 is a schematic diagram of an inventive circuit arrangement of a second embodiment.
- Fig. 1 shows in the form of a schematic diagram the basic structure of a micro-transformer 1 according to the invention in the form of a toroidal transformer, as shown in section in Fig. 2.
- the micro transformer 1 consists of two coils 2, 3 which are wound into one another and which surround a toroidal core 4.
- Each coil 2, 3 consists of a lower coil part 5, 6, each coil part 5, 6 consisting of essentially rectilinear coil conductor sections 7, 8.
- “Essentially straight-line” is to be understood relatively to the extent that in the manufacture of the micro-transformer, which is built up on the substrate 9, preferably consisting of silicon, using thin-film technology, straight-line and lying in one plane. Structures can be created.
- the coil conductor sections 7, 8 run in a star shape or radially outward.
- the conductor sections do not run directly towards the center M, but at a certain angle with respect to this, which is necessary in order to implement the coil structure winding around the toroidal core 4.
- a first connection pad 10 for the first connection of the coil 2 is provided on a conductor section 7, and a first connection pad 11 for the coil 3 is correspondingly formed on a conductor section 8.
- the two lower coil parts of the coils 2, 3 shown on the left in FIG. 1 are covered with an insulation, preferably SiO 2 .
- two further connection pads 17, 18 for the two coils 2, 3 are provided on two coil conductor sections 15, 16 of the upper coil parts 13, 14.
- FIG. 2 shows, in the form of a schematic diagram, a sectional view through the toroidal transformer 1.
- a magnetic shielding layer 19 (which is only shown in dashed lines here), which has a thickness of about 2-3 ⁇ m, can optionally be applied to the substrate 9.
- a first layer of insulating material is deposited, the insulation being denoted overall by 20 in FIG. 2, since the individual insulation layers on the finished component can no longer be distinguished in this respect.
- the two coil parts 5, 6 are deposited, two coil conductor sections 7, 8 being shown in FIG. 2.
- a further insulating layer is then deposited, onto which the core 4 made of the magnetic material is then deposited.
- an insulating material is applied again that covers the core as a whole.
- the vias 12 are formed, which, as said, are etched into the insulating material.
- the two upper coil parts 13, 14 are deposited, of which two coil conductor sections 15, 16 are shown in the example shown.
- conductive coil material is also introduced into the vias 12 during this deposition process, as a result of which the plated-through hole to the conductor sections underneath is achieved.
- an upper insulating layer is applied, onto which a second shielding layer 21 can optionally be deposited.
- Layers 19, 21 are only shown in broken lines in FIG. 2. As described, the insulation here is designated as a whole by 20 and is formed by the area shown in dotted lines. Since the coils are wound around the toroid, they are shown broken off in FIG. 2. c ⁇ c ⁇ ro ro P "P 1
- N tr ro L ii P- ⁇ q ⁇ PH 3 ⁇ tr p ⁇ o rr c ⁇ P g ⁇ P rt P- sQ tr rr PVH? « R P- P- ro CL cn ⁇ li li P.
- a first insulating layer is deposited, here too the insulation is denoted overall by 25.
- the lower coil parts 26, 27 of the two coils 28, 29 are then deposited.
- Each coil part 26, 27 consists of a one-piece coil conductor section 30, 31.
- the coil conductor sections are designed as rectangular loops winding inwards, and they can also be helically wound inwards.
- a further insulating layer, which covers the coil parts 26, 27, is then deposited.
- the two coil parts 32, 33 which also each consist of a one-piece conductor section 34, 35 which winds inward like a rectangular loop, are deposited on this in turn.
- the coil parts 26, 27 and 32, 33 lie essentially congruently one above the other.
- connection pads 36, 37 (for the lower coil parts) and 38, 39 (for the upper coil parts) are provided on the outer ends of the coil conductor sections 30, 31 and 34, 35, respectively.
- the inner ends of the individual coil conductor sections are positioned such that the respective ends of the upper and lower coil parts belonging to a coil lie directly one above the other. That is, the inner end of the coil part 26 lies exactly below the inner end of the coil part 33, the same applies to the inner end of the coil part 27 and the coil part 32.
- These inner ends are over, before the deposition of the upper coil parts 32, 33rd Vias formed in the insulating material make contact with one another during the deposition of the upper coil parts 32, 33. In this embodiment, only two vias are required for contacting the coil parts, the vias also being produced here using appropriate etching technology, etc.
- the upper parts of the coil are again covered with an insulating layer, after which magnetic core magnet is again material is applied. It should be noted that the insulation is removed before applying the upper core material to the extent that there is an edge of free “lower” core material exposed. If the upper core is now separated from the material, it automatically contacts the lower core, so that a closed “cage” is formed, from which only the connection pads 36 - 39 are led out.
- FIG. 4 shows a sectional view through a micro transformer 22.
- the two coils 28, 29 are represented by different lines.
- the respective coil parts 26, 27 and 32, 33 are also essentially in one plane.
- the center connection of the respective upper and lower coil parts is also shown, so that a total of two total coils 28, 29 are formed, the upper and lower coil sections of which are wound into one another.
- Such a flat coil transformer can also be easily produced with external dimensions of 2 x 2 mm, and somewhat higher maximum outputs can be achieved with such a transformer.
- the coil resistances In order to minimize the resistive losses, the coil resistances must be kept as low as possible and the quality of the coil, i.e. the ratio L / R, should be as large as possible.
- Magnetic flux losses can be influenced by the geometry of the coil and the core. To increase efficiency the magnetic circuit should be closed as far as possible. For this it is also advantageous to choose a core material with high permeability in order to limit the magnetic flux as far as possible in the core. A high permeability also increases the inductance of the coils.
- Eddy current losses can expediently be minimized by choosing the core material with the lowest possible product of the specific conductivity and permeability, which increases the depth of penetration of the fields.
- the eddy currents may also be by a layer system with ⁇ thin layers isolated from each other by insulating material, suppress the core, as is illustrated with respect to the ring core transformers. 1
- Losses due to magnetostriction and hysteresis depend on the corresponding properties of the core material and are minimized by choosing a material with the smallest possible magnetostriction and coercivity.
