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DE102007003281A1 - Piezoelectric transformer and transformer arrangement - Google Patents

Piezoelectric transformer and transformer arrangement Download PDF

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DE102007003281A1
DE102007003281A1 DE102007003281A DE102007003281A DE102007003281A1 DE 102007003281 A1 DE102007003281 A1 DE 102007003281A1 DE 102007003281 A DE102007003281 A DE 102007003281A DE 102007003281 A DE102007003281 A DE 102007003281A DE 102007003281 A1 DE102007003281 A1 DE 102007003281A1
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electrodes
transformer
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transformer according
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DE102007003281A
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Igor Dr. Kartashev
Patrick Dr. Schmidt-Winkel
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TDK Electronics AG
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Epcos AG
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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 JP 2002-299711 A , JP 2003-008098 A , US 6,172,447 B1 und US 6,346,764 B1 bekannt.A piezoelectric transformer is from the documents JP 2002-299711 A . JP 2003-008098 A . US 6,172,447 B1 and US 6,346,764 B1 known.

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:

1A im Querschnitt einen Piezotransformator, der in Flip-Chip-Bauweise auf einem Trägersubstrat montiert ist; 1A in cross-section a piezo transformer, which is mounted in a flip-chip construction on a carrier substrate;

1B Ansicht der Unterseite des Piezotransformators gemäß der 1A; 1B View of the underside of the piezotransformer according to the 1A ;

1C eine weitere Ausgestaltung des in der 1A gezeigten Piezotransformators; 1C another embodiment of the in the 1A shown piezotransformer;

2A im Querschnitt einen Piezotransformator in Vielschicht-Bauweise, der für eine Flip-Chip-Verbindung geeignete Kontaktflächen aufweist; 2A in cross-section a piezo transformer in a multi-layer construction, which has suitable contact surfaces for a flip-chip connection;

2B Ansicht einer ersten innen liegenden Metallisierungsebene des Piezotransformators gemäß der 2A; 2 B View of a first inner metallization of the piezoelectric transformer according to the 2A ;

2C Ansicht einer zweiten innen liegenden Metallisierungsebene des Piezotransformators gemäß der 2A; 2C View of a second internal metallization of the piezoelectric transformer according to the 2A ;

2D Ansicht der untersten Metallisierungsebene des Piezotransformators gemäß der 2A; 2D View of the lowest level of metallization of the piezotransformer according to the 2A ;

3A, 4A im Querschnitt jeweils einen weiteren Piezotransformator; 3A . 4A in cross section in each case a further piezotransformer;

3B, 4B die Ansicht der Unterseite des Piezotransformators gemäß der 3A bzw. 4A; 3B . 4B the view of the bottom of the piezotransformer according to the 3A respectively. 4A ;

3C, 4C die Ansicht der Oberseite des Piezotransformators gemäß der 3A bzw. 4A. 3C . 4C the view of the top of the piezotransformer according to the 3A respectively. 4A ,

In der 1A und 1B ist ein erster Piezotransformator mit einem Körper 1 erläutert. Der Körper 1 umfasst in dieser Variante eine einzige piezoelektrische Schicht 95, die zwischen zwei Metallisierungsebenen angeordnet ist.In the 1A and 1B is a first piezotransformer with a body 1 explained. The body 1 in this variant comprises a single piezoelectric layer 95 which is arranged between two metallization levels.

In der untersten Metallisierungsebene ist eine im Wesentlichen runde erste Elektrode 4 und eine im Wesentlichen ringförmige zweite Elektrode 3 angeordnet. Die Elektroden 3, 4 sind durch einen im Wesentlichen ringförmigen Spalt 11 elektrisch voneinander isoliert. Die Elektroden 3, 4 sind vorzugsweise als Signalelektroden vorgesehen.In the lowest metallization level is a substantially round first electrode 4 and a substantially annular second electrode 3 arranged. The electrodes 3 . 4 are through a substantially annular gap 11 electrically isolated from each other. The electrodes 3 . 4 are preferably provided as signal electrodes.

