DE102013202806A1

DE102013202806A1 - Schaltung auf dünnem Träger für den Einsatz in Hohlleitern und Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE102013202806A1
Application number: DE102013202806.7A
Authority: DE
Inventors: Christian Pinta; Mathias Nagel; Gerd Hechtfischer; Achim Walber
Original assignee: RPG Radiometer Physics GmbH; Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Current assignee: RPG Radiometer Physics GmbH; Rohde and Schwarz GmbH and Co KG
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-02-21
Publication date: 2014-07-31
Also published as: US20150372368A1; US9698459B2; WO2014118079A1

Abstract

Eine substratbasierte Schaltung (31) weist ein Trägersubstrat (2) auf, wobei auf zumindest einem Teil des Trägersubstrats (2) eine Haftschicht (5) ausgebildet ist und wobei auf zumindest einem ersten Teil (51) der Haftschicht (5) eine Kontaktschicht (6) ausgebildet ist, die zumindest eine Leiterbahn (7) und/oder zumindest ein Antennenelement (8) bildet. Das Trägersubstrat (2) weist zumindest ein Befestigungselement (20) auf, welches am äußeren Bereich des Trägersubstrats (2) abgeschieden ist und über den äußeren Bereich des Trägersubstrats (2) hinaussteht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Schaltung mit zumindest einer auf dem Trägersubstrat angeordneten Leiterbahn, sowie eine substratbasierte Schaltung, die ein solches dünnes Trägersubstrat aufweist und einen entsprechenden Hohlleiter, der eine substratbasierte Schaltung aufweist.
In der Mikrowellentechnik werden typischerweise bis zu einer Frequenz von 110 GHz die elektromagnetischen Wellen in Koaxialkabeln geführt. Oberhalb dieser Frequenz kommen Hohlleiter als Wellenleiter zum Einsatz. Die Signalverarbeitung (Frequenzfiltern, Frequenzvervielfachung, Dämpfung, Verstärkung, Mischung, Combinen (z. B. Diplexen)) findet auf substratbasierten Schaltungen statt. Dazu muss die Welle auf dem Substrat ein- und wieder ausgekoppelt werden. Mit zunehmender Frequenz – speziell für den Terahertz-Bereich (0,1 bis 100 THz) – werden die Anforderungen an diese substratbasierten Schaltungen höher. Gefordert sind dabei geringe Dimensionen, engere Toleranzen und sehr gute elektrische Eigenschaften. Für die signalverarbeitenden Schritte Vervielfachen und Mischen sind Halbleiterbauelemente nötig (oder generell nichtlineare Bauteile), die entsprechend in die substratbasierte Schaltung zu integrieren sind. Das verwendete Trägersubstrat muss für den angedachten Frequenzbereich durchlässig, also wenig dämpfend, sein. Denn nur so können die elektromagnetischen Wellen auf die substratbasierte Schaltung eingekoppelt und über entsprechende Leitungen auf der substratbasierten Schaltung innerhalb eines Hohlleiters geführt werden. Die substratbasierte Schaltung muss hierzu sehr dünn sein, so dass es daher leicht zu Rissen innerhalb der substratbasierten Schaltung kommen kann.
Aus der EP 0 760 536 A1 ist eine selbsttragende Vorrichtung zur Mikrowellenübertragung und ein Verfahren zu deren Herstellung bekannt. In der EP 0 760 536 A1 ist die Problematik erörtert, dass das Trägersubstrat, welches auch als Membran bezeichnet wird, innerhalb der Montage leicht reißen kann. Die EP 0 760 536 A1 empfiehlt daher, dass ein sogenanntes Verstärkungselement, bei welchem es sich um ein elektronisches Bauelement handeln kann, auf die Membran aufgesetzt und mit dieser fest verlötet wird, wobei dieses Verstärkungselement breiter ist, als der sich unter der Membran befindliche Hohlraum, in dem sich die Hochfrequenzwellen ausbreiten. Nachteilig an der EP 0 760 536 A1 ist, dass das Reißen der Membran einzig dadurch verhindert werden kann, dass ein elektronisches Bauelement auf dieser platziert wird, bevor der Hohlraum geschaffen wird. Ein solches elektronisches Bauelement wird allerdings nicht in allen Fällen benötigt. Soll die elektromagnetische Welle z. B. einzig gefiltert werden, so kann dies bereits mit einer entsprechenden Leitungsstruktur erfolgen, so dass der Einsatz eines zusätzlichen elektronischen Bauelements nicht nötig ist.
Es ist daher die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer substratbasierten Schaltung zu schaffen, welches eine hohe mechanische Stabilität aufweist. Weiterhin ist es die Aufgabe der Erfindung, eine substratbasierte Schaltung zu schaffen, die ebenfalls eine hohe mechanische Stabilität aufweist. Schlussendlich ist es eine weitere Aufgabe der Erfindung einen Hohlleiter zu schaffen, in dem besonders einfach die substratbasierte Schaltung eingesetzt werden kann.
Die Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens zur Herstellung einer substratbasierten Schaltung durch die Merkmale des Anspruchs 1, bezüglich der substratbasierten Schaltung durch die Merkmale des Anspruchs 11 und bezüglich des Hohlleiters, welcher die substratbasierte Schaltung aufweist, durch die Merkmale des Anspruchs 16 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des Trägersubstrats und der substratbasierten Schaltung und des Hohlleiters für die substratbasierte Schaltung angegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Trägersubstrates mit zumindest einer auf dem Trägersubstrat angeordneten Leiterbahn und/oder einem Antennenelement, weist den Verfahrensschritt des Aufbringens durch Abscheiden auf. In dem Verfahrensschritt des Aufbringens durch Abscheiden wird zumindest ein Befestigungselement an einem äußeren Bereich des Trägersubstrats befestigt, wobei das zumindest eine Befestigungselement über den äußeren Bereich des Trägersubstrats hinaussteht. Der äußere Bereich ist dabei einstellbar.
Bevorzugt weist der äußere Bereich eine Breite von 500 µm, besonders bevorzugt von 300 µm oder weniger als 300 µm auf. Es ist dabei besonders vorteilhaft, dass ein solches Befestigungselement an dem äußeren Bereich des Trägersubstrats befestigt ist und über diesen äußeren Bereich hinaussteht. Eine solche Befestigung durch Abscheiden stellt sicher, dass sich die mechanische Stabilität des Trägersubstrats erhöht. Das Trägersubstrat kann auch als Membran bezeichnet werden, die für den Frequenzbereich des hochfrequenten Mikrowellensignals keine oder nur eine sehr geringe Dämpfung aufweist. Dies wird durch die Wahl des Materials (z. B. epsilon r Si3N4 von 5.5 bis 7.4 und tan delta um 0.025 und epsilon r Diamant 5.6 und tan delta kleiner 0.001 je nach Frequenzbereich) und die Trägerdicke erreicht. Von Vorteil sind daher sehr dünne Träger.
Besonders vorteilhaft ist dabei auch, dass das Befestigungselement über den äußeren Bereich des Trägersubstrats hinaussteht, so dass das Trägersubstrat über diese Teile des Befestigungselements, welche über den äußeren Bereich des Trägersubstrats hinausstehen, in einem Hohlleiter befestigt, also fest eingeklemmt werden können. Das Befestigungselement weist dabei die Form eines Befestigungsstreifens oder einer Befestigungsflosse auf. Das Befestigungselement kann auch als sog. Beamlead bezeichnet werden. Das Befestigungselement ist bevorzugt parallel zu der auf dem Trägersubstrat ausgebildeten Leiterbahn angeordnet und kann eine gute Masseanbindung herstellen. Das Befestigungselement erlaubt ebenfalls, dass das Trägersubstrat neben einer hohen Stabilität auch einen sehr guten thermischen Kontakt aufweist.
Bevorzugt weist das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Trägersubstrats die folgenden Verfahrensschritte auf. In einem weiteren Verfahrensschritt wird das Trägersubstrat auf zumindest einen Opferträger aufgebracht. Im Weiteren wird eine Haftschicht auf das Trägersubstrat aufgebracht. Weiterhin wird eine Kontaktschicht auf die Haftschicht aufgebracht, wobei aus der Kontaktschicht die zumindest eine Leiterbahn und/oder das zumindest eine Antennenelement gebildet wird. Schließlich wird die zumindest eine Leiterbahn und/oder das zumindest eine Antennenelement strukturiert. Es ist dabei besonders vorteilhaft, dass unterhalb der Kontaktschicht eine Haftschicht aufgebracht wird, so dass die Kontaktschicht optimal auf dem Trägersubstrat haftet. Der Einsatz der Fotolithografie zur Strukturierung sowie die sehr geringe Dicke der Kontaktschicht erlaubt, dass sehr feine Strukturen realisiert werden.
Weiterhin besteht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Vorteil, wenn das erfindungsgemäße Verfahren die weiteren Verfahrensschritte umfasst. In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Kontaktschicht mit Ausnahme von dem Teil, der die zumindest eine Leiterbahn und/oder das zumindest eine Antennenelement bildet, entfernt. Alternativ oder ergänzend dazu wird die Kontaktschicht mit Ausnahme von dem Teil entfernt, der als Auflagefläche von zumindest einem elektrischen Bauelement ausgebildet ist. Im Weiteren wird die Haftschicht entfernt, mit Ausnahme eines ersten Teils, der sich unter dem Teil befindet, der unter der Kontaktschicht liegt, auf dem die zumindest eine Leiterbahn und/oder das zumindest eine Antennenelement ausgebildet ist. Alternativ oder ergänzend dazu wird die Haftschicht entfernt, mit Ausnahme von zumindest einem zweiten Teil, der einen definierten Abstand zu einer Auflagefläche auf der Kontaktschicht aufweist, die zur Aufnahme von zumindest einem elektrischen Bauelement ausgebildet ist. Dadurch ist sichergestellt, dass die optionalen elektrischen Bauelemente optimal platziert werden können und dass das Lötmittel, mit dem das elektrische Bauelement mit der Auflagefläche verbunden wird, nicht beliebig zerfließt, sondern spätestens bei dem zweiten Teil der Haftschicht zum Stehen gelangt.
