DE102014115246A1

DE102014115246A1 - Gewebte elektrische komponenten in einem substratgehäusekern

Info

Publication number: DE102014115246A1
Application number: DE102014115246.8A
Authority: DE
Inventors: Mihir K. Roy; Mathew J. Manusharow
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2013-11-20
Filing date: 2014-10-20
Publication date: 2015-05-21
Also published as: CN104658931B; US9521751B2; CN104658931A; US20150138743A1; US20170027062A1

Abstract

Ein Substratgehäuse umfasst einen Webstoff, der elektrisch nicht leitfähige Stränge aufweist, die zwischen elektrisch leitfähige Stränge, darunter Drahtstränge, koaxiale Stränge und/oder Stränge eines Induktivitätsmusters, eingewebt sind. Das Gehäuse kann durch ein kostengünstiges Verfahren mit hohem Mengendurchsatz gebildet werden, wobei zunächst die nicht leitfähigen Stränge (z. B. Glas) zwischen die leitfähigen Stränge eingewebt werden, um ein Schaltplattenmuster aus leitfähigen Strängen in einem Webstoff zu bilden. Als Nächstes wird der Webstoff mit einem Harzmaterial imprägniert, um einen imprägnierten Stoff zu bilden, der anschließend gehärtet wird, um einen gehärteten Stoff zu bilden. Die obere und die untere Fläche des gehärteten Stoffs werden anschließend planarisiert. Die Planarisierung segmentiert Enden der Stränge des Drahtmusters, des koaxialen Musters und des Induktivitätsmusters und legt die Enden frei. Da die leitfähigen Stränge einstückig innerhalb des planarisierten Webstoffs ausgebildet wurden, weist das Substrat eine hohe mechanische Stabilität auf und stellt auf Leitersträngen basierende elektrische Komponenten bereit, die lokal in das Substratgehäuse eingebaut sind.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Ausführungsformen der Erfindung betreffen im Allgemeinen die Häusung von Halbleiterbauelementen und insbesondere Substratgehäuse und Leiterplattensubstrate (printed circuit board, PCB), auf denen ein IC-Chip (integrated circuit, Integrierter Schaltkreis) angebracht werden kann, und Verfahren zu deren Herstellung.
HINTERGRUND
IC-Chips (z. B., „Chips”, „ungehäuste Chips (Dies)”, „ICs” oder „IC-Chips”), wie etwa Mikroprozessoren, Koprozessoren und andere mikroelektronische Bauelemente, verwenden oft Gehäusebauelemente („Package”/„Gehäuse”), um den IC-Chip oder den ungehäusten Chip (Die) physisch und/oder elektronisch an einer Schaltplatte, wie z. B. einer Hauptplatine (oder Hauptplatinenschnittstelle) anzubringen. Der ungehäuste Chip wird in der Regel innerhalb eines Gehäuses befestigt, das neben anderen Funktionen elektronische Verbindungen zwischen dem ungehäusten Chip und einem Sockel, einer Hauptplatine, oder einer anderen Komponente der nächsten Ebene ermöglicht.
Diese Gehäuse können als ein Substratkern, ein Substratgehäuse, eine elektronische Bauelement-Schaltplatte, eine Hauptplatine, oder eine Leiterplatte (PCB) beschrieben werden oder diese umfassen, auf denen ein IC-Chip oder ein ungehäuster IC-Chip angebracht werden kann. Diese Gehäuse können als eine Basis für die mechanische Halterung und elektrische Verbindung von Halbleiterbauelementen (z. B. integrierten Schaltkreisen) untereinander dienen. Solche Gehäuse können eine flächige Basis, die aus einem elektrisch nicht leitfähigen Verbundmaterial (z. B. einem Glasmaterial mit Epoxidharz) mit einer oberen und unteren Fläche angefertigt ist, und eine Vielzahl von elektrisch leitfähigen Durchkontaktierungen, Drähten und/oder Durchmetallisierungen (plated through holes, PTH), die von der oberen zu der unteren Fläche verlaufen, umfassen.
Solche Gehäuse können hergestellt werden, indem zunächst eine flächige Basis aus einem nicht leitfähigen Material ausgebildet wird. Die flächige Basis kann zum Beispiel durch Verweben von Glasfasern zu einer Stoffbahn oder Gewebebahn gebildet werden. Die Stoffbahn wird dann in Harz eingetaucht und thermisch gehärtet, um die flächige Basis zu bilden. Danach werden Durchkontaktierungslöcher mechanisch durch die flächige Basis hindurch gebohrt, metallisiert und mit einem elektrisch leitfähigen Material (z. B. Kupfer) gefüllt, um elektrisch leitfähige Durchkontaktierungen (z. B. Durchmetallisierungen) zu bilden. Die Verfahren des mechanischen Bohrens, Metallisierens und Einfüllens gemäß einigen herkömmlichen Verarbeitungen sind kostenintensiv, weisen einen niedrigen Mengendurchsatz auf und führen zu einem niedrigen Ertrag. Dies ist besonders dann der Fall, wenn ein Leiterplattensubstrat mit einer großen Anzahl von elektrisch leitfähigen Durchkontaktierungen und/oder elektrisch leitfähigen Durchkontaktierungen kleinen Durchmessers hergestellt wird. Außerdem kann allein der Vorgang des mechanischen Bohrens durch die flächige Basis unbeabsichtigterweise die mechanische Stabilität des PCB-Substrats verringern.
In der Branche wird weiterhin ein kostengünstiges Verfahren mit hohem Mengendurchsatz zum Herstellen derartiger Gehäuse benötigt. Außerdem könnte das Verfahren zu einem hohen Gehäuse-Ertrag und einem Gehäuse von hoher mechanischer Stabilität führen. Ebenfalls wird in der Branche ein Gehäuse benötigt, das bessere Komponenten zum Bereitstellen einer stabilen und sauberen Leistung, Masse und Hochfrequenzsignale zwischen seiner oberen und unteren Fläche, wie etwa an Anschlüsse auf den Flächen, die mit einem IC oder einer Hauptplatine elektrisch verbunden werden, aufweist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Ausführungsformen der Erfindung werden exemplarisch und in keiner Weise einschränkend in den Figuren der begleitenden Zeichnungen veranschaulicht, wobei gleiche Bezugszeichen zum Verweis auf ähnliche Elemente verwendet werden. Es ist zu beachten, dass sich Verweise auf „eine” Ausführungsform der Erfindung in dieser Offenbarung nicht notwendigerweise auf dieselbe Ausführungsform beziehen, und sie bedeuten mindestens eine.
1A ist eine schematische Querschnittsdraufsicht auf eine Schaltplatte gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen, die nicht leitfähige Stränge aufweist, die zwischen leitfähige Drahtstränge, koaxiale Stränge und Stränge eines Induktivitätsmusters eingewebt sind.
1B ist eine schematische seitliche Querschnittsansicht der Schaltplatte von 1A gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen.
2A zeigt leitfähige Stränge von 1A und 1B, die Sätze von dazwischen eingewebten nicht leitfähigen Strängen aufweisen.
2B zeigt ein leitfähiges Muster aus Drähten von 1A und 1B, die Sätze von dazwischen eingewebten nicht leitfähigen Strängen aufweisen
3A und 3B sind jeweils eine vereinfachte Draufsicht-Darstellung und eine vereinfachte Seitendarstellung eines zweischichtigen Webstoffs gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen, der mithilfe eines Webverfahrens angefertigt ist.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen darstellt.
5A zeigt einen Stoff für eine Schaltplatte gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen, der elektrisch nicht leitfähige Stränge aufweist, die vor einer Harzimprägnierung zwischen elektrisch leitfähige Stränge eingewebt oder mit ihnen verwebt sind.
5B zeigt den Stoff von 5A nach Harzimprägnierung gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen.
5C zeigt den Stoff von 5B nach Härtung des Harzes und einer mechanischen Planarisierung der oberen und unteren Fläche gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen.
6 veranschaulicht eine Rechenvorrichtung gemäß einer Implementierung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Einige Ausführungsformen der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Wann immer die Formen, relative Positionen und andere Aspekte der in den Ausführungsformen beschriebenen Bestandteile nicht klar definiert sind, ist der Umfang der Ausführungsformen der Erfindung nicht auf lediglich die dargestellten Bestandteile eingeschränkt, die nur zu Veranschaulichungszwecken gedacht sind. Obwohl zahlreiche Einzelheiten dargelegt sind, versteht es sich außerdem, dass einige Ausführungsformen der Erfindung ohne diese Einzelheiten ausgeübt werden können. In anderen Fällen wurden allgemein bekannte Schaltungen, Strukturen und Techniken nicht im Detail gezeigt, um das Verständnis dieser Beschreibung nicht zu verschleiern.
Einige Ausführungsformen beschreiben hier Schaltplatten-Bauelemente (und -Systeme), darunter ein Schaltplattenmuster (z. B. ein Gewebe oder einen Webstoff), die elektrisch nicht leitfähige Stränge aufweisen, die zwischen elektrisch leitfähige Drahtstränge, koaxiale Stränge und/oder Stränge des Induktivitätsmusters eingewebt sind, sowie Verfahren zu deren Herstellung. In manchen Fällen ist die Schaltplatte eine Halbleiterbauelementhäusung und insbesondere ein Substratgehäuse (oder -Kern) oder Leiterplattensubstrate (PCB-Substrate), auf denen ein IC-Chip angebracht werden kann. In einigen Ausführungsformen können die Stränge Massivdrähte, koaxiale Verbinder, Teile einer Induktivität und/oder Durchmetallisierungen (PTH), die durch eine Schaltplatte hindurch ausgebildet sind, sein. In manchen Fällen werden die Drahtstränge, die koaxialen Stränge und/oder die Stränge des Induktivitätsmusters als gewebte elektrische Komponenten beschrieben, die in einem Substratgehäusekern vorhanden sind.
Einige hier beschriebene Ausführungsformen können verschiedene auf Einzeldrähten basierende, lokal in den Substratgehäusekern eingebaute Funktionalitäten bereitstellen, die als elektrische Komponenten wirken können. Ein derartiges Gehäuse kann Induktivitäten, koaxiale Durchmetallisierungen und normale, mit Kupfer gefüllte Durchmetallisierungen umfassen oder bereitstellen, die gleichzeitig in den Kern eingebaut sind. Diese Funktionalitäten können in den Substratkern während der Herstellung der Schaltplatte (z. B. während des Webens des Stoffs) „eingebaut” werden, anstatt dass eine diskrete Komponente eingebettet wird, nachdem das Harz der Platte gehärtet ist oder die Platte planarisiert ist. Ein Einbauen der Komponentenfunktionen in den Substratkern kann Bedenken hinsichtlich der Zuverlässigkeit sowie Bedenken hinsichtlich der zur Verfügung stehenden Fläche des Substrats eliminieren, die bei früheren Gehäusen vorliegen. Einige hier beschriebene Ausführungsformen stellen eine Gehäusearchitektur und ein Verfahren zum Ausbilden eines solchen Gehäuses bereit, die kostenmäßig mit den Kosten von vorhandenen nicht eingebetteten Substraten vergleichbar sind und deren Kosten erheblich niedriger sind als Kosten der Substrate, die auf eingebetteten Komponenten basieren.
1A ist eine schematische Querschnittsdraufsicht auf eine Schaltplatte gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen, die nicht leitfähige Stränge aufweist, die zwischen leitfähige Drahtstränge, koaxiale Stränge und Stränge eines Induktivitätsmusters eingewebt sind. 1B ist eine schematische seitliche Querschnittsansicht der Schaltplatte von 1A gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen. 1A–B zeigen eine Schaltplatte 100, die ein Schaltplattenmuster 102 (z. B. ein Gewebe oder einen gewebten Stoff) aus nicht leitfähigen Strängen 104, 106 und 108 aufweist, die zwischen Komponentenmuster, einschließlich eines Induktivitätsmusters 110 aus Drahtsträngen, eines Musters 120 leitfähiger Drähte und eines Musters 130 koaxialer Drähte, eingewebt sind.