In der obersten Metallisierungsebene ist eine vorzugsweise als eine Masseelektrode vorgesehene dritte Elektrode 6 angeordnet, die eine für beide Funktionsteile des Transformators gemeinsame Elektrode darstellt. Die dritte Elektrode 6 ist von der ersten und zweiten Elektrode 4, 3 galvanisch getrennt.In the uppermost metallization level, a third electrode, preferably provided as a ground electrode, is provided 6 arranged, which represents a common electrode for both functional parts of the transformer. The third electrode 6 is from the first and second electrodes 4 . 3 galvanically isolated.

Die erste Elektrode 4 weist einen Vorsprung auf, der als eine erste Kontaktfläche 4' vorgesehen ist. Die zweite Elektrode 3 weist einen Vorsprung auf, der als eine zweite Kontaktfläche 3' vorgesehen ist. Die erste Elektrode 4 weist eine Aussparung auf, in der die zweite Kontaktfläche 3' angeordnet ist. Die zweite Elektrode 3 weist eine Aussparung auf, in der die erste Kontaktfläche 4' angeordnet ist.The first electrode 4 has a projection that acts as a first contact surface 4 ' is provided. The second electrode 3 has a projection that acts as a second contact surface 3 ' is provided. The first electrode 4 has a recess in which the second contact surface 3 ' is arranged. The second electrode 3 has a recess in which the first contact surface 4 ' is arranged.

Die erste Elektrode 4 kann bis auf den Bereich der Kontaktfläche 4' passiviert sein. Die zweite Elektrode 3 kann bis auf den Bereich der Kontaktfläche 3' passiviert sein.The first electrode 4 can be down to the area of the contact area 4 ' be passivated. The second electrode 3 can be down to the area of the contact area 3 ' be passivated.

In der untersten Metallisierungsebene ist eine dritte Kontaktfläche 6' angeordnet, die von den Elektroden 3, 4 elektrisch isoliert und mit der dritten Elektrode 6 mittels einer Durchkontaktierung 7 leitend verbunden ist. Die Elektroden 3, 4 weisen jeweils eine Aussparung auf, in der die dritte Kontaktfläche 6' angeordnet ist.In the lowest metallization level is a third contact surface 6 ' arranged by the electrodes 3 . 4 electrically isolated and with the third electrode 6 by means of a via 7 is conductively connected. The electrodes 3 . 4 each have a recess in which the third contact surface 6 ' is arranged.

Die erste Elektrode 4 und ein ihr gegenüber liegender Bereich der dritten Elektrode 6 ist einem ersten Funktionsteil, vorzugsweise dem Ausgangsteil, des Transformators zugeordnet. Die zweite Elektrode 3 und ein ihr gegenüber liegender, ringförmiger Bereich der dritten Elektrode 6 ist einem zweiten Funktionsteil, vorzugsweise dem Eingangsteil, des Transformators zugeordnet. Die mittig angeordnete erste Elektrode 4 kann in einer weiteren Variante dem Eingangsteil und die im Randbereich der Bodenfläche angeordnete zweite Elektrode 3 dem Ausgangsteil des Transformators zugeordnet sein.The first electrode 4 and a region of the third electrode opposite it 6 is assigned to a first functional part, preferably the output part, of the transformer. The second electrode 3 and an opposing annular portion of the third electrode 6 is assigned to a second functional part, preferably the input part, of the transformer. The centrally located first electrode 4 can in a further variant of the input part and arranged in the edge region of the bottom surface of the second electrode 3 be assigned to the output part of the transformer.

Der Piezotransformator ist mittels Lötverbindungen – Bumps 8, 9, 10 – mit Kontaktflächen eines Trägersubstrats 2 leitend verbunden. Der Bump 10 verbindet die Kontaktfläche 4' mit einer ersten Kontaktfläche des Trägersubstrats 2. Der Bump 8 verbindet die Kontaktfläche 3' mit einer zweiten Kontaktfläche des Trägersubstrats 2. Der Bump 9 verbindet die Kontaktfläche 6' mit einer dritten Kontaktfläche des Trägersubstrats 2.The piezotransformer is soldered using bumps 8th . 9 . 10 - With contact surfaces of a carrier substrate 2 conductively connected. The bump 10 connects the contact surface 4 ' with a first contact surface of the carrier substrate 2 , The bump 8th connects the contact surface 3 ' with a second contact surface surface of the carrier substrate 2 , The bump 9 connects the contact surface 6 ' with a third contact surface of the carrier substrate 2 ,