- Usable core materials are for example: Ni 80 Fe 2 ⁇ CoZiRe, Co-Nb-Zr, CoFe, Fe-Cr-Ta-N, Fe-Hf-C, Fe (sputtered), VAC Permenorm, VAC Vitrovac, NiZn-ferrite, whereby this list is not exhaustive.
- the advantages of the toroidal transformer are particularly its closed magnetic circuit with magnetization in the core plane and eddy currents outside the core plane. This is very favorable for the magnetic properties of the core, which has an advantageous effect on the losses in the core. In addition, possible eddy currents through thin layers of an insulation material, eg. B. Si0 2 , are suppressed in the core.
- the design of the flat coil transformer is advantageous, in particular it does not require as many vias as the toroidal transformer, , c ⁇ c ⁇ ro ro P> P 1
- Control can be arranged on the same side of the substrate. There must only be galvanic isolation between the control and evaluation electronics and between the coils.
- Microtrafo that can be integrated into an IC housing, is arranged on a substrate (9, 23) made of a semiconductor material and has at least two coils (2,
- each coil consisting of a lower and an upper coil part (5, 6, 26, 27 and 13, 14, 32, 33), which consist of one or more coil conductor sections (6, 7, 15, 16, 30, 31, 34, 35) and which are in contact with one another to form the respective coil (2, 3, 28, 29), the the two upper and the two lower coil parts of the two coils lie essentially in one plane and are arranged such that the resulting coils (2, 3) or the two coil parts (26, 27, 32, 33) themselves are wound into one another.
- Microtrafo according to claim 1 characterized in that a core in the form of a toroidal core (4) is formed with coil sections (5, 6, 13, 14) arranged above and below, the essentially straight conductor sections (7, 8, 15, 16) of each coil part run essentially radially outwards and the conductor sections (7, 8, 15, 16) of the two coil parts are arranged alternately on one plane, and the inner and outer ends of the two coil parts (5, 14, 6, 13) of a coil (2, 3) are connected to one another.
- a top-side shielding layer (21) is provided made of magnetic material.
- Microtrafo according to claim 1 characterized in that the coil parts (26, 27, 32, 33) are designed as flat coils whose one-piece conductor sections (30, 31, 34, 35) wind from the outside inwards, the inner ends of the contact is made with each of the two coil parts (26, 33 and 27, 32) which form a coil (28, 29) and are located one above the other.
- Microtrafo according to claim 9 difge - indicates that the core (24) is closed at least on one side, preferably on several sides. 11. Microtrafo according to one of claims 8 to 10, characterized in that the core has a core section arranged between the coil parts.
- Microtrafo according to one of claims 7 to 11, characterized in that the core (24) against the coils (28, 29) and the coils (28, 29) against each other insulating (25) is provided, in which Insulation (25) and, if appropriate, the vias serving the central core section of the through-connection of the coil parts (26, 27, 32, 33) and positioned according to the position of the inner ends of the conductor sections (30, 31, 34, 35) are provided.
- a circuit arrangement comprising a microtrafo formed on a semiconductor substrate according to one of claims 1 to 13, wherein on the substrate (42) there is further provided a circuit (43) which controls the microtrafo (41) and which is connected to the microtrafo ( 41) is contacted.
- Circuit arrangement according to claim 14 characterized in that a further circuit (48) to be supplied via the microtrafo (41) is formed on a further semiconductor substrate (47) and is galvanically separated from the microtrafo (41), both substrates (42 , 47) are integrated in a common IC housing (50).
Abstract
The invention relates to a microtransformer which can be integrated into an IC housing. Said microtransformer is situated on a substrate consisting of a semiconductor material and comprises two coils with multiple windings and a core which magnetically couples said windings. Each coil consists of a lower coil part and an upper coil part (13, 14) in relation to the substrate, these parts consisting of one or more coil conductor sections (15-16) and being inter-contacted in order to form the respective coil. The two upper coil parts and the two lower coil parts of the two coils lie essentially in one plane and are positioned in such a way that the resulting coils or the two coil parts themselves are wound into each other.
Description
Beschreibungdescription
Mi rotrafoMi rotrafo
Die Erfindung betrifft einen in ein IC-Gehäuse integrierbaren Mirkotrafo, der auf einem Substrat aus einem Halbleitermaterial angeordnet ist und zwei mehrere Windungen aufweisende Spulen und einen die Spulen magnetisch koppelnden -Kern um- fasst.The invention relates to a micro-transformer which can be integrated into an IC housing and which is arranged on a substrate made of a semiconductor material and comprises two coils having a plurality of turns and a core magnetically coupling the coils.
Ein derartiger in ein IC-Gehäuse, das als SMD-Bauteil, beispielsweise auf Leiterplatinen bestückt werden kann, integrierbarer Mikrotrafo kann beispielsweise zur DC-DC-Spannungs- umwandlung oder zur galvanisch getrennten Leistungsübertra- gung an ein Bauteil verwendet werden. Ein solches Bauteil kann in vielen Bereichen der Elektronik stark zu einer weiterführenden Integration und Miniaturisierung beitragen. Mik- rotrafos sind im Stand der Technik in unterschiedlicher Ausführung bekannt. In „A new hybrid technology for planar microtransformer fabrication von 0. Dezuari, S.E. Gilbert, E. Belloy, M.A.M Gijs, -erschienen in Sensors and Actuators A 71 (1998), 198 - 207, ist ein Ringkerntrafo beschrieben, bei dem ein Ringkern aus magnetischem Material von zwei oder mehreren Windungen aufweisenden Spulen umwickelt ist. Diese bei- den Spulen liegen nebeneinander. In dem gezeigten Ausfüh- rungsbeispiel ist die Primärspule um ca. ZΛ des Ringkerns gewickelt, die Sekundärspule belegt das letzte Viertel. Daneben ist aus „Load Characteristics of a Spiral Coil Type Thin Film Microtransfor er" von K. Ya aguchi, E. Sugawara, 0. Nakajima, H. Matsuki und K. Muraka i, erschienen in IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, VOL. 29, NO. 6. November 1993, Seite 3207 - 3209, ein Flachspulentrafo bekannt, bei dem die erste und zweite Spule als jeweils in einer Ebene liegende, sich nach innen windende schneckenförmige Leiterabschnitte ausgebildet sind, die in zwei Ebenen übereinander liegen und voneinander galvanisch getrennt sind, wobei die Spulen ober- und unterseitig von einem Kern aus magnetischem Material umgeben sind.
