DE112017005036T5

DE112017005036T5 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Miniatur-Koaxialkabels sowie das Verbindungsverfahren des Miniatur-Koaxialkabels

Info

Publication number: DE112017005036T5
Application number: DE112017005036.7T
Authority: DE
Inventors: Caprice Gray Haley; Amy Duwel; Anthony Kopa; Seth Davis; Andrew P. Magyar; Brian Smith; Mitchell W. MEINHOLD; Sara Barron; Gregory Romano; Richard Morrison; Hongmei Zhang
Original assignee: Charles Stark Draper Laboratory Inc
Current assignee: Charles Stark Draper Laboratory Inc
Priority date: 2016-10-04
Filing date: 2017-05-11
Publication date: 2019-08-01
Also published as: KR20190057136A; US20180098437A1; WO2018067205A1; JP2020501335A

Abstract

Verfahren zum Befestigen eines vorgefertigten Miniatur-Koaxialkabels an einem ersten elektrischen Anschlusspunkt, wobei das vorgefertigte Miniatur-Koaxialkabel einen elektrisch leitenden Kern aufweist, der innerhalb einer elektrisch isolierenden Schicht angeordnet ist, die innerhalb einer elektrisch leitenden Abschirmungsschicht angeordnet ist, umfassend das Befestigen eines freiliegenden Abschnitts des elektrisch leitenden Kerns an einem distalen Ende des vorgefertigten Miniatur-Koaxialkabels am ersten elektrischen Anschlusspunkt, wodurch die elektrische Leitfähigkeit zwischen dem elektrisch leitenden Kern und dem ersten elektrischen Anschlusspunkt hergestellt wird, Aufbringen einer Schicht aus elektrisch isolierendem Material auf den freiliegenden Abschnitt des elektrisch leitenden Kerns, so dass der freiliegende Abschnitt des elektrisch leitenden Kerns und der erste elektrische Anschlusspunkt in der Schicht aus elektrisch isolierendem Material eingebettet sind, und Anschluss der elektrisch leitenden Abschirmungsschicht an einen zweiten elektrischen Anschlusspunkt unter Verwendung eines aus einem elektrisch leitenden Material gebildeten Steckers.

Description

Querverweise auf verwandte Anwendungen
Dieser Antrag beansprucht die Nutzung des vorläufigen US-Antrags Nr. 62/404135 , eingereicht am 4. Oktober 2016, des vorläufigen US-Antrags Nr. 62/462625 , eingereicht am 23. Februar 2017, und des vorläufigen US-Antrags Nr. 62/464164 , eingereicht am 27. Februar 2017, deren Inhalte als Referenz aufgenommen wurden.
Hintergrund
Diese Erfindung bezieht sich auf Verkabelungssysteme.
Bei der heutigen hochdichten Verbindungstechnik benötigen qualifizierte Ingenieure Wochen oder Monate, um eine mehrschichtige Leiterplatte zu entwerfen und zu konstruieren. Für die Massenproduktion werden diese einmaligen Entwicklungskosten (non-recurring engineering cost, NRE) auf tausende Einheiten umgelegt. Für Prototypen oder Kleinserien sind diese NRE ein erheblicher Kostenfaktor, der nicht getilgt werden kann.
Zusammenfassung
Eine allgemeine Überlegung ist, dass ein Verfahren zum Anbringen eines vorkonfektionierten Miniatur-Koaxialkabels an einen ersten elektrischen Anschlusspunkt, wenn dieses Kabel über einen elektrisch leitenden Kern verfügt, welcher sich innerhalb einer elektrisch isolierenden Schicht befindet, die wiederum von einer elektrisch leitenden Abschirmschicht umgeben ist, das Anbringen eines freiliegenden Teils des elektrisch leitenden Kerns am distalen Ende des vorkonfektionierten Miniatur-Koaxialkabels am ersten elektrischen Anschlusspunkt, dadurch das Herstellen der elektrischen Leitfähigkeit zwischen dem elektrisch leitenden Kern und dem ersten elektrischen Anschlusspunkt, das Aufbringen einer Schicht elektrisch isolierenden Materials auf den freiliegenden Teil des elektrisch leitenden Kerns, sodass dieser freiliegende Teil und der erste elektrische Anschlusspunkt in einer Schicht elektrisch isolierenden Materials eingeschlossen sind, sowie die Verbindung der elektrisch leitenden Abschirmschicht mit einem zweiten elektrischen Anschlusspunkt mithilfe eines Verbinders aus einem elektrisch leitenden Material umfasst.
Die Gesichtspunkte können eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen.
Eine Verbindung der elektrisch leitenden Abschirmschicht mit dem zweiten elektrischen Anschlusspunkt mithilfe eines Verbinders kann umfassen, dass der Verbinder so erstellt wird, dass zumindest auf einen Teil der elektrisch leitenden Abschirmschicht und des zweiten elektrischen Anschlusspunkts eine Schicht elektrisch leitenden Materials aufgebracht wird, wodurch der Verbinder die elektrische Leitfähigkeit zwischen der elektrisch leitenden Abschirmschicht und dem zweiten elektrischen Anschlusspunkt herstellt. Das Aufbringen der Schicht des elektrisch leitenden Materials auf zumindest einen Teil der elektrisch leitenden Abschirmschicht und auf den zweiten elektrischen Anschlusspunkt kann umfassen, dass das elektrisch leitende Material auf zumindest einen Teil der elektrisch leitenden Abschirmschicht und den zweiten elektrischen Anschlusspunkt fließt, durch die Sprühbeschichtung mindestens eines Teils des elektrisch leitenden Abschirmschicht und des zweiten elektrischen Anschlusspunktes mit elektrisch leitendem Material, durch Aufdampfen des elektrisch leitenden Materials auf zumindest einen Teil der elektrisch leitenden Abschirmschicht und auf den zweiten elektrischen Anschlusspunkt, durch Aufspritzen des elektrisch leitenden Materials auf zumindest einen Teil der elektrisch leitenden Abschirmschicht und mindestens eines Teils des elektrisch leitenden Anschlusspunkts und des zweiten elektrischen Anschlusspunktes mit elektrisch leitendem Material.
Die Schicht elektrisch isolierenden Materials kann den ersten elektrischen Anschlusspunkt und die Schicht elektrisch leitenden Materials umschließen. Die Schicht elektrisch aus leitendem Material umschließt die Schicht aus elektrisch isolierendem Material. Die Schicht aus elektrisch leitendem Material kann die Schicht aus elektrisch isolierendem Material teilweise umschließen. Ein freiliegender Teil der Schicht aus elektrisch isolierendem Material am distalen Ende des vorkonfektionierten Miniatur-Koaxialkabels kann von einer Schicht elektrisch isolierenden Materials eingeschlossen werden. Das Aufbringen der Schicht aus elektrisch isolierendem Material auf den freiliegenden Teil des elektrisch leitenden Kerns kann das Aufbringen einer Kugel des elektrisch isolierenden Materials auf den freiliegenden Teil des elektrisch leitenden Kerns umfassen.
Das Aufbringen der Schicht aus elektrisch isolierendem Material auf den freiliegenden Teil des elektrisch leitenden Kerns kann das Fließen des elektrisch isolierenden Materials auf den freiliegenden Teil des elektrisch leitenden Kerns umfassen. Das Aufbringen der Schicht aus elektrisch isolierendem Material auf den freiliegenden Teil des elektrisch leitenden Kerns kann das Aufdampfen des elektrisch isolierenden Materials auf den freiliegenden Teil des elektrisch leitenden Kerns umfassen. Das Aufdampfen des elektrisch isolierenden Materials kann das selektive Aufdampfen von Polymermaterial umfassen. Das Aufbringen der Schicht aus elektrisch isolierendem Material auf den freiliegenden Teil des elektrisch leitenden Kerns kann das Aerosolstrahlen des elektrisch isolierenden Materials auf den freiliegenden Teil des elektrisch leitenden Kerns umfassen. Die Verbindung der elektrisch leitenden Abschirmschicht mit dem zweiten elektrischen Anschlusspunkt mithilfe des Verbinders kann das Drucken des Verbinders in Form eines Streifens elektrisch leitenden Materials umfassen.
Der Verbinder kann einen Draht umfassen, und die Verbindung der elektrisch leitenden Abschirmschicht zum zweiten elektrischen Anschlusspunkt mithilfe des Verbinders kann das Verbinden des einen Drahtendes mit dem ersten elektrischen Anschlusspunkt und das Verbinden des zweiten Drahtendes mit dem zweiten elektrischen Anschlusspunkt umfassen. Die Verbindung des freiliegenden Teils des elektrisch leitenden Kerns mit dem ersten elektrischen Anschlusspunkt kann das Anbringen einer leitenden Kontaktfläche an den ersten elektrischen Anschlusspunkt und anschließend die Verbindung des elektrisch leitenden Kerns mit der leitenden Kontaktfläche umfassen. Der erste elektrische Anschlusspunkt kann ein Verbindungsblock auf einem Nacktchip sein. Der erste elektrische Anschlusspunkt kann ein Verbindungsblock auf einem Bauteil mit Gehäuse sein. Der erste elektrische Anschlusspunkt kann eine Kugel auf einem Ball Grid Array sein.
Der erste elektrische Anschlusspunkt kann einen separaten Adapter umfassen, der zwei Anschlusspunkte überbrückt. Der erste elektrische Anschlusspunkt kann auf einer passiven elektrischen Komponente angeordnet sein. Der erste elektrische Anschlusspunkt kann einen elektrischen Leiter umfassen, der auf einer Leiterplatte angeordnet ist. Der erste elektrische Anschlusspunkt kann eine leitende Fläche oder eine Leiterbahn auf einer Leiterplatte umfassen. Die Verbindung des freiliegenden Teils des elektrisch leitenden Kerns mit dem ersten elektrischen Anschlusspunkt kann das Anlöten des elektrisch leitenden Kerns an den ersten elektrischen Anschlusspunkt umfassen. Die Verbindung des freiliegenden Teils des elektrisch leitenden Kerns mit dem ersten elektrischen Anschlusspunkt kann das Anschweißen des elektrisch leitenden Kerns an den ersten elektrischen Anschlusspunkt umfassen. Schweißen kann Elektronenstrahlschweißen, Ultraschallschweißen, Kaltschweißen, Laserstrahlschweißen oder Widerstandsschweißen umfassen.
Die Verbindung des freiliegenden Teils des elektrisch leitenden Kerns mit dem ersten elektrischen Anschlusspunkt kann ein einfaches oder mehrfaches Diffusionsverschweißen des elektrisch leitenden Kerns mit dem ersten elektrischen Anschlusspunkt, ein Verlöten des elektrisch leitenden Kerns mit dem ersten elektrischen Anschlusspunkt, ein Verbinden des elektrisch leitenden Kerns und des ersten elektrischen Anschlusspunktes durch Sintern oder das Verbinden des elektrisch leitenden Kerns und des ersten elektrischen Anschlusspunktes mithilfe eines leitenden Haftmittels umfassen. Der zweite elektrische Anschlusspunkt kann einen Anschlusspunkt für die Erdung umfassen. Verfahren können umfassen, den Verbinder zu erstellen, beispielsweise durch Verschweißen der elektrisch leitenden Abschirmschicht mit einem zweiten elektrischen Anschlusspunkt. Verfahren können umfassen, den Verbinder zu erstellen, beispielsweise durch Thermokompressionsbonden der elektrisch leitenden Abschirmschicht und eines zweiten elektrischen Anschlusspunkts. Verfahren können umfassen, den Verbinder zu erstellen, beispielsweise durch Ultraschallbonden der elektrisch leitenden Abschirmschicht und eines zweiten elektrischen Anschlusspunkts.
Eine weitere allgemeine Überlegung ist, dass ein automatisiertes Werkzeug so gestaltet wird, dass es jeden der oben aufgeführten Schritte durchführen kann.
