CN112136250A - 用于生产至少一个高频接触元件或高频接触元件组件的方法和相关装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种方法，该方法用于生产至少一个高频接触元件(2)或高频接触元件组件，该高频接触元件组件包括至少一个该高频接触元件(2)。该方法包括：通过增材制造方法从介电材料生产每个高频接触元件(2)的基本主体部分(1)，其中，所述基本主体部分(1)具有衬套(61)，该衬套位于所述基本主体部分的纵向范围的第一端(61)与第二端(62)之间。此外，该方法包括：通过导电层(5)涂覆所述介电基本主体部分(1)，以及在所述基本主体部分的所述第一端(61)处和所述第二端(62)处包围所述衬套(1)的区域中移除所述导电层(5)，从而形成外部导体侧上的导电涂层(51)和内部导体侧上的导电涂层(52)。本发明还涉及一种高频接触元件(2)或高频接触元件组件。

Description

用于生产至少一个高频接触元件或高频接触元件组件的方法 和相关装置
技术领域
本发明涉及用于生产至少一个高频接触元件或高频接触元件组件的方法和相关装置。
背景技术
现代连接技术不仅包括DE 10 2016 004 520 A1记载的用于DC电压信号或低频信号进行接触和传输的接触元件，而且还包括用于高频信号的进行接触和传输的接触元件。在此处和下文中，高频信号理解为表示具有高于3MHz至30THz的频率(也即，实质上电磁谱的整个范围)的信号。
接触元件优选地用于在两个相邻印制电路板的接触端子之间发送高频信号(所谓的板对板连接)。
用于高频信号的接触元件的另一大的应用领域是待测试电路(例如，待测试集成电路)的接触端子与连接到测量仪器的印制电路板的接触端子之间的高频信号的进行接触和传输。待测试集成电路的进行接触可以在此情况下发生在集成电路的外壳的接触端子处或直接发生在集成电路的基板上的接触端子或接触区块上。与待测试电路的接触端子进行接触的接触元件在其另一接触端处直接连接到路由到测量仪器的测量缆线的应用领域也是可能的。
最后，电旁路两个集成电路的基板上的接触区块的用于高频信号的接触元件也是可设想的。
与接触端子或接触区块进行接触的接触元件的两个接触点之间的高频信号的传输需要在每种情况下具有与待进行接触的关联接触端子的输入阻抗对应的两个接触点处阻抗的接触元件。具有该配置的接触元件就其接触点处的阻抗而言与待进行接触的关联接触端子处的阻抗匹配，并防止接触点处待进行接触并待发送的高频信号的不期望反射。
对于接触元件的两个接触点处的匹配阻抗具有不同值的特定情况，必须在接触元件内实现这两个阻抗值之间的尽可能连续的过渡，目的是使信号反射最小化。被配置为既在其两个接触点处又在两个接触点之间使关于其阻抗的反射最小化的接触元件沿着其纵向范围具有设定阻抗。
在此处和下文中，接触元件的设定阻抗理解为表示两个接触点之间在每种情况下与待进行接触的接触区块的阻抗匹配的阻抗。通过接触元件的合适成形和材料选择，实现整个纵向范围上的优选恒定阻抗。在待进行接触的两个接触区块的不同阻抗的特定情况下，通过接触元件中的成形和材料选择，实现接触元件的两个接触点处的匹配阻抗的两个不同值之间的连续的或至少多阶跃式过渡。
除了匹配阻抗或设定阻抗的技术要求之外，该接触元件典型地还需要满足其他技术要求：
高频接触元件的内部导体信号路由与外部导体信号路由之间的截面几何的轮廓必须体现为既在对于待进行接触的接触端子的接触点处又在接触点之间是尽可能连续的，以避免待进行接触的并待发送的高频信号的不期望模式。
接触元件优选地被配置为是弹性的，以首先补偿待进行接触的接触端子之间的可变间距，并且其次在待进行接触的接触端子上施加接触元件的充足接触压力。
同时待进行接触并具有接触端子之间的逐渐更小的栅格间距的多个接触端子需要接触元件的逐步小型化。接触元件的小型化因待进行接触的接触端子之间的间距的逐渐降低而附加地加速。
关于接触元件的技术设计的另一要求可以认为是，平行接触元件在每种情况下与具有相当小的栅格间距的待测试集成电路的接触端子进行接触，并将它们转换成具有相当大的栅格间距的分别相对的接触区块。以此方式，测量缆线到单独接触元件的接触点的更简单配合以及与连接到测量仪器的印制电路板上的接触端子或接触区块的简单进行接触是可能的。
所提到的对接触元件所安排的电气和机械要求必然导致不利地不能使用常规制造技术生产的非常复杂的几何、非常小的尺寸和材料组合。使用常规制造方法及其组合(例如，切屑移除方法(例如，比如，车削和铣削)、非切削成型方法(例如，比如，深拉伸和锻造)和分离方法(例如，比如，冲压))仅可以在技术上并同时高效地生产用于接触元件的相当简单的几何。
使用这些常规制造技术，接触元件的小型化还经受技术限制。在许多情况下，不能规模生产小于特定大小的小型化接触元件。
高频接触元件的常规生产最终需要单独组件部分(例如，比如，内部导体元件、绝缘体元件和外部导体元件)的单独制造以及单独组件部分的随后组装，以形成成品高频接触元件。具体地说，组装仍然极大地以手动方式而发生并相当大地增加产成品的成本。
根本不能使用常规制造技术制造整体上均具有不同材料组成的多个区域的绝缘体元件。
这是需要改进的状况。
发明内容
针对此背景，本发明基于这样的目的：开发一种可便宜地生产接触元件的方法，该接触元件用于高频信号的进行接触(contact-making)和传输，该方法在电气和机械特性上进行了优化并且可以通过非常小的尺寸而且高质量的生产。此外，本发明也开发一种可便宜地生产接触元件组件(contact element arrangement)的方法和相关装置，该接触元件布置用于多个高频信号的进行接触和传输，所述组件(arrangement)包含多个接触元件。
根据本发明，通过具有权利要求1的特征的方法实现该目的。
相应地，提供了如下：
一种用于生产至少一个高频接触元件或包括至少一个该高频接触元件的高频接触元件组件的方法，包括以下方法步骤：
-使用增材制造方法从介电材料生产每个高频接触元件的基本主体部分，
-其中，所述基本主体部分具有所述基本主体部分的纵向范围的第一端与第二端之间的衬套，
-通过导电层涂覆所述介电基本主体部分，以及
-在所述基本主体部分的所述第一端处和所述第二端处包围所述衬套的区域中移除所述导电层，以使得形成外部导体侧上的导电涂层和内部导体侧上的导电涂层。
根据本发明，从介电材料生产具有第一端与第二端之间的衬套的所述高频接触元件的所述基本主体部分。以此方式所配置的所述基本主体部分代表根据本发明的所述高频接触元件的绝缘体元件。
优选地从整体基本主体部分组装所述高频接触元件。在多工件基本主体部分的情况下，所述基本主体部分的介电单独部分以合适的方式(例如，通过粘接键合，然后涂覆工艺)连接到彼此。
根据本发明，此外，通过导电层涂覆所述介电基本主体部分。
最后，根据本发明，在所述基本主体部分的所述第一端处和所述第二端处包围所述衬套的区域中移除所述导电层。以此方式，有利地产生具有内部导体涂层和外部导体涂层的高频接触元件，其中，涂层均通过基本主体部分的介电材料与彼此电绝缘。
根据本发明，该方法的主要优点在于，不再需要以相当复杂的方式单独地制造并且然后组装高频接触元件的单独组件部分(即，内部导体元件、绝缘体元件和外部导体元件)以形成成品高频接触元件。而是，在可以自动化的三个依次制造步骤中生产高频接触元件。
此外，与使用常规制造技术制造单独部分相比的通过增材制造方法从介电材料生产基本主体部分有利地使得可能实现非常复杂的几何。这些复杂的几何可以因此附加地有利地与复杂的材料组合相结合。因此，可以满足具有与复杂机械要求组合的复杂电气要求(特别是关于阻抗匹配的复杂要求)的高频接触元件。此外，可以使用根据本发明的方法生产具有非常细丝几何结构的极度小型化高频接触元件。仅可以通过非常复杂的方式并且因此以非常高的单个单元的成本使用常规方法生产具有这种定性高值的高频接触元件。
“增材制造方法”(其也称为“生成性制造方法”)在此处和下文中将理解为表示通过化学和/或物理工艺从无定形(液体、凝胶/糊剂、粉末等)或形态中性(条状、线状、片状)材料基于计算机内部数据模型以高精度并以低成本生产产品的制造方法。虽然该方法是形成方法，但特定产品无需用于已经存储工件(例如，模具)的相应几何的特殊工具。
为了实现高频接触元件的非常小的几何结构，3D激光光刻优选地是合适的，特别优选地两光子激光光刻。于在此所使用的多光子聚合的情况下，光敏材料(优选地，液态光敏材料，特别优选地，高粘性光敏材料)通过具有单独激光碰撞的激光器受轰击并在工艺中在特定点处固化。以此方式，从光敏介电材料逐步式构造高频接触元件的基本主体部分。
