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Die vorliegende Anmeldung bezieht sich auf Schaltungen mit passiven Bauteilen und insbesondere auf das Einstellen oder Modifizieren des Frequenzgangs von Schaltungen mit passiven Bauteilen.
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Diskrete passive Vorrichtungen wie z.B. Kondensatoren und Induktoren weisen typischerweise Produktionstoleranzen im Bereich von ±10% oder höher auf. Viele Schaltungsanwendungen wie z.B. Filternetze erfordern jedoch engere Toleranzen für Kondensator- und Induktorbauteile, die in der Schaltung enthalten sind. Diskrete passive Vorrichtungen werden üblicherweise getestet (z.B. durch Messen der Kapazität oder Induktivität) und dann in verschiedene Intervallbereiche (Gruppen) sortiert, um sicherzustellen, dass passive Vorrichtungen mit dem geeigneten Wert (z.B. einem nominalen Wert ±3%) in einer Schaltung montiert werden, um die entworfene/funktionale Frequenzgangcharakteristik zu erreichen. Kondensatoren mit verschiedenen nominalen Werten können mit Induktoren mit angepassten nominalen Werten gruppiert werden. Der Sortierprozess erhöht jedoch die Kosten. Für diskrete passive Vorrichtungen, die unter Verwendung von Halbleitertechnologien wie z.B. IPD (integrierte passive Vorrichtung) auf Silizium hergestellt werden, können die Werte der passiven Vorrichtungen unter Verwendung von Schmelzsicherungselementen (englisch: fuse elements) an den individuellen Vorrichtungschips eingestellt werden. Verbindungsleitungen können beispielsweise durch Laserschneiden auf der Basis von Testergebnissen durchtrennt werden. Eine solche Schmelztechnologie ist ähnlich zum Abgleichen gemäß Messungen. Sobald die Vorrichtungschips auf dem IPD-Substrat angeordnet sind, werden dieselben Verbindungen für jede Schaltung hergestellt, die durch verschiedene der Vorrichtungschips auf dem IPD-Substrat ausgebildet sind. Somit müssen alle Kapazitäts-/Induktivitätsmodifikationen während der Waferbearbeitung an individuellen Chips vor der Vereinzelung (z.B. Sägen) in individuelle Chips und Anordnung auf einem IPD-Substrat durchgeführt werden. Die US 2010 / 0 283 124 A1 offenbart ein Verfahren und ein System zum Einstellen der Kapazität oder Induktivität von elektrischen Schaltungen umfassend das Messen von Induktivitäts- oder Kapazitätswerten von passiven Bauteilen, die auf einem Substrat hergestellt sind und Bestimmen von elektrischen Verbindungen für die passiven Bauteile auf der Basis der individuellen Zusammenhänge zwischen den passiven Bauteilen und den jeweiligen Messwerten der passiven Bauteile. Ähnliche Verfahren und Systeme sind auch in der US 2003 / 0 229 730 A1 offenbart.
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Eine der Erfindung zugrunde liegende Aufgabenstellung kann darin gesehen werden, ein einfaches und praktikables Verfahren zur Einstellung der Kapazität oder Induktivität von elektronischen Schaltungen anzugeben. Ferner soll ein zu diesem Zweck geeignetes System geschaffen werden.
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Die Aufgabenstellung wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Der Fachmann auf dem Gebiet erkennt zusätzliche Merkmale und Vorteile beim Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung und beim Betrachten der begleitenden Zeichnungen.
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Die Komponenten in den Figuren sind nicht notwendigerweise maßstäblich. Überdies bezeichnen in den Figuren gleiche Bezugszeichen entsprechende Teile. In den Zeichnungen gilt:
- 1 stellt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Systems zur Herstellung von Schaltungen mit passiven Bauteilen dar;
- 2 stellt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung von Schaltungen mit passiven Bauteilen dar;
- 3 stellt ein Diagramm einer Ausführungsform zum Bestimmen von individuellen Zusammenhängen zwischen passiven Bauteilen und Messwerten der passiven Bauteile dar;
- 4 stellt ein Diagramm einer anderen Ausführungsform zum Bestimmen von individuellen Zusammenhängen zwischen passiven Bauteilen und Messwerten der passiven Bauteile dar;
- 5A bis 5C stellen verschiedene Kondensatorchips und entsprechende Schaltungsverdrahtungsanordnungen dar;
- 6A und 6B stellen LC-Schaltungen und entsprechende Schaltungsverdrahtungsanordnungen dar; und
- 7A und 7B stellen weitere LC-Schaltungen und entsprechende Verdrahtungsanordnungen dar.
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Gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen werden passive Bauteile wie z.B. Kondensatoren und/oder Induktoren, die auf einem Substrat wie z.B. einem Halbleiter-Wafer hergestellt sind, getestet, um individuelle (Kapazitäts- oder Induktivitäts-) Werte jedes passiven Bauteils zu messen. Die während des Wafertestens erhaltenen Messwerte werden später verwendet, um die Verbindungsverdrahtung zwischen verschiedenen der passiven Bauteile zu modifizieren, nachdem die Bauteile in individuelle Chips getrennt sind und auf einem Substrat oder Träger angeordnet sind, in das bzw. den die passiven Bauteile eingebettet werden sollen. Verdrahtungsanordnungsmodifikationen, die auf der Basis der Testmessungen durchgeführt werden, ermöglichen ein benutzerdefiniertes Zuschneiden oder Abstimmen von individuellen Schaltungen, die aus den Chips gebildet sind, so dass jede der Schaltungen einen Frequenzgang aufweist, der in einen akzeptablen Bereich fällt. Eine Standardverdrahtungsanordnung wird beispielsweise für alle Schaltungen desselben Typs entworfen. Die Standardverdrahtungsanordnung wird für diejenigen Schaltungen mit einem passiven Chip mit einem Messwert außerhalb eines akzeptablen Bereichs beispielsweise durch Einstellen der Kapazität oder Induktivität der Schaltung modifiziert. Solche Verdrahtungsanordnungsmodifikationen werden nach Bedarf auf einer schaltungsweisen Basis, d.h. Schaltung-für-Schaltung durchgeführt, um sicherzustellen, dass alle Schaltungen vorbestimmte Entwurfsanforderungen wie z.B. den Frequenzgang erfüllen.