Eine weitere allgemeine Überlegung ist, dass ein Verfahren zur Herstellung eines Miniatur-Koaxialkabels aus einem isolierten Kabel, wobei dieses isolierte Kabel aus einem elektrisch leitenden Kern besteht, der von einer elektrisch isolierenden Schicht umgeben ist und das isolierte Kabel über einen ersten und einen zweiten Abschnitt verfügt, die durch einen dritten Abschnitt voneinander getrennt sind, das Aufbringen eines ersten Teils einer Haftmittelschicht auf den ersten Abschnitt des isolierten Kabels, das Aufbringen eines zweiten Teils einer Haftmittelschicht auf den zweiten Abschnitt des isolierten Kabels, das Aufbringen einer elektrisch leitenden Abschirmschicht auf das Haftmittel, einschließlich des Aufbringens eines ersten Teils der elektrisch leitenden Abschirmschicht auf den ersten Teil der Haftmittelschicht und des Aufbringens eines zweiten Teils der elektrisch leitenden Abschirmschicht auf den zweiten Teil der Haftmittelschicht sowie das Entfernen der elektrischen Isolierschicht vom dritten Teil des isolierten Kabels umfasst, wobei die Integrität des elektrisch leitenden Kerns im ersten, zweiten und dritten Abschnitt des isolierten Kabels gewahrt wird.
Die Gesichtspunkte können eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen.
Verfahren können umfassen, den dritten Abschnitt des isolierten Kabels vor dem Aufbringen der elektrisch leitenden Abschirmschicht auf der Haftmittelschicht abzudecken und diesen Abschnitt nach dem Aufbringen der elektrisch leitenden Abschirmschicht auf der Haftmittelschicht wieder freizulegen, bevor die elektrisch isolierende Schicht vom dritten Abschnitt des isolierten Kabels entfernt wird. Das Abdecken des dritten Abschnitts des isolierten Kabels kann umfassen, das Kabel in eine Vorrichtung einzusetzen, wobei diese so aufgebaut ist, dass der dritte Abschnitt des isolierten Kabels abgedeckt wird, während der erste und zweite Teil der Haftmittelschicht freiliegen, und das Freilegen des dritten Abschnitts des isolierten Kabels durch das Entfernen des Kabels aus der Vorrichtung erfolgt.
Das Aufbringen der Haftmittelschicht auf der elektrisch isolierenden Schicht des isolierten Kabels kann umfassen, einen dritten Teil der Haftmittelschicht auf den dritten Abschnitt des isolierten Kabels aufzubringen. Das Abdecken des dritten Abschnitts des isolierten Kabels beinhaltet das Abdecken des dritten Teils der Haftmittelschicht, und das Freilegen des dritten Abschnitts des isolierten Kabels beinhaltet das Freilegen des dritten Teils der Haftmittelschicht. Verfahren können umfassen, unter Wahrung der Integrität des elektrisch leitenden Kerns im ersten, zweiten und dritten Abschnitt des isolierten Kabels den dritten Teil der Haftmittelschicht zu entfernen.
Das Abdecken des dritten Teils der Haftmittelschicht kann umfassen, vor dem Aufbringen der elektrisch leitenden Abschirmschicht auf der Haftmittelschicht eine Abdeckkugel auf den dritten Teil der Haftmittelschicht aufzubringen. Das Freilegen des dritten Teils der Haftmittelschicht kann beinhalten, den Abdeckwulst nach dem Aufbringen der elektrisch leitenden Abschirmschicht zu entfernen, bevor der dritte Teil der Haftmittelschicht und die elektrisch isolierende Schicht vom dritten Abschnitt des isolierten Kabels entfernt werden. Das Entfernen des dritten Teils der Haftmittelschicht und der elektrisch isolierenden Schicht des dritten Abschnitts des isolierten Kabels kann umfassen, den dritten Teil der Haftmittelschicht mithilfe eines chemischen Ätzverfahrens zu entfernen. Das Entfernen der elektrisch isolierenden Schicht vom dritten Abschnitt des isolierten Kabels kann Laserschneiden des elektrisch isolierenden Schicht dieses Abschnitts des isolierten Kabels beinhalten.
Das Aufbringen der Haftmittelschicht auf der elektrisch isolierenden Schicht des isolierten Kabels kann umfassen, einen dritten Teil der Haftmittelschicht auf den dritten Abschnitt des isolierten Kabels aufzubringen. Das Aufbringen der elektrisch leitenden Abschirmschicht auf der Haftmittelschicht kann beinhalten, einen dritten Teil der elektrisch leitenden Abschirmschicht auf den dritten Teil der Haftmittelschicht aufzubringen. Verfahren können umfassen, unter Wahrung der Integrität des elektrisch leitenden Kerns im ersten, zweiten und dritten Abschnitt des isolierten Kabels den dritten Teil der elektrisch leitenden Abschirmschicht zu entfernen, wobei zunächst der dritte Teil der elektrisch leitenden Abschirmschicht und anschließend der dritte Teil der Haftmittelschicht entfernt werden, jeweils unter Wahrung der Integrität des elektrisch leitenden Kerns im ersten, zweiten und dritten Abschnitt des isolierten Kabels.
Die elektrisch leitende Abschirmschicht kann aus einem leitenden, thermisch entfernbaren Material bestehen. Die Entfernung des dritten Teils der elektrisch leitenden Abschirmschicht kann umfassen, thermische Energie auf diesen dritten Teil der elektrisch leitenden Abschirmschicht anzuwenden. Leitendes, thermisch entfernbares Material kann Lötmaterial umfassen. Das Aufbringen der elektrisch leitenden Abschirmschicht auf die Haftmittelschicht kann die Anwendung galvanischer Verfahren umfassen. Das Material der leitenden Abschirmung aus einem oder mehreren Werkstoffen wie Kupfer, Gold, Silber, Zinn, Nickel bzw. aus einer Legierung von zwei oder mehreren Werkstoffen wie Kupfer, Gold, Silber, Zinn und Nickel gebildet werden.
Das Aufbringen der elektrisch leitenden Abschirmschicht auf die Haftmittelschicht kann stromlose Abscheidungsverfahren umfassen. Das Material der leitenden Abschirmung aus einem oder mehreren Werkstoffen wie Kupfer, Gold, Silber, Zinn, Nickel bzw. aus einer Legierung von zwei oder mehreren Werkstoffen wie Kupfer, Gold, Silber, Zinn, Nickel gebildet werden. Das Aufbringen der elektrisch leitenden Abschirmschicht auf der Haftmittelschicht kann umfassen, dass der isolierte Draht durch eine Lösung von Metallpartikeln in einem Polymerwerkstoff gezogen wird. Die Metallpartikel können Metallflocken, Metall-Nanopartikel und Metall-Mikropartikel oder Mischungen hiervon umfassen. Die Metallpartikel können aus einem oder mehreren Werkstoffen wie Kupfer, Gold, Silber, Zinn, Nickel bzw. aus einer Legierung von zwei oder mehreren Werkstoffen wie Kupfer, Gold, Silber, Zinn, Nickel gebildet werden.
Verfahren können umfassen, das isolierte Kabel von einer Spulenvorrichtung zuzuführen. Verfahren können umfassen, den leitenden Kern des dritten Abschnitts des isolierten Kabels zu durchtrennen, nachdem der dritte Teil der Haftmittelschicht und die elektrisch isolierende Schicht vom dritten Abschnitt des isolierten Kabels entfernt wurden. Verfahren können umfassen, den leitenden Kern des dritten Abschnitts des isolierten Kabels zu durchtrennen, nachdem der dritte Teil der Haftmittelschicht vom dritten Abschnitt des isolierten Kabels entfernt wurde, jedoch vor der Entfernung der elektrisch isolierenden Schicht vom dritten Abschnitt des isolierten Kabels. Verfahren können die Bildung eines isolierten Kabels umfassen, einschließlich des Aufbringens der isolierenden Schicht auf den elektrisch leitenden Kern mithilfe eines Aufdampfungsverfahrens. Das Entfernen der elektrisch isolierenden Schicht vom dritten Abschnitt des isolierenden Kabels kann das Laserschneiden der elektrisch isolierenden Schicht des dritten Abschnitts des isolierten Kabels umfassen. Die Haftmittelschicht kann aus einem elektrisch leitenden, metallischen Material bestehen. Die Haftmittelschicht kann aus einem organischen Haftvermittler bestehen.
In einer weiteren generellen Überlegung umfasst ein Verfahren zur Herstellung eines Miniatur-Koaxialkabels das Aufbringen einer Abdeckschicht auf dem Substrat gemäß eines Abdeckmusters, nachdem der erste Abschnitt des Substrates von der Abdeckschicht verdeckt, der zweite Abschnitt des Substrates jedoch von der Abdeckschicht freigelegt wird, indem Material aus dem zweiten Teil des Substrats entfernt wird, um eine Vertiefung im zweiten Teil des Substrats zu erzeugen, das Entfernen der Abdeckschicht vom Substrat nach Entfernen des Materials vom zweiten Teil des Substrats, wodurch in der ersten Vertiefung im zweiten Teil des Substrates nach Entfernung der Abdeckschicht das Miniatur-Koaxialkabel entsteht. Das Erstellen umfasst das Aufbringen einer ersten leitenden Abschirmschicht in der ersten Vertiefung auf eine Weise, dass die erste Vertiefung mit der leitenden Abschirmschicht ausgekleidet ist, wobei die erste leitende Abschirmschicht eine zweite Vertiefung innerhalb der ersten Vertiefung bildet, das Aufbringen einer ersten elektrischen Isolierschicht in der zweiten Vertiefung auf eine Weise, dass diese Vertiefung mit der ersten elektrisch isolierenden Schicht ausgekleidet ist, wobei die erste isolierende Schicht eine dritte Vertiefung innerhalb der zweiten Vertiefung bildet, das Aufbringen eines elektrisch leitenden Kerns in die dritte Vertiefung, das Aufbringen einer zweiten elektrisch isolierenden Schicht auf den elektrisch leitenden Kern, wobei die erste und zweite elektrisch leitende Schicht den Kern umschließen, das Aufbringen einer zweiten elektrisch leitenden Abschirmschicht auf die zweite elektrisch isolierende Schicht, wobei die erste und zweite elektrisch leitende Abschirmschicht die erste und zweite elektrisch isolierende Schicht umschließen, und das Lösen der ersten elektrisch leitenden Abschirmschicht aus der Vertiefung im Substrat.
Die Gesichtspunkte können eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen.
Das Aufbringen der Abdeckschicht kann das Aufbringen einer Polysilikonschicht auf dem Substrat umfassen. Das Substrat kann einen Quarzglaswafer umfassen. Das Entfernen des Materials vom zweiten Teil des Substrates kann das chemische Ätzen des zweiten Teils des Substrats umfassen. Das chemische Ätzen des zweiten Teils des Substrates kann das Ätzen des zweiten Teils des Substrats mit Flusssäure umfassen. Das Aufbringen der ersten elektrisch leitenden Abschirmschicht in der ersten Vertiefung kann das Aufbringen einer Saatschicht in der ersten Vertiefung und das anschließende Aufbringen der ersten elektrisch leitenden Abschirmschicht umfassen. Die erste elektrisch leitende Abschirmschicht kann aus Kupfer bestehen. Das Aufbringen der ersten elektrisch leitenden Abschirmschicht kann entweder das Galvanisieren oder das stromlose Abscheiden der ersten elektrisch leitenden Abschirmschicht umfassen. Das Aufbringen der ersten elektrisch isolierenden Schicht kann das Aufbringen einer ersten Polyamidschicht umfassen, das Aufbringen der zweiten isolierenden Schicht das Aufbringen einer zweiten Polyamidschicht.
Das Aufbringen der ersten und zweiten Polyamidschicht kann das Spritzen der Polyamidschichten umfassen. Das Aufbringen des elektrisch leitenden Kerns in der dritten Vertiefung kann das Aufbringen einer Saatschicht in der dritten Vertiefung und das anschließende Aufbringen des elektrisch leitenden Kerns umfassen. Das Aufbringen des elektrisch leitenden Kerns in der dritten Vertiefung kann entweder das Galvanisieren oder das stromlose Abscheiden des elektrisch leitenden Kerns umfassen. Das Aufbringen der zweiten elektrisch leitenden Abschirmschicht auf der zweiten elektrisch isolierenden Schicht kann das Aufbringen einer Saatschicht auf der zweiten elektrisch isolierenden Schicht und das anschließende Aufbringen der zweiten elektrisch leitenden Abschirmschicht umfassen. Die zweite elektrisch leitende Abschirmschicht kann aus Kupfer bestehen. Das Lösen des Miniatur-Koaxialkabels vom Substrat kann die Durchführung eines Glasätzverfahrens umfassen.
