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Title:
ELECTRONIC COMPONENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2008/128912
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is an electronic component, in particular a planar transformer or a planar inductor, having at least one core and at least one main circuit board equipped with electronic components. According to the invention, at least one secondary circuit board is assigned to the main circuit board, wherein the main circuit board and the secondary circuit board are provided with coils designed as conductor paths arranged in the area of the core.

Inventors:
GRABNER MARTIN (DE)
SIESSEGGER BERNHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP2008/054468
Publication Date:
October 30, 2008
Filing Date:
April 14, 2008
Export Citation:
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Assignee:
OSRAM GMBH (DE)
GRABNER MARTIN (DE)
SIESSEGGER BERNHARD (DE)
International Classes:
H01F17/00; H01F27/28
Domestic Patent References:
WO1999003117A11999-01-21
Foreign References:
US20040032313A12004-02-19
EP1168387A22002-01-02
US20040070480A12004-04-15
US4873757A1989-10-17
US6771142B12004-08-03
DE10217580A12003-11-06
GB772528A1957-04-17
US6549112B12003-04-15
US3385999A1968-05-28
EP1635619A22006-03-15
Attorney, Agent or Firm:
OSRAM GESELLSCHAFT MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG (München, DE)
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Claims:

Ansprüche

1. Elektronisches Bauelement, insbesondere PIa- nartransformator (1) oder Planarinduktivität, mit zumin- dest einem Kern (2), und mindestens einer mit elektronischen Bauelementen bestückten Hauptleiterplatte (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Hauptleiterplatte (4) zumindest eine Sekundärleiterplatte (6) zugeordnet ist, wobei die Hauptleiterplatte (4) und die Sekundärleiterplatte (6, 6a, 6b, 6c) mit als Leiterbahnen ausgeführten Windungen versehen und im Bereich des Kerns (2) angeordnet sind.

2. Elektronisches Bauelement nach Anspruch 1, wobei der Kern (2) ein Oberteil (8) aufweist, das mit einem Unterteil (10) einen die Hauptleiterplatte (4) und die zumin- dest eine Sekundärleiterplatte (6, 6a, 6b, 6c) zumindest abschnittsweise aufnehmenden Zwischenraum (12) ausbildet.

3. Elektronisches Bauelement nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Hauptleiterplatte (4) und/oder die zumindest eine Sekundärleiterplatte (6, 6a, 6b, 6c) als zweilagige Leiterplatten ausgebildet sind.

4. Elektronisches Bauelement nach Anspruch 3, wobei die Hauptleiterplatte (4) als Multilayer-Leiterplatte ausgebildet ist.

5. Elektronisches Bauelement nach Anspruch 3 oder 4, wobei eine Vielzahl zweilagiger mit einer Isolierung versehene Sekundärleiterplatten (6, 6a, 6b, 6c) einen Stapel zur Bestückung auf der Hauptleiterplatte (4) bilden.

6. Elektronisches Bauelement nach Anspruch 5, wobei die Isolierung eine nichtleitende Lackschicht und/oder ein I- solierpapier und/oder eine Isolierfolie (20) aufweist.

7. Elektronisches Bauelement nach Anspruch 6, wobei die Isolierfolie (20) beidseitig eine Klebefläche zur mechanischen Fixierung der Sekundärleiterplatten (6, 6a, 6b, 6c) untereinander und/oder auf der Hauptleiterplatte (4) hat.

8. Elektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sekundärleiterplatten (6, 6a, 6b, 6c) dünner als die Hauptleiterplatte (4) ausgebildet sind.

9. Elektronisches Bauelement nach einem der vorherge- henden Ansprüche, wobei die Sekundärleiterplatte (6, 6a,

6b, 6c) zumindest ein Lötpad (24) zur Verlötung auf der Hauptleiterplatte (4) und/oder auf zusätzlichen Sekundärleiterplatten (6, 6a, 6b, 6c) aufweist.

10. Elektronisches Bauelement nach einem der vorherge- henden Ansprüche, wobei die Sekundärleiterplatte (6, 6a,

6b, 6c) mittels eingelöteten Drahtstiften (18) mit der Hauptleiterplatte (4) verbunden ist.

11. Elektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sekundärleiterplatten (6, 6a, 6b, 6c) mittels der eingelöteten Drahtstifte (18) untereinander verbunden sind.

12. Elektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sekundärleiterplatte (6, 6a, 6b, 6c) mittels einer Bondverbindung mit der Hauptleiter- platte (4) verbunden ist.

13. Elektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sekundärleiterplatten (6, 6a, 6b, 6c) mittels der Bondverbindung (18) untereinander verbunden sind.

14. Elektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sekundärleiterplatte (6, 6a, 6b, 6c) mittels einer Nietverbindung (32) mit der Hauptleiterplatte (4) verbunden ist.

15. Elektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sekundärleiterplatten (6, 6a, 6b, 6c) mittels der Nietverbindung (32) untereinander verbunden sind.

16. Elektronisches Bauelement nach einem der vorherge- henden Ansprüche, wobei die Sekundärleiterplatten (6, 6a,

6b) unterschiedlich große Flächen zur etwa pyramidenförmigen Anordnung der Sekundärleiterplatten (6, 6a, 6b) aufweisen .

17. Elektronisches Bauelement nach einem der vorherge- henden Ansprüche, wobei die mit den höheren Strömen belasteten Wicklungen auf der Hauptleiterplatte (4) angeordnet sind.

18. Elektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Wicklungen, die eine besonders ge- ringe Streuinduktivität aufweisen sollten, insbesondere die Primärwicklung eines Sperrwandler- oder Flusswandler- Transformators, auf der Hauptleiterplatte (4) angeordnet sind.

19. Elektronisches Bauelement nach einem der vorherge- henden Ansprüche, wobei die Hauptleiterplatte (4) zur Erreichung unterschiedlicher Schaltungen mit unterschiedlichen Sekundärleiterplatten (6, 6a, 6b, 6c) bestückbar ist.

20. Elektronisches Bauelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Planartransformator (1) für Fahrzeugtechnik-Anwendungen, insbesondere für elektroni-

sche Vorschaltgeräte zum Betrieb von Hochdruckentladungslampen, eingesetzt ist.

21. Elektronisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei die Wicklung der Induktivität aus Teil- Wicklungen der Hauptleiterplatte (4) und der Sekundärleiterplatte (6, 6a, 6b, 6c) gebildet ist.

Description:

Beschreibung

Elektronisches Bauelement

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein elektronisches Bauelement, insbesondere einen Planartransformator oder eine Planarin- duktivität, mit zumindest einem Kern und mindestens einer mit elektronischen Bauelementen bestückten Hauptleiterplatte .

Stand der Technik Das erfindungsgemäße elektronische Bauelement kann beispielsweise als Planartransformator oder Planarindukti- vität ausgebildet sein. Durch die Forderung nach immer kleineren und kompakteren elektronischen Geräten gewinnen Planartransformatoren im Bereich der Stromversorgungen a- ber auch bei der Signalübertragung an Bedeutung. Planartransformatoren weisen wie herkömmliche Transformatoren eine Primärwicklung und zumindest eine Senkundärwicklung auf, die durch einen Kern, beispielsweise einen Ferritkern, der aus einem Ober- und einem Unterteil besteht, in- duktiv gekoppelt sind. Primär- und Sekundärwicklung sind dabei gegeneinander isoliert in dem Transformator angeordnet. Gegenüber herkömmlichen Transformatoren sind die Wicklungen bei Planartransformatoren als entsprechend geformte Leiterbahnen planar auf der Leiterplatte (Leiter- platine) angeordnet. Planartransformatoren zeichnen sich durch eine hohe Leistungsdichte bei sehr gutem Wirkungsgrad aus. Der übertragbare Leistungsbereich umfasst dabei wenige Watt bis zu mehreren Kilowatt. Nachteilig bei derartigen Planartransformatoren, insbesondere mit großem ü- bersetzungsverhältnis, vielen Wicklungen, hoher Spannungs-