ω U) t ) P1 P>Such a micro-transformer, which can be integrated into an IC housing and can be fitted as an SMD component, for example on printed circuit boards, can be used, for example, for DC-DC voltage conversion or for the galvanically isolated power transmission to a component. Such a component can greatly contribute to further integration and miniaturization in many areas of electronics. Different designs of microtrafos are known in the prior art. A toroidal transformer is described in “A new hybrid technology for planar microtransformer fabrication by 0. Dezuari, SE Gilbert, E. Belloy, MAM Gijs, -erschienen in Sensors and Actuators A 71 (1998), 198 - 207, in which a toroidal core is wrapped from magnetic material by two or more coils. These two coils lie side by side. In the example shown, the primary coil is wound around Z Λ of the toroid, the secondary coil occupies the last quarter. In addition, "Load Characteristics of a Spiral Coil Type Thin Film Microtransfor er" by K. Ya aguchi, E. Sugawara, 0. Nakajima, H. Matsuki and K. Muraka i, published in IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS, VOL. 29, NO. 6 November 1993, pages 3207-3209, a flat coil transformer is known, in which the first and second coils are each formed as helical conductor sections lying in one plane and winding inwards, which lie one above the other in two planes and are galvanically separated from one another , wherein the coils are surrounded on the top and bottom by a core made of magnetic material. ω U) t) P 1 P>
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sein. In diesem Fall sind die Spulenteile als Flachspulen ausgebildet, deren einstückige Leiterabschnitte sich von außen nach innen winden, wobei die inneren Enden der beiden jeweils eine Spule bildenden, übereinander liegenden Spulentei- le kontaktiert sind. Auch hier sind die Spulenteile wie ausgeführt ineinander gewunden. Im Unterschied zur Ringkernausführung sind hier wesentlich weniger in der auch hier vorgesehenen, den Kern gegen die Spulen und die Spulen gegeneinander isolierenden Isolierung ausgebildete Vias vorgesehen, nämlich insgesamt lediglich zwei, die die inneren Enden der Leiterabschnitte miteinander verbinden. Die Leiterabschnitte selbst können spiralförmig oder als rechteckige Schleifen ausgebildet sein.his. In this case, the coil parts are designed as flat coils, the one-piece conductor sections of which wind from the outside inwards, contact being made with the inner ends of the two coil parts which form a coil and are located one above the other. Here, too, the coil parts are wound into one another as explained. In contrast to the toroidal core design, there are substantially fewer vias in the insulation, which is also provided here and is designed to insulate the core from the coils and the coils from one another, namely only a total of two which connect the inner ends of the conductor sections to one another. The conductor sections themselves can be spiral or rectangular loops.
Der Kern überdeckt die Spulenteile zumindest ober- und unterseitig, gegebenenfalls kann auch ein mittlerer Kernabschnitt vorgesehen sein. Zweckmäßig ist es, wenn der Kern zumindest an einer Seite, vorzugsweise an mehreren Seiten geschlossen ist, um den Magnetkreis weitgehend zu schließen.The core covers the coil parts at least on the upper and lower sides; if necessary, a central core section can also be provided. It is expedient if the core is closed on at least one side, preferably on several sides, in order to largely close the magnetic circuit.
Auch bei der Ausbildung als Flachspulentrafo können so aufgrund der Übereinanderschichtung der Spulenabschnitte Spulen mit wesentlich größerer Windungsanzahl auf sehr kleinem Raum untergebracht werden.Even in the form of a flat coil transformer, coils with a significantly larger number of turns can be accommodated in a very small space due to the stacking of the coil sections.
Bevorzugt werden die Mikrotrafos auf dem Substrat in Dünnfilmtechnik aufgebracht. Als Substrat wird zweckmäßigerweise ein Silizium-Substrat eingesetzt, welches mit bekannten Be- schichtungstechnologien gut bearbeitet werden kann. Erfin- dungsgemäß kann der Mikrotrafo in einem IC-Gehäuse integriert sein. In diesem Fall bildet er alleine ein Bauteil, dass mit anderen auf einer Leiterplatine zusammengesteckt werden kann.The micro-transformers are preferably applied to the substrate using thin-film technology. A silicon substrate, which can be processed well with known coating technologies, is expediently used as the substrate. According to the invention, the microtrafo can be integrated in an IC housing. In this case, it alone forms a component that can be plugged together with others on a circuit board.
Die Erfindung betrifft ferner eine Schaltungsanordnung umfas- send einen auf einem Halbleitersubstrat ausgebildeten Mikrotrafo der vorbeschriebenen Art, wobei auf dem Substrat weiterhin eine der Ansteuerung des Mikrotrafos dienende Schal-
tung vorgesehen ist, die mit dem Mikrotrafo kontaktiert ist. Wird als Substratmaterial Silizium verwendet, ist es mit besonderem Vorteil möglich, auf demselben Substrat auch eine der Ansteuerung dienende Schaltung zu integrieren. Insgesamt ergibt sich eine sehr kleine Baueinheit, die sowohl die Ansteuerung als auch das Versorgungsteil enthält. Natürlich sind auch andere H lbleitermaterialien verwendbar.The invention further relates to a circuit arrangement comprising a microtrafo of the type described above, which is formed on a semiconductor substrate, a switching circuit serving to control the microtraph also being provided on the substrate. device is provided, which is contacted with the micro-transformer. If silicon is used as the substrate material, it is particularly advantageously possible to also integrate a circuit which serves for control purposes on the same substrate. Overall, the result is a very small structural unit that contains both the control and the supply part. Of course, other semiconductor materials can also be used.