In einer weiteren grundsätzlichen Überlegung umfasst ein Gerät zum Entfernen einer oder mehrerer Schichten von einem Kabel, wobei das Kabel einen inneren Kern umfasst, der sich entlang der ersten Achse erstreckt, sowie eine erste Schicht, die sich entlang der ersten Achse erstreckt und den inneren Kern umgibt, einen Zufuhrmechanismus, der so gestaltet ist, dass er das Kabel in einer Richtung entlang der ersten Achse bewegt und das Kabel um die erste Achse und eine erste rotierende Klinge dreht, welche so gestaltet ist, dass sie bis zu einer ersten, zuvor bestimmten Tiefe in das Kabel schneidet, während sich dieses um die erste Achse dreht. Der Zufuhrmechanismus ist so gestaltet, dass er das Kabel entlang der ersten Achse in die Schnittposition bewegt, an der die erste rotierende Klinge in das Kabel eingreift und dieses bis zu einer ersten zuvor bestimmten Tiefe einschneidet, während sich das Kabel um die erste Achse dreht.
Die Gesichtspunkte können eines oder mehrere der folgenden Merkmale umfassen.
Der Zufuhrmechanismus kann einen ersten Transportstab umfassen, der sich entlang einer zweiten Achse erstreckt, im Wesentlichen diagonal zur ersten Achse, sowie einen zweiten Transportstab, der sich entlang einer dritten Achse erstreckt, die in einem Abstand zur zweiten Achse verläuft und sich im Wesentlichen diagonal zur ersten Achse erstreckt. Der erste Transportstab kann so gestaltet sein, dass er entgegen dem Uhrzeigersinn um die zweite Achse rotiert, und der zweite Transportstab kann so gestaltet sein, dass er im Uhrzeigersinn um die dritte Achse rotiert, um das Kabel entlang der ersten Achse zu bewegen. Der erste Transportstab kann so gestaltet sein, dass er sich in einer ersten Richtung entlang der zweiten Achse bewegt, und der zweite Transportstab kann so gestaltet sein, dass er sich in einer zweiten Richtung, entgegen der ersten Richtung, entlang der dritten Achse bewegt, um das Kabel um die erste Achse zu drehen.
Die erste zuvor festgelegte Tiefe kann im Wesentlichen der Dicke er ersten Schicht entsprechen. Die erste rotierende Klinge kann sich mit einer Länge, welche der ersten zuvor festgelegten Tiefe entspricht, von einer zylindrischen Trommel erstrecken, wobei die zylindrische Trommel als Tiefenanschlag fungiert. Die erste, zweite und dritte rotierende Klinge können als Drähte gestaltet sein, die an einer zylindrischen Trommel befestigt sind. Das Kabel kann eine zweite Schicht umfassen, die sich entlang der ersten Achse erstreckt und die erste Schicht sowie den inneren Kern umschließt. Das Gerät kann weiterhin eine zweite rotierende Klinge umfassen, die so gestaltet ist, dass sie das Kabel in einer zweiten zuvor festgelegten Tiefe einschneidet, während dieses um die erste Achse rotiert. Die erste zuvor festgelegte Tiefe kann im Wesentlichen der Dicke der ersten Schicht entsprechen, die zweite zuvor festgelegte Tiefe kann im Wesentlichen gleich der Summe der Dicken der ersten und zweiten Schicht sein.
Die erste rotierende Klinge kann sich mit einer Länge, welche der ersten zuvor festgelegten Tiefe entspricht, die zweite rotierende Klinge mit einer Länge, welche der zweiten zuvor festgelegten Tiefe entspricht, von einer zylindrischen Trommel erstrecken, wobei die zylindrische Trommel als Tiefenanschlag fungiert. Die erste und zweite rotierende Klinge können als Drähte gestaltet sein, die an einer zylindrischen Trommel befestigt sind. Das Kabel kann eine dritte Schicht umfassen, die sich entlang der ersten Achse erstreckt und die zweite Schicht, die erste Schicht sowie den inneren Kern umschließt. Das Gerät kann weiterhin eine dritte rotierende Klinge umfassen, die so gestaltet ist, dass sie das Kabel in einer dritten zuvor festgelegten Tiefe einschneidet, während dieses um die erste Achse rotiert. Die erste zuvor festgelegte Tiefe kann im Wesentlichen der Dicke der ersten Schicht entsprechen, die zweite zuvor festgelegte Tiefe kann im Wesentlichen gleich der Summe der Dicken der ersten und zweiten Schicht sein und die dritte zuvor festgelegte Tiefe kann im Wesentlichen der Summe der Dicken der ersten, zweiten und dritten Schicht entsprechen.
Die erste rotierende Klinge kann sich mit einer Länge, welche der ersten zuvor festgelegten Tiefe entspricht, die zweite rotierende Klinge mit einer Länge, welche der zweiten zuvor festgelegten Tiefe entspricht und die dritte rotierende Klinge mit einer Länge, welche der dritten zuvor festgelegten Tiefe entspricht, von einer zylindrischen Trommel erstrecken, wobei die zylindrische Trommel als Tiefenanschlag fungiert. Die erste, zweite und dritte rotierende Klinge können als Drähte gestaltet sein, die an einer zylindrischen Trommel befestigt sind. Der Zufuhrmechanismus kann so gestaltet sein, dass sich das Kabel zu mindestens 360 Grad um die erste Achse dreht.
Die hierin beschriebenen Anwendungen stellen Verfahren und Geräte dar, welche herkömmliche planare elektrische Verbindungen (z. B. gedruckte Leiterplatten oder Siliziumverdrahtungen) durch Miniatur-Koaxialkabel (Koax) ersetzen sollen. Ein Koaxialkabel besteht aus einem inneren Leiterdraht (Kern), welcher von einem äußeren Leiter (Abschirmung) umschlossen ist. Die beiden Leiter werden durch einen Isolator voneinander getrennt. Im Normalbetrieb führen der Kern und die Abschirmung gegensätzliche Ströme in gleicher Höhe und schließen durch die Verbindung mit anderen elektrischen Komponenten an beiden Enden des Kabels einen elektrischen Stromkreis. Die Verwendung von Koax-Kabeln weist bei der Konstruktion im Vergleich zu herkömmlichen Verbindungen wesentliche Vorteile auf, jedoch wird sie heutzutage für Verbindungen zwischen Chips nicht verwendet, weil Koax-Kabel im Allgemeinen zu groß sind und nicht mit Chips verbunden werden können.
Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist die geringe Größe, die Verbindungen und die Impedanz der Koaxialkabel, welche im Gegenzug ihre Materialien, Fertigungsverfahren und Ausmaße beeinflussen. Anwendungen verwenden ein Sortiment an verschiedenen Koax-Größen für Verbindungen, die Anwendungen verschiedener Größen abdecken, z. B. Pads in einem Abstand von 30 µm auf einem Nacktchip, Lotkugeln in einem Abstand von 400 µm, Komponenten zur Oberflächenmontage im Millimeterbereich und vieles mehr. Die Impedanz der Koax-Kabel wird durch die relativen Maße der beiden Leiter und des Isolators bestimmt. Typische Koax-Kabel haben eine Impedanz von 50 Ohm oder 75 Ohm. Alle anderen Werte sind extrem selten. Anwendungen behandeln typische 50 Ohm-Koax-Kabel, können jedoch auch für die Übertragung von Gleichstrom, was für Koax-Kabel ein ungewöhnliches Anwendungsgebiet darstellt, Koax-Kabel mit einer Impedanz bis hinunter zu 1 Ohm verwendet werden.
In Anwendungen weist die vorliegende Erfindung eine automatisierte Fertigung und Montage auf, wie Pick-and-Place, Kabelbonding und generative Fertigungsverfahren. Beim Pick-and-Place-Verfahren können Kabel vorkonfektioniert, abgelängt und anschließend mithilfe von Thermosonic-Bonding oder Löten an elektrische Komponenten angeschlossen werden. Sobald auf Grundlage der Kundenbedürfnisse ein elektrischer Schaltplan erstellt wurde, kann ein beispielhaftes Montageverfahren 3 Schritte umfassen: (1) Bonden des Kabelkerns, (2) Isolieren des Kern- / Signalverbindung von der Kabelabschirmung, (3) Verbinden der Abschirmung mit der Erde durch Hinzufügen einer zusätzlichen Leiterbrücke. Alle Verfahren zur Bearbeitung der Kabel und zur Verbindung können mit einer geringen Menge automatisierter Werkzeuge durchgeführt werden.
Neben anderen Vorteilen ermöglicht ein System aus Miniatur-Koaxialkabeln für die elektrische Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung die schnelle Konstruktion und Fertigung von kundenspezifischen, miniaturisierten elektronischen Systemen. Bei der heutigen Technik benötigen qualifizierte Ingenieure Wochen oder Monate, um eine mehrschichtige Leiterplatte zu konstruieren und zu entwerfen. Für die Massenproduktion werden diese einmaligen Entwicklungskosten (non-recurring engineering cost, NRE) auf tausende Einheiten umgelegt. Für Prototypen oder Kleinserien sind diese NRE ein erheblicher Kostenfaktor, der nicht getilgt werden kann. Die Herstellung dauert ebenfalls mehrere Wochen, was bedeutet, dass Änderungen oder Konstruktionsänderungen einen hohen Kosten- und Zeitaufwand mit sich bringen. Die vorliegende Erfindung geht diese zwei Beschränkungen konventioneller Technologien an, indem sie den Konstruktionsaufwand (weil jede Verbindung einzeln abgeschirmt ist) und die Herstellungszeit (durch Verwendung von Pick-and-Place und / oder Montage durch Kabelbonding) erheblich reduziert.
Andere Funktionen und Vorteile der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung und aus den Aussagen offensichtlich.
Figurenliste

stellt ein elektronisches System dar, welches Miniatur-Koaxialkabel umfasst.
stellt ein elektronisches System auf der Grundlage von Nacktchips dar, welches Miniatur-Koaxialkabeln umfasst.
ist eine erste Befestigungsstrategie für das elektronische System aus .
ist eine zweite Befestigungsstrategie für das elektronische System aus .
ist eine dritte Befestigungsstrategie für das elektronische System aus .
stellt ein elektronisches System auf der Grundlage verpackter Komponenten einschließlich Miniatur-Koaxialkabeln dar.
ist eine erste Befestigungsstrategie für das elektronische System aus .
ist eine zweite Befestigungsstrategie für das elektronische System aus .
ist eine dritte Befestigungsstrategie für das elektronische System aus .
stellt ein elektronisches System auf der Grundlage von Through-Via-Perforated-Platten dar, welches Miniatur-Koaxialkabeln umfasst.
ist eine erste Befestigungsstrategie für das elektronische System aus .
stellt einen Querschnitt eines Miniatur-Koaxialkabels für die Stromübertragung dar.
stellt einen Querschnitt eines Miniatur-Koaxialkabels für die Signalübertragung dar.
stellen ein kugelbasiertes Fertigungsverfahren für Miniatur-Koaxialkabel dar.
stellen eine Vorrichtung zur Herstellung von Miniatur-Koaxialkabeln dar.
stellen ein vorrichtungsbasiertes Fertigungsverfahren für Miniatur-Koaxialkabel dar.
stellen ein MEMS-basiertes Fertigungsverfahren für Miniatur-Koaxialkabel dar.
und zeigt zwei Ansichten eines Geräts zur Zufuhr und zur Entfernung einzelner Schichten von Koaxialkabeln.
zeigt die diagonale Bewegung der rotierenden Wellen.
und zeigt die sich drehende Klinge.
und zeigen das Entfernen der Schichten eines Koaxialkabels mithilfe des Geräts.
zeigt eine weitere Ausführung des Geräts.
zeigt ein spulenbasiertes Verbindungsgerät für Miniatur-Koaxialkabel.
ist ein Drahtabisolierer des in gezeigten Geräts.
zeigt die Schweißspitzen in gezeigten Geräts.
stellt Befestigungsstrategien für die Abschirmungen dar, die von dem in gezeigten Gerät verwendet werden.