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1 stellt ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Systems zum Testen von passiven Bauteilen, die auf Substraten wie z.B. Halbleiter-Wafern hergestellt sind, und für die Herstellung von Schaltungen aus individuellen Chips, die von den Substraten getrennt sind, dar. Die Verdrahtungsanordnung der Schaltungen kann auf einer Basis pro Schaltung (für jede Schaltung individuell) nach dem Testen und Substratzertrennen auf der Basis von Messungen von passiven Bauteilen, die während des Testens vorher durchgeführt werden, angepasst oder zugeschnitten werden. In dieser Weise kann der Frequenzgang oder ein anderer Parameter jeder Schaltung individuell eingestellt oder abgestimmt werden, so dass er innerhalb eines akzeptablen Bereichs liegt, selbst wenn einige der Schaltungen passive Bauteile mit individuellen Messungen (Induktivität oder Kapazität) außerhalb einer akzeptablen (d.h. annehmbaren) Toleranz umfassen können.
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Das System umfasst ein Testgerät 100 wie z.B. ein Wafer-Testgerät, Chipvereinzelungs-/Chipbestückungswerkzeuge 110, ein Chipverbindungswerkzeug 120 und eine oder mehrere Zertrenneinrichtungen 130 mit einer Verarbeitungsschaltung 132 wie z.B. einem Mikroprozessor, einem Graphikprozessor, einem Netzprozessor, einem Digitalsignalprozessor, einer ASIC (anwendungsspezifischen integrierten Schaltung) usw. oder irgendeiner Kombination davon und ein Speichersystem 134 wie z.B. ein HDD (Festplattenlaufwerk), optisches Laufwerk, Bandlaufwerk, SSD (Festkörperlaufwerk), einen flüchtigen und/oder nichtflüchtigen Speicher usw. oder irgendeine Kombination davon.
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2 stellt eine Ausführungsform eines Herstellungsverfahrens dar, das durch das System von 1 ausgeführt wird. Der Betrieb des Systems wird als nächstes mit Bezug auf das in 2 gezeigte Verfahrensablaufdiagramm beschrieben.
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Das Testgerät 100 ist programmiert, um Induktivitäts- oder Kapazitätswerte von passiven Bauteilen 142 zu messen, die auf Halbleiter-Wafern oder anderen Typen von Substraten 140 hergestellt sind (2, Block 200). Irgendein herkömmliches Testgerät 100 kann verwendet werden und ein beliebiger Typ von planarem Substrat 140 wie z.B. ein Halbleiter-Wafer kann verwendet werden, um die passiven Bauteile 142 herzustellen, z.B. ein Siliziumwafer, ein SiC-Wafer, eine Keramik, ein Laminat usw.
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Die in der (den) Zertrenneinrichtung(en) 130 enthaltene Verarbeitungsschaltung 132 speichert individuelle Zusammenhänge zwischen den passiven Bauteilen und den jeweiligen Messwerten der passiven Bauteile im Speichersystem 134 (2, Block 210).
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Diese individuellen Zusammenhänge werden später verwendet, um die Verdrahtungsanordnung der Schaltungen mit verschiedenen der passiven Bauteile zu modifizieren, nachdem die Bauteile in individuelle Chips getrennt sind und auf einem zweiten Substrat 150 angeordnet sind, in das die Bauteile eingebettet werden sollen, wie z.B. ein Substratkern oder ein anderer Typ von Substrat. In einer Ausführungsform werden die Chips auf einem temporären Träger angeordnet, der von einem Einkapselungsmaterial eingebettet werden soll, das das zweite Substrat 150 bildet.
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3 stellt eine Ausführungsform dar, bei der die Verarbeitungsschaltung 132, die in der (den) Zertrenneinrichtung (en) 130 enthalten ist, die individuellen Zusammenhänge durch Verknüpfen oder Zuordnen eines x-y-Orts jedes passiven Bauteils 142, das auf dem ersten Substrat 140 hergestellt ist, mit bzw. zu dem Messwert dieses passiven Bauteils 142 bestimmt. Die x-y-Ortsinformationen sind mit „Chip_x-x-y-Waferort“ auf der linken Seite von 3 bezeichnet, wobei „x“ dem x-ten Bauteil 142 entspricht, das auf dem Wafer 140 hergestellt ist. Die Messwerte sind mit „Chip_x-Testmesswert“ auf der linken Seite von 3 bezeichnet. Im Fall von Kondensatorbauteilen 142 kann dies das Zuordnen eines Kapazitätswerts, der für jeden der Kondensatoren 142 gemessen wird, zum entsprechenden x-y-Ort der Kondensatoren 142 auf dem Substrat 140 in einer sogenannten Waferabbildung oder einem anderen Typ von Datei 160 umfassen. Eine Waferabbildung (englisch: wafer map) ist ein Typ von Raster (Gitter), das Bauteile 142 durch den x-y-Waferort identifiziert, und kann Testdaten (z.B. Kapazitäten) umfassen, die dem x-y-Ort jedes Bauteils 142 zugeordnet sind. Im Fall einer Datei anstelle einer Waferabbildung können die individuellen Zusammenhänge durch Erzeugen von Datensätzen in einer Datei wie z.B. einer ASCII-Datei gespeichert werden, wobei jeder Datensatz eines der passiven Bauteile 142, die auf dem Substrat 140 hergestellt sind, dem tatsächlichen Messwert dieses passiven Bauteils 142 zuordnet.
