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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für eine Antennenstruktur und eine entsprechende Antennenstruktur.
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Stand der Technik
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Beispielsweise in der Automobilindustrie besteht Bedarf an Breitband-Antennensystemen, etwa für Radarsysteme im Frequenzbereich von 76 bis 81 GHz. Eine mögliche Realisierung eines solchen Breitband-Antennensystems ist eine Antenne mit Streifenleiterstruktur (Gitterarray-Antenne).
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Das Einspeisenetzwerk kann dabei über Mikrostreifen stattfinden oder über ein Substrate-Integrated-Waveguide (SIW), welches eine Leitung von elektromagnetischen Wellen bereitstellt. Der SIW besteht aus einem Dielektrikum als Substrat, auf welchem von beiden Seiten metallische Beschichtungen ausgebildet sind, wobei die metallischen Beschichtungen durch Durchkontaktierungen (Vias) miteinander verbunden sind.
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Die Einspeisung des Antennensignals erfolgt dabei üblicherweise galvanisch über eine metallische Durchkontaktierung (Via), welche in der Grundplatte ausgebildet ist.
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Aus der
WO 2010/068178 ist eine solche Gitterarray-Antenne zur Verwendung mit Wellenlängensignalen im Millimeterbereich bekannt.
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Das Ausbilden von metallischen Durchkontaktierungen zur Einspeisung des Antennensignals ist im Allgemeinen technisch herausfordernd und daher nur mit großem finanziellem Aufwand zu realisieren. Insbesondere ist die Einkopplung von der Position der Durchkontaktierungen stark abhängig, weswegen eine große Präzision bei der Herstellung erforderlich ist, wodurch die Produktionskosten ansteigen.
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Offenbarung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung offenbart eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7.
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Demgemäß ist eine Antennenstruktur vorgesehen mit: einer Einrichtung zum Senden und Empfangen von elektromagnetischen Signalwellen, die auf der Vorderseite eines mehrschichtigen Trägers angeordnet sind, wobei der mehrschichtige Träger auf der Vorderseite eine elektrisch nichtleitende erste Schicht aufweist, welche auf einer elektrisch leitenden zweiten Schicht ausgebildet ist, welche auf einer nichtleitenden dritten Schicht ausgebildet ist, welche auf einer elektrisch leitenden vierten Schicht ausgebildet ist, wobei ein Durchgang von der dritten Schicht zur ersten Schicht durch die zweite Schicht hindurch gebildet ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Herstellungsverfahren für eine Antennenstruktur vorgesehen, mit den Schritten: Ausbilden einer elektrisch nichtleitenden dritten Schicht auf einer elektrisch leitenden vierten Schicht; Ausbilden einer elektrisch nichtleitenden zweiten Schicht auf der dritten Schicht; Bilden einer Ausnehmung durch die zweite Schicht bis zu einer Oberfläche der dritten Schicht; Ausbilden einer elektrisch nichtleitenden ersten Schicht auf der zweiten Schicht, wobei die erste Schicht eine der ersten Schicht zugewandte Oberfläche der Ausnehmung vollständig überdeckt; und Ausbilden einer Einrichtung zum Senden und Empfangen von elektromagnetischen Signalwellen auf der ersten Schicht.
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Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche.