In einer Variante ist es möglich, die dritte Elektrode 6 in der untersten Metallisierungsebene und die Elektroden 3, 4 in der obersten Metallisierungsebene anzuordnen. In diesem Fall umfasst die dritte Elektrode 6 die dritte Kontaktfläche 6', die in Form eines Vorsprungs dieser Elektrode realisiert sein kann. Die dritte Elektrode 6 kann in diesem Fall bis auf den Bereich der Kontaktfläche 6' passiviert sein. Die Elektrode 3 ist mittels einer ersten Durchkontaktierung mit der Kontakt fläche 3' und die Elektrode 4 mittels einer zweiten Durchkontaktierung mit der Kontaktfläche 4' leitend verbunden. Die Kontaktfläche 3' ist in einer ersten Aussparung und die Kontaktfläche 4' in einer zweiten Aussparung der dritten Elektrode 6 angeordnet. Die Kontaktflächen 3', 4' sind in diesem Fall in derselben Metallisierungsebene wie die dritte Elektrode 6 angeordnet.In a variant it is possible to use the third electrode 6 in the lowest metallization level and the electrodes 3 . 4 to arrange in the top metallization. In this case, the third electrode includes 6 the third contact area 6 ' , which can be realized in the form of a projection of this electrode. The third electrode 6 can in this case down to the area of the contact surface 6 ' be passivated. The electrode 3 is by means of a first via contact with the contact surface 3 ' and the electrode 4 by means of a second through-connection with the contact surface 4 ' conductively connected. The contact surface 3 ' is in a first recess and the contact surface 4 ' in a second recess of the third electrode 6 arranged. The contact surfaces 3 ' . 4 ' in this case are in the same metallization plane as the third electrode 6 arranged.

Die vorstehend erläuterte Ausgestaltung der Kontaktflächen 3', 4', 6' gilt auch für nachstehend beschriebene Ausführungsbeispiele.The above-described embodiment of the contact surfaces 3 ' . 4 ' . 6 ' also applies to embodiments described below.

In der 1C ist eine Ausgestaltung des Transformators mit einer weiteren dielektrischen, vorzugsweise piezoelektrischen Schicht 96 gezeigt. Die Schicht 96 überdeckt die Elektroden 3, 4, die mit auf der Unterseite des Körpers liegenden Kontaktflächen 3' und 4' mittels jeweils einer Durchkontaktierung leitend verbunden sind. Die Schicht 96 weist vorzugsweise die Eigenschaften einer Passivierungsschicht auf. Die Dielektrizitätskonstante dieser Schicht ist vorzugsweise kleiner als diejenige der piezoelektrischen Schicht 95.In the 1C is an embodiment of the transformer with a further dielectric, preferably piezoelectric layer 96 shown. The layer 96 covers the electrodes 3 . 4 with contact surfaces lying on the underside of the body 3 ' and 4 ' are conductively connected by means of a respective via. The layer 96 preferably has the properties of a passivation layer. The dielectric constant of this layer is preferably smaller than that of the piezoelectric layer 95 ,

In einer Variante ist, wie in der 1C angedeutet, eine dielektrische Schicht 97 vorgesehen, die die obere Elektrode 6 bedeckt. Sie weist vorzugsweise die gleichen Eigenschaften auf wie die Schicht 96.In a variant, as in the 1C indicated a dielectric layer 97 provided the upper electrode 6 covered. It preferably has the same properties as the layer 96 ,

In den 2A bis 2D ist eine weitere Ausführungsform eines piezoelektrischen Transformators gezeigt.In the 2A to 2D a further embodiment of a piezoelectric transformer is shown.