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In einer anderen Ausführungsform bestimmt die Verarbeitungsschaltung 132, die in der (den) Zertrenneinrichtung(en) 130 enthalten ist, die individuellen Zusammenhänge durch Verknüpfen oder Zuordnen einer ID, die eindeutig jedem passiven Bauteil 142 zugewiesen ist, das auf dem ersten Substrat 140 hergestellt ist, mit bzw. zu dem Messwert dieses passiven Bauteils 142. Die ID kann eine elektronische ID sein, die im Bauteil 142 gespeichert ist, z.B. durch Schmelzen oder einen anderen Typ von Programmierung. Alternativ kann die ID eine physikalische Markierung wie z.B. ein Strichcode, ein Matrixcode oder Laserritzen an jedem passiven Bauteil 142 sein, die z.B. durch einen Scanner oder optische Untersuchung gelesen werden können.
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4 stellt noch eine weitere Ausführungsform dar, bei der die Testmessdaten durch die Verarbeitungsschaltung 132 analysiert werden, die in der (den) Zertrenneinrichtung(en) 130 enthalten ist, um zu bestimmen, ob irgendeines der passiven Bauteile 142 auf dem ersten Substrat 140 einen Messwert außerhalb eines vorbestimmten Bereichs aufweist und daher eine Modifikation erfordert, z.B. eine Erhöhung oder Verringerung der Kapazität oder Induktivität. Diese Bestimmung kann im Zusammenhang mit dem Typ von Schaltung(en), für die die passiven Bauteile 142 integriert werden sollen, durchgeführt werden. Ein Filternetz (Filternetzwerk) kann beispielsweise einen vorbestimmten Frequenzgangbereich aufweisen, der vom Typ von Anwendung abhängt, in der das Filternetz verwendet werden soll. Die Verarbeitungsschaltung 132 kann die Testmessungen analysieren, die für die verschiedenen passiven Bauteile 142 erhalten werden, um jedes Bauteil 142 mit einem Messwert außerhalb eines vorbestimmten Bereichs, z.B. mehr als ±3 % Toleranz, zu identifizieren. Für diese passiven Bauteile 142 ist eine gewisse Art von Modifikation (z.B. Erhöhen oder Verringern der Kapazität oder Induktivität) für die Schaltung erforderlich, in der das Bauteil 142 enthalten ist, um sicherzustellen, dass die Schaltung innerhalb eines Frequenzgangbereichs arbeitet. Die passiven Bauteile 142, die eine Modifikation erfordern, werden gemäß der in 4 gezeigten Ausführungsform den entsprechenden Korrekturinformationen anstatt den tatsächlichen Testdaten zugeordnet. Die x-y-Ortsinformationen jedes passiven Bauteils 142 werden beispielsweise in einer Waferabbildung/Datei 160 gespeichert und gegebenenfalls entsprechenden Korrekturinformationen zugeordnet. Die x-y-Ortsinformationen sind auf der linken Seite von 4 mit „Chip_x-x-y-Waferort“ bezeichnet, wobei „x“ dem x-ten Bauteil 142 entspricht, das auf dem Wafer 140 hergestellt ist. Die Korrekturinformationen sind auf der linken Seite von 4 mit „Chip_x-L/C-Korrektur“ bezeichnet.
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Gemäß den hier beschriebenen Ausführungsformen werden Verdrahtungsanordnungsmodifikationen durchgeführt, nachdem die passiven Bauteile 142 getrennt (vereinzelt) sind und auf dem zweiten Substrat 150 angeordnet oder in dieses eingebettet sind. Die passiven Bauteile 142 sind als individuelle vereinzelte Chips 152 auf der rechten Seite von 4 dargestellt. Das Substrat 150 kann Ausrichtungsmarkierungen 154 und/oder andere Merkmale 156 aufweisen. Die Verarbeitungsschaltung 132, die in der (den) Zertrenneinrichtung(en) 130 enthalten ist, führt die Verdrahtungsanordnungsmodifikationen auf der Basis der individuellen Zusammenhänge, die in der Waferabbildung/Datei 160 gespeichert sind, durch, was ein maßgeschneidertes Zuschneiden oder Abstimmen von individuellen Schaltungen ermöglicht, die aus den Chips 152 gebildet sind, z.B. so dass jede der Schaltungen einen Frequenzgang aufweist, der in einen akzeptablen Bereich fällt.
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Mit den individuellen Zusammenhängen, die im Speichermedium 134 gespeichert sind, und nach der Vereinzelung (z.B. Wafer-Zertrennwerkzeug, 2, Block 220), können die passiven Bauteile 142 durch das Bestückungswerkzeug 110 in individuelle vereinzelte Chips 152 auf dem zweiten Substrat 150 überführt/übertragen werden (2, Block 230). Im Fall eines Halbleiter-Wafers als erstes Substrat 140 kann irgendein herkömmlicher Wafer-Zertrennprozess verwendet werden. Zumindest einige der Chips 142 werden dann als Chips 152 auf dem zweiten Substrat 150 positioniert und korreliert oder in dieses eingebettet, das z.B. ein IPD-Substrat oder ein anderer Typ von Substrat sein kann (2, Block 230). Fehlerhafte Chips 142 werden weggeworfen. Irgendein herkömmliches Bestückungswerkzeug (englisch: pick-and-place tool) 110 kann verwendet werden, um individuelle gute Chips 142 vom ersten Substrat 140 als korrelierte Chips 152 auf dem zweiten Substrat 150 oder in dieses eingebettet zu positionieren.