Weiterhin besteht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Vorteil, wenn die nachfolgenden Verfahrensschritte ausgeführt werden. In einem weiteren Verfahrensschritt wird das Trägersubstrat zusammen mit dem zweiten Teil der Haftschicht und der Kontaktschicht mit einer Lötstoppschicht überzogen. Im Weiteren wird die Lötstoppschicht mit Ausnahme der Bereiche entfernt, die zumindest teilweise auf dem zweiten Teil der Haftschicht liegen und/oder die in einem Bereich zwischen dem zweiten Teil der Haftschicht und der Auflagefläche liegen und/oder die zumindest teilweise auf der Auflagefläche liegen. Dadurch wird sichergestellt, dass bei Erhitzen der Lötstoppschicht während des Lötvorgangs das Mittel, aus dem die Lötstoppschicht gebildet ist, nicht in alle Richtungen abfließt, sondern spätestens beim zweiten Teil der Haftschicht zum Liegen kommt. Dadurch können sehr präzise Lötvorgänge realisiert werden.
Außerdem ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft, wenn die nachfolgenden Verfahrensschritte ausgeführt werden. In einem weiteren Verfahrensschritt wird der Rand des Trägersubstrats, also ein äußerer Bereich des Trägersubstrats, entfernt. Dabei kann der Rand bzgl. seinen Abmessungen beliebig gewählt werden. Die Abmaße der erzeugbaren Trägersubstrate reichen beispielsweise von 50 µm bis 10 mm Breite und 50 µm bis 10 mm Länge. Der Rand kann beispielsweise einen Bereich von 600 µm bis vorzugsweise 200 µm oder weiter bevorzugt von weniger als 100 µm aufweisen. In einem weiteren Verfahrensschritt wird der dadurch nach außen, also in Richtung der Kontaktschicht freigelegte zumindest eine Opferträger sowie das Trägersubstrat zusammen mit der Haftschicht und der Kontaktschicht mit einer weiteren Haftschicht und mit einer weiteren Kontaktschicht überzogen.
In einem darauf folgenden bevorzugten Verfahrensschritt wird die weitere Haftschicht und die weitere Kontaktschicht von den Bereichen auf dem Trägersubstrat entfernt, an denen keine Befestigungselemente zur Stabilisierung ausgebildet werden sollen. Bei diesen Bereichen handelt es sich um alle Bereiche, die nicht dem äußeren Bereich des Trägersubstrats zuzuordnen sind. Schließlich wird die weitere Haftschicht und die weitere Kontaktschicht von den Bereichen auf dem zumindest einen Opferträger entfernt, auf denen keine Befestigungselemente ausgebildet werden sollen, mit Ausnahme einer Umrandung, deren Breite einstellbar ist, wobei die Umrandung alle Befestigungselement mit einem definierten Abstand umgibt und durch zumindest einen Steg miteinander verbindet.
Der Vorteil, dass die Befestigungselemente durch ein Abscheideverfahren auf dem Trägersubstrat aufgebracht werden, ist, dass diese dauerhaft mechanisch stabil mit dem Trägersubstrat verbunden sind und gleichzeitig einen guten thermischen Kontakt ermöglichen. Die Umrandung bietet den Vorteil, dass das Trägersubstrat besonders einfach weiter verarbeitet werden kann. Es müssen im weiteren Verlauf einzig die Stege durchtrennt bzw. abgetrennt werden, um ein Trägersubstrat mit dem zumindest einen Befestigungselement zu erhalten. Ein solches Trägersubstrat kann bevorzugt alle möglichen Formen haben.
Neben einer quadratischen Form oder einer rechteckigen Form, kann auch eine L-förmige Form vorliegen. Die Umrandung schließt in allen Fällen die Form des Trägersubstrats ein.
Schließlich besteht ein besonderer Vorteil bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, wenn die nachfolgenden Verfahrensschritte ausgeführt werden. In einem weiteren Verfahrensschritt wird zumindest ein Bereich der Haftschicht mit einer Kontaktschicht überzogen, bevor die Kontaktschicht mit der Lötstoppschicht und/oder der weiteren Haftschicht überzogen wird. Im Anschluss daran werden zumindest die Teile der Lötstoppschicht und oder der weiteren Haftschicht, die sich über dem Bereich der Haftschicht befinden, mit der weiteren Kontaktschicht überzogen, wodurch eine Kapazität gebildet wird, deren Höhe über eine Dicke der Lötstoppschicht und/oder weiteren Haftschicht und/oder der Größe der Fläche des Bereichs eingestellt wird. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die weitere Kontaktschicht mit dem Befestigungselement verbunden ist und wenn die Kontaktschicht die Leiterbahn oder das Antennenelement bildet.
Bei der substratbasierten Schaltung ist es besonders vorteilhaft, dass diese ein Trägersubstrat aufweist, wobei auf zumindest einem Teil des Trägersubstrats eine Haftschicht ausgebildet ist, und wobei auf zumindest einem Teil der Haftschicht eine Kontaktschicht ausgebildet ist, die zumindest eine Leiterbahn und/oder zumindest ein Antennenelement bildet. Dabei weist das Trägersubstrat zumindest ein Befestigungselement auf, welches am äußeren Bereich des Trägersubstrat abgeschieden ist und über den äußeren Bereich des Trägersubstrats hinaussteht. Besonders vorteilhaft dabei ist, dass ein Befestigungselement durch einen Abscheidevorgang mit dem Trägersubstrat mechanisch stabil verbunden ist, und dass dieses Befestigungselement über einen äußeren Bereich des Trägersubstrats hinaussteht. Dadurch ist gewährleistet, dass das Trägersubstrat selbst mechanisch stabil ist, und dass das Trägersubstrat auch bei einer Belastung nicht einreißt. Gleichzeitig wird erreicht, dass das Trägersubstrat über den hinausstehenden Teil des Befestigungselements sehr leicht innerhalb eines Hohlleiters befestigt werden kann.
Der äußere Bereich, in welchem das Befestigungselement auf dem Trägersubstrat abgeschieden ist, kann dabei beliebig eingestellt werden. Dieser äußere Bereich muss nicht stets die gleichen Abmessungen aufweisen. Er weist bevorzugt eine breite Form von 600 µm bis 200 µm, vorzugsweise weniger als 100 µm auf. Das Befestigungselement ist bevorzugt parallel zu der zumindest einen Leiterbahn angeordnet, die aus der Kontaktschicht besteht.
Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn das zumindest eine Befestigungselement aus dem gleichen Material gebildet ist, aus dem auch die Kontaktschicht besteht, und/oder wenn an dem Bereich, an dem das zumindest eine Befestigungselement mit dem Trägersubstrat verbunden ist, zwischen dem zumindest einem Befestigungselement und dem Trägersubstrat noch eine weitere Haftschicht angeordnet ist. Dadurch ist sichergestellt, dass das Befestigungselement dauerhaft mechanisch stabil mit dem Trägersubstrat verbunden ist, und dass ein guter Wärmekontakt bereitgestellt ist, so dass überschüssige Wärmeenergie vom Trägersubstrat über das zumindest eine Befestigungselement sehr leicht an die Umgebung abgegeben werden kann.
Besonders vorteilhaft ist es außerdem, wenn bei der substratbasierten Schaltung zumindest ein Teil der Kontaktschicht als Auflagefläche zur Aufnahme eines elektronischen Bauelements ausgebildet ist, und/oder wenn in einem definierten Abstand zu der Auflagefläche ein zweiter Teil der Haftschicht ausgebildet ist, und/oder wenn zumindest der zweite Teil der Haftschicht teilweise, und/oder ein Bereich zwischen dem zweiten Teil und der Haftschicht und der Auflagefläche, und/oder ein Teil der Auflagefläche mit einer Lötstoppschicht versehen ist. Dadurch ist sichergestellt, dass ein elektronisches Bauelement möglichst genau ausgerichtet und verlötet werden kann. Es ist außerdem sichergestellt, dass das Lötmittel beim Erhitzen nicht in alle Richtungen wegfließen kann, sondern dass dieses Mittel vorzugsweise am Lötstopp oder spätestens am zweiten Teil der Haftschicht zum Stehen kommt. Dadurch ist gewährleistet, dass eine sehr genaue und reproduzierbare Lötverbindung hergestellt werden kann.
Auch besteht bei der substratbasierten Schaltung ein Vorteil, wenn auf einer Fläche zwischen der Haftschicht und der Lötstoppschicht eine Kontaktschicht ausgebildet ist, und wenn auf einer gleichgroßen weiteren Fläche auf der Lötstoppschicht oder auf der Lötstoppschicht und der weiteren Haftschicht die weitere Kontaktschicht ausgebildet ist, wobei die weitere Kontaktschicht elektrisch leitend mit dem zumindest einem Befestigungselement verbunden ist und wenn die Kontaktschicht elektrisch leitend mit der zumindest einen Leiterbahn oder dem Antennenelement verbunden ist, wodurch eine Kapazität gebildet ist. Die Tatsache, dass die Lötstoppschicht und/oder die weitere Haftschicht von der Kontaktschicht und der weiteren Kontaktschicht eingeschlossen ist, wodurch sich eine Kapazität bildet, die durch die Dicke der Lötstoppschicht und/oder der weiteren Haftschicht und/oder der Größe der Fläche einstellbar ist, ist besonders vorteilhaft, weil auf diese Art und Weise zusätzliche Filter realisiert werden können. Dies gelingt, ohne dass verschiedene diskrete Bauelemente auf die substratbasierte Schaltung aufgelötet werden müssten. Die Kapazität kann dabei sehr genau und reproduzierbar eingestellt werden.