oder Strombelastung und daher großen Abstände zwischen den Windungen einer Wicklung oder breiten Leiterbahnen ist, dass aufwändige und daher teure Multilayer-Leiterplatten erforderlich sind, da nur diese die notwendige effektive Leiterplattenfläche in dem vom Transformator eingeschlossenen Bereich aufweisen.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elektronisches Bauelement zu schaffen, das gegenüber herkömmli- chen Lösungen eine kostengünstige und variable Aufbautechnik bei geringem Bauraumbedarf ermöglicht.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein elektronisches Bauelement, insbesondere einen Planartransformator oder eine Planarinduktivität, mit zumindest einem Kern und min- destens einer mit elektronischen Bauelementen bestückten Hauptleiterplatte, wobei der Hauptleiterplatte zumindest eine Sekundärleiterplatte zugeordnet und die Hauptleiterplatte und die Sekundärleiterplatte mit als Leiterbahnen ausgeführten Windungen bzw. Wicklungen versehen und im Be- reich des Kerns angeordnet sind. Die einzelnen Windungen, welche in der Hauptleiterplatte und der zumindest einen Sekundärleiterplatte untergebracht sind, bilden die Wicklungen des Transformators. Besonders vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen be- schrieben.

Bei der erfindungsgemäßen Lösung werden in den freien Querschnitt des Kerns mehrere Leiterplatten eingelegt, wobei eine davon die Hauptleiterplatte ist. Anstelle einer einzigen, beispielsweise vierlagigen Multilayer- Leiterplatte zwischen den beiden Kernhälften wird beispielsweise eine zweilagige Hauptleiterplatte verwendet, auf der eine weitere zweilagige Sekundärleiterplatte angeordnet ist. Dadurch kann auf die Verwendung von kostenin-

tensiven, viellagigen Multilayer-Leiterplatten verzichtet werden. Zur Verringerung der Herstellungskosten eines PIa- nartransformators ist es aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt, lediglich eine bezüglich der Hauptleiter- platte kleine, als Multilayer-Leiterplatte ausgebildete Sekundärleiterplatte in den Ferritkern einzulegen, die mit diesem den planaren Transformator bildet. Der Planartrans- formator bestehend aus in den Kern eingelegter Multilayer- Leiterplatte wird anschließend wie ein konventionelles e- lektrisches Bauelement auf der Hauptleiterplatte bestückt. Die als Träger für die Komponenten der Schaltung dienende Hauptleiterplatte kann kostengünstig, beispielsweise als zweilagige Leiterplatte, ausgeführt werden. Nachteilig bei diesen herkömmlichen Planartransformatoren ist, dass diese eine große Gesamtbauhöhe aufweisen und ein hoher Bestückungsaufwand erforderlich ist. Gegenüber dem Stand der Technik wird erfindungsgemäß ein kompakter Aufbau des planaren elektronischen Bauelements bei verringertem Bauraumbedarf erreicht, da die Hauptleiterplatte und die zumin- dest eine Sekundärleiterplatte abschnittsweise innerhalb des Kerns angeordnet sind. Die Hauptleiterplatte ist zur Erreichung unterschiedlicher Schaltungen mit unterschiedlichen Sekundärleiterplatten bestückbar, so dass unterschiedliche Varianten einer Schaltung ohne änderung der Hauptleiterplatte realisiert werden können. Dabei wird von einer einzigen Hauptleiterplatte ausgegangen, die jedoch mit unterschiedlichen Sekundärleiterplatten bestückt wird. Die für die unterschiedlichen Varianten verwendeten Sekundärleiterplatten können sich je nach Variante nicht nur in ihrer Ausführung sondern auch in ihrer Anzahl unterscheiden. Dadurch können beispielsweise in der Licht- bzw. Lampentechnik unterschiedliche elektronische Vorschaltgeräte (EVGs) basierend auf dem gleichen Schaltungskonzept für unterschiedliche Lampentypen kostengünstig hergestellt

-A- werden. Ein Beispiel sind die elektronischen Vorschaltge- räte für Hg-haltige und Hg-freie Entladungslampen in der Kraftfahrzeugtechnik.

Der Kern hat vorzugsweise ein Oberteil, das mit einem Unterteil einen die Hauptleiterplatte und die Sekundärleiterplatte zumindest abschnittsweise aufnehmenden Zwischenraum ausbildet. Als Kern findet vorzugsweise ein Ferritkern Verwendung.

Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn die Hauptleiterplatte und/oder die Sekundärleiterplatte als zweilagige Leiterplatten ausgebildet sind, da diese besonders kostengünstig herstellbar sind.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung, bildet eine Vielzahl mit einer Isolierung versehene Sekundärleiterplatten einen Stapel zur Bestückung auf der Hauptleiterplatte. Die Isolierung kann vorzugsweise eine nichtleitende Lackschicht, ein Isolierpapier und/oder eine Isolierfolie aufweisen.

Bei Verwendung einer Isolierfolie als Isolierung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn beidseitig der Isolierfolie eine Klebefläche zur mechanischen Fixierung der Sekundärleiterplatten untereinander und/oder auf der Hauptleiterplatte vorgesehen wird. Die mechanische Fixierung der Leiterplatten untereinander erleichtert insbeson- dere die Montage.

Die Verbindung der Leiterplatten untereinander erfolgt bei einer fertigungstechnisch einfachen Ausführungsform der Erfindung durch Löten. Vorzugsweise hat die Sekundärleiterplatte zumindest einen Lötpad zur Verlötung auf der Hauptleiterplatte und/oder zur Verlötung auf anderen Sekundärleiterplatten. Besonders vorteilhaft ist eine Verbindung, bei der die Sekundärleiterplatte auf der Unter-

seite Lötpads besitzt und über diese bei einem SMD- Lötprozess wie alle anderen elektronischen Bauelemente auf die Oberseite der Hauptleiterplatte bestückt und anschließend gelötet werden kann. Werden mehrere zusätzliche Lei- terplatten auf einer Seite der Hauptleiterplatte angeordnet, so ist deren Verbindung untereinander ebenfalls durch jeweils auf der Ober- und Unterseite befindliche Lötpads möglich. An diesen Stellen ist die Isolierung der einzelnen Leiterplatten gegeneinander unterbrochen.

Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die zumindest eine Sekundärleiterplatte mittels eingelöteten Drahtstiften, einer Nietverbindung oder einer Bondverbindung mit der Hauptleiterplatte und/oder einer weiteren Sekundärleiterplatte verbunden.

Die mit den höheren Strömen belasteten Wicklungen sind vorzugsweise auf der Hauptleiterplatte angeordnet, so dass der hohe Strom nicht über die Verbindungselemente/-stellen zwischen Hauptleiterplatte und den Sekundärleiterplatten geführt ist. Vorzugsweise ist die Primärwicklung (Ein- gangswicklung) auf der Hauptleiterplatte und die Sekundärwicklung (Ausgangswicklung) auf der zumindest einen Sekundärleiterplatte ausgebildet, sofern die Sekundärspannung größer als die Primärspannung ist.

Wicklungen, die eine besonders geringe Streuinduktivi- tat aufweisen sollten, insbesondere die Primärwicklung eines Sperrwandler- oder Flusswandler-Transformators, sind bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung auf der Hauptleiterplatte angeordnet.

Der Planartransformator ist aufgrund der besonders kompakten Bauweise insbesondere für Fahrzeugtechnik- Anwendungen, beispielsweise für elektronische Vorschaltge- räte von Hochdruckentladungslampen geeignet.

Die erfindungsgemäße Lösung ist auch für planare Induktivitäten anwendbar. Bei dieser Variante wird die Wicklung der Induktivität vorzugsweise aus Teilwicklungen der Hauptleiterplatte und der zumindest einen Sekundärleiter- platte gebildet. Das heißt, die Wicklung der Induktivität ist auf mehrere Leiterplatten aufgeteilt, wobei die Hauptleiterplatte mit verwendet wird.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachstehend wird die Erfindung anhand bevorzugter Aus- führungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt eines Planartransformators gemäß eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels;

Figur Ia einen Längsschnitt eines Planartransformators mit mehreren Sekundärleiterplatten;

Figur 2 eine Draufsicht einer Kernhälfte aus Figur 1 oder Figur 2;

Figur 3 einen Längsschnitt eines Planartransformators gemäß eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels mit LötVerbindung;

Figur 4 einen Längsschnitt eines Planartransformators gemäß eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels mit Nietverbindung;

Figur 5 einen Längsschnitt eines Planartransformators gemäß eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels mit un- terschiedlich großen Sekundärleiterplatten und

Figur 6 einen Längsschnitt eines Planartransformators gemäß eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels mit unterschiedlich großen Sekundärleiterplatten.

