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Dokumentenidentifikation DE102004053595A1 11.08.2005
Titel Doppeltdichte quasi-koaxiale Übertragungsleitungen
Anmelder Agilent Technologies, Inc. (n.d.Ges.d.Staates Delaware), Palo Alto, Calif., US
Erfinder Dove, Lewis R., Monument, Col., US;
Casey, John F., Colorade Springs, Col., US
Vertreter Schoppe, Zimmermann, Stöckeler & Zinkler, 82049 Pullach
DE-Anmeldedatum 05.11.2004
DE-Aktenzeichen 102004053595
Offenlegungstag 11.08.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.08.2005
IPC-Hauptklasse H01L 23/498
IPC-Nebenklasse H01L 23/64   H01L 23/522   H05K 1/02   H05K 3/12   H01P 5/00   
Zusammenfassung Eine erste und eine zweite Erhebung aus Dielektrikum schließen jeweils einen ersten und einen zweiten Leiter ein. Ein drittes Dielektrikum füllt ein Tal zwischen der ersten und der zweiten Erhebung aus Dielektrikum und umschließt einen dritten Leiter. Eine erste Masseabschirmung ist zumindest auf Seiten der ersten und der zweiten Erhebung aus Dielektrikum aufgebracht und stößt an das dritte Dielektrikum an. Eine zweite und eine dritte Masseabschirmung können über und unter den Leitern verlaufen. Auf diese Weise werden eine erste, eine zweite und eine dritte Übertragungsleitung gebildet.

Beschreibung[de]

Die Patentanmeldung von Casey u. a. mit dem Titel „Methods for Making Microwave Circuits", auf die oben verwiesen ist, offenbart Verfahren zum Herstellen von Mikrowellenschaltungen, in denen Leiter in allgemein trapezoidförmigen Erhebungen aus Dielektrikum eingeschlossen sind. Wie es durch Casey u. a. offenbart ist, kann eine Mikrowellenschaltung gebildet werden durch Aufbringen eines ersten Dielektrikums über eine Masseebene und dann Bilden eines Leiters auf dem ersten Dielektrikum. Ein zweites Dielektrikum wird dann über den Leiter und das erste Dielektrikum aufgebracht, wodurch der Leiter zwischen dem ersten und dem zweiten Dielektrikum eingeschlossen wird. Schließlich wird eine Masseabschirmschicht über dem ersten und dem zweiten Dielektrikum gebildet.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bilden abgeschirmter Übertragungsleitungen mit verbesserten Charakteristika zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 8 und 13 gelöst.

Ein Aspekt der Erfindung ist in einer Vorrichtung ausgeführt, die eine erste und eine zweite Erhebung aus Dielektrikum umfasst, die jeweils einen ersten und einen zweiten Leiter umschließen. Ein drittes Dielektrikum füllt ein Tal zwischen der ersten und der zweiten Erhebung aus Dielektrikum und umschließt einen dritten Leiter. Eine Masseabschirmung ist zumindest auf Seiten der ersten und zweiten Erhebung aus Dielektrikum aufgebracht und stößt an das dritte Dielektrikum an.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist in einem ersten Verfahren zum Bilden abgeschirmter Übertragungsleitungen ausgeführt. Das Verfahren umfasst das Aufbringen einer ersten und einer zweiten unteren Erhebung aus Dielektrikum auf einer ersten Masseabschirmung. Der erste und der zweite Leiter werden dann auf die erste und die zweite untere Erhebung aufgebracht und eine erste und eine zweite obere Erhebung aus Dielektrikum werden auf die erste und die zweite untere Erhebung aus Dielektrikum aufgebracht. Danach wird eine zweite Masseabschirmung über das erste und das zweite Dielektrikum aufgebracht. Ein drittes unteres Dielektrikum ist in einem Tal zwischen dem ersten und dem zweiten Dielektrikum aufgebracht und ein dritter Leiter ist darauf aufgebracht. Ein drittes oberes Dielektrikum wird dann auf das dritte untere Dielektrikum aufgebracht und eine dritte Masseabschirmung wird über das dritte obere Dielektrikum aufgebracht.

