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Die
Erfindung betrifft eine Leiterplatte mit einer Schirmanordnung zur
Abschirmung elektromagnetischer Strahlung sowie ein Verfahren zur
Herstellung einer derartigen Leiterplatte.
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Bei
der Abschirmung elektromagnetischer Strahlung wird entweder ein
elektronisches Bauelement oder eine Bauelementgruppe gegenüber von außen ankommender
elektromagnetischer Strahlung abgeschirmt, oder elektromagnetische
Strahlung, die von einem Bauelement oder einer Bauelementgruppe
ausgeht, abgeschirmt. Zum Abschirmen verwendet man flächenhafte
Elemente aus leitendem Material oder Elemente, die mit leitendem
Material beschichtet sind.
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Schaltungen
sind in elektronischen Geräten beispielsweise über Leiterstrukturen
in einer Leiterplatte, über
welche elektrische Baueile verbunden werden, realisiert. Um diese
Bauelemente abzuschirmen, wird dann eine Schirmkammer um das elektrische
Bauteil herum vorgesehen, bei der der Schirmboden beispielsweise
durch eine Beschichtung der Unterseite der Leiterplatte mit einem
leitenden Material realisiert ist und ein als separates Bauteil,
insbesondere in Form eines umgedrehten U's, ausgebildeter Schirmdeckel über die
elektrischen Bauteile angebracht wird. Zur besseren Verbindung mit
der Leiterplatte befindet sich der Schirmdeckel hierbei auf einem
die Bauteile umlaufenden Schirmrahmen. Ein Schirmrahmen ist beispielsweise
ein metallischer Rahmen, der auf die Leiterplatte aufgelötet wird.
Ein Schirmrahmen kann auch aus einer Leiterstruktur auf der Leiterplatte
gebildet sein, auf der der Schirmdeckel unmittelbar aufgelötet wird.
Schirmdeckel und Schirmboden werden über Seitenwände bzw. Wandelemente miteinander
verbunden.
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Elektrische
Geräte,
insbesondere Mobiltelefone, weisen einen hohen Miniaturisierungsgrad
auf, z.B. um diese Geräte
mobil leicht einsetzen zu können.
Auf die Miniaturisierung wirkt sich eine auf die Leiterplatte aufgebrachte
Schirmkammer aufgrund ihrer Höhe
nachteilig aus.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
eine Leiterplatte anzugeben, bei der dieser Platzbedarf reduziert
ist.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 bzw. durch ein
Verfahren gemäß Anspruch
14 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Es
ist Kern der Erfindung, dass eine Schirmanordnung und eine Leiterplatte
integriert sind. Dazu befindet sich ein Bauelement, welches abgeschirmt
werden soll, in der Leiterplatte. Zumindest teilweise um das Bauelement
herum ist eine Schirmanordnung angebracht, welche Schirmdeckel, Schirmboden
und Wandelement aufweist. Schirmdeckel und Schirmboden sind dabei
flach ausgebildet. Diese Schirmanordnung ist derart angebracht,
dass es nicht oder nur unwesentlich über die Abmessungen der Leiterplatte
hinaus ragt.
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Das
zumindest teilweise Anbringen der Schirmanordnung um das Bauelement
herum ist insbesondere folgendermaßen zu verstehen: Zur Abschirmung
elektromagnetischer Strahlung sind nicht notwendigerweise durchgehende
leitende Flächenelemente
erforderlich sondern auch durchbrochene Flächenelemente oder in Abständen zueinander
angeordnete stabförmige,
leitende Elemente sind dazu geeignet (Faraday'scher Käfig). "Teilweise" kann dann im Sinne von nicht durchgehend
verstanden werden.
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Weiterhin
ist es auch möglich,
dass ein Bauelement nicht in alle Richtungen ausstrahlt oder auf ein
Bauelement von allen Richtungen aus elektromagnetische Strahlung
eintrifft. In diesem Falle ist es möglich, beispielsweise ein Wandelement
oder Schirmdeckel oder -boden wegzulassen. "Teilweise" könnte
dann im Sinne von nicht in alle Richtungen verstanden werden.