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Vorteile der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung schafft ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung einer Antennenstruktur, insbesondere mit einer Antenne mit Streifenleiterstruktur. Der Durchgang von der dritten Schicht zur ersten Schicht durch die zweite Schicht hindurch kann zur Einkopplung von elektromagnetischen Signalwellen dienen. Das Ausbilden eines Durchgangs ist hierbei technisch einfacher und präziser durchzuführen als beispielsweise das Ausbilden einer Durchkontaktierung (Via). Durch die einfachere Realisierung eines Durchgangs im Vergleich zur Anbringung von Durchkontaktierungen als Einkoppelmittel für elektromagnetische Signalwellen können daher Kosten eingespart werden. Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren zur industriellen Serienherstellung von Antennenstrukturen geeignet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Antennenstruktur ist die dritte Schicht ein Substrat eines Substrated-Integrated-Waveguides (SIW) und die zweite Schicht ist eine obere Metallisierung des Substrated-Integrated-Waveguides und die vierte Schicht ist eine untere Metallisierung des Substrated-Integrated-Waveguides, wobei die zweite Schicht und die vierte Schicht durch die dritte Schicht hindurch mit metallischen Durchkontaktierungen (Vias) verbunden sind, wobei der Substrated-Integrated-Waveguide zur Einkopplung von elektromagnetischen Signalwellen durch den Durchgang auf die Einrichtung ausgebildet ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Antennenstruktur weist die Einrichtung eine Antenne mit Streifenleiterstrukur auf. Durch die Verwendung von Antennen mit Streifenleiterstruktur ist eine Einkopplung von Signalen im Breitbandbereich, beispielsweise im Frequenzbereich von 76 bis 81 GHz für Radarsysteme im Automobilindustriebereich möglich.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Antennenstruktur entspricht eine Länge des Durchgangs der halben Wellenlänge der elektromagnetischen Signalwellen für welche die Antennenstruktur verwendbar ist.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Antennenstruktur sind die metallischen Durchkontaktierungen in zwei parallelen Reihen von Durchkontaktierungen, die durch eine dritte Reihe von Durchkontaktierungen verbunden sind, angeordnet, wobei sich der Durchgang zwischen den zwei parallelen Reihen der Durchkontaktierungen in einem festgegebenen minimalen Abstand von der dritten Reihe von Durchkontaktierungen befindet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Antennenstruktur entspricht der festgegebene Abstand des Durchgangs von der dritten Reihe von Durchkontaktierungen der halben Wellenlänge der elektromagnetischen Signalwellen, für welche die Antennenstruktur verwendbar ist. Dadurch wird die Einkopplung des Antennensignals durch konstruktive Interferenz des einlaufenden Signals mit dem von der dritten Reihe von Durchkontaktierungen reflektierten Signal verstärkt.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens wird die dritte Schicht als ein Substrat eines Substrated-Integrated-Waveguides (SIW) ausgebildet und die zweite Schicht wird als eine obere Metallisierung des Substrated-Integrated-Waveguides ausgebildet und die vierte Schicht wird als eine untere Metallisierung des Substrated-Integrated-Waveguides ausgebildet, wobei die zweite Schicht und die vierte Schicht durch die dritte Schicht hindurch mit metallischen Durchkontaktierungen (Vias) verbunden werden, wobei der Substrated-Integrated-Waveguide zur Einkopplung von elektromagnetischen Signalwellen durch den Durchgang auf die Einrichtung ausgebildet wird.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens umfasst die Einrichtung eine Antenne mit Streifenleiterstrukur.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform des vorliegenden Verfahrens erfolgt das Bilden der Ausnehmung durch Ätzen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigen:
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1 eine schematische Querschnittsansicht einer Antennenstruktur gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 eine schematische Draufsicht auf eine zweite Schicht der Antennenstruktur gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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3, 4 schematische Draufsichten auf eine erste Schicht der Antennenstruktur gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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5 eine schematische Draufsicht auf eine dritte Schicht der Antennenstruktur gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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6, 7, 8 schematische Draufsichten auf eine dritte Schicht der Antennenstruktur gemäß weiterer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung; und
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9 ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Herstellungsverfahren für eine Antennenstruktur.
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In allen Figuren sind gleiche bzw. funktionsgleiche Elemente und Vorrichtungen – sofern nichts anderes angegeben ist – mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Nummerierung von Verfahrensschritten dient der Übersichtlichkeit und soll insbesondere nicht, sofern nichts anderes angegeben ist, eine bestimmte zeitliche Reihenfolge implizieren. Insbesondere können auch mehrere Verfahrensschritte gleichzeitig durchgeführt werden.