Noch ein weiterer Aspekt der Erfindung ist in einem zweiten Verfahren zum Bilden abgeschirmter Übertragungsleitungen ausgeführt. Das Verfahren umfasst das Aufbringen einer ersten und einer zweiten unteren Erhebung aus Dielektrikum auf eine erste Masseabschirmung. Masseabschirmungswände werden dann auf Seiten der ersten und der zweiten unteren Erhebung aufgebracht und ein drittes unteres Dielektrikum wird in einem Tal zwischen der ersten und der zweiten unteren Erhebung aus Dielektrikum aufgebracht. Danach werden Leiter auf jedem der unteren Dielektrika aufgebracht und eine erste und eine zweite obere Erhebung aus Dielektrikum werden dann auf die erste und die zweite untere Erhebung aus Dielektrikum aufgebracht. Nachfolgend werden Masseabschirmabdeckungen über die erste und die zweite obere Erhebung aus Dielektrikum aufgebracht und ein drittes oberes Dielektrikum wird auf das dritte untere Dielektrikum aufgebracht. Schließlich wird eine zweite Masseabschirmung über das dritte obere Dielektrikum aufgebracht.

Andere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind ebenfalls offenbart.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf beiliegende Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine erste Mehrzahl von quasi-koaxialen Übertragungsleitungen;

2 eine zweite Mehrzahl von quasi-koaxialen Übertragungsleitungen, die mit der doppelten Dichte der in 1 gezeigten quasi-koaxialen Übertragungsleitungen gebildet werden können;

3 einen Querschnitt der in 2 gezeigten Übertragungsleitungen;

4 ein erstes beispielhaftes Verfahren zum Bilden quasi-koaxialer Übertragungsleitungen;

5 und 6 die Bildung quasi-koaxialer Übertragungsleitungen an verschiedenen Stufen des Verfahrens von 4;

7 ein zweites beispielhaftes Verfahren zum Bilden quasi-koaxialer Übertragungsleitungen; und

8 und 9 die Bildung quasi-koaxialer Übertragungsleitungen an verschiedenen Stufen des Verfahrens von 7.

1 stellt eine Mehrzahl von quasi-koaxialen Übertragungsleitungen 100, 102 dar, die gemäß den Lehren der Patentanmeldung von Casey u. a. mit dem Titel „Methods for Making Microwave Circuits" gebildet sind, auf die oben verwiesen wurde. Wie es hierin definiert ist, umfasst eine quasi-koaxiale Übertragungsleitung 100 einen Leiter 104, dessen Querschnitt auf nicht-symmetrische Weise abgeschirmt ist 106, 108.

2 und 3 stellen eine Mehrzahl von quasi-koaxialen Übertragungsleitungen 200, 202, 204 dar, die gemäß den hierin offenbarten Verfahren gebildet sind. 2 stellt die Übertragungsleitungen 200204 in Perspektive dar; und 3 stellt die Übertragungsleitungen 200204 im Querschnitt dar.

Mit Bezugnahme auf 3 ist ersichtlich, dass eine erste und eine zweite Erhebung aus Dielektrikum 206, 208 jeweils einen ersten und einen zweiten Leiter 210, 212 umschließen. Ein drittes Dielektrikum 214 füllt ein Tal zwischen der ersten und der zweiten Erhebung aus Dielektrikum 206, 208 und umschließt einen dritten Leiter 216.

Die Leiter 210, 212, 216 werden durch eine erste, eine zweite und eine dritte Masseabschirmung 218, 220, 222 abgeschirmt. Die erste Masseabschirmung 218 kann auf einem Substrat 224 aufgebracht sein (oder dasselbe bilden), auf dem die erste und die zweite Erhebung aus Dielektrikum 206, 208 aufgebracht sind. Die zweite Masseabschirmung 220 ist auf Seiten der ersten und der zweiten Erhebung aus Dielektrikum 206, 208 aufgebracht, die an das dritte Dielektrikum 214 anstoßen.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Übertragungsleitungen 200204 von 3 ist die Masseabschirmung, die die Oberseiten und Außenwände 224, 226 der ersten und der zweiten Erhebung aus Dielektrikum 206, 208 abdeckt, die zweite Masseabschirmung 220. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel ist die Masseabschirmung, die die Außenwände 224, 226 der ersten und der zweiten Erhebung aus Dielektrikum 206, 208 abdeckt, die dritte Masseabschirmung 222, und die Masseabschirmung, die die Oberseiten der ersten und der zweiten Erhebung aus Dielektrikum 206, 208 abdeckt, ist die dritte Masseabschirmung 222. Bei anderen Ausführungsbeispielen können die Oberseiten und Außenwände 224, 226 der ersten und der zweiten Erhebung aus Dielektrikum 206, 208 durch andere Einrichtungen abgeschirmt werden.