Schaltplatte 100 kann eine Schaltplatte sein oder umfassen, auf der ein IC-Chip direkt montiert werden kann. In manchen Fällen ist die Schaltplatte ein Halbleiterbauelementgehäuse und insbesondere ein Substratgehäuse (oder Substratkern) oder ein Leiterplattensubstrat (PCB-Substrat). In manchen Fällen kann die Schaltplatte ein Substratkern, ein Substratgehäuse, eine elektronische Bauelement-Schaltplatte, eine Hauptplatine, oder eine Leiterplatte (PCB) sein oder umfassen, auf dem/der ein IC-Chip angebracht werden kann.
Schaltplatte 100 mit einer Höhe H1, einer Länge L1 und einer Breite W1 gezeigt. Schaltplatte 100 kann eine Anschlussfläche oder einen Abdeckbereich des IC-Chips umfassen. Die Anschlussfläche kann größer sein als die von oben betrachtete Querschnittsfläche der Muster 110, 120 und 130 und über diese hinaus verlaufen. In manchen Fällen ist die Anschlussfläche kleiner als L1 und W1. In manchen Fällen deckt die Anschlussfläche die im oberen Querschnitt betrachtete Fläche von einigen der Muster aus Drähten, koaxialen Strängen und Strängen des Induktivitätsmusters der Schaltplatte 100 ab, deckt aber andere nicht ab.
Induktivitätsmuster 110 bildet Induktivität 112. Muster 110 umfasst Massivdrähte 118 und Freiräume 119 zwischen den Massivdrähten. Stränge 104 können zwischen Drähte 118, z. B. durch die Freiräume 119 hindurch, eingewebt sein. Ein solches Weben kann ein Einweben der Drähte 118 durch Stränge 104 hindurch umfassen. Ein derartiges Weben kann eine Stoffbahn oder einen Webstoff bilden, die/der Stränge 104 umfasst, die mit den Drähten 118 verwebt sind. Es versteht sich, dass verschiedene andere Webmuster verwendet werden können, wie jene, die für ein Verweben von nicht leitfähigen Strängen und Stofffasern bekannt sind.
Muster 110 umfasst einen Innendurchmesser 114 und einen Außendurchmesser 116, eine obere Fläche 115 und eine untere Fläche 117. Der Innendurchmesser 114 kann als ein Kreisformumfang des Innenabschnitts des Musters 110 definiert werden. Der Außendurchmesser 116 kann als die Außenumfangsform des Musters 110 definiert werden. Die Fläche 115 kann durch die obere Umfangsform des Musters 110 definiert werden. Die Fläche 117 kann durch die untere Umfangsform des Musters 110 definiert werden. Die Schaltplatte 100 umfasst eine obere Fläche 150, Seitenflächen 151 und 152 und eine untere Fläche 153. Ein Abstand 155 ist zwischen der oberen Fläche 150 der Platte und der oberen Fläche 115 des Induktivitätsmusters 110 gezeigt. Ein Abstand 157 ist zwischen der Fläche 153 und der Fläche 117 gezeigt.
In manchen Fällen umfasst das Muster 110 ein Induktivitätsmuster, das ein Toroidmuster aus Drähten aus massivem leitfähigem Material aufweist, das derart ausgelegt ist, dass es Hochfrequenz-Datensignale, Grafiksignale, GDDR-Speichersignale (Graphics Double Data Rate), Wechselstromsignale (AC-Signale), Videosignale und/oder Audiosignale tiefpassfiltert (z. B. Hochfrequenz-, aber nicht Niederfrequenzsignale durchlässt), entrauscht, stabilisiert oder überträgt.
Der Durchmesser 116 der Induktivität kann zwischen 100 und 250 Mikrometer betragen. Größere Durchmesser können höhere Induktion aufweisen (was für hohe Frequenzen nachteilig, aber für Gleichstrom vorteilhaft sein kann).
Gemäß einigen Ausführungsformen ist das Induktivitätsmuster 110 ein Muster aus Massivdrähten 118 aus leitfähigem Material, die zu einem Toroidmuster gewebt sind oder ein Toroidmuster aufweisen, das einen Innenkreisdurchmesser 114 im von oben betrachteten Querschnitt und einen Außenkreisdurchmesser 116 im von oben betrachteten Querschnitt, eine obere Fläche 115 zwischen dem Innendurchmesser und dem Außendurchmesser, und eine untere Fläche 117 zwischen dem Innendurchmesser und dem Außendurchmesser aufweist. In manchen Fällen ist die obere Fläche 115 eine im seitlichen Querschnitt flache Fläche unterhalb einer planarisierten oberen Fläche 150 der Schaltplatte (mit einem fakultativen zur Oberfläche hin verlaufenden Eingangs- und Ausgangsdraht), und die untere Fläche 117 ist eine im seitlichen Querschnitt flache Fläche unterhalb einer planarisierten unteren Fläche 153 der Schaltplatte (mit einem fakultativen zur Oberfläche hin verlaufenden Eingangs- und Ausgangsdraht).
Es versteht sich, dass verschiedene andere Formen der Durchmesser 114 und 116, der Flächen 115 und 117 und des Musters 110 verwendet werden können. Es versteht sich, dass Flächen 115 und 117 eine Form im seitlichen Querschnitt aufweisen können, die flach, konkav, konvex oder S-förmig ist. Es versteht sich, dass Durchmesser 114 und 116 eine Form im von oben betrachteten Querschnitt aufweisen können, die quadratisch, rechteckig, oval oder eiförmig ist. Es versteht sich, dass die in 1B gezeigten vertikalen Stränge aus Massivdrähten 118 eine Form im seitlichen Querschnitt aufweisen können, die flach, konkav, konvex oder S-förmig ist.
In manchen Fällen umfassen die Drähte 118 einen Eingangsdraht und einen Ausgangsdraht für oder in die Induktivität 112. Der Eingangs- und der Ausgangsdraht können Drähte sein, die ferner gewebt oder verwendet werden, um Drähte 121 und 122 zu bilden. Der Eingangs- und der Ausgangsdraht können zu der oberen Fläche 150 und/oder der unteren Fläche 153 der Schaltplatte verlaufen. In manchen Fällen kann sich der Eingangsdraht auf der oberen oder der unteren Fläche befinden oder zu ihr verlaufen, und der Ausgangsdraht kann sich auf der entgegengesetzten Fläche befinden oder zu ihr verlaufen. In manchen Fällen kann sich der Eingangsdraht auf der oberen oder der unteren Fläche befinden oder zu ihr verlaufen, und der Ausgangsdraht kann sich auf derselben Fläche befinden oder zu ihr verlaufen. Der Eingangs- und der Ausgangsdraht können während der Planarisierung segmentiert werden. Es versteht sich, dass die an oder auf den Flächen freiliegenden Enden des Eingangs- und des Ausgangsdrahts mit elektrischen Interconnects, Leiterbahnen oder Anschlüssen, die in oder auf Flächen der Schaltplatte 100 ausgebildet sind, verbunden sein können.
Muster 120 umfasst Drähte 121 und 122. Es versteht sich, dass andere Muster aus Drähten verwendet werden können. Nicht leitfähige Stränge 106 sind derart gezeigt, dass sie zwischen Drähte 121 und 122 oder das Muster 120 eingewebt sind. Ein solches Weben kann ein Einweben von Drähten 121 und 122 durch Stränge 106 hindurch umfassen. Ein derartiges Weben kann eine Stoffbahn oder einen Webstoff bilden, die/der Stränge 106 umfasst, die mit den Drähten 121 und 122 verwebt sind.
In manchen Fällen umfasst das Muster 120 ein Massivdrahtmuster aus leitfähigen Strängen aus massivem leitfähigem Material, die derart ausgelegt sind, dass sie Leistungssignale, Gleichstromsignale (DC-Signale), Bias-Signale und/oder Massesignale durchlassen, senden oder übertragen. Der Draht 121 ist mit einem Außendurchmesser 124 gezeigt. Der Drahtdurchmesser 124 kann zwischen 5 und 20 Mikrometer betragen. Einige Fälle können größere Durchmesser, wie etwas zwischen 10 und 20 Mikrometer, für eine höhere Leistungsdichte erfordern.
Es versteht sich, dass die Drähte 121 und 122 eine kreisförmige, quadratische, rechteckige, ovale oder eine andere Form im von oben betrachteten Querschnitt aufweisen. In manchen Fällen kann der Draht 121 einen Draht, einen koaxialen Verbinder oder Draht, einen Drahtabschnitt eines Induktivitätsmusters oder eine Durchmetallisierung (PTH), die in einer Schaltplatte ausgebildet sind, repräsentieren. Es versteht sich, dass verschiedene andere Webmuster verwendet werden können, wie jene, die für ein Verweben von nicht leitfähigen Strängen und Stofffasern bekannt sind.
Muster 130 umfasst koaxiale Stränge 131 und 132. Nicht leitfähige Stränge 108 sind derart gezeigt, dass sie zwischen Stränge 131 und 132 eingewebt sind. Ein solches Weben kann ein Einweben von Strängen 131 und 132 durch Stränge 108 hindurch umfassen. Ein derartiges Weben kann eine Stoffbahn oder einen Stoff bilden, die/der Stränge 108 umfasst, die mit den Strängen 131 und 132 verwebt sind. Es versteht sich, dass verschiedene andere Webmuster verwendet werden können, wie jene, die für ein Verweben von nicht leitfähigen Strängen und Stofffasern bekannt sind.
Der Strang 131 ist derart gezeigt, dass er einen Massivdraht 146 aus leitfähigem Material aufweist, der einen Außendurchmesser 136 aufweist und durch ein Dielektrikum oder einen Isolator 144 umgeben oder umhüllt ist, das/der durch einen Leiter 142 umgeben oder umhüllt ist. Der Leiter 142 kann als ein äußerer Abschirmzylinder aus Leitermaterial betrachtet werden, der den Kern des Drahts 146 umgibt. Der Leiter 142 ist derart gezeigt, dass er einen Außendurchmesser 133 und einen Innendurchmesser 134 aufweist. Der Isolator 144 ist derart gezeigt, dass er zwischen den Durchmessern 136 und 134 ausgebildet ist.
In manchen Fällen umfasst das Muster 130 ein koaxiales Muster aus leitfähigen Strängen aus koaxialen Leitermaterialien, die derart ausgelegt sind, dass sie Hochfrequenz-Datensignale, Grafiksignale, GDDR-Speichersignale (Graphics Double Data Rate), Wechselstromsignale (AC-Signale), Videosignale und/oder Audiosignale passieren lassen, senden oder übertragen.
Der Außendurchmesser 133 des koaxialen Strangs kann zwischen 50 und 70 Mikrometer betragen. Der Durchmesser 136 kann kleiner gleich 50 Mikrometer sein. Der Durchmesser 134 kann zwischen 15 und 20 Mikrometer pro Seite um den Durchmesser 136 herum hinzufügen. Der Durchmesser 133 kann zwischen 10 und 20 Mikrometer leitfähiges Material pro Seite um den Durchmesser 136 herum hinzufügen. In manchen Fällen kann der Durchmesser 133 zwischen 100 und 250 Mikrometer betragen. Größere Durchmesser können höhere Induktion aufweisen (was für hohe Frequenzen nachteilig, aber für Gleichstrom vorteilhaft sein kann).
Es versteht sich, dass andere Formen, im oberen Querschnitt, für den Draht 146, den Isolator 144 und den Leiter 142 verwendet werden können. Zum Beispiel können sie eine quadratische, rechteckige, ovale, eiförmige Querschnittsform aufweisen.
