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Dokumentenidentifikation DE102006015980A1 18.10.2007
Titel Elektrisches Bauelement
Anmelder EPCOS AG, 81669 München, DE
Erfinder Pudmich, Günter, Dr., Köflach, AT;
Kartashev, Igor, Dr., Deutschlandsberg, AT
Vertreter Epping Hermann Fischer, Patentanwaltsgesellschaft mbH, 80339 München
DE-Anmeldedatum 05.04.2006
DE-Aktenzeichen 102006015980
Offenlegungstag 18.10.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.10.2007
IPC-Hauptklasse H01L 41/107(2006.01)A, F, I, 20060405, B, H, DE
Zusammenfassung Es wird ein elektrisches Bauelement angegeben, umfassend ein Keramiksubstrat (1) und einen Piezotransformator (3), der elektrisch und mechanisch mit dem Keramiksubstrat (1) verbunden ist.

Beschreibung[de]

Aus der Druckschrift US 2001/0028206 A1 ist ein piezoelektrischer Transformator bekannt, bei dem im Innern eines Körpers Innenelektroden vorgesehen sind.

Eine zu lösende Aufgabe besteht darin, ein elektrisches Bauelement mit einem Piezotransformator angegeben, das geringe Verluste aufweist.

Es wird ein elektrisches Bauelement angegeben, umfassend ein Keramiksubstrat, das Kontaktflächen aufweist, und einen Piezotransformator, der elektrisch mit zumindest einigen der Kontaktflächen des Substrats verbunden und zumindest teilweise auf dem Keramiksubstrat angeordnet ist.

Im Folgenden werden vorteilhafte Ausführungsformen des angegebenen Bauelements beschrieben.

Der Piezotransformator umfasst einen Körper. Der Transformatorkörper umfasst einen Eingangsteil, einen Ausgangsteil und einen zwischen diesen angeordneten Isolationsbereich, der in einer vorteilhaften Variante durch einen Bereich des Keramiksubstrats gebildet ist.

Der als Isolationsbereich des Piezotransformators vorgesehener Bereich ist vorzugsweise dünner ausgebildet als übrige Bereiche des Keramiksubstrats. Damit gelingt es, ein Bauelement mit einer besonders kleinen Gesamthöhe zu bilden.

Das Bauelement umfasst elektrische Zuleitungen zur Kontaktierung des Piezotransformators, die vorzugsweise zumindest teilweise im Keramiksubstrat integriert sind. Die elektrischen Zuleitungen umfassen zumindest eine vertikal zur Substratoberfläche verlaufende elektrische Verbindung.

Das Bauelement kann mindestens eine elektrische Schaltung umfassen, die elektrisch mit dem Piezotransformator verbunden und zumindest teilweise im Keramiksubstrat integriert ist. Diese Schaltung kann insbesondere zur Signal- oder Datenverarbeitung geeignet sein.

Das Bauelement kann mindestens eine elektrische Komponente umfassen, die elektrisch mit dem Piezotransformator verbunden und auf dem Keramiksubstrat angeordnet ist. Diese Komponente ist vorzugsweise als Chip ausgebildet. Diese Komponente kann mindestens eine Kapazität, mindestens eine Induktivität oder einen zur Signal- oder Datenverarbeitung geeigneten Chip umfassen.

Das Keramiksubstrat kann mindestens eine Vertiefung zur Aufnahme von zumindest einem der Transformatorteile aufweisen. Der jeweilige Transformatorteil kann in einer solchen Vertiefung versenkt sein. Das Keramiksubstrat kann für zumindest einen der Transformatorteile zumindest ein Teilgehäuse bilden.

Der Piezotransformator kann einen Körper umfassen, dessen Oberfläche mindestens einen Knotenbereich aufweist, in dem Knoten einer im Körper angeregten akustischen Welle auftreten. Der Körper ist vorzugsweise in Knotenbereichen mit dem Keramiksubstrat verbunden und in den sonstigen Bereichen von jenem beabstandet.