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Als Teil des Chipanordnungsprozesses wird eine Chipanordnungsabbildung/Datei 170 erzeugt, die die x-y-Position jedes vereinzelten Chips 152 auf dem zweiten Substrat 150 identifiziert, die mit der entsprechenden Chipposition auf dem ersten Substrat 140 korreliert ist. Im Fall von Chips 152 ohne eindeutige IDs kann die Verarbeitungsschaltung 132, die in der (den) Zertrenneinrichtung(en) 130 enthalten ist, die individuellen Chips 152 auf dem zweiten Substrat 150 mit der entsprechenden Chipposition auf dem ersten Substrat 140 nach der Bestückung/Einbettung über die Waferabbildung/Datei 160 und mit der Kenntnis dessen, wo die Chips 142 ursprünglich auf dem ersten Substrat 140 angeordnet waren, zurückverfolgen (rekonstruieren), so dass eine Eins-zu-Eins-Abbildung oder -Korrelation für jeden Chip 152 auf einer Basis pro Substrat (z.B. pro Wafer) aufrechterhalten wird. In dieser Weise kann die Verarbeitungsschaltung 132 die individuellen Zusammenhänge (tatsächliche Testmessungen oder Korrekturinformationen) in der Waferabbildung/Datei 160 eindeutig mit den entsprechenden Chips 152 auf dem zweiten Substrat 150 verknüpfen oder darauf abbilden. Wenn die Chips 152 eindeutige IDs aufweisen, kann der Prozess durch Lesen der IDs der Chips 152, die auf dem Substrat 150 angeordnet oder in dieses eingebettet sind, und Vergleichen der IDs mit jenen, die in der Waferabbildung/Datei 160 gespeichert sind, um die entsprechenden individuellen Zusammenhänge abzurufen, vereinfacht werden.
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In beiden Fällen identifiziert die Verarbeitungsschaltung 132, die in der (den) Zertrenneinrichtung (en) 130 enthalten ist, einen oder mehrere der vereinzelten Chips 152, die auf dem zweiten Substrat 150 angeordnet oder in dieses eingebettet sind, mit einem Messwert außerhalb eines vorbestimmten Bereichs auf der Basis der individuellen Zusammenhänge zwischen den ursprünglichen Chippositionen auf dem ersten Substrat 140 und den Messwerten, die aus der Waferabbildung/Datei 160 abgerufen werden (2, Block 240). Im Fall von vereinzelten Chips 152 ohne eindeutige IDs kann dieser Prozess das Abbilden der x-y-Orte der ursprünglichen Chippositionen auf den ersten Substraten 140 über die Waferabbildung/Datei 160 auf die Positionen der individuellen Chippositionen auf den zweiten Substraten 150 oder in diese eingebettet über die Chipanordnungsabbildung/Datei 170 umfassen, so dass der Messwert jedes vereinzelten Chips 152 auf dem zweiten Substrat 150 bekannt ist. Die Verarbeitungsschaltung 132 kann dann die Chips 152, die im zweiten Substrat 150 angeordnet oder in dieses eingebettet sind, mit einem Messwert außerhalb des vorbestimmten Bereichs auf der Basis der bekannten Messwerte der vereinzelten Chips 152, wie von der Waferabbildung/Datei 160 abgerufen, identifizieren. Im Fall von vereinzelten Chips 152 mit eindeutigen IDs kann dieser Prozess das Erfassen der ID jedes Chips 152, der auf dem zweiten Substrat 150 angeordnet ist oder in dieses eingebettet ist, und das Identifizieren der Chips 152 mit einem Messwert außerhalb des vorbestimmten Bereichs auf der Basis der Messwerte, die von der Waferabbildung/Datei 160 abgerufen werden und den erfassten IDs zugeordnet sind, umfassen. In noch einer anderen Ausführungsform, in der die individuellen Zusammenhänge, die in der Waferabbildung/Datei 160 gespeichert sind, den am zweiten Substrat 150 zu implementierenden tatsächlichen Korrekturinformationen anstatt lediglich Testdaten entsprechen, kann der Prozess das Identifizieren der vereinzelten Chips 152, die auf dem zweiten Substrat 150 angeordnet oder in dieses eingebettet sind, mit Korrekturinformationen, die in der Waferabbildung/Datei 160 gespeichert sind, umfassen.
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In jedem Fall bestimmt dann die Verarbeitungsschaltung 132, die in der (den) Zertrenneinrichtung(en) 130 enthalten ist, die elektrischen Verbindungen (Anordnungen) für die vereinzelten Chips 152, die auf dem zweiten Substrat 150 angeordnet oder in dieses eingebettet sind (2, Block 250). Die elektrischen Verbindungen (Anordnungen) bestimmen, wie die verschiedenen Chips 152 trassiert (geroutet) werden sollen, um unabhängige Schaltungen zu bilden. Zumindest einige der elektrischen Verbindungen sind dazu ausgelegt, die Messwerte der Chips 152, die außerhalb einen vorbestimmten Bereich fallen, zu korrigieren. Diese Korrekturen werden auf einer Basis individueller Schaltungen durchgeführt und werden durch Modifizieren der Verdrahtungsanordnung der betroffenen Schaltungen implementiert. Eine vorbestimmte Standardverdrahtungsanordnung kann beispielsweise für jeden Schaltungstyp derselben Art vorgesehen sein. Die Verarbeitungsschaltung 132 modifiziert die Standardverdrahtungsanordnung für diejenigen Schaltungen mit einem oder mehreren Chips 152, die als einen Messwert außerhalb eines vorbestimmten Bereichs aufweisend identifiziert wurden, auf der Basis der individuellen Zusammenhänge, die aus der Waferabbildung/Datei 160 abgerufen werden. Die Verarbeitungsschaltung 132 erzeugt oder modifiziert eine Verbindungsdruckdatei 180, die die Anordnungsinformationen für jede Verdrahtungsschicht umfasst, die durch das Chipverbindungswerkzeug 120 hergestellt/freigelegt wird. Wenn die vereinzelten Chips 152, die als Teil derselben Schaltung integriert sind, entsprechende Testmessungen aufweisen, die in einen akzeptablen vorbestimmten Bereich fallen, ist keine Änderung an der Standardverdrahtungsanordnung erforderlich. Für diejenigen vereinzelten Chip(s) 152 mit einem Messwert außerhalb eines vorbestimmten Bereichs wird jedoch die Verbindungsdruckdatei 180 für jede Schicht der Verdrahtungsanordnung gegebenenfalls modifiziert, so dass die resultierende Schaltung einen Frequenzgang aufweist, der in einen vorbestimmten Bereich fällt.