Bevorzugte Ausführungen der Erfindung

Figur 1 zeigt einen Längsschnitt eines Planartransfor- mators 1 der im Wesentlichen aus einem Kern 2 und einer Hauptleiterplatte 4 zur Bestückung mit nicht dargestellten elektronischen Bauelementen und einer Sekundärleiterplatte 6 gebildet ist, wobei die Hauptleiterplatte 4 und die Sekundärleiterplatte 6 abschnittsweise von dem Kern 2 umgriffen sind. Der Kern 2 ist als Ferritkern mit einem O- berteil 8 ausgeführt, das mit einem Unterteil 10 einen die Hauptleiterplatte 4 und die Sekundärleiterplatte 6 abschnittsweise aufnehmenden Zwischenraum 12 ergänzt. Dadurch kann auf die Verwendung von kostenintensiven Multi- layer-Leiterplatten verzichtet werden. Anstelle einer einzigen, beispielsweise vierlagigen Multilayer-Leiterplatte ist eine zweilagige Sekundärleiterplatte 6 auf einer zwei- lagigen Hauptleiterplatte 4 angeordnet. Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel finden kostengünstige Multilayer-Leiterplatten mit relativ geringer Lagenzahl Verwendung. Beispielsweise werden anstelle einer 8-lagigen Multilayer-Leiterplatte zwei 4-lagige Leiterplatten - eine als Haupt- und die andere als Sekundärleiterplatte - verwendet .

Der Planartransformator 1 ist aufgrund der besonders kompakten Bauweise insbesondere für Fahrzeugtechnik- Anwendungen, beispielsweise für elektronische Vorschaltge- räte von Hochdruckentladungslampen geeignet. Da die Hauptleiterplatte 4 zur Erreichung unterschiedlicher Schaltungen mit unterschiedlichen Sekundärleiterplatten 6 bestückbar ist, können unterschiedliche Varianten einer Schaltung ohne änderung der Hauptleiterplatte 4 realisiert werden. Dadurch sind unterschiedliche elektronische Vorschaltgerä- te basierend auf dem gleichen Schaltungskonzept für unterschiedliche Lampentypen kostengünstig herstellbar.

Die Hauptleiterplatte 4 und Sekundärleiterplatte 6 sind jeweils mit als Leiterbahnen ausgeführten Wicklungen (nicht dargestellt) versehenen, die Primär- und Sekundärwicklungen des Planartransformators 1 ausbilden. Die Ver- bindung der Sekundärleiterplatte 6 mit der Hauptleiterplatte 4 erfolgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mittels eingelöteten Drahtstiften 18. Als Alternative zum Verlöten der Drahtstifte 18 auf den Leiterplatten 4, 6 kann eine Einpresstechnik Verwendung finden. Dabei werden elastische oder starre Stifte in eng tolerierte und metallisierte Bohrungen der Leiterplatten 4, 6 gepresst. Aufgrund der plastischen Verformung der beteiligten Metalle ergeben sich sichere elektrische Verbindungen ohne Löten. Die mit den höheren Strömen belasteten Wicklungen sind vorzugsweise auf der Hauptleiterplatte 4 angeordnet, so dass der hohe Strom nicht über die Verbindungselemente 18 zwischen Hauptleiterplatte 4 und der Sekundärleiterplatte 6 geführt ist. Aus diesem Grund ist die beispielsweise vom Bordnetz eines Fahrzeugs gespeiste Primärwicklung (Ein- gangswicklung) auf der Hauptleiterplatte 4 und die Sekundärwicklung (Ausgangswicklung) auf der Sekundärleiterplatte 6 ausgebildet. Dadurch sind weiterhin Wicklungen, die eine besonders geringe Streuinduktivität aufweisen sollten, insbesondere die Primärwicklung eines Sperrwandler- oder Flusswandler-Transformators, auf der Hauptleiterplatte 4 angeordnet.