在通过增材制造技术生产高频接触元件的介电基本主体部分之后，通过导电层涂覆基本主体部分。作为涂覆方法，电化学涂覆方法(例如，电镀工艺)优选地是合适的。在此情况下，在具有电解液的电镀浴中构造连接到待电镀的主体的阴极与涂覆材料组成的阳极之间的电路。作为涂覆材料，铜优选地是合适的。此外，也可以使用钯、银、金、镍、锡或锡铅。
除了电化学工艺之外，化学方法也可以用于涂覆工艺。在化学方法中，已经键合到运载气体上或溶解在液体中的原料在特定反应条件(例如，温度和压力)下与介电材料组成的基本主体部分进行反应，并且作为该反应的结果，生产导电层(优选地，金属化层)。
最后，物理方法(例如，比如溅射方法或其他蒸发方法)也可以可能地用作涂覆方法。
替代地，电化学方法与化学方法的组合或电化学方法与物理方法的组合也可设想为替选涂覆工艺。
对于包围基本主体部分的衬套的区域中的基本主体部分的第一端处和第二端处的导电层的移除，可以使用机械方法(例如，比如，使用为此目的而合适地设计的研磨工具研磨导电层)。
此外，也可以使用物理或光学方法(例如，通过激光烧蚀或激光蒸发)执行导电层的移除。在此情况下，通过凭借激光辐射的轰击从基本主体部分的表面移除导电层。在此情况下所使用的激光辐射具有高功率密度，这导致表面上的等离子体的快速加热和形成。在此情况下，导电层的化学键从基本主体部分的表面断开和/或抛掷。
最后，也可以使用化学方法(例如，使用所谓的剥离工艺)移除导电层。为此目的，在导电层与介电材料组成的基本主体部分之间施加优选地光致抗蚀剂组成的牺牲层。使用溶剂(例如，丙酮)通过湿法化学工艺移除牺牲层。导电层也连同牺牲层一起受剥离并被清洗掉。
在其他从属权利要求中以及在参照附图的描述中阐述有利的配置和开发。
不言而喻，上面提到的和以下还要解释的特征不仅可以用在分别指定的组合中，而且还用在其他组合中或独自地使用，而不脱离本发明的范围。
在本发明的特定开发中，衬套内的涂层(即，导电层)的层厚度被设计为相对大于基本主体部分的外部侧表面上的涂层的层厚度。以此方式，也可以经由高频接触元件发送具有相对高功率等级的高频信号。在极端情况下，涂层完全填满衬套。
具体地说，当使用电化学方法时(即，当使用电镀工艺时)，出于功能原因，在施加实际导电层之前，导电起始层需要通过例如化学方法施加到基本主体部分的电绝缘材料。
因此，具有导电层的介电基本主体部分的涂层优选地包括具有多个导电层的介电基本主体部分的涂层。每个单独导电层优选地在每种情况下是金属化层。优选地，单独金属化层(即，起始层和施加至其的至少一个其他金属化层)由不同的金属化材料组成。通过合适地选择层顺序，特别是在进行接触区域中，可以实现特别显著的电气和机械性质(例如，最小化的接触电阻或优化的耐磨性)。
根据本发明的接触元件包含：两个进行接触区域，其均用于在集成电路的印制电路板上、基板上或外壳上待进行接触的接触区块或接触端子之间进行电接触；和连接区域，其被布置在两个进行接触区域之间。
高频接触元件在每种情况下被弹性式配置在至少一个区域中，以在待进行接触的接触区块或接触端子上施加充足接触压力，并补偿归因于制造公差的待进行接触的接触区块或接触端子之间的可变间距。
优选地在接触元件的两个进行接触区域之间的连接区域中形成弹性。此外，仅进行接触区域或整个接触元件还可能被配置为弹性的。最后，接触元件也可以从它们之间所布置的单独弹性区域和刚性区域受组装。
在此情况下通过适合于此目的的材料选择和/或适合于此目的的成形实现高频接触元件的单独区域中的弹性。
优选地，为此目的而将基本主体部分的介电材料选择为弹性的。具有与介电基本主体部分的尺寸相比相当小的层厚度的基本主体部分的优选金属化涂层与介电基本主体部分的弹性匹配。弹性体(例如，硅酮或天然橡胶)可以用作具有弹性性质的介电材料。
将特定弹性赋予接触元件以用于高频信号传输的几何形式专注于在弹性实现方式，其中，至少一个内部导体可能在接触元件的整个纵向范围上被公共电屏蔽外部导体完全包围。在单个内部导体的特定情况下，优选地，高频接触元件的整个纵向范围上的内部导体与外部导体之间的同轴形式是期望的。在所有这些情况下，优选地，例如扭力弹簧或弹簧臂的形式是合适的。在特定实施例中，也可以从至少三个弯转或环以曲折方式形成弹簧臂。归因于曲折形状，接触元件的弹性随着每个所添加的弯转或环而附加地增加。
关于实现接触元件的两个进行接触区域，首先存在单部件解决方案，其中，基本主体部分包围两个进行接触区域和连接两个进行接触区域的连接区域二者。其次，多部件解决方案也是可能的，其中，在每种情况下，用于进行接触的分离组件部分在进行接触的区域中紧固到基本主体部分。可以同样通过增材制造技术从介电材料和然后所生产的金属化涂层构造用于进行接触的该分离组件部分。然而，替代地，在此也可以使用任何合适的常规金属加工技术或从半导体领域已知的任何设计和层技术。
在根据本发明的高频接触元件的单部件解决方案的情况下，均以端面侧上所形成的并且在每种情况下具备内部导体侧上和外部导体侧上的至少一个金属化层的接触元件的第一和第二端的形式实现最简单的技术实现中的两个进行接触区域。以此方式，在每种情况下，一个端面与印制电路板、IC基板上或IC外壳上的内部导体侧上和外部导体侧上的关联接触端子或接触区块的接触是可能的。
此外，归因于增材制造技术的各种可能的几何实现方式，高频接触元件的进行接触区域也可以具有相对复杂的形式。对于外部导体侧上的进行接触，优选地在外部导体侧上的进行接触区域中以圆形的形式布置的多个接触尖端是特别可设想的。在每种情况下，具有圆锥式形成的进行接触边缘的一个环形形式可以用在内部导体侧上和外部导体侧上，代替接触尖端。在这两种情况下，因此实现每种情况下的接触元件的相应进行接触区域与待进行接触的接触区块之间的点状或线性接触，其中，即使在不均匀接触区块的情况下，该接触也赋能进行可靠的接触。
在内部导体侧上和外部导体侧上在每种情况下，当使用增材制造技术时，也可以使用单部件解决方案实现弹性进行接触区域。为此目的，在每种情况下，在内部导体侧上和外部导体侧上的进行接触区域中实现按弹簧臂原理构建的多个几何形式。
在用于根据本发明的高频接触元件的单部件解决方案的特定进行接触实施例中，内部导体侧上和外部导体侧上的进行接触区域具有定向在基本主体部分的径向范围中的进行接触。在此情况下，内部导体侧上的进行接触区域与一个接触区块进行接触，并且内部导体侧上的进行接触区域与多个接触区块进行接触。
优选地，待进行接触的接触区块在每种情况下得以球形式形成并代表以电方式和机械方式连接到印制电路板、IC外壳或IC基板的导电球(优选地，导电焊料球)的接触表面。在此情况下，在同轴接触元件的情况下，在内部导体侧上提供一个焊料球以用于进行接触，并在外部导体侧上提供多个焊料球以用于进行接触，其中，后者焊料球均以同心圆被布置在焊料球周围，以用于内部导体进行接触。用于内部导体进行接触的焊料球的直径与接触元件的受涂覆衬套的内径匹配。在用于发送至少一个差分高频信号的高频接触元件的情况下，在每种情况下，需要提供一个焊料球，以用于与每个单独内部导体进行接触。用于外部导体进行接触的焊料球需要以这样的方式被布置：它们在闭合线上包围用于内部导体进行接触的所有焊料球。
关于根据本发明的高频接触元件对于待进行接触的焊料球的改进式触碰接触或改进式机械固定，根据本发明的高频接触元件的介电基本主体部分优选地需要在每种情况下在内部导体侧上和外部导体侧上的接触区域的区域中具备斜面或阶跃。在此情况下，进行接触不仅包括径向定向组件，而且还包括轴向定向组件。
代替导电焊料球，替代地也可能使用圆锥式形成的并且导电的主体(例如，圆锥体或截圆锥的形式的主体)。在被配置为弹性的根据本发明的高频接触元件的进行接触区域的情况下，替代地也可能使用圆柱主体。
在根据本发明的高频接触元件的多部件实现的情况下，用于进行接触的组件部分可以同样在每种情况下现为具有圆锥式形成的进行接触边缘的接触尖端或环形主体。在根据本发明的高频接触元件的内部导体侧上和外部导体侧上的进行接触区域中，这些用于进行接触的组件部分优选地通过焊接连接到所涂覆的基本主体部分。接触冠也可以用作内部导体侧上和外部导体侧上的用于进行接触的组件部分。
具有弹性的进行接触区域可以优选地在每种情况下形成为内部导体侧上和外部导体侧上的用于进行接触的穹顶形组件部分。此外，也可以使用实现弹性的其他几何形式(例如，比如，弹簧臂、板弹簧或弯曲弹簧的形状的形式)。
用于进行接触的组件部分通过增材制造工艺或常规制造工艺得以分离地生产，并随介电基本主体部分提供给增材制造工艺以用于生产高频接触元件。
为了优化根据本发明的高频接触元件的高频传输特性，优选地应注意不能使用常规制造技术管理或仅可以通过非常复杂的方式生产的根据本发明的以下技术措施。在此情况下，通过基本主体部分的介电材料的合适选择并通过介电基本主体部分的合适几何形式在每种情况下固定两个进行接触区域中和沿着高频接触元件的纵向范围的两个接触区域之间的特定部段中的高频接触元件的阻抗。