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Irgendein maskenloses Chipverbindungswerkzeug 120 kann verwendet werden, um die tatsächlichen Verdrahtungsverbindungen für jede Schaltung, die auf dem zweiten Substrat 150 ausgebildet ist, auf der Basis der Verdrahtungsanordnungsinformationen in der Verbindungsdruckdatei 180 herzustellen. Irgendeine subtraktive oder halbadditive Technologie kann verwendet werden. Im Fall der Technologie von eWLB (englisch: embedded wafer level ball grid array: eingebettetes Waferebenen-Kugelgitterarray) kann das zweite Substrat 150 beispielsweise eine Gussverbindung sein, in der die vereinzelten Chips 152 eingebettet sind (sogenannte Rekonstitutionsschicht unter Verwendung der halbadditiven Technologie). Die elektrischen Verbindungen von Kontaktstellen der vereinzelten Chips 152 zu den Verbindungen werden in der Dünnfilmtechnologie hergestellt, ähnlich wie für irgendeine andere klassische Waferebenen-Kapselungstechnologie. Das Chipverbindungswerkzeug 120 kann LDI (englisch: laser direct imaging: direkte Laserabbildung) implementieren, um die Verbindungen auszubilden. Bei der LDI wird ein Laser verwendet, um ein Muster direkt auf eine mit Photoresist beschichtete Platte abzubilden/freizulegen. LDI wird anstelle eines herkömmlichen Photowerkzeugs verwendet. Bei der üblichsten LDI-Implementierung wird ein UV-Laser mit einer dedizierten Strahlabgabe verwendet und moduliert, um über eine Platte abzutasten. LDI kann verwendet werden, um die Chipverbindungen für jede Schaltung gemäß der Verdrahtungsanordnung in der Verbindungsdruckdatei 180 für dieses Substrat 150 und die Schicht (wenn mehrere Schichten verwendet werden) zu strukturieren/ freizulegen.
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Alternativ kann das Chipverbindungswerkzeug 120 LDW (englisch: laser direct-write: Laserdirektschreiben) verwenden. LDW ist ein allgemeiner Begriff, der Modifikations-, Subtraktions- und Additionsprozesse umfasst, die Muster von Materialien direkt auf Substraten 150 ohne den Bedarf an Lithographie oder Masken erzeugen können. Die Wechselwirkung des Lasers mit dem Substrat 150 oder irgendeiner anderen Oberfläche führt zur Materialmodifikation (Schmelzen, Sintern usw.) oder Materialentfernung (Lasermikrobearbeitung) . LDW kann verwendet werden, um die Chipverbindungen für jede Schaltung gemäß der Verdrahtungsanordnung in der Verbindungsdruckdatei 180 für dieses Substrat 150 und die Schicht (wenn mehrere Schichten verwendet werden) zu strukturieren.
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Alternativ kann das Verbindungswerkzeug 120 von der Tintenstrahltechnologie Gebrauch machen, um ein leitfähiges Tintenmuster direkt auf das zweite Substrat 150 gemäß der Druckdatei 180 für jeden vereinzelten Chip 152 zu drucken.
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Alternativ kann unter Verwendung der Subtraktionsmustertechnologie das Verbindungswerkzeug 120 von der Tintenstrahltechnologie Gebrauch machen, um direkt einen Ätzresist auf das zweite Substrat 150 gemäß der Druckdatei 180 zu drucken.
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In noch einer weiteren Ausführungsform kann das Chipverbindungswerkzeug 120 Schaltungen aus den individuellen (nicht vereinzelten) Chips 142 unter Verwendung der Umverteilungsschicht-Technologie (RDL-Technologie) ausbilden. RDL beinhaltet das Hinzufügen von Metall und dielektrischen Schichten auf die Oberfläche eines Wafers 140, um die E/A-Anordnung (Eingangs/Ausgangs-Anordnung) umzuleiten. RDL verwendet Dünnfilmpolymere (z.B. Benzocyclobuten, Polyimid, Asahi-Glas ALX) und Metallisierung (z.B. Ti, W, Al, Cu, usw. und/oder Metallstapel) , um Kontaktstellen der nicht vereinzelten Chips 142 in irgendeine Konfiguration umzuleiten. Die Umverteilungsleiterbahn kann direkt auf der primären Passivierung (z.B. SiN oder SiON) hergestellt werden oder kann über eine zweite Schicht von Polymer geleitet werden, um eine zusätzliche Adaptivität/Übereinstimmung hinzuzufügen. Die Verbindungen für jede Schaltung können unter Verwendung einer Umverteilungsleiterbahn implementiert werden, die gemäß der Verdrahtungsanordnung in der Verbindungsdruckdatei 180 für diesen Wafer 140 und die Schicht (wenn mehrere Schichten verwendet werden) strukturiert wird.