Beschreibung
Miniatur-Multikabelsystem
Bezüglich , ein elektronisches System 100 ersetzt Leiterbahnen und Leiter zur Verbindung elektrischer Komponenten auf herkömmlichen gedruckten Leiterplatten durch ein Verkabelungssystem mit Miniatur-Koaxialkabeln. Das elektronische System 100 umfasst eine Reihe an elektronischen Komponenten 102 (verpackte integrierte Schaltkreise, in einem Ball-Grid-Array verpackte integrierte Schaltkreise zur Oberflächenbefestigung, nackte integrierte Schaltkreise usw.), welche auf einem Substrat 104 befestigt sind. Miniatur-Koaxialkabel 106 werden verwendet, um Anschlusspunkte 108 (z. B. Verbindungsblöcke, Lotkugeln auf einem Ball-Grid-Array usw.) auf den elektronischen Komponenten 102 mit den Anschlusspunkten der Stromversorgung 110, externen Geräten 112 oder anderen Anschlusspunkten 108 auf denselben oder anderen elektronischen Komponenten 102 zu verbinden.
In Anbetracht der zahlreichen elektronischen Komponenten, die Ingenieuren zur Verfügung stehen, werden eine Reihe verschiedener Strategien verwendet, um elektronische Komponenten mit Anschlusspunkten der Stromversorgung, externen Geräten und Anschlusspunkten derselben oder anderer Komponenten zu verbinden, wie es im Folgenden genauer beschrieben wird.
Miniatur-Multikabelsystem auf Grundlage von Nacktchips
Bezüglich umfasst das elektronische System 100 in einigen Beispielen eine Reihe von Nacktchips 202, die mit dem Substrat 104 verbunden sind (z. B. durch Verwendung eines Haftmittels). Oberflächen der Nacktchips 202 zeigen vom Substrat 104 weg und umfassen die Kontaktblöcke 214, die mit einem oder mehreren sonstigen Anschlusspunkten verbunden werden, externe Einrichtungen und/oder Anschlusspunkte für die Energieversorgung 110 mit Miniatur-Koaxialkabeln 106 (wie detaillierter nachstehend beschrieben). Zum Beispiel verbinden im einfachen Schaltplan aus einer oder mehrere der ersten Miniatur-Koaxialkabel 106a die Kontaktblöcke 214 der Nacktchips 202 mit Anschlusspunkten der Stromversorgung 110. Eines oder mehrere der zweiten Miniatur-Koaxialkabel 106b verbinden die Kontaktblöcke 214 der Nacktchips 202 mit anderen Kontaktblöcken auf den Nacktchips 202, und einer oder mehrere der dritten Miniatur-Koaxialkabel 106c verbinden die Kontaktblöcke 214 der Nacktchips 202 mit einer oder mehreren externen Geräten oder Komponenten.
Befestigungsstrategie für Nacktchips
Bezüglich ist ein bestimmter Nacktchip 302 am Substrat 104 befestigt. Seine Kontaktblöcke 214 sind entsprechend einer Befestigungsstrategie über Miniatur-Koaxialkabel mit der Stromversorgung 110 verbunden. Die Kontaktblöcke 214 sind über Miniatur-Koaxialkabel entsprechend einer Befestigungsstrategie auch mit externen Geräten (nicht dargestellt) und mit sonstigen Anschlusspunkten auf anderen elektronischen Komponenten (nicht dargestellt) verbunden.
In der Konfiguration von sieht man drei Miniatur-Koaxialkabel 306, die ein erstes Miniatur-Koaxialkabel 306a, ein zweites Miniatur-Koaxialkabel 306b und ein drittes Miniatur-Koaxialkabel 306c umfassen. Der Nacktchip 302 umfasst einen Kontaktblock 214a für die Erdung („gnd“), einen Kontaktblock für die Stromversorgung („pwr“) 214b und einen Kontaktblock 214c für die Signalübertragung („sig“).
Im Allgemeinen umfasst jedes der Miniatur-Koaxialkabel 306 einen leitenden inneren Kern 316, eine Isolierschicht 318 und eine leitende Außenabschirmung 320. Die leitenden inneren Kerne 316 der Miniatur-Koaxialkabel 306 sind mit den Kontaktblöcken 214 oder sonstigen Anschlusspunkten 108 verbunden (z. B. einem Power („pwr“)-Anschlusspunkt 324 der Stromversorgung 110). Die leitenden äußeren Abschirmschichten 320 der Miniatur-Koaxialkabel 106 sind mit dem „gnd“-Anschlusspunkt 325 der Stromversorgung 110 verbunden. Dies alles soll sicherstellen, dass der „gnd“-Anschlusspunkt 325 und der „pwr“-Anschlusspunkt 324 der Energieversorgung 110 nicht elektrisch verbunden sind (d. h. kurzgeschlossen).
Ein erster ungeschützter Bereich 334a des leitenden inneren Kerns 316a des ersten Miniatur-Koaxialkabels 306a ist mit dem „pwr“-Anschlusspunkt 324 der Stromversorgung 110 verbunden. Ein zweiter ungeschützter Bereich 336a des leitenden inneren Kerns 316a des ersten Miniatur-Koaxialkabels 306a ist mit dem „pwr“-Kontaktblock 214b des Nacktchips 302 verbunden. Ein erster ungeschützter Bereich 334b des leitenden inneren Kerns 316b des zweiten Miniatur-Koaxialkabels 306b ist mit dem „pwr“-Anschlussblock 214b verbunden. Ein zweiter ungeschützter Bereich 336b des leitenden inneren Kerns 316b des zweiten Miniatur-Koaxialkabels 306b mit einem weiteren Anschlusspunkt oder einem externen Gerät verbunden (nicht dargestellt). Ein erster ungeschützter Bereich 334c des leitenden inneren Kerns 316c des dritten Miniatur-Koaxialkabels 306c ist mit dem „sig“-Kontaktblock 214c verbunden. Ein zweiter ungeschützter Bereich 336c des leitenden inneren Kerns 316c des dritten Miniatur-Koaxialkabels 306c ist mit einem weiteren Anschlusspunkt oder einem externen Gerät verbunden (nicht dargestellt). In einigen Beispielen werden die Verbindungen zwischen den leitenden inneren Kernen 316 und den verschiedenen Anschlusspunkten durch Schweiß- (z. B. durch Ultraschallschweißen, Elektronenstahlschweißen, Kaltschweißen, Laserschweißen, Widerstandsschweißen, Thermosonic-Kapillarschweißen oder Thermosonic-Heizkeil- oder Hakenschweißen) oder Löttechniken hergestellt.
Jede Verbindung zwischen einem ungeschützten Bereich 334,336 eines leitenden inneren Kerns 316 und einem Anschlusspunkt ist vollkommen von einem Isoliermaterial umhüllt. Im Beispiel auf ist die Verbindung zwischen dem ersten ungeschützten Bereich 334a des leitenden inneren Kerns 316a des ersten Miniatur-Koaxialkabels 306a und dem „pwr“-Anschlusspunkt 324 vollkommen von einem ersten Isolator 332 eingeschlossen.
Die Verbindung zwischen dem zweiten ungeschützten Bereich 336a des leitenden inneren Kerns 316a des ersten Miniatur-Koaxialkabels 306a und dem „pwr“-Anschlussblock 214b ist vollkommen von einem zweiten Isolator 338 umhüllt. Die Verbindung zwischen dem ersten ungeschützten Bereich 334b des leitenden inneren Kerns 316b des zweiten Miniatur-Koaxialkabels 306b und dem „pwr“-Kontaktblock 214b ist vollständig von einem zweiten Isolator 338 eingeschlossen.
Die Verbindung zwischen dem ersten ungeschützten Bereich 334c des leitenden inneren Kerns 316c des ersten Miniatur-Koaxialkabels 306c und dem „sig“-Anschlussblock 214c ist vollkommen von einem dritten Isolator 340 umhüllt.
Im Allgemeinen bezieht sich in die Bezeichnung „vollständig eingeschlossen“ durch Isoliermaterial sowohl auf den ungeschützten Bereich 334,336 des leitenden inneren Kerns 316 als auch auf den Kontaktblock 214 oder einen sonstigen Anschlusspunkt 108, der vollkommen durch ein Isoliermaterial umhüllt ist, sodass kein Bereich des leitenden inneren Kerns 316 oder des Kontaktblocks 214 oder eines anderen Anschlusspunktes 108 ungeschützt blieben. Im Allgemeinen ist ein freiliegender Teil der Isolierschicht 318 ebenso in Isoliermaterial eingeschlossen und ein Teil der leitenden Abschirmschicht 320 kann ebenso im Isoliermaterial eingeschlossen sein. Ein Beispiel für Ein Beispiel für ein passendes Isoliermaterial ist ein Polyamid-Material. Natürlich können auch andere passende isolierende Polymere oder andere Materialien eingesetzt werden.
Eine Masse des leitenden Materials 342 ist auf dem Nacktchip 302 und dem Untergrund 104 angebracht, welcher auf dem Anschlusspunkt für die Erdung („gnd“) 325 sitzt und mit der Energieversorgung 110, dem ersten Isolator 332, dem „gnd“-Verbindungsblock 214a des Nacktchips 302, dem zweiten Isolator 338 und dem dritten Isolator 340 verbunden ist. Die Masse des leitendem Materials 342 bildet eine elektrische Verbindung zwischen dem „gnd“-Anschlusspunkt 325 und dem „gnd“-Verbindungsblock 214a des Nacktchips 302. Die Isolatoren 332, 338 und 340 schützen vor einem Kurzschluss zwischen dem „gnd“-Anschlusspunkt 325 und dem „pwr“-Anschlusspunkt 324, dem „pwr“-Verbindungsblock 214b oder dem „sig“-Verbindungsblock 214c.
Die Masse des leitenden Materials 342 umgibt auch die leitende Abschirmschicht 320a des ersten Miniatur-Koaxialkabels 306a, umhüllt teilweise die leitende Abschirmschicht 320b des zweiten Miniatur-Koaxialkabels 306b und umhüllt teilweise die leitende Abschirmschicht 320c des dritten Miniatur-Koaxialkabels 306c. Als solche, ist die Masse des leitenden Materials 342 ein „Verbinder“, der eine elektrische Verbindung zwischen dem „gnd“-Anschlusspunkt 325 und der leitenden Abschirmschicht 320 der Miniatur-Koaxialkabel 306 herstellt.
Im Allgemeinen umhüllt die Masse des leitenden Materials 342 so viele leitende Abschirmschichten wie möglich für alle Miniatur-Koaxialkabel. In einigen Beispielen gibt es 3 Szenarien, für welche die Masse des leitenden Materials 342 eingesetzt wird: (1) die Masse 342 umhüllt alles, einschließlich aller Kabel, Isolierschichten, Chips und Power/gnd. (2) die Masse 342 umhüllt jeden Chip 302 einzeln, stellt eine Verbindung mit einer Erdschiene 325 her, und (3) eine Kombination aus (1) und (2).
Bezüglich werden in einigen Beispielen anstatt der Masse des leitenden Materials 342 aus dünne Drähte verwendet (z.B. derart, wie sie in Drahtbonding-Techniken verwendet werden), um eine elektrische Verbindung zwischen dem „gnd“-Anschlusspunkt 325, dem „gnd“-Verbindungsblock 214a des Nacktchips 302 und der leitenden Abschirmschicht 320 der Miniatur-Koaxialkabel 306 herzustellen.
Im Besonderen verbindet ein erster dünner Draht 444 den „gnd“-Anschlusspunkt 325 mit der leitenden Abschirmschicht 320a des ersten Miniatur-Koaxialkabels 306a. Ein zweiter dünner Draht 446 verbindet die leitende Abschirmschicht 320a des ersten Miniatur-Koaxialkabels 306a mit dem „gnd“-Verbindungsblock 214a des Nacktchips 302. Ein dritter dünner Draht 448 verbindet die leitende Abschirmschicht 320a des ersten Miniatur-Koaxialkabels 306a mit der leitenden Abschirmschicht 320b des zweiten Miniatur-Koaxialkabels 306b. Ein vierter dünner Draht 450 verbindet die leitende Abschirmschicht 320b des zweiten Miniatur-Koaxialkabels 306b mit der leitenden Abschirmschicht 320c des dritten Miniatur-Koaxialkabels 306c.
Bezogen auf , werden in einigen Beispielen ein oder mehrere gedruckte Drähte eingesetzt anstatt der Masse des leitendem Materials 342 aus , um eine elektrische Verbindung zwischen dem „gnd“-Anschlusspunkt 325 einzurichten, dem „gnd“-Verbindungsblock 214a des nackten Chips 302 und der leitenden Abschirmungsschicht 320 der Miniatur-Koaxialkabel 306.
