DE102007003281A1 - Piezoelectric transformer and transformer arrangement - Google Patents
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Abstract
Es wird ein piezoelektrischer Transformator mit einem Körper (1) angegeben, der auf seiner Hauptfläche angeordnete Kontaktflächen (3', 4', 6') aufweist. Die lineare Querschnittsgröße der jeweiligen Kontaktfläche beträgt maximal 200 Mikrometer.A piezoelectric transformer is provided with a body (1) which has contact surfaces (3 ', 4', 6 ') arranged on its main surface. The linear cross-sectional size of the respective contact surface is a maximum of 200 microns.
Description
Ein
piezoelektrischer Transformator ist aus den Druckschriften
Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, einen piezoelektrischen Transformator anzugeben, der sich durch geringe parasitäre Kapazitäten auszeichnet und zur Integration in elektrischen Bauelementen geeignet ist.A to be solved task is a piezoelectric Specify transformer, which is characterized by low parasitic Capacity and integration into electrical Components is suitable.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform wird ein piezoelektrischer Transformator mit einem Körper angegeben, der auf seiner Hauptfläche angeordnete elektrische Kontaktflächen aufweist, die als Flip-Chip-Kontakte vorgesehen sind.According to one First preferred embodiment is a piezoelectric Transformer with a body indicated on his Main surface arranged electrical contact surfaces has, which are provided as flip-chip contacts.
Die lineare Querschnittsgröße mindestens einer der Kontaktflächen beträgt maximal 200 Mikrometer.The linear cross-sectional size of at least one of Contact surfaces is a maximum of 200 microns.
Vorzugsweise gilt für jede Kontaktfläche, dass ihre lineare Querschnittsgröße, d. h. Durchmesser oder Breite, maximal 200 Mikrometer beträgt.Preferably applies to any contact surface that is linear Cross-sectional size, d. H. Diameter or width, maximum 200 microns.
Die mit den Kontaktflächen versehene Hauptfläche ist vorzugsweise die unterste Fläche des Körpers. Die übrigen Flächen, d. h. die Oberseite und die Seitenflächen des Körpers, sind vorzugsweise frei von Kontaktflächen.The is the main surface provided with the contact surfaces preferably the lowest surface of the body. The remaining areas, d. H. the top and the Side surfaces of the body are preferably free of contact surfaces.
Der piezoelektrische Transformator wird im Folgenden Piezotransformator genannt.Of the piezoelectric transformer is hereafter piezotransformer called.
Der angegebene Piezotransformator ist als ein zur Flip-Chip-Montage geeigneter Chip realisiert und somit zur Integration in hoch integrierten elektrischen Modulen geeignet. Der Piezotransformator kann eine sehr kleine Baugröße aufweisen.Of the specified piezoelectric transformer is as one for flip-chip mounting suitable chip implemented and thus for integration into highly integrated suitable for electrical modules. The piezotransformer can be a have very small size.
Durch besonders kleine Kontaktflächen gelingt es, parasitäre Kapazitäten gering zu halten. Mit einer kleinen parasitären Kapazität kann insbesondere bei Hochspannungsanwendungen ein hohes Transformationsverhältnis des Transformators erzielt werden.By particularly small contact surfaces manage to parasitic To keep capacities low. With a little parasitic Capacity can be especially high voltage applications a high transformation ratio of the transformer be achieved.
Kleine elektrische Kontaktflächen sind außerdem vorteilhaft in Hinblick auf eine geringe Dämpfung der im Körper angeregten mechanischen Schwingungen, da auch in diesem Fall die Fläche der mechanischen Kopplung zwischen dem Körper und einem mit diesem fest verbundenen Träger sehr klein ist.little one electrical contact surfaces are also advantageous in terms of low attenuation of the body excited mechanical vibrations, since in this case too Area of mechanical coupling between the body and a carrier connected thereto is very small.
Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform wird ein piezoelektrischer Transformator mit einem Körper angegeben, an dessen Unterseite Kontaktflächen angeordnet sind. Die Kontaktflächen weisen bis zum Außenrand des Körpers einen Abstand auf, der mindestens so groß ist wie eine Achtelwellenlänge der im Körper anzuregenden mechanischen Schwingungen.According to one second preferred embodiment is a piezoelectric Transformer indicated with a body, on the underside of contact surfaces are arranged. The contact surfaces point to the outer edge of the body at a distance that is at least as large like an eighth-wavelength of the body to be excited mechanical vibrations.
Gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform wird eine Transformatoranordnung angegeben, die einen piezoelektrischen Transformator und einen Träger umfasst. Der piezoelektrische Transformator ist auf dem Träger mittels Flip-Chip-Montage befestigt.According to one third preferred embodiment is a transformer assembly which is a piezoelectric transformer and a carrier includes. The piezoelectric transformer is on the carrier attached by flip-chip mounting.
Gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform wird ein piezoelektrischer Transformator mit einem Körper angegeben, der einen ersten Funktionsteil und einen zweiten Funktionsteil als Eingangsteil und Ausgangsteil des Transformators umfasst. Im Körper sind Elektroden des Transformators angeordnet. Die Elektroden sind vorzugsweise im Inneren des Körpers angeordnet. Zumindest eine der Elektroden kann auch auf der Oberfläche des Körpers, vorzugsweise auf einer Hauptfläche des Körpers, angeordnet sein.According to one fourth preferred embodiment is a piezoelectric Transformer with a body specified, a first Function part and a second functional part as input part and Output part of the transformer comprises. In the body are Arranged electrodes of the transformer. The electrodes are preferably arranged inside the body. At least one of the electrodes may also be on the surface of the body, preferably on a main surface of the body, arranged be.
Die Elektroden weisen übereinander angeordnete Common-Elektroden auf, die sich über beide Funktionsteile erstrecken und an ein gemeinsames Potential angeschlossen sind. Die jeweilige Common-Elektrode ist zwischen zwei Elektroden des ersten Funktionsteils angeordnet. Die jeweilige Common-Elektrode ist zwischen zwei Elektroden des zweiten Funktionsteils angeordnet. Die Funktionsteile sind mechanisch miteinander verbunden und vorzugsweise durch einen zwischen den Funktionsteilen angeordneten, im Wesentlichen feldfreien Isolationsbereich des Körpers voneinander beabstandet. Im Isolationsbereich sind nur Teile von Common-Elektroden vorhanden, d. h. der Isolationsbereich ist frei von den Elektroden des ersten und zweiten Funktionsteils. Der Isolationsbereich ist senkrecht zu den Ebenen, in denen Elektroden angeordnet sind, ausgerichtet.The Electrodes have superimposed common electrodes on, which extend over both functional parts and connected to a common potential. The respective common electrode is arranged between two electrodes of the first functional part. The respective common electrode is between two electrodes of the second Function part arranged. The functional parts are mechanical with each other connected and preferably arranged by a between the functional parts, essentially field-free isolation area of the body spaced apart. In the isolation area are only parts of Common electrodes present, d. H. the isolation area is free from the electrodes of the first and second functional part. The isolation area is perpendicular to the planes in which electrodes are arranged, aligned.
Die Ausführungsformen sind beliebig miteinander kombinierbar.The Embodiments can be combined with one another as desired.
Der Körper umfasst einen ersten Funktionsteil und einen zweiten Funktionsteil des Transformators, die mechanisch miteinander verkoppelt sind. Der erste Funktionsteil ist beispielsweise ein Ausgangsteil und der zweite Funktionsteil ein Eingangsteil des Transformators, oder umgekehrt.Of the Body comprises a first functional part and a second Functional part of the transformer, which mechanically coupled with each other are. The first functional part is for example an output part and the second functional part is an input part of the transformer, or the other way around.