Einige Ausführungsformen der Schaltplatte 100 stellen ein eingebautes toroidförmiges Induktivitätsmuster 110 in dem Substratkern (z. B. Schaltplatte 100) bereit. Das Induktivitätsmuster 110 kann neben anderen Substratmerkmalen, wie etwa einer Durchmetallisierung (PTH) mit eingefülltem Kupfer (z. B. Drähte 121 und 122), einer koaxialen Durchmetallisierung (PTH) mit optimiertem Dielektrikum zwischen den Elektroden (z. B. Stränge 131 und 132), eingebaut sein.
Einige Ausführungsformen des Musters 110 stellen einen Ansatz bereit, um eine Induktivitätsstruktur in den Substratkern zu integrieren. Dies kann erzielt werden, indem die Glasfasern und Kupferdrähte gleichzeitig verwebt werden und anschließend imprägnierendes Harz mit Füllmaterial in dem Gewebe angewendet werden. Diese Harzimprägnierung kann mithilfe von verschiedenen Verfahren durchgeführt werden, wie etwa mit Druckformen der modernen Werkstoffe, die benötigt werden (wenn überhaupt), an den gewählten Bereich des gewebten Stoffs und anschließendes Eintauchen des Gewebes in Kernharz (in der Regel auf Epoxid basierende Materialien mit Silica-Füllstoffen). Nachdem der Kern gehärtet ist, können die Platten an der Vorder- und der Rückseitenfläche geschliffen werden, und dann kann die plane Fläche des Substrats für Interconnect-, Leiterbahnen- und Anschlussfunktionen mit Kupfer metallisiert werden.
In einigen Ausführungsformen liegt ein Schlüssel zum Erzielen von verschiedenen Technologiefunktionalitäten im Substratkern darin, welche Art von Leitern mit den Glasfasern verwebt wird. Die Verwendung einer Webtechnologie kann ähnlich dem Weben der Kleidungsstücke verwendet werden, wo mehrere Faserstränge verwendet werden. Webtechnologie ist alt, jüngste Entwicklungen in der Technologie ermöglichen jedoch das Verweben von mehreren Strängen von Fasern (Glasfaser und einem Leiterdraht, wie etwa Kupfer) zum Muster der Wahl. Der Leiterdraht (die Leiterdrähte) kann/können in z-Richtung des Substrats gewebt werden (z. B. einschließlich leitfähiger Stränge, die eingewebt werden), und die Glasfaser können in x-y-Richtung des Substrats (vergleiche 1 bis 3) gewebt werden (z. B. einschließlich nicht leitfähiger Stränge, die eingewebt werden). Die Glasfasern können zusätzlich dazu, dass die mechanische Festigkeit beim Substrat bereitstellen, die Leiterdrähte während des Harzimprägnierungsverfahrens in Position halten Das Weben von verschiedenen Mustern kann zu den elektrischen Komponenten in dem Kern führen, wodurch der Substratkern reicher an elektrischen Funktionen ist (wie kurz bei 1 beschrieben). Außerdem können mehrere Arten von elektrischen Leitern gleichzeitig verwebt werden, wie z. B. Kombinationen von (i) massiven Kupferdrähten, die als die eingefüllte vertikale Verbindung dienen und die die typische Durchmetallisierung (PTH) des Substrats ersetzen kann (z. B. Muster 120), (ii) koaxialen Drähten mit vorbeschichtetem Kupfer und Dielektrikum auf dem massiven Mitteldraht für Hochgeschwindigkeitssignale (z. B. Muster 130), und (iii) Verweben von massiven Kupferdrähten zur Toroidform, um eine Induktivität daraus zu bilden (z. B. Muster 110). Ein vorgeschlagener Verfahrensablauf, der diese Innovation ermöglicht, ist in 4 gezeigt.
In manchen Fällen umfasst die Schaltplatte 100 ein Muster oder ein Gewebe, das ein nicht leitfähiges Schaltplattenmuster aus nicht leitfähigen Strängen (z. B. Strängen 104, 106 und 108) umfasst, die horizontal zwischen ein Komponentenmuster aus leitfähigen Strängen (z. B. Muster 110, 120 und 130) eingewebt sind. In manchen Fällen ist (z. B. umfasst ausschließlich) oder umfasst ein solches Schaltplattengewebe nicht leitfähige Stränge 104 und 106, die zwischen Muster 110 und 120 eingewebt sind. In manchen Fällen ist (z. B. umfasst ausschließlich) oder umfasst es Stränge 104 und 108 zwischen Muster 110 und 130. In manchen Fällen ist (z. B. umfasst ausschließlich) oder umfasst es Stränge 106 und 108, die zwischen Muster 120 und 130 eingewebt sind. In manchen Fällen ist (z. B. umfasst ausschließlich) oder umfasst es lediglich Stränge 104, die zwischen Muster 110 eingewebt sind. In manchen Fällen ist (z. B. umfasst ausschließlich) oder umfasst es lediglich Stränge 108, die zwischen Muster 130 eingewebt sind.
Harz kann innerhalb oder in dem Schaltplattenmuster aus nicht leitfähigen oder leitfähigen Strängen imprägniert oder laminiert werden. Das Harz kann gehärtet werden, um eine Festkörperschaltplatte als Schaltplatte 100 auszubilden. Die Imprägnierung und Härtung können wie im Stand der Technik bekannt durchgeführt werden. Die obere Fläche 150 und die untere Fläche 153 können in manchen Fällen plane Flächen sein, die Flächen 150 und 153 werden z. B. durch chemische, mechanische oder andere im Stand der Technik bekannte Planarisierungsverfahren planarisiert werden. Solche Planarisierung kann leitfähige Stränge des Musters 120 und 130 derart segmentieren, das die Drähte und koaxiale Stränge von der Fläche 150 zu 153 verlaufen, aber nicht erneut in die Platte 100 hineinführen. Jedoch kann eine solche Planarisierung intakte Drähte 118 belassen, außer eines Eingangs und Ausgangs am Leitermuster 110. Zusätzliche Beschreibungen der Imprägnierung, Härtung und Planarisierung sind nachstehend gegeben.
Daher kann die Schalplatte 100 als ein planarisiertes gehärtetes Verbundmaterial beschrieben werden, das eine obere planierte Fläche 150, eine untere planierte Fläche 153 und elektrisch leitfähige Strangsegmente der Muster 120 und 130, die von der oberen zu der unteren Fläche verlaufen, aufweist. Die Schaltplatte 100 kann außerdem Drähte 118 innerhalb der Platte umfassen, die nicht zu der oberen und unteren Fläche verlaufen (eventuell mit Ausnahme des Eingangs- und Ausgangsdrahts, die sich zu den Flächen hin erstrecken). Es versteht sich, dass die an oder auf den Flächen 150 und 153 freiliegenden Enden der leitfähigen Stränge des Musters 110 (z. B. optional des Eingangs- und des Ausgangsdrahts), 120 und 130 mit elektrischen Interconnects, Leiterbahnen oder Anschlüssen, die in oder auf Flächen der Schaltplatte 100 ausgebildet sind, verbunden sein können. In manchen Fällen sind die elektrischen Interconnects, Leiterbahnen oder Anschlüsse in oder auf den Flächen der Schaltplatte 100 an Positionen der freiliegenden Enden der leitfähigen Stränge der Muster 110, 120 und 130 ausgebildet.
2A zeigt leitfähige Stränge von 1A und 1B, die Sätze von dazwischen eingewebten nicht leitfähigen Strängen aufweisen. Der koaxiale Strang 131 ist derart gezeigt, dass er einen Außendurchmesser 133 und eine Außenfläche 232 aufweist. Der Draht 122 ist derart gezeigt, dass er einen Außendurchmesser 124 und eine Fläche 224 zwischen dem Strang 131 und dem Draht 122 aufweist. Der Draht 121 ist mit einer Fläche 221 gezeigt. Ein Satz nicht leitfähiger Stränge 210 ist derart gezeigt, dass er horizontal zwischen Stränge 131, 121, 124 zu einem Muster 216 gewebt ist. Ein Satz nicht leitfähiger Stränge 220 ist derart gezeigt, dass er horizontal zwischen Stränge 131, 121, 124 zu einem Muster 226 gewebt ist. Es versteht sich, dass die Muster 216 und 226 in Bezug auf die Längsachsen der Stränge 131, 121 und 134 Spiegelbilder sind. Es versteht sich, dass verschiedene andere Webmuster verwendet werden können, wie jene, die für ein Verweben von nicht leitfähigen Strängen und Stofffasern bekannt sind.
Ein Satz von Strängen 210 umfasst Stränge 211, 212, 213 und 214. Ein Satz 220 umfasst Stränge 221, 222, 223 und 224. Obwohl vier Stränge in jedem Satz gezeigt sind, versteht es sich, dass verschiedene andere Mengen von Strängen verwendet werden können. Obwohl die Stränge 210 und 220 mit Muster 216 und 226 gezeigt sind, versteht es sich, dass andere Muster verwendet werden können. Die Sätze von Strängen 210 und 220 können die Stränge 106 oder 108 repräsentieren. In manchen Fällen repräsentieren sie sowohl Stränge 106 als auch 108. In manchen Fällen repräsentieren die Stränge 210 und 220 ein Webmuster für Stränge 104.
2B zeigt ein Induktivitätsmuster aus Drähten von 1A und 1B, die Sätze von dazwischen eingewebten nicht leitfähigen Strängen aufweisen. 2B zeigt ein Induktivitätsmuster 110 aus Massivdrähten 118 von 1A und 1B, die Sätze von nicht leitfähigen Strängen aufweisen, die dazwischen eingewebt sind. 2A zeigt die Drähte 118, zwischen die Stränge 104 eingewebt sind. Die Stränge 104 umfassen nicht leitfähige Stränge 241, 242 und 243. Die Stränge 104 sind derart gezeigt, dass sie zwischen Drähte 118 und das Muster 246 eingewebt sind. Es kann so aufgefasst werden, dass die Stränge 104 durch die Abstände 119 zwischen den Drähten 118 hindurch eingewebt sind. Es versteht sich, dass verschiedene andere Webmuster verwendet werden können, wie jene, die für ein Verweben von nicht leitfähigen Strängen und Stofffasern bekannt sind.
In manchen Fällen zeigen 2A und 2B eine schematische Darstellung von mehreren Arten von Leitern (z. B. leitfähige Stränge) in einem Paar Glasfaserstränge (z. B. nicht leitfähige Stränge). Die Glasfaserstränge können eine Doppelfunktion aufweisen, wie (1) Bereitstellen von mechanischen Integrität für den Substratkern als eine Funktion der Glasfasern, und (2) Bereitstellen von Unterstützung an die vertikalen Leiter, um sie in einer festen Position (z. B. x, y oder x, y, z) während des Harzfüllvorgangs zu halten, was ein kritischer Teil der Substratkernherstellung sein kann. In manchen Fällen sollen die Glasfasern Verstärkung bereitstellen und die Leiter in einer festen Position während der Harzeinfüllung halten.
In manchen Fällen umfasst das nicht leitfähige Schaltplattenmuster mindestens horizontal verwebte oder angeordnete Stränge, die zwischen, durch, innerhalb, um die leitfähigen Stränge eingewebt oder mit diesen verwebt sind. In manchen Fällen umfasst das Schaltplattengewebe die nicht leitfähigen Stränge, die in X, Y-Richtung zwischen die leitfähigen Strängen eingewebt sind, um das Schaltplattenmuster zu bilden, und ein Weben der leitfähigen Stränge in Z-Richtung, so dass danach manche der leitfähigen Stränge von einer oberen Fläche zu einer unteren Fläche des Schaltplattenmusters verlaufen. In manchen Fällen sind die nicht leitfähigen Stränge Glasfasern. In manchen Fällen sind die leitfähigen Stränge Drähte und/oder koaxiale Stränge.