Der Körper 1 umfasst hier eine Vielzahl von übereinander angeordneten Elektroden 3, eine Vielzahl von übereinander angeordneten Elektroden 4 sowie eine Vielzahl von übereinander angeordneten Elektroden 6.The body 1 here comprises a plurality of electrodes arranged one above the other 3 , a plurality of superimposed electrodes 4 and a plurality of electrodes arranged one above the other 6 ,

Die Elektroden 3 sind mittels einer Durchkontaktierung 13 miteinander und mit einer Kontaktfläche 3' leitend verbunden. Die Elektroden 4 sind mittels einer Durchkontaktierung 12 miteinander und mit einer Kontaktfläche 4' leitend verbunden. Die vorzugsweise als Masseelektroden vorgesehenen Elektroden 6 sind mittels der Durchkontaktierung 7 miteinander und mit der Kontaktfläche 6' leitend verbunden. Die Kontaktfläche 6' ist in 2D durch eine gestrichelte Linie eingegrenzt. Die unterste Elektrode 6 ist bis auf diese Kontaktfläche passiviert.The electrodes 3 are by means of a via 13 with each other and with a contact surface 3 ' conductively connected. The electrodes 4 are by means of a via 12 with each other and with a contact surface 4 ' conductively connected. The electrodes preferably provided as ground electrodes 6 are by means of the via 7 with each other and with the contact surface 6 ' conductively connected. The contact surface 6 ' is in 2D bounded by a dashed line. The lowest electrode 6 is passivated to this contact surface.

Die Kontaktfläche 3' ist in der Aussparung 11a' der untersten Elektrode 6 und die Kontaktfläche 4' in der Aussparung 11b' der Elektrode 6 angeordnet.The contact surface 3 ' is in the recess 11a ' the lowest electrode 6 and the contact area 4 ' in the recess 11b ' the electrode 6 arranged.

Die Durchkontaktierung 12 ist elektrisch von den Elektroden 3, 6 isoliert. Die Durchkontaktierung 12 ist durch die Aussparungen 11b, 11b' elektrisch von den Elektroden 6 isoliert. Die Durchkontaktierung 13 ist elektrisch von den Elektroden 4, 6 isoliert. Die Durchkontaktierung 13 ist durch die Aussparungen 11a, 11a' elektrisch von den Elektroden 6 isoliert. Die Durchkontaktierung 7 ist elektrisch von den Elektroden 3 und 4 isoliert. Die Durchkontaktierung 7 ist in der Aussparung 11' der Elektrode 3 angeordnet. Die elektrische Isolation ist durch eine Aussparung in der jeweiligen Elektrode, von der die Durchkontaktierung isoliert sein soll, realisiert.The via 12 is electrical from the electrodes 3 . 6 isolated. The via 12 is through the recesses 11b . 11b ' electrically from the electrodes 6 isolated. The via 13 is electrical from the electrodes 4 . 6 isolated. The via 13 is through the recesses 11a . 11a ' electrically from the electrodes 6 isolated. The via 7 is electrical from the electrodes 3 and 4 isolated. The via 7 is in the recess 11 ' the electrode 3 arranged. The electrical insulation is realized by a recess in the respective electrode from which the via is to be isolated.

Die Elektroden 6 erstrecken sich über beide Funktionsteile des Transformators. Die innen liegenden Elektroden 6 weisen jeweils eine erste Aussparung 11b auf, in der die Durchkontaktierung 12 angeordnet ist. Sie weisen außerdem eine zweite Aussparung 11a auf, in der die Durchkontaktierung 13 angeordnet ist. Die auf der Unterseite angeordnete Elektrode 6 weist eine erste Aussparung auf, in der die Kontaktfläche 4' angeordnet ist, sowie eine zweite Aussparung, in der die Kontaktfläche 3' angeordnet ist. Die auf der Unterseite angeordnete Elektrode 6 umfasst die Kontaktfläche 6'.The electrodes 6 extend over both functional parts of the transformer. The internal electrodes 6 each have a first recess 11b on, in which the via 12 is arranged. They also have a second recess 11a on, in which the via 13 is arranged. The electrode located on the underside 6 has a first recess in which the contact surface 4 ' is arranged, as well as a second recess in which the contact surface 3 ' is arranged. The electrode located on the underside 6 includes the contact surface 6 ' ,

Die Elektroden 3, 4 sind in der jeweiligen Metallisierungsebene durch einen Spalt 11 elektrisch voneinander isoliert. Die Elektroden 3 weisen jeweils eine Aussparung 11' auf, in der die Durchkontaktierung 7 angeordnet ist.The electrodes 3 . 4 are in the respective metallization plane through a gap 11 electrically isolated from each other. The electrodes 3 each have a recess 11 ' on, in which the via 7 is arranged.