Jeder Funktionsteil umfasst mindestens eine einem ersten elektrischen Potential zugeordnete erste Elektrode und mindes tens eine einem zweiten elektrischen Potential zugeordnete zweite Elektrode.Everyone Functional part comprises at least one a first electrical Potential associated first electrode and at least one second electrical potential associated second electrode.
An die Elektroden des Eingangsteils wird eine elektrische Wechselspannung angelegt, die dort aufgrund eines inversen piezoelektrischen Effekts mechanische Schwingungen des Körpers bewirkt. Die mechanischen Schwingungen des Körpers rufen einen Potentialunterschied zwischen den Elektroden des Ausgangsteils hervor. Vom Ausgangsteil wird eine Ausgangsspannung abgegriffen, die sich ggf. von der Eingangsspannung um einen vom Aufbau des Transformators abhängigen Transformationsfaktor unterscheidet.To the electrodes of the input part is an electrical alternating voltage is applied, which causes there mechanical oscillations of the body due to an inverse piezoelectric effect. The mechanical vibrations of the body cause a potential difference between the electrodes of the output part. From the output part, an output voltage is tapped, which may differ from the input voltage by a transformation factor dependent on the structure of the transformer.
Der Körper umfasst mindestens eine piezoelektrische Schicht, die vorzugsweise Keramik wie z. B. Blei-Zirkonat-Titanat (PZT) enthält. Bleifreie piezoelektrische Materialien, vorzugsweise Keramiken, kommen auch in Betracht. Der Körper umfasst vorzugsweise mehrere piezoelektrische Schichten.Of the Body comprises at least one piezoelectric layer, the preferably ceramic such. B. lead zirconate titanate (PZT) contains. Lead-free piezoelectric materials, preferably ceramics, come also into consideration. The body preferably comprises several piezoelectric layers.
Zwischen zwei aufeinander folgenden piezoelektrischen Schichten ist eine Metallisierungsebene angeordnet. Weitere Metallisierungsebenen sind auf der Oberseite und Unterseite des Körpers vorgesehen. Jede Metallisierungsebene umfasst mindestens eine Elektrode des jeweiligen Funktionsteils. Die in der jeweiligen Metallisierungsebene angeordnete Elektrode des ersten Funktionsteils ist in einer Variante durch eine Elektrode des zweiten Funktionsteils ringartig umgeben.Between two consecutive piezoelectric layers is one Plated metallization. Other metallization levels are provided on the top and bottom of the body. Each metallization level comprises at least one electrode of the respective functional part. The in the respective metallization level arranged electrode of the first functional part is in a variant surrounded annularly by an electrode of the second functional part.
Die Kontaktflächen sind vorzugsweise in der untersten Metallisierungsebene angeordnet. Auf einer als Unterseite bezeichneten Hauptfläche des Körpers sind zwei verschiedenen Potentialen zugeordnete Kontaktflächen des ersten Funktionsteils sowie mindestens eine Kontaktfläche des zweiten Funktionsteils angeordnet.The Contact surfaces are preferably in the lowest metallization level arranged. On a main surface called the bottom of the body are associated with two different potentials Contact surfaces of the first functional part and at least arranged a contact surface of the second functional part.
Zur Kontaktierung des ersten Funktionsteils ist eine erste Kontaktfläche und eine zweite Kontaktfläche vorgesehen. Zur Kontaktierung des zweiten Funktionsteils ist eine dritte Kontaktfläche vorgesehen. Die zweite Kontaktfläche ist in einer Variante zur Kontaktierung sowohl des ersten Funktionsteils als auch des zweiten Funktionsteils vorgesehen. Zur Kontaktierung des zweiten Funktionsteils ist in einer weiteren Variante neben der dritten Kontaktfläche zusätzlich eine vierte Kontaktfläche vorgesehen.to Contacting the first functional part is a first contact surface and a second contact surface is provided. For contacting of the second functional part is a third contact surface intended. The second contact surface is in a variant for contacting both the first functional part and the second functional part provided. For contacting the second Function part is in a further variant in addition to the third Contact surface additionally a fourth contact surface intended.