Ein Knotenbereich erstreckt sich an der Grundfläche des Körpers entlang einer Linie, die senkrecht zu der Wellenausbreitungsrichtung verläuft. Der Knotenbereich erstreckt sich vorzugsweise in einer Breitenrichtung des Transformatorkörpers. Beim Betrieb des Transformators bei der Grundmode, d. h. der ersten Harmonischen einer akustischen Welle, ist nur ein Knotenbereich ungefähr in der Mitte des Körpers vorhanden. Beim Betrieb des Transformators bei der zweiten Harmonischen sind zwei Knotenbereiche vorhanden, die ungefähr um eine Viertelwellenlänge von den Stirnflächen in der Mitte des Körpers beabstandet sind.

Die elektrischen Kontakte der Transformatorteile können mit den Kontaktflächen des Keramiksubstrats mittels Drähten verbunden sein. Die elektrischen Kontakte der Transformatorteile und diejenigen des Keramiksubstrats können auch einander gegenüber liegen und durch eine Lötverbindung miteinander verbunden sein.

Das Bauelement kann zudem ein Trägersubstrat umfassen, auf dem das Keramiksubstrat mit dem Piezotransformator befestigt ist, wobei im Trägersubstrat elektrische Zuleitungen zur Verbindung des Keramiksubstrats mit einer im oder auf Trägersubstrat realisierten elektrischen Schaltung integriert sind.

Der Körper liegt in einer Variante im Bereich seiner Grundfläche auf dem Keramiksubstrat auf, wobei zumindest 90% der Grundfläche des Körpers vom Keramiksubstrat mechanisch entkoppelt sind.

Es können mindestens zwei voneinander beabstandete Kopplungsbereiche vorgesehen sein, in denen der Transformatorkörper mit dem Keramiksubstrat fest verbunden ist. Sie sind vorzugsweise in einem Knotenbereich entlang einer Knotenlinie angeordnet. Als Knotenlinie wird eine Linie bezeichnet, an der die Auslenkungsamplitude des Körpers Null ist. Vorzugsweise sind pro Knotenbereich zwei Kopplungsbereiche vorgesehen.

Insbesondere für den Betrieb bei der ersten Harmonischen ist es vorteilhaft, neben zwei im Knotenbereich angeordneten Kopplungsbereichen mindestens zwei voneinander beabstandete, am Keramiksubstrat befestigte Auflagebereiche anzuordnen, auf denen der Körper aufliegt. Die Auflagebereiche weisen vorzugsweise schwingungsdämpfende Eigenschaften auf.

Die Auflagebereiche sind vorzugsweise entlang der Wellenausbreitungsrichtung, z. B. entlang der Längsachse des Körpers angeordnet. Die Kopplungsbereiche sind vorzugsweise entlang einer Linie angeordnet, die senkrecht zur Wellenausbreitungsrichtung und zur Längsachse des Körpers verläuft.

Im Folgenden werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele anhand von schematischen und nicht maßstabgetreuen Figuren erläutert. Es zeigen:

1 ein elektrisches Bauelement mit einem Keramiksubstrat und einem integrierten Piezotransformator;

2A ein elektrisches Bauelement mit einem Keramiksubstrat und einem darauf angeordneten Piezotransformator in einer Seitenansicht;

2B das elektrische Bauelement gemäß 2A im Querschnitt;

3 ein modular aufgebauten Bauelement, in dem ein Bauelement gemäß 1 integriert ist;

4 eine Draufsicht auf die Grundfläche (Unterseite) eines bei der zweiten Harmonischen betriebenen Transformators;

5 eine Draufsicht auf die Grundfläche (Unterseite) eines bei der ersten Harmonischen betriebenen Transformators.

1 zeigt eine elektrische Komponente 12 (Bauelement) mit einem Keramiksubstrat 1 und einem Piezotransformator 3, der im Bereich 2 des Keramiksubstrats 1 angeordnet ist. Der Piezotransformator 3 umfasst ein Primärteil 4 mit den Elektroden 41, 42 und ein Sekundärteil 5 mit den Elektroden 51, 52.

Beim Anlegen einer elektrischen Spannung an die Elektroden 41, 42 des Primärteils 4 wird eine mechanische Spannung – bei periodischem Signal eine akustische Welle – erzeugt, die auf das Sekundärteil 5 übertragen wird. An den Elektroden 51, 52 des Sekundärteils 5 kann eine Ausgangsspannung des Transformators abgegriffen werden. Die Polarisationsrichtung zwischen den Elektroden des jeweiligen Transformatorteils ist mit einem Pfeil P gekennzeichnet.