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Das
nicht wesentliche Hinausragen über
die Abmessungen der Leiterplatte ist folgendermaßen zu verstehen: Durch die
Anbringung des Bauelements in der Leiterplatte, ist es möglich, die
Abschirmung innerhalb oder direkt auf der Leiterplatte anzubringen, d.h.
ohne zusätzlichen
Höhenbedarf
zur Unterbringung eines elektronischen Bauelements. Dadurch benötigt die
Schirmkammer keine zusätzliche über die
Leiterplatte hinausgehende Höhe
für den
Schirmdeckel. Ein unwesentliches Hinausragen über die Abmessungen der Leiterplatte
kann beispielsweise durch ein Aufbringen einer metallischen Schicht
als Schirmdeckel oder -boden auf eine Oberfläche, z.B. die Oberseite der
Leiterplatte, bedingt sein.
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Im
Vergleich zum Stand der Technik kann – neben dem geringeren Höhenbedarf
einer solchen Leiterplatte mit Schirmung auch die Fläche der
Leiterplatte selbst reduziert werden, da nun kein Schirmrahmen mehr
auf der Leiterplatte erforderlich ist.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass der Schirmdeckel nicht als
separates Bauteil ausgebildet ist, was die Herstellungskosten reduziert.
Weiterhin kann ein zusätzlicher
Prozessschritt zur Montage des Schirmdeckels eingespart werden.
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In
Abhängigkeit
von der gesamten Geometrie kann der Schirmboden oder der Schirmdeckel
im Inneren der Leiterplatte ange bracht sein oder auf der Leiterplatte
angebracht sein. D.h. sowohl Schirmdeckel als auch Schirmboden können sich
innerhalb der Leiterplatte befinden, beide können sich an der Außenseite
der Leiterplatte aufgebracht befinden, oder je einer von beiden
innen und der jeweils andere an der Außenseite aufgebracht befinden.
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Vorzugsweise
können
Schirmdeckel und Schirmboden nicht durchgehend ausgebildet sein, sondern
beispielsweise perforiert. Dies hat den Vorteil, dass Material für den Schirmdeckel
oder den Schirmboden eingespart werden kann und zudem eine Gewichtsreduzierung
der gesamten Leiterplatte möglich
ist.
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Um
weiterhin beispielsweise Material oder Gewicht einzusparen, kann
das Wandelement oder die Seitenwand auch nicht massiv gefertigt
sein, sondern durch eine Mehrzahl von stabförmigen Elementen, die in einem
für eine
Schirmung geeigneten Abstand voneinander angeordnet sind. Diese
stabförmigen
Elemente sind dabei, um die Schirmwirkung zu erzielen, leitend mit
Schirmdeckel und Schirmboden verbunden.
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Vorzugsweise
handelt es sich bei den stabförmigen
Elementen um Durchkontaktierungen. Ein Wandelement kann innerhalb
zumindest teilweise innerhalb der Leiterplatte verlaufen, d.h. bei
einer aus einer Mehrzahl von Schichten aufgebauten Leiterplatte
durch zumindest einen Teil dieser Schichten verlaufen.
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Weiterhin
kann zumindest eine Seitenwand bzw. ein Wandelement auch auf den
Seitenflächen der
Leiterplatte verlaufen, um möglichst
viel Fläche auf
der Leiterplatte abzuschirmen.
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Weiterhin
können
zur Abschirmung unterschiedlicher Bauteile gegenüber äußeren oder gegenseitiger Beeinflussung
durch e lektromagnetische Strahlung mehrere Schirmkammern gebildet
werden oder eine Schirmanordnung mehrräumig ausgebildet werden. Bei
einer mehrräumigen
Ausbildung wird zumindest eines der Elemente von Schirmwand, Schirmdeckel
und der den Seitenwänden
von mehr als einem Schirmraum benutzt.
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Der
Aufbau einer Leiterplatte mit integrierter Schirmung ist vorzugsweise
mehrlagig. Auf eine Trägerschicht,
die der Leiterplatte Stabilität
verleiht, ist zumindest auf einer Seite zumindest eine weitere Aufbauschicht
aufgebracht, die auch flexibel sein kann. Zumindest zwei Lagen,
vorzugsweise drei Lagen und mehr, die auch aus jeweils unterschiedlichen Materialien
bestehen können,
werden also übereinander
angeordnet und aneinander befestigt, insbesondere verklebt.