Vorzugsweise kontaktieren die erste, die zweite und die dritte Masseabschirmung 218222 einander, um zumindest einige Querschnitte der ersten und der zweiten Erhebung aus Dielektrikum 206, 208 einzuschließen (z. B. wie es in dem in 3 dargestellten Querschnitt gezeigt ist). Bei einigen Querschnitten der Übertragungsleitungen 200204 kann es jedoch sein, dass sich die Masseabschirmungen 218222 nicht kontaktieren. Beispielsweise können Unterbrechungen in den Masseabschirmungen 218222 notwendig sein, um dazu beizutragen, Eingangs- und Ausgangssignale zu/von den Leitern 210, 212, 216 zu leiten, oder um dazu beizutragen, andere Übertragungsleitungsstrukturen und/oder Schaltungskomponenten an den Übertragungsleitungen 200204 zu befestigen.

Beispielsweise können die in 2 und 3 gezeigten Dielektrika 206, 208, 214 Glas- oder Keramikdielektrika sein. Bei einem Ausführungsbeispiel sind die Dielektrika KQ-CL-90-7858 Dielektrika (Dickfilmglasdielektrika), die von Heraeus Cermalloy (24 Union Hill Road, West Conshohocken, Pennsylvania, USA) erhältlich sind. Das Substrat 224 kann ein 0,102 cm (40 mil) gelapptes Aluminiumoxid-Keramiksubstrat sein, mit einer Goldmasseabschirmung 218, die auf demselben aufgebracht ist. Alternativ kann das Substrat 224 eine Glas-, Keramik-, Polymer-, Metall- oder andere Zusammensetzung aufweisen. Falls es metallisch ist, kann das Substrat 224 selbst als Masseabschirmung 218 dienen. Die Leiter 210, 212, 216 und die Masseabschirmungen 218222 können durch Drucken einer leitfähigen Dickfilmpaste, wie z. B. DuPontC®QG150, durch eine geeignete Schablone oder ein Sieb aufgebracht werden.

4 stellt ein erstes Verfahren 400 zum Bilden der abgeschirmten Übertragungsleitungen 200204 dar, die in 2 und 3 gezeigt sind. Anfangs werden eine erste und eine zweite untere Erhebung aus Dielektrikum 500, 502 auf einer ersten Masseabschirmung 218 aufgebracht 402, wie es in 5 gezeigt ist. Leiter 210, 212 werden dann auf die erste und die zweite untere Erhebung 500, 502 aufgebracht, und eine erste und eine zweite obere Erhebung aus Dielektrikum 504, 506 werden auf die erste und die zweite untere Erhebung aus Dielektrikum 500, 502 aufgebracht. Danach wird eine zweite Masseabschirmung 220 über das erste und das zweite Dielektrikum 500506 aufgebracht. Mit Bezugnahme auf 6 wird ein drittes unteres Dielektrikum 600 in einem Tal zwischen dem ersten und dem zweiten Dielektrikum 500506 aufgebracht, und ein Leiter 216 wird darauf aufgebracht 412. Ein drittes oberes Dielektrikum 602 wird dann auf das dritte untere Dielektrikum 508 aufgebracht 414, und eine dritte Masseabschirmung 222 wird über das dritte obere Dielektrikum 602 aufgebracht 416.

Die Erhebungen aus Dielektrikum 500506, 600, 602 können beispielsweise durch Verwenden eines Dickfilmdruckprozesses aufgebracht werden. Einige beispielhafte Dickfilmdruckprozesse sind in der Patentanmeldung von Casey u. a. mit dem Titel „Methods for Making Microwave Circuits" offenbart. Gemäß den Verfahren von Casey u. a. kann jedes der Dielektrika 500506, 600, 602 durch Drucken mehrerer Schichten von Dickfilm-Dielektrika und dann Brennen der Schichten aufgebracht werden. Falls gewünscht, können die oberen und/oder unteren Dielektrika 500506, 600, 602 geschliffen und poliert werden, um ihre Dicke einzustellen. Es kann auch wünschenswert sein, die unteren Dielektrika 500, 502, 600 zu polieren, um glattere Oberflächen für die Aufbringung der Leiter 210, 212, 216 zu liefern.