In manchen Fällen umfassen die nicht leitfähigen Stränge einen ersten Satz von vertikal benachbarten parallelen nicht leitfähigen Strängen (z. B. Satz 210), sie horizontal zwischen die leitfähigen Stränge zu einem ersten Muster (z. B. Muster 120, 130 und/oder 110) gewebt oder angeordnet werden, und einen zweiten Satz von vertikal benachbarten parallelen nicht leitfähigen Strängen (z. B. Satz 220), die horizontal zwischen die leitfähigen Stränge zu einem zweiten Muster gewebt werden, das in Bezug auf eine vertikale oder Z-Richtung ein horizontales Spiegelbild des ersten Musters ist. Die zwei Sätze können derart beschrieben werden, dass sie in Bezug auf die leitfähigen Stränge entgegengesetzte Muster aufweisen.
Einige hier beschriebene Ausführungsformen stellen ein Substratgehäuse bereit, das frühere Substratkerne durch einen Kern ersetzen kann, der mehr aktive Funktionen darin aufweist, darunter eine Mischung aus eingebauten Induktivitäten, koaxialen vertikalen Verbindungen und gefüllten Durchmetallisierungen (z. B. Drähten). All diese Funktionalitäten erhöhen den Wert, den der Substratkern dem gesamten Substratgehäuse hinzufügt, und können manche von den auf der Oberfläche montierbaren passiven Bauelementen eliminieren (z. B. durch den früheren PTH-Aufbau oder -Herstellung verursachte Unzulänglichkeiten). Ein Vorteil der hier beschriebenen Ausführungsformen liegt darin, dass sie möglicherweise keine Modifizierung der vorhandenen Strecken bei Substratherstellern erfordern. Die Ausführungsformen (z. B. Schaltplatte 100, Muster 102, Gewebe 300, 500 oder 501) können bei einem oder durch einen Kernhersteller implementiert werden und die fertigen Kerne können an einen Substrathersteller zur Beschaltung und Strukturierung der oberen Schicht (Anschlüsse und Leiterbahnen) und Gestaltung der anschließenden Aufbauschichten geschickt werden.
3A und 3B sind jeweils eine vereinfachte Draufsicht-Darstellung und eine vereinfachte Seitendarstellung eines zweischichtigen Webstoffs, der mithilfe eines Webverfahrens eines Verfahrens gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen angefertigt wurde. 3A und 3B sind vereinfachte Darstellungen eines Beispiels für einen Webstoff 300 mit einer oberen Fläche 302 und einer unteren Fläche 304, der durch Verweben einer Vielzahl von elektrisch nicht leitfähigen Strängen (als 306a und 306b gezeigt) und elektrisch leitfähigen Strängen 308 (z. B. gemäß Block 410 von 4) ausgebildet ist. In manchen Fällen ist der Stoff 300 der Stoff, der zum Ausbilden der Schaltplatte 100 verwendet wird, und weist ein Schaltplattenmuster 102 aus nicht leitfähigen Strängen 104, 106 und 108 auf, die zwischen Komponentenmuster, einschließlich des Induktivitätsmusters 110 aus Drahtsträngen, des Musters 120 aus leitfähigen Drähten und des Musters 130 aus koaxialen Drähten, eingewebt sind. In manchen Fällen können Stränge 306a und 306b einen beliebigen oder mehrere von den Strängen 104, 106 und 108 repräsentieren. In manchen Fällen können die Stränge 308 ein beliebiges oder mehrere von den Drähten 118, den Drähten des Musters 120, den koaxialen Strängen des Musters 130 repräsentieren.
In einigen Ausführungsformen von 3A und 3B umfassen die elektrisch leitfähigen Stränge leitfähige Drahtstränge 121 und koaxiale Stränge 131, die derart gewebt sind, dass sie von der oberen Fläche 302 des Webstoffs 300 zu der unteren Fläche 304 des Webstoffs 300 verlaufen. Außerdem kann das Weben dieser elektrisch leitfähigen Stränge 308 zu „Schleifen” (d. h. U-förmigen Segmenten) von elektrisch leitfähigen Strängen 308 an der oberen und der unteren Fläche des Webstoffs 300 führen.
In einigen Ausführungsformen von 3A und 3B umfassen die elektrisch leitfähigen Stränge die Stränge des Induktivitätsmusters 118, die derart gewebt sind, dass sie nicht zu der oberen Fläche 302 des Webstoffs 300 oder zu der unteren Fläche 304 des Webstoffs 300 verlaufen. Außerdem kann das Weben dieser elektrisch leitfähigen Stränge 308 zu „Schleifen” (d. h. flachförmigen Segmenten, wie z. B. Fläche 115 und 117) von elektrisch leitfähigen Strängen 308 unterhalb der oberen und der unteren Fläche des Webstoffs 300 führen.
In der Ausführungsform von 3A und 3B ist der Webstoff 300 ein doppelschichtiger Webstoff, der eine obere Schicht 310 und eine untere Schicht 312 umfasst. Die obere Schicht 310 und die untere Schicht 312 können im Wesentlichen mithilfe der leitfähigen Stränge 308 miteinander verwebt werden, die zwischen der oberen Schicht 310 und der unteren Schicht 312 hin und zurück führen.
In manchen Fällen umfasst die Vielzahl von elektrisch nicht leitfähigen Strängen „füllende” Stränge 306a, die nicht in Maschinenrichtung angeordnet sind und die die in Maschinenrichtung angeordneten Stränge 306b umschließen. Die Füllstränge und die umschließenden Stränge werden als „gekräuselt” (crimped) charakterisiert, da sie an Punkten gebogen sind, an denen sie einander kreuzen.
In manchen Fällen kann, falls erwünscht, die Vielzahl von elektrisch nicht leitfähigen Strängen außerdem „nicht gekräuselte” (uncrimped) Stränge (nicht in der Ausführungsform von 3A und 3B dargestellt) umfassen, die in Maschinenrichtung zwischen der oberen Schicht 310 und der unteren Schicht 312 angeordnet sind, und/oder nicht gekräuselte Füllstränge umfassen. Nicht gekräuselte Stränge, die in Maschinenrichtung angeordnet sind, können mechanische Verstärkung für den Webstoff und das endgültige Leiterplattensubstrat (PCB-Substrat) bereitstellen.
Indem mehrere Schichten (z. B. die obere Schicht 310 und die untere Schicht 312) verwendet werden, werden die elektrisch leitfähigen Stränge 308 in eine vertikale Position in ihrem Durchgang von der oberen Schicht zu der unteren Schicht gebracht. Wie aus der nachstehenden Besprechung ersichtlich sein wird, führt eine derartige vertikale Position zu einem elektrisch leitfähigen Strangsegment (zu leitfähigen Segmenten), das auch nach der Planarisierung vertikal angeordnet ist. Ein derartiges vertikal angeordnetes elektrisch leitfähiges Strangsegment ist daher derart ausgelegt, dass es wie eine vertikal angeordnete elektrisch leitfähige Durchkontaktierung funktioniert.
Obwohl 3A und 3B ein Gewebe darstellen, das zu einem gewebten Stoff mit einem gewebten Muster führt, das entsprechend einer quadratischen Gitteranordnung angeordnet ist, können Verfahren gemäß den vorliegenden Ausführungsformen der Erfindung ein beliebige geeignete Webtechnik verwenden, die einem Fachmann bekannt ist, und können zu einem gewebten Stoff mit einem regelmäßigen oder unregelmäßigen Muster führen. Zum Beispiel kann Jacquard-Webtechnik verwendet werden, um einen gewebten Stoff mit einem regelmäßigen oder unregelmäßigen Muster zu bilden, oder ein mehrschichtiger gewebter Stoff kann in dem Webverfahren gebildet werden. Außerdem können der Durchmesser und/oder Art von jedem von den elektrisch nicht leitfähigen Strängen und den elektrisch leitfähigen Strängen in dem gesamten gewebten Stoff gleichmäßig und konstant sein oder sie können variieren.
In der Ausführungsform von 3 ist die Vielzahl von elektrisch leitfähigen Strangsegmenten in dem planarisierten Webstoff in einem regelmäßigen Muster angeordnet. Jedoch kann die Vielzahl von elektrisch leitfähigen Strangsegmenten auch in einem unregelmäßigen Muster angeordnet sein.
Stränge 306A und 306B, die in der Schicht 310 und der Schicht 312 gezeigt sind, können einen beliebigen von den Strängen 104, 106 und 108 repräsentieren. Zum Beispiel kann das in 3A und 3B gezeigte Muster anstelle des in 2A oder 2B gezeigten Musters verwendet werden. Es versteht sich, dass andere Muster verwendet werden können, wie z. B. Muster, die für ein Weben von nicht leitfähigen Strängen oder Stofffasern bekannt sind.
4 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Verfahren 400 zum Herstellen eines Gehäusesubstrats gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Das Verfahren 400 kann ein Verfahren zum Ausbilden einer Schaltplatte, einer Leiterplatte (PCB), eines Substratgehäuses oder eines Substrats sein. Das Verfahren 400 umfasst zunächst bei Block 410 ein Weben einer Vielzahl von elektrisch nicht leitfähigen Strängen und mindestens eines elektrisch leitfähigen Strangs (z. B. eines Drahtstrangs, eines koaxialen Strangs und/oder eines Strangs eines Induktivitätsmusters), um einen Webstoff zu bilden. Block 410 kann ein Anordnen oder Platzieren der leitfähigen Stränge an vorgegebenen Positionen umfassen, um die Drähte, die koaxialen Stränge und die Drähte des Induktivitätsmusters zu bilden. Eine derartige Anordnung kann Entwerfen oder Vorauswählen der Position und des Webmusters für die Leiter umfassen. Block 410 kann außerdem ein Weben eines Maschenmusters aus den nicht leitfähigen Strängen und den leitfähigen Strängen umfassen, um ein Gewebe aus einem oder mehreren von nicht leitfähigen Strängen zu bilden, die zwischen beliebige zwei von den leitfähigen Strängen eingewebt werden.
5A zeigt einen Stoff für eine Schaltplatte gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen, der elektrisch nicht leitfähige Stränge aufweist, die vor einer Harzimprägnierung zwischen elektrisch leitfähige Stränge eingewebt oder mit ihnen verwebt werden. Schaltplatte 500 ist derart gezeigt, dass sie nicht leitfähige Stränge 504 aufweist, die mit den leitfähigen Strängen 508 verwebt sind. Schaltplatte 500 kann die Platte 100 oder 300 repräsentieren. Stränge 504 können beliebige oder alle von den Strängen 104, 106 und 108 repräsentieren. Leitfähige Stränge 508 können beliebige von den Drähten 118, den Drähten 121 und 122 und/oder Strängen 131 und 132 repräsentieren.
Block 410 kann Webdrähte 118 umfassen, die einen Eingangsdraht und einen Ausgangsdraht für die Induktivität 112 umfassen, die zu der oberen Fläche 150 und/oder der unteren Fläche 153 der Schaltplatte oder darüber hinaus verlaufen. Der Eingangs- und der Ausgangsdraht können während der Planarisierung bei Block 440 segmentiert werden.