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Beschreibung der Ausführungsbeispiele
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1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Antennenstruktur gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Antennenstruktur weist hierbei eine elektrisch leitende vierte Schicht 4, beispielsweise aus Metall, auf. Auf der vierten Schicht 4 ist eine elektrisch nichtleitende dritte Schicht 3, beispielsweise ein Halbleitersubstrat, vorzugsweise ein Siliziumsubstrat, angeordnet. Auf der dritten Schicht 3 ist eine elektrisch leitende zweite Schicht 2, beispielsweise aus Metall, angeordnet. Von einer Oberfläche 30 der dritten Schicht 3 bis zu einer Oberfläche 20 der zweiten Schicht 2 ist durch die zweite Schicht 2 hindurch ein Durchgang 6 ausgebildet.
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2 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Oberfläche 20 der zweiten Schicht 2, wobei die 1 einer Querschnittsansicht entlang der Achse A entspricht. Gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Durchgang 6 quaderförmig ausgebildet, wobei eine Höhe h des Durchgangs 6 einer Höhe der Schicht 2 entspricht und eine Länge d-1 des Durchgangs 6 im Bereich der halben Wellenlänge von elektromagnetischen Signalwellen liegt, welche mit Hilfe der Antennenstruktur aussendbar sind und deren Frequenzbereich beispielsweise im Bereich von 76 bis 81 GHz liegt. Eine Breite d-11 des Durchgangs 6 ist kleiner als die Länge d-1 des Durchgangs. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsform beschränkt, insbesondere kann die Länge d-1 des Durchgangs 6 größer sein als die halbe Wellenlänge der elektromagnetischen Signalwellen. Die Form des Durchgangs 6 ist auch nicht auf eine Quaderform beschränkt, insbesondere kann ein Querschnitt des Durchgangs 6 auch eine Schleifenform oder eine H-Form haben. Die spezifische Form des Durchgangs 6 impliziert verschiedene Impedanzen und kann auf die verwendete Bandbreite der elektromagnetischen Signalwelle eingestellt sein.
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Auf der zweiten Schicht 2 ist, wie in 1 gezeigt, eine elektrisch nichtleitende erste Schicht 1, beispielsweise ein Halbleitersubstrat, vorzugsweise ein Siliziumsubstrat, ausgebildet, welche hierbei eine der ersten Schicht 1 zugewandte Oberfläche 60 des Durchgangs 6 vollständig überdeckt. Die erste Schicht 1, die zweite Schicht 2, die dritte Schicht 3 und die vierte Schicht 4 bilden einen mehrschichtigen Träger 7 mit Oberfläche 70.
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Auf einem Teil der Oberfläche 70 des mehrschichtigen Trägers 7 ist eine Einrichtung 5 zum Senden und Empfangen von elektromagnetischen Signalwellen angeordnet.
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Die Einrichtung 5 kann hierbei insbesondere eine Antenne mit Streifenleiterstruktur aufweisen, welche anhand von 3 genauer erläutert wird. Die dritte Schicht 2 dient hierbei als metallische Grundplatte (ground plate) für die Antennen mit Streifenleiterstruktur. 3 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Oberfläche 70 des mehrschichtigen Trägers 7. Die auf der Oberfläche 70 des mehrschichtigen Trägers 7 angeordnete Einrichtung 5 weist eine Streifenleiterstruktur auf, die spiegelsymmetrisch zu einer Mittenachse 102 angeordnet ist.