Bei einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Planartransformators 1 ist die Hauptleiterplatte 4 über eine Bondverbindung, beispiels- weise mittels Drahtbonden, mit der Sekundärleiterplatte 6 verbunden .

Bei einem weiteren nicht dargestellen Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Planartransformators 1 ist die

Hauptleiterplatte 4 über eine Nietverbindung mit der Sekundärleiterplatte 6 verbunden.

Die Hauptleiterplatte 4 ist gegenüber der Sekundärleiterplatte 6 mittels einer Isolierfolie 20 isoliert. Hier- bei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn beidseitig der Isolierfolie 20 eine Klebefläche zur mechanischen Fixierung der Sekundärleiterplatten 6 auf der Hauptleiterplatte 4 vorgesehen ist. Die Isolierung kann alternativ oder zusätzlich eine nichtleitende Lackschicht oder ein Isolierpapier aufweisen. Beispielsweise können mehrere zweilagige Leiterplatten 4, 6, beispielsweise bestehend aus einem 100 μm dicken FR4-Kern, der beidseitig eine 35 μm dicke Kupferauflage sowie eine Lackierung zur Isolation besitzt, übereinander gestapelt werden.

Figur Ia zeigt einen Längsschnitt eines Planartrans- formators 1 gemäß eines Ausführungsbeispiels, bei dem drei zweilagige, mit einer Isolierung versehene Sekundärleiterplatten 6, 6a, 6b einen Stapel zur Bestückung auf der Oberseite 14 der Hauptleiterplatte 4 bilden. Dabei be- sitzen die Sekundärleiterplatten 6a und 6b eine geringere Dicke als die Sekundärleiterplatte 6. Eine beidseitige Bestückung der Hauptleiterplatte 4 mit einer Sekundärleiterplatte 6 oder einem Stapel aus Sekundärleiterplatten 6, 6a, 6b ist ebenfalls möglich. Die Verbindung der Sekundär- leiterplatten 6, 6a, 6b innerhalb des Stapels ist wahlweise durch Lötverbindungen und/oder Bondverbindungen und/oder Nietverbindungen realisiert. Dieser Stapel wird in der Fertigung durch ebenfalls wahlweise Verwendung von Löt- und/oder Bond- und/oder Nietverbindungen mit der Hauptleiterplatte 4 verbunden. Diese Verbindung gewährleistet sowohl die mechanische Fixierung als auch die e- lektrische Kontaktierung der einzelnen Leiterplatten miteinander. Bei der Herstellung eines Planartransformators 1

mit einer zusätzlichen Option (Variante) wird zusätzlich auf der Unterseite 16 der Hauptleiterplatte 4 eine weitere Sekundärleiterplatte 6c bestückt.

Wie insbesondere Figur 2 zu entnehmen ist, die eine Draufsicht einer Kernhälfte 8, 10 des Ferritkerns 2 aus Figur 1 zeigt, finden als Kernhälften 8, 10 des Ferritkerns 2 zwei ER- bzw. EQ-Kernteile 8, 10 mit auf einem Grundkörper 28 angeordneten runden Mittelschenkeln 22 und seitlichen Wandungen 30 (Außenschenkel) Verwendung. Diese weisen eine kleine Bauhöhe auf, so dass eine äußerst kompakte Bauform des Planartransformators 1 erreicht wird. Die Bauhöhe kann weiter verringert werden, wenn einer der beiden ER- bzw. EQ-Kernteile durch ein I-Kernteil ersetzt wird.

Figur 3 zeigt ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines Planartransformators 1, bei dem die Verbindung der Leiterplatten 4, 6 untereinander durch Löten erfolgt. Die Sekundärleiterplatte 6 hat mehrere Lötpads 24 zur Verlötung auf der Hauptleiterplatte 4. Besonders vorteilhaft ist die dargestellte Verbindung, bei der die Sekundärleiterplatte 6 auf der Unterseite 26 Lötpads 24 aufweist und über diese bei einem SMD-Lötprozess wie alle anderen e- lektronischen Bauelemente auf die Oberseite 14 der Hauptleiterplatte 4 bestückt und anschließend gelötet werden kann. Werden mehrere zusätzliche Leiterplatten 6 auf einer Seite der Hauptleiterplatte 4 angeordnet, so ist deren Verbindung untereinander ebenfalls durch jeweils auf der Ober- und Unterseite befindliche Lötpads 24 möglich. An diesen Stellen ist die Isolierung der einzelnen Leiter- platten 4, 6 unterbrochen. Hierzu wird an den entsprechenden Stellen keine nichtleitende Lackschicht aufgebracht. Die zwischen den Leiterplatten 4, 6 angeordnete Isolierfolie 20 wird entsprechend ausgespart.