Daneben kann auf dem Substrat ferner eine über den Mikrotrafo zu versorgende weitere Schaltung ausgebildet sein, die vom Mikrotrafo galvanisch getrennt ist. Gemäß dieser Erfindungsausgestaltung ist also die vom Mikrotrafo zu versorgende Einheit ebenfalls auf dem Substrat angeordnet, jedoch infolge der leitenden Eigenschaften des Halbleitermaterials galva- nisch vom Mikrotrafo getrennt. Die gesamte Einheit bestehend aus Ansteuerschaltung, Mikrotrafo und zu versorgender Schaltung kann in einem gemeinsamen IC-Gehäuse integriert sein.In addition, a further circuit to be supplied via the microtrafo, which is galvanically isolated from the microtrafo, can also be formed on the substrate. According to this embodiment of the invention, the unit to be supplied by the microtrafo is also arranged on the substrate, but is galvanically separated from the microtrafo due to the conductive properties of the semiconductor material. The entire unit, consisting of the control circuit, the micro-transformer and the circuit to be supplied, can be integrated in a common IC housing.
Alternativ hierzu kann vorgesehen sein, dass die über den Mikrotrafo zu versorgende weitere Schaltung auf einem weiteren Halbleitersubstrat ausgebildet ist, und so vom Mikrotrafo galvanisch getrennt ist, wobei beide Substrate in einem gemeinsamen IC-Gehäuse integriert sind.As an alternative to this, it can be provided that the further circuit to be supplied via the microtrafo is formed on a further semiconductor substrate and is thus galvanically separated from the microtrafo, the two substrates being integrated in a common IC housing.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbei- spielen sowie anhand der Zeichnung. Dabei zeigen:Further advantages, features and details of the invention result from the exemplary embodiments described below and from the drawing. Show:
Fig. 1 eine Prinzipskizze zur Erläuterung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Ringkerntrafos,1 is a schematic diagram to explain the structure of a toroidal transformer according to the invention,
Fig. 2 eine Schnittansicht als Prinzipskizze durch einen Ringkerntrafo gemäß Fig. 1,2 shows a sectional view as a schematic diagram through a toroidal transformer according to FIG. 1,
Fig. 3 eine Prinzipskizze zur Darstellung des Aufbaus eines erfindungsgemäßen Flachspulentrafos,
Fig. 4 eine Schnittansicht als Prinzipskizze durch einen Ringkerntrafo nach Fig. 3,3 is a schematic diagram showing the structure of a flat coil transformer according to the invention, 4 shows a sectional view as a schematic diagram through a toroidal transformer according to FIG. 3,
Fig. 5 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Schal- tungsanordnung einer ersten Ausführungsform, und5 shows a schematic diagram of a circuit arrangement according to the invention of a first embodiment, and
Fig. 6 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung einer zweiten Ausführungsform.Fig. 6 is a schematic diagram of an inventive circuit arrangement of a second embodiment.
Fig. 1 zeigt in Form einer Prinzipskizze den grundsätzlichen Aufbau eines erfindungsgemäßen Mikrotrafos 1 in Form eines Ringkerntrafos, wie er als Schnittansicht in Fig. 2 gezeigt ist. Der Mikrotrafo 1 besteht aus zwei ineinander gewundenen Spulen 2, 3, die einen Ringkern 4 umgeben. Jede Spule 2, 3 besteht aus einem unteren Spulenteil 5, 6, wobei jedes Spulenteil 5, 6 aus im Wesentlichen geradlinigen Spulenleiterab- schnitten 7, 8 besteht. „Im Wesentlichen geradlinig'''' ist insoweit relativ zu verstehen, als bei der Herstellung des Mikrotrafos, der auf dem Substrat 9, bevorzugt bestehend aus Si- lizium, in Dünnfilmtechnik aufgebaut wird, geradlinige und in einer Ebene liegende. Strukturen erzeugt werden können.Fig. 1 shows in the form of a schematic diagram the basic structure of a micro-transformer 1 according to the invention in the form of a toroidal transformer, as shown in section in Fig. 2. The micro transformer 1 consists of two coils 2, 3 which are wound into one another and which surround a toroidal core 4. Each coil 2, 3 consists of a lower coil part 5, 6, each coil part 5, 6 consisting of essentially rectilinear coil conductor sections 7, 8. “Essentially straight-line” is to be understood relatively to the extent that in the manufacture of the micro-transformer, which is built up on the substrate 9, preferably consisting of silicon, using thin-film technology, straight-line and lying in one plane. Structures can be created.
Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, verlaufen die Spulenleiterab- schnitt 7, 8 sternförmig bzw. radial nach außen. Die Spulen- leiterabschnitte 7 und 8, die wie beschrieben, jeweils zu dem unteren Spulenteil der Spule 2 oder der Spule 3 gehören, wechseln einander ab. Wie Fig. 1 zeigt verlaufen die Leiterabschnitte nicht unmittelbar auf den Mittelpunkt M zu, sondern unter einem bestimmten Winkel bezüglich diesem, was er- forderlich ist, um die sich um den Ringkern 4 herumwindende Spulenstruktur zu realisieren. An einem Leiterabschnitt 7 ist ein erstes Anschlusspad 10 für den ersten Anschluss der Spule 2 vorgesehen, entsprechend ist an einem Leiterabschnitt 8 ein erster Anschlusspad 11 für die Spule 3 ausgebildet.As can be seen in FIG. 1, the coil conductor sections 7, 8 run in a star shape or radially outward. The coil conductor sections 7 and 8, which, as described, each belong to the lower coil part of the coil 2 or the coil 3, alternate with one another. As shown in FIG. 1, the conductor sections do not run directly towards the center M, but at a certain angle with respect to this, which is necessary in order to implement the coil structure winding around the toroidal core 4. A first connection pad 10 for the first connection of the coil 2 is provided on a conductor section 7, and a first connection pad 11 for the coil 3 is correspondingly formed on a conductor section 8.
Die beiden in Fig. 1 links gezeigten unteren Spulenteile der Spulen 2, 3 werden mit einer Isolierung, bevorzugt Si02 abge-
cυ cυ t to P> P>The two lower coil parts of the coils 2, 3 shown on the left in FIG. 1 are covered with an insulation, preferably SiO 2 . cυ cυ t to P>P>
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Wie in der rechten Darstellung in Fig. 1 gezeigt ist, sind an zwei Spulenleiterabschnitten 15, 16 der oberen Spulenteile 13, 14 zwei weitere Anschlusspads 17, 18 für die beiden Spulen 2, 3 vorgesehen.As shown in the right-hand illustration in FIG. 1, two further connection pads 17, 18 for the two coils 2, 3 are provided on two coil conductor sections 15, 16 of the upper coil parts 13, 14.