Der Transformator 3 ist vorzugsweise Bestandteil eines Netzteils zur Strom- oder Spannungsversorgung einer elektrischen Komponente oder Schaltung, die vorzugsweise auf dem Substrat 1 angeordnet oder in jenem integriert ist.

Der Transformatorkörper ist vorzugsweise aus einem keramikhaltigen Material gebildet. Die Elektroden 41, 42, 51, 53 sind in der Variante gemäß 1 parallel zu den Hauptflächen des Substrats 1 angeordnet. Sie können aber auch, wie in der in 2A, 2B vorgestellten Variante, senkrecht dazu verlaufen. An jede Elektrode 41, 42, 51, 53 kann eine in 1 nicht gezeigte Anordnung von Innenelektroden angeschlossen sein, die im Transformatorkörper angeordnet sind. Die Innenelektroden sind vorzugsweise parallel zu den Hauptflächen des Substrats 1 ausgerichtet, so dass die Anregung der akustischen Welle in Vertikalrichtung erfolgt. Die Anschlussfolge der Innenelektroden ist nachstehend erläutert.

Auf der Oberseite des Keramiksubstrats 1 sind Kontaktflächen 43, 44, 53, 54 und auf der Unterseite eine Kontaktfläche 56 angeordnet. Die erste Elektrode 41 des Primärteils 4 ist mit der Kontaktfläche 43 mittels eines Bonddrahtes 45 verbunden. Die zum Substrat gewandte zweite Elektrode 42 des Primärteils 4 ist mit der Kontaktfläche 44 mittels einer auf der Oberseite des Substrats 1 angeordneten Zuleitung 46 verbunden. Diese Zuleitung verbindet die Kontaktfläche 44 und eine mit der Elektrode 42 verlötete Kontaktfläche des Substrats 1.

Die erste Elektrode 51 des Sekundärteils 5 ist mit der Kontaktfläche 56 mittels eines Bonddrahtes 55 verbunden. Die Kontaktfläche 56 ist mittels einer Durchkontaktierung 57 elektrisch mit der Kontaktfläche 53 verbunden. Die zum Substrat gewandte zweite Elektrode 52 des Sekundärteils 5 ist mit der Kontaktfläche 54 mittels einer teilweise frei liegenden und teilweise im Substrat 1 verborgenen Zuleitung 58 und einer Durchkontaktierung 59 verbunden. Diese Zuleitung verbindet die Kontaktfläche 54 und eine mit der Elektrode 52 verlötete Kontaktfläche des Substrats 1.

Die Kontaktflächen 43, 44, 53 und 54 sind als Außenelektroden des in 1 gezeigten Bauelements vorgesehen. Sie liegen alle auf einer Hauptfläche des Substrats 1. Möglich ist aber auch, die Außenelektroden des Bauelements auf beiden Hauptflächen des Substrats, d. h. sowohl auf der Oberseite als auch auf der Unterseite, anzuordnen.

Die Kontaktflächen 43, 44 und 53, 54 sind an gegenüber liegenden Hauptflächen des Substrats 1 angeordnet und vorzugsweise möglichst weit voneinander entfernt. Ein großer Abstand zwischen den Kontaktflächen, die an das Primärteil und das Sekundärteil angeschlossen sind, erhöht die Überschlagsfestigkeit des angegebenen Bauelements. Die Anordnung von allen Kontaktflächen 43, 44 und 53, 54 auf derselben Hauptfläche des Substrats 1 ist auch möglich.

Die Anordnung des Transformators 3 zwischen den Kontaktflächen 43, 44 für das Primärteil 4 und den Kontaktflächen 53, 54 für das Sekundärteil 5 ist besonders vorteilhaft, da somit eine gute elektromagnetische Entkopplung der Transformatorteile gelingt. Vorteilhaft ist dabei, dass die Bonddrähte 45, 55 zur Kontaktierung der verschiedenen Transformatorteile zu verschiedenen Hauptseiten des Substrats 1 herausgeführt sind. Die Anordnung von Kontaktflächen des Substrats, Zuleitungen und Bonddrähten kann aber im Prinzip beliebig sein. Beispielsweise ist es möglich, dass die durch den Bonddraht 45 kontaktierte Kontaktfläche 43 z. B. über eine Zuleitung mit einer weiteren, als Außenelektrode zu Kontaktierung der ersten Elektrode 41 des Primärteils vorgesehenen Kontaktfläche elektrisch verbunden ist.