Im Eingangsteil werden durch eine Wechselspannung aufgrund des inversen piezoelektrischen Effekts vorzugsweise mechanische Schwingungen in einer Lateralebene, d. h. parallel zu den Elektroden, angeregt. Diese Schwingungen rufen einen Potentialunterschied zwischen den Elektroden des Ausgangsteils hervor.in the Input part are caused by an AC voltage due to the inverse piezoelectric effect preferably mechanical vibrations in a lateral plane, d. H. parallel to the electrodes, excited. These vibrations cause a potential difference between the Electrodes of the output part.
Die Elektroden umfassen in einer Ausführungsform mindestens eine außen liegende Elektrode, die an der Oberfläche des Körpers angeordnet und daher als Außenelektrode bezeichnet ist. Die Außenelektroden können auf der Oberseite sowie auf der Unterseite des Körpers angeordnet sein. Eine auf der Unterseite angeordnete, relativ großflächige Außenelektrode ist in einer vorteilhaften Variante zur Bildung einer relativ kleinen Kontaktfläche bis auf den Bereich dieser Kontaktfläche passiviert. Auf diese Außenelektrode kann, mit Ausnahme des als eine Kontaktfläche vorgesehenen Bereichs der Außenelektrode, eine Passivierungsschicht aufgetragen sein. Die Passivierungsschicht kann ein organisches oder anorganisches Material enthalten. Beispielsweise sind Siliziumdioxid, Glas oder Kompositmaterialien geeignet. Die Außenelektrode kann alternativ eine teilweise oxidierte Oberfläche aufweisen.The In one embodiment, electrodes comprise at least an external electrode attached to the surface of the body and therefore as an outer electrode is designated. The outer electrodes can open the top as well as on the bottom of the body arranged be. A arranged on the bottom, relatively large area Outer electrode is in an advantageous variant of Formation of a relatively small contact area down to the area passivated this contact surface. On this outer electrode can, with the exception of that provided as a contact surface Area of the outer electrode, a passivation layer be applied. The passivation layer may be an organic or contain inorganic material. For example, silicon dioxide, Glass or composite materials. The outer electrode may alternatively have a partially oxidized surface.
In einer vorteilhaften Variante ist auf der Unterseite des Körpers eine erste Außenelektrode und eine zweite Außenelektrode angeordnet. Die erste Außenelektrode gehört dem ersten Funktionsteil und die zweite Außenelektrode dem zweiten Funktionsteil des Transformators an. Die Außenelektroden sind voneinander z. B. durch einen Spalt galvanisch getrennt. Die erste Außenelektrode ist bis auf einen Bereich, der als die erste Kontaktfläche vorgesehen ist, vorzugsweise passiviert. Die zweite Außenelektrode ist bis auf einen Bereich, der als die dritte Kontaktfläche vorgesehen ist, vorzugsweise passiviert.In An advantageous variant is on the bottom of the body a first outer electrode and a second outer electrode arranged. The first outer electrode belongs to the first functional part and the second outer electrode the second functional part of the transformer. The outer electrodes are from each other z. B. galvanically isolated by a gap. The first outer electrode is up to an area that as the first contact surface is provided, preferably passivated. The second outer electrode is up to an area that as the third contact surface is provided, preferably passivated.
Die erste Außenelektrode weist in einer Variante mindestens eine Aussparung auf, in der die von dieser Außenelektrode elektrisch isolierte zweite Kontaktfläche angeordnet ist. Die vierte Kontaktfläche kann in der Aussparung der ersten Außenelektrode und/oder in einer Aussparung der zweiten Außenelektrode angeordnet sein.The first outer electrode has in a variant at least a recess in which the from this outer electrode electrically insulated second contact surface is arranged. The fourth contact surface may be in the recess of the first Outer electrode and / or in a recess of the second Be arranged outside electrode.