给定通过根据本发明的高频接触元件待进行接触的内部导体侧上和外部导体侧上的接触区块的相同输入阻抗和不同几何尺寸，在每种情况下，优选地，在接触元件的第一端与第二端之间形成高频接触元件的内部导体侧上的直径和外部导体侧上的直径的连续变化，目的是阻抗匹配具有同轴配置的高频接触元件。高频接触元件的内部导体侧上的直径与外部导体侧上的直径之间的比率在此情况下被设计为在接触元件的第一端与第二端之间是恒定的。以此方式，使得根据本发明的高频接触元件的整个纵向范围上的恒定阻抗是可能的，所述阻抗对应于待进行接触的两个接触区块的输入阻抗。因此，在根据本发明的接触元件中提供因此鉴于高频受优化的反射最小化传输。
替代地，给定通过根据本发明的高频接触元件待进行接触的内部导体侧上和外部导体侧上的接触区块的相同输入阻抗和不同几何尺寸，在每种情况下，在具有同轴配置的高频接触元件的情况下优选地形成为旋转式对称的高频接触元件的第一端与第二端之间形成高频接触元件的内部导体侧上的直径和外部导体侧上的直径的至少单阶跃变化。
如果待进行接触的内部导体侧上和外部导体侧上的两个接触区块的输入阻抗和几何尺寸在每种情况下彼此不同，则在高频接触元件的第一端与第二端之间形成具有同轴配置的高频接触元件的内部导体侧上的直径和外部导体侧上的直径的连续或多阶跃式变化。以此方式，使得高频接触元件的两个进行接触区域之间的高频接触元件的连接区域中的阻抗连续地或以多阶跃式方式接近待进行接触的接触区块的两个不同输入阻抗。也以此方式，因此鉴于高频受优化的反射最小化传输出现在根据本发明的高频接触元件中。
凭着这样的事实，在同轴高频接触元件的情况下可以实现沿着高频接触元件的纵向范围的阻抗的多阶跃式变化：根据本发明的具有同轴配置的高频接触元件的内部导体侧上和外部导体侧上的直径在每种情况下被设计为在高频接触元件的单独区段中是恒定的。此外，根据本发明的具有同轴配置的高频接触元件的内部导体侧上和外部导体侧上的直径在每种情况下以相同比率在连续区段中变化。
作为对介电基本主体部分的这种几何变化的替代或添加，可以从基本主体部分的纵轴的方向上连续的层构造介电基本主体部分，所述层均从具有变化的相对介电常数的介电材料得以生产。
代替使用在每种情况下在单独层中具有不同相对介电常数的介电材料，替代地或附加地，可以沿着高频接触元件的纵向范围在介电基本主体部分内形成至少一个腔体。这些腔体中的每一个填充有具有不同于(优选地，小于)基本主体部分的介电材料的相对介电常数的相对介电常数的另一介电材料。优选地，空气用于填充。替代地，可以使用另一气态物质或液态物质或固态介电材料。凭借单个腔体，以此方式，可以通过合适的方式减少沿着形成相应腔体的高频接触元件的纵向范围的高频接触元件的绝对介电常数。凭借沿着高频接触元件的纵向范围的至少一个腔体的合适布置和几何尺寸化，因此，阻抗可以保持恒定(给定内部导体侧上和外部导体侧上的变化直径，以将所述阻抗与通过根据本发明的高频接触元件待进行接触的两个接触区块的相同自阻抗匹配)。于在每种情况下通过根据本发明的高频接触元件待进行接触的两个接触区块的不同自阻抗的情况下，替代地，可以通过至少一个腔体的布置和几何配置实现阻抗的连续或多阶跃式变化特性。
代替基本主体部分的介电材料所完全包围的腔体，基本主体内的缝隙替代地也是可设想的，所述缝隙在每种情况下在基本主体部分的整个径向范围上行进。为了防止在涂覆工艺期间以此方式布置并形成的缝隙的金属化涂覆，这些缝隙需要通过增材制造技术在基本主体部分的生产工艺期间填充有介电材料，其中，与其余基本主体部分的介电材料对比，该介电材料再次是选择性地可移除的。因此，关于这些缝隙在基本主体部分内加性地构造合适的介电材料组成的(例如，光敏光刻胶组成的)牺牲层。在整个基本主体部分的金属化涂覆之后，通过公知方法(例如，通过激光烧蚀)，在填充有介电牺牲层的缝隙的区段中移除金属化涂层。为了识别这些区段，与基本主体部分的其余区段相比，这些区段具有例如弯曲的表面(即，凹表面或凸表面)。一旦已经在牺牲层的区段中移除金属化涂层，就在不可溶解的介电材料组成的主体部分的其余区域不能与溶剂进行反应的同时，使用合适的溶剂(例如，丙酮)移除牺牲层。以此方式，在基本主体部分内生产尽可能延伸到所涂覆的基本主体部分的侧缘的缝隙。凭借这些缝隙的合适的布置和几何配置，可以通过标定方式影响介电基本主体部分的绝对介电常数以及因此根据本发明的高频接触元件沿着其纵向范围的阻抗的特性。
如果以此方式实现附加地从根据本发明的高频接触元件的内部导体侧上的侧壁到达外部导体侧上的侧壁的基本主体部分的纵向方向上延伸的多个平行缝隙，则有利地，可以附加地增加根据本发明的高频接触元件的弹性。倘若高频接触元件在其纵向方向上是镦粗的，那么可以有利地在缝隙的区域中稍微加宽高频接触元件的圆周。除了在缝隙的区域中移除外部导体侧上的金属化涂层之外，在此情况下还必须移除内部导体侧上的金属化涂层。
通过高频接触元件待进行接触的两个接触端子或接触区块不仅可以在接触元件的纵轴的方向上相对于彼此以特定轴向间距被布置，而且在实际应用中也可以被布置为相对于它们的面轴(areal axis)相对于彼此轴向偏移，和/或可以相对于它们的面轴的定向具有角度偏移。在这些情况下，高频接触元件不再沿着纵轴延伸，而是可以具有带有更复杂形式的轮廓。在一方面可以通过合适地尺寸化的曲率连续地实现高频接触元件的这种可变纵向范围。另一方面，也可以从均沿着关联纵轴延伸并相对于彼此具有关联定向的单独区段以阶跃式方式组装该高频接触元件。
可以即使处于纳米范围中也以极小复杂度并以高技术生产质量使用通过增材制造方法生产的介电基本主体部分生产高频接触元件的可变纵向范围的这两种情况。
除了根据本发明的高频接触元件之外，还可以实现从根据本发明的单独高频接触元件组装的根据本发明的高频接触元件组件。
单独高频接触元件在此情况下通过连接部分连接。该连接部分可以是例如介电材料组成的公共连接板，其中，以特定栅格间距布置并机械式固定单独高频接触元件。替代地，连接部分也可以是介电材料组成的连接腹板，其将两个以特定栅格间距所布置的高频接触元件连接到彼此，并因此以特定栅格间距将它们彼此间隔开。
可以通过增材制造技术在公共制造步骤中连同单独高频接触元件的基本主体部分一起生产连接板和单独连接腹板。替代地，连接板或单独连接腹板可以通过增材制造技术或常规制造技术得以预先制造并提供给增材制造工艺以用于生产高频接触元件组件。
如果连接板和单独连接腹板在每种情况下仅用作所谓的支撑几何，以用于在增材制造工艺中相互支撑并间隔开单独基本主体部分，则在最终制造步骤中，单独高频接触元件与连接板或与连接腹板分离。为了更容易的分离，连接板或连接腹板在合适的处均具有期望的断裂点。分离可以机械式通过铣削或研磨或者光学式通过激光而发生。在本发明的优选实施例中，单独高频接触元件与彼此的分离可以发生在与单独高频接触元件的第一和第二端处的金属化层的移除相同的制造步骤中。
如果单独高频接触元件保持永久性地连接到连接板，则存在高频接触元件组件，其也称为插入件布置。连接板可以被布置在单独高频接触元件的纵向范围中的任何期望的位置处。在具有相对大的纵向范围的高频接触元件的情况下，为了单独高频接触元件的改进式固定和支撑，可能在单独高频接触元件的纵向范围中的单独位置处提供多个连接板。
最后，在每种情况下一个高频接触元件布置在连接板的上侧和下侧上的单独相对位置处的高频接触元件组件也是可能的。这两个相对的高频接触元件均经由金属涂覆的孔鉴于高频连接到彼此，并形成一对高频接触元件，以用于印制电路板、IC基板或IC外壳上待进行接触的接触区块之间的高频信号的进行电接触和传输。
在本发明的优选扩展中，连接板实施为电路载体并在每种情况下在其上侧和/或下侧上具有电信号线。可以在高频接触元件的外部导体与电信号线的相邻接触区块或相邻接触端子之间进行直接接触。经由连接板内的信号线在高频接触元件的内部导体与电信号线的关联接触区块或关联接触端子之间进行接触。该信号线连接到连接板内的两个孔的金属化涂层，其中，一个孔与高频接触元件对准，而另一孔与连接板的上侧或下侧关联接触区块对准。
在高频接触元件组件的特定实施例中，通过分离的弹性元件附加地弹性式安装单独高频接触元件。该分离的弹性元件在高频接触元件的两个进行接触区域之间的连接区域中连接到根据本发明的高频接触元件并在合适的端子点处连接到连接板。合适地被配置为赋能高频接触元件具有充足弹性的扭力弹簧可以优选地用作弹性元件。
如果连接板连接到均在相对于待进行接触的两个接触区块之间的连接轴的横向方向上具有明显的纵向范围的高频接触元件，则该根据本发明的高频接触元件组件可以用作所谓的空间转换器组装。空间转换器组装应理解为在每种情况下在均以第一栅格间距所布置的并待进行接触的接触区块与均以第二栅格间距所布置的并待进行接触的关联接触区块之间实现进行电接触的组装。第一栅格间距在此情况下不同于第二栅格间距。