Die Elektroden 4 und erste Bereiche der Elektrode 6 sind zur Bildung des ersten Funktionsteils abwechselnd übereinander angeordnet. Die Elektroden 3 und zweite Bereiche der Elektrode 6 sind zur Bildung des zweiten Funktionsteils abwechselnd übereinander angeordnet.The electrodes 4 and first areas of the electrode 6 are alternately stacked to form the first functional part. The electrodes 3 and second regions of the electrode 6 are alternately stacked to form the second functional part.

Die Anordnung jeweils einer Masseelektrode 6 auf der Unterseite sowie auf der Oberseite des Körpers 1 ist besonders vorteilhaft, da somit eine elektromagnetische Abschirmung von innen liegenden Signalelektroden 3, 4 erzielt werden kann. Dadurch können elektromagnetische Störungen, die die elektrischen Eigenschaften des Transformators beeinflussen können, reduziert werden.The arrangement of a ground electrode 6 on the bottom as well as on top of the body 1 is particularly advantageous, since thus an electromagnetic shielding of internal signal electrodes 3 . 4 can be achieved. As a result, electromagnetic interference that can affect the electrical properties of the transformer can be reduced.

In den 3A, 3B und 3C ist ein weiterer Piezotransformator vorgestellt. Im Unterschied zum vorstehend erläuterten Piezotransformator sind die Funktionsteile des Transformators galvanisch voneinander getrennt. Die Elektroden 3, 6 sind dem ersten Funktionsteil und die Elektroden 4, 5 dem zweiten Funktionsteil zugeordnet.In the 3A . 3B and 3C is a further piezotransformer presented. In contrast to the above-described piezotransformer the functional parts of the transformer are galvanically separated from each other. The electrodes 3 . 6 are the first functional part and the electrodes 4 . 5 assigned to the second functional part.

Der Körper 1 ist mittels Bumps 32, 42, 52, 62 mit dem Trägersubstrat 2 verbunden. Die Bumps sind hier, wie auch in der Variante gemäß den Figuren 1A, 1B, in gleichem Abstand von der Mitte der Bodenfläche des Körpers, in gleichmäßigen Abständen entlang eines gedachten Kreises angeordnet. Der gedachte Kreis ist durch eine gestrichelte Linie angedeutet.The body 1 is by means of bumps 32 . 42 . 52 . 62 with the carrier substrate 2 connected. The bumps are here, as well as in the variant according to the figures 1A . 1B equidistant from the center of the bottom surface of the body, evenly spaced along an imaginary circle. The imaginary circle is indicated by a dashed line.

Die auf der Oberseite des Körpers angeordneten Elektroden 5, 6 sind mittels jeweils einer Durchkontaktierung 52' bzw. 62' mit einer auf der Unterseite angeordneten Kontaktfläche 51 bzw. 61 leitend verbunden. Die Kontaktfläche 51 ist in einer Aussparung 11 der Elektrode 4 und die Kontaktfläche 61 in einer Aussparung 11 der Elektrode 3 angeordnet.The electrodes arranged on the top of the body 5 . 6 are each by means of a via 52 ' respectively. 62 ' with a contact surface arranged on the underside 51 respectively. 61 conductively connected. The contact surface 51 is in a recess 11 the electrode 4 and the contact area 61 in a recess 11 the electrode 3 arranged.

Die Elektroden 5, 6 sind durch einen Spalt 11b elektrisch voneinander isoliert. Die Elektroden 3, 4 sind auch durch einen Spalt 11a elektrisch voneinander isoliert.The electrodes 5 . 6 are through a gap 11b electrically isolated from each other. The electrodes 3 . 4 are also through a gap 11a electrically isolated from each other.

In den 4A, 4B und 4C ist ein weiterer Piezotransformator vorgestellt. Auch in diesem Fall sind die Funktionsteile des Transformators galvanisch voneinander getrennt. Im Unterschied zu der Variante gemäß den 3A3C ist der erste Funktionsteil durch den zweiten Funktionsteil umgeben. Die Elektroden 3, 6 des zweiten Funktionsteils sind dabei weitgehend ringförmig und die Elektroden 4, 5 weitgehend kreis- oder scheibenförmig ausgeführt.In the 4A . 4B and 4C another piezotransformer is presented. Also in this case, the functional parts of the transformer are galvanically separated from each other. In contrast to the variant according to the 3A - 3C the first functional part is surrounded by the second functional part. The electrodes 3 . 6 of the second functional part are largely annular and the electrodes 4 . 5 largely circular or disc-shaped.