Im Besonderen, verbindet ein gedruckter Draht 552 den „gnd“-Anschlusspunkt 325 mit der leitenden Abschirmungsschicht 320a des ersten Miniatur-Koaxialkabels 306a, dem „gnd“-Verbindungsblock 214a des nackten Chips 302, der leitenden Abschirmungsschicht 320b des zweiten Miniatur-Koaxialkabels 306b und der leitenden Abschirmungsschicht 320c des dritten Miniatur-Koaxialkabels 306c.
Einheitsbasiertes Miniatur-Multikabelsystem
Bezogen auf , umfasst die Elektronik 100 in einigen Beispielen eine Vielzahl von verpackten Komponenten 602 (z. B. Kugelgitteranordnungskomponenten, duale Inline Gehäusekomponenten, auf der Oberfläche befestigte Komponenten, Chipträger usw.), befestigt an Untergrund 104 (z.B., Einsatz eines Haftmittels). Oberflächen der verpackten Komponenten 602 zeigen vom Untergrund 104 weg und beinhalten Lotkugeln 614 (oder sonstige verpackte, komponentenspezifische Anschlusspunkte), die so konfiguriert sind, um mit einem oder mehreren sonstigen Anschlusspunkten verbunden zu werden, mit externen Einrichtungen, und/oder der Energieversorgung 110, unter Einsatz von Miniatur-Koaxialkabeln 106 (wie detaillierter nachstehend beschrieben). Zum Beispiel, im einfachen Schaltplan aus , verbinden eine oder mehrere erste Miniatur-Koaxialkabel 106a, Lotkugeln 614 der verpackten Komponenten 602 mit der Energieversorgung 110, verbinden eine oder mehrere zweite Miniatur-Koaxialkabel 106a Lotkugeln 614 der verpackten Komponenten 602 mit anderen Lotkugeln 614 der verpackten Komponenten 602 und eine oder mehrere dritte Miniatur-Koaxialkabel 106c verbinden Lotkugeln 614 der verpackten Komponenten 602 mit einem oder mehreren externen Einrichtungen oder Komponenten (nicht dargestellt).
Befestigungsstrategie für verpackte Komponente
Bezogen auf , eine spezielle verpackte Komponente 702 ist am Untergrund 104 befestigt und hat seine Lotkugeln 614 mit der Energieversorgung 110 verbunden, durch den Einsatz von Miniatur-Koaxialkabeln entsprechend einer Befestigungsstrategie. Die Lotkugeln 614 sind auch mit externen Einrichtungen verbunden (nicht dargestellt) und mit sonstigen Anschlusspunkten auf anderen elektronischen Komponenten (nicht dargestellt) durch den Einsatz von Miniatur-Koaxialkabeln entsprechend einer Befestigungsstrategie.
In der Konfiguration von , gibt es drei kleine Miniatur-Koaxialkabel, die ein erstes Miniatur-Koaxialkabel 706a enthalten, ein zweites Miniatur-Koaxialkabel 706b und ein drittes Miniatur-Koaxialkabel 706c. Die verpackte Komponente 702 umfasst eine Grund („gnd“) Lotkugel 614a, eine Power („pwr“) Lotkugel 614b und eine Signal („sig“) Lotkugel 614c.
Im Allgemeinen umfasst jedes der Miniatur-Koaxialkabel 706 einen leitenden inneren Kern 716, eine Isolierschicht 718 und eine leitende Außenabschirmung 720. Die leitenden inneren Kerne 716 der Miniatur-Koaxialkabel 706 sind an den Kontaktblöcken 614 oder sonstigen Anschlusspunkten 108 befestigt (z.B. einem Power („pwr“) Anschlusspunkt 724, verbunden mit der Energieversorgung 110) und die leitenden Außenabschirmungsschichten 716 der Miniatur-Koaxialkabel 706 sind an dem „gnd“ Anschlusspunkt 725 befestigt, verbunden mit der Energieversorgung 110, und alles unter Sicherstellung, dass der „gnd“ Anschlusspunkt 725 und der „pwr“ Anschlusspunkt 724, die zu der Energieversorgung gehören, nicht elektrisch verbunden sind (z.B. kurzgeschlossen).
Ein erster ungeschützter Bereich 734a des leitenden inneren Kerns 716a des ersten Miniatur-Koaxialkabels 706 a ist mit dem „pwr“ Anschlusspunkt 724 verbunden, zusammen mit der Energieversorgung 110 und ein zweiter ungeschützter Bereich 736a des leitenden inneren Kerns 716a des ersten Miniatur-Koaxialkabels 706a ist an der „pwr“ Lotkugel 614b der verpackten Komponente 702 befestigt. Ein erster ungeschützter Bereich 734b des leitenden inneren Kerns 716b des zweiten Miniatur-Koaxialkabels 706b ist mit der „pwr“ Lotkugel 614b verbunden und ein zweiter ungeschützter Bereich 736b des leitenden inneren Kerns 716b des zweiten Miniatur-Koaxialkabels 706b ist an einem weiteren Anschlusspunkt oder einer externen Einrichtung befestigt (nicht dargestellt). Ein erster ungeschützter Bereich 734c des leitenden inneren Kerns 716c des dritten Miniatur-Koaxialkabels 706c ist an der „sig“ Lotkugel 614c befestigt und ein zweiter ungeschützter Bereich 736c des leitenden inneren Kerns 716c des dritten Miniatur-Koaxialkabels 706c ist an einem weiteren Anschlusspunkt oder einer externen Einrichtung befestigt (nicht dargestellt). In einigen Beispielen werden die Verbindungen zwischen den leitenden inneren Kernen 716 und den verschiedenen Anschlusspunkten durch Schweißtechnik eingerichtet (z.B. Ultraschallverschweißung, Elektronenstahlschweißen, Kaltschweißen, Laserschweißen, Widerstandsschweißen, Thermosonic-Kapillarverschweißung oder Thermosonic-Heizkeil/Hakenverschweißung) oder Löttechnologien. Beachten Sie, dass in einigen Beispielen, ein oder mehrere Interposer Blöcke 735 an den Lotkugeln 614 befestigt sind, um eine verlässliche Verbindung zwischen den ungeschützten Bereichen 734,736 des leitenden inneren Kerns 716 und den Lotkugeln 614 zu ermöglichen.
Jede Verbindung zwischen einem ungeschützten Bereich 734,736 eines leitenden inneren Kerns 716 und einem Anschlusspunkt ist vollkommen von einem Isoliermaterial umhüllt. Im Beispiel von , ist die Verbindung zwischen dem ersten ungeschützten Bereich 734a des leitenden inneren Kerns 716a des ersten Miniatur-Koaxialkabels 706a und dem „pwr“-Anschlusspunkt 724 vollkommen von einem ersten Isolierstoff 732 umhüllt.
Die Verbindung zwischen dem zweiten ungeschützten Bereich 736a des leitenden inneren Kerns 716a des ersten Miniatur-Koaxialkabels 706a und der „pwr“-Lotkugel 614b ist vollkommen von einem zweiten Isolierstoff 738 umhüllt. Die Verbindung zwischen dem ersten ungeschützten Bereich 734b des leitenden inneren Kerns 716b des zweiten Miniatur-Koaxialkabels 706b und der „pwr“-Lotkugel 614b ist vollkommen von einem zweiten Isolierstoff 738 umhüllt. In diesem Beispiel, ist die Verbindung zwischen dem ersten ungeschützten Bereich 734c des leitenden inneren Kerns 716c des dritten Miniatur-Koaxialkabels 706c und der „sig“-Lotkugel 614c ebenfalls vollkommen von einem zweiten Isolierstoff 738 umhüllt.
Wie es bereits in früheren Beispielen der Fall war, bezieht sich die Bezeichnung „vollkommen umhüllt“ durch Isoliermaterial sowohl auf den ungeschützten Bereich 734,736 des leitenden inneren Kerns 716 als auch auf die Lotkugel 614 oder einen sonstigen Anschlusspunkt 108, der vollkommen von einem Isoliermaterial umhüllt ist, ohne dass jeglicher Bereich des leitenden inneren Kerns 716 und der Lotkugel 614 oder eines anderen Anschlusspunktes 108 ungeschützt blieben. Im Allgemeinen ist ein ungeschützter Bereich der Isolierschicht 718 des Miniatur-Koaxialkabels 706 ebenso im Isoliermaterial eingeschlossen und ein Teil der leitenden Abschirmungsschicht 720 des Miniatur-Koaxialkabels 706 kann ebenso im Isoliermaterial eingeschlossen sein. Ein Beispiel für ein passendes Isoliermaterial ist ein Polyimid-Material. Natürlich können auch andere passende isolierende Polymere eingesetzt werden.
Eine Masse des leitendem Materials 742 ist auf den verpackten Komponenten 702 und dem Untergrund 104 angebracht, den Grund („gnd“)-Anschlusspunkt 725 abdeckend, der mit der Energieversorgung 110, dem ersten Isolierstoff 732, der „gnd“-Lotkugel 614a der verpackten Komponente 702 und dem zweiten Isolierstoff 738 verknüpft ist. Die Masse des leitendem Materials 742 bildet eine elektrische Verbindung zwischen dem „gnd“-Anschlusspunkt 725 und der „gnd“-Lotkugel 614a der verpackten Komponente 702. Die Isolierstoffe 732, 738 schützen vor einem Kurzschluss zwischen dem „gnd“-Anschlusspunkt 725 und dem „pwr“-Anschlusspunkt 724, der „pwr“-Lotkugel 614b oder dem „sig“-Verbindungsblock 614c.
Die Masse des leitendem Materials 742 umgibt auch die leitende Abschirmungsschicht 720a des ersten Miniatur-Koaxialkabels 706a, umhüllt teilweise die leitende Abschirmungsschicht 720b des zweiten Miniatur-Koaxialkabels 706b und umhüllt teilweise die leitende Abschirmungsschicht 720c des dritten Miniatur-Koaxialkabels 706c. Als solche, ist die Masse des leitenden Materials 742 ein „Verbinder“, der eine elektrische Verbindung zwischen dem „gnd“-Anschlusspunkt 725 und der leitenden Abschirmungsschicht 720 des Miniatur-Koaxialkabel 706 herstellt.
Im Allgemeinen, umhüllt die Masse des leitenden Materials 742 so viele leitende Abschirmungsschichten wie möglich für alle Miniatur-Koaxialkabel. In einigen Beispielen gibt es 3 Szenarien für welche die Masse des leitenden Materials 742 eingesetzt wird: (1) die Masse 742 umhüllt alles, inklusive aller Kabel, Isolierschichten, elektronischer Bausteine und Power/gnd. (2) die Masse 742 umhüllt jede Komponente 702 einzeln, verbindet so mit einer Bodenschiene 725, und (3) einer Kombination aus (1) und (2).
Bezogen auf , werden in einigen Beispielen dünne Drähte verwendet (z.B. derart, wie sie in Drahtanschlusstechniken verwendet werden) anstatt der Masse des leitenden Materials 742 aus , um eine elektrische Verbindung zwischen dem „gnd“-Anschlusspunkt 725, der „gnd“-Lotkugel 614a der verpackten Komponente 702 und der leitenden Abschirmungsschicht 720 der Miniatur-Koaxialkabel 706 einzurichten.
Im Besonderen verbindet ein erster dünner Draht 844 den „gnd“-Anschlusspunkt 725 mit der leitenden Abschirmungsschicht 720a des ersten Miniatur-Koaxialkabels 706a. Ein zweiter dünner Draht 846 verbindet die leitende Abschirmungsschicht 720a des ersten Miniatur-Koaxialkabels 706a mit der „gnd“-Lotkugel 614a der verpackten Komponente 702. Ein dritter dünner Draht 848 verbindet die leitende Abschirmungsschicht 720a des ersten Miniatur-Koaxialkabels 706a mit der leitenden Abschirmungsschicht 720b des zweiten Miniatur-Koaxialkabels 706b. Ein vierter dünner Draht 850 verbindet die leitende Abschirmungsschicht 720b des zweiten Miniatur-Koaxialkabels 706b mit der leitenden Abschirmungsschicht 720c des dritten Miniatur-Koaxialkabels 706c.
Bezogen auf , werden in einigen Beispielen ein oder mehrere gedruckte Drähte eingesetzt anstatt der Masse des leitenden Materials 742 aus , um eine elektrische Verbindung zwischen dem „gnd“-Anschlusspunkt 725, der „gnd“-Lotkugel 614a der verpackten Komponente 702 und der leitenden Abschirmungsschicht 720 der Miniatur-Koaxialkabel 706 einzurichten.