In einer Variante ist die zweite Außenelektrode mit der dritten Kontaktfläche, die zweite Kontaktfläche und die vierte Kontaktfläche in einer Aussparung der ersten Außenelektrode angeordnet, die ringförmig ausgebildet ist. Die erste Außenelektrode weist vorzugsweise Einbuchtungen auf, in die die zweite, dritte und vierte Kontaktfläche hineinragt. Die zweite Außenelektrode weist vorzugsweise Einbuchtungen auf, in die die erste, dritte und vierte Kontaktfläche hineinragt.In a variant is the second outer electrode with the third Contact surface, the second contact surface and the fourth contact surface in a recess of the first outer electrode arranged, which is annular. The first outer electrode has preferably indentations in which the second, third and fourth Contact surface protrudes. The second outer electrode preferably has recesses into which the first, third and fourth contact surface protrudes.
Die Elektroden des jeweiligen Funktionsteils umfassen in einer vorteilhaften Variante außerdem mindestens eine innen liegende Elektrode, vorzugsweise aber mehrere innen liegende Elektroden, die nachstehend als Innenelektroden bezeichnet werden. Die Innenelektroden sind im Körperinneren jeweils zwischen zwei piezoelektrischen Schichten angeordnet.The Electrodes of the respective functional part comprise in an advantageous manner Variant also at least one internal electrode, but preferably a plurality of internal electrodes, hereinafter be referred to as internal electrodes. The internal electrodes are inside the body in each case between two piezoelectric Layers arranged.
Erste Elektroden des jeweiligen Funktionsteils sind mit einer ersten Kontaktfläche und zweite Elektroden dieses Funktionsteils mit einer zweiten Kontaktfläche leitend verbunden. In unterschiedlichen Metallisierungsebenen angeordnete Elektroden eines Funktionsteils, die ein und demselben Potential zugeordnet sind, sind mittels Durchkontaktierungen leitend miteinander und mit einer der Kontaktflächen verbunden. Eine erste Durchkontaktierung ist zur Verbindung von ersten Elektroden und einer ersten Kontaktfläche des ersten Funktionsteils vorgesehen. Eine zweite Durchkontaktierung ist zur Verbindung von zweiten Elektroden und einer zweiten Kontaktfläche des ersten Funktionsteils vorgesehen. Auch zur Verbindung von ersten oder zweiten Elektroden des zweiten Funktionsteils mit einer ihnen zugeordneten Kontaktfläche ist jeweils eine eigene Durchkontaktierung vorgesehen.First electrodes of the respective functional part are conductively connected to a first contact surface and second electrodes of this functional part are connected to a second contact surface. In different chen Metallisierungbenbenen arranged electrodes of a functional part, which are assigned to one and the same potential, are conductively connected by means of plated-through holes with each other and with one of the contact surfaces. A first through-connection is provided for connecting first electrodes and a first contact surface of the first functional part. A second through-connection is provided for connecting second electrodes and a second contact surface of the first functional part. Also, for connecting first or second electrodes of the second functional part with a contact surface assigned to them, a respective through-connection is provided in each case.
In einer Variante sind die mit verschiedenen elektrischen Potentialen zu verbindenden Elektroden des jeweiligen Funktionsteils übereinander angeordnet. Eine Elektrode des ersten Funktionsteils ist in einer Ebene neben einer Elektrode des zweiten Funktionsteils angeordnet. Beispielsweise kann die Elektrode des zweiten Funktionsteils die in derselben Ebene angeordnete Elektroden des ersten Funktionsteils umgeben. Der zweite Funktionsteil umgibt dabei den ersten Funktionsteil.In a variant are those with different electrical potentials to be connected electrodes of the respective functional part of each other arranged. An electrode of the first functional part is in one Level arranged adjacent to an electrode of the second functional part. For example, the electrode of the second functional part the arranged in the same plane electrodes of the first functional part surround. The second functional part surrounds the first functional part.