7 stellt ein zweites Verfahren 700 zum Bilden der abgeschirmten Übertragungsleitungen 200204 dar, die in 2 und 3 gezeigt sind. Am Anfang werden eine erste und eine zweite untere Erhebung aus Dielektrikum 800, 802 auf einer ersten Masseabschirmung 218 aufgebracht 702, wie es in 8 gezeigt ist. Masseabschirmwände 804, 806, 810, 812 werden dann auf Seiten der ersten und der zweiten unteren Erhebung 800, 802 aufgebracht 704. Danach wird ein drittes unteres Dielektrikum 808 in einem Tal zwischen der ersten und der zweiten unteren Erhebung aus Dielektrikum 800, 802 aufgebracht 706, und Leiter 210, 212, 216 werden auf jeden der unteren Dielektrika 800, 802, 808 aufgebracht 708. Mit Bezugnahme auf 9 werden nach der Aufbringung der Leiter 210, 212, 216 eine erste und eine zweite obere Erhebung aus Dielektrikum 900, 902 auf die erste und die zweite untere Erhebung aus Dielektrikum 800, 802 aufgebracht 710. Masseabschirmungsabdeckungen 904, 906 werden dann über die erste und die zweite obere Erhebung aus Dielektrikum 900, 902 aufgebracht 712. Danach wird ein drittes oberes Dielektrikum 908 auf das dritte untere Dielektrikum 808 aufgebracht 714, und eine zweite Masseabschirmung 212 wird über das dritte obere Dielektrikum 908 aufgebracht 716.

Das in 7 gezeigte Verfahren 700 ist vorteilhaft im Vergleich zu dem in 4 gezeigten Verfahren 400, da die Bildung der dritten Übertragungsleitung 202 zu einer Zeit beginnt, wenn die Höhen des ersten und des zweiten Dielektrikums 800, 802 kleiner sind, wodurch es ermöglicht wird, dass ein Sieb oder eine Schablone oder dergleichen in näherer Nähe zu der Unteroberfläche des Tals zwischen dem ersten und dem zweiten Dielektrikum 800, 802 aufgebracht wird, wodurch die genauere Aufbringung einer Dielektrikschicht 808 in dem Tal ermöglicht wird.

Bei einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens von 7 wird das dritte untere Dielektrikum 808 (8) etwas dünner gedruckt als die erste und die zweite untere Erhebung aus Dielektrikum 800, 802. Auf diese Weise ist es wahrscheinlicher, dass die Masseabschirmungsabdeckungen 900, 904 einen guten Kontakt mit den Masseabschirmungswänden 806, 810 herstellen.

Die hierin offenbarten Verfahren und Vorrichtungen sind in einem Aspekt vorteilhaft, da dieselben die Bildung quasi-koaxialer Übertragungsleitungen bei einer doppelten Dichte ermöglichen, als vorher möglich war.

Für einen Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet ist klar, dass die in 2 und 3 gezeigten drei Übertragungsleitungen 200204 nur darstellend sind und jede Anzahl benachbarter Übertragungsleitungen auf ähnliche Weise gebildet werden könnte.


Anspruch[de]
  1. Vorrichtung, die folgende Merkmale umfasst:

    a) eine erste und eine zweite Erhebung aus Dielektrikum (206, 208), die jeweils einen ersten und einen zweiten Leiter (210, 212) umschließen;

    b) ein drittes Dielektrikum (214), das ein Tal zwischen der ersten und der zweiten Erhebung aus Dielektrikum (206, 208) füllt, und einen dritten Leiter (216) umschließt; und

    c) eine erste Masseabschirmung (220), die zumindest auf Seiten der ersten und der zweiten Erhebung aus Dielektrikum (206, 208) aufgebracht ist und an das dritte Dielektrikum (214) anstößt.
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, die ferner eine zweite Masseabschirmung (218) umfasst, auf der die erste und die zweite Erhebung aus Dielektrikum (206, 208) aufgebracht sind; wobei sich die erste Masseabschirmung (220) zu der zweiten Masseabschirmung (218) erstreckt.
  3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, die ferner eine dritte Masseabschirmung (222) umfasst, die auf dem dritten Dielektrikum (214) aufgebracht ist, wobei die dritte Masseabschirmung (222) die erste Masseabschirmung (218) kontaktiert.
  4. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Dielektrika (206, 208, 214) Glasdielektrika sind.
  5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Dielektrika (206, 208, 214) KQ-Dielektrika sind.
  6. Vorrichtung gemäß Anspruch 5, bei der die KQ-Dielektrika (206, 208, 214) KQ-CL-90-7858-Dielektrika sind.
  7. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Dielektrika (206, 208, 214) Dickfilmdielektrika sind.
  8. Verfahren (400) zum Bilden abgeschirmter Übertragungsleitungen, das folgende Schritte umfasst:

    a) Aufbringen (402) einer ersten und einer zweiten unteren Erhebung aus Dielektrikum (500, 502) auf eine erste Masseabschirmung (218);

    b) Aufbringen (404) von Leitern (210, 212) auf die erste und die zweite untere Erhebung aus Dielektrikum (500, 502);

    c) Aufbringen (406) einer ersten und einer zweiten oberen Erhebung aus Dielektrikum (504, 506) auf die erste und die zweite untere Erhebung aus Dielektrikum (500, 502);

    d) Aufbringen (408) einer zweiten Masseabschirmung (220) über das erste und das zweite Dielektrikum (504, 506);

    e) Aufbringen (410) eines dritten unteren Dielektrikums (600) in einem Tal zwischen dem ersten und dem zweiten Dielektrikum (500, 502, 504, 506);

    f) Aufbringen (412) eines Leiters (216) auf das dritte untere Dielektrikum (600);

    g) Aufbringen (414) eines dritten oberen Dielektrikums (602) auf das dritte untere Dielektrikum (600); und

    h) Aufbringen (416) einer dritten Masseabschirmung (222) über das dritte obere Dielektrikum (602).
  9. Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem die Dielektrika Glasdielektrika sind.
  10. Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem die Dielektrika KQ-Dielektrika sind.
  11. Verfahren gemäß Anspruch 10, bei dem die KQ-Dielektrika KQ-CL-90-7858-Dielektrika sind.
  12. Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem die Dielektrika Dickfilmdielektrika sind.
  13. Verfahren (700) zum Bilden abgeschirmter Übertragungsleitungen, das folgende Schritte umfasst:

    a) Aufbringen (702) einer ersten und einer zweiten unteren Erhebung aus Dielektrikum (800, 802) auf eine erste Masseabschirmung (218);

    b) Aufbringen (704) von Masseabschirmungswänden (804, 806, 810, 812) auf Seiten der ersten und der zweiten unteren Erhebung aus Dielektrikum (800, 802);

    c) Aufbringen (706) eines dritten unteren Dielektrikums (808) in einem Tal zwischen der ersten und der zweiten unteren Erhebung aus Dielektrikum (800, 802);

    d) Aufbringen (708) von Leitern (210, 212, 216) auf jede der unteren Erhebungen aus Dielektrikum (800, 802, 808);

    e) Aufbringen (710) einer ersten und einer zweiten oberen Erhebung aus Dielektrikum (900, 902) auf die erste und die zweite untere Erhebung aus Dielektrikum (800, 802);

    f) Aufbringen (712) von Masseabschirmungsabdeckungen (904, 906) über die erste und die zweite obere Erhebung aus Dielektrikum (900, 902);

    g) Aufbringen (714) eines dritten oberen Dielektrikums (908) auf das dritte untere Dielektrikum (808); und

    h) Aufbringen (716) einer zweiten Masseabschirmung (222) über das dritte obere Dielektrikum (908).
  14. Verfahren gemäß Anspruch 13, bei dem die Dielektrika (800, 802, 808, 900, 902, 908) Glasdielektrika sind.
  15. Verfahren gemäß Anspruch 13, bei dem die Dielektrika KQ-Dielektrika sind.
  16. Verfahren gemäß Anspruch 15, bei dem die KQ-Dielektrika KQ-CL-90-7858-Dielektrika sind.
  17. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 15, das ferner vor der Aufbringung der Leiter das Polieren der unteren Dielektrika umfasst.
  18. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 17, bei dem jedes der Dielektrika (800, 802, 808, 900, 902, 908) durch Drucken mehrerer Schichten von Dickfilmdielektrika und anschließendes Brennen der Schichten aufgebracht ist.
  19. Verfahren gemäß Anspruch 18, das ferner vor dem Aufbringen der Leiter (210, 212, 216) das Polieren der unteren Dielektrika (800, 802) umfasst.
  20. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 13 bis 19, bei dem die Höhe des dritten unteren Dielektrikums (808) geringer ist als die Höhen der ersten und der zweiten unteren Erhebung aus Dielektrikum (800, 802).
Es folgen 6 Blatt Zeichnungen






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