Im Besonderen, verbindet ein gedruckter Draht 952 den „gnd“-Anschlusspunkt 725 mit der leitenden Abschirmungsschicht 720a des ersten Miniatur-Koaxialkabels 706a, der „gnd“-Lotkugel 614a der verpackten Komponente 702, der leitenden Abschirmungsschicht 720b des zweiten Miniatur-Koaxialkabels 706b und der leitenden Abschirmungsschicht 720c des dritten Miniatur-Koaxialkabels 706c.
Through-Via-Perforated (TVP) plattenbasiertes Miniatur-Multikabelsystem
Bezogen auf , umfasst das Elektroniksystem 100 in einigen Beispielen eine Vielzahl von Komponenten, wie nackte Chips oder verpackte Komponenten 1002 (z. B. Kugelgitteranordnungskomponenten, duale Inline Gehäusekomponenten, auf der Oberfläche befestigte Komponenten, Chipträgern usw.), befestigt auf einer Through-Via-Perforated (TVP)-Platte 1004. Im Allgemeinen umfasst eine TVP Platte 1004 einen isolierenden Untergrund 1005 mit einer Anzahl an Kontaktlöchern 1007, die dadurch verlängert werden. Die Kontaktlöcher 1007 werden mit einem leitenden Material gefüllt (z.B. Lötzinn) und können mit elektrisch leitenden Verbindungsblöcken verbunden werden (siehe ) oder an Platten an einer ersten Seite 1009 und/oder einer zweiten Seite 1011 des Untergrundes 1005. Die verpackten Komponenten 1002 (oder in einigen Beispielen nackte Chips) werden auf der ersten Seite 1009 der TVP Platte 1004 positioniert und beinhalten Lotkugeln 1014 (oder sonstige verpackte, komponentenspezifische Verbindungspunkte), die in eine Linie gebracht wurden und mit den Kontaktlöchern 1007 und ihren zugehörigen elektrisch leitenden Verbindungsblöcken oder Platten verbunden wurden.
Auf der zweiten Seite 1011 der TVP Platte 1004, sind die Kontaktlöcher 1007 und ihre zugehörigen elektrisch leitenden Verbindungsblöcke oder Platten so konfiguriert, dass sie mit einem oder mehreren Anschlusspunkten (z.B. Kontaktlöchern) verbunden werden können, mit externen Einrichtungen und/oder der Energieversorgung 110, die Miniatur-Koaxialkabel 106 verwendet (wie nachstehend detaillierter beschrieben). Zum Beispiel, im einfachen Schaltplan aus , verbinden eine oder mehrere erste Miniatur-Koaxialkabel 106a Kontaktlöcher 1007, die mit den verpackten Komponenten 1002 mit der Energieversorgung 110 verbunden sind, eine oder mehrere zweite Miniatur-Koaxialkabel 106a verbinden Kontaktlöcher 1007, die mit den verpackten Komponenten 1002 mit anderen Kontaktlöchern 1007 der verpackten Komponenten 1002 verbunden sind und eine oder mehrere dritte Miniatur-Koaxialkabel 106c verbinden Kontaktlöcher, die mit den verpackten Komponenten 1002 mit einem oder mehreren externen Einrichtungen oder Komponenten verbunden sind (nicht dargestellt).
Befestigungsstrategie der Through- Via-Perforated-Platten
Bezogen auf , umfasst eine TVP Platte 1004 eine Energieversorgung 110 und vier Kontaktlöcher. Die Energieversorgung hat einen Power („pwr“) Anschlusspunkt 1124 und einen Grund („gnd“) Anschlusspunkt 1125. Ein erstes Kontaktloch 1107d der TVP Platte 1004 ist mit dem „gnd“-Anschlusspunkt 1125 auf der zweiten Seite 1011 der TVP Platte 1004 und mit einer ersten elektrisch leitenden Platte 1113a auf der ersten Seite 1009 der TVP Platte 1004 verbunden. Als Folge davon, können sich elektrische Signale zwischen dem „gnd“-Anschlusspunkt 1125 und der ersten elektrisch leitenden Platte 1113a durch das erste Kontaktloch 1107d bewegen.
Ein zweites Kontaktloch 1107a ist mit der ersten elektrisch leitenden Platte 1113a auf der ersten Seite 1009 der TVP Platte 1004 verbunden und mit einer zweiten elektrisch leitenden Platte 1113b auf der zweiten Seite 1011 der TVP Platte 1004. Als Folge davon, können sich elektrische Signale zwischen der ersten leitenden Platte 1113a und der zweiten elektrisch leitenden Platte 1113b durch das zweite Kontaktloch 1107a bewegen.
Ein drittes Kontaktloch 1107b ist mit einer dritten elektrisch leitenden Platte 1113c auf der ersten Seite 1009 der TVP Platte 1004 verbunden und mit einer vierten elektrisch leitenden Platte 1113d auf der zweiten Seite 1011 der TVP Platte 1004. Als Folge davon, können sich elektrische Signale zwischen der dritten leitenden Platte 1113c und der vierten elektrisch leitenden Platte 1113d durch das dritte Kontaktloch 1107b bewegen.
Ein viertes Kontaktloch 1107d ist mit einer fünften elektrisch leitenden Platte 1113e auf der ersten Seite 1009 der TVP Platte 1004 verbunden und mit einer sechsten elektrisch leitenden Platte 1113f auf der zweiten Seite 1011 der TVP Platte 1004. Als Folge davon, können sich elektrische Signale zwischen der fünften leitenden Platte 1113e und der sechsten elektrisch leitenden Platte 1113f durch das vierte Kontaktloch 1107c bewegen.
Eine bestimmte verpackte Komponente 1102 ist an der ersten Seite 1009 der TVP Platte 1004 mit jeder seiner Lotkugeln 1014 befestigt, die mit einer elektrisch leitenden Platte 1113 an ein Kontaktloch 1007 befestigt sind. Im Besonderen, ist eine Grund- „gnd“-Lotkugel 1014 an der ersten elektrisch leitenden Platte 1113a befestigt (und ist deshalb mit dem ersten Kontaktloch 1107d und dem zweiten Kontaktloch 1107a verbunden). Eine Power „pwr“-Lotkugel 1014b ist an der dritten elektrisch leitenden Platte 1113c befestigt (und ist deshalb mit dem dritten Kontaktloch 1107b verbunden). Eine Signal-„sig“-Lotkugel 1014c ist an der fünften elektrisch leitenden Platte 1113e befestigt (und ist deshalb mit dem vierten Kontaktloch 1107c verbunden). Es wird angemerkt, dass Verbindungen von den Komponenten zu den Kontaktlöchern nicht notwendigerweise eine Lotkugel verwenden müssen. In einigen Beispielen, wird Lötzinn verwendet, für verpackte Komponenten und sonstige Verbindungstypen werden für Chips verwendet (z.B. Cu-Hydroxyverbindung oder C4 Stöße).
Mit der verpackten Komponente 1102, die an der TVP Platte 1004 befestigt ist, wird eine Befestigungsstrategie eingesetzt, um die Kontaktlöcher 1107 mit der Energieversorgung 110, externen Einrichtungen 112 (nicht dargestellt) zu verbinden, und mit anderen Anschlusspunkten 108 auf sonstigen elektronischen Komponenten (nicht dargestellt), durch die Verwendung von Miniatur-Koaxialkabeln.
Im Allgemeinen umfasst jedes der Miniatur-Koaxialkabel 1106 einen leitenden inneren Kern 1116, eine Isolierschicht 1118 und eine leitende Außenabschirmung 1120. Die leitenden inneren Kerne 1116 der Miniatur-Koaxialkabel 1106 sind an den Kontaktblöcken 1014 oder sonstigen Anschlusspunkten 108 (z.B. einem Power („pwr“) Anschlusspunkt 1124) befestigt, verbunden mit der Energieversorgung 110) und die leitenden Außenabschirmungsschichten 1120 der Miniatur-Koaxialkabel 1106 sind mit dem „gnd“-Anschlusspunkt 1125 verbunden, verbunden mit der Energieversorgung 110, und alles unter Sicherstellung, dass der „gnd“-Anschlusspunkt 1125 und der „pwr“-Anschlusspunkt 1124 verbunden mit der Energieversorgung nicht elektrisch verbunden sind (z.B. kurzgeschlossen).
In der Konfiguration von , gibt es drei kleine Miniatur-Koaxialkabel, die ein erstes Miniatur-Koaxialkabel 1106a enthalten, ein zweites Miniatur-Koaxialkabel 1106b und ein drittes Miniatur-Koaxialkabel 1106c.
Ein erster ungeschützter Bereich 1134a des leitenden inneren Kerns 1116a des ersten Miniatur-Koaxialkabels 1106a ist an dem „pwr“-Anschlusspunkt 1124 befestigt, verbunden mit der Energieversorgung 110 und ein zweiter ungeschützter Bereich 1136a des leitenden inneren Kerns 1116a des ersten Miniatur-Koaxialkabels 1106a ist an der vierten elektrisch leitenden Platte 1113d befestigt (und daher an der „pwr“-Lotkugel 1014b der verpackten Komponente 1102, durch das dritte Kontaktloch 1107b und die dritte elektrisch leitende Platte 1113c).
Ein erster ungeschützter Bereich 1134b des leitenden inneren Kerns 1116b des zweiten Miniatur-Koaxialkabels 1106b ist an der vierten elektrisch leitenden Platte 1113d befestigt (und daher an der „pwr“-Lotkugel 1014b der verpackten Komponente 1102 durch das dritte Kontaktloch 1107b und die dritte elektrisch leitende Platte 1113c). Ein zweiter ungeschützter Bereich 1136b des leitenden inneren Kerns 1116b des zweiten Miniatur-Koaxialkabels 1106b ist an einem anderen Anschlusspunkt oder einer externen Einrichtung befestigt (nicht dargestellt).
Ein erster ungeschützter Bereich 1134c des leitenden inneren Kerns 1116c des dritten Miniatur-Koaxialkabels 1106c ist an der sechsten elektrisch leitenden Platte 1113f befestigt (und daher an der „sig“-Lotkugel 1014c der verpackten Komponente 1102 durch das fünfte Kontaktloch 1107c und die dritte elektrisch leitende Platte 1113e). Ein zweiter ungeschützter Bereich 1136c des leitenden inneren Kerns 1116c des dritten Miniatur-Koaxialkabels 1106c ist an einem anderen Anschlusspunkt oder einer externen Einrichtung befestigt (nicht dargestellt).
In einigen Beispielen werden die Verbindungen zwischen den leitenden inneren Kernen 716 und den verschiedenen Anschlusspunkten durch Schweißtechnik eingerichtet (z.B. Ultraschallverschweißung, Elektronenstahlschweißen, Kaltschweißen, Laserschweißen, Widerstandsschweißen, Thermosonic-Kapillarverschweißung oder Thermosonic-Heizkeil/Hakenverschweißung) oder Löttechnologien.
Jede Verbindung zwischen einem ungeschützten Bereich 1134, 1136 eines leitenden inneren Kerns 1116 und einem Anschlusspunkt ist vollkommen von einem Isoliermaterial umhüllt.
Im Beispiel von , ist die Verbindung zwischen dem ersten ungeschützten Bereich 1134a des leitenden inneren Kerns 1116a des ersten Miniatur-Koaxialkabels 1106a und dem „pwr“-Anschlusspunkt 1124 vollkommen von einem ersten Isolierstoff 1132 umhüllt. Die Verbindung zwischen dem zweiten ungeschützten Bereich 1136a des leitenden inneren Kerns 1116a des ersten Miniatur-Koaxialkabels 1106a und der vierten elektrisch leitenden Platte 1113d ist vollkommen von einer zweiten Isolierschicht 1138 umhüllt.
Die Verbindung zwischen dem ersten ungeschützten Bereich 1134b des leitenden inneren Kerns 1116b des zweiten Miniatur-Koaxialkabels 1106b und der vierten elektrisch leitenden Platte 1113d ist vollkommen von der zweiten Isolierschicht 1138 umhüllt.
Die zweite Verbindung des ersten ungeschützten Bereiches 1134c des leitenden inneren Kerns 1116 des dritten Miniatur-Koaxialkabels 1106c und der sechsten elektrisch leitenden Platte 1113f ist vollkommen von einer dritten Isolierschicht 1140 umhüllt.