Die obere Fläche und die untere Fläche des resultierenden Webstoffs können freiliegend sein. Webblock 410 kann den Webstoff unter Verwendung einer beliebigen geeigneten Webtechnik, darunter zum Beispiel einer auf Einzelschichten basierenden oder einer mehrschichtigen Webtechnik, Dobby- oder Jacquard-basierter Webtechnik, bilden. Das Verwenden einer Jacquard-basierter Webtechnik ermöglicht eine Ausbildung von Webstoffen, wobei die elektrisch nicht leitfähigen Stränge und der elektrisch leitfähige Strang (die elektrisch leitfähigen Stränge) wahlweise entweder in einem unregelmäßigen Webmuster oder einem regelmäßigen Webmuster angeordnet werden. Webblock 410 kann unter Verwendung herkömmlicher Webgeräte, die einem Fachmann bekannt sind, durchgeführt werden. Die elektrisch nicht leitfähigen Stränge, die im Verfahren gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung verwendet werden, können beliebige geeignete elektrisch nicht leitfähige Stränge, darunter aus Glas gebildete Fasern, Fäden oder Garne (z. B. Faserglas, S-Glas, E-Glas), Polyester oder andere Polymere, Teflon oder Kevlar, sein. Zu Beispielen von kommerziellen elektrisch nicht leitfähigen Strängen gehören 1064 Multi-End Roving und Hybon 2022 Roving, die von PPG Industries erhältlich sind. Wenn ein Glasstrang verwendet wird, kann es fakultativ mit Silan behandelt werden, um seine Hafteigenschaften an dem imprägnierenden Harz zu verbessern. Für einen Fachmann wird es offensichtlich sein, dass die elektrischen Charakteristiken des elektrisch nicht leitfähigen Strangs, ein Faktor beim Bestimmen der Dielektrizitätskonstante des Leiterplattensubstrates (PCB-Substrates sind. Die Dicke des elektrisch nicht leitfähigen Strangs hängt von der verwendeten Webtechnik und der Dicke des gerade gefertigten Gehäusesubstrats ab. Eine typische Dicke, wo E-Glas-basierte elektrisch nicht leitfähige Fasern verwendet werden, liegt im Bereich von 1 Mikrometer bis 20 Mikrometer. Der elektrisch leitfähige Strang (die elektrisch leitfähigen Stränge), der (die) in Block 410 verwendet wird, kann ein beliebiger geeigneter leitfähiger Strang sein, darunter – jedoch nicht darauf beschränkt – Drahtstränge 121 und 122, koaxiale Stränge 131 und 132 und Drähte 118 des Induktivitätsmusters. Diese Stränge können einen Leiter oder ein Material, wie einen Kupferdraht, Golddraht, einen Aluminiumdraht, einen Draht aus elektrisch leitfähigem Polymer oder eine Kombination davon, umfassen. Der Durchmesser der Stränge hängt von der Dicke des Substrats, das gerade gefertigt wird, und der gewünschten Dichte an elektrisch leitfähigen Durchkontaktierungen, die darin angeordnet werden, ab. Ein typischer Durchmesser liegt jedoch im Bereich von 15 Mikrometer bis 200 Mikrometer. Die elektrisch leitfähigen Stränge können entweder (i) einen Strang ersetzen, der normalerweise in einem herkömmlichen Webstoff enthalten wäre (z. B. einen Strang, der normalerweise bei einer Leinwandbindung verwendet wird) oder (ii) als ein zusätzlicher Strang implementiert werden, zusätzlich zu jenen, die normalerweise im Muster des Webstoffs vorhanden sind. Die Dicke des in Block 410 gebildeten Webstoffs kann auf der Grundlage der erforderlichen Substratdicke vorgegeben sein. Eine typische Dicke des Webstoffs liegt jedoch im Bereich von 0,5 mm bis 10 mm. In manchen Fällen ist die Dicke eine Dicke, die in der Regel verwendet wird, um Schaltplatten oder Gehäusesubstrate anzufertigen.
Block 410 kann ein Ausbilden eines Schaltplattenmusters oder -webstoffs umfassen (z. B. einer Gewebebildung), das ein nicht leitfähiges Schaltplattenmuster aus nicht leitfähigen Strängen (z. B. Glasfasern) umfasst, die zumindest horizontal zwischen (z. B. durch, innerhalb, oder mit) ein Komponentenmuster aus leitfähigen Strängen (z. B. Drähten oder koaxialen Strängen) eingewebt ist. Als Nächstes kann bei Block 420 der Webstoff mit einem Harzmaterial imprägniert werden, um einen imprägnierten Stoff zu bilden. Block 420 kann ein Eintauchen des Schaltplattenmusters, des Stoffs oder des Gewebes in einem Epoxidharz und anschließendes Zusammendrücken oder Druckanlegen an beide Seiten des Stoffs umfassen. Das Zusammendrücken des Gewebes kann dabei helfen, sicherzustellen, dass das Harz in alle Freiräume zwischen den leitfähigen und den nicht leitfähigen Strängen eingeflößt wird, und sicherzustellen, dass jegliche Luft oder jegliches Gas aus dem Raum zwischen den Strängen eliminiert ist. 5B zeigt den Stoff von 5A nach Harzimprägnierung gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen. Stoff 501 ist derart gezeigt, dass er nicht leitfähige Stränge 504 und leitfähige Stränge 508 aufweist, die mit Harz 510 imprägniert sind. Daher kann der Stoff 501 nach der Imprägnierung des Stoffs mit Harz eine Schaltplatte 500 mit Muster 102 oder ein Stoff aus leitfähigen und nicht leitfähigen Strängen sein, die miteinander verwebt sind. Das Harzmaterial kann ein beliebiges geeignetes Harzmaterial sein, das einem Fachmann bekannt ist, zum Beispiel Epoxid-basierte Harze, Bismaleimid-basierte Harze, Perfluorharze und Polyimidharze. Die Imprägnierung des gewebten Stoffs mit dem Harzmaterial kann unter Verwendung von herkömmlichen Techniken erzielt werden. Der Begriff „Imprägnierung” bezieht sich auf den Vorgang eines vollständigen Füllens, Durchtränkens oder Durchsetzen eines Objekts (z. B. eines gewebten Stoffes).
Block 420 kann Imprägnierung oder Laminierung eines Schaltplattenmusters (z. B. des Stoffs 500 oder des Musters 102) umfassen. Dies kann ein imprägniertes Schaltplattenmuster bilden (z. B. mit innerhalb des Schaltplattenmusters, durch das Schaltplattenmuster hindurch oder im gesamten Schaltplattenmuster eingeflößten Harz).
Als Nächstes kann bei Block 430 der imprägnierte Stoff gehärtet werden, um einen gehärteten Stoff zu bilden. Block 430 kann ein Härten in einem Ofen bei zwischen 170 und 180 Grad Celsius umfassen. Block 430 kann ein Bereitstellen des Substrats mit einer „Hand” umfassen, die eine vorausgewählte oder vorgegeben Hand ist.
Das Härten kann zum Beispiel unter Verwendung von herkömmlichen thermischen und/oder UV-Härtungsverfahren vollendet werden. Obwohl die Parameter des Härtungsverfahrens von dem Harzmaterial abhängen, das zum Imprägnieren des gewebten Stoffs verwendet wird, wird der Härtungsblock 430 in der Regel in einer Stickstoff- oder Luftumgebung bei einer Temperatur im Bereich von 125 Grad Celsius bis 200 Grad Celsius und bei einer Zeitdauer im Bereich von 15 Minuten bis 2 Stunden durchgeführt.
Block 430 kann ein Härten des Harzes umfassen, um ein gehärtetes Schaltplattenmuster zu bilden (z. B. einen gehärteten Stoff 501 oder ein gehärtetes Muster 102). Block 430 kann ein Härten des imprägnierten Schaltplattenmusters umfassen (z. B. des gehärteten Stoffs 501 oder Musters 102), um ein gehärtetes Verbundmaterial (z. B. Schaltplatte 100 oder Muster 102) zu bilden.
Bei Block 440 können nach der Härtung des imprägnierten Stoffs die obere Fläche und die untere Fläche des gehärteten Stoffs planiert oder planarisiert werden. Block 440 kann eine Planarisierung einer oberen Fläche und einer unteren Fläche des gehärteten Schaltplattenmusters umfassen, um die Schaltplatte 100 zu bilden, die Komponenten (z. B. Drähte, koaxiale Stränge und Induktivitäten) im Schaltplattenmuster 102 aufweist. Block 440 kann eine Planarisierung der Flächen umfassen, um mindestens einen Draht oder einen koaxialen Strang, der auf der oberen oder der unteren Fläche des Schaltplattenmusters gewebt ist, zu segmentieren. Block 440 kann ein Segmentieren der Drähte 118 umfassen, die ein Eingangsdraht und ein Ausgangsdraht für die Induktivität 112 sind und die zu der oberen Fläche 150 und/oder der unteren Fläche 153 der Schaltplatte oder darüber hinaus verlaufen. Block 440 kann ein Ausbilden einer planarisierten gehärteten Verbundmaterialschaltplatte 100 mit einer oberen planierten Fläche 150, einer unteren planierten Fläche 153 und einer Vielzahl von elektrisch leitfähigen Strangsegmenten (z. B. Drähten oder koaxialen Strängen) umfassen, die von der oberen planierten Fläche zu der unteren planierten Fläche verlaufen, umfassen.
5C zeigt den Stoff von 5B nach Härtung des Harzes und einer mechanischen Planarisierung der oberen und unteren Fläche gemäß hier beschriebenen Ausführungsformen. 5C zeigt Schaltplatte 100, die eine obere Fläche 150 und eine untere Fläche 153 aufweist, die durch Härten des in den Stoff 501 imprägnierten Harzes und anschließendes Planarisieren der oberen und der unteren Fläche der Schaltplatte 501 gebildet werden kann. Drähte 121 und 122 und koaxiale Stränge 131 und 132 sind derart gezeigt, dass sie von der oberen zu der unteren Fläche verlaufen. Es versteht sich, dass die Schaltplatte 100 außerdem die Drähte 118 des Induktivitätsmusters 110 umfassen kann, wie in 1A und 1B gezeigt. 5C zeigt außerdem nicht leitfähige Stränge 504 und gehärtetes Harz 510.
Der Begriff „Planieren” oder „Planarisieren” kann sich auf ein Entfernen der Oberfläche(n) eines Objekts (z. B. eines gehärteten Stoffes) beziehen. Dieser Planierungsblock kann dazu dienen, den mindestens einen leitfähigen Strang zu segmentieren und ein Substrat 100 zu bilden, das einen planarisierten gehärteten Stoff oder ein planarisiertes gehärtetes Muster 102 mit einer oberen planierten Fläche 150, einer unteren planierten Fläche 153 und einer Vielzahl von leitfähigen Strangsegmenten (z. B. Drahtsträngen, koaxialen Strängen und/oder Strängen des Induktivitätsmusters), die aus dem mindestens einem leitfähigen Strang gebildet sind, umfasst. Einige von den leitfähigen Strangsegmenten (z. B. Drahtsträngen und/oder koaxialen Strängen) verlaufen von der oberen planierten Fläche zu der unteren planierten Fläche und können als elektrisch leitfähige Durchkontaktierungen des Substrats dienen. Mit anderen Worten entfernt das Planierungsverfahren jede von den „wiedereintretenden Schleifen” dieser elektrisch leitfähigen Stränge an der oberen und der unteren Fläche des gewebten Stoffes, wodurch eine Vielzahl von elektrisch leitfähigen Strangsegmenten (Durchkontaktierungen) verbleibt. Einige der leitfähigen Strangsegmente (z. B. Stränge des Induktivitätsmusters) verlaufen nicht zu der oberen planierten Fläche oder zu der unteren planierten Fläche hin und können als elektrisch leitfähige Drähte einer Induktivität dienen, die nach der Planarisierung des gehärtetes Stoffs innerhalb der Höhe oder Dicke des Substrat ausgebildet ist. In manchen Fällen gibt es einen Eingangs- und einen Ausgangsdraht zu den Strängen des Induktivitätsmusters, die zu der oberen und der unteren planierten Fläche verlaufen. In manchen Fällen verlaufen dieser Eingangs- und Ausgangsdraht nicht zu jenen Flächen, sondern sind mit anderen leitfähigen Strängen (z. B. des Musters 120 oder 130) zwischen den Schaltplattenflächen verbunden. Die Planarisierung kann unter Verwendung einer Schleiftechnik, einer Läpptechnik und/oder Frästechnik (oft als „Skalpieren” (Scalping) bezeichnet), die einem Fachmann bekannt sind, vollbracht werden. Der Planierprozess kann zum Beispiel 1,0 mm bis 0,5 mm von jeder von der oberen und der unteren Fläche des gehärteten Stoffs entfernen. Nicht einschränkende Beispiele für Abmessungen des Substrats 100 sind eine Dicke von 0,8 mm, ein Abstand zwischen elektrisch leitfähigen Strangsegmenten von 1,0 mm und ein Durchmesser eines elektrisch leitfähigen Strangsegments von 70 Mikrometer für Drähte 121, 122 und 118.