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Als
Materialien für
die Lagen werden beispielsweise Glasfaserverbindungen oder Kunststofffolien
verwendet. Zumindest auf eine Auswahl aus den verwendeten Lagen
wird, beispielsweise durch einen Galvanisierungsprozess eine metallische Schicht
aufgebracht, um Schirmdeckel oder/und Schirmboden zu realisieren.
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Zur
Realisierung der Seitenwände
wird beispielsweise die aus Leiterplattenlagen bestehende Leiterplatte
zumindest teilweise durchbohrt, und eine Kontaktierung mit Schirmboden
und Schirmdeckel erfolgt beispielsweise durch Auffüllen der
Bohrungen mit einem Metall.
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Die
Erfindung wird im weiteren anhand vorteilhafter Ausgestaltungen
erläutert,
die teilweise auch in den Figuren dargestellt sind. Es zeigen:
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1: eine Leiterplatte mit
Bauteilen gemäß dem Stand
der Technik;
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2: eine Leiterplatte gemäß einer
Ausgestaltung der Erfindung in Draufsicht;
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3: eine Ausgestaltung einer
erfindungsgemäßen Leiterplatte;
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4: eine weitere Ausgestaltung
der Leiterplatte.
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In 1 ist eine schematische
Ansicht einer bisher verwendeten Schirmung auf einer Leiterplatte gezeigt.
Eine Leiterplatte PCB weist mehrere Lagen L auf. Elektrische Bauteile
EC, die z.B. Bestandteil einer elektronischen Schaltung sind, werden über Kontaktflächen auf
die Oberfläche
der Leiterplatte PCB aufgelötet.
Die entsprechenden Leitungsstrukturen W befinden sich innerhalb
der Leiterplatte PCB. Um die elektronischen Bauteile EC gegenüber elektromagnetischer
Strahlung abzuschirmen, umgibt eine Schirmanordnung S die elektrischen
Bauteile. Die Schirmanordnung S besteht aus einem Schirmboden SB,
Seitenwänden
bzw. Wandelementen SW und einem Schirmdeckel SD. Über die
Seitenwände
SW werden Schirmboden SB und Schirmdeckel SD miteinander verbunden.
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Zur
Befestigung des in der Querschnittsform eines umgedrehten "U's" ausgebildeten
Schirmdeckels SD auf der Leiterplatte PCB wird dieser umlaufend über einen
Schirmrahmen SR, der über
den Wandelementen SW angeordnet ist, mit der Leiterplatte verbunden.
Ein Schirmrahmen wird beispielsweise aus einem metallischen Flächenelement
gebildet, der auf der Oberseite der Leiterplatte aufgebracht ist
oder aus einer auf der Leiterplatte PCB aufgebrachten Leiterbahnstruktur.
Der zusätzliche
Platzbedarf für
das elektronische Bauelement EC und den darüber angebrachten Schirmdeckel
ist als Höhe
H bezeichnet.
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In 3 ist eine Leiterplatte
gemäß einer Ausgestaltung
der Erfindung zu sehen. Die Leiterplatte PCB besteht aus mehreren
Lagen L. In 3 sind beispielhaft
fünf Lagen
eingezeichnet, die Anzahl der Lagen kann jedoch in Abhängigkeit
von beispielsweise der Komplexität
der elektronischen Schaltung, der Größe des elektronischen Geräts etc. variieren.
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In
die Leiterplatte integrierte Bauteile werden auch als "Embedded Components" und die entsprechende
Technologie als oder als „MOV-Technologie" (Mehrlagen-Oberflächen-Verdrahtung) bezeichnet. Dabei
sind also elektronische Bauteile EC in die Leiterplatte PCB integriert.
Diese Integration kann in Abhängigkeit
von der Höhe
des elektronischen Bauteils EC über
Hohlräume
bzw. "Cavities" C, wie in 3 gezeigt in der Leiterplatte
realisiert werden, oder die elektronischen Bauteile EC werden direkt
zwischen zwei Lagen L der Leiterplatte PCB gesetzt. Dies ist insbesondere
für flache
elektrische Bauteile wie etwa gedruckte Kondensatoren, gedruckte
Spulen oder Widerstände
zwischen flexiblen Schichten einer Leiterplatte möglich.