Weiterhin besteht bei dem Hohlleiter, der eine solche substratbasierte Schaltung ein Vorteil, weil der Hohlleiter aus zwei fest miteinander verbundenen Hohlleitersegmenten geformt ist, wobei jedes Hohlleitersegment eine Nut aufweist, und wobei das zumindest eine Befestigungselement zwischen beiden Segmenten fest eingeklemmt ist, so dass die substratbasierte Schaltung zentral innerhalb des sich aus beiden Nuten gebildeten Hohlleiters angeordnet ist. Dadurch ist sichergestellt, dass die substratbasierte Schaltung, auf welcher die Mikrowellensignale geführt werden, stets in der gleichen räumlichen Position innerhalb des Hohlleiters gehalten ist, so dass sich die Mikrowellensignale optimal ausbreiten können. Die Befestigungselemente selbst werden zwischen beiden Segmenten eingequetscht, so dass kein mechanisches Spiel möglich ist, wodurch eine sehr einfache Montage möglich ist, wobei gleichzeitig die mechanische Stabilität der substratbasierten Schaltung insbesondere des Trägersubstrats gewährleistet ist. Unter Einquetschen wird hier verstanden, dass die Dicke des eingequetschten Teils des Befestigungselements nach dem Montagevorgang geringer ist, als vor dem Montagevorgang.
Schlussendlich besteht bei dem erfindungsgemäßen Hohlleiter ein Vorteil, wenn zumindest ein Hohlleitersegment eine Ausnehmung aufweist, wobei die Ausnehmung senkrecht zu dem zumindest einen Antennenelement angeordnet ist, wodurch dem zumindest einen Antennenelement ein Mikrowellensignal zuführbar ist. Auf diese Art kann der substratbasierten Schaltung sehr einfach ein Mikrowellensignal zugeführt werden, welches innerhalb eines Hohlleiters transportiert wird.
Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhaft beschrieben. Gleiche Gegenstände weisen dieselben Bezugszeichen auf. Die entsprechenden Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:
1A ein Ausführungsbeispiel einer Schichtstruktur aus der das erfindungsgemäße Trägersubstrat mit einer darauf angeordneten Schaltung geschaffen wird;
1B die Schichtstruktur, bei welcher eine Kontaktschicht strukturiert wird;
1C die Schichtstruktur, bei welcher eine unter der Kontaktschicht freiliegende Haftschicht strukturiert wird;
1D die Schichtstruktur, bei welcher die freiliegende Kontaktschicht, die teilweise freiliegende Haftschicht und ein teilweise freiliegendes Trägersubstrat mit einer Lötstoppschicht überzogen werden;
1E die Schichtstruktur, bei welcher die Lötstoppschicht strukturiert wird;
1F die Schichtstruktur, bei welcher ein äußerer Rand des Trägersubstrats entfernt wird, sodass ein darunterliegender zweiter Opferträger zum Vorschein kommt;
1G die Schichtstruktur, bei welcher der freigelegte zweite Opferträger, das freigelegte Trägersubstrat, sowie die freigelegte Haftschicht, die freigelegte Kontaktschicht und die außen liegende Lötstoppschicht mit einer weiteren Haftschicht überzogen werden;
1H die Schichtstruktur, bei welcher die weitere Haftschicht mit einer weiteren Kontaktschicht überzogen wird;
1I die Schichtstruktur, bei welcher die weitere Haftschicht und die weitere Kontaktschicht derart strukturiert wird, dass die weitere Haftschicht und die weitere Kontaktschicht einzig an den Stellen stehen bleibt, an denen die Befestigungselemente am äußeren Bereich des Trägersubstrats und auf dem zweiten Opferträger gebildet sein sollen, und an den Stellen, an denen die Umrandung auf dem zweiten Opferträger gebildet sein soll, die alle Befestigungselemente über Stege miteinander verbindet;
1J die Schichtstruktur, bei welcher ein erster Opferträger entfernt worden ist;
1K die Schichtstruktur, bei welcher ein zweiter Opferträger entfernt worden ist;
1L die Schichtstruktur, bei welcher zumindest ein Teil der auf dem entfernten zweiten Opferträger angeordneten Haftschicht entfernt worden ist;
2A ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schichtstruktur, bei dem zwischen der Kontaktschicht und der weiteren Kontaktschicht eine Lötstoppschicht und/oder die weitere Haftschicht eingeschlossen sind, wodurch eine Kapazität ausbildet wird;
2B ein Ausführungsbeispiel einer Draufsicht auf das erfindungsgemäße Trägersubstrat mit einer Leiterbahn und einer Auflagefläche für ein elektrisches Bauelement;
3A ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Draufsicht auf das erfindungsgemäße Trägersubstrat mit einer aufgebrachten Schaltungsstruktur, welches neben vier Befestigungselementen auch eine Umrandung zeigt, die die vier Befestigungselemente über jeweils zwei Stege miteinander verbindet;
3B ein Ausführungsbeispiel einer Draufsicht auf das erfindungsgemäße Trägersubstrat mit einer aufgebrachten Schaltungsstruktur, welches vier Befestigungselemente aufweist, deren Stege mittels eines Lasers abgetrennt wurden;
4A ein Ausführungsbeispiel einer räumlichen Ansicht eines erfindungsgemäßen Hohlleiters, der aus zwei Segmenten besteht, in die das erfindungsgemäße Trägersubstrat mit der aufgebrachten Schaltungsstruktur eingesetzt wird;
4B ein weiteres Ausführungsbeispiel einer weiteren räumlichen Ansicht des erfindungsgemäßen Hohlleiters, der aus zwei Segmenten besteht, in die das erfindungsgemäße Trägersubstrat mit der aufgebrachten Schaltungsstruktur eingesetzt wird;
5A ein Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Trägersubstrats;
5B ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren, welches den Aufbau der Schichtstruktur erläutert;
5C ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren, welches den Aufbau der Schichtstruktur erläutert;
5D ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren, welches das Strukturieren der Schaltung erläutert;
5E ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren, welches das Passivieren der Oberfläche in der Nähe einer Aufnahmefläche erläutert;
5F ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren, welches das Entfernen von Opferträgern erläutert;
5G ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren, welches die Herstellung von Befestigungselementen erläutert;
5H ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren, welches das Ausschneiden der substratbasierten Schaltung erläutert; und
5I ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren, welches die Herstellung einer Kapazität auf einer Substratschicht erläutert.
1A zeigt eine Schichtstruktur 1, aus der die erfindungsgemäße Trägerstruktur 2 mit einer darauf angeordneten Schaltung geschaffen wird. Die Schichtstruktur 1 besteht aus einem handelsüblichen Wafer, der bevorzugt aus Silizium (Si) hergestellt ist. Bei der Si-Schicht handelt es sich bevorzugt um eine erste Opferschicht 3, wie im späteren Verlauf noch erläutert wird. Der Silizium-Wafer kann dabei eine Größe von z. B. 2 Zoll oder größer aufweisen.
Auf die erste Opferschicht 3 wird bevorzugt eine zweite Opferschicht 4 aufgebracht. Die zweite Opferschicht 4 besteht bevorzugt aus Siliziumoxid (SiO₂). Auf die zweite Opferschicht 4 wird das spätere freistehende Trägersubstrat 2 aufgetragen. Bei dem Trägersubstrat 2 handelt es sich bevorzugt um Silizumnitrit (Si₃N₄) oder um Diamant. Die Auswahl des jeweiligen Materials wird im Speziellen dabei durch die konkreten elektrischen, thermischen und mechanischen Beanspruchungen definiert.
Auf das Trägersubstrat 2 wird eine Haftschicht 5 aufgetragen. Die Haftschicht 5 besteht dabei bevorzugt aus Titan (Ti) oder Titanwolfram (TiW) und/oder Chrom (Cr). Diese Haftschicht kann beispielsweise durch einen Abscheidevorgang aufgetragen werden.
Auf die Haftschicht 5 wird im Anschluss daran eine Kontaktschicht 6 aufgetragen. Die Kontaktschicht 6 besteht bevorzugt aus Gold.
Die Dicke der Kontaktschicht 6 beträgt z. B. 100 nm bis zu 500 nm. Die Dicke der Haftschicht beträgt bevorzugt 10 nm bis 50 nm. Die Dicke des Trägersubstrats beträgt bevorzugt 1 µm bis 20 µm, weiter bevorzugt 5 µm bis 20 µm. Das Trägersubstrat 2 ist daher deutlich dünner, als die üblichen keramischen Schaltungsträger oder die einzelnen Schichten einer Leiterplatte, die aus jeweils einzelnen miteinander verklebten Folien bestehen. Die Schichtdicke für den ersten Opferträger 3 und den zweiten Opferträger 4 wird dabei derart gewählt, dass das Prozessieren möglichst fehlerunanfällig erfolgt.
Die Schichtstruktur 1 selbst kann dabei eine beliebige Form annehmen. Denkbare Formen sind z. B. Rechtecke, Quadrate oder L-förmige Ausformungen, es sind aber auch Kreis- oder Ellipsensegmente realisierbar. Es bestehen auch keine Begrenzungen in der Länge und in der Breite der Schichtstruktur 1, aus welcher später das Trägersubstrat 2 hervorgeht.