上述配置和开发可以在权宜的情况下按期望与彼此组合。本发明的其他可能配置、开发和实现方式还包括以上或以下关于示例性实施例所描述的本发明特征的并非明确提及组合。具体地说，在此情况下，本领域技术人员还将添加单独方面作为对本发明的相应基本形式的改进或添加。
附图说明
以下将参照附图的示意图中所指定的示例性实施例更详细地解释本发明，其中：
图1A、图1B、图1C示出根据本发明的方法的单独制造步骤中的根据本发明的高频接触元件的截面图解，
图2A、图2B示出用于差分信号的进行接触和传输的根据本发明的高频接触元件的垂直和水平截面图解，
图3示出具有完全填充的内部导体孔的根据本发明的高频接触元件的截面图解，
图4A示出具有弹性的根据本发明的高频接触元件的第一实施例的等距图解，
图4B示出具有弹性的根据本发明的高频接触元件的第二实施例的截面图解，
图5A示出具有端面进行接触的根据本发明的高频接触元件的截面图解，
图5B示出包括接触冠的根据本发明的高频接触元件的截面图解，
图5C示出包括接触尖端的根据本发明的高频接触元件的截面图解，
图5D示出包括用于进行接触的弹性组件部分的根据本发明的高频接触元件的截面图解，
图5E、图5F示出包括待进行接触的焊料球和所述焊料球在印制电路板上的布置的根据本发明的高频接触元件的截面图解，
图6A示出具有阻抗匹配的第一变型的根据本发明的高频接触元件的截面图解，
图6B示出具有阻抗匹配的第二变型的根据本发明的高频接触元件的截面图解，
图6C示出具有阻抗匹配的第三变型的根据本发明的高频接触元件的截面图解，
图6D示出具有阻抗匹配的第四变型的根据本发明的高频接触元件的截面图解，
图6E示出具有阻抗匹配的第五变型的根据本发明的弹性高频接触元件的等距图解，
图6F、图6G示出阻抗匹配的第五变型的根据本发明的弹性高频接触元件的垂直和水平截面图解，
图7示出包括附加弹簧安装的根据本发明的弹性高频接触元件的侧视图，
图8A示出根据本发明的高频接触元件组件的第一变型的截面图解，
图8B示出根据本发明的高频接触元件组件的第二变型的截面图解，
图8C示出包括弹性高频接触元件的根据本发明的高频接触元件组件的等距图解，
图8D示出包括阶跃式和角度式高频接触元件的根据本发明的高频接触元件组件的等距图解，
图8E示出包括电路的根据本发明的高频接触元件组件的截面图解，以及
图8F示出包括期望的断裂点的根据本发明的高频接触元件组件的等距图解。
附图中的所附的图旨在赋予本发明实施例的进一步理解。它们示出实施例，并结合说明书用以解释本发明的原理和概念。从附图可见其他实施例和许多提及的优点。不必相对于彼此按比例真实地示出附图中的要素。
在不相反地进行叙述的情况下，相同的、功能上相同的和相同地进行动作的要素、特征和组件在附图中的图中均已经具备相同的附图标记。
将在以下连续地并全面地描述附图。
具体实施方式
在下文中，将参照图1A至图1C解释用于生产高频接触元件的根据本发明的方法的原理：
在图1A所示的第一制造步骤中，从介电材料生产根据本发明的高频接触元件2的基本主体部分1。基本主体部分1在其纵轴3的方向上具有衬套4。在图1A至图1C所示的截面图解中，基本主体部分1具有沿着纵轴3行进的单个衬套4。出于简明的原因，介电基本主体部分1的几何不一定需要是空心圆柱体，如图1A至图1C所示。
优选地，基本主体部分1的几何形成为相对于纵轴3是旋转对称的，以实现具有充当绝缘体元件的基本主体部分1的根据本发明的高频接触元件2的内部导体涂层与外部导体涂层之间的同心度。该同心度是关于鉴于高频所优化的HF接触元件中的进行接触和传输的必要前提。基于基本主体部分1的该旋转对称基本几何，为了根据本发明的高频接触元件的进一步机械和高频有关优化，可以执行进一步的技术上权宜的几何修改，如以下所展示的那样。在此情况下，可以在基本主体部分1的生产中通过使用增材制造技术实现尽可能处于纳米范围中的相当复杂的技术几何和小型化的形式。
在图1B所示的另一制造步骤中，介电基本主体部分1涂覆有导电涂层5(优选地，金属化涂层5)。涂层5完全包围介电基本主体部分1。甚至在基本主体部分1的相当复杂的几何形式的情况下，基本主体部分1的整个外部表面具备没有任何间隙的金属化涂层5。金属化涂层5典型地包含金属化层。当使用电化学涂覆方法时，介电基本主体部分1需要通过非电化学涂覆方法涂覆有导电的(优选地，金属的)起始层。
此外，介电基本主体部分1可以在每种情况下在整个表面上或者优选地选择性地在特定区域中具有多个金属化层，以凭借这种多重涂层实现特定机械和电气性质。与分别连接进行接触区域711和712以及分别连接进行接触区域721和722的连接区域8对比，存在增加的机械和电气要求，特别是在基本主体部分1的纵向范围的第一端61处的根据本发明的高频接触元件2的进行接触区域711和712中和第二端62处的根据本发明的高频接触元件2的进行接触区域721和722中。例如，两个进行接触区域711、712、721和722中的附加金层分别有利地具有增加的耐磨性和同时较低的接触电阻的效果。
最终，在第三制造步骤中，如图1C所示，在根据本发明的高频接触元件2的分别第一端61和第二端62处在每种情况下包围衬套5的区域91和92中移除导电涂层5(优选地，金属化涂层5)。以此方式，均彼此电位隔离的涂层5的自含式区域形成在基本主体部分1的外部表面上。这些区域首先是形成根据本发明的高频接触元件2的外部导体的基本主体部分1的外部侧表面上的区域和均形成根据本发明的高频接触元件2的单独内部导体的单独衬套5中的区域。凭借该制造步骤，原始涂层划分为外部导体侧上的涂层51和内部导体侧上的涂层52。在高频接触元件2的第一端61处形成外部导体侧上的进行接触区域711和外部导体侧上的进行接触区域712。在高频接触元件2的第二端62处形成外部导体侧上的进行接触区域721和外部导体侧上的进行接触区域722。
以此方式，可以通过三个连续的并且典型地可自动化的制造步骤生产用于高频信号的进行接触和传输的根据本发明的高频接触元件2，而无需关于然后对于组装是相当复杂的内部导体元件、绝缘体元件和外部导体元件在每种情况下制造单独部分。
在图2A和图2B中示出用于差分高频信号的进行接触和传输的根据本发明的高频接触元件2。为此目的，它具有两个衬套41和42，其均在高频接触元件2的纵向范围中从第一端61行进到第二端62。两个衬套41和42中分别涂层52 1和52 2均用作内部导体，而外部侧表面上的涂层51形成外部导体。代替用于发送差分信号的两个衬套41和42，可以提供任何期望的和技术上权宜的数量的衬套配对，其具有在每种情况下形成用于在每种情况下发送一个差分高频信号的内部导体配对的内部涂层。衬套的单独配对可以按相对于彼此的星形的形式或与彼此平行被布置在基本主体部分1内。
在图3中示出根据本发明的高频接触元件2的另一实施例。在此情况下，通过选择性涂覆以涂覆材料完全填充基本主体部分1的衬套4。替代地，也可以实现衬套4内的涂层，其与外部导体侧上的涂层51相比具有更大的层厚度并且同时不完全填充衬套4。具有内部导体区域中的增大的厚度的这种选择性涂覆主要在相对高的功率范围中的高频信号的进行接触和传输期间是有利的。
通过在根据本发明的高频接触元件2的进行接触区域711、712、721和722中进行选择性涂覆所实现的增加的层厚度使得可能延长归因于进行接触区域中的磨损而变得越来越短的高频接触元件的使用时间。
接触元件典型地在连接区域8中具有弹性响应，以首先在每种情况下实现进行接触区域中与待进行接触的接触区块或接触端子的充足接触力，并且其次补偿待进行接触的接触区块或接触端子之间的制造公差。在此情况下，优选地在高频接触元件的整个纵向范围上(即，根据本发明的高频接触元件的进行接触区域分别711和712与分别721和722之间的整个连接区域8上)实现弹性。替代地，高频接触元件的仅特定纵向区段可以被配置为在每种情况下是弹性的，其中，在所述纵向区段之间提供无弹性的纵向区段。
在图4A中示出具有弹性的根据本发明的高频接触元件的纵向区段的一个实施例，其中，具体地说，高频信号的传输是可能的。在此情况下，以扭力弹簧的形式实现高频接触元件。扭力弹簧的形式的高频接触元件的截面使得可能在整个纵向范围上实现内部导体侧上和外部导体侧上的涂层51与52之间的同心度，并且因此实现用于高频信号的进行接触和传输的弹性高频接触元件。
与传统的去屑、非切削成形或初级成形制造技术对比，相当容易地生产扭力弹簧的形式的具有纵向范围的基本主体部分1的增材制造技术优选地是合适的。在此情况下，也可以实现用于扭力弹簧的形式的高频接触元件的尺寸，其使得待存在当测试当今和将来可以实现的半导体集成密度中的导体迹线时所需的用于扭力弹簧的形式的相邻高频接触元件的间距是可能的。