Es versteht sich, dass die nach der Planarisierung an oder auf den Flächen 150 und 153 freiliegenden Enden der leitfähigen Stränge der Muster 110, 120 und 130 mit elektrischen Interconnects, Leiterbahnen oder Anschlüssen, die in oder auf den Flächen der Schaltplatte 100 ausgebildet sind, verbunden werden können. In manchen Fällen sind die elektrischen Verbindungen, Leiterbahnen oder Anschlüsse in oder auf den Flächen der Schaltplatte 100 an Positionen der freiliegenden Enden der leitfähigen Stränge der Muster 110, 120 und 130 ausgebildet.
Das Ausbilden des Induktivitätsmusters 110 innerhalb der Schaltplatte 100 stellt Vorteile bereit, darunter Filtern von Signalen zwischen der oberen Fläche und der unteren Fläche des Schaltplatte, so dass diskrete Kondensatoren auf der Nacktchipseite der Schaltplatte oder an der Hauptplatine unterhalb des Gehäusesubstrats nicht erforderlich sind, und Bereitstellen einer stabileren Leistungssignalübertragung zwischen der oberen und der unteren Fläche der Platte. Außerdem stellt das Ausbilden der Drähte 121 und 122 eine stabile und gute Leistungssignalübertragung (z. B. Gleichstrom oder Masse) zwischen der oberen und der unteren Fläche der Schaltplatte bereit. Außerdem stellt das Ausbilden der koaxialen Stränge 131 und 132 stabilere und bessere Hochfrequenzsignalübertragung zwischen der oberen und der unteren Fläche der Schaltplatte bereit. Solche Signale können eine Frequenz von größer gleich einem Gigabyte pro Sekunde aufweisen. Solche Signale können Hochfrequenzvideo-, -grafik-, audio-GDDR-Speicher- und andere Hochfrequenzsignale umfassen. Andere Vorteile umfassen das Halten, durch die nicht leitfähigen Fasern, des gewebten Musters (z. B. des Musters 102) der leitfähigen Fasern in Position an einer gewünschten Stelle während des Harzimprägnierens und Härtens. Andere Vorteile umfassen das Ausbilden der Muster 110, 120 und 130 mit den zu den Flächen der Schaltplatte 100 verlaufenden leitfähigen Strängen ohne Bohren, Metallisieren oder Ausbilden von Durchkontaktierungen in den Flächen 150 und 153 der Schaltplatte. Außerdem kann das Ausbilden der Drähte 121 und 122, der koaxialen Stränge 131 und 132 oder des Eingangs- und Ausgangsdraht zum Muster 110: (1) scharfe Kanten an den Flächen der Schaltplatte vermeiden, die gebildet werden, wenn Durchmetallisierungen gebohrt und mit einem Leiter metallisiert werden, und (2) ein Ausbilden von Hohlräumen vermeiden und die Hohlräume auffüllen, die zu Brüchen in der Platte aufgrund von Feuchtigkeit während des Herstellens und Verwendens führen können.
6 veranschaulicht eine Rechenvorrichtung gemäß einer Implementierung. Die Rechenvorrichtung 600 beherbergt eine Schaltplatte 602. Schaltplatte 602 kann eine Reihe von Komponenten umfassen, einschließlich, aber nicht beschränkt auf einen Prozessor 604 und mindestens einen Kommunikationschip 606. Prozessor 604 ist physisch und elektrisch mit der Schaltplatte 602 verbunden. Bei einigen Implementierungen ist mindestens ein Kommunikationschip 606 ebenfalls physisch und elektrisch mit Schaltplatte 602 verbunden. Bei weiteren Implementierungen ist Kommunikationschip 606 ein Teil des Prozessors 604. Abhängig von ihren Anwendungen kann die Rechenvorrichtung 600 andere Komponenten umfassen, die mit der Schaltplatte 602 physisch und elektrisch verbunden sein können oder nicht. Diese anderen Komponenten umfassen unter anderem einen flüchtigen Speicher (z. B. DRAM), einen nichtflüchtigen Speicher (z. B. ROM), einen Flash-Speicher, einen Grafikprozessor, einen Digitalsignal-Prozessor, einen Kryptoprozessor, einen Chipsatz, eine Antenne, eine Anzeige, eine Berührungsbildschirm-Anzeige, eine Berührungsbildschirm-Steuerung, einen Akku, einen Audiocodec, einen Videocodec, einen Leistungsverstärker, ein globales Positionsbestimmungssystem (GPS), einen Kompass, einen Beschleunigungsmesser, ein Gyroskop, einen Lautsprecher, eine Kamera und ein Massenspeichergerät (wie einen Festplattenlaufwerk, eine Compact-Disc (CD), Digital Versatile Disk (DVD) usw.). Kommunikationschip 606 ermöglicht eine drahtlose Kommunikation zur Übertragung von Daten an die und von der Rechenvorrichtung 600. Der Begriff „drahtlos” und seine Ableitungen kann verwendet sein, um Schaltungen, Geräte, Systeme, Verfahren, Techniken, Kommunikationskanäle usw. zu beschreiben, die Daten unter Verwendung von modulierter elektromagnetischer Strahlung durch ein nicht festes Medium kommunizieren können. Der Begriff impliziert nicht, dass die assoziierten Geräte keine Drähte enthalten, obwohl sie in einigen Ausführungsformen möglicherweise keine enthalten. Kommunikationschip 606 kann eine beliebige von einer Anzahl von drahtlosen Standards oder Protokollen implementieren, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Wi-Fi (IEEE 802.6-Familie), WiMAX (IEEE 802.16-Familie), IEEE 802.20, Long Term Evolution (LTE), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, Ableitungen davon sowie beliebige andere drahtlose Protokolle, die als 3G, 4G, 5G und darüber hinaus bezeichnet werden. Rechenvorrichtung 600 kann eine Vielzahl von Kommunikationschips 606 umfassen. Zum Beispiel kann ein erster Kommunikationschip 606 für drahtlose Kommunikation kürzerer Reichweite, wie z. B. Wi-Fi und Bluetooth, bestimmt sein, und ein zweiter Kommunikationschip 606 kann für drahtlose Kommunikation längerer Reichweite, wie z. B. GPS, EDGE, GPRS, CDMA, WiMAX, LTE, Ev-DO und andere, bestimmt sein. Prozessor 604 der Rechenvorrichtung 600 umfasst einen ungehäusten IC-Chip, der innerhalb des Prozessors 604 gehäust ist. In einigen Implementierungen ist der ungehäuste IC-Chip auf einem Substratgehäuse, das – wie unter Bezugnahme auf 1 bis 5 beschrieben – Drahtstränge, koaxiale Stränge und/oder Stränge des Induktivitätsmusters aufweist, montiert und damit elektrisch verbunden. Das Gehäuse kann die Schaltplatte 100 umfassen oder sein. Es kann aus Stoff 300, Stoff 500 oder Stoff 501 ausgebildet sein oder diesen umfassen. Der Begriff „Prozessor” kann auf eine beliebige Vorrichtung oder einen Abschnitt einer Vorrichtung verweisen, die/der elektronische Daten von Registern und/oder Speicher verarbeitet, um diese elektronischen Daten in andere elektronische Daten zu verwandeln, die in Registern und/oder Speicher gespeichert werden können. Kommunikationschip 606 umfasst außerdem einen ungehäusten IC-Chip, der innerhalb des Kommunikationschips 606 gehäust ist. Gemäß einer anderen Implementierung umfasst ein Gehäuse einen Kommunikationschip, der auf einem Substratgehäuse, das – wie unter Bezugnahme auf 1 bis 5 beschrieben – Drahtstränge, koaxiale Stränge und/oder Stränge des Induktivitätsmusters aufweist, montiert und damit elektrisch verbunden ist. In weiteren Implementierungen kann eine weitere Komponente, die innerhalb der Rechenvorrichtung 600 beherbergt ist, ein mikroelektronisches Gehäuse umfassen, das einen ungehäusten IC-Chip umfasst, der auf einem Substratgehäuse, das – wie unter Bezugnahme auf 1 bis 5 beschrieben – Drahtstränge, koaxiale Stränge und/oder Stränge des Induktivitätsmusters aufweist, montiert und damit elektrisch verbunden ist. In verschiedenen Implementierung kann die Rechenvorrichtung 600 ein Laptop, ein Netbook, ein Notebook, ein Ultrabook, ein Smartphone, ein Tablet, ein Personal Digital Assistant (PDA), ein Ultra Mobile PC, ein Mobiltelefon, ein Desktop-Computer, ein Server, ein Drucker, ein Scanner, ein Monitor, eine Set-Top-Box, ein Unterhaltungssteuergerät, eine Digitalkamera, ein portables Musikwiedergabegerät oder ein digitaler Videorekorder sein. In weiteren Implementierungen kann die Rechenvorrichtung 600 eine beliebige andere elektronische Vorrichtung sein, die Daten verarbeitet.
BEISPIELE
Die folgenden Beispiele gehören zu den Ausführungsformen.
Beispiel 1 ist ein Verfahren zum Herstellen einer Schaltplatte, umfassend: Ausbilden eines Schaltplattenmusters, das ein nicht leitfähiges Schaltplattenmuster aus nicht leitfähigen Strängen umfasst, die zwischen ein Komponentenmuster aus leitfähigen Strängen eingewebt sind, wobei das Komponentenmuster eines von (a) koaxialen Strängen, die ein dielektrisches Material zwischen einem Massivdraht aus Leitermaterial und einem äußeren Abschirmzylinder aus einem Leitermaterial, der den Massivdraht aus Leitermaterial umgibt, aufweisen, oder (b) einem Induktivitätsmuster aus Massivdrähten aus Leitermaterial umfasst,
In Beispiel 2 kann der Gegenstand von Beispiel 1 fakultativ umfassen: Imprägnieren des Schaltplattenmusters mit Harz, um ein imprägniertes Schaltplattenmuster zu bilden, Härten des imprägnierten Schaltplattenmusters, um ein gehärtetes Schaltplattenmuster zu bilden, und Planarisieren einer oberen Fläche und einer unteren Fläche des gehärteten Schaltplattenmusters, um eine gehärtete Schaltplatte zu bilden.
In Beispiel 3 kann der Gegenstand von Beispiel 2 fakultativ umfassen, wobei das Planarisieren umfasst: Segmentieren von mindestens einem von (a) einem koaxialen Strang oder (b) einem Massivdraht aus Leitermaterial des Induktivitätsmusters, und Ausbilden eines planarisierten gehärteten Verbundmaterials mit einer oberen planierten Fläche, einer unteren planierten Fläche und einer Vielzahl von elektrisch leitfähigen Strangsegmenten, die von der oberen planierten Fläche zu der unteren planierte Fläche verlaufen.