Das Substrat 1 weist einen Transformatorbereich 2 auf, der mit den Transformatorteilen 4, 5 mechanisch gekoppelt ist. Im Transformatorbereich 2 ist eine Vertiefung 11 zur Aufnahme eines Transformatorteils – in 1 des Sekundärteils 5 – vorgesehen. Im Bereich 2 des Substrats kann auch eine weitere Vertiefung zur Aufnahme des anderen Transformatorteils vorgesehen sein.

Der Transformatorbereich 2 weist einen Teilbereich 30 auf, der ein Bestandteil des Transformators 3 ist. Somit ist das Substrat 1 und der Transformator 3 ineinander integriert und voneinander nicht trennbar, damit die elektrische Funktion des Transformators zur Signalübertragung erfüllt ist. Weitere Bereiche des Substrats können zur Integration einer elektrischen Schaltung oder als Träger für eine elektrische Komponente vorgesehen sein.

Die vom Transformatorbereich 2 unterschiedlichen Substratbereiche sind vorzugsweise dicker als der Teilbereich 30. Durch den Dickensprung an der Grenze der erwähnten Substratbereiche sind die akustischen Impedanzen dieser Bereiche voneinander unterschiedlich. Somit wird die im dünneren Transformatorbereich 2 angeregte akustische Welle an der Grenze zum dickeren Restbereich zurück reflektiert. Somit gelingt es, die mechanische Energie der akustischen Welle größtenteils im Transformatorbereich 2 zu lokalisieren.

Der Bereich 30 des Substrats 1, der eine geringere Dicke als die übrigen Substratbereiche aufweist, ist als ein Isolationsbereich des Transformators 3 vorgesehen, das zwischen dem Primärteil 4 und dem Sekundärteil 5 angeordnet ist. Dieser Bereich stellt eine mechanische Verbindung zwischen den Transformatorteilen 4, 5 her. Dieser Bereich kann im Prinzip beliebig dünn sein. Ein dünn ausgebildeter Isolationsbereich erhöht die Effizienz des Piezotransformators gegenüber einem Transformator mit einem dickeren Isolationsbereich. Dadurch, dass die Dicke des Substrats 1 im Bereich 30 deutlich kleiner ist als z. B. in den zur Befestigung an einem externen Träger oder als Träger für weitere elektrische Komponenten vorgesehenen Substratbereichen, ist die mechanische Kopplung des Transformators 3 mit dem dickwandigen Rest des Substrats relativ gering, so dass der Transformator 3 von den dickeren Bereichen des Substrats im Wesentlichen mechanisch entkoppelt ist.

Im Piezotransformator 3 gemäß 1 werden akustische Schwingungen in Vertikalrichtung, d. h. senkrecht zur Hauptfläche des Keramiksubstrats 1 angeregt. Dagegen werden im Piezotransformator 3 gemäß 2A, 2B akustische Schwingungen in Longitudinalrichtung, d. h. parallel zur Hauptfläche des Keramiksubstrats 1 angeregt.

In den 2A und 2B sind verschiedene Querschnitte A-A und B-B eines weiteren Bauelements mit einem Keramiksubstrat 1 und einem auf diesen befestigten Piezotransformator 3 gezeigt. Der Körper des Transformators umfasst einen Isolationsbereich 10 auf, der zwischen den Transformatorteilen 4, 5 angeordnet ist. Der Körper ist quaderförmig und vorzugsweise als eine Keramikplatte mit einem rechteckigen Querschnitt ausgebildet. Der in 2A, 2B gezeigte Transformator 3 wird vorzugsweise bei der zweiten Harmonischen einer longitudinalen akustischen Grundmode betrieben, wobei im Transformatorkörper in Wellenausbreitungsrichtung, die mit der Längsrichtung des Körpers übereinstimmt, zwei Knotenbereiche 6, 7 vorkommen. Die elektrische und mechanische Kopplung zwischen dem Substrat 1 und dem Transformatorkörper ist vorzugsweise im Wesentlichen auf diese Bereiche beschränkt, womit akustische Verluste durch die mechanische Kopplung zwischen dem Substrat 1 und dem Transformator 3 besonders gering gehalten werden können. Die Elektrodenflächen 41, 42, 51, 52 des Transformators 3 können sich dabei über diese Bereiche hinaus erstrecken.

