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Neue Wicklungsmethode fuer Spulen

IP.com Disclosure Number: IPCOM000028226D
Original Publication Date: 2004-Jun-25
Included in the Prior Art Database: 2004-Jun-25
Document File: 4 page(s) / 319K

Publishing Venue

Siemens

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Abstract

Bei der Wicklung von integrierten Spulen koennen Probleme auftreten, deren Beseitigung ggf. nur zu Lasten der Induktivitaet oder der Guete moeglich ist. Eines dieser Probleme ist der Uebergang von einer Windung zur naechsten. Dieser Uebergang verursacht einen Versatz, der in Abb. 1 fuer eine einlagige Metallisierung dargestellt ist. Als Folge dieses Versatzes muss entweder die Verkuerzung der inneren Windung bei Konstanthalten des Innenradius (Abb. 1, links) oder die Verkleinerung des Innenradius (Abb. 1, rechts) in Kauf genommen werden. Der daraus folgende Induktivitaetsverlust steigt mit zunehmender Windungszahl. Bei mehrlagiger Metallisierung wird der Versatz durch einen oder mehrere so genannte Via-Kontakte verstaerkt (vgl. Abb. 2), so dass es besonders bei solchen Spulen sehr schnell zu einem Induktivitaetsverlust kommt. Auch wird die Ausfuehrung des Layouts erschwert, wenn die Durchkontaktierung in schraegem Winkel realisiert werden muss, was mit vielen Layout-Tools nur muehsam und zeitaufwaendig erreicht werden kann. Das Auftreten des Versatzes kann dadurch umgangen werden, dass die Windung beim Uebergang von einer zur anderen Wicklung schmaler ausgefuehrt und mittels Durchkontaktierungen in die naechste Metallisierung gewechselt wird (vgl. Abb. 3, Abb. 4). Diese Methode ist erst ab einer bestimmten Mindestbreite der Leitbahn anwendbar, und sie hat noch weitere Nachteile.

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Neue Wicklungsmethode fuer Spulen

Idee: Majid Massah, DE-Muenchen; Dr. Wolfgang Klein, DE-Muenchen

Bei der Wicklung von integrierten Spulen koennen Probleme auftreten, deren Beseitigung ggf. nur zu Lasten der Induktivitaet oder der Guete moeglich ist. Eines dieser Probleme ist der Uebergang von einer Windung zur naechsten. Dieser Uebergang verursacht einen Versatz, der in Abb. 1 fuer eine einlagige Metallisierung dargestellt ist. Als Folge dieses Versatzes muss entweder die Verkuerzung der inneren Windung bei Konstanthalten des Innenradius (Abb. 1, links) oder die Verkleinerung des Innenradius (Abb. 1, rechts) in Kauf genommen werden. Der daraus folgende Induktivitaetsverlust steigt mit zunehmender Windungszahl.

Bei mehrlagiger Metallisierung wird der Versatz durch einen oder mehrere so genannte Via-Kontakte verstaerkt (vgl. Abb. 2), so dass es besonders bei solchen Spulen sehr schnell zu einem Induktivitaetsverlust kommt. Auch wird die Ausfuehrung des Layouts erschwert, wenn die Durchkontaktierung in schraegem Winkel realisiert werden muss, was mit vielen Layout-Tools nur muehsam und zeitaufwaendig erreicht werden kann.

Das Auftreten des Versatzes kann dadurch umgangen werden, dass die Windung beim Uebergang von einer zur anderen Wicklung schmaler ausgefuehrt und mittels Durchkontaktierungen in die naechste Metallisierung gewechselt wird (vgl. Abb. 3, Abb. 4). Diese Methode ist erst ab einer bestimmten Mindestbreite der Leitbahn anwendbar, und sie hat noch weitere Nachteile.

Diese Nachteile koennen ganz oder teilweise vermieden werden, wenn nun zwei Leitbahnen anstelle von einer beim Wechsel in die naechste Windung benutzt werden. Damit ist es moeglich, die Leitbahnen im Bereich des Windungswechsels breiter als bisher zu gestalten, und ein Windungswechsel ohne Versatz ist moeglich. Die Induktivitaet wird somit nicht durch einen Versatz reduziert, der Serienwiderstand wird weniger erhoeht als bei andere...