Erste Elektroden, die übereinander angeordnete erste Innenelektroden und eine leitend mit diesen verbundene Kontaktfläche umfassen, weisen in einer Variante jeweils mindestens ei ne Aussparung auf. In die Aussparung einer ersten Elektrode ragt vorzugsweise ein Vorsprung einer in derselben Ebene angeordneten zweiten Elektrode. In der jeweiligen Aussparung ist in einer Variante eine Durchkontaktierung angeordnet, die zweite innen liegende Elektroden verbindet. Die Durchkontaktierung trifft in der jeweiligen Ebene vorzugsweise auf den Vorsprung der zweiten Elektrode. Die jeweilige Aussparung kann die Form einer Öffnung oder einer Einbuchtung haben.First Electrodes, the superimposed first internal electrodes and a contact surface conductively connected thereto, have in a variant in each case at least ei ne recess. In the recess of a first electrode preferably protrudes a projection a second electrode arranged in the same plane. In the each recess is a via in a variant arranged, the second internal electrodes connects. The Through-connection preferably occurs in the respective plane the projection of the second electrode. The respective recess can the Have the shape of an opening or indentation.
Beide Funktionsteile sind in einer Variante an ein gemeinsames Potential angeschlossen. Mindestens eine gemeinsame Elektrode erstreckt sich in dieser Variante über beide Funktionsteile. Auch mehrere, darunter innen liegende, über eine Durchkontaktierung leitend miteinander verbundene Elektroden können den beiden Funktionsteilen angehören.Both Functional parts are in a variant to a common potential connected. At least one common electrode extends in this variant over both functional parts. Also several, underneath, conductive via a via interconnected electrodes may be the two functional parts belong.
Der Piezotransformator ist vorzugsweise auf einem Trägersubstrat in einer Flip-Chip-Bauweise befestigt. Dabei sind die auf der Unterseite des Körpers angeordneten Kontaktflächen des Transformators mit den auf der Oberseite des Trägersubstrats angeordneten Kontaktflächen z. B. mittels Bumps, BGA (Ball Grid Array) oder LGA (Land Grid Array) verbunden.Of the Piezotransformator is preferably on a carrier substrate attached in a flip-chip design. They are on the bottom the body arranged contact surfaces of the transformer arranged with those on the top of the carrier substrate Contact surfaces z. By means of bumps, BGA (Ball Grid Array) or LGA (Land Grid Array).
Das Trägersubstrat ist in einer Variante als eine Leiterplatte ausgeführt. Das Trägersubstrat ist in einer weiteren Variante auf der Basis einer Keramik, wie z. B. als ein LTCC-Substrat, ausgeführt. LTCC steht für Low Temperature Co-Fired Ceramics.The Carrier substrate is in a variant as a circuit board executed. The carrier substrate is in another Variant on the basis of a ceramic, such. As an LTCC substrate, executed. LTCC stands for Low Temperature Co-Fired Ceramics.
Eine durch Bumps realisierte elektrische Verbindung zwischen dem Körper und dem Trägersubstrat stellt auch eine mechanische Verbindung dar, durch die die Schwingungen des Körpers auf das Trägersubstrat übertragen werden können, was zur un erwünschten Dämpfung von mechanischen Schwingungen des Körpers führen kann. Dieser Effekt kann durch eine nachstehend erläuterte Ausgestaltung der Bumps und eine vorteilhafte Anordnung der Kontaktflächen reduziert werden.A through bumps realized electrical connection between the body and the carrier substrate also provides a mechanical connection through which transmit the vibrations of the body to the carrier substrate which can lead to undesired damping from mechanical vibrations of the body can. This effect can be explained by a below Design of the bumps and an advantageous arrangement of the contact surfaces be reduced.