Die auf der Unterseite angeordneten Elektroden 3, 4 weisen zur Bildung einer Kontaktfläche jeweils einen Vorsprung auf. Die Elektroden 3, 4 weisen außerdem Aussparungen auf, in denen die von diesen Elektroden elektrisch isolierten Kontaktflächen 51, 61 angeordnet sind.The electrodes arranged on the underside 3 . 4 each have a projection to form a contact surface. The electrodes 3 . 4 also have recesses in which the electrically isolated from these electrodes contact surfaces 51 . 61 are arranged.

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 1A, 1B, 3A3C, 4A4C vorgestellte Piezotransformator mit einem Körper in Vielschicht-Technologie ausgebildet sein, wobei außen liegende Elektroden mit innen liegenden Elektroden mittels Durchkontaktierungen verbunden sind.The design of the piezotransformer is not limited to the examples presented in the figures, in particular the shape and number of elements shown. For example, the in 1A . 1B . 3A - 3C . 4A - 4C presented piezotransformer be formed with a body in multilayer technology, wherein external electrodes are connected to internal electrodes by means of vias.

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

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - JP 2002-299711 A [0001] - JP 2002-299711A [0001]
  • - 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]

Claims (17)

Piezoelektrischer Transformator – mit einem Körper (1), der auf seiner Hauptfläche angeordnete Kontaktflächen (3', 4', 6') aufweist, – wobei die lineare Querschnittsgröße mindestens einer der Kontaktflächen 200 Mikrometer nicht übersteigt.Piezoelectric transformer - with one body ( 1 ), the contact surfaces arranged on its main surface ( 3 ' . 4 ' . 6 ' ), wherein the linear cross-sectional size of at least one of the contact surfaces 200 Micrometer does not exceed. Transformator nach Anspruch 1, – mit mindestens einer auf der Oberfläche des Körpers angeordneten Elektrode (3), die eine erste Kontaktfläche (3') aufweist, – wobei diese Elektrode in den von der ersten Kontaktfläche (3') unterschiedlichen Bereichen passiviert ist.Transformer according to claim 1, - with at least one electrode arranged on the surface of the body ( 3 ), which has a first contact surface ( 3 ' ), wherein this electrode in the from the first contact surface ( 3 ' ) is passivated in different areas. Transformator nach Anspruch 2, – wobei die auf der Oberfläche angeordnete Elektrode (3) mindestens eine Aussparung (11) aufweist, in der mindestens eine von dieser Elektrode elektrisch isolierte zweite Kontaktfläche (4', 51, 61) angeordnet ist.Transformer according to claim 2, - wherein the electrode arranged on the surface ( 3 ) at least one recess ( 11 ), in which at least one of said electrode electrically isolated second contact surface ( 4 ' . 51 . 61 ) is arranged. Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 3, – mit innen liegenden Elektroden, die im Körper (1) angeordnet sind, – wobei die jeweils einem elektrischen Potential zugeordneten innen liegenden Elektroden mittels Durchkontaktierungen (7, 12, 13) leitend miteinander und mit den Kontaktflächen (3', 4', 6') verbunden sind.Transformer according to one of claims 1 to 3, - with internal electrodes which are in the body ( 1 ) are arranged, - wherein each of an electrical potential associated with internal electrodes by means of plated-through holes ( 7 . 12 . 13 ) conductive with each other and with the contact surfaces ( 3 ' . 4 ' . 6 ' ) are connected. Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, – wobei der Körper (1) einen ersten Funktionsteil und einen zweiten Funktionsteil als Eingangsteil und Ausgangsteil des Transformators umfasst, – wobei Elektroden des jeweiligen Funktionsteils übereinander angeordnet sind.Transformer according to one of claims 1 to 4, - wherein the body ( 1 ) comprises a first functional part and a second functional part as an input part and output part of the transformer, - wherein electrodes of the respective functional part are arranged one above the other. Transformator nach Anspruch 5, – wobei der Körper (1) Metallisierungsebenen aufweist, – wobei in mindestens einer Metallisierungsebene eine erste Elektrode und eine zweite Elektrode angeordnet ist, – wobei die erste Elektrode dem ersten Funktionsteil und die zweite Elektrode dem zweiten Funktionsteil zugeordnet ist.Transformer according to claim 5, - wherein the body ( 1 ) - wherein at least one Metallisierungsebene a first electrode and a second electrode is arranged, - wherein the first electrode is associated with the first functional part and the second electrode associated with the second functional part. Transformator nach Anspruch 6, – wobei die mindestens eine Metallisierungsebene mit der ersten und der zweiten Elektrode im Inneren des Körpers (1) angeordnet ist.Transformer according to claim 6, - wherein the at least one metallization plane with the first and the second electrode inside the body ( 1 ) is arranged. Transformator nach Anspruch 6 oder 7, – wobei die zweite Elektrode die erste Elektrode umgibt.Transformer according to claim 6 or 7, - in which the second electrode surrounds the first electrode. Transformator nach einem der Ansprüche 6 bis 8, – wobei innen liegende zweite Elektroden (3) Aussparungen (11, 11') aufweisen, in denen die Durchkontaktierungen (7, 12) angeordnet sind, die innen liegende erste oder dritte Elektroden (4, 6) verbinden, und/oder – wobei innen liegende erste Elektroden (4) Aussparungen aufweisen, in denen die Durchkontaktierungen angeordnet sind, die innen liegende zweite oder dritte Elektroden (3, 6) verbinden.Transformer according to one of claims 6 to 8, - wherein inner second electrodes ( 3 ) Recesses ( 11 . 