具有弹性的根据本发明的高频接触元件的另一合适的实施例是弹簧臂的形式的高频接触元件，如图4B所示。也在该实施例中，存在使得可能在整个纵向范围上实现内部导体侧上和外部导体侧上的涂层51与52之间的同心度的高频接触元件的截面。弹簧臂优选地如图4B所示具有两个弯转或曲率(S形轮廓)。这代表涉及使均在平行于彼此的两个平面中所布置的分别进行接触区域711和712与721和722之间的弹簧臂的复杂度最小化的实现方式。然而，此外，多个弯转或曲率配对也是可能的，只要它们在相应应用情况下在技术上是权宜的。弹簧臂中的这种曲折形式的增多有利地赋能增加的弹性，而同时减少根据本发明的高频接触元件的侧向尺寸。
虽然第一端61处的高频接触元件2的外径和内径与高频接触元件2的弹簧臂的形式的连接区域8的外径和内径相比减少，但第二端62处的高频接触元件2的外径和内径相对于弹簧臂的形式的连接区域8的外径和内径增大。以此方式，可以在第一端61处的外部导体侧上和内部导体侧上的进行接触区域711和712与具有相当小的尺寸和/或具有相对于彼此的相当小的间距的待测试的集成电路上的接触区块或接触端子之间进行接触。同时，可以在第二端62处的外部导体侧上和内部导体侧上的进行接触区域721和722与典型地被配置有相对大的面积和/或被布置有相对于彼此的相对大的间距的作为对测量仪器的接口的接触区块或接触端子之间进行接触。为了实现高频接触元件的整个纵向范围上(即，分别进行接触区域711和712与721和722的外部端之间)的连续的并尽可能恒定的阻抗特性以及因此具有最小化的反射的传输，外部导体侧上和内部导体侧上的涂层51与52之间的直径的跳变在第一端61和第二端62的区域中处于同一比率中。为了实现该目标，此外，内部导体侧上的直径的跳变在每种情况下实现为在第一端61和第二端62的区域中相对于外部导体侧上的直径的跳变偏移(所谓的低通补偿式反射最小化过渡)。
具有弹性的根据本发明的高频接触元件的另一变型在于，从弹性介电材料生产基本主体部分1。可以同样通过增材制造技术构造以给出以任何期望的复杂度形成的几何的弹性体(例如，硅酮或天然橡胶)适合于该目的。由于介电基本主体部分1的金属化涂层51和52的层厚度相对于介电基本主体部分1的尺寸是相当地非常小的，因此倘若根据本发明的高频接触元件2上产生特定压缩力或拉伸力，那么金属化涂层51和52连同弹性介电基本主体部分1一起变形。
当在根据本发明的高频接触元件2的内部导体侧上和外部导体侧上实现进行接触区域711、712、721和722时，可以实现单部件或多部件技术解决方案。在单部件技术解决方案的情况下，在单个基本主体部分1内与连接区域8集成地实现内部导体侧上和外部导体侧上的进行接触区域711、712、721和722。在多部件技术解决方案的情况下，用于进行接触的分离组件部分使用传统或增材制造技术得以生产，并且然后在增材制造工艺中联合地连接到包含连接区域8的单个基本主体部分并受组装以形成完整的基本主体部分1。替代地，即使在基本主体部分1的增材组装和涂覆工艺之后，用于进行接触的组件部分也可以通过常规连接技术(例如，通过焊接)连接到包含连接区域8的单个基本主体部分。
图5A示出具有根据本发明的高频接触元件2的连接区域8的进行接触区域的单部件实现方式的示例性实施例。在此情况下，在内部导体侧上和外部导体侧上皆实现在每种情况下与待进行接触的接触区块或接触端子的一个端面接触。为此目的，根据本发明的高频接触元件2的第一端61具有以在接触进行状态下平行于或近似平行于待进行接触的接触区块对准的这样的方式定向的端面。以此方式，根据本发明的高频接触元件2的第一端61处的外部导体侧上和内部导体侧上的进行接触区域711和712与印制电路板、IC外壳或IC基板上的待进行接触的内部导体侧上和外部导体侧上的接触区块之间的具有良好接触电阻的充足电接触是可能的。
为此目的，在外部导体侧上和内部导体侧上的进行接触区域711和712中的端面上提供分别外部导体侧上和内部导体侧上的涂层51和52。内部导体侧上和外部导体侧上的涂层51和52的侧向尺寸在此情况下是这样的：在每种情况下存在与待进行接触的相应接触区块的充足触碰接触区块以及因此良好接触电阻。为了在具有根据本发明的高频接触元件的相当最小的外径的根据本发明的非常小型化的接触元件的情况下赋能该操作，基本主体部分1的外径以及因此根据本发明的高频接触元件2的外径在外部导体侧上的进行接触区域711中增大。为了不归因于该技术措施而不利地增加第一端61处的根据本发明的高频接触元件2的阻抗，第一端61处的绝对介电常数减少到相同程度。为此目的，不仅在内部导体侧上和外部导体侧上的涂层51与52之间的端侧区域中移除涂层5，而且还移除其下方的介电基本主体部分1的充足区域10。
在图5B中示出用于根据本发明的高频接触元件2的内部导体侧上和外部导体侧上的进行接触区域的多部件技术解决方案。在此情况下，凭借这样的事实在每种情况下实现内部导体侧上和外部导体侧上的进行接触区域711和712以及待进行接触的接触区块或接触端子中的触碰接触区块的增大：在每种情况下，一个接触冠111和112分别在内部导体侧上和外部导体的上的进行接触区域711和712的区域中定位在所涂覆的基本主体部分1上。该接触冠111或112在每种情况下从具有良好导电性的金属得以生产，并优选地通过焊接分别连接到内部导体侧上和外部导体侧上的涂层51和52。
在图5C中示出用于根据本发明的高频接触元件2的内部导体侧上和外部导体侧上的进行接触区域的多部件技术解决方案的另一变型。在此情况下，在每种情况下接触尖端121、122、123用作用于进行接触的组件部分。单独接触尖端121、122、123均从具有良好导电性的金属得以生产并均具有它们插入根据本发明的高频接触元件2中的关联孔中的轴。为了与内部导体进行接触，优选地，单个接触尖端121通过其轴插入所涂覆的基本主体部分1的衬套4中并焊接到内部导体侧上的涂层。为了与外部导体进行接触，优选地，提供多个接触尖端122、123，其均通过其轴插入外部导体侧上的涂层52的区域中所布置的孔中。接触尖端122、123在此情况下优选地以等距角截面被布置在根据本发明的高频接触元件2的纵轴3周围的圆上。
图5D示出用于根据本发明的高频接触元件2的内部导体侧上和外部导体侧上的进行接触区域的多部件技术解决方案的另一变型。用于进行接触的组件部分在此情况下均设计为弹性的。作为对上述弹性的替代或附加，可以在连接区域8中实现这些用于进行接触的弹性组件部分131、132、133。用于进行接触的弹性组件部分131、132、133在此情况下是弹簧臂的形式的组件部分，此外，其被设计为沿着弹簧臂是空心的，以使得增加弹性。用于进行接触的弹性组件部分131、132、133同样具有轴，它们通过轴在第一端61处插入孔中。用于进行接触的单独弹性组件部分131、132、133优选地以与图5C中的接触尖端的布置相似的方式在每种情况下被布置在内部导体侧上和外部导体侧上。
归因于增材制造技术生产甚至非常复杂的几何形式的技术可能性，图5C和图5D所示的接触进行中的复杂几何(即，弹簧臂的形式的接触尖端和接触元件)也可以在增材制造工艺中并通过随后金属化涂覆在单个部件中与连接区域8组合地生产为单部件介电基本主体部分1。该实施例受限于外部导体侧上的进行接触。替代地，用于进行接触的组件部分的单独几何可以在每种情况下在增材制造工艺中分离地生产为介电基本主体部分，并且然后在后续增材制造工艺中与包括连接区域8的介电基本主体部分1组合而组装，以形成单部件和完整的基本主体部分1。然后，该单部件和完整的基本主体部分1的金属化涂覆发生。
当然，可以通过与关于第一端61在图5A至图5D中所示的用于进行接触的实施例等效的方式体现根据本发明的高频接触元件2的第二端62处的外部导体侧上和内部导体侧上的进行接触区域721和722。
除了先前附图中分别示出的这些进行接触几何之外，其他形式的进行接触也是可设想的并包括于本发明中。
在图5E和图5F中示出根据本发明的高频接触元件2与待进行接触的接触区块或接触端子之间的进行接触的特殊变型：
在此情况下，主要在根据本发明的高频接触元件2的内部导体侧上的进行接触区域712与焊料球141之间以及在根据本发明的高频接触元件2的外部导体侧上的进行接触区域711与优选地多个焊料球142和143之间在径向方向上进行接触。焊料球141、142和143焊接到印制电路板15并连接到关联导体迹线。作为对印制电路板15的替代，也可以与集成电路的外壳或直接与基板进行接触。处于与外部导体侧上的进行接触区域电接触的焊料球142和143优选地如图5F所示被布置在与根据本发明的高频接触元件2的内部导体侧上的进行接触区域712进行接触的相对于接触的焊料球141同轴地定位的圆上。内部焊料球141与外部焊料球142、143、144、145、146和147之间的间距需要与内部导体侧上和外部导体侧上的进行接触区域712和711中的所涂覆的介电基本主体部分1的直径匹配。