Fig. 2 zeigt in Form einer Prinzipskizze eine Schnittansicht durch den Ringkerntrafo 1. Auf dem Substrat 9 kann optional zunächst eine (hier nur gestrichelt dargestellte) magnetische Abschirmschicht 19 aufgebracht werden, die eine Dicke von ca. 2 - 3 μ aufweist. Anschließend wird eine erste Schicht aus Isoliermaterial abgeschieden, wobei in Fig. 2 insgesamt die Isolierung mit 20 bezeichnet ist, da sich am fertigen Bauteil die einzelnen Isolierungsschichten insoweit nicht mehr unterscheiden lassen. Nach Abscheiden dieser Isolierungsschicht werden die beiden Spulenteile 5, 6 abgeschieden, wobei zwei Spulenleiterabschnitte 7, 8 in Fig. 2 dargestellt sind. Anschließend wird eine weitere Isolierschicht abgeschieden, auf die dann der Kern 4 aus dem magnetischen Material abgeschieden wird. Anschließend wird erneut ein Isoliermaterial aufge- bracht, dass den Kern insgesamt bedeckt. Hiernach werden die Vias 12 ausgebildet, die wie gesagt in das Isoliermaterial hineingeätzt werden. Im nächsten Schritt werden die beiden oberen Spulenteile 13, 14 abgeschieden, von denen im gezeigten Beispiel zwei Spulenleiterabschnitte 15, 16 dargestellt sind. Gleichzeitig wird während dieses Abscheidungsprozesses auch leitfähiges Spulenmaterial in die Vias 12 eingebracht, wodurch die Durchkontaktierung zu den darunter liegenden Leiterabschnitten erzielt wird. Schließlich wird noch eine obere Isolierschicht aufgebracht, auf welche optional eine zweite Abschirmschicht 21 abgeschieden werden kann. Die beiden2 shows, in the form of a schematic diagram, a sectional view through the toroidal transformer 1. Optionally, a magnetic shielding layer 19 (which is only shown in dashed lines here), which has a thickness of about 2-3 μm, can optionally be applied to the substrate 9. Subsequently, a first layer of insulating material is deposited, the insulation being denoted overall by 20 in FIG. 2, since the individual insulation layers on the finished component can no longer be distinguished in this respect. After this insulation layer has been deposited, the two coil parts 5, 6 are deposited, two coil conductor sections 7, 8 being shown in FIG. 2. A further insulating layer is then deposited, onto which the core 4 made of the magnetic material is then deposited. Then an insulating material is applied again that covers the core as a whole. After this, the vias 12 are formed, which, as said, are etched into the insulating material. In the next step, the two upper coil parts 13, 14 are deposited, of which two coil conductor sections 15, 16 are shown in the example shown. At the same time, conductive coil material is also introduced into the vias 12 during this deposition process, as a result of which the plated-through hole to the conductor sections underneath is achieved. Finally, an upper insulating layer is applied, onto which a second shielding layer 21 can optionally be deposited. The two
Schichten 19, 21 sind in Fig. 2 lediglich gestrichelt dargestellt. Wie beschrieben ist die Isolierung hier insgesamt mit 20 bezeichnet und wird von dem gepunktet dargestellten Gebiet gebildet. Da die Spulen um den Ringkern wandernd gewunden sind, sind sie in Fig. 2 jeweils abgebrochen dargestellt.
cυ cυ ro ro P" P1 Layers 19, 21 are only shown in broken lines in FIG. 2. As described, the insulation here is designated as a whole by 20 and is formed by the area shown in dotted lines. Since the coils are wound around the toroid, they are shown broken off in FIG. 2. cυ cυ ro ro P "P 1
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schließend wird eine erste Isolierschicht abgeschieden, wobei auch hier die Isolierung insgesamt mit 25 bezeichnet ist. Nachfolgend werden die unteren Spulenteile 26, 27 der beiden Spulen 28, 29 abgeschieden. Jedes Spulenteil 26, 27 besteht aus einem einstückigen Spulenleiterabschnitt 30, 31. Im gezeigten Beispiel sind die Spulenleiterabschnitte als sich nach innen windende Rechteckschleifen ausgebildet, sie können gleichermaßen auch schneckenförmig nach innen gewunden sein. Anschließend wird eine weitere Isolierlage, die die Spulen- teile 26, 27 abdeckt, abgeschieden. Auf diese wiederum werden die beiden Spulenteile 32, 33 abgeschieden, die ebenfalls aus jeweils einem einstückigen, sich rechteckschleifenartig nach innen windenden Leiterabschnitt 34, 35 bestehen. Auch hier liegen wie bei der Ausführungsform des Mikrotrafos 1 die Spu- lenteile 26, 27 und 32, 33 im Wesentlichen deckungsgleich übereinander .finally, a first insulating layer is deposited, here too the insulation is denoted overall by 25. The lower coil parts 26, 27 of the two coils 28, 29 are then deposited. Each coil part 26, 27 consists of a one-piece coil conductor section 30, 31. In the example shown, the coil conductor sections are designed as rectangular loops winding inwards, and they can also be helically wound inwards. A further insulating layer, which covers the coil parts 26, 27, is then deposited. The two coil parts 32, 33, which also each consist of a one-piece conductor section 34, 35 which winds inward like a rectangular loop, are deposited on this in turn. Here too, as in the embodiment of the micro-transformer 1, the coil parts 26, 27 and 32, 33 lie essentially congruently one above the other.