1B zeigt die Schichtstruktur, bei welcher die Kontaktschicht 6 strukturiert ist. Gut zu erkennen ist, dass die Kontaktschicht 6 entfernt ist, mit Ausnahme von dem Teil, der die zumindest eine Leiterbahn 7 und/oder das zumindest eine Antennenelement 8 bildet oder dem Teil, der als Auflagefläche 9 von zumindest einem elektrischen Bauelement 10 ausgebildet ist. Die Kontaktschicht 6 wird dabei mittels Fotolithographie und nasschemischen Ätzschritten strukturiert. Gut zu erkennen sind noch Rückstände eines Fotolacks 11 ₁ auf dem nicht entfernten Teil der Kontaktschicht 6.
1C zeigt die Schichtstruktur 1, bei welcher eine unter der Kontaktschicht 6 freiliegende Haftschicht 5 strukturiert wird. Dabei wird die Haftschicht 5 entfernt, mit der Ausnahme eines ersten Teils 5 ₁, der unter den Teil der Kontaktschicht 6 liegt, auf dem die zumindest eine Leiterbahn 7 und/oder das zumindest eine Antennenelement 8 gebildet ist. Außerdem kann optional der Teil der Haftschicht 5 entfernt werden, mit Ausnahme zumindest eines zweiten Teils 5 ₂, der einen definierten Abstand zu einer Auflagefläche 9 auf der Kontaktschicht 6 aufweist, die zur Aufnahme von zumindest einem elektrischen Bauelement 10 ausgebildet ist. Der zweite Teil 5 ₂ der Haftschicht 5 stellt dabei die Haftvermittlung zu einer Lötstoppschicht oder dem Dielektrikum eines Kondensators dar, wie im Folgenden noch erläutert wird.
Gut zu erkennen ist ebenfalls ein Fotolack 11 ₂, welcher sich auf den zweiten Teil 5 ₂ der Haftschicht 5, sowie auf der übrig gebliebenen Kontaktschicht 6 befindet. Dieser Fotolack 11 ₂ kann im Folgenden einfach abgewaschen werden. Der Einsatz weiterer Fotolacke wird aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit in den weiteren Strukturierungsschritten nicht mehr gezeigt. Das Trägersubstrat 2, sowie der erste und zweite Opferträger 3, 4 sind noch unverändert.
1D zeigt die Schichtstruktur 1, bei welcher die freiliegende Kontaktschicht 6, die teilweise freiliegende Haftschicht 5 und ein teilweise freiliegendes Trägersubstrat 2 mit einer Lötstoppschicht 12 überzogen sind. Dabei wird das Trägersubstrat 2 zusammen mit dem zweiten Teil 5 ₂ der Haftschicht 5 und der Kontaktschicht 6 mit der Lötstoppschicht 12 überzogen. Eine solche Lötstoppschicht, die auch als Lötstopplack bezeichnet wird, dient einerseits zum Schutz vor Korrosionen und mechanischer Beschädigung und verhindert andererseits beim Löten das Benetzen der mit ihm überzogenen Flächen auf der Leiterplatte mit Lötzinn. Die Lötstoppschicht besteht dabei bevorzugt aus Si₃N₄ und weist eine Dicke von z. B. 500 nm bis z. B. 1500 nm auf. Andere Materialien und andere Dicken, insbesondere zur Einstellung einer Kapazität, wie noch erläutert wird, sind ebenfalls möglich.
1E zeigt die Schichtstruktur 1, bei welcher die Lötstoppschicht 12 strukturiert wird. Dabei wird die Lötstoppschicht 12 mit Ausnahme der Bereiche entfernt, die zumindest teilweise auf dem zweiten Teil 5 ₂ der Haftschicht 5 liegen und/oder die in einem Bereich zwischen dem zweiten Teil 5 ₂ der Haftschicht 5 und der Auflagefläche 9 liegen und/oder die zumindest teilweise auf der Auflagefläche 9 liegen. Gut zu erkennen ist in dem Beispiel aus 1E, dass die Lötstoppschicht 12 im Bereich der Auflagefläche 9 teilweise entfernt wurde. Dies erlaubt das Festlöten eines elektrischen Bauelements 10 auf der Auflagefläche 9. Gut zu erkennen ist ebenfalls, dass die Bereiche zwischen dem zweiten Teil 5 ₂ der Haftschicht 5 und der Auflagefläche 9 niedriger sind und eine Art Mulde bilden, die später zur Aufnahme des durch den Lötvorgangs verflüssigten Materials der Lötstoppschicht 12 dienen, so dass das elektrische Bauelement 10 optimal festgelötet werden kann.
Für den Fall, dass keine Lötbarrieren in Form eines zweiten Teils 5 ₂ der Haftschicht 5 benötigt werden, können diese auch weggelassen werden. Dies ist insbesondere neben der als Leiterbahn 7 ausgebildeten Kontaktschicht 6 oder neben der als Antennenelement 8 ausgebildeten Kontaktschicht 6 möglich. In diesem Fall ist die zumindest eine Leiterbahn 7 und/oder das zumindest eine Antennenelement 8 bevorzugt vollständig mit der Lötstoppschicht 12 bedeckt, was zu einer Passivierung der Oberfläche führt und gegen Korrosion schützt. Auch wenn 1E aus Gründen der Kompaktheit ein Auftragen der Si₃N₄ Lötstoppschicht 12 auf das Si₃N₄ Trägersubstrat 2 zeigt, befindet sich zwischen beiden Schichten noch eine nicht dargestellte Trennschicht, die in 1E bereits entfernt wurde.
Nicht dargestellt ist, dass die nicht von der Lötstoppschicht 12 bedeckte Auflagefläche 9 durch das Aufbringen einer zusätzlichen Kontaktschicht, die bevorzugt ebenfalls aus Gold gebildet ist, wieder derart aufgefüllt werden kann, dass die Höhe der Auflagefläche 9 der Höhe der Lötstoppschicht 12 entspricht, so dass das elektrische Bauelement 10 optimal ausgerichtet und verlötet werden kann. Das Trägersubstrat 2, sowie der erste und zweite Opferträger 3, 4 sind in 1E nicht verändert worden.
1F zeigt die Schichtstruktur 1, bei welcher ein äußerer Rand 15 des Trägersubstrats 2 entfernt worden ist, so dass ein darunterliegender zweiter Opferträger 4 zum Vorschein kommt. Die Breite des Rands 15 kann dabei beliebig gewählt werden. Bevorzugt befindet sich der Rand 15 an allen Seiten des Trägersubstrats 2, unabhängig davon, welche Form das Trägersubstrat 2 letztlich aufweist. Die Breite des Rands kann z. B. weniger als 1 mm oder weniger als 700 µm oder weniger als 500 µm betragen.
1G zeigt die Schichtstruktur 1, bei welcher der freigelegte zweite Opferträger 4, das freigelegte Trägersubstrat 2, die freigelegte Haftschicht 5, die freigelegte Kontaktschicht 6 und die außen liegende Lötstoppschicht 12 mit einer weiteren Haftschicht 16 überzogen werden. Die weitere Haftschicht 16 ist dabei bevorzugt aus einem der Materialien ausgewählt, aus dem die Haftschicht 5 besteht. Daher weist die weitere Haftschicht 16 die gleiche Schraffur auf, wie die Haftschicht 5. Materialien für die weitere Haftschicht 16 können z. B. Titan, Titanwolfram oder Chrom sein.
1H zeigt die Schichtstruktur 1, bei welcher die weitere Haftschicht 16 mit einer weiteren Kontaktschicht 17 überzogen ist. Die weitere Kontaktschicht 17 besteht dabei bevorzugt aus dem gleichen Material, aus dem bereits die Kontaktschicht 6 besteht. Bevorzugt besteht die weitere Kontaktschicht 17 daher aus Gold. Die Dicke der weiteren Haftschicht 16 liegt in einem Bereich von 10 nm bis 50 nm. Die Dicke der weiteren Kontaktschicht 17 liegt in einem Bereich von z. B. 500 nm bis 3 µm. Dieser Bereich ist einstellbar. In den Zeichnungsfiguren sind die Übergänge dieser weiteren Schichten sprunghaft dargestellt. In Wirklichkeit handelt es sich bei den Übergängen um weiche abgerundete Übergänge.
1I zeigt die Schichtstruktur 1, bei welcher die weitere Haftschicht 16 und die weitere Kontaktschicht 17 derart strukturiert werden, dass die weitere Haftschicht 16 und die weitere Kontaktschicht 17 einzig an den Stellen stehen bleiben, an denen die Befestigungselemente 20 am äußeren Bereich des Trägersubstrats 2 und auf dem zweiten Opferträger 4 gebildet sein sollen und an den Stellen, an denen die Umrandung 21 gebildet sein soll, die alle Befestigungselemente 20 über Stege 22 verbindet. Daher bleiben die weitere Haftschicht 16 und die weitere Kontaktschicht 17 auch an den Stellen stehen, die später die Stege 22 bilden. Ein entsprechender Aufbau ist in 3A gezeigt und wird noch erläutert. Es ist ebenfalls möglich, dass in einem ersten Schritt einzig die weitere Kontaktschicht 17 entfernt wird, wohingegen in einem darauffolgenden Schritt die weitere Haftschicht 16 entfernt wird. Die Entfernung der weiteren Kontaktschicht 17 und der weiteren Haftschicht 16 gelingt mittels Fotolithographie und nasschemischen Ätzschritten.