对于焊料球141、142和143与根据本发明的高频接触元件2的分别外部导体侧上和内部导体侧上的进行接触区域711和712之间的改进式电接触，根据本发明的高频接触元件2的分别外部导体侧上和内部导体侧上的进行接触区域711和712在每种情况下在衬套4与端面之间以及分别在外部侧表面与端面之间的过渡区域中具有一个斜面。代替斜面，在每种情况下，可以在根据本发明的高频接触元件2的分别外部导体侧上和内部导体侧上的进行接触区域711和712中提供一个阶跃。在此情况下，进行接触不仅具有径向定向组件，而且还具有轴向定向组件。
同时，由于可以在印制电路板、IC外壳或IC基板上以相对于彼此的极度小的间距放置极度小的焊料球，因此这种进行接触技术也适合于可以通过增材制造工艺技术以非常小的尺寸制造的根据本发明的极度小型化高频接触元件。
代替在每种情况下具有球形接触区块的焊料球，替代地，也可以使用其他旋转对称的接触主体。优选地合适的是具有圆锥式形成的接触区块的接触主体(例如，圆锥接触主体或截圆锥的形式的接触主体)。在具有弹性的根据本发明的高频接触元件的情况下，圆柱接触主体也是可设想的。
替代地，甚至作为基于图5B、图5C和图5D的变型的用于进行接触的组件部分的焊料球可以属于根据本发明的高频接触元件2，并且可以连接到根据本发明的高频接触元件2的所涂覆的介电基本主体部分1。在此情况下，焊料球与印制电路板中、IC外壳中或直接IC基板中的对应地弯曲的(即，凹形形成的)接触区块进行接触。
此处，将提及，在每种情况下，具有特定极性的磁体可以插入与进行接触区域711、712、721和722相邻的基本主体部分1中。这些磁体可以与被布置在待进行接触的接触区块或接触端子中或与待进行接触的接触区块或接触端子相邻的磁性或可磁化区域相互作用，并赋能改进的进行接触。
以下将参照图6A至图6H阐述用于待进行接触的接触区块或接触端子之间的根据本发明的高频接触元件内的阻抗匹配的单独实施例：
典型地，待进行接触的接触区块的输入阻抗均具有相同的标准化值(例如，50Ω)。如果根据本发明的高频接触元件2的第一端61和第二端62处通过分别进行接触区域711和712以及分别721和722在每种情况下待进行接触的内部导体侧上和外部导体侧上的接触区块均具有不同的直径，则为了阻抗匹配以及同时几何匹配，第一端61和第二端62处的分别关联进行接触区域711和712以及分别721和722需要与待进行接触的接触区块的阻抗和几何比率匹配。同时，在保持恒定阻抗的同时，需要根据本发明的高频接触元件2的第一端61和第二端62处的分别进行接触区域711和712以及分别721和722的不同几何比率之间(即，不同直径比率之间)实现尽可能连续的过渡。
如果通过第一端61和第二端62处的分别进行接触区域711和712以及分别721和722在每种情况下待进行接触的接触区块相对于根据本发明的高频接触元件2的纵轴3是对称的，则根据本发明的高频接触元件2的所涂覆的基本主体部分1呈截圆锥的形式，如图6A所示。高频接触元件2的外径以与内径相同的比率在第一端61与第二端62之间变化。
如果通过第一端61和第二端62处的分别进行接触区域711和712以及分别进行接触区域721和722在每种情况下待进行接触的接触区块均相对于彼此非对称地偏移，并且根据本发明的高频接触元件2'弹性式实现为弹簧臂，则高频接触元件2'的几何形式产生，如图6B所示。高频接触元件2的外径与内径之间的比率和因此高频接触元件2的阻抗沿着根据本发明的高频接触元件2'的纵向范围是连续恒定的。
如果通过第一端61和第二端62处的分别进行接触区域711和712以及分别721和722在每种情况下待进行接触的接触区块的输入阻抗均是不同的特定情况出现，则分别进行接触区域711和712以及分别721和722中的阻抗需要与均待进行接触的关联接触区块中的阻抗匹配，并且同时，需要创建根据本发明的高频接触元件2的连接区域8中的第一端61与第二端62之间的尽可能连续的阻抗过渡。可以例如通过内部导体侧上和外部导体侧上的直径的跳变或内部导体侧上和外部导体侧上的直径的多个跳变实现这样的阻抗渐减，如图4B中分别进行接触区域711和712以及分别721和722所示。
在图6C中示出在每种情况下具有相同输入阻抗的通过分别进行接触区域711和712以及分别721和722在每种情况下待进行接触的接触区块之间的根据本发明的高频接触元件内的阻抗匹配式传输的另一变型：
虽然在根据本发明的该高频接触元件2的情况下，内径在接触元件的整个纵向范围上保持恒定，但外径在若干阶跃上从第一端61到第二端62在大小方面增加。
为了使根据本发明的高频接触元件2的阻抗在其整个纵向范围上保持恒定，通过在纵向方向上堆叠的并均具有不同相对介电常数的介电材料组成的多个层161、162、163和164构造介电基本主体部分1。为了实现恒定阻抗，单独介电层161、162、163和164的相对介电常数在此情况下从根据本发明的高频接触元件2的第一端61到第二端62降低。
通常，介电基本主体部分1内的单独介电层的相对介电常数相对于单独层中的外径与内径之间的比率的变化按间接比例性而变化。因此，在纵向范围上恒定的外径和纵向范围上变化的内径的情况下，为了实现恒定阻抗，可以等效地匹配单独介电层的相对介电常数。
外径和/或内径的阶跃式跳变的数量以及与此关联的在每种情况下具有不同相对介电常数的介电层的数量基于发现并使用在每种情况下具有用于增材制造工艺的不同阶跃式相对介电常数的介电材料的技术可能性。
沿着根据本发明的高频接触元件2的纵向范围的阻抗匹配的另一技术变型基于介电基本主体部分1沿着其纵向范围的绝对介电常数的修改。在最简单的情况下，为此目的，在介电基本主体部分1内提供腔体17，如图6D所示，所述腔体完全由基本主体部分1的介电材料包围并优选地填充有空气。由于空气的相对介电常数是1并因此小于基本主体部分1中所使用的任何其他介电材料的相对介电常数，因此与没有腔体16的基本主体部分1的纵向区段相比，具有腔体17的基本主体部分1的纵向区段中的绝对介电常数减少。
虽然在图6D中仅示意性地示出单独腔体17的数量、布置和几何形式以及尺寸，但在根据本发明的实际的高频接触元件2中，可以通过合适地布置并形成介电基本主体部分1内的单独腔体17实现沿着根据本发明的高频接触元件2的纵向范围的绝对介电常数的阶跃式或理想地连续变化。以此方式，在由于绝对介电常数的相对多阶跃式或连续变化而导致外径和内径的多阶跃式或连续变化的情况下，可以沿着根据本发明的高频接触元件2的纵向范围实现恒定阻抗。
代替优选地通过空气填充单独腔体17，通过另一气态物质、液态物质或固态介电材料进行填充也可以发生。通过所有这些技术措施，可以通过标定方式影响根据本发明的高频接触元件2沿着其纵向范围的绝对介电常数。
代替如图6D所示的完全由介电材料封闭的腔体17，也可能通过增材制造工艺在介电基本主体部分1中实现缝隙28，所述缝隙在基本主体部分1的整个径向范围上行进，如图6E至图6G所示。沿着根据本发明的高频接触元件2的纵向范围的绝对介电常数也可以通过标定方式受这些缝隙28的合适数量、布置和几何形式影响，并且可以用于沿着高频接触元件2纵向的范围的阻抗匹配。
如果这些缝隙28均在根据本发明的高频接触元件2的纵向范围中平行于彼此而延伸，则附加地，也可以通过标定方式凭借这些缝隙28影响根据本发明的高频接触元件2的弹性。归因于在纵向范围的方向上提供平行缝隙，根据本发明的高频接触元件2可以因此在纵轴的方向上的压缩的情况下相当容易地在径向方向上扩展。
为了经由具有这些缝隙的高频接触元件发送高频信号，单独缝隙的缝隙宽度需要被设计为小于(优选地，明显小于)待发送的高频信号的波长。
为了实现这些缝隙28，与其余基本主体部分1对比，在每种情况下需要在这些缝隙28中在增材制造工艺中构造介电材料组成的层，所述层在基本主体部分1的金属化涂覆期间防止缝隙28的侧壁的金属化并在涂覆工艺之后再次是可移除的。例如，可以同样使用增材制造技术在基本主体部分1内选择性地构造的光致抗蚀剂可以用作用于这些牺牲层的介电材料。为了通过合适的溶剂(例如，通过丙酮)在基本主体部分1的金属化之后再次移除这些牺牲层，需要在缝隙形腔体17'的区域中移除外部导体侧上的涂层51。为了相对于介电基本主体部分1的其余区域识别这些缝隙28，单独缝隙28的外部表面需要(例如，即，凹形地或凸形地)受弯曲。单独缝隙28上的金属化层因此对于移除这些区域中的金属化涂层的光学设备(例如，激光设备)是可容易地识别的。一旦已经移除单独缝隙28内的介电牺牲层，就需要例如通过光学方法在缝隙28的区域中移除内部导体侧上的关联涂层52。