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Anschließend werden
die elektrischen Bauteile EC in die Leiterplatte PCB integriert.
Bei diesen Bauteilen handelt es sich zumeist um gedünnte Silizium-Dice.
Unter einem "Die" wird ein elektrisches Bauteil
verstanden, welches auf einem Siliziumwafer hergestellt wird. Unter "gedünnt" versteht man, dass der
Siliciumwafer auf der nichtstrukturierten Seite abgeschliffen wurde.
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Werden
Bauteile zwischen zwei Lagen der Leiterplatte integriert, beträgt die oben
angesprochene Anzahl der Lagen L zumindest 2.
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Im
Gegensatz zum Stand der Technik ist der Schirmdeckel SD1 und der
Schirmboden SB flach ausgefertigt, d.h. der Schirmdeckel SD1 weist
nicht die Form eines umgedrehten U's auf. Im weiteren Unterschied zum Stand
der Technik, bei dem eine zusätzliche
Höhe H
zur Unterbringung von elektronischen Bauelementen EC und Schirmdeckel
benötigt wird,
beträgt
der Höhenbedarf
bei erfindungsgemäßen Ausgestaltungen
maximal die Dicke von Schirmdeckel SD, welche in 3 als Höhe bzw. Dicke h bezeichnet
ist, oder die Dicke des Schirmbodens, falls einer von beiden auf
der Oberfläche
der Leiterplatte aufgebracht ist. Falls beide auf die Oberfläche der
Leiterplatte PCB aufgebracht sind, beträgt die zusätzlich erforderliche Höhe, welche über die
Dimensionen der Leiterplatte hinausragt die Dicke von Schirmdeckel
SD1 und Schirmboden SB. Falls beide innerhalb der Leiterplatte PCB
realisiert sind, ist überhaupt
kein über
die Dimensionen der Leiterplatte hinausragender Platzbedarf erforderlich.
Die über
die Leiterplatte hinausragende Dicke h ist gegenüber der im Stand der Technik
erforderlichen Höhe
deutlich kleiner.
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Eine
Leiterplatte PCB ist vorzugsweise aus Schichten oder Lagen L aus
unterschiedlichen Materialien aufgebaut ist. Beispielsweise wird
eine mittlere Lage L als Trägerschicht
der Leiterplatte aus FR4 hergestellt, auf die dann auf beiden Seiten
weitere Lagen auf flexibler Folie, beispielsweise RCC-Folie (RCC: resin
coated copper), aufgebracht sind. Auch andere Materialien, wie etwa
keramische Stoffe sind für
einzelne Lagen L vorgesehen.
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Durch
die Flexibilität
der Folie RCC können wie
bereits dargelegt auch kleine Bauteile ohne einen Hohlraum C in
die Leiterplatte PCB eingebracht werden. Die Kontaktierung der elektrischen
Bauteile EC mit einer Lage L der Leiterplatte PCB erfolgt über Kontaktierungsflächen. Die
Kontaktierungsflächen sind
beispielsweise wiederum mit einer Leitungsstruktur einer Lage L
der Leiterplatte verbunden.
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Die
Kontaktierung von Leitungsstrukturen unterschiedlicher Ebenen bzw.
Lagen L wird über
sogenannte "Vias" realisiert. Diese
können
folgendermaßen
hergestellt werden: Zunächst
werden die Leitungsstrukturen durch Ätzen erstellt. Danach werden die
Löcher
gebohrt. Dies wird bei dicken Lagen durch mechanisches Bohren bewerkstelligt.
Bei Lagen mit geringer Schichtdicke, beispielsweise Lagen aus RCC
oder auch dünne
Lagen von FR4 können
auch Laserbohrungen verwendet werden, sogenannte Microvia's. Zur Herstellung
des Kontakts werden die so erstellten Löcher dann an ihrer Innenseite
metallisiert. Die Metallisierung kann beispielsweise über Aufdampfen
oder einen Galvanisierungsprozess erfolgen. Alternativ können die
Löcher
auch mit einem leitenden Material aufgegossen werden.