Die Bumps können auch in Form eines Ballgrid-Arrays ausgebildet sein. Ein Landgrid-Array ist auch möglich.The Bumps can also be designed in the form of a ball grid array be. A Landgrid array is also possible.
Die Kontaktflächen weisen bis zum Außenrand des Körpers einen Abstand auf, der mindestens so groß ist wie eine Achtelwellenlänge der im Körper angeregten mechanischen Schwingung.The Contact surfaces point to the outer edge of the body a distance that is at least as large as one 8th wavelength of the mechanical stimulated in the body Vibration.
Vorzugsweise sind alle Kontaktflächen in einem Bereich der Körperoberfläche angeordnet, der in einem Wellenknotenbereich oder in der Nähe eines Wellenknotenbereichs des Körpers angeordnet ist, in dem die Schwingungsamplitude bzw. die Materialauslenkung am geringsten ist. Somit gelingt es, die elektrischen Verbindungen zwischen dem Körper und dem Trägersubstrat mechanisch zu entlasten und so einer möglichen Rissbildung des Körpers im Bereich der Kontaktflächen vorzubeugen. Dies erhöht die Zuverlässigkeit der Anordnung, die den Piezotransformator und den Träger umfasst.Preferably are all contact surfaces in an area of the body surface arranged in a wave node area or nearby a wave node region of the body is arranged, in which the oscillation amplitude or the material deflection least is. Thus, it succeeds, the electrical connections between the Relieve the body and the carrier substrate mechanically and such a possible cracking of the body in the area prevent the contact surfaces. This increases the Reliability of the arrangement, the piezotransformer and the carrier.
Zur Verringerung der Schwingungsdämpfung sind Bumps, die einen Kern mit elastischen Eigenschaften umfassen, besonders vorteilhaft. Der elastische Kern kann ein elastisches Material wie z. B. Thermoplaste oder Duromere enthalten. Als Thermoplaste kommen beispielsweise Polyamide oder Polyester in Betracht. Als Duromere kommen beispielsweise Epoxidharze in Betracht. Silikon kann auch geeignet sein. Der elastische Kern hat eine elektrisch leitende, vorzugsweise metallisierte Oberfläche. Der elastische Kern kann auch elektrisch leitfä hig sein, wobei sein beispielsweise elektrisch isolierendes Grundmaterial z. B. mit leitfähigen Partikeln gefüllt ist.to Reduction of vibration damping are bumps that one Core with elastic properties include, especially advantageous. The elastic core may be an elastic material such. B. thermoplastics or duromers. As thermoplastics, for example Polyamides or polyesters into consideration. As thermos come, for example Epoxy resins into consideration. Silicone may also be suitable. The elastic Core has an electrically conductive, preferably metallized surface. The elastic core may also be electrically conductive, being, for example, electrically insulating base material z. B. is filled with conductive particles.
Der Körper kann einen quadratischen, rechteckigen oder auch einen beliebigen mehreckigen Querschnitt aufweisen. Der Körper mit einem runden, ovalen oder elliptischen Querschnitt, also ein weitgehend zylindrischer Körper, ist allerdings besonders vorteilhaft.Of the Body can be a square, rectangular or too have any polygonal cross-section. The body with a round, oval or elliptical cross section, so a largely cylindrical body, however, is particularly advantageous.
Die Kontaktflächen sind vorzugsweise in gleichem Abstand zum Mittelpunkt der Unterseite des Körpers angeordnet. Die Kontaktflächen sind vorzugsweise auf einem gedachten Kreis in gleichmäßigen Abständen von 360°/n angeordnet, wobei n die Anzahl der Kontaktflächen ist. Der Piezotransformator mit einer solchen Anordnung von Kontaktflächen zeichnet sich durch eine sehr hohe mechanische Stabilität aus.The contact surfaces are preferably in equidistant from the center of the underside of the body. The contact surfaces are preferably arranged on an imaginary circle at regular intervals of 360 ° / n, where n is the number of contact surfaces. The piezotransformer with such an arrangement of contact surfaces is characterized by a very high mechanical stability.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind drei Kontaktflächen vorgesehen, die eine Ebene bestimmen. Der Versatz von 120° zwischen diesen Kontaktflächen wird in diesem Fall als besonders vorteilhaft betrachtet.In an advantageous embodiment, three contact surfaces provided that determine a plane. The offset of 120 ° between These contact surfaces will be special in this case considered advantageous.