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In der dargestellten Ausführungsform weist die Einrichtung 5 einen ersten Streifenabschnitt 103 und einen identisch ausgebildeten zweiten Streifenabschnitt 104 auf, welche die Einrichtung 5 in zwei Abschnitte in Bezug auf die Mittenachse 102 teilen. Jeder Streifenabschnitt 103, 104 weist eine erste, eine zweite, eine dritte, eine vierte und eine fünfte Ringstruktur 105, 106, 107, 108, 109 auf. Die erste Ringstruktur 105 des ersten Streifenabschnittes 103 ist über einen nullten Verbindungsstreifen 110 mit der ersten Ringstruktur 105 des zweiten Streifenabschnittes 104 verbunden. Die erste Ringstruktur 105 ist über einen ersten Verbindungsstreifen 111 mit der zweiten Ringstruktur 106 verbunden. Die zweite Ringstruktur 106 ist über einen zweiten Verbindungsstreifen 112 mit der dritten Ringstruktur 107 verbunden. Die dritte Ringstruktur 107 ist über einen dritten Verbindungsstreifen 113 mit der vierten Ringstruktur 108 verbunden. Die vierte Ringstruktur 108 ist über einen vierten Verbindungsstreifen 14 mit der fünften Ringstruktur 109 verbunden.
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In der dargestellten Ausführungsform sind an äußeren Endbereichen der Einrichtung 5 elektrische Verbindungen 117, 118 ausgebildet, die die Endbereiche der Einrichtung 5 mit der zweiten Schicht 2 verbinden. Die elektrischen Verbindungen 117, 118 können zur Impedanz-Anpassung der Antennenstruktur ausgebildet sein. Die Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt, so können insbesondere auch die elektrischen Verbindungen 117, 118 fehlen.
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4 zeigt in einer vergrößerten Darstellung den zweiten Streifenabschnitt 104 der Einrichtung 5 der 3. Die Ringstrukturen 105, 106, 107, 108, 109 weisen jeweils zwei parallel zueinander angeordnete Querabschnitte 119, 120 und zwei parallel zueinander angeordnete Längsabschnitte 121, 122 auf. Die Querabschnitte 119, 120 sind senkrecht zur Mittenachse 102 angeordnet. Die Längsabschnitte 121, 122 sind parallel zur Mittenachse 102 angeordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel geht ein Querabschnitt 119, 120 über einen rechteckig abgewinkelten Eckbereich in den Längsabschnitt 121, 122 über. Abhängig von der gewählten Ausführungsform kann der Übergang zwischen einem Querabschnitt 119, 120 und einem Längsabschnitt 121, 122 auch abgerundet ausgebildet sein. Die Verbindungsstreifen 111, 112, 113, 114 sind senkrecht zu den Längsabschnitten 121, 122 angeordnet und münden in der Mitte des jeweiligen Längsabschnittes in den Längsabschnitt 121, 122. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Längsabschnitte 121, 122 der verschiedenen Ringstrukturen 105, 106, 107, 108, 109 die gleiche Länge und vorzugsweise die gleiche Breite auf. Die Querabschnitte 119, 120 einer Ringstruktur sind identisch ausgebildet. Die Querabschnitte 119, 120 benachbarter Ringstrukturen 105, 106, 107, 108, 109 unterscheiden sich vorzugsweise in der Breite 123. Die Breite 123 wird parallel zur Mittenachse 102 gemessen. In der zweiten Ringstruktur 106 ist die Breite 123 des oberen Querabschnittes schematisch in Form von Pfeilen angedeutet. Die Breite 123 der Querabschnitte 119, 120 der ersten Ringstruktur 105 ist größer als die Breite der Querabschnitte 119, 120 der zweiten Ringstruktur 106. Zudem ist die Breite der Querabschnitte der zweiten Ringstruktur 106 größer als die Breite der Querabschnitte der dritten Ringstruktur 107. Wiederum ist die Breite der Querabschnitte der dritten Ringstruktur 107 größer als die Breite der Querabschnitte der vierten Ringstruktur 108. Weiterhin ist die Breite der Querabschnitte der vierten Ringstruktur 108 größer als die Breite des Querabschnittes der fünften Ringstruktur 109. Abhängig von der gewählten Ausführungsform können sich die Breiten der Querabschnitte benachbarter Ringstrukturen um 5 bis 20%, vorzugsweise um 10% unterscheiden.