Wie es bereits in früheren Beispielen der Fall war, bezieht sich die Bezeichnung „vollkommen umhüllt“ durch Isoliermaterial sowohl auf den ungeschützten Bereich 1134/1136 des leitenden inneren Kerns 1116 als auch auf die Lotkugel 1014 oder einen sonstigen Anschlusspunkt 108, der vollkommen durch ein Isoliermaterial umhüllt ist, ohne dass jeglicher Bereich des leitenden inneren Kerns 1116 und der Lotkugel 1014 oder eines anderen Anschlusspunktes 108 ungeschützt blieben. Im Allgemeinen ist ein ungeschützter Bereich der Isolierschicht 1118 des Miniatur-Koaxialkabels 1106 ebenso im Isoliermaterial eingeschlossen und ein Teil der leitenden Abschirmungsschicht 1120 des Miniatur-Koaxialkabels 1106 kann ebenso im Isoliermaterial eingeschlossen sein. Ein Beispiel für ein passendes Isoliermaterial ist ein Polyimid-Material. Natürlich können auch andere passende isolierende Polymere eingesetzt werden.
Eine Masse des leitenden Materials 1142 ist auf der zweiten Seite 1011 der TVP Platte 1004 angebracht, teilweise bedeckt sie die zweite elektrisch leitende Platte 1113b, die erste Isolierschicht 1138 und die zweite Isolierschicht 1140. Die Masse es leitenden Materials 742 umgibt auch die leitende Abschirmungsschicht 1120a des ersten Miniatur-Koaxialkabels 1106a, umhüllt teilweise die leitende Abschirmungsschicht 1120b des zweiten Miniatur-Koaxialkabels 1106b und umhüllt teilweise die leitende Abschirmungsschicht 1120c des dritten Miniatur-Koaxialkabels 1106c. Als solche ist die Masse des leitenden Materials 1142 ein „Verbinder“, der eine elektrische Verbindung zwischen dem „gnd“-Anschlusspunkt 1125 und der leitenden Abschirmungsschicht 1120 des Miniatur-Koaxialkabels 1106 einrichtet (durch die Masse des leitenden Materials 1142, der zweiten elektrisch leitenden Platte 1113b, dem zweiten Kontaktloch 1107a, der ersten elektrisch leitenden Platte 1113a und dem ersten Kontaktloch 1107d).
Die Isolierstoffe 1132, 1138, 1140 schützen vor einem Kurzschluss zwischen dem „gnd“-Anschlusspunkt 1125 und dem „pwr“-Anschlusspunkt 1124, der „pwr“ Lotkugel 1014b oder dem „sig“-Verbindungsblock 1014c.
Im Allgemeinen, umhüllt die Masse des leitenden Materials 1142 so viele leitende Abschirmungsschichten wie möglich für alle der Miniatur-Koaxialkabel. In einigen Beispielen, breitet sich die Masse des leitenden Materials 1142 so aus, um den „gnd“-Anschlusspunkt 1125 zu umhüllen. In einigen Beispielen, hüllt die Masse des leitenden Materials 1142 wesentlich die gesamte zweite Seite 1011 der TVP Platte 1004 ein.
Sonstiges
In einigen Beispielen ist die Masse des leitenden Materials, das in den obenstehenden Beispielen beschrieben wurde, ein metallischer Stoff, der durch Umfließen des Materials angebracht wird (z.B. Fluss von geschmolzenem Lötzinn). In einigen Beispielen ist die Masse des leitenden Materials, die in den obenstehenden Beispielen beschrieben wurde, ein metallischer Stoff, der durch Sprühbeschichtung auf dem Material angebracht wird. In einigen Beispielen ist die Masse des leitenden Materials, die in den obenstehenden Beispielen beschrieben wurde, ein metallischer Stoff, der durch Dampf auf dem Material angebracht wird. In einigen Beispielen ist die Masse des leitenden Materials, die in den obenstehenden Beispielen beschrieben wurde, ein metallischer Stoff, der durch Zerstäubung auf dem Material angebracht wird. In einigen Beispielen ist die Masse des leitenden Materials, die in den obenstehenden Beispielen beschrieben wurde, ein metallischer Stoff, der durch Plattierung (z.B. Galvanotechnik oder stromlose Plattierung) auf dem Material angebracht wird.
In einigen Beispielen werden Isolierstoffe von einer Nadel oder durch eine Strahldrucktechnologie verteilt. In einigen Beispielen, ist die leitende Masse des Materials von einer Nadel oder durch eine Strahldrucktechnologie verteilt. In einigen Beispielen beinhaltet der Isolierstoff Epoxidmaterialien um sicherzustellen, dass die Drahtbindung an dem Anschlusspunkt stärker ist als der Draht selbst.
In einigen Beispielen ist der elektrische Isolierstoff, der in den oben genannten Beispielen beschrieben wird durch Fluss des Materials an Ort und Stelle angebracht. In einigen Beispielen, ist der elektrische Isolierstoff, der in den oben genannten Beispielen beschrieben wird durch Dampfaufbringung des Materials an Ort und Stelle angebracht. In einigen Beispielen, umfasst der Isolierstoff einen Polymerwerkstoff. In einigen Beispielen ist der elektrische Isolierstoff, der in den oben genannten Beispielen beschrieben wird durch Anbringung des Materials an Ort und Stelle durch Aufsprühen angebracht.
In einigen Beispielen werden elektrisch leitende Verbindungen eingerichtet durch Einsatz leitender Haftmittel.
In einigen Beispielen beinhalten Miniatur-Multikabelsysteme Kombinationen aus zwei oder mehreren Konfigurationen und Befestigungsstrategien, die obenstehend beschrieben wurden.
Miniatur-Koaxialkabel
Bezogen auf und , haben in einigen Beispielen die Miniatur-Koaxialkabel, die im oben beschriebenen System eingesetzt werden bestimmte Eigenschaften, basierend auf dem Typ des Signals, das sie übertragen. Beispiele solcher Miniatur-Koaxialkabel beinhalten Miniatur-Koaxialkabel zur Stromverteilung und Miniatur-Koaxialkabel zur Signalverteilung.
Miniatur-Koaxialkabel zur Stromverteilung
Bezogen auf , umfasst eine Querschnittansicht eines Miniatur-Koaxialkabels zur Stromverteilung eine elektrisch leitende Abschirmungsschicht 1220, eine elektrisch leitende Schicht 1218 und einen elektrisch leitenden Kern 1216. Strom transportiert den elektrisch leitenden Kern 1216 nach unten und kehrt über die elektrisch leitende Schicht 1220 zurück.
Im Allgemeinen hat das Miniatur-Koaxialkabel geringen Widerstand, geringen Induktivität und geringen Scheinwiderstand und hohe Kapazität. Im Allgemeinen, variieren der Widerstand, die Induktivität, der geringe Scheinwiderstand und die Kapazitätswerte des Miniatur-Koaxialkabels, abhängig von den elektronischen Bausteinen, mit welchen die Kabel verbunden sind. Induktivität und Widerstand sollte so nahe wie möglich bei null liegen (zumindest im Fall von Power Miniatur-Koaxialkabeln). Theoretische Limits (simuliert) zeigen, dass die Induktivität der Kabel so niedrig wie 20 pH/mm sein. In einem Beispiel hat ein Miniatur-Koaxialkabel eine Induktivität im Milliohm Bereich.
Um diese Eigenschaften zu erreichen, besetzt der elektrisch leitende Kern eine große Prozentzahl des Querschnittbereiches des Kabels. Zum Beispiel, hat bei einem vorgegebenen Miniatur-Koaxialkabel mit 15um Durchmesser zur Stromverteilung, der elektrisch leitende Kern 1216 zum Beispiel einen Durchmesser von 10 um, die elektrisch leitende Abschirmungsschicht 1220 hat den gleichen Querschnittsbereich wie der elektrisch leitende Kern 1216, und die elektrische Isolierschicht 1218 hat eine Dicke von 1um.
Im Allgemeinen, wird die Dicke des elektrisch leitenden Kerns 1216 durch die Menge des Stroms, der zu den elektronischen Bausteinen verteilt wird. Die Dicke der Isolierschicht 1218 ist so klein wie möglich, um den Scheinwiderstand im Kabel zu minimieren. In einigen Beispielen ist die elektrisch leitende Abschirmungsschicht 1220 mindestens so leitend wie der elektrisch leitende Kern 1216. In einigen Beispielen hat der elektrisch leitende Kern 1216 einen Durchmesser von 127 um, wenn er eingesetzt wird, um verpackte Komponenten zu verbinden und hat einen Durchmesser von 11.4 um, wenn er eingesetzt wird, um Verbindungen auf Chip-Ebene herzustellen (z.B. Nacktchips-Verbindungen). In einigen Beispielen hat die Isolierschicht 1218 eine Dicke in einem Bereich von 0,1 um bis 0,5 um, wenn sie zur Verbindung von verpackten Komponenten verwendet wird und hat eine Dicke von weniger als 1um, wenn sie dazu verwendet wird, Verbindungen auf Chip-Ebene herzustellen.
Miniatur-Koaxialkabel zur Signalverteilung
Bezogen auf , umfasst eine Querschnittansicht eines Miniatur-Koaxialkabels zur Signalverteilung eine elektrisch leitende Abschirmungsschicht 1320, eine elektrische Isolierschicht 1318 und einen elektrisch leitenden Kern 1316.
Im Allgemeinen hat das Miniatur-Koaxialkabel zur Signalverteilung einen Widerstand im Bereich von 30 bis 75 Ohms. Zum Beispiel haben bestimmte Miniatur-Koaxialkabel zur Signalverteilung einen Widerstand von 50 Ohm. Die elektrische Isolierschicht 1318 hat eine Dicke entsprechend der elektrischen Isolierschicht des Miniatur-Koaxialkabels zur Stromversorgung und der Durchmesser des elektrisch leitenden Kerns 1316 ist entsprechend des elektrisch leitenden Kerns des Miniatur-Koaxialkabels zur Stromversorgung klein.
Herstellung des Miniatur-Koaxialkabels
Durch die kleine Größe der Miniatur-Koaxialkabel, die im oben beschriebenen System eingesetzt werden ist vorgegeben, gibt es eine Vielzahl von nichtkonventionellen Herstellungstechniken für Miniatur-Koaxialkabeln die eingesetzt werden, um die Kabel zu produzieren.
Kugelbasierte Herstellung
Bezogen auf stellt ein kugelbasiertes Herstellungsverfahren für Miniatur-Koaxialkabels zwei (oder mehr) Längen der Miniatur-Koaxialkabel her, jede Länge hat einen ungeschützten Bereich seines leitenden inneren Kerns.
Bezogen auf , beginnt das Herstellungsverfahren mit dem Erhalt einer Länge isolierten Drahts 1400. Die Länge des isolierten Drahts umfasst einen leitenden inneren Kern 1402, umgeben von einer elektrischen Isolierschicht 1404. Zur Hilfestellung bei der Erklärung des Herstellungsverfahrens wird der isolierte Draht 1400 als aus drei Segmenten bestehend beschrieben, ein erstes Segment 1408, ein zweites Segment 1410 und ein drittes Segment 1412, eingefügt zwischen dem ersten Segment 1408 und dem zweiten Segment 1410.
Bezogen auf , wird nach Erhalt der Länge des isolierten Drahtes 1400, eine Haftmittelschicht 1406 auf der elektrisch leitenden Schicht 1404 über der Länge des isolierten Drahtes 1400 angebracht (z.B. auf dem ersten Segment 1408, dem zweiten Segment 1410 und dem dritten Segment 1412). Im Allgemeinen dient die Haftschicht zur bessern Haftung eines elektroplattierten Werkstoffs an dem isolierten Draht (wie weiter unten im Detail beschrieben).
Bezogen auf , nach Ablagerung der Haftschicht 1406, wird eine Abdeckkugel 1414 auf der Haftmittelschicht 1406 im dritten Segment 1412 abgesetzt. Die Abdeckkugel 1414 beugt der Anhaftung eines galvanisch behandelten Materials im dritten Segment 1412 vor. In einigen Beispielen, ist die Abdeckkugel 1414 aus einem Polymermaterial geformt und durch eine Nadel, ein Spray, Zerstäubung oder ein Strahl basierten Ablagerungsverfahren abgesetzt.