11 ' ), in which the plated-through holes ( 7 . 12 ), the inner first or third electrodes ( 4 . 6 ), and / or - wherein inner first electrodes ( 4 ) Have recesses in which the plated-through holes are arranged, the inner second or third electrodes ( 3 . 6 ) connect. Transformator nach einem der Ansprüche 5 bis 9, – wobei sich mindestens eine innen liegende Elektrode über beide Funktionsteile erstreckt.Transformer according to one of the claims 5 to 9, - At least one inside Electrode extends over both functional parts. Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 10, – wobei die Kontaktflächen (3', 4', 6') bis zum Außenrand des Körpers (1) einen Abstand aufweisen, der mindestens so groß ist wie eine Achtelwellenlänge der im Körper anzuregenden mechanischen Schwingung.Transformer according to one of claims 1 to 10, - wherein the contact surfaces ( 3 ' . 4 ' . 6 ' ) to the outer edge of the body ( 1 ) have a distance which is at least as large as an eighth-wavelength of the mechanical vibration to be excited in the body. Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 11, der auf einem Trägersubstrat in einer Flip-Chip-Bauweise befestigt ist.Transformer according to one of the claims 1 to 11, on a carrier substrate in a flip-chip design is attached. Piezoelektrischer Transformator – mit einem Körper (1), an dessen Unterseite Kontaktflächen (3', 4', 6') angeordnet sind, – wobei die Kontaktflächen bis zum Außenrand des Körpers einen Abstand aufweisen, der mindestens so groß ist wie eine Achtelwellenlänge der im Körper anzuregenden mechanischen Schwingung.Piezoelectric transformer - with one body ( 1 ), on the underside of which contact surfaces ( 3 ' . 4 ' . 6 ' ), wherein the contact surfaces to the outer edge of the body have a distance which is at least as large as an eighth wavelength of the mechanical vibration to be excited in the body. Transformatoranordnung – mit einem piezoelektrischen Transformator und einem Träger, wobei der piezoelektrische Transformator auf dem Träger in einer Flip-Chip-Anordnung befestigt ist.transformer assembly - with a piezoelectric transformer and a carrier, wherein the piezoelectric transformer on the carrier in one Flip-chip assembly is attached. Trans formatoranordnung – mit einem piezoelektrischen Transformator nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und einem Träger, wobei der piezoelektrische Transformator auf dem Träger in einer Flip-Chip-Anordnung befestigt ist.Trans formator arrangement - with a Piezoelectric transformer according to one of the claims 1 to 13 and a carrier, wherein the piezoelectric transformer is mounted on the carrier in a flip-chip arrangement. Piezoelektrischer Transformator – mit einem Körper (1), der einen ersten Funktionsteil und einen zweiten Funktionsteil als Eingangsteil und Ausgangsteil des Transformators umfasst, – mit Elektroden, die im Körper (1) übereinander angeordnet sind, – wobei die Elektroden übereinander angeordnete Common-Elektroden aufweisen, die sich über beide Funktionsteile erstrecken und an ein gemeinsames Potential angeschlossen. sind, – wobei zwischen den Funktionsteilen ein Isolationsbereich angeordnet ist, der senkrecht zu den Ebenen, in denen Elektroden angeordnet sind, ausgerichtet ist.Piezoelectric transformer - with one body ( 1 ) comprising a first functional part and a second functional part as an input part and an output part of the transformer, - with electrodes which are in the body ( 1 ) are arranged one above the other, - wherein the electrodes have stacked common electrodes extending over both functional parts and connected to a common potential. are, - where between the functional parts of an isolation is arranged, which is aligned perpendicular to the planes in which electrodes are arranged. Transformator nach Anspruch 16, – wobei die jeweilige Common-Elektrode zwischen zwei Elektroden des ersten Funktionsteils angeordnet ist, und – wobei die jeweilige Common-Elektrode zwischen zwei Elektroden des zweiten Funktionsteils angeordnet ist.Transformer according to claim 16, - in which the respective common electrode between two electrodes of the first Function part is arranged, and - where the respective Common electrode between two electrodes of the second functional part is arranged.
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WO (1) WO2008090098A2 (en)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0898314A1 (en) * 1997-08-19 1999-02-24 Tokin Corporation Piezoelectric transformer and power supply including the same
US6172447B1 (en) 1996-07-12 2001-01-09 Taiheiyo Cement Corporation Piezoelectric transformer device
US6188163B1 (en) * 1996-10-29 2001-02-13 Dong Il Technology Ltd. Converter with piezoceramic transformer
US6346764B1 (en) 2000-12-15 2002-02-12 Face International Corp. Multilayer piezoelectric transformer
JP2002299711A (en) 2001-03-30 2002-10-11 Kyocera Corp Multilayer piezoelectric element and piezoelectric transformer
EP1267426A2 (en) * 2001-06-14 2002-12-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Piezoelectric transformer
JP2003008098A (en) 2001-06-27 2003-01-10 Nec Tokin Ceramics Corp Multilayer piezoelectric transformer
US7003858B2 (en) * 1998-12-01 2006-02-28 Murata Manufacturing Co., Ltd. Method of manufacturing multilayer piezoelectric component
DE102004036140A1 (en) * 2004-07-26 2006-03-23 Infineon Technologies Ag Semiconductor device