1J zeigt die Schichtstruktur 1, bei welcher ein erster Opferträger 3 entfernt worden ist. Der erste Opferträger 3, welcher bevorzugt aus Silizium besteht, kann durch Unterätzen z. B. mittels Kaliumhydroxid bei einer Temperatur von z. B. 80°C entfernt werden.
1K zeigt die Schichtstruktur 1, bei welcher ein zweiter Opferträger 4 entfernt worden ist. Damit sind alle Opferträger 3 und 4 entfernt worden.
1L zeigt die Schichtstruktur 1, bei welcher zumindest ein Teil der auf dem entfernten zweiten Opferträger 4 angeordneten Haftschicht 16 entfernt worden ist. Eine Draufsicht auf die Schichtstruktur 1, wie sie in 1 dargestellt ist, kann 3A entnommen werden, die noch ausführlich erläutert wird.
2A zeigt die Schichtstruktur 1, bei welcher durch die die Kontaktschicht 6 und die weitere Kontaktschicht 17, zwischen denen die Lötstoppschicht 12 und/oder die weitere Haftschicht 16 eingeschlossen sind, eine Kapazität bzw. ein Kondensator ausgebildet ist. Hierzu wird bevorzugt in 1C die Kontaktschicht 6 auf dem zweiten Teil 5 ₂ der Haftschicht 5 stehen gelassen und sichergestellt, dass die Kontaktschicht 6 über dem zweiten Teil 5 ₂ der Haftschicht 5 auch mit dem Teil der Kontaktschicht 6 elektrisch leitend verbunden ist, der die Leiterbahn 7 bildet. In dem Ausführungsbeispiel aus 2A gibt es daher keine Unterbrechung zwischen dem ersten Teil 5 ₁ der Haftschicht 5 und dem zweiten Teil 5 ₂ der Haftschicht 5. Im Anschluss daran wird die Lötstoppschicht 12, wie in 1D und in 1E gezeigt, entsprechend aufgetragen. Im weiteren Verlauf kann über der Lötstoppschicht 12 noch die weitere Haftschicht 16 aufgetragen werden, wobei auf die weitere Haftschicht 16 die weitere Kontaktschicht 17 aufgetragen wird, wodurch eine Kapazität gebildet wird. Die Kapazität wird zwischen der sich überlappenden Fläche der Kontaktschicht 6 und der weiteren Kontaktschicht 17 gebildet. Die Höhe der Kapazität kann durch die Größe der sich überlappenden Fläche und/oder durch die Dicke des Dielektrikums, welches durch die Lötstoppschicht 12 und/oder die weitere Haftschicht 16 zwischen der Kontaktschicht 6 und der weiteren Kontaktschicht 17 gebildet ist, eingestellt werden.
Die weitere Kontaktschicht 17, ist in diesem Fall elektrisch leitend mit dem Befestigungselement 20 verbunden. Die Kontaktschicht 6 bildet, wie später noch ausführlich erläutert wird, die zumindest eine Leiterbahn 7 und/oder das zumindest eine Antennenelement 8.
2B zeigt eine Draufsicht auf das Trägersubstrat 2 mit einer Leiterbahn 7 und einer Auflagefläche 9 für ein elektrisches Bauelement 10. Gut zu erkennen ist, dass die Auflagefläche 9 von einer Lötstoppschicht 12 umgeben ist, die dafür sorgt, dass das Lötmittel (z. B. Lötzinn) nicht in unkontrollierten Bahnen abfließt, wodurch reproduzierbare Lötstellen erhalten werden können. Die Leiterbahn 7 kann eine Strukturbreite von z. B. weniger als 50 µm, bevorzugt weniger als 20 µm aufweisen. Die Auflagefläche ist daher nicht maßstabsgetreu.
Die Wirkung der Haftschicht als Lötstopp entfaltet sich nicht als mechanische Barriere, sondern durch die Verhinderung einer Benetzung/Legierung mit dem Gold der Kontaktschicht. Der zweite Teil 5 ₂ der Haftschicht 5 fungiert daher als Lötbarriere. Die Leiterbahn 7, welche durch die Kontaktschicht 6 gebildet ist, ist von einer weiteren Massefläche 25 elektrisch getrennt. Bei der weiteren Massefläche 25 kann es sich ebenfalls bereits um Teile des Befestigungselements 20 handeln.
3A zeigt eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels auf das erfindungsgemäße Trägersubstrat 2 mit einer aufgebrachten Schaltungsstruktur, welches neben vier Befestigungselementen 20 auch eine Umrandung 21 zeigt, die die vier Befestigungselemente jeweils über z. B. zwei Stege 22 miteinander verbindet (oder mehr oder weniger). Gut zu erkennen ist, dass das Trägersubstrat 2 eine rechteckige Form aufweist. An jeweils zwei Seiten des Trägersubstrats 2 befinden sich jeweils zwei Befestigungselemente 20. Diese sind bevorzugt parallel zur Leiterbahn ausgebildet. Die 1A bis 1L zeigen einen Schnitt durch die Achse A. Jedes Befestigungselement 20 ist über je zwei Stege 22 mit einer äußeren Umrandung 21 verbunden. Der Abstand zwischen der äußeren Umrandung 21 und dem Trägersubstrat 20 kann beliebig gewählt werden.
Gut zu erkennen sind ebenfalls zwei Antennenelemente 8 und die dazugehörigen Leitungsstrukturen. Ebenfalls sind zwei Filter 30 dargestellt, die das hochfrequente Mikrowellensignal entsprechend filtern. Das Trägersubstrat 2 kann jede beliebige Form haben. Diese Form wird, wie in 3A gezeigt, von einer Umrandung 21 umschlossen, wobei die Umrandung 21 einzig über die Befestigungselemente 20 mit dem Trägersubstrat 2 verbunden ist. Die Anzahl der Befestigungselemente 20 ist nicht auf vier beschränkt, sondern kann eine beliebige Anzahl aufweisen. Je nach Dicke des Trägersubstrats 2 werden mehr oder weniger Befestigungselemente 20 benötigt. Die Form und die Breite des Trägersubstrats 2 führen ebenfalls dazu, dass eine unterschiedliche Anzahl an Befestigungselementen 20 benötigt werden. Die Befestigungselemente 20 verleihen dem Trägersubstrat 2, welches bevorzugt weniger als 20 µm dünn ist, eine hervorragende mechanische Stabilität. Gleichzeitig erlauben die Befestigungselemente 20, dass überschüssige Wärmeenergie über diese an eine entsprechende Wärmesenke, z. B. in Form eines Gehäuses, abgeführt werden können. Dieser Sachverhalt wird zu den 4A und 4B noch beschrieben. Die substratbasierte Schaltung 31, welche in 3A dargestellt ist, ist das Endprodukt der in den 1A bis 1L beschriebenen Schritte.
3B zeigt eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Trägersubstrat 2 mit einer aufgebrachten Schaltungsstruktur, welches vier Befestigungselemente 20 aufweist, deren Stege 22 bevorzugt mittels eines Lasers abgetrennt wurden. Gut zu erkennen ist die substratbasierte Schaltung 31, die durch Loslösung des Rahmens 21, also der Umrandung 21, mittels Durchtrennen der Stege 22 aus 3A entstanden ist. Die Auflagefläche 9 kann dabei vor Durchtrennen der Stege 22 mittels des Lasers bereits mit dem elektronischen Bauelement 10 bestückt werden. Es ist allerdings auch möglich, dass das elektronische Bauelement 10 erst dann bestückt wird, wenn die Stege 22 und die Umrandung 21 bereits entfernt worden sind.
Der Bereich der Leiterbahn 7, welcher sich am Rand der substratbasierten Schaltung 31 befindet, kann dazu verwendet werden, um der substratbasierten Schaltung 31 eine Vorspannung (engl. BIAS) zuzuführen.
Gut zu erkennen ist bei der substratbasierten Schaltung 31 in 3B das Trägersubstrat 2, wobei das Trägersubstrat 2 mit einer Lötstoppschicht 12 überzogen ist. Davor ist allerdings auf dem Trägersubstrat 2 eine Haftschicht 5 ausgebildet, wobei auf zumindest einem ersten Teil 5 ₁ der Haftschicht 5 eine Kontaktschicht 6 ausgebildet, die zumindest eine Leiterbahn 7 und/oder zumindest ein Antennenelement 8 bildet. Dabei weist das Trägersubstrat 2 zumindest ein Befestigungselement 20 auf, welches am äußeren Bereich des Trägersubstrats 2 abgeschieden ist und über den äußeren Bereich des Trägersubstrats 2 hinaussteht. Unter abgeschieden wird hier verstanden, dass es sich dabei um eine mechanisch stabile nichtlösbare Verbindung handelt, wie dies in den 1A bis 1L beschrieben worden ist. Die Abscheidung kann z. B. durch ein physikalisches PVD- oder chemisches CVD-Verfahren erfolgen. Die Befestigungselemente 20 können noch durch ein galvanisches Verfahren verstärkt werden. Der äußere Bereich des Trägersubstrats 2 ist dabei frei wählbar. Bevorzugt ist der äußere Bereich kleiner als 300 µm, besonders bevorzugt sogar kleiner als 200 µm oder sogar kleiner als 100 µm.
Die Frequenzen des Mikrowellensignals, welches über zumindest ein Antennenelement 1 auf die substratbasierte Schaltung 31 eingekoppelt wird, beträgt z. B. mindestens 100 GHz und reicht z. B. hin bis zu 2 THz.
Das zumindest eine Befestigungselement 20 ist dabei bevorzugt aus dem gleichen Material gebildet, aus dem auch die Kontaktschicht 6 besteht. Bei diesem Material handelt es sich bevorzugt um Gold. Der Bereich, an dem das zumindest eine Befestigungselement 20 mit dem Trägersubstrat 2 verbunden ist, umfasst noch eine weitere Haftschicht 16, die zwischen dem Trägersubstrat 2 und dem Befestigungselement 20 angeordnet ist.