In dieser Variante ist im Bereich 2 des Substrats 1 eine Vertiefung 11 zur Aufnahme des gesamten Transformatorkörpers vorgesehen. Die akustische Welle breitet sich in Längsrichtung des Körpers auf. In den Knotenbereichen 6, 7 tritt das Minimum der akustischen Stehwelle und somit die minimale Auslenkung des Körpers auf. Daher ist die mechanische Kopplung zwischen der Grundfläche des Transformatorkörpers und dem Substrat 1 im Wesentlichen auf die Knotenbereiche 6, 7 beschränkt. Diese mechanische Kopplung kommt vorzugsweise in zwei Auflagebereichen 8, 9 zustande, die jeweils eine relativ kleine Fläche aufweisen. In der 2B ist zu sehen, dass ein großflächiger Mittenbereich des Transformatorkörpers vom Keramiksubstrat 1 mechanisch entkoppelt ist. Diese Kopplung ist nur auf die Eck- bzw. Randbereiche des Körpers beschränkt. Die Fläche der Kopplungsbereiche beträgt vorzugsweise weniger als 10% der Grundfläche des Transformatorkörpers.

Die Auflagebereiche 8, 9 sind jeweils durch eine Stufe einer Seitenwand der Vertiefung 11 gebildet. Die Auflagebereiche 8, 9 können alternativ als in der Vertiefung 11 angeordnete Vorsprünge ausgebildet sein, wobei vorzugsweise zwei Vorsprünge pro Transformatorteil, also insgesamt vier Vorsprünge vorgesehen sind. Die Höhe solcher Vorsprünge ist vorzugsweise kleiner als die Maximaltiefe der Vertiefung 11.

Die Elektroden 41, 42 des Eingangsteils 4 sind auf gegenüber liegenden Seitenflächen des Transformatorkörpers angeordnet. Auch die Elektroden 51, 52 des Ausgangsteils 5 sind auf diesen Seitenflächen angeordnet, aber von den Elektroden 41, 42 des Eingangsteils 4 beabstandet.

Die als Außenelektroden vorgesehenen Kontaktflächen 43, 44 sind über die Zuleitungen 46 und 46' mit den Elektroden 41, 42 des Eingangsteils 4 leitend verbunden. Die als Außenelektroden vorgesehenen Kontaktflächen 53, 54 sind über die Zuleitungen 58 und 58' mit den Elektroden 51, 52 des Ausgangsteils 5 leitend verbunden. Jede Elektrode 41, 42, 51, 52 ist vorzugsweise mit der zugeordneten Zuleitung 46, 58, 46' und 58' verlötet.

Jede Elektrode 41, 42, 51, 52 ist vorzugsweise an eine Anordnung von im Körper des Transformators angeordneten, in den 2A und 2B nicht gezeigten Innenelektroden angeschlossen. Jede Anordnung von leitend miteinander verbundenen Innenelektroden ist vorzugsweise nur an eine der Elektroden 41, 42, 51, 52 angeschlossen und von den übrigen Elektroden elektrisch isoliert. Die Innenelektroden sind vorzugsweise senkrecht zu derjenigen Elektrode des Transformatorteils angeordnet, an die sie angeschlossen sind. Die Innenelektroden, die mit der ersten und der zweiten Elektrode des jeweiligen Transformatorteils verbunden sind, sind vorzugsweise alternierend angeordnet, d. h. sie greifen ineinander.

In der 3 ist ein Bauelement mit einem Träger 13 in Form einer Trägerplatte gezeigt, die z. B. eine Leiterplatte oder ein weiteres Keramiksubstrat sein kann. Dieses Bauelement umfasst eine elektrische Komponente 12, die im Wesentlichen wie die in der 1 erläuterte Komponente ausgebildet ist. Im Unterschied zur 1 ist der Ausgangsteil 5 des Transformators 3 in der Vertiefung 11 nicht versenkt, sondern ragt aus jener nach unten hinaus.