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11204851A (en) * 1998-01-19 1999-07-30 Tokin Corp Piezoelectric transformer
JP2002344284A (en) * 2001-03-14 2002-11-29 Murata Mfg Co Ltd Surface acoustic wave device, and communication unit mounting the same

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6172447B1 (en) 1996-07-12 2001-01-09 Taiheiyo Cement Corporation Piezoelectric transformer device
US6188163B1 (en) * 1996-10-29 2001-02-13 Dong Il Technology Ltd. Converter with piezoceramic transformer
EP0898314A1 (en) * 1997-08-19 1999-02-24 Tokin Corporation Piezoelectric transformer and power supply including the same
US7003858B2 (en) * 1998-12-01 2006-02-28 Murata Manufacturing Co., Ltd. Method of manufacturing multilayer piezoelectric component
US6346764B1 (en) 2000-12-15 2002-02-12 Face International Corp. Multilayer piezoelectric transformer
JP2002299711A (en) 2001-03-30 2002-10-11 Kyocera Corp Multilayer piezoelectric element and piezoelectric transformer
EP1267426A2 (en) * 2001-06-14 2002-12-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Piezoelectric transformer
JP2003008098A (en) 2001-06-27 2003-01-10 Nec Tokin Ceramics Corp Multilayer piezoelectric transformer
DE102004036140A1 (en) * 2004-07-26 2006-03-23 Infineon Technologies Ag Semiconductor device

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