也可以通过这样的方式布置并形成根据本发明的第四和第五实施例的单独腔体17和缝隙28：可以实现第一端61和第二端62处的两个不同阻抗之间的连续阶跃式过渡。
图7示出根据本发明的高频接触元件2的特定实施例，其中，通过附加弹性元件18弹性式安装高频接触元件2。附加弹性元件18紧固在根据本发明的高频接触元件2与连接部分20之间，将在以下进一步解释该情况。替代地，附加弹性元件18也可以连接到通过根据本发明的高频接触元件2待进行接触的印制电路板15。
弹性元件18可以优选地是扭力弹簧，如图7所示。此外，其他弹性元件(例如，板弹簧、弯曲弹簧或弹簧臂)也是可能的。虽然在所有这些弹性元件的情况下通过弹性元件的几何实现弹性，但替代地，也可以使用弹性材料(例如，弹性体)组成的具有相当简单形式的元件(例如，圆柱元件)。
连接部分20可以是直接地或者通过所插入的用于进行接触的组件连接到根据本发明的高频接触元件2的连接板。替代地，弹性元件18也可以是通过根据本发明的高频接触元件进行接触的印制电路板15。
以下将参照图8A至图8F阐述均包含至少一个根据本发明的高频接触元件2的根据本发明的高频接触元件组件19的不同变型：
根据本发明的高频接触元件组件19首先可以是连接到彼此的根据本发明的高频接触元件2的布置，其仅在制造工艺中(优选地，在增材制造工艺中)联合地连接到彼此，并且然后分离以用于技术应用。此外，根据本发明的高频接触元件组件19其次可以包含技术应用中永久地连接到彼此的多个根据本发明的高频接触元件2。在第二种情况下，布置可以是插入件布置，例如，其中，平行连接到彼此的多个根据本发明的高频接触元件2在印制电路板上、IC外壳上或直接在IC基板上在每种情况下与相互平行的接触区块或接触端子进行接触。最后，在第二种情况下，以这样的方式形成平行地在每种情况下连接到彼此的根据本发明的单独高频接触元件2：它们的纵向范围也具有横向组件。在这些高频接触元件以角度行进的情况下，例如，如图7所示，例如，具有第一栅格间距的待进行接触的接触区块与具有与第一栅格间距不同的第二栅格间距的待进行接触的接触区块之间的转移也是可能的。在该应用情况下，根据本发明的高频接触元件组件充当空间转换器组装。
在如图8A所示的第一变型中，在每种情况下，在连接板20的形式的连接部分20的上侧上，多个根据本发明的高频接触元件2均经由内部导体侧上和外部导体侧上的接触组件部分21连接到连接板20的上侧上的内部导体侧上和外部导体侧上的关联接触区块。相似地，连接板20的下侧上的多个根据本发明的高频接触元件2均经由内部导体侧上和外部导体侧上的接触组件部分21连接到连接板20的下侧上的内部导体侧上和外部导体侧上的关联接触区块。
在此情况下从不导电(即，介电)材料生产连接板20。从导电材料生产接触组件部分21。
在此情况下，可以在分离的常规或增材制造工艺中生产连接板20。可以按特定恒定间距或按不同间距成行地在每种情况下在连接板的上侧和下侧上布置根据本发明的单独高频接触元件2。替代地，相对于彼此具有优选地恒定的或另外具有可变的栅格间距的三维栅格中的布置也是可能的。在格外受限于制造的根据本发明的单独高频接触元件2的连接的情况下，带有具有多个平行连接板和均连接平行连接板的单独连接腹板的三维栅格的高频接触元件的布置也是可能的。
具有导电涂层的孔22在每种情况下在连接板20的上侧上和下侧上的内部导体侧上的接触组件部分21之间并且因此连接板20的上侧和下侧上的根据本发明的高频接触元件2之间实现内部导体侧上的连接。外部导体侧上的接触组件部分21均在根据本发明的单独高频接触元件2与连接板19的下侧或上侧上的公共接地的接触端子之间实现外部导体侧上的连接。
根据本发明的单独高频接触元件2优选地通过焊接均在内部导体侧上和外部导体侧上分别连接到内部导体侧上和外部导体侧上的关联接触组件部分21，所述接触组件部分优选通过焊接进而连接到关联孔22的导电内部涂层或连接板20的公共接地的关联接触端子。根据本发明的单独高频接触元件2的内部导体侧上和外部导体侧上的进行接触区域可以替代地直接连接到关联孔22的导电内部涂层或连接板20的公共接地的关联接触端子，而无需所插入的内部导体侧上和外部导体侧上的接触组件部分21。
连接到连接板20的根据本发明的单独高频接触元件2的配置不一定需要是空心圆柱的，如图8A所示，而是可以假设任何以上所示实施例。根据本发明的高频接触元件组件内的所有根据本发明的所有高频接触元件2也不必具有相同实施例。例如，连接板20的下侧上的高频接触元件可以均是具有空心圆柱形式的无弹性高频接触元件，而连接板20的上侧上的高频接触元件可以均体现为形成为弹簧臂的弹性高频接触元件。以此方式，可以首先实现连接板20上方待进行接触的接触区块的弹性进行接触，并且其次实现连接板20上方待进行接触的接触区块与连接板20下方待进行接触的接触区块之间的栅格间距的转换。
图8B示出根据本发明的高频接触元件组件19'的另一变型，其中，在公共增材制造工艺中连同连接板20'一起生产根据本发明的单独高频接触元件2'。在此情况下，不存在连接板20'的上侧和下侧上静置的分离的高频接触元件，而是每栅格点现仅存在单个根据本发明的高频接触元件2'。连接板20'现在仅将均在每个栅格点处布置的高频接触元件2'连接到彼此，。根据本发明的单独高频接触元件2'的内部导体侧上的涂层52因此从连接板20'上方的内部导体侧上的进行接触区域712经由连接板20'中的内部孔延伸直到连接板20'下方的内部导体侧上的进行接触区域722。
根据本发明的单独高频接触元件2'的外部导体侧上的涂层51在每种情况下延伸于在每种情况下位于所有高频接触元件2'的连接板20'上方的外部导体侧上的进行接触区域711与连接板20'的充当公共接地的上侧之间以及在每种情况下位于所有高频接触元件2'的连接板20'下方的外部导体侧上的进行接触区域721与连接板20'的充当公共接地的下侧之间。
在图8B所示的根据本发明的高频接触元件组件19'的第二变型中，与图8A所示的第一变型相似，根据本发明的高频接触元件的以上已经解释的所有实施例可以用于连接板20′的上侧和下侧上的根据本发明的单独高频接触元件2′。连接板20'的上侧和下侧上的每种情况下的根据本发明的单独高频接触元件2'的不同形式也是可能的。
沿着单独高频接触元件2'的纵向范围的连接板20'的位置不一定需要相对于纵向范围处于居中，而是也可以处于高频接触元件2'的第一端61与第二端62之间的任何其他位置中。代替单个连接板20'，关于根据本发明的单独高频接触元件2'的增加的机械稳定性，也可能使用以合适的方式与彼此间隔开的多个连接板20'。
图8C示出在每种情况下被布置在待进行接触的两个印制电路板151和152、IC外壳151和152或IC基板151和152之间的二维栅格中的多个根据本发明的高频接触元件2的布置。根据本发明的高频接触元件2归因于纵向范围的中央区域中出现的扭力弹簧的形状的其形式而均具有弹性。在图8C的变型中，实现没有连接板20或没有连接腹板20的平行接触元件2的布置，以也赋能在除了单独接触元件2在纵向方向上压缩之外还有单独弹性高频接触元件2的更大程度的压缩的情况下的单独弹性高频接触元件2在横向方向上的有限弯曲。
图8D示出高频接触元件组件，其中，均被布置在二维栅格中的多个根据本发明的高频接触元件2位于待进行接触的两个印制电路板151和152、IC外壳151和152或IC基板151和152之间。根据本发明的单独高频接触元件2首先在每种情况下成角度(优选地，具有倍角)，并且其次均以相对于其外径的阶跃式方式得以体现。因此可能通过根据本发明的高频接触元件组件19与印制电路板151、IC外壳151或IC基板151上的布置在相当紧密的栅格中的单独接触区块进行电接触，并将所述接触区块连接到印制电路板152、IC外壳152或IC基板152上的以较大的栅格布置的关联接触区块。因此，提供所谓的高频空间转换器组装，据此，对于与多个接触区块待进行的平行接触可能的是，可以实现从较精细栅格间距到较粗略栅格间距的转换，并且所有高频接触元件2的整个纵向范围上的阻抗保持恒定。较粗略栅格间距使得可能在印制电路板152、IC外壳152或IC基板152上使用更简单且因此更成本有效的生产技术。此外，因此，可以实现对典型地具有较大尺寸的高频缆线、线路和插头的连接。
图8E示出根据本发明的高频接触元件组件19的细节，其中，高频接触元件2连接到连接单独高频接触元件2的连接板20，所述连接板在每种情况下是电路载体的形式。电信号线23可以在此情况下配合到连接板20的上侧24和/或下侧25。