Im Träger 13 ist eine Öffnung 14 oder eine Vertiefung zur Aufnahme der Komponente 12 vorgesehen. Zumindest zwei gegenüber liegende Seitenflächen dieser Öffnung oder Vertiefung weisen vorzugsweise jeweils eine Stufe 15, 16 auf, die als eine Auflagefläche für das Substrat 1 der Komponente 12 ausgebildet ist. Die Höhe der Stufe 15, 16 ist so gewählt, dass der Ausgangsteil 5 des Transformators 3 komplett in der Öffnung 14 versenkt ist und aus dem Träger 13 nicht hinausragt. Die Oberfläche des Keramiksubstrats 1 ist auf der gleichen Höhe angeordnet wie die Oberfläche des Trägers 13, kann aber auch niedriger oder höher liegen.

Auf der Oberseite des Trägers 13 sind Kontaktflächen 61, 62, 63, 64 angeordnet. Die Kontaktfläche 61 des Trägers 13 ist mit der Kontaktfläche 44 des Keramiksubstrats 1, die Kontaktfläche 62 mit der Kontaktfläche 43, die Kontaktfläche 63 mit der Kontaktfläche 53 und die Kontaktfläche 64 mit der Kontaktfläche 54 mittels Bonddrähte verbunden. Anstatt Bonddrähte kommen auch anderweitige elektrische Zuleitungen in Betracht.

Auf dem außerhalb der Öffnung 14 liegenden Bereich des Trägers 13 kann eine weitere elektrische Komponente montiert sein, die elektrisch mit dem Transformator 3 verbunden ist und vorzugsweise von jenem mit Spannung versorgt wird. Im Träger 13 kann auch eine weitere Schaltung integriert sein, die elektrisch mit dem Transformator 3 verbunden ist und vorzugsweise von jenem mit Spannung versorgt wird.

In 4 ist eine beispielhafte Anordnung von Kopplungsbereichen für einen bei der zweiten Harmonischen betriebenen Transformator 3 gezeigt. Der Transformatorkörper ist mit dem Keramiksubstrat 1 in vier voneinander beabstandeten Kopplungsbereichen 101, 102, 103, 104 fest verbunden. Zwei Kopplungsbereiche 101, 102 sind im Abstand voneinander im ersten Knotenbereich 6 und zwei weitere Kopplungsbereiche 103, 104 im Abstand voneinander im zweiten Knotenbereich 7 angeordnet.

In 5 ist eine beispielhafte Anordnung von Kopplungsbereichen für einen bei der ersten Harmonischen betriebenen Piezotransformator gezeigt. Der Transformatorkörper ist mit dem Keramiksubstrat 1 in zwei voneinander beabstandeten Kopplungsbereichen 101, 102 fest verbunden. Darüber hinaus sind zwei voneinander beabstandete, am Keramiksubstrat 1 befestigte Auflagebereiche 201, 202 vorgesehen, auf denen der Körper aufliegt. Die Auflagebereiche 201, 202 sind entlang der Wellenausbreitungsrichtung und der Längsachse L des Transformatorkörpers angeordnet. Die Auflagebereiche können z. B. aus einem relativ harten Gummi sein.

Die Lage der Kopplungsbereiche und der Auflagebereiche kann sich von den in den 4 und 5 gezeigten Beispielen unterscheiden. Die Auflagebereiche können im Prinzip in den stirnseitigen Randbereichen der Grundfläche angeordnet sein.

Das angegebene Bauelement ist auf die in den 1 bis 3 gezeigten Beispiele bezüglich der geometrischen Form von dargestellten Elementen sowie bezüglich der Art der mechanischen Kopplung zwischen dem Keramiksubstrat und dem Transformatorkörper nicht beschränkt. Der Transformator kann im Prinzip beliebig ausgeführt sein.