Der Piezotransformator wird nun anhand von schematischen und nicht maßstabgetreuen Figuren erläutert. Es zeigen:Of the Piezotransformator will now be based on schematic and not to scale Figures explained. Show it:
In
der
In
der untersten Metallisierungsebene ist eine im Wesentlichen runde
erste Elektrode
In
der obersten Metallisierungsebene ist eine vorzugsweise als eine
Masseelektrode vorgesehene dritte Elektrode
Die
erste Elektrode
Die
erste Elektrode
In
der untersten Metallisierungsebene ist eine dritte Kontaktfläche
Die
erste Elektrode
Der
Piezotransformator ist mittels Lötverbindungen – Bumps
In
einer Variante ist es möglich, die dritte Elektrode
Die
vorstehend erläuterte Ausgestaltung der Kontaktflächen
In
der
In
einer Variante ist, wie in der
In
den
Der
Körper
Die
Elektroden
Die
Kontaktfläche
Die
Durchkontaktierung
Die
Elektroden
Die
Elektroden
Die
Elektroden
Die
Anordnung jeweils einer Masseelektrode
In
den
Der
Körper
Die
auf der Oberseite des Körpers angeordneten Elektroden
Die
Elektroden
In
den
Die
auf der Unterseite angeordneten Elektroden
Die
Ausgestaltung des Piezotransformators ist auf die in den Figuren
vorgestellten Beispiele, insbesondere die Form und Anzahl der dargestellten Elemente,
nicht beschränkt. Beispielsweise kann der in
- 11
- Körperbody
- 22
- Trägersubstratcarrier substrate
- 3, 4, 5, 63, 4, 5, 6
- Leiterfläche/ElektrodeConductor surface / electrode
- 3', 4', 5', 6'3 ', 4 ', 5', 6 '
- Kontaktflächecontact area
- 77
- Durchkontaktierungvia
- 8, 9, 108th, 9, 10
- Bumpsbumps
- 11, 11'11 11 '
- Spaltgap
- 11a, 11b11a, 11b
- Spalt/AussparungGap / recess
- 11a', 11b'11a ', 11b '
- Spalt/AussparungGap / recess
- 1212
- Durchkontaktierungvia
- 1313
- Durchkontaktierungvia
- 32, 4232 42
- Bumpsbumps
- 51, 6151 61
- Kontaktflächecontact area
- 52, 6252 62
- Bumpsbumps
- 52', 62'52 ', 62 '
- Durchkontaktierungvia
- 9595
- piezoelektrische Schichtpiezoelectric layer
- 96, 9796 97
- dielektrische Schichtdielectric layer
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- - JP 2003-008098 A [0001] JP 2003-008098 A [0001]
- - US 6172447 B1 [0001] - US 6172447 B1 [0001]
- - US 6346764 B1 [0001] - US 6346764 B1 [0001]
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|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|
| DE102007003281A DE102007003281A1 (en) | 2007-01-23 | 2007-01-23 | Piezoelectric transformer and transformer arrangement |
Publications (1)
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|---|---|
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|---|---|---|---|
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- 2007-01-23 DE DE102007003281A patent/DE102007003281A1/en not_active Withdrawn
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- 2008-01-18 WO PCT/EP2008/050583 patent/WO2008090098A2/en active Application Filing
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|---|---|
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| WO2008090098A3 (en) | 2009-02-26 |
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