Wie in Fig. 3 gezeigt sind an den äußeren Enden der Spulenleiterabschnitte 30, 31 bzw. 34, 35 entsprechende Anschluss- pads 36, 37 (für die unteren Spulenteile) bzw. 38, 39 (für die oberen Spulenteile) vorgesehen. Die inneren Ende der einzelnen Spulenleiterabschnitte sind derart positioniert, dass die jeweiligen Enden der zu einer Spule gehörenden oberen und unteren Spulenteile direkt übereinander liegen. D. h., das innere Ende des Spulenteils 26 liegt genau unter dem inneren Ende des Spulenteils 33, entsprechendes gilt für das innere Ende des Spulenteils 27 und des Spulenteils 32. Diese inneren Enden werden über, vor der Abscheidung der oberen Spulenteile 32, 33 im Isoliermaterial ausgebildete Vias miteinander, wäh- rend der Abscheidung der oberen Spulenteile 32, 33 kontaktiert. Bei dieser Ausführung sind lediglich zwei Vias für die Kontaktierung der Spulenteile erforderlich, wobei die Vias auch hier mit entsprechender Ätztechnologie etc. hergestellt werden.As shown in FIG. 3, corresponding connection pads 36, 37 (for the lower coil parts) and 38, 39 (for the upper coil parts) are provided on the outer ends of the coil conductor sections 30, 31 and 34, 35, respectively. The inner ends of the individual coil conductor sections are positioned such that the respective ends of the upper and lower coil parts belonging to a coil lie directly one above the other. That is, the inner end of the coil part 26 lies exactly below the inner end of the coil part 33, the same applies to the inner end of the coil part 27 and the coil part 32. These inner ends are over, before the deposition of the upper coil parts 32, 33rd Vias formed in the insulating material make contact with one another during the deposition of the upper coil parts 32, 33. In this embodiment, only two vias are required for contacting the coil parts, the vias also being produced here using appropriate etching technology, etc.
Anschließend werden die oberen Spulenteile wiederum mit einer Isolierschicht abgedeckt, wonach erneut magnetisches Kernma-
terial aufgebracht wird. Dabei ist festzuhalten, dass die I- solierung vor dem Aufbringen des oberen Kernmaterials insoweit randseitig entfernt wird, dass dort ein Rand aus freiem „unteren* Kernmaterial frei liegt. Wird nun das obere Kern a- terial abgeschieden, so kontaktiert dieses automatisch das untere, so dass sich insgesamt ein geschlossener „Käfig* bildet, aus dem lediglich die Anschlusspads 36 - 39 herausgeführt sind.Then the upper parts of the coil are again covered with an insulating layer, after which magnetic core magnet is again material is applied. It should be noted that the insulation is removed before applying the upper core material to the extent that there is an edge of free “lower” core material exposed. If the upper core is now separated from the material, it automatically contacts the lower core, so that a closed “cage” is formed, from which only the connection pads 36 - 39 are led out.
Fig. 4 zeigt schließlich eine Schnittansicht durch einen Mikrotrafo 22. Die beiden Spulen 28, 29 sind durch unterschiedliche Strichelung dargestellt. Ersichtlich liegen hier die jeweiligen Spulenteile 26, 27 und 32, 33 ebenfalls im Wesentlichen in einer Ebene. Gezeigt ist ferner die mittige Verbin- düng der jeweiligen oberen und unteren Spulenteile, so dass insgesamt zwei Gesamtspulen 28, 29 gebildet werden, deren obere und untere Spulenabschnitte ineinander gewunden sind. Auch ein solcher Flachspulentrafo kann problemlos mit Außenabmessungen von 2 x 2 mm hergestellt werden, wobei mit einem derartigen Trafo etwas höhere maximale Leistungen erzielt werden können.Finally, FIG. 4 shows a sectional view through a micro transformer 22. The two coils 28, 29 are represented by different lines. As can be seen, the respective coil parts 26, 27 and 32, 33 are also essentially in one plane. The center connection of the respective upper and lower coil parts is also shown, so that a total of two total coils 28, 29 are formed, the upper and lower coil sections of which are wound into one another. Such a flat coil transformer can also be easily produced with external dimensions of 2 x 2 mm, and somewhat higher maximum outputs can be achieved with such a transformer.
Ein wichtiger Aspekt bei derartigen MikroStrukturen sind die Verluste, die bei der Leistungsübertragung auftreten. Bei den erfindungsgemäßen Mikrotrafos gibt es vier Verlustarten, die hier relevant sind:An important aspect with such microstructures is the loss that occurs during power transmission. There are four types of loss in the micro-transformers according to the invention which are relevant here:
- resistive Verluste durch die Leiterbahnwiderstände- resistive losses due to the conductor resistance
- magnetische Flussverluste - Wirbelstromverluste- magnetic flux losses - eddy current losses
- Verluste durch Magnetostriktion und Hysterese- Magnetostriction and hysteresis losses
Um die resistiven Verluste zu minimieren müssen die Spulenwiderstände möglichst klein gehalten werden und die Güte der Spule, also das Verhältnis L/R sollte möglichst groß sein.In order to minimize the resistive losses, the coil resistances must be kept as low as possible and the quality of the coil, i.e. the ratio L / R, should be as large as possible.
Magnetische Flussverluste lassen sich durch die Geometrie der Spule und des Kerns beeinflussen. Um die Effizienz zu erhöhen
sollte der Magnetkreis möglichst geschlossen sein. Hierfür ist es auch von Vorteil ein Kernmaterial mit hoher Permeabilität zu wählen, um den Magnetfluss möglichst weit im Kern einzugrenzen. Eine hohe Permeabilität erhöht gleichzeitig die Induktivität der Spulen.Magnetic flux losses can be influenced by the geometry of the coil and the core. To increase efficiency the magnetic circuit should be closed as far as possible. For this it is also advantageous to choose a core material with high permeability in order to limit the magnetic flux as far as possible in the core. A high permeability also increases the inductance of the coils.
Wirbelstromverluste können zweckmäßigerweise durch die Wahl des Kernmaterials mit einem möglichst niedrigen Produkt der spezifischen Leitfähigkeit und der Permeabilität minimiert werden, wodurch sich die Eindringtiefe der Felder erhöht.Eddy current losses can expediently be minimized by choosing the core material with the lowest possible product of the specific conductivity and permeability, which increases the depth of penetration of the fields.