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Die Zahl der Ringstrukturen ist durch die vorliegende Erfindung nicht auf zehn beschränkt sondern kann beliebig sein.
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5 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Oberfläche 30 der dritten Schicht 3. Die dritte Schicht 3 ist hierbei als ein Substrat eines Substrate-Integrated-Waveguides (SIW) ausgebildet. Von der Oberfläche 30 der dritten Schicht 3 sind durch die dritte Schicht 3 hindurch bis zu einer Oberfläche 40 der vierten Schicht 4 Durchkontaktierungen (Vias) ausgebildet, welche die elektrisch leitenden vierte Schicht 4, welche als untere Metallisierung des SIW dient, mit der elektrisch leitenden zweiten Schicht 2, welche als obere Metallisierung des SIW dient, verbinden.
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Die Durchkontaktierungen bestehen aus einer ersten Durchkontaktierungsreihe 10-1, welche an einem Ende durch eine senkrecht zur ersten Durchkontaktierungsreihe 10-1 verlaufenden zweiten Durchkontaktierungsreihe 10-2 mit einem Ende einer parallel zur ersten Durchkontaktierung 10-1 verlaufenden dritten Durchkontaktierungsreihe 10-3 verbunden (kurzgeschlossen) ist. In 5 ist die Position des Durchgangs 6 eingezeichnet, an welcher der Durchgang 6 die Oberfläche 30 auf die dritte Schicht 3 trifft. Der Durchgang 6 weist hierbei eine Länge d-1 parallel zur zweiten Durchkontaktierungsreihe 10-2 und eine Breite d-11 parallel zur ersten Durchkontaktierungsreihe 10-1 und zur dritten Durchkontaktierungsreihe 10-3 auf. Der Mittelpunkt des Durchgangs 6 weist hierbei einen minimalen Abstand d-3 zur zweiten Durchkontaktierungsreihe 10-2 auf und einen minimalen Abstand d-2 zur ersten Durchkontaktierungsreihe 10-1 und einen gleichgroßen minimalen Abstand d-2 zur dritten Durchkontaktierungsreihe 10-3 auf. Der Abstand d-3 von der Mitte des Durchgangs 6 zur zweiten Durchkontaktierungsreihe 10-2 entspricht bevorzugter Weise in etwa der halben Wellenlänge der verwendeten elektromagnetischen Signalwelle. Eine von links einlaufende Signalwelle kann von der zweiten Durchkontaktierungsreihe reflektiert werden, wobei die reflektierte Signalwelle konstruktiv mit der einlaufenden Signalwelle im Durchgang 6 interferiert.
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Die erste Durchkontaktierungsreihe 10-1 ist aufgebaut aus ersten Durchkontaktierungen 8-1, welche entlang einer ersten Begrenzungslinie L11 der ersten Durchkontaktierungsreihe 10-1, welche dem Durchgang 6 zugewandt ist, angeordnet sind, und zweiten Durchkontaktierungen 9-1, welche entlang einer zweiten Begrenzungslinie L12, welche von dem Durchgang 6 abgewandt ist, angeordnet sind, wobei die ersten Durchkontaktierungen 8-1 gegenüber den zweiten Durchkontaktierungen 9-1 versetzt sind.
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Die zweite Durchkontaktierungsreihe 10-2 ist aufgebaut aus dritten Durchkontaktierungen 8-2, welche entlang einer dritten Begrenzungslinie L21 der zweiten Durchkontaktierungsreihe 10-2, welche dem Durchgang 6 zugewandt ist, angeordnet sind und vierten Durchkontaktierungen 9-2, welche entlang einer vierten Begrenzungslinie L22 der zweiten Durchkontaktierungsreihe 10-2, welche von dem Durchgang 6 abgewandt ist, angeordnet sind, wobei die dritten Durchkontaktierungen 8-2 gegenüber den vierten Durchkontaktierungen 9-2 versetzt sind.