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Die
beispielhafte Ausgestaltung der Leiterplatte PCB aus 3 mit mehreren Lagen L ist
in 4 in Bezug auf die
Durchkontaktierungen dargestellt. Auf ein Trägermaterial TR, welche insbesondere
aus FR4 gebildet ist, sind mehrere Aufbauschichten, beispielsweise
aus RCC oder FR4, aufgebracht. In Abhängigkeit von der Dicke der
Lagen und dem verwendeten Material erfolgt eine Kontaktierung über Mikrovias
oder mechanische Vias. In 4 sind
die Mikrovias durch konisch verlaufende Kegelsegmente dargestellt.
Sie verlaufen in den dünneren
auf dem Trägermaterial
aufgebrachten Lagen vorzugsweise nur über die Dicke einer Lage L.
Mechanische Vias sind in der Zeichnung durch Zylinderausschnitte
dargestellt. Sie verlaufen vorzugsweise durch die dickere Lage aus
Trägermaterial
TR oder durch mehr als eine Lage L der Leiterplatte PCB.
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Schirmdeckel
SD1 und Schirmboden SB können
sich auf einer beliebigen Oberfläche
einer Lage befinden. Zum Bilden einer Schirmung sind also zumindest
zwei metallische Schichten, welche auf einer Lage L der Leiterplatte
aufgebracht sind, erforderlich, welche leitend miteinander verbunden
sind.
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Die
zumindest zwei metallischen Schichten können dabei in Abhängigkeit
von z.B. der geometrischen Anordnung der elektrischen Bauteile auf
den beiden Oberflächen
der Trägerschicht
oder auf zwei Oberflächen
einer oder mehrerer Trägerschichten oder
auf einer Oberfläche
einer Trägerschicht
und einer Oberfläche
einer beliebigen weiteren Lage L aufgebracht sein.
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Eine
Schirmanordnung S kann bei einer Leiterplatte PCB, bei der die Chip-in-Board-Technologie und/oder
MOV-Technologie verwendet wird, folgendermaßen realisiert werden: als
Seitenwände
bzw. Wandelemente SW kann eine Anordnung von Durchkontaktierungen
DK verwendet werden, welche von einem Schirmdeckel SD1 bis zu einem
Schirmboden SB verlaufen.
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Eine
Anordnung von Durchkontaktierungen zur Verbindung von Schirmdeckel
SD1 und Schirmboden SB ist in Draufsicht in 2 dargestellt, in der eine Ausgestaltung
einer erfindungsgemäßen Schirmanordnung
S zu sehen, aus der eine Realisationsmöglichkeit für die Seitenwände bzw.
Wandelemente SW ersichtlich ist. Innerhalb der Leiterplatte PCB werden
die Seitenwände
SW über
vom Schirmdeckel bis zum Schirmboden SB durchgehende Durchkontaktierungen
DK realisiert. Der Abstand d zwischen zwei benachbarten Durchkontaktierungen
DK ist durch die Wellenlänge
der abzuschirmenden Strahlung und die gewünschte Schirmeffizienz festgelegt und
beträgt
typischerweise ein Zehntel der maximalen Frequenz, welche abzuschirmen
ist. Ein Wandelement wird also durch eine Mehrzahl an Durch kontaktierungen
realisiert. Eine Durchkontaktierung kann hierbei – ähnlich wie
bei den Vias – z.B.
durch eine mechanische oder eine Laserbohrung realisiert sein, welche
mit elektrisch leitendem Material ausgekleidet oder ausgefüllt ist.
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Es
können
je nach Abschirmerfordernissen oder geometrischen Rahmenbedingungen
alle Seitenwände
oder nur einzelne oder Teilbereiche davon mit derartigen Anordnungen
von Durchkontaktierungen DK gebildet werden.
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Der
Schirmdeckel SD1 und der Schirmboden SB können beispielsweise in Form
einer metallischen Schicht auf die Oberfläche der Leiterplatte PCB oder zwischen
einzelne Lagen L der Leiterplatte PCB aufgebracht werden.