Figur 4 zeigt einen Längsschnitt eines Planartransfor- mators 1 gemäß eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, bei dem die Verbindung der Leiterplatten 4, 6, 6a untereinander durch Nieten erfolgt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bilden zwei zweilagige, mit einer Isolierung versehene Sekundärleiterplatten 6, 6a einen Stapel zur Bestückung auf der Oberseite 14 der Hauptleiterplatte 4. Die Nietverbindung besteht aus Nieten 32, die zur mechanischen und elektrischen Verbindung der Hauptleiter- platte 4 und der Sekundärleiterplatten 6, 6a und der Sekundärleiterplatten 6, 6a untereinander dienen. Durch Parallel- und/oder Serienschaltung gleicher Sekundärleiterplatten 6, 6a untereinander und/oder mit der Hauptleiterplatte 4 sind verschiedene Schaltungen möglich. Aufgrund der Verwendung von identischen Sekundärleiterplatten 6, 6a ist eine besonders kostengünstige Herstellung des Planartransformators 1 möglich. Die Sekundärleiterplatten 6, 6a haben jeweils folgenden, symmetrischen vertikalen Aufbau :

15 μm Isolierlack

70 μm Kupferschicht

80 μm FR4-Leiterplattenmaterial

70 μm Kupferschicht

15 μm Isolierlack

Die Hauptleiterplatte 4 hat einen symmetrischen vertikalen Aufbau bestehend aus

15 μm Isolierlack 35 μm Kupferschicht 280 μm Prepreg 35 μm Kupferschicht

360 μm FR4-Leiterplattenmaterial 35 μm Kupferschicht 280 μm Prepreg

35 μm Kupferschicht 15 μm Isolierlack

Die Hauptleiterplatte 4 trägt die Primärwicklung. Die Sekundärleiterplatten 6, 6a bilden die Sekundärwicklungen. Die Sekundärleiterplatten 6, 6a weisen jeweils eine Wicklung mit zwei Windungen in zwei Layern auf. Die Hauptleiterplatte 4 hat 32 Windungen in vier Layern. Zwischen dem Stapel der Sekundärleiterplatten 6, 6a und der Hauptleiterplatte 4, d.h. zwischen der Primärwicklung und der Se- kundärwicklung, ist eine Isolierfolie 20 angeordnet. Diese hat vorzugsweise eine Dicke von etwa 50 μm. Der PIa- nartransformator zeichnet sich durch einen modularen Aufbau aus, da trotz unterschiedlicher Sekundärleiterplatten- Varianten ein identischer „Footprint" auf der Hauptleiter- platte 4 erreicht wird. Bei dem dargestellten Aufbau mit relativ geringer Höhe des Gesamtstapels wird eine ER- und eine I-Kernhälfte 8, 10 verwendet. Bei Varianten mit größerer Anzahl an Sekundärleiterplatten 6, 6a werden zwei ER-Kernhälften vorgesehen. Hauptanwendungsgebiet derarti- ger Planartransformatoren 1 sind elektronische Vorschalt- geräte (EVGs) für LED-Beleuchtungen zum Betrieb an 230V- Netzspannung und Akkuladegeräte.

In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel mit einer Hauptleiterplatte 4 und dem zuvor be- schriebenen vierlagigen Aufbau werden nur zwei jeweils einseitig mit Kupfer beschichtete Sekundärleiterplatten 6, 6a verwendet. Die beiden identischen Sekundärleiterplatten 6, 6a besitzen einen vertikalen Aufbau, in Bezug auf Figur 1, aus

25 μm Isolierlack

35 μm Kupferschicht

105 μm FR4-Leiterplattenmaterial

Die Hauptleiterplatte 4 bildet zusammen mit der Sekundärleiterplatte 6 die Primärwicklung des Transformators 1. Die Sekundärwicklung wird durch die Sekundärleiterplatte 6a realisiert. Zwischen der Primär- und Sekundärseite des Transformators 1 ist keine zusätzliche Isolierung erforderlich, da hier der 105 μm dicke FR4-Kern der Sekundärleiterplatte 6a als Isolierung dient. Der gesamte Transformator 1 besitzt weder eine Isolierfolie noch Isolierpapier .