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In jedem Fall kann die Verarbeitungsschaltung 132, die in der (den) Zertrenneinrichtung(en) 130 enthalten ist, die x-y-Waferortsinformationen von der Waferabbildung/Datei 160 in Verbindung mit den x-y-Substratortsinformationen von der Chipanordnungsabbildung/Datei 170 verwenden, um jeden passiven vereinzelten Chip 152 auf dem zweiten Substrat 150 eindeutig zu identifizieren und den entsprechenden Kapazitäts- oder Induktivitätswert, der vorher für jedes Bauteil 142 während des Wafertests gemessen wurde, abzurufen, wie in 3 gezeigt. Die x-y-Substratortsinformationen sind auf der rechten Seite von 3 mit „Chip_x-x-y-Substratort“ bezeichnet, wobei „x“ dem x-ten Chip 152 entspricht, der auf dem Substrat 150 angeordnet oder darin eingebettet ist. Gemäß dieser Ausführungsform bestimmt die Verarbeitungsschaltung 132, ob irgendwelche Modifikationen an der Verdrahtungsanordnung für die individuellen Schaltungen erforderlich sind, die aus den verschiedenen vereinzelten Chips 152 gebildet werden sollen, die auf dem zweiten Substrat 150 angeordnet oder darin eingebettet sind, z.B. um sicherzustellen, dass jede Schaltung in einem vorbestimmten Frequenzgangbereich arbeitet. Die Verarbeitungsschaltung 132 greift beispielsweise auf die Waferabbildung/Datei 160 zu und identifiziert jeden vereinzelten Chip 152, der auf dem Substrat 150 angeordnet ist oder darin eingebettet ist, mit einem Messwert außerhalb eines vorbestimmten Bereichs. Die Verarbeitungsschaltung 132 bestimmt dann eine Modifikation für die Verdrahtungsanordnung jeder Schaltung, die einen dieser vereinzelten Chips 152 umfasst, so dass die Schaltungen wie gewünscht arbeiten, nachdem die entsprechende Verdrahtungsanordnungsmodifikation implementiert ist. Die Verdrahtungsanordnungsmodifikation, die jedem interessierenden vereinzelten Chip 152 zugeordnet ist, wird in der Verbindungsdruckdatei 180 aufgezeichnet. Die Verdrahtungsanordnungsinformationen, die in der Verbindungsdruckdatei 180 enthalten sind, sind mit „Chip_x, Schicht_y-Druckinformationen“ an der Unterseite von 3 bezeichnet, wobei „x“ dem x-ten vereinzelten Chip 152 entspricht, der auf dem zweiten Substrat 150 angeordnet oder in dieses eingebettet ist, und „y“ der y-ten Verbindungsschicht entspricht (falls mehrere Schichten verwendet werden). Die in der Verbindungsdruckdatei 180 gespeicherten Modifikationsinformationen sind in 3 mit „(mit L/C-Korrekturen)“ bezeichnet.
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In einer anderen Ausführungsform verwendet die Verarbeitungsschaltung 132, die in der (den) Zertrenneinrichtung (en) 130 enthalten ist, die x-y-Waferortsinformationen von der Waferabbildung/Datei 160 in Verbindung mit den x-y-Substratortsinformationen von der Chipanordnungsabbildung/-datei 170, um jeden passiven Chip 152 auf dem zweiten Substrat 150 eindeutig zu identifizieren und entsprechende Korrekturinformationen abzurufen, die vorher für jedes Bauteil 142 gespeichert wurden, wie in 4 gezeigt. Gemäß dieser Ausführungsform bestimmt die Verarbeitungsschaltung 132, ob irgendwelche Modifikationen an der Verdrahtungsanordnung für die individuellen Schaltungen erforderlich sind, die aus den verschiedenen vereinzelten Chips 152 gebildet werden sollen, die auf dem zweiten Substrat 150 angeordnet oder darin eingebettet sind, z.B. um sicherzustellen, dass jede Schaltung einen Zielfrequenzgangbereich erfüllt. Die Verarbeitungsschaltung 132 greift beispielsweise auf die Waferabbildung/Datei 160 zu und identifiziert jeden vereinzelten Chip 152, der auf dem zweiten Substrat 150 angeordnet ist oder in dieses eingebettet ist, mit vorher bestimmten Modifikationsinformationen. Die Verarbeitungsschaltung 132 führt dann eine entsprechende Einstellung an der Verdrahtungsanordnung für jede Schaltung durch, die einen dieser Chips 152 umfasst. Die Verdrahtungsanordnungsmodifikation, die jedem vereinzelten Chip 152 zugeordnet ist, wird in der Verbindungsdruckdatei 180 durch die Verarbeitungsschaltung 132 aufgezeichnet.
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In jedem Fall bildet das Chipverbindungswerkzeug 120 die Verbindungen für die vereinzelten Chips 152 auf dem zweiten Substrat 150 gemäß der in der Verbindungsdruckdatei 180 aufgezeichneten Verdrahtungsanordnung aus. Die Verdrahtungsanordnung für eine oder mehrere der Schaltungen kann modifiziert worden sein, wie vorher beschrieben, wenn einer oder mehrere der vereinzelten Chips 152, die auf dem zweiten Substrat 150 angeordnet sind oder in dieses eingebettet sind, einen Messwert außerhalb eines vorbestimmten Bereichs aufweisen, wie durch die entsprechenden individuellen Zusammenhänge in der Waferabbildung/Datei 160 angegeben.
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5A bis 5C stellen Kondensatoren auf Chips 152 dar, die unterschiedlich auf einem Substrat 150 verbunden werden können, um verschiedene Schaltungen auszubilden. Jedes Kondensatorelement auf dem Chip 152 umfasst einen Hauptkondensator (CM) und einen oder mehrere Zusatzkondensatoren (C1, C2, ..., Ci). Der (die) Zusatzkondensator(en) können dieselbe oder eine andere Kapazität wie der Hauptkondensator aufweisen. Die Kondensatoren, die im gleichen Kondensatorchip 152 enthalten sind, sind im Chip 152 elektrisch voneinander getrennt. Jeder im gleichen Chip 152 enthaltene Kondensator weist ein separates Paar von Anschlüssen 154, 156 auf. Der in 5A gezeigte Hauptkondensator CM wurde auf der Waferebene vor dem Zertrennen getestet und weist einen Kapazitätsmesswert innerhalb eines vorbestimmten Bereichs auf. Somit erfordert der in 5A gezeigte Chip 152 keine Modifikation und daher werden nur die Anschlüsse 154, 156 des Hauptkondensators CM durch die Schaltungsverdrahtung 300 verbunden.