Falls diese Eindringtiefe zu klein wird, lassen sich die Wirbelströme auch eventuell durch ein Schichtsystem mit dünnen ■ Schichten, gegeneinander isoliert durch Isolationsmaterial, im Kern unterdrücken, wie dies bezüglich des Ringkerntrafos 1 dargestellt ist.If this penetration depth is too small, the eddy currents may also be by a layer system with ■ thin layers isolated from each other by insulating material, suppress the core, as is illustrated with respect to the ring core transformers. 1
Verluste durch Magnetostriktion und Hysterese sind abhängig von den entsprechenden Eigenschaften des Kernmaterials und werden durch die Wahl eines Materials mit möglichst kleiner Magnetostriktion und Koerzitivität minimiert.Losses due to magnetostriction and hysteresis depend on the corresponding properties of the core material and are minimized by choosing a material with the smallest possible magnetostriction and coercivity.
Verwendbare Kernmaterialien sind beispielsweise: Ni80Fe2θΛ CoZiRe, Co-Nb-Zr, CoFe, Fe-Cr-Ta-N, Fe-Hf-C, Fe (gesputtert) ,VAC Permenorm, VAC Vitrovac, NiZn-ferrite, wobei diese Aufstellung nicht abschließend ist.Usable core materials are for example: Ni 80 Fe 2 θΛ CoZiRe, Co-Nb-Zr, CoFe, Fe-Cr-Ta-N, Fe-Hf-C, Fe (sputtered), VAC Permenorm, VAC Vitrovac, NiZn-ferrite, whereby this list is not exhaustive.
Die Vorteile des Ringkerntrafos liegen insbesondere in seinem geschlossenen Magnetkreis mit einer Magnetisierung in der Kernebene und Wirbelströmen außerhalb der Kernebene. Dies ist sehr günstig für die magnetischen Eigenschaften des Kerns, was sich vorteilhaft auf die Verluste im Kern auswirkt. Außerdem können bei dieser Trafoausführung eventuelle Wirbelströme durch dünne Schichten eines Isolationsmaterials, z. B. Si02, im Kern unterdrückt werden.The advantages of the toroidal transformer are particularly its closed magnetic circuit with magnetization in the core plane and eddy currents outside the core plane. This is very favorable for the magnetic properties of the core, which has an advantageous effect on the losses in the core. In addition, possible eddy currents through thin layers of an insulation material, eg. B. Si0 2 , are suppressed in the core.
Vom Aufbau her ist der Flachspulentrafo vorteilhaft, er benötigt insbesondere nicht so viele Vias wie der Ringkerntrafo,
, cυ cυ ro ro P> P1 The design of the flat coil transformer is advantageous, in particular it does not require as many vias as the toroidal transformer, , cυ cυ ro ro P> P 1
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Ansteuerung auf der gleichen Seite des Substrats angeordnet sein. Eine galvanische Trennung muss nur zwischen Ansteue- rungs- und Auswertungselektronik, sowie zwischen den Spulen vorliegen.
Control can be arranged on the same side of the substrate. There must only be galvanic isolation between the control and evaluation electronics and between the coils.
Patentansprücheclaims
1. In ein IC-Gehäuse integrierbarer Mikrotrafo, der auf einem Substrat (9, 23) aus einem Halbleitermaterial angeordnet ist und mindestens zwei mehrere Windungen aufweisende Spulen (2,1. Microtrafo that can be integrated into an IC housing, is arranged on a substrate (9, 23) made of a semiconductor material and has at least two coils (2,
3, 28, 29) und einen die Spulen magnetisch koppelnden Kern (4, 24) umfasst, wobei jede Spule aus einem bezogen auf das Substrat unteren und einem oberen Spulenteil (5, 6, 26, 27 bzw. 13, 14, 32, 33) besteht, die aus einem oder mehreren Spulenleiterabschnitten (6, 7, 15, 16, 30, 31, 34, 35) bestehen und die zur Bildung der jeweiligen Spule (2, 3, 28, 29) miteinander kontaktiert sind, wobei die beiden oberen und die beiden unteren Spulenteile der beiden Spulen im Wesentlichen in einer Ebene liegen und derart angeordnet sind, dass die resultierenden Spulen (2, 3) oder die beiden Spulenteile (26, 27, 32, 33) selbst ineinander gewunden sind.3, 28, 29) and a core (4, 24) magnetically coupling the coils, each coil consisting of a lower and an upper coil part (5, 6, 26, 27 and 13, 14, 32, 33), which consist of one or more coil conductor sections (6, 7, 15, 16, 30, 31, 34, 35) and which are in contact with one another to form the respective coil (2, 3, 28, 29), the the two upper and the two lower coil parts of the two coils lie essentially in one plane and are arranged such that the resulting coils (2, 3) or the two coil parts (26, 27, 32, 33) themselves are wound into one another.
2. Mikrotrafo 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 ein Kern in Form eines Ringkerns (4) mit unterhalb und oberhalb angeordneten Spulenabschnitten (5, 6, 13, 14) ausgebildet ist, wobei die im Wesentlichen geradlinigen Leiterabschnitte (7, 8, 15, 16) eines jeden Spulenteils im Wesentlichen radial nach außen laufen und die Leiterabschnitte (7, 8, 15, 16) der beiden Spulentei- le einer Ebene einander abwechselnd angeordnet sind, und wobei die inneren und äußeren Enden der beiden übereinander liegenden Spulenteile (5, 14, 6, 13) einer Spule (2, 3) miteinander verbunden sind.2. Microtrafo according to claim 1, characterized in that a core in the form of a toroidal core (4) is formed with coil sections (5, 6, 13, 14) arranged above and below, the essentially straight conductor sections (7, 8, 15, 16) of each coil part run essentially radially outwards and the conductor sections (7, 8, 15, 16) of the two coil parts are arranged alternately on one plane, and the inner and outer ends of the two coil parts (5, 14, 6, 13) of a coil (2, 3) are connected to one another.
3. Mikrotrafo nach Anspruch 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Ringkern (4) aus mehreren gegeneinander isolierten Schichten besteht.3. Microtrafo according to claim 2, so that the toroidal core (4) consists of several layers insulated from one another.