这些电信号线23将位于充当电路载体的连接板20上方和/或下方的根据本发明的单独高频接触元件2连接到连接板20的上侧24或下侧25上的关联有源或无源电子组件。例如，通过根据本发明的高频接触元件2在每种情况下已经进行接触并发送的高频信号可以在这些电信号线23(其优选地实现为鉴于高频受优化的带线)上路由到位于连接板20上的合适点处的普通高频插头。
根据本发明的单独高频接触元件2的外部导体侧上的涂层51在此情况下直接在每种情况下连接到上侧24上和/或下侧25上所构造的关联信号线23，所述信号线代表带线的接地线。根据本发明的单独高频接触元件2的内部导体侧上的涂层52在此情况下经由连接板20内行进的电信号线26在每种情况下连接到配合在上侧24上和/或下侧25上的电信号线23。
在如图8B所示的单个部件中所实现的根据本发明的高频接触元件组件19'的情况下，典型地平行于上侧24或下侧25并在连接板20内行进的电信号线26直接连接到高频接触元件2的内部导体侧上的涂层52。在如图8A所示的根据本发明的高频接触元件组件19的多部件实现方式的情况下，在连接板20内行进的电信号线26连接到连接板20内的与高频接触元件2的衬套4对准而行进的孔22的电涂层。连接板20内的孔22的导电涂层在此情况下与高频接触元件2的内部导体侧上的涂层52进行接触。
经由随电信号线23应用于连接板20的上侧24或下侧25的孔22′的导电涂层提供连接板20内行进的电信号线26与连接板20的上侧24或下侧25上行进的电信号线23之间的电连接。该电信号线23代表带线的内部导体。
最后，图8F示出根据本发明的高频接触元件组件19，其仅在生产工艺中将具有特定栅格的根据本发明的单独高频接触元件2保持在一起并充当支撑几何。在使用之前，高频接触元件组件19内的根据本发明的单独高频接触元件2与彼此分离。为了更容易地分离单独高频接触元件，在每种情况下，在可以还包括根据本发明的单独高频接触元件2之间的单独连接腹板20的连接板20中提供一个期望的断裂点27。
虽然以上已经参考优选示例性实施例完全描述了本发明，但本发明不限于这些示例性实施例，而是可以通过各种方式受修改。
附图标号列表
1 基本主体部分
2 高频接触元件
3 纵轴
4、41、42 衬套
5、51、52、52 1、52 2 涂层
61、62 第一端和第二端
711、712、721、722 进行接触区域
8 连接区域
91、92 没有涂层的区域
10 区域
111、112 接触冠
121、122、123 接触尖端
131、132、133 用于进行接触的弹性组件部分
141、142、143、144、145、146 焊料球
15、151、152 印制电路板或IC外壳或IC基板
161、162、163、164 介电层
17 腔体
18 弹性元件
19、19' 高频接触元件组件
20、20' 连接部分、连接板、连接腹板
21 接触组件部分
22、22' 连接板中的孔
23 连接板上的电信号线
24 连接板的上侧
25 连接板的下侧
26 连接板内的电信号线
27 期望的断裂点
28 缝隙

Claims (17)

1.一种用于生产至少一个高频接触元件(2)或高频接触元件组件(19)的方法，所述高频接触元件组件(19)包括至少一个高频接触元件(2)，所述方法包括以下步骤：
通过增材制造方法从介电材料生产每个高频接触元件(2)的基本主体部分(1)，其中，所述基本主体部分(1)包括衬套(4；41、42)，所述衬套(4；41、42)位于所述基本主体部分(1)的纵向范围的第一端(61)与第二端(62)之间；
通过导电层涂覆所述介电基本主体部分(1)；以及
在所述基本主体部分(1)的所述第一端(61)处和所述第二端(62)处包围所述衬套(4；41、42)的区域(91、92)中移除所述导电层，从而形成外部导体侧上的导电涂层(51)和内部导体侧上的导电涂层(52)。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：
以这样的方式执行所述涂覆：通过所述导电层完全填充所述衬套(4；41、42)。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：
用于所述介电基本主体(1)的所述涂覆工艺包括：通过多个金属化层进行涂覆，其中，所述金属化层均包括不同的金属化材料。
4.如权利要求1至3之一所述的方法，其特征在于：
所述接触元件(2)设计为在每种情况下在至少一个区域中是弹性的，其中，在每种情况下从弹性介电材料生产或通过弹性成形形成所述接触元件(2)的所述至少一个弹性区域，其中，所述弹性成形特别地通过形成扭力弹簧或弹簧臂来产生。
5.如权利要求1至4之一所述的方法，其特征在于：
通过所述基本主体部分(1)的材料和/或成形的方式，所述高频接触元件(2)的阻抗特性设置于所述第一端(61)与所述第二端(62)之间。
6.如权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于：
在所述第一端(61)与所述第二端(62)之间的所述内部导体侧上和所述外部导体侧上，所述基本主体部分(1)构造有变化直径(1)，其中，所述第一端(61)与所述第二端(62)之间的所述基本主体部分(1)的所述内部导体侧上的直径与所述外部导体侧上的直径之间的比率为恒定的。
7.如权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于：
在所述第一端(61)与所述第二端(62)之间的所述内部导体侧上和所述外部导体侧上，所述基本主体部分(1)构造有变化直径，其中，形成有所述基本主体部分(1)的所述内部导体侧上的直径和所述外部导体侧上的直径的比率，所述基本主体部分(1)在所述第一端(61)与所述第二端(62)之间连续地变化。
8.如权利要求1至7之一所述的方法，其特征在于：
在所述介电基本主体部分(1)内有至少一个腔体(17)，所述腔体填充有另一介电材料，特别是空气，其中，所述另一介电材料的相对介电常数不同于所述基本主体部分(1)的所述介电材料的相对介电常数。
9.如权利要求1至8之一所述的方法，其特征在于：
多个缝隙(28)中的每一个均以在所述基本主体部分(1)的整个径向范围上延伸的方式构造在所述介电基本主体部分(1)内，所述多个缝隙(28)在所述接触元件(2)的纵向范围上平行地延伸。
10.如权利要求1至9之一所述的方法，其特征在于：
在每种情况下，沿着所述基本主体部分(1)的纵向范围，在所述介电基本主体部分(1)的多个层中使用具有不同相对介电常数的介电材料。
11.如权利要求1至10之一所述的方法，其特征在于：
所述基本主体部分(1)连接在所述接触元件(2)的所述第一端(61)处和所述第二端(62)处，在每种情况下连接在所述内部导体侧上和所述外部导体侧上，在每种情况下连接到用于进行接触的组件部分，特别是用于进行接触的弹性组件部分。
12.如权利要求1至11之一所述的方法，其特征在于：
通过经由所述介电材料组成的至少一个连接部分(20；20')，从而生产的多个高频接触元件(2)是毗邻的。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于：
在同一制造步骤中执行移除至少一个连接部分(20；20')和移除每个接触元件(2)的所述第一端(61)处和所述第二端(62)处每种情况下的所述导电层。
14.如权利要求12或13所述的方法，其特征在于：
在每种情况下，在所述连接部分与至少一个高频接触元件(20)之间形成有附加弹性元件(18)，所述附加弹性元件(18)用于将所述高频接触元件弹性的安装在所述连接部分(20；20')上。
15.如前述权利要求之一所述的方法，其中，在每种情况下，以这样的方式在所述基本主体部分(1)的所述第一端(61)处和/或所述第二端(62)处形成所述内部导体侧上和所述外部导体侧上的进行接触区域(711、721、712、722)：
在径向范围的方向上，所述内部导体侧上的所述进行接触区域(712、722)与第一接触区块进行接触，特别是与焊料球的球形接触表面进行接触，
而所述外部导体侧上的所述进行接触区域(711、721)与多个接触区块进行接触，特别是在每种情况下与多个焊料球的一个球形接触表面进行接触，
其中，所述进行接触区域(711、721、712、722)均包括定向在所述基本主体部分(1)的径向范围上进行接触的区域。
16.一种文件，所述文件包括几何和材料的数据，所述几何和材料的数据用于通过如前述权利要求之一所述的增材制造方法从介电材料生产高频接触元件(2)的基本主体部分(1)。
17.一种根据如权利要求1至15中一项或多项所述的方法生产得到的高频接触元件(2)或高频接触元件组件(19；19')。
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