In Beispiel 4 kann der Gegenstand von Beispiel 1 fakultativ umfassen, wobei das Ausbilden umfasst: Einweben der nicht leitfähigen Stränge in X, Y-Richtung zwischen die leitfähigen Stränge, um das Schaltplattenmuster auszubilden, und Einweben der leitfähigen Stränge in Z-Richtung, so dass mindestens einige von den leitfähigen Strängen von einer oberen Fläche zu einer unteren Fläche des Schaltplattenmusters verlaufen und über die obere und die untere Fläche des Schaltplattenmusters gewebt sind.
In Beispiel 5 kann der Gegenstand von Beispiel 1 fakultativ umfassen, wobei die nicht leitfähigen Stränge einen ersten Satz von vertikal benachbarten parallelen nicht leitfähigen Strängen, die horizontal zwischen die leitfähigen Stränge zu einem ersten Muster verwebt sind, und einen zweiten Satz von vertikal benachbarten parallelen nicht leitfähigen Strängen umfassen, die horizontal zwischen die leitfähigen Stränge zu einem zweiten Muster verwebt sind, das in Bezug auf eine Vertikalrichtung ein horizontales Spiegelbild des ersten Musters ist.
In Beispiel 6 kann der Gegenstand von Beispiel 1 fakultativ umfassen, wobei die leitfähigen Stränge Drahtstränge aus Massivdrähten aus Leitermaterial umfassen.
In Beispiel 7 kann der Gegenstand von Beispiel 1 fakultativ umfassen, wobei das Induktivitätsmuster ein Toroidmuster umfasst, das durch einen Massivdraht aus Leitermaterial gebildet ist, wobei das Toroidmuster einen Toroidinnendurchmesser, einen Toroidaußendurchmesser, eine obere Toroidfläche zwischen dem Innendurchmesser und dem Außendurchmesser und eine untere Toroidfläche zwischen dem Innendurchmesser und dem Außendurchmesser aufweist.
In Beispiel 8 kann der Gegenstand von Beispiel 7 fakultativ umfassen, wobei sich die obere Toroidfläche unterhalb einer planarisierten oberen Fläche der Schaltplatte befindet, und die untere Toroidfläche sich unterhalb einer planarisierten unteren Fläche der Platte befindet.
In Beispiel 9 kann der Gegenstand von Beispiel 1 fakultativ umfassen, wobei das Induktivitätsmuster einen zu einer ersten Fläche der Schaltplatte verlaufenden Eingangsdraht und einen zu einer zweiten Fläche der Schaltplatte verlaufenden Ausgangsdraht umfasst, und wobei das Planarisieren ein Segmentieren des Eingangs und des Ausgangsdrahts umfasst.
Beispiel 10 ist eine Schaltplatte, umfassend: ein Schaltplattenmuster, das ein nicht leitfähiges Schaltplattenmuster aus nicht leitfähigen Strängen umfasst, die zwischen ein Komponentenmuster aus leitfähigen Strängen eingewebt sind, wobei das Komponentenmuster eines von (a) koaxialen Strängen, die ein dielektrisches Material zwischen einem Massivdraht aus Leitermaterial und einem äußeren Abschirmzylinder aus einem Leitermaterial, der den Massivdraht aus Leitermaterial umgibt, aufweisen, oder (b) einem Induktivitätsmuster aus Massivdrähten aus Leitermaterial umfasst, gehärtetes Harz, das innerhalb des Schaltplattenmusters imprägniert ist, eine obere plane Fläche des Schaltplattenmusters, und eine untere plane Fläche des Schaltplattenmusters.
In Beispiel 11 kann der Gegenstand von Beispiel 10 fakultativ umfassen, wobei das Schaltplattenmuster die nicht leitfähigen Stränge, die in X, Y-Richtung zwischen die leitfähigen Strängen eingewebt sind, und die leitfähigen Stränge umfasst, die in Z-Richtung derart gewebt sind, dass mindestens einige der leitfähigen Stränge von einer oberen Fläche zu einer unteren Fläche des Schaltplattenmusters verlaufen.
In Beispiel 12 kann der Gegenstand von Beispiel 10 fakultativ umfassen, wobei die nicht leitfähigen Stränge einen ersten Satz von vertikal benachbarten parallelen nicht leitfähigen Strängen, die horizontal zwischen die leitfähigen Stränge zu einem ersten Muster verwebt sind, und einen zweiten Satz von vertikal benachbarten parallelen nicht leitfähigen Strängen umfassen, die horizontal zwischen die leitfähigen Stränge zu einem zweiten Muster verwebt sind, das in Bezug auf eine Vertikalrichtung ein horizontales Spiegelbild des ersten Musters ist.
In Beispiel 13 kann der Gegenstand von Beispiel 10 fakultativ umfassen, wobei die leitfähigen Stränge Drahtstränge aus Massivdrähten aus Leitermaterial umfassen.
In Beispiel 14 kann der Gegenstand von Beispiel 10 fakultativ umfassen, wobei das Induktivitätsmuster ein Toroidmuster umfasst, das durch einen Massivdraht aus Leitermaterial gebildet ist, wobei das Toroidmuster einen Toroidinnendurchmesser, einen Toroidaußendurchmesser, eine obere Toroidfläche zwischen dem Innendurchmesser und dem Außendurchmesser und eine untere Toroidfläche zwischen dem Innendurchmesser und dem Außendurchmesser aufweist, und wobei sich die obere Toroidfläche unterhalb einer planarisierten oberen Fläche der Schaltplatte befindet und die untere Toroidfläche sich unterhalb einer planarisierten unteren Fläche der Schaltplatte befindet.
In Beispiel 15 kann der Gegenstand von Beispiel 10 fakultativ umfassen, wobei das Induktivitätsmuster einen zu einer ersten Fläche der Schaltplatte verlaufenden Eingangsdraht und einen zu einer zweiten Fläche der Schaltplatte verlaufenden Ausgangsdraht umfasst.
In Beispiel 16 kann der Gegenstand von Beispiel 10 fakultativ umfassen, wobei das Schaltplattenmuster umfasst: ein Massivdrahtmuster aus leitfähigen Strängen aus massiven Leitermaterial, das derart ausgelegt ist, dass es Leistungssignale und Massesignale passieren lässt, ein koaxiales Muster aus leitfähigen Strängen aus koaxialen Leitermaterialien, das derart ausgelegt ist, dass es Hochfrequenz-Datensignale passieren lässt, und ein Induktivitätsmuster, das ein Toroidmuster aus Drähten aus massiven Leitermaterial aufwiest, das derart ausgelegt ist, dass es Niederfrequenzsignale ausfiltert.
Beispiel 17 ist ein Rechensystem, umfassend: einen integrierten Chip, der auf einem Substratgehäuse montiert ist, wobei das Substratgehäuse umfasst: ein Schaltplattenmuster, das ein nicht leitfähiges Schaltplattenmuster aus nicht leitfähigen Strängen umfasst, die zwischen ein Komponentenmuster aus leitfähigen Strängen eingewebt sind, wobei das Komponentenmuster eines von (a) koaxialen Strängen, die ein dielektrisches Material zwischen einem Massivdraht aus Leitermaterial und einem äußeren Abschirmzylinder aus einem Leitermaterial, der den Massivdraht aus Leitermaterial umgibt, aufweisen, oder (b) einem Induktivitätsmuster aus Massivdrähten aus Leitermaterial umfasst, gehärtetes Harz, das innerhalb des Schaltplattenmusters imprägniert ist, eine obere plane Fläche des Schaltplattenmusters, und eine untere plane Fläche des Schaltplattenmusters.
In Beispiel 18 kann der Gegenstand von Beispiel 17 fakultativ umfassen, wobei das Schaltplattenmuster die nicht leitfähigen Stränge, die in X, Y-Richtung zwischen die leitfähigen Strängen eingewebt sind, und die leitfähigen Stränge umfasst, die in Z-Richtung derart gewebt sind, dass mindestens einige der leitfähigen Stränge von einer oberen Fläche zu einer unteren Fläche des Schaltplattenmusters verlaufen.
In Beispiel 19 kann der Gegenstand von Beispiel 17 fakultativ umfassen, wobei die nicht leitfähigen Stränge einen ersten Satz von vertikal benachbarten parallelen nicht leitfähigen Strängen, die horizontal zwischen die leitfähigen Stränge zu einem ersten Muster verwebt sind, und einen zweiten Satz von vertikal benachbarten parallelen nicht leitfähigen Strängen umfassen, die horizontal zwischen die leitfähigen Stränge zu einem zweiten Muster verwebt sind, das in Bezug auf eine Vertikalrichtung ein horizontales Spiegelbild des ersten Musters ist.
In Beispiel 20 kann der Gegenstand von Beispiel 17 fakultativ umfassen, wobei die leitfähigen Stränge Drahtstränge aus Massivdrähten aus Leitermaterial umfassen.
In Beispiel 21 kann der Gegenstand von Beispiel 17 fakultativ umfassen, wobei das Induktivitätsmuster ein Toroidmuster umfasst, das durch einen Massivdraht aus Leitermaterial gebildet ist, wobei das Toroidmuster einen Toroidinnendurchmesser, einen Toroidaußendurchmesser, eine obere Toroidfläche zwischen dem Innendurchmesser und dem Außendurchmesser und eine untere Toroidfläche zwischen dem Innendurchmesser und dem Außendurchmesser aufweist, und wobei sich die obere Toroidfläche unterhalb einer planarisierten oberen Fläche der Schaltlatte befindet und eine untere Toroidfläche sich unterhalb einer planarisierten unteren Fläche der Schaltplatte befindet.
In Beispiel 22 kann der Gegenstand von Beispiel 17 fakultativ umfassen, wobei das Induktivitätsmuster einen zu einer ersten Fläche der Schaltplatte verlaufenden Eingangsdraht und einen zu einer zweiten Fläche der Schaltplatte verlaufenden Ausgangsdraht umfasst.
In Beispiel 23 kann der Gegenstand von Beispiel 17 fakultativ umfassen, wobei das Schaltplattenmuster umfasst: ein Massivdrahtmuster aus leitfähigen Strängen aus massiven Leitermaterial, das derart ausgelegt ist, dass es Leistungssignale und Massesignale passieren lässt, ein koaxiales Muster aus leitfähigen Strängen aus koaxialen Leitermaterialien, das derart ausgelegt ist, dass es Hochfrequenz-Datensignale passieren lassen, und ein Induktivitätsmuster, das ein Toroidmuster aus Drähten aus massiven Leitermaterial aufwiest, das derart ausgelegt ist, dass es Niederfrequenzsignale ausfiltert.
In der vorstehenden Beschreibung sind zum Zweck der Erklärung zahlreiche spezifische Einzelheiten angeführt worden, um ein gründliches Verständnis der Ausführungsformen bereitzustellen. Für einen Fachmann ist es jedoch offensichtlich, dass eine oder mehrere Ausführungsformen auch ohne manche dieser spezifischen Details realisierbar sind. Die speziellen beschriebenen Ausführungsformen sind nicht bereitgestellt, um Ausführungsformen der Erfindung zu begrenzen, sondern um sie zu veranschaulichen. Der Umfang der Ausführungsformen der Erfindung ist nicht durch die vorstehend bereitgestellten spezifischen Beispiele zu bestimmen, sondern nur durch die nachfolgenden Ansprüche. In anderen Fällen wurden allgemein bekannte Strukturen, Vorrichtungen und Operationen in Blockdiagrammen oder ohne Details dargestellt, um das Verständnis der Beschreibung nicht zu erschweren. Wo es zweckmäßig erschien, wurden Bezugszeichen oder die Endteile von Bezugszeichen in den Figuren wiederholt, um entsprechende oder analoge Elemente anzuzeigen, die optional ähnliche Eigenschaften aufweisen können.