1
Keramiksubstrat
2
Bereich des Keramiksubstrats, in dem Piezotransformator angeordnet ist
3
Piezotransformator
30
Bereich des Substrats 1 mit geringer Dicke
4
Primärteil des Transformators
41, 42
Elektroden des Primärteils
43, 44
Kontaktflächen des Keramiksubstrats
45
Bonddraht
46, 46'
Zuleitung
5
Sekundärteil des Transformators
51, 52
Elektroden des Sekundärteils
53, 54, 56
Kontaktflächen des Keramiksubstrats
55
Bonddraht
57, 59
Durchkontaktierungen
58, 58'
Zuleitung
6, 7
Knotenbereiche
61, 62
Kontaktflächen des Trägers 13
63, 64
Kontaktflächen des Trägers 13
8, 9
Auflagebereiche
10
Isolationsbereich
11
Vertiefung
12
elektrische Komponente, umfassend Piezotransformator und Keramiksubstrat
13
Träger
14
Öffnung
P
Polarisation


Anspruch[de]
Elektrisches Bauelement, umfassend

– ein Keramiksubstrat (1) und einen Piezotransformator (3), der elektrisch und mechanisch mit dem Keramiksubstrat (1) verbunden ist.
Elektrisches Bauelement nach Anspruch 1,

– wobei der Piezotransformator (3) einen Eingangsteil (4), einen Ausgangsteil (5) und einen zwischen diesen angeordneten Isolationsbereich (10, 30) umfasst,

– wobei der Isolationsbereich (10, 30) durch einen Bereich (30) des Keramiksubstrats (1) gebildet ist.
Elektrisches Bauelement nach Anspruch 2,

– wobei der Isolationsbereich (30) dünner ausgebildet ist als übrige Bereiche des Keramiksubstrats (1).
Elektrisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 3,

– mit elektrischen Zuleitungen (57, 58, 59) zur Kontaktierung des Piezotransformators (3), die zumindest teilweise im Keramiksubstrat (1) integriert sind.
Elektrisches Bauelement nach Anspruch 4,

– wobei die elektrischen Zuleitungen (57, 58, 59) zumindest eine Durchkontaktierung (57, 59) umfassen.
Elektrisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 5,

– mit mindestens einer elektrischen Schaltung, die elektrisch mit dem Piezotransformator (3) verbunden und zumindest teilweise im Keramiksubstrat (1) integriert ist.
Elektrisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 6,

– mit mindestens einer elektrischen Komponente, die elektrisch mit dem Piezotransformator (3) verbunden und auf dem Keramiksubstrat (1) angeordnet ist.
Elektrisches Bauelement nach einem der Ansprüche 2 bis 7,

– wobei das Keramiksubstrat (1) mindestens eine Vertiefung (11) zur Aufnahme von zumindest einem der Transformatorteile (4, 5) umfasst.
Elektrisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

– wobei das Keramiksubstrat (1) für zumindest einen der Transformatorteile (4, 5) zumindest ein Teilgehäuse bildet.
Elektrisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 9,

– wobei der Piezotransformator (3) einen Körper umfasst, dessen Oberfläche mindestens einen Knotenbereich (6, 7) aufweist, in dem Knoten einer im Körper angeregten akustischen Welle auftreten,

– wobei der Körper nur in dem mindestens einen Knotenbereich (6, 7) mit dem Keramiksubstrat (1) fest verbunden und in den sonstigen Bereichen davon beabstandet ist.
Elektrisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 10,

– mit einem Trägersubstrat (13), auf dem das Keramiksubstrat (1) mit dem Piezotransformator (3) befestigt ist,

– wobei im Trägersubstrat (13) elektrische Zuleitungen zur Verbindung des Keramiksubstrats (1) mit einer im oder auf dem Trägersubstrat gebildeten elektrischen Schaltung integriert sind.
Elektrisches Bauelement nach Anspruch 10,

– wobei mindestens zwei voneinander beabstandete Kopplungsbereiche (101, 102, 103, 104) vorgesehen sind, in denen der Körper mit dem Keramiksubstrat (1) fest verbunden ist.
Elektrisches Bauelement nach Anspruch 12,

– wobei die mindestens zwei Kopplungsbereiche (101, 102, 103, 104) in dem mindestens einen Knotenbereich (6, 7) angeordnet sind.
Elektrisches Bauelement nach einem der Ansprüche 1 bis 13,

– wobei mindestens zwei voneinander beabstandete, am Keramiksubstrat (1) befestigte Auflagebereiche (201, 202) vorgesehen sind, auf denen der Körper aufliegt,

– wobei die Auflagebereiche (201, 202) schwingungsdämpfende Eigenschaften aufweisen.






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