Gut zu erkennen ist außerdem, dass zumindest ein Teil der Kontaktschicht 6 als Auflagefläche 9 zur Aufnahme eines elektronischen Bauelements 10 ausgebildet ist. Wie bereits erläutert, befindet sind in einem definierten Abstand, der einstellbar ist, zu der Auflagefläche 9 ein zweiter Teil 5 ₂ der Haftschicht 5, wobei der zweite Teil 5 ₂ der Haftschicht 5 zumindest teilweise mit einer Lötstoppschicht 12 versehen ist. Der Bereich zwischen dem zweiten Teil 5 ₂ der Haftschicht 5 und der Auflagefläche 9 ist ebenfalls mit einer Lötstoppschicht 12 versehen. Gleiches gilt außerdem für zumindest einen Teil der Auflagefläche 9. Es ist ebenfalls möglich, dass auf eine Fläche zwischen der Haftschicht 5, wobei bevorzugt der zweite Teil 5 ₂ oder ein weiterer Teil der Haftschicht 5 verwendet wird und der Lötstoppschicht 12 eine Kontaktschicht 6, 17 ausgebildet ist und dass auf einer gleichgroßen weiteren Fläche auf der Lötstoppschicht 12 ebenfalls eine Kontaktschicht 6, 17 ausgebildet ist, wobei beide Kontaktschichten 6, 17 nicht elektrisch leitend miteinander verbunden sind und mit dem zumindest einem Befestigungselement 20 oder mit der zumindest einen Leiterbahn 7 verbunden sind, wodurch ein Kondensator gebildet ist. Die Höhe der Kapazität kann durch die Dicke der Lötstoppschicht 12 und der Fläche der strukturierten Kontaktschichten 6, 17 eingestellt werden.
4A zeigt eine räumliche Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hohlleiters 40, der aus zwei Segmenten 41 ₁, 41 ₂ besteht, in die das erfindungsgemäße Trägersubstrat 2, also die substratbasierte Schaltung 31 mit der aufgebrachten Schaltungsstruktur, eingesetzt wird. Gut zu erkennen ist, dass der Hohlleiter 40 aus zwei fest miteinander verbindbaren Hohlleitersegmenten 41 ₁, 41 ₂ geformt wird. Ein erstes Hohlleitersegment 41 ₁ kann dabei fest mit einem zweiten Hohlleitersegment 41 ₂ über eine nicht dargestellte Schraubverbindung und/oder Schweißverbindung verbunden werden. Bevorzugt weist jedes Hohlleitersegment 41 ₁, 41 ₂ eine Nut 42 ₁, 42 ₂ auf, wobei das zumindest eine Befestigungselement 20 zwischen beiden Segmenten 41 ₁, 41 ₂ eingepresst ist, so dass die substratbasierte Schaltung 31 zentral innerhalb das sich aus beiden Nuten 41 ₁, 41 ₂ gebildeten Hohlleiters 40 angeordnet ist. Die Tiefe der jeweiligen Nut 42 ₁, 42 ₂ kann dabei von der jeweiligen Betriebsfrequenz abhängen. Je höher die Betriebsfrequenzen sind, desto weniger tief müssen die Nuten ausgebildet sein.
Gut zu erkennen ist ebenfalls ein elektrisches Bauelement 10, welches auf der Auflagefläche 9 montiert und mit der zumindest einen elektrischen Leiterbahn 7 elektrisch leitend verbunden ist. Bei dem zumindest einen elektrischen Bauelement 10 kann es sich z. B. um einen Mischer handeln.
Gut zu erkennen ist außerdem, dass die substratbasierte Schaltung 31 vier Befestigungselemente 20 aufweist, wobei ein Teil mittels Befestigungselements 20 über den Rand des Trägersubstrats 2 hinaussteht. Dieser Teil jedes Befestigungselements 20, welcher über den Rand des Trägersubstrats 2 hinaussteht, wird zwischen beiden Segmenten 41 ₁, 41 ₂, eingeklemmt, nachdem diese fest miteinander verbunden sind. Jede Nut 42 ₁, 42 ₂ ist dabei mindestens genauso breit wie das Trägersubstrat 2.
Gut zu erkennen ist ebenfalls, dass zumindest ein Hohlleitersegment 41 ₁, 41 ₂ zumindest eine Ausnehmung 43 ₁, 43 ₂ aufweist, wobei die zumindest eine Ausnehmung 43 ₁, 43 ₂ senkrecht (oder nicht gezeigt waagrecht) zu dem zumindest einen Antennenelement 8 angeordnet ist, wobei dem zumindest einen Antennenelement 8 dadurch ein Mikrowellensignal über die zumindest eine Ausnehmung 43 ₁, 43 ₂ zuführbar ist. Die zumindest eine Ausnehmung 43 ₁, 43 ₂ bildet dabei selbst einen Hohlleiter. Die senkrechte Ausrichtung ist z. B. durch die gestrichelte Linie dargestellt. Ein Mikrowellensignal kann dabei über z. B. die erste Ausnehmung 43 ₁ einem Antennenelement 8 zugeführt werden. Über das Antennenelement 8 koppelt das Mikrowellensignal auf die zumindest eine Leiterbahn 7 ein und wird von dem elektronischen Bauelement 10 weiterverarbeitet und z. B. in seiner Frequenz heraufgesetzt. Über das weitere Antennenelement 8, welches ebenfalls elektrisch leitend mit dem elektronischen Bauelement 10 verbunden ist, kann das in seiner Frequenz heraufgesetzte Mikrowellensignal über die zweite Ausnehmung 43 ₂ aus dem Hohlleiter 40 herausgeführt werden.
Ein solcher Hohlleiter 40 kann beispielsweise dazu verwendet werden um Radarsignale für Wettersatteliten zu erzeugen, die eine sehr hohe Frequenz aufweisen.
4B zeigt eine weitere räumliche Ansicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Hohlleiters 40, der aus zwei Segmenten 41 ₁, 41 ₂ besteht, in die das erfindungsgemäße Trägersubstrat 3 mit der aufgebrachten Schaltungsstruktur eingesetzt wird. Gut zu erkennen ist, wie zumindest ein Teil der Befestigungselemente 20 auf einer Oberfläche des zweiten Segmentes 41 ₂ des Hohlleiters 40 aufliegt. Über diesen Teil des Befestigungselements 20 wird die substratbasierte Schaltung nach Verbinden der beiden Hohlleitersegmente 41 ₁, 41 ₂ fest und vor allem stabil in Position zentral innerhalb des gebildeten Hohlleiters 40 gehalten. Dadurch, dass beide Segmente 41 ₁, 41 ₂ fest miteinander verbunden sind, kann über die Befestigungselemente 20 ebenfalls eine elektrische Kontaktierung mit der Gehäusemasse des Hohlleiters 40 stattfinden. Der Hohlleiter 40 kann dadurch als Wärmesenke dienen, um überschüssige Wärmeenergie aufzunehmen.
Es ist ebenfalls möglich, dass die Oberfläche des ersten Hohlleitersegments 41 ₁ und die Oberfläche des zweiten Hohlleitersegments 41 ₂, die sich teilweise berühren und zwischen denen ein Teil der Befestigungselemente 20 eingelegt sind, eine Kontur bzw. Profil aufweisen, wobei die Kontur bzw. das Profil der entsprechenden Oberfläche des ersten Hohlleitersegments 41 ₁ invers zu der Kontur bzw. dem Profil der entsprechenden Oberfläche des zweiten Hohlleitersegments 41 ₂ ist, sodass die Oberfläche des ersten Hohlleitersegments 41 ₁ in die Oberfläche des zweiten Hohlleitersegments 41 ₂ greift und umgekehrt. Dadurch werden die Befestigungselemente 20 noch effektiver mit dem Hohlleiter verpresst.
5A zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren. In einem ersten Verfahrensschritt S₁ wird zumindest ein Befestigungselement 20 durch einen Abscheidevorgang an einem äußeren Bereich des Trägersubstrats 2 aufgebracht, wobei das zumindest eine Befestigungselement über den äußeren Bereich des Trägersubstrats 2 hinaussteht. Zum Abscheiden des Befestigungselements 20 eignen sich alle bekannten Abscheideverfahren wie z. B. PVD (engl. physical vapor deposition; dt. physikalische Vakuum-Abscheidung) und Galvanik. Die Befestigungselemente 20 werden dabei auch Beamleads bezeichnet.
5B zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiels eines Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren, welches den Aufbau der Schichtstruktur 1 näher erläutert. In einem zweiten Verfahrensschritt S₂ wird das Trägersubstrat 2 auf zumindest einem Opferträger 3, 4 aufgebracht. Im Anschluss daran wird in einem Verfahrensschritt S₃ eine Haftschicht 5 auf das Trägersubstrat 2 aufgebracht. Im Anschluss daran wird in dem Verfahrensschritt S₄ eine Kontaktschicht 6 auf der Haftschicht 7 und/oder dem zumindest einen Antennenelement 8 gebildet. In einem weiteren Verfahrensschritt S₅ wird die zumindest eine Leiterbahn 7 und/oder das zumindest eine Antennenelement 8 strukturiert. Das Trägersubstrat 2 besteht dabei bevorzugt aus Si₃N₄ oder Diamant in der gewünschten Dicke. Die Haftschicht 5 besteht bevorzugt aus Titan, Titanwolfram oder Chrom. Die Kontaktschicht 6 ist bevorzugt aus Gold gebildet. Die Leiterbahnen 7 haben bevorzugt eine Breite von z. B. weniger als 50 µm, weiter bevorzugt weniger als 20 µm. Der Verfahrensschritt S₅ ist in den 1B und 1C dargestellt.