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Der Hauptkondensator CM und die Zusatzkondensatoren, die in 5B gezeigt sind, wurden auf der Waferebene vor dem Zertrennen getestet und der Hauptkondensator weist einen Kapazitätsmesswert unter dem vorbestimmten Bereich auf. Somit erfordert der in 5B gezeigte Chip 152 eine Modifikation. In einer Ausführungsform wird die in 5A gezeigte Standardschaltungsverdrahtung 300 modifiziert, um mindestens einen der Zusatzkondensatoren (C1 in 5B) mit dem Hauptkondensator (CM) parallel zu schalten, um die Gesamtkapazität des Chips 152 zu erhöhen. Zusätzliche der Zusatzkondensatoren können durch weiteres Modifizieren der Schaltungsverdrahtung 300 parallel geschaltet werden, wie durch die gestrichelten Linien in 5B angegeben.
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Der in 5C gezeigte Hauptkondensator CM wurde auf der Waferebene vor dem Zertrennen getestet und weist einen Kapazitätsmesswert über dem vorbestimmten Bereich auf. Somit erfordert der in 5C gezeigte Chip 152 auch eine Modifikation. In einer Ausführungsform wird die in 5A gezeigte Standardschaltungsverdrahtung 300 modifiziert, um mindestens einen der Zusatzkondensatoren (C1 in 5C) mit dem Hauptkondensator (CM) in Reihe zu schalten, um die Gesamtkapazität des Chips 152 zu verringern. Zusätzliche der Zusatzkondensatoren können durch weiteres Modifizieren der Schaltungsverdrahtung 300 in Reihe geschaltet werden, wie durch die gestrichelten Linien in 5C angegeben.
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In einer Ausführungsform wird der nominale Wert des Hauptkondensators CM so gewählt, dass sein Maximalwert aufgrund von Produktionstoleranzen der ideale Wert der entworfenen Schaltung ist. Auf der Basis der Messwerte von CM und C1 ... Ci kann die ideale Schaltungsverdrahtung 300 durch die Verarbeitungsschaltung 132 berechnet werden. Die ideale Schaltungsverdrahtung 300 kann durch Parallel- und/oder Reihenschaltungen von CM mit Ci verwirklicht werden.
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In einer Ausführungsform wird die Einstellung auf Werte des entsprechenden Chips 142 auf der Waferebene durch die Umverteilungstechnologie durchgeführt, wie vorher hier beschrieben.
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6A und 6B stellen Schaltungen 400 wie z.B. Oszillatorschaltungen mit jeweils einem Kondensatorchip (Cax), der mit einem Induktor (Lax) parallel geschaltet ist, dar. Der Induktor kann ein diskreter Chip sein, in eine IPD integriert sein oder als Teil der Schaltungsverdrahtung implementiert sein. In jedem Fall kann die Gesamtinduktivität jeder Schaltung 400 durch die Verarbeitungsschaltung 132 modifiziert werden, was zu einer individuellen Verbindungsdruckdatei 180 führt, um die Oszillatorfrequenz auf einen vorbestimmten Bereich einzustellen, so dass größere Toleranzen der nominalen Werte zugelassen werden können, wodurch eine Kostenverringerung geschaffen wird.
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Die Schaltung 400 von 6A, die durch den Kondensator Ca1 des Chips 152 gebildet ist, weist einen idealen Induktor La1 (für den gewünschten Frequenzgang) auf, der durch die Verarbeitungseinheit 132 berechnet wird, was zu einer individuellen Verbindungsdruckdatei 180 führt (z.B. Anzahl von Wicklungen, Durchmesser, Leitungsbreite/Leitungsabstand, usw.).
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Die Schaltung 400 von 6B, die durch den Kondensator Caj parallel zum Induktor Laj gebildet ist, weist einen Frequenzgang außerhalb des vorbestimmten Bereichs auf. Somit wird die Standardverdrahtungsanordnung, die anfänglich für die Schaltung 400 entworfen wurde, so modifiziert, dass der Frequenzgang innerhalb einer akzeptablen Toleranz liegt. Anstatt des Modifizierens des Kondensatorchips z.B. durch Verdrahten von einem oder mehreren Zusatzkondensatoren auf dem Kondensatorchip parallel oder in Reihe mit dem Hauptkondensator auf dem Kondensatorchip, wie vorher hier beschrieben, wird ein zusätzlicher Induktor (Ladd) als Teil der Schaltungsverdrahtung bereitgestellt. Der zusätzliche Induktor Ladd wird mit dem Induktor Laj parallel (wie in 6B dargestellt) und/oder in Reihe geschaltet, um die Gesamtinduktivität der Schaltung 400 zu verringern oder zu erhöhen. Mit dieser Modifikation an der Verdrahtungsanordnung weist die in 6B gezeigte Schaltung 400 einen ausreichenden Frequenzgang auf.
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7A und 7B stellen verschiedene Schaltungen 500 wie z.B. IPDs mit jeweils einem Kondensatorchip (Cax) dar, der mit einem Induktor (Lax) in Reihe geschaltet ist. Der Induktor kann ein diskreter Chip sein oder als Teil der Schaltungsverdrahtung implementiert sein. In beiden Fällen kann die Gesamtinduktivität der Schaltung 500 modifiziert werden, um den Kondensator mit einer gemessenen Kapazität außerhalb eines vorbestimmten Bereichs einzustellen.
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Die Schaltung 500 von 7A ist durch den Kondensator Ca1 des Chips 152 in Reihe mit dem Induktor La1 gebildet. Der Wert des Induktors La1 wird durch die entsprechende Verbindungsdruckdatei 180 bestimmt, die durch die Verarbeitungseinheit 132 unter Verwendung der Wafertestabbildung/Datei 160 und der Chipanordnungsabbildung/Datei 170 bestimmt wird. Der Wert des Induktors La1, der durch die Verarbeitungseinheit 132 bestimmt wird, führt zu einem Frequenzgang innerhalb eines vorbestimmten Bereichs, der anfänglich für die Schaltung 500 entworfen wurde.