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Die dritte Durchkontaktierungsreihe 10-3 ist aufgebaut aus fünften Durchkontaktierungen 8-3, welche entlang einer fünften Begrenzungslinie L31 der dritten Durchkontaktierungsreihe 10-3, welche dem Durchgang 6 zugewandt ist, angeordnet sind und sechsten Durchkontaktierungen 9-3, welche entlang einer sechsten Begrenzungslinie L32 der dritten Durchkontaktierungsreihe 10-3, welche von dem Durchgang 6 abgewandt ist, angeordnet sind, wobei die fünften Durchkontaktierungen 8-3 gegenüber den sechsten Durchkontaktierungen 9-3 versetzt sind.
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6 zeigt eine zweite Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform ist hierbei der Durchgang 6 gegenüber der zweiten Durchkontaktierungsreihe 7-2 geneigt, das heißt eine durch den Mittelpunkt des Durchgangs 6 parallel zur vierten Begrenzungslinie 4 verlaufende erste Achse L100 schließt mit einer durch den Mittelpunkt des Durchgangs 6 parallel zu einer Längsseite 601 des Durchgangs 6 verlaufenden zweiten Achse L200 einen ersten Winkel α ein. Der erste Winkel α kann hierbei zwischen 0° und 90°, vorzugsweise zwischen 30° und 60°, vorzugsweise 45° groß sein.
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7 zeigt eine weitere bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Durchgang 6 ist wie in der zweiten Ausführungsform gegenüber der zweiten Durchkontaktierungsreihe 7-2 geneigt, wobei der erste Winkel α gleich 90° ist. Im Unterschied zur ersten und zur zweiten Ausführungsform befindet sich in der dritten Ausführungsform der Mittelpunkt des Durchgangs 6 in einem Abstand d-6 von der dritten Durchkontaktierungsreihe 10-3, wobei der Abstand d-6 kleiner ist als der halbe Abstand zwischen der ersten Durchkontaktierungsreihe 10-1 und der dritten Durchkontaktierungsreihe 10-3. Zusätzlich befindet sich auf der Achse L100 über dem Durchgang 6 auf der der ersten Durchkontaktierungsreihe 10-1 zugewandten Seite eine zusätzliche Durchkontaktierung 80. Die zusätzliche Durchkontaktierung 80 hat einen minimalen Abstand d-4 zur ersten Durchkontaktierungsreihe 10-1. Die zusätzliche Durchkontaktierung dient als sogenannter „matching metallic post” und kann einen Antennenreflexionskoeffizienten der Einrichtung 5, insbesondere einer Streifenleiterantenne, minimieren.
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8 zeigt eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der Durchgang 6 ist wie in der zweiten Ausführungsform gegenüber der zweiten Durchkontaktierungsreihe 7-2 geneigt, wobei der erste Winkel α gleich 90° ist. Im Unterschied zur zweiten Ausführungsform befindet sich der Mittelpunkt des Durchgangs 6 in einem Abstand d-7 von der ersten Durchkontaktierungsreihe 10-1 und in einem Abstand d-8 von der dritten Durchkontaktierungsreihe 10-3, wobei der Abstand d-7 von der ersten Durchkontaktierungsreihe 10-1 größer sein kann als der Abstand d-8 von der dritten Durchkontaktierungsreihe 10-3. Zusätzlich ist die erste Durchkontaktierungsreihe 10-1 mit der dritten Durchkontaktierungsreihe 10-3 nicht durch eine senkrechte zweite Durchkontaktierungsreihe 10-2 verbunden, sondern durch eine am Ende der dritten Durchkontaktierungsreihe 10-3 befindliche und auf dieser senkrecht stehenden fünfte Durchkontaktierungsreihe 10-5 und eine am Ende der fünften Durchkontaktierungsreihe 10-5 angeordnete vierte Durchkontaktierungsreihe 10-4, welche mit einem Ende der ersten Durchkontaktierungsreihe 10-1 verbunden ist, wobei die vierte Durchkontaktierungsreihe 10-4 mit der fünften Durchkontaktierungsreihe 10-5 einen zweiten Winkel β einschließt und die vierte Durchkontaktierungsreihe 10-4 mit der ersten Durchkontaktierungsreihe 10-1 einen dritten Winkel γ einschließt. Der zweite Winkel β ist größer als 90° und kleiner als 180°, vorzugsweise zwischen 30° und 60°, so dass die vierte Durchkontaktierungsreihe 10-4 zum Durchgang 6 hingeneigt ist.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Formen beschränkt. Insbesondere kann die erste bis fünfte Durchkontaktierungsreihe 10-1 bis 10-5 auch jeweils aus einer einzelnen Reihe von Durchkontaktierungen bestehen.