5C zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren, welches den Aufbau der Schichtstruktur 1 erläutert. Bevorzugt weist der Verfahrensschritt des Aufbringens des Trägersubstrats S₂ die nachfolgenden Unter-Verfahrensschritte auf. Hierzu gehört der Verfahrensschritt S_{2_1}, der das Aufbringen eines zweiten Opferträgers 4 auf einen ersten Opferträger 3 beinhaltet. Anstelle des Verfahrensschritts S_{2_1} oder in Ergänzung zu dem Verfahrensschritt S_{2_1} kann der Verfahrensschritt S_{2_2} ausgeführt werden. Innerhalb des Verfahrensschritts S_{2_2} wird das Trägersubstrat 2 auf dem zweiten Opferträger 4 aufgebracht. Bei dem ersten Opferträger 3 handelt es bevorzugt um Silizium. Bei dem zweiten Opferträger 4 handelt es sich bevorzugt um SiO₂.
5D zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren, welches das Strukturieren der Schaltung erläutert. Der Verfahrensschritt Strukturieren S₅ weist hierzu bevorzugt die Verfahrensschritte S_{5_1} und S_{5_1} auf. Innerhalb des Verfahrensschritts S_{5_1} wird die Kontaktschicht 6 entfernt, mit Ausnahme von dem Teil, der die zumindest eine Leiterbahn 7 und/oder das zumindest eine Antennenelement 8 bildet, bzw. dem Teil, das als Auflagefläche 9 von zumindest einem elektrischen Bauelement 10 ausgebildet ist. Dieser Schritt ist in 1D dargestellt.
In dem Verfahrensschritt S_{5_2} wird die Haftschicht 5 entfernt, mit Ausnahme eines ersten Teils 5 ₁, der unter dem Teil der Kontaktschicht 6 liegt, auf dem die zumindest eine Leiterbahn 7 und/oder das zumindest eine Antennenelement 8 ausgebildet ist. Alternativ dazu oder in Ergänzung dazu wird die Haftschicht 5 entfernt, mit Ausnahme von zumindest einem zweiten Teil 5 ₂, der einen definierten Abstand zu der Auflagefläche 9 auf der Kontaktschicht 6 aufweist, die zur Aufnahme von zumindest einem elektrischen Bauelement 10 ausgebildet ist. Diese Schritte sind in 1C gezeigt.
5E zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren, welches das Passivieren der Oberfläche in der Nähe einer Aufnahmefläche 9 erläutert. Hierzu werden innerhalb des Verfahrensschritts des Strukturierens S₅ bevorzugt nach dem Verfahrensschritt S_{5_2} die Verfahrensschritte S_{5_3} und S_{5_4} ausgeführt. In dem Verfahrensschritt S_{5_3} wird das Trägersubstrat 2 zusammen mit dem zweiten Teil 5 ₂ der Haftschicht 5 und der Kontaktschicht 6 mit einer Lötstoppschicht 12 überzogen. Dieser Sachverhalt ist in 1D dargestellt.
Innerhalb des Verfahrensschritts S_{5_4} wird die Lötstoppschicht 12 entfernt, mit Ausnahme der Bereiche, die zumindest teilweise auf dem zweiten Teil 5 ₂ der Haftschicht 5 liegen und/oder der Bereiche, die in einem Bereich zwischen dem zweiten Teil 5 ₂ der Haftschicht 5 und der Auflagefläche 9 liegen und/oder der Bereiche, die zumindest teilweise auf der Auflagefläche 9 liegen. Dieser Sachverhalt ist in 1E dargestellt.
5F zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren, welches das Entfernen der Opferträger 3, 4 erläutert. Hierzu werden nach Abschluss des Verfahrensschritts S₅ die Verfahrensschritte S₆ und S₇ ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S₆ werden alle Opferträger 3, 4 entfernt. Das Ablösen der Opferträger 3, 4 kann durch Unterätzen erfolgen.
Innerhalb des Verfahrensschritts S₇ wird die auf dem zumindest einen entfernten Opferträger 3, 4 angeordnete weitere Haftschicht 16 entfernt. Diese Sachverhalte sind in den 1J, 1K und 1L gezeigt.
5G zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren, welches die Herstellung der Befestigungselemente 20 erläutert. Hierzu werden bevorzugt innerhalb des Verfahrensschritts S₁ die Verfahrensschritte S_{1_1}, S_{1_2}, S_{1_3} und S_{1_4} ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S_{1_1} wird ein Rand 15 des Trägersubstrats 2 entfernt. Dieser Verfahrensschritt ist in 1F gezeigt.
Im Anschluss daran wird der Verfahrensschritt S_{1_2} ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S_{1_2} wird der in dem Verfahrensschritt S_{1_1} freigelegte zumindest eine Opferträger 3, 4 zusammen mit dem Trägersubstrat 2, welches die Haftschicht 5 und die Kontaktschicht 6 beinhaltet, mit einer weiteren Haftschicht 16 und mit einer weiteren Kontaktschicht 17 überzogen. Bei dem Überziehen mit der weiteren Haftschicht 16 und mit der weiteren Kontaktschicht 17 handelt es sich ebenfalls um einen Abscheidevorgang. Diese Sachverhalte werden in 1G und 1H näher erläutert.
Im Anschluss daran wird der Verfahrensschritt S_{1_3} ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S_{1_3} wird die weitere Haftschicht 16 und die weitere Kontaktschicht 17 entfernt, mit Ausnahme für den Bereich auf dem Trägersubstrat 2, an denen keine Befestigungselemente 20 zur Stabilisierung ausgebildet werden sollen. Dieser Sachverhalt ist außerdem in 1I näher erläutert.
Schlussendlich wird im Anschluss daran der Verfahrensschritt S_{1_4} ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S_{1_4} wird die weitere Haftschicht 16 und die weitere Kontaktschicht 17 von den Bereichen auf den zumindest einen Opferträger 3, 4 entfernt, auf denen keine Befestigungselemente 20 ausgebildet werden sollen, mit Ausnahme einer Umrandung 21 und zumindest eines Stegs 22, die alle Befestigungselemente 20 mit einem definierten Abstand umgibt und durch zumindest den einen Steg 22 verbindet. Dieser Sachverhalt findet ebenfalls in 1J statt, ist dort allerdings nicht dargestellt, weil 1J einen vereinfachten Querschnitt durch die substratbasierte Schaltung 1 entlang der Achse A darstellt, wie dies in 3A gezeigt ist. Sowohl die Befestigungselemente 20, als auch die Umrandung 21 und der zumindest eine Steg 22 sind aus demselben Material gebildet, nämlich einerseits aus der weiteren Haftschicht 16 und andererseits aus der darüberliegenden weiteren Kontaktschicht 17.
5H zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren, welches das Ausschneiden der substratbasierten Schaltung 31 erläutert. Hierzu wird bevorzugt nach dem Verfahrensschritt S₇ der Verfahrensschritt S₈ ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S₈ wird die Umrandung 21 mittels eines Lasers entfernt, in dem der zumindest eine Steg 22 am Übergang zum entsprechenden Befestigungselement 20 durchtrennt wird. Die substratbasierte Schaltung 31 ist dadurch von der Umrandung 21 und von den Stegen 22 gelöst.
Der Sachverhalt ist gut beim Übergang von 3A auf 3B zu entnehmen.
5I zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren, welches die Herstellung einer Kapazität auf einer Substratschicht 1 erläutert. Hierzu werden die Verfahrensschritte S₉ und S₁₀ ausgeführt, die z. B. im Anschluss an den Verfahrensschritt S_{5_2} und S_{5_4} ausgeführt werden können. Innerhalb des Verfahrensschritts S₉ wird zumindest ein Bereich der Haftschicht 5 mit einer Kontaktschicht 6 überzogen, bevor die Kontaktschicht 6 mit der Lötstoppschicht 12 und/oder der weiteren Haftschicht 16 selbst überzogen wird.
Nachdem die Lötstoppschicht 12 und/oder die weitere Haftschicht 16 aufgetragen ist, wird der Verfahrensschritt S₁₀ ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S₁₀ werden zumindest die Teile der Lötstoppschicht 12 und/oder der weiteren Haftschicht 16, die über dem Bereich der Haftschicht 5 angeordnet sind, mit der weiteren Kontaktschicht 17 überzogen, wodurch eine Kapazität gebildet wird, deren Höhe über eine Dicke der Lötstoppschicht 12 und/oder der weiteren Haftschicht 16 und/oder der Größe der Fläche des Bereichs eingestellt wird. Die Fläche des Bereichs wird durch die sich überlappenden Teile der ersten Kontaktschicht 6 und der weiteren Kontaktschicht 17 definiert. Die weitere Kontaktschicht 17 kann dabei z. B. mit dem zumindest einen Befestigungselement 20 verbunden sein, wie dies in 2A dargestellt ist. Die Kontaktschicht 6 ist dabei bevorzugt mit der Leiterbahn 7 oder dem zumindest einen Antennenelement 8 elektrisch leitend verbunden.
Im Rahmen der Erfindung sind alle beschriebenen und/oder gezeichneten Merkmale beliebig miteinander kombinierbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0760536 A1 [0003, 0003, 0003, 0003]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer substratbasierten Schaltung (31) mit einem Trägersubstrat (2) und mit zumindest einer bzw. einem auf dem Trägersubstrat (2) angeordneten Leiterbahn (7) und/oder Antennenelement (8), gekennzeichnet durch, den folgenden Verfahrensschritt: – Aufbringen durch Abscheiden (S₁) von zumindest einem Befestigungselement (20) an einem äußeren Bereich des Trägersubstrats (2), wobei das zumindest eine Befestigungselement (20) über den äußeren Bereich des Trägersubstrats (2) hinaussteht.