Figur 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines PIa- nartransformators 1 mit unterschiedlich großen, etwa pyramidenförmig auf einer Hauptleiterplatte 4 angeordneten Sekundärleiterplatten 6, 6a, 6b. Zwischen dem Sekündärlei- terplattenstapel und der Hauptleiterplatte 4 ist eine Iso- lierfolie 20 angeordnet. Die Isolierung zwischen der Oberseite 14 der Hauptleiterplatte 4 und der Unterseite 16 der Sekundärleiterplatte 6 erfolgt ausschließlich durch die Isolierfolie 20, da beide Seiten der entsprechenden Leiterplatten 4 und 6 nicht lackiert sind. Der pyramidenför- mige Aufbau hat den Vorteil, dass die abschnittsweise innenliegenden Sekundärleiterplatten 6a, 6b besonders einfach kontaktierbar sind. Beispielsweise erfolgt die Kon- taktierung neben Drahtstiften 18 mit zumindest einem Bonddraht 34.

Gemäß Figur 6, die ein Ausführungsbeispiel eines PIa- nartransformators 1 mit unterschiedlich großen, etwa umgekehrt pyramidenförmig auf einer Hauptleiterplatte 4 angeordneten Sekundärleiterplatten 6, 6a zeigt, ist bei dieser Variante die Sekundärleiterplatte 6 mit kleinerer Fläche von der Sekundärleiterplatte 6a überdeckt. Die Sekundärleiterplatte 6a hat eine ausreichende Flexibilität, so dass sich diese insbesondere während dem Löten in Richtung der Hauptleiterplatte 4 verformen lässt. Aufgrund der Ka-

pillarkräfte dringt das Lot in den Zwischenraum ein, bzw. füllt den Zwischenraum aus und führt zu einer Verstärkung der Durchbiegung der Sekundärleiterplatte 6a an ihren Rändern, so dass eine feste Verbindung in der dargestellten Form erreicht wird. Bei dieser Variante kann auf Drahtstifte verzichtet werden.

Das erfindungsgemäße elektronische Bauelement ist nicht auf die beschriebene Ausführung als Planartransfor- mator 1 beschränkt, vielmehr können unterschiedliche e- lektronische Bauelemente in der erfindungsgemäßen Bauart realisiert werden. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Lösung auch für planare Induktivitäten anwendbar. Bei dieser Variante wird die Wicklung der Induktivität vorzugsweise aus Teilwicklungen der Hauptleiterplatte 4 und der zumindest einen Sekundärleiterplatte 6 gebildet. Des Weiteren ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Kerngeometrien beschränkt, vielmehr können unterschiedliche aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannte Kernformen oder Kernkombinationen Verwendung finden.

Offenbart ist ein elektronisches Bauelement, insbesondere ein Planartransformator 1 oder eine Planarinduktivi- tät, mit zumindest einem Kern 2 und mindestens einer mit elektronischen Bauelementen bestückten Hauptleiterplatte 4. Erfindungsgemäß ist der Hauptleiterplatte 4 zumindest eine Sekundärleiterplatte 6 zugeordnet, wobei die Hauptleiterplatte 4 und die Sekundärleiterplatte 6 mit als Leiterbahnen ausgeführten Wicklungen versehen und im Bereich des Kerns 2 angeordnet sind.

Bezugszeichenliste

1 Planartransformator

2 Kern

4 Hauptleiterplatte

6 Sekundärleiterplatte

8 Oberteil

10 Unterteil

12 Zwischenraum

14 Oberseite

16 Unterseite

18 Drahtstift

20 Isolierfolie

22 MittelSchenkel

24 Lötpad

26 Unterseite

28 Grundkörper

30 Wandung (Außenschenkel)

32 Niet

34 Bonddraht