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Die
metallische Schicht zur Realisierung eines flachen bzw. ebenen Schirmdeckels
SD1 bzw. des Schirmbodens SB gemäß 3 kann aufgedampft werden,
durch Galvanisierung hergestellt werden, oder beispielsweise auch
durch Einfügen
einer metallischen Folie zwischen einzelnen Lagen L oder auch auf
die Leiterplatte PCB, realisiert werden. Dabei können auch unterschiedliche
Realisierungsmethoden für
Schirmdeckel SD1 und Schirmboden SB gewählt werden, so dass der eine
z.B. aufgedampft, und der andere durch Galvanisation abgeschieden
wird.
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Ob
Schirmdeckel SD1 oder Schirmboden SB in oder auf der Leiterplatte
PCB aufgebracht werden, hängt
von der jeweiligen Verwendung ab. Vorteil ist in jedem Falle, dass
keine Schirmelement über
die Leiterplatte PCB wesentlich hinausragt und so maximal die Dicke
h des auf die Oberfläche
der Leiterplatte PCB aufgebrachten Schirmbodens SB oder Schirmdeckels
SD1 benötigt.
In diesem Sinne "ragt" der Schirmdeckel über die
Leiterplatte PCB hinaus. Allerdings liegt die Schichtdicke bzw.
Dicke h des Schirmdeckels SD1 in der Größenordnung einiger Mikrometer.
Dies ist gegenüber
der Höhe
H, die ein – wie
in 1 gezeigt – auf die
Oberseite der Leiterfläche aufgebrachtes
Bauelement EC mit dem zugehörigen Schirmdeckel
SD1 benötigt
vernachlässigbar,
was einen großen
Vorteil bei der Miniaturisierung darstellt.
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Weiterhin
kann der Schirmdeckel SD1 bzw. der Schirmboden SB als plane Fläche gefertigt
werden, das die Herstellungskosten gegenüber einer Deckel- oder Wannenform
verringert, wie etwa bei dem Schirmdeckel SD1 in 1.
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Weiterhin
können
die Prozesskosten verringert werden, da für das Aufsetzen des Schirmdeckels SD1
kein zusätzlicher
Prozessschritt erforderlich ist und zudem auch der umlaufende Schirmrahmen
SR eingespart werden kann.
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Die
Erfindung ist nicht auf die Ausgestaltung einer einzigen Schirmanordnung
S, wie in 3 gezeigt,
beschränkt.
Vielmehr können
innerhalb einer Leiterplatte mehrere Schirmkammern neben bzw. übereinander
angebracht sein. Dies ist insbesondere bei komplexen Schaltungen
vorteilhaft, bei denen mehrere Bauteile EC gegeneinander abgeschirmt werden
müssen.
Dies ist z.B. der Fall bei Mobiltelefonen, die gemäß dem UMTS-Standard
arbeiten, da hier Senden und Empfangen auf verschiedenen Frequenzen
gleichzeitig erfolgt, wodurch sich sonst Empfänger- und Sendermodul beeinflussen
würden.
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Die
Erstellung einer Schirmkammer gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung
ist nicht auf Leiterplatten im herkömmlichen Sinne und auch nicht
auf eine bestimmte Leiterplattentechnologie beschränkt. Es
sind vielmehr Kombinationen verschiedener Trägermaterialien und Technologien
möglich.
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Unter
Leiterplatte wird hierbei eine Anordnung verstanden die aus einer
oder mehreren Schichten aufgebaut ist, wie z.B. in 3 oder in 4 gezeigt.
Sie ist dadurch gekennzeichnet, dass elektrische Bauteile darauf
befestigt werden können, es
möglich
ist, leitende Strukturen auf die Schichten aufzubringen und dass
durch Durchkontaktierungen die Leiterbahnstrukturen auf den einzelnen
Schichten miteinander verbunden werden können.
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Unter
Leiterplattentechnologie wird dann die Art des Aufbaus aus Lagen,
z.B. wie die Lagen aneinander befestigt werden, verstanden. Weiterhin
beinhaltet dieser Begriff die Art der Befestigung der elektrischen
Bauteile auf der Leiterplatte. Beispielsweise kann die Befestigung über Kontaktflächen, auf
welche die elektrischen Bauteile gelötet werden, erfolgen. Auch
das Vorgehen bei der Realisierung der leitenden Strukturen und der
Durchkontaktierungen fällt unter
diesen Begriff.