4. Mikrotrafo nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine den Ringkern (4) gegen die Spulen (2, 3) und die Spulen (2, 3) gegeneinander isolierende Isolierung (20) vorgesehen ist, in welcher der
Durchkontaktierung der Spulenteile (5, 6, 13, 14) dienende und entsprechend der Lage der unteren und oberen Enden der Leiterabschnitte (7, 8, 15, 16) positionierte Vias (12) vorgesehen sind.4. Microtrafo according to claim 2 or 3, characterized in that one the annular core (4) against the coils (2, 3) and the coils (2, 3) against each other insulating (20) is provided, in which the Through-contacting of the coil parts (5, 6, 13, 14) serving and positioned according to the position of the lower and upper ends of the conductor sections (7, 8, 15, 16) are provided.
5. Mikrotrafo nach einem der Ansprüche 2 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine auf dem Substrat (9) vorgesehene Abschirmschicht (19) aus magnetischem Material vorgesehen ist.5. Microtrafo according to one of claims 2 to 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that a shielding layer (19) provided on the substrate (9) is provided made of magnetic material.
6. Mikrotrafo nach einem der Ansprüche 2 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine oberseitige Abschirmschicht (21) aus magnetischem Material vorgesehen ist.6. Microtrafo according to one of claims 2 to 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that a top-side shielding layer (21) is provided made of magnetic material.
7. Mikrotrafo 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 die Spulenteile (26, 27, 32, 33) als Flachspulen ausgebildet sind, deren einstϋckige Leiterabschnitte (30, 31, 34, 35) sich von außen nach innen winden, wobei die inneren Enden der beiden jeweils eine Spule (28, 29) bildenden, übereinander liegenden Spulenteile (26, 33 bzw. 27, 32) kontaktiert sind.7. Microtrafo according to claim 1, characterized in that the coil parts (26, 27, 32, 33) are designed as flat coils whose one-piece conductor sections (30, 31, 34, 35) wind from the outside inwards, the inner ends of the contact is made with each of the two coil parts (26, 33 and 27, 32) which form a coil (28, 29) and are located one above the other.
8. Mikrotrafo nach Anspruch 7, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , dass sich die Leiterabschnitte8. Microtrafo according to claim 7, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t that the conductor sections
(30, 31, 34, 35) spiralförmig nach innen winden, oder als im Wesentlichen rechteckige Schleifen ausgebildet sind.(30, 31, 34, 35) spiral inwards, or are designed as essentially rectangular loops.
9. Mikrotrafo nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kern (24) die Spulenteile (26, 27, 32, 33) zumindest ober- und unterseitig ü- berdeckt .9. Microtrafo according to claim 7 or 8, so that the core (24) covers the coil parts (26, 27, 32, 33) at least on the top and bottom.
10. Mikrotrafo nach Anspruch 9, d a d u r c h g e - k e n n z e i c h n e t , dass der Kern (24) zumindest an einer Seite, vorzugsweise an mehreren Seiten geschlossen ist.
11. Mikrotrafo nach einem der Ansprüche 8 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Kern einen zwischen den Spulenteilen angeordneten Kernabschnitt aufweist .10. Microtrafo according to claim 9, dadurchge - indicates that the core (24) is closed at least on one side, preferably on several sides. 11. Microtrafo according to one of claims 8 to 10, characterized in that the core has a core section arranged between the coil parts.
12. Mikrotrafo nach einem der Ansprüche 7 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine den Kern (24) gegen die Spulen (28, 29) und die Spulen (28, 29) gegeneinander isolierende Isolierung (25) vorgesehen ist, wo- bei in der Isolierung (25) und gegebenenfalls dem mittleren Kernabschnitt der Durchkontaktierung der Spulenteile (26, 27, 32, 33) dienende und entsprechend der Lage der inneren Enden der Leiterabschnitte (30, 31, 34, 35) positionierte Vias vorgesehen sind.12. Microtrafo according to one of claims 7 to 11, characterized in that the core (24) against the coils (28, 29) and the coils (28, 29) against each other insulating (25) is provided, in which Insulation (25) and, if appropriate, the vias serving the central core section of the through-connection of the coil parts (26, 27, 32, 33) and positioned according to the position of the inner ends of the conductor sections (30, 31, 34, 35) are provided.
13. Mikrotrafo nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Substrat (9, 23) ein Silizium-Substrat ist.13. Microtrafo according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the substrate (9, 23) is a silicon substrate.
14. Mikrotrafo nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass er in ein IC-Gehäuse integriert ist.14. Microtrafo according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that it is integrated in an IC housing.
15. Schaltungsanordnung, umfassend einen auf einem Halblei- tersubstrat ausgebildeten Mikrotrafo nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei auf dem Substrat (42) weiterhin eine der Ansteuerung des Mikrotrafos (41) dienende Schaltung (43) vorgesehen ist, die mit dem Mikrotrafo (41) kontaktiert ist.15. A circuit arrangement comprising a microtrafo formed on a semiconductor substrate according to one of claims 1 to 13, wherein on the substrate (42) there is further provided a circuit (43) which controls the microtrafo (41) and which is connected to the microtrafo ( 41) is contacted.
16. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass auf dem Substrat ferner eine über den Mikrotrafo zu versorgende weitere Schaltung ausgebildet ist, die vom Mikrotrafo galvanisch getrennt ist.16. The circuit arrangement as claimed in claim 14, so that a further circuit to be supplied via the microtrafo, which is galvanically separated from the microtrafo, is also formed on the substrate.
17. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14 oder 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie in einem IC-Gehäuse (44) integriert ist.
18. Schaltungsanordnung nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , - dass auf einem weiteren Halbleitersubstrat (47) eine über den Mikrotrafo (41) zu versorgende weitere Schaltung (48) ausgebildet ist, die vom Mikrotrafo (41) galvanisch getrennt ist, wobei beide Substrate (42, 47) in einem gemeinsamen IC-Gehäuse (50) integriert sind.
17. Circuit arrangement according to claim 14 or 15, characterized in that it is integrated in an IC housing (44). 18. Circuit arrangement according to claim 14, characterized in that a further circuit (48) to be supplied via the microtrafo (41) is formed on a further semiconductor substrate (47) and is galvanically separated from the microtrafo (41), both substrates (42 , 47) are integrated in a common IC housing (50).
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121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application | ||
DFPE | Request for preliminary examination filed prior to expiration of 19th month from priority date (pct application filed before 20040101) | ||
122 | Ep: pct application non-entry in european phase | ||
NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: JP |