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9 zeigt ein Flussdiagramm zur Erläuterung eines Herstellungsverfahrens für eine Antennenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Herstellungsverfahren umfasst einen ersten Schritt S1 des Ausbildens einer elektrisch nichtleitenden dritten Schicht 3, beispielsweise ein Halbleitersubstrat, vorzugsweise ein Siliziumsubstrat, auf einer elektrisch leitenden vierten Schicht 4, beispielsweise aus Metall.
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In einem zweiten Schritt S2 wird eine elektrisch leitende zweite Schicht 2, beispielsweise aus Metall, auf der dritten Schicht 3 ausgebildet.
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In einem dritten Schritt S3 wird eine Ausnehmung von einer Oberfläche 20 der zweiten Schicht 2 durch die zweite Schicht 2 hindurch bis zu einer Oberfläche 30 der dritten Schicht gebildet. Das Bilden der Ausnehmung kann hierbei beispielsweise durch Ätzen, durch Fräsen und/oder mit Hilfe eines Lasers erfolgen.
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In einem vierten Schritt S4 wird eine elektrisch nichtleitende erste Schicht 1, beispielsweise ein Halbleitersubstrat, vorzugsweise ein Siliziumsubstrat, auf der zweiten Schicht ausgebildet, wobei die erste Schicht 1 eine der ersten Schicht 1 zugewandte Oberfläche 60 der Ausnehmung 6 vollständig überdeckt.
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In einem fünften Schritt S5 wird eine Einrichtung 5 zum Senden und Empfangen von elektromagnetischen Signalwellen auf der ersten Schicht 1 ausgebildet. Die Einrichtung 5 kann hierbei insbesondere eine Antenne mit Streifenleiterstruktur umfassen, wie in 2 gezeigt und oben beschrieben. Die zweite Schicht 2 dient dann als Grundplatte (ground plate) der Antenne mit Streifenleiterstruktur.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform werden die zweite Schicht 2, die dritte Schicht 3 und die vierte Schicht 4 hierbei beispielsweise als Substrate-Integrated-Waveguide (SIW) ausgebildet, wobei die dritte Schicht 3 ein Substrat des SIW, die vierte Schicht 4 eine untere Metallisierung des SIW und die zweite Schicht 2 eine oberer Metallisierung des SIW bildet. In diesem Fall werden zweite Schicht 2 und die vierte Schicht 4 durch die dritte Schicht 3 mit Durchkontaktierungen 10-1 bis 10-5 und 80, wie in 5 bis 8 gezeigt, verbunden. Der SIW ist zum Einkoppeln von elektromagnetischen Signalwellen ausgebildet, wobei die elektromagnetische Signalwelle an der zweiten Durchkontaktierungsreihe 10-2 reflektiert wird und durch den Durchgang 6 auf die Einrichtung 5 eingespeist werden kann und dann von der Einrichtung 5 ausgesendet werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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