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Ein
beispielhafter Herstellungsprozess einer Leiterplatte bei der Chip-in-Board
Technologie sieht folgendermaßen
aus: Zunächst
wird das Trägermaterial
aus der Glasfaserverbindung FR4, vgl. 4, das
beidseitig mit Kupfer beschichtet ist, geätzt, um die Leitungsstruktur
herzustellen. Danach werden die Löcher für die Durchkontaktierungen,
z.B. die Durchkontaktierung DK1 gebohrt. Bei der Verwendung von sehr
dünnem
Trägermaterial
erfolgt die Bohrung nicht mechanisch, sondern mit einem Laser. Mechanische
Bohrungen oder Durchkontaktierungen die auf solchen basieren werden
als Vias bezeichnet, solche die mit einem Laser erstellt wurden
als Mikrovias. Die gebohrten Löcher
werden anschließend
innen metallisiert.
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Anschließend wird
eine flexible Folie, beispielsweise eine RCC-Folie auf beiden Seiten
des Trägermaterials
bzw. des Trägerkerns
aufgebracht und mit diesemverpresst und dadurch mechanisch miteinander
verbunden. Nun wird jeweils die RCC-Folie, welche ebenfalls mit einem Metall,
z. B. mit Kupfer beschichtet ist, geätzt um die Leiterplattenstruktur
herzustellen. Danach werden mit einem Laser die sogenannten Mikrovias
durch die Folie gebohrt. Diese Mikrovias dienen zur Verbindung von Leiterstrukturen
in verschiedenen Lagen L der Leiterplatte PCB und damit letztendlich
zur Kontaktierung von elektronischen Bauteilen. Die Bauteile befinden sich
also zwischen einzelnen Lagen.
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Auch
der Silizium-Die selbst wird durch Microvia's an die Leiterbahnstruktur angeschlossen.
Anschließend
wird Kupfer auf die Leiterplatte aufgebracht um die Bohrungen zu
metallisieren.
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Diese
Schritte zum Aufbringen der flexiblen Folie (RCC), Bohren der Mikrovias
und Aufbringen des Kupfers können
mehrmals wiederholt werden, in Abhängigkeit davon, aus wie vielen
Schichten oder Lagen die Leiterplatte bestehen soll, um beispielsweise
die fünf
Schichten, wie in 3 oder 4 gezeigt, zu erhalten.
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Bei
der Anwendung von Hohlräumen
bzw. Cavities innerhalb wie in 3 gezeigt
oder am Rande einer Lage, in denen sich elektrische Baueteile befinden
wird der oben geschilderte Prozess bei der Chip-In-Board Technologie
dahingehend angepasst, dass Hohlräume in einer Leiterplattenlage
L, d.h. in der Trägerschicht
oder in einer Aufbauschicht, hergestellt werden können. Auch
die Kontaktierung wird angepasst und erfolgt beispielsweise durch
Bonden.
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Der
Schirmdeckel und der Schirmboden werden in bei der Chip-in-Board Technologie
und der Verwendung von Cavities vorzugsweise in der gleichen Art
und Weise hergestellt wie die Leiterbahnstrukturen, d.h. durch Strukurieren
der metallischen Schichten, die sich auf einer Leiterplattenlage befinden.
Sie sind allerdings flächig
ausgeführt
und werden durch Via's
miteinander verbunden. Der Schirmdeckel und der Schirmboden werden
dabei so positioniert, dass der sich über (Schirmdeckel) bzw. unter
(Schirmboden) den zu schirmenden Bauteilen liegt.
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- PCB
- Leiterplatte
- L
- Lage
einer Leiterplatte
- EC
- Elektrisches
Bauteil
- W
- Verdrahtungsanlage
- S
- Schirmvorrichtung
- SB
- Schirmboden
- SW
- Seitenwand
- SD
- Schirmdeckel
- SR
- Schirmrahmen
- d
- Abstand
- DK
- Durchkontaktierung