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Die Schaltung 500 von 7B, die durch den Kondensator Caj in Reihe mit dem Induktor Laj gebildet ist, weist einen Frequenzgang außerhalb des vorbestimmten Bereichs auf. Somit wird die anfänglich für die Schaltung 500 entworfene Standardverdrahtungsanordnung so modifiziert, dass der Frequenzgang innerhalb einer annehmbaren Toleranz liegt. Anstatt der Modifikation von Caj oder Laj des IPD-Chips wird ein zusätzlicher Induktor (Ladd) in der Schaltungsverdrahtung ausgebildet. Der zusätzliche Induktor Ladd wird mit dem Induktor Laj in Reihe (wie in 7B dargestellt) und/oder parallel geschaltet, um die Gesamtinduktivität der Schaltung 500 einzustellen. Mit dieser Modifikation an der Verdrahtungsanordnung weist die in 7B gezeigte Schaltung 500 einen ausreichenden Frequenzgang auf.
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Allgemein kann ein System beispielsweise ein Testgerät, das betriebsfähig ist, um Induktivitäts- oder Kapazitätswerte von passiven Bauteilen zu messen, die auf einem ersten Substrat hergestellt sind; ein Speichersystem, das betriebsfähig ist, um individuelle Zusammenhänge zwischen den passiven Bauteilen und den j eweiligen Messwerten der passiven Bauteile zu speichern; und eine Verarbeitungsschaltung, die betriebsfähig ist, um elektrische Verbindungen für die passiven Bauteile auf der Basis der gespeicherten individuellen Zusammenhänge zwischen den passiven Bauteilen und den jeweiligen Messwerten der passiven Bauteile zu bestimmen, umfassen.
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Ein solches System kann ferner ein oder mehrere Werkzeuge umfassen, die betriebsfähig sind, um die passiven Bauteile in individuelle Chips zu trennen und zumindest einige der Chips auf einem zweiten Substrat oder in dieses eingebettet anzuordnen, wobei die Verarbeitungsschaltung betriebsfähig ist, um einen oder mehrere der Chips, die auf dem zweiten Substrat angeordnet oder in dieses eingebettet sind, mit einem Messwert außerhalb eines vorbestimmten Bereichs auf der Basis der gespeicherten individuellen Zusammenhänge zwischen den passiven Bauteilen und den Messwerten zu identifizieren.
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Die Verarbeitungsschaltung des Systems kann ferner betriebsfähig sein, um eine Verdrahtungsanordnung für mindestens einen Induktor in einer oder mehreren Schichten zu bestimmen, die auf dem ersten Substrat oder einem anderen Substrat angeordnet sind, der mit einem Kondensator der passiven Bauteile in Reihe oder parallel geschaltet ist, so dass eine passive Schaltung, die aus dem Induktor und dem Kondensatorbauteil verwirklicht werden soll, auf der Basis der Verdrahtungsanordnung einen Frequenzgang innerhalb eines vorbestimmten Frequenzgangbereichs aufweist.
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Die Verarbeitungsschaltung des Systems kann ferner betriebsfähig sein, um eine Verdrahtungsanordnung zum Schalten eines Kondensators der Bauteile in Reihe oder parallel mit einem Induktors über eine oder mehrere Schichten, die auf dem ersten Substrat oder einem anderen Substrat über den passiven Bauteilen angeordnet sind, zu bestimmen, und um die Verdrahtungsanordnung zu modifizieren, um eine zusätzliche Verdrahtung zum Schalten von einem oder mehreren Zusatzkondensatoren, die in dem Kondensatorbauteil enthalten sind, in Reihe oder parallel mit einem Hauptkondensator, der im Kondensatorbauteil enthalten ist, aufzunehmen, so dass eine passive Schaltung, die aus dem Induktor und dem Kondensatorbauteil verwirklicht werden soll, auf der Basis der modifizierten Verdrahtungsanordnung einen Frequenzgang innerhalb eines vorbestimmten Bereichs aufweist.
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Dabei können die Kondensatoren, die im Kondensatorbauteil enthalten sind, innerhalb des Kondensatorbauteils elektrisch voneinander getrennt sein, wobei jeder in dem Kondensatorbauteil enthaltene Kondensator ein separates Paar von Anschlüssen aufweist, und wobei die Verdrahtungsanordnung so modifiziert wird, dass die zusätzliche Verdrahtung mindestens einen Anschluss eines Zusatzkondensators, der im Kondensatorbauteil enthalten ist, mit einem Anschluss des Hauptkondensators, der im Kondensatorbauteil enthalten ist, verbindet und mindestens zwei der Kondensatoren, die im Kondensatorbauteil enthalten sind, über die zusätzliche Verdrahtung elektrisch in Reihe oder parallel geschaltet werden.
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Räumlich relative Begriffe wie z.B. „unter“, „unterhalb“, „niedriger“, „über“, „obere“ und dergleichen werden für eine leichte Beschreibung verwendet, um die Positionierung eines Elements relativ zu einem zweiten Element zu erläutern. Diese Begriffe sollen verschiedene Orientierungen der Vorrichtung zusätzlich zu anderen Orientierungen als den in den Figuren dargestellten umfassen. Ferner werden Begriffe wie z.B. „erster“, „zweiter“ und dergleichen auch verwendet, um verschiedene Elemente, Bereiche, Abschnitte usw. zu beschreiben. Gleiche Begriffe beziehen sich in der gesamten Beschreibung auf gleiche Elemente.
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Wie hier verwendet, sind die Begriffe „aufweisen“, „enthalten“, „einschließen“, „umfassen“ und dergleichen offene Begriffe, die die Anwesenheit von angegebenen Elementen oder Merkmalen angeben, aber zusätzliche Elemente oder Merkmale nicht ausschließen. Die Artikel „ein“, „eine“ und „der“ sollen den Plural sowie den Singular umfassen, wenn nicht der Zusammenhang deutlich anderes angibt.