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch, folgende Verfahrensschritte: – Aufbringen des Trägersubstrats (S₂) auf zumindest einen Opferträger (3, 4); – Aufbringen (S₃) einer Haftschicht (5) auf dem Trägersubstrat (2); – Aufbringen (S₄) einer Kontaktschicht (6) auf der Haftschicht (5), aus der die zumindest eine Leiterbahn (7) und/oder das zumindest eine Antennenelement (8) gebildet wird; – Strukturieren (S₅) der zumindest einen Leiterbahn (7) und/oder des zumindest einen Antennenelements (8);
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt des Aufbringens des Trägersubstrats (S₂) folgende Verfahrensschritte enthält: – Aufbringen (S_{2_1}) eines zweiten Opferträgers (4) auf einen ersten Opferträger (3); und/oder – Aufbringen (S_{2_2}) des Trägersubstrats (2) auf den zweiten Opferträger (4).
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt des Strukturierens (S₅) die folgenden Verfahrensschritte umfasst: – Entfernen (S_{5_1}) der Kontaktschicht (6) mit Ausnahme von dem Teil, der die zumindest eine Leiterbahn (7) und/oder das zumindest eine Antennenelement(8) bildet, oder dem Teil, der als Auflagefläche (9) von zumindest einem elektrischen Bauelement (10) ausgebildet ist; – Entfernen (S_{5_2}) der Haftschicht (5) mit Ausnahme eines ersten Teils (5 ₁), der unter dem Teil der Kontaktschicht (6) liegt, auf dem die zumindest eine Leiterbahn (7) und/oder das zumindest eine Antennenelement (8) gebildet ist und/oder Entfernen der Haftschicht (5) mit Ausnahme zumindest eines zweiten Teils (5 ₂), der einen definierten Abstand zu der Auflagefläche (9) auf der Kontaktschicht (6) aufweist, die zur Aufnahme von zumindest einem elektrischen Bauelement (10) ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt des Strukturierens (S₅) die folgenden Verfahrensschritte umfasst: – Überziehen (S_{5_3}) des Trägersubstrats (2) zusammen mit dem zweiten Teil (5 ₂) der Haftschicht (5) und der Kontaktschicht (6) mit einer Lötstoppschicht (12); – Entfernen (S_{5_4}) der Lötstoppschicht (12) mit Ausnahme der Bereiche, die zumindest teilweise auf dem zweiten Teil (5 ₂) der Haftschicht (5) liegen und/oder die in einem Bereich zwischen dem zweiten Teil (5 ₂) der Haftschicht (5) und der Auflagefläche (9) liegen und/oder die zumindest teilweise auf der Auflagefläche (9) liegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt des Aufbringens durch Abscheiden (S₁) die folgenden Verfahrensschritte umfasst: – Entfernen (S_{1_1}) eines Rands des Trägersubstrats (2); – Überziehen (S_{1_2}) des freigelegten zumindest einen Opferträgers (3, 4) und des Trägersubstrats (2) zusammen mit der Haftschicht (5) und der Kontaktschicht (6) mit einer weiteren Haftschicht (16) und mit einer weiteren Kontaktschicht (17); – Entfernen (S_{1_3}) der weiteren Haftschicht (16) und der weiteren Kontaktschicht (17) von den Bereichen auf dem Trägersubstrat (2), an denen keine Befestigungselemente (20) zur Stabilisierung ausgebildet werden sollen; – Entfernen (S_{1_4}) der weiteren Haftschicht (16) und der weiteren Kontaktschicht (17) von den Bereichen auf dem zumindest einen Opferträger (3, 4), auf denen keine Befestigungselemente (20) ausgebildet werden, mit Ausnahme einer Umrandung (21), die alle Befestigungselemente (20) mit einem definierten Abstand umgibt und durch zumindest einen Steg (22) verbindet.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die folgenden Verfahrensschritte ausgeführt werden: – Entfernen (S₆) aller Opferträger (3, 4); – Entfernen (S₇) der auf dem zumindest einen entfernten Opferträger (3, 4) angeordneten weiteren Haftschicht (16).
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der folgende Verfahrensschritt ausgeführt wird: – Entfernen (S₈) der Umrandung (21), indem der zumindest eine Steg (22) des zumindest einen Befestigungselements (20) insbesondere mittels eines Lasers durchtrennt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der folgende Verfahrensschritt ausgeführt wird: – Überziehen (S₉) zumindest eines Bereichs der Haftschicht (5) mit einer Kontaktschicht (6) bevor diese mit der Lötstoppschicht (12) und/oder weiteren Haftschicht (16) überzogen wird; – Überziehen (S₁₀) zumindest der Teile der Lötstoppschicht (12) oder der weiteren Haftschicht (16), die über dem zumindest einen Bereich der Haftschicht (5) angeordnet sind, mit der weiteren Kontaktschicht (17), wodurch ein Kondensator gebildet wird, dessen Kapazität über eine Dicke der Lötstoppschicht (12) und/oder der weiteren Haftschicht (16) und/oder eine Größe des Bereichs eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Opferträger (3) Si enthält und/oder dass der zweite Opferträger (4) SiO₂ enthält und/oder dass jede Haftschicht (5, 16) Ti oder TiW und/oder Cr enthält und/oder dass der Trägersubstrat (2) aus Si₃N₄ und/oder Diamant besteht und/oder dass jede Kontaktschicht (6, 17) Au enthält.
Substratbasierte Schaltung (31), aufweisend ein Trägersubstrat (2), wobei auf zumindest einem Teil des Trägersubstrats (2) eine Haftschicht (5) ausgebildet ist und wobei auf zumindest einem ersten Teil (5 ₁) der Haftschicht (5) eine Kontaktschicht (6) ausgebildet ist, die zumindest eine Leiterbahn (7) und/oder zumindest ein Antennenelement (8) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägersubstrat (2) zumindest ein Befestigungselement (20) aufweist, welches am äußeren Bereich des Trägersubstrats (2) abgeschieden ist und über den äußeren Bereich des Trägersubstrats (2) hinaussteht.
Substratbasierte Schaltung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Befestigungselement (20) aus dem gleichen Material gebildet ist, aus dem jede Kontaktschicht (6, 17) besteht und/oder dass an dem Bereich, an dem das zumindest eine Befestigungselement (20) mit dem Trägersubstrat (2) verbunden ist, zwischen dem zumindest einen Befestigungselement (20) und dem Trägersubstrat (2) noch eine weitere Haftschicht (16) angeordnet ist.
Substratbasierte Schaltung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Kontaktschicht (6) als Auflagefläche (9) zur Aufnahme eines elektronischen Bauelements (10) ausgebildet ist und/oder dass in einem definierten Abstand zu der Auflagefläche (9) ein zweiter Teil (5 ₂) der Haftschicht (5) ausgebildet ist und/oder dass zumindest der zweite Teil (5 ₂) der Haftschicht (5) teilweise und/oder ein Bereich zwischen dem zweiten Teil (5 ₂) der Haftschicht (5) und der Auflagefläche (9) und/oder zumindest ein Teil der Auflagefläche (9) mit einer Lötstoppschicht (12) versehen ist.
Substratbasierte Schaltung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Fläche zwischen der Haftschicht (5) und der Lötstoppschicht (12) eine Kontaktschicht (6) ausgebildet ist und dass auf einer gleich großen weiteren Fläche auf der Lötstoppschicht (12) oder auf der Lötstoppschicht (12) und der weiteren Haftschicht (16) eine weitere Kontaktschicht (17) ausgebildet ist, wobei die weitere Kontaktschicht (17) elektrisch leitend mit dem zumindest einen Befestigungselement (20) verbunden ist und wobei die Kontaktschicht (6) elektrisch leitend mit der zumindest einen Leiterbahn (7) oder dem zumindest einen Antennenelement (8) verbunden ist, wodurch ein Kondensator gebildet ist.
Substratbasierte Schaltung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass jede Haftschicht (5, 16) Ti oder TiW oder Cr enthält und/oder dass das Trägersubstrat (2) aus Si₃N₄ und/oder Diamant besteht und/oder dass die Lötstoppschicht (12) aus Si₃N₄ besteht und/oder dass jede Kontaktschicht (6, 17) Au enthält.
Hohlleiter aufweisend eine substratbasierte Schaltung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlleiter (40) aus zwei fest miteinander verbundenen Hohlleitersegmenten (41 ₁, 41 ₂) geformt ist, wobei jedes Hohlleitersegment (41 ₁, 41 ₂) eine Nut (42 ₁, 42 ₂) aufweist und dass das zumindest eine Befestigungselement (20) zwischen beiden Hohlleitersegmenten (41 ₁, 41 ₂) eingeklemmt ist, sodass die substratbasierte Schaltung (31) zentral innerhalb des sich aus beiden Nuten (42 ₁, 42 ₂) gebildeten Hohlleiters (40) angeordnet ist.
Hohlleiter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Hohlleitersegment (41 ₁, 41 ₂) zumindest eine Ausnehmung (43 ₁, 43 ₂) aufweist, wobei die zumindest eine Ausnehmung (43 ₁, 43 ₂) senkrecht zu dem zumindest einen Antennenelement (8) angeordnet ist, wodurch dem zumindest einen Antennenelement (8) ein Mikrowellensignal zuführbar ist.