Es sollte auch im Auge behalten werden, dass in der gesamten Beschreibung jeder Verweis auf zum Beispiel „eine Ausführungsform”, „eine oder mehrere Ausführungsformen” oder „verschiedene Ausführungsformen” bedeutet, dass ein bestimmtes Merkmal in der Umsetzung der Ausführungsformen enthalten sein kann. Gleichermaßen sollte es offensichtlich sein, dass in der Beschreibung verschiedene Merkmale manchmal bei einer einzelnen Ausführungsform, Figur oder Beschreibung davon zum Zweck der Vereinfachung der Offenlegung und zum Erreichen eines besseren Verständnisses verschiedener erfinderischer Aspekte in Gruppen zusammengefasst sind. Dieses Verfahren der Offenbarung soll jedoch nicht derart verstanden werden, dass sie eine Ausführungsform widerspiegelt, die mehr Merkmale erfordert, als sie in jedem Anspruch ausdrücklich zitiert sind. Vielmehr widerspiegeln die nachstehenden Ansprüche erfinderische Aspekte von Ausführungsformen, die in weniger als allen Merkmalen einer einzelnen offenbarten Ausführungsform bestehen. Obwohl die vorstehenden Beschreibungen und Figuren auf ein Substratgehäuse (oder einen Substratkern) oder ein Verfahren zum Ausbilden eines derartigen Substratgehäuses verweisen, können die vorstehenden Beschreibungen und Figuren auf andere Schaltplatten, wie z. B. eine Hauptplatine, oder eine Schaltplatte, die größer oder kleiner ist als ein Substratgehäuse, angewendet werden. Somit sind die auf die ausführliche Beschreibung folgenden Ansprüche ausdrücklich ein fester Bestandteil dieser ausführlichen Beschreibung, wobei jeder Anspruch selbstständig als separate Ausführungsform dieser Erfindung steht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEEE 802.6-Familie [0075]
IEEE 802.16-Familie [0075]
IEEE 802.20 [0075]

Claims

Verfahren zum Bilden einer Platine, umfassend: das Bilden eines Platinenmusters, das ein nicht leitendes Platinenmuster von nicht leitenden Litzen einschließt, die zwischen einem Komponentenmuster von leitenden Litzen verflochten sind; wobei das Komponentenmuster eines aus (a) Koaxialsträngen, die ein Dielektrikum zwischen einem Massivleitermaterialdraht und einem Außenschirmzylinder aus Leitermaterial aufweisen, welches den Massivleitermaterialdraht umgibt, oder (b) einem Induktormuster aus Massivleitermaterialdrähten einschließt.
Verfahren nach Anspruch 1, weiter umfassend: das Imprägnieren des Platinenmusters mit Harz, um ein imprägniertes Platinenmuster zu bilden; das Aushärten des imprägnierten Platinenmusters, um ein ausgehärtetes Platinenmuster zu bilden; und das Planarisieren einer Oberseite und einer Unterseite des ausgehärteten Platinenmusters, um eine Platine zu bilden.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Planarisieren einschließt: das Segmentieren von mindestens einem aus (a) einem Koaxialstrang oder (b) einem Massivleitermaterialdraht des Induktormusters; und das Bilden eines planarisierten ausgehärteten Verbundmaterials mit einer oberen planierten Fläche, einer unteren planierten Fläche und einer Vielzahl von elektrisch leitenden Strangsegmenten, die sich von der oberen planierten Fläche zur unteren planierten Fläche erstrecken.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bilden das Verflechten der nicht leitenden Stränge in einer X, Y-Richtung zwischen den leitenden Litzen einschließt, um das Platinenmuster zu bilden, und das Verflechten der leitenden Stränge in einer Z-Richtung, sodass sich mindestens einige der leitenden Litze von einer Oberseite zu einer Unterseite des Platinenmusters erstrecken und über die Ober- und die Unterseite des Platinenmusters verflochten sind.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die nicht leitenden Litze einen ersten Satz von vertikal angrenzenden, parallelen, nicht leitenden Litzen umfassen, die horizontal zwischen den leitenden Litzen in einem ersten Muster verflochten sind, und einen zweiten Satz von vertikal angrenzenden, parallelen, nicht leitenden Litzen, die horizontal zwischen den leitenden Litzen in einem zweiten Muster verflochten sind, das ein horizontales Spiegelbild des ersten Musters in Bezug auf eine vertikale Richtung ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die leitenden Litze Drahtlitzen aus Massivleitermaterialdrähten einschließen.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Induktormuster ein durch einen Massivleitermaterialdraht gebildetes Torusmuster einschließt; wobei das Torusmuster einen Innendurchmesser des Torus, einen Außendurchmesser des Torus, eine Oberseite des Torus zwischen dem Innendurchmesser und dem Außendurchmesser und eine Unterseite des Torus zwischen dem Innendurchmesser und dem Außendurchmesser aufweist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei sich die Oberseite des Torus unter einer planarisierten Oberseite der Platine und die Unterseite des Torus unter einer planarisierten Unterseite der Platine befindet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Induktormuster einen Eingangsdraht einschließt, der sich zu einer ersten Fläche der Platine erstreckt, und einen Ausgangsdraht, der sich zu einer zweiten Fläche der Platine erstreckt; und wobei das Planarisieren das Segmentieren der Eingangs- und Ausgangsdrähte einschließt.
Platine, umfassend: ein Platinenmuster, das ein nicht leitendes Platinenmuster von nicht leitenden Litzen einschließt, die zwischen einem Komponentenmuster von leitenden Litzen verflochten sind; wobei das Komponentenmuster eines aus (a) Koaxialsträngen, die ein Dielektrikum zwischen einem Massivleitermaterialdraht und einem Außenschirmzylinder aus Leitermaterial aufweisen, welches den Massivleitermaterialdraht umgibt, oder (b) einem Induktormuster aus Massivleitermaterialdrähten einschließt; ausgehärtetes Harz, das innerhalb des Platinenmusters imprägniert ist; eine obere planare Fläche des Platinenmusters; und eine untere planare Fläche des Platinenmusters.
Platine nach Anspruch 10, wobei das Platinenmuster die nicht leitenden Litze, die in einer X, Y-Richtung zwischen den leitenden Litzen eingeflochten sind, und die leitenden Litze, die in einer Z-Richtung eingeflochten sind, einschließt, sodass sich mindestens einige der leitenden Litze von einer Oberseite zu einer Unterseite des Platinenmusters erstrecken.
Platine nach Anspruch 10, wobei die nicht leitenden Litze einen ersten Satz von vertikal angrenzenden, parallelen, nicht leitenden Litze umfassen, die horizontal zwischen den leitenden Litzen in einem ersten Muster verflochten sind, und einen zweiten Satz von vertikal angrenzenden, parallelen, nicht leitenden Litze, die horizontal zwischen den leitenden Litzen in einem zweiten Muster verflochten sind, das ein horizontales Spiegelbild des ersten Musters in Bezug auf eine vertikale Richtung ist.
Platine nach Anspruch 10, wobei die leitenden Litze Drahtlitze aus Massivleitermaterialdrähten einschließen.
Platine nach Anspruch 10, wobei das Induktormuster ein durch einen Massivleitermaterialdraht gebildetes Torusmuster einschließt; wobei das Torusmuster einen Innendurchmesser des Torus, einen Außendurchmesser des Torus, eine Oberseite des Torus zwischen dem Innendurchmesser und dem Außendurchmesser und eine Unterseite des Torus zwischen dem Innendurchmesser und dem Außendurchmesser aufweist; und wobei sich die Oberseite des Torus unter einer planarisierten Oberseite der Platine und die Unterseite des Torus unter einer planarisierten Unterseite der Platine befindet.
Platine nach Anspruch 10, wobei das Induktormuster einen Eingangsdraht einschließt, der sich zu einer ersten Fläche der Platine erstreckt, und einen Ausgangsdraht, der sich zu einer zweiten Fläche der Platine erstreckt.
Platine nach Anspruch 10, wobei das Platinenmuster einschließt ein Massivleitermuster von leitenden Litzen aus Massivleitermaterial; das konfiguriert ist, Stromsignale oder Massesignale weiterzuleiten ein Koaxialmuster von leitenden Litzen aus Koaxialleitermaterialien, die konfiguriert sind, um Hochfrequenzdatensignale weiterzuleiten; und ein Induktormuster, das ein Torusmuster von Drähten aus Massivleitermaterial aufweist, das konfiguriert ist, Signale von niedriger Frequenz herauszufiltern.
Computersystem, umfassend: ein integrierter Chip, der auf einem Substratgehäuse befestigt ist, wobei das Substratgehäuse einschließt: ein Platinenmuster, das ein nicht leitendes Platinenmuster von nicht leitenden Litzen einschließt, die zwischen einem Komponentenmuster von leitenden Litzen verflochten sind; wobei das Komponentenmuster eines aus (a) Koaxialsträngen, die ein Dielektrikum zwischen einem Massivleitermaterialdraht und einem Außenschirmzylinder aus Leitermaterial aufweisen, welches den Massivleitermaterialdraht umgibt, oder (b) einem Induktormuster aus Massivleitermaterialdrähten einschließt; ausgehärtetes Harz, das innerhalb des Platinenmusters imprägniert ist; eine obere planare Fläche des Platinenmusters; und eine untere planare Fläche des Platinenmusters.
System nach Anspruch 17, wobei das Platinenmuster die nicht leitenden Litze, die in einer X, Y-Richtung zwischen den leitenden Litzen eingeflochten sind, und die leitenden Litze, die in einer Z-Richtung eingeflochten sind, einschließt, sodass sich mindestens einige der leitenden Litze von einer Oberseite zu einer Unterseite des Platinenmusters erstrecken.
System nach Anspruch 17, wobei die nicht leitenden Litze einen ersten Satz von vertikal angrenzenden, parallelen, nicht leitenden Litzen umfassen, die horizontal zwischen den leitenden Litzen in einem ersten Muster verflochten sind, und einen zweiten Satz von vertikal angrenzenden, parallelen, nicht leitenden Litzen, die horizontal zwischen den leitenden Litzen in einem zweiten Muster verflochten sind, das ein horizontales Spiegelbild des ersten Musters in Bezug auf eine vertikale Richtung ist.
System nach Anspruch 17, wobei die leitenden Litze Drahtlitze aus Massivleitermaterialdrähten einschließen.
System nach Anspruch 17, wobei das Induktormuster ein durch einen Massivleitermaterialdraht gebildetes Torusmuster einschließt; wobei das Torusmuster einen Innendurchmesser des Torus, einen Außendurchmesser des Torus, eine Oberseite des Torus zwischen dem Innendurchmesser und dem Außendurchmesser und eine Unterseite des Torus zwischen dem Innendurchmesser und dem Außendurchmesser aufweist; und wobei sich die Oberseite des Torus unter einer planarisierten Oberseite der Platine und die Unterseite des Torus unter einer planarisierten Unterseite der Platine befindet.
System nach Anspruch 17, wobei das Induktormuster einen Eingangsdraht einschließt, der sich zu einer ersten Fläche der Platine erstreckt, und einen Ausgangsdraht, der sich zu einer zweiten Fläche der Platine erstreckt.
System nach Anspruch 17, wobei das Platinenmuster einschließt ein Massivleitermuster von leitenden Litzen aus Massivleitermaterial; das konfiguriert ist, Stromsignale oder Massesignale weiterzuleiten ein Koaxialmuster von leitenden Litzen aus Koaxialleitermaterialien, die konfiguriert sind, um Hochfrequenzdatensignale weiterzuleiten; und ein Induktormuster, das ein Torusmuster von Drähten aus Massivleitermaterial aufweist, das konfiguriert ist, Signale von niedriger Frequenz herauszufiltern.
Vorrichtung, die Mittel umfasst, um das Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9 auszuführen.