Bezogen auf , ist nach Ablagerung der Abdeckkugel 1414, eine elektrisch leitende Abschirmungsschicht 1416 auf dem ersten Segment 1408 und dem zweiten Segment 1410 abgesetzt (aber nicht des dritten Segments 1412, aufgrund der Präsenz der Abdeckkugel 1414).
Bezogen auf , ist nach Ablagerung der elektrisch leitenden Abschirmungsschicht 1416 die Abdeckkugel 1414 aus dem dritten Segment 1412 entfernt. In einigen Beispielen wird die Abdeckkugel 1414 durch ein Verfahren mit Laserstrahlschneiden/Ätzen entfernt. In einigen Beispielen ist die Abdeckkugel 1414 aus dem dritten Segment 1412 durch einen chemischen Entfernungsvorgang entfernt, wobei die Abdeckkugel 1414 aus einem photoresistenten oder Nagellack ähnlichen Material geformt ist und die Entfernung der Abdeckkugel 1414 ein Eintauchen der Abdeckkugel 1414 in ein Bad mit photoresistentem Entferner oder Aceton umfasst. In einigen Beispielen ist die Abdeckkugel 1414 (und möglicherweise ein Bereich von nichtleitendem Material) thermisch entfernt.
Bezogen auf , wird die Haftmittelschicht 1406 vom dritten Segment 1412 entfernt. In einigen Beispielen ist die Haftmittelschicht 1406 nach Entfernung der Abdeckkugel 1414 aus dem dritten Segment 1412 entfernt. In einigen Beispielen ist die Haftmittelschicht 1406 zur gleichen Zeit entfernt, wie die Abdeckkugel 1414 aus dem dritten Segment 1412 entfernt wurde. In einigen Beispielen wird die Haftmittelschicht 1406 durch ein Verfahren mit Laserstrahlschneiden/Ätzen entfernt. In einigen Beispielen wird die Haftmittelschicht 1406 durch ein Nassätzen entfernt (z.B. Au, Cu, Temperatur-Ätzmittel Chemie).
Bezogen auf , wird die elektrische Isolierschicht 1404 des isolierten Kabels 1400 aus dem dritten Segment 1412 entfernt, durch Abtragung des elektrisch leitenden Kerns 1402 im dritten Segment 1412. In einigen Beispielen wird die elektrische Isolierschicht 1404 durch ein Verfahren mit Laserstrahlschneiden/Ätzen entfernt. In einigen Beispielen wird die elektrische Isolierschicht 1404 thermisch entfernt. In einigen Beispielen, wenn die elektrische Isolierschicht 1404 besonders dünn ist, muss die Haftschicht 1406 nicht ausdrücklich entfernt werden.
Bezogen auf wird der elektrisch leitende Kern 1402 im dritten Abschnitt 1412 halbiert (z.B. unter Nutzung eines Drahtschneiders oder einer Klinge), wodurch eine erste Länge eines Miniatur-Koaxialkabels 1418 erzeugt wird, mit einem ersten freigelegten Abschnitt 1420 des elektrisch leitenden Kerns1402 und einer zweiten Länge eines Miniatur-Koaxialkabels 1422 mit einem zweiten freigelegten Abschnitt 1424 des elektrisch leitenden Kerns 1402.
Im Allgemeinen kann das o.a. Verfahren angewendet werden, um jede beliebige Anzahl von Längen von Miniatur-Koaxialkabeln aus einer Länge von isoliertem Draht zu erzeugen. Des Weiteren können die mit dem Herstellungsverfahren erzeugten Längen von Miniatur-Koaxialkabeln vorgegeben werden (durch Tropfenauftrag), um die Anforderungen einer gegebenen Anwendung zu erfüllen.
Auf Vorrichtungen basierende Herstellung
Bezogen auf werden in manchen Beispielen Miniatur-Koaxialkabel unter Nutzung einer speziellen Vorrichtung hergestellt.
Bezogen auf enthält die Vorrichtung eine Spule 1526, auf die eine Länge von isoliertem Draht 1528 gewickelt wird. Bezogen auf wird ein erstes Abdeckelement 1530 über einem ersten Rand 1532 der Spule 1526 angeordnet, nachdem die Länge von isoliertem Draht 1528 auf die Spule 1526 gewickelt ist, sodass Teilstücke des isolierten Drahts 1528 auf dem ersten Rand 1532 der Spule 1526 von dem ersten Abdeckelement 1530 bedeckt werden. Ein zweites Abdeckelement 1534 wird über einem zweiten Rand 1536 der Spule 1526 angeordnet, sodass Teilstücke des isolierten Drahts 1528 auf dem zweiten Rand 1536 der Spule 1526 vom zweiten Abdeckelement 1534 bedeckt werden. In manchen Beispielen wird auf die Vorrichtung mittels Plattierung eine Keimschicht aufgetragen, wobei das erste Abdeckelement 1530 und das zweite Abdeckelement 1534 an der Spule 1526 der Vorrichtung befestigt sind. Das Auftragen der Keimschicht erfolgt nur auf dem Teilstück des Drahts 1528 zwischen dem ersten Rand 1532 und dem zweiten Rand 1536 der Spule 1526. Nach dem Auftragen der Keimschicht werden die Abdeckelemente 1530 und 1534 abgenommen. Die Keimschicht wird nur auf nicht abgedeckten Teilstücken des Drahts 1528 aufgetragen.
In einem Beispiel besteht die Keimschicht aus einer Schicht Ti zur Haftung auf dem Dielektrikum und aus einer Schicht Au oben auf dem Ti. Dies ist ein Keim für die Au-Plattierung. In einem Beispiel besteht die Keimschicht aus einer Schicht Ti zur Haftung auf dem Dielektrikum und aus einer Schicht Cu oben auf dem Ti. Dies ist ein Keim zur Cu-Plattierung. In einem weiteren Beispiel könnte der Keim für die Cu-Plattierung aus einer Cu-/Mn-Legierung bestehen. In noch einem weiteren Beispiel könnte der Keim für die Ni-, Au- bzw. Cu-Plattierung aus Pt bestehen. Die Keimschicht kann mit einem Beschichtungswerkzeug, Verdampfungswerkzeug, ALD-Werkzeug (Atomlagenabscheidung) oder CVD-Werkzeug (chemische Dampfabscheidung) aufgetragen werden. Nach dem Auftragsvorgang werden die Abdeckelemente 1530 und 1534 von der Vorrichtung abgenommen.
Im Allgemeinen bestimmt der Abstand zwischen dem ersten Rand 1532 der Spule 1526 und dem zweiten Rand 1536 der Spule 1526 die Länge der Miniatur-Koaxialkabel, die unter Nutzung der Vorrichtung hergestellt werden.
Bezogen auf ist die Vorrichtung so konfiguriert, dass sie ein Galvanisierverfahren auf Teilstücken des isolierten Drahts ausführt, die nicht abgedeckt sind (z.B. mit dem ersten und zweiten Abdeckelement 1530, 1534), wie weiter unten detaillierter beschrieben wird.
Für die Elektroplattierung wird ein zweiter Satz von Abdeckelementen 1730, 1734 an der Vorrichtung 1526 befestigt. Zusätzlich dazu wird als Plattierkontakt eine leitender Draht 1731 angeschlossen. Die Klemmelemente 1733 werden auf dem zweiten Satz Abdeckelemente 1730, 1734 abgesetzt und üben Druck auf den leitenden Plattierbadkontakt aus, wodurch eine elektrische Verbindung zwischen der im vorigen Schritt auf 1528 aufgetragenen Keimschicht und der Stromquelle aufgebaut wird, welche die elektrische Spannung zum Plattieren der Drahtabschnitte zwischen den Rändern 1532 und 1536 bereitstellt. Wenn diese neuen Elemente an der Spule 1526 befestigt sind, kann die Vorrichtung zum Plattieren in das Plattierbad getaucht werden. Zu den Plattierwerkstoffen gehören unter anderen Cu, Au, Ni, Lötmittel.
Nach Abschluss des Galvanisierverfahrens können die Abdeckelemente 1530, 1534 abgenommen werden, und die Miniatur-Koaxialkabel werden durch Zuschneiden der Drähte in dem Bereich, in dem keine Galvanisierung erfolgte, gebildet (z.B. in den abgedeckten Bereichen des Drahts).
Bezogen auf wird das Herstellungsverfahren der Miniatur-Koaxialkabel mittels der Vorrichtung im Detail beschrieben.
Bezogen auf beginnt die Herstellungsmethode mit der Zuführung einer Länge isolierten Drahts 1800. Die Länge des isolierten Drahts beinhaltet einen leitenden inneren Kern 1802, umgeben von einer elektrischen Isolierschicht 1804. Zur Hilfestellung bei der Erklärung der Herstellungsmethode wird der isolierte Draht 1800 als aus drei Segmenten bestehend beschrieben, ein erster Abschnitt 1808, ein zweiter Abschnitt 1810 und ein dritter Abschnitt 1812, eingefügt zwischen dem ersten Abschnitt 1808 und dem zweiten Abschnitt 1810. Die Länge des isolierenden Drahts 1800 wird auf die Spule 1526 von gewickelt, wobei der (die) dritten Abschnitt(e) 1812 der Länge des isolierten Drahts 1800 an den Rändern 1532, 1532 der Spule 1526 angebracht werden. Der (die) dritte(n) Abschnitt(e) 1812 der Länge des isolierten Drahts 1800 werden von den Abdeckelementen 1530, 1534 der Vorrichtung bedeckt.
Bezogen auf wird eine Haftschicht 1806 auf der elektrisch isolierenden Schicht 1804 des ersten Abschnitts 1808 der elektrischen Isolierschicht 1804 aufgetragen, und auf dem zweiten Abschnitt 1810 der elektrischen Isolierschicht 1804. Die Abdeckelemente 1530, 1534 der Vorrichtung verhindern das Auftragen der Haftschicht 1806 auf dem dritten Abschnitt 1812 der elektrischen Isolierschicht 1804. Im Allgemeinen dient die Haftschicht zum Fördern der Haftung eines elektroplattierten Werkstoffs an dem isolierten Draht (wie weiter unten im Detail beschrieben).
Die Abdeckelemente 1530 und 1534 werden abgenommen und mit dem zweiten Satz von Abdeckelementen 1730, 1734 von ausgetauscht. Zusätzlich dazu wird der Plattierkontaktdraht 1731 von in die Spule der Vorrichtung 1526 eingesteckt und baut den Kontakt zum Keimmetall auf. Die nicht leitenden Klemmen 1733 gewährleisten, dass das Keimmetall Kontakt mit dem Draht der Plattierstromquelle aufbaut.
Bezogen auf wird nach dem Auftragen der Haftschicht 1806 eine elektrisch leitende Abschirmschicht 1816 auf dem ersten Abschnitt 1808 und dem zweiten Abschnitt 1810 aufgetragen (jedoch nicht dem dritten Abschnitt 1812 aufgrund der vorhandenen Abdeckelemente 1530, 1534).
Bezogen auf werden nach dem Auftragen der elektrisch leitenden Abschirmschicht 1816 der zweite Satz von Abdeckelementen 1730, 1734 sowie die elektrische Isolierschicht 1804 des isolierten Drahts 1800 vom dritten Abschnitt 1812 abgenommen, wodurch der elektrisch leitende Kern 1802 im dritten Abschnitt 1812 freigelegt wird. In einigen Beispielen, wird die elektrische Isolierschicht 1804 durch ein Verfahren mit Laserstrahlschneiden/Ätzen entfernt.
Bezogen auf wird der elektrisch leitende Kern 1802 im dritten Abschnitt 1812 halbiert (z.B. unter Nutzung eines Drahtschneiders oder einer Klinge), wodurch eine erste Länge eines Miniatur-Koaxialkabels 1818 erzeugt wird, mit einem ersten freigelegten Abschnitt 1820 des elektrisch leitenden Kerns 1802 und einer zweiten Länge eines Miniatur-Koaxialkabels 1822 mit einem zweiten freigelegten Abschnitt 1824 des elektrisch leitenden Kerns 1802. Im Allgemeinen kann die Halbierung des dritten Abschnitts 1812 mit dem Draht auf der Spule1526 oder mit dem Draht neben der Spule 1526 auftreten.
Im Allgemeinen kann das o.a. Verfahren angewendet werden, um jede beliebige Anzahl von Längen von Miniatur-Koaxialkabeln aus einer Länge von isoliertem Draht zu erzeugen. Die Länge der mit dem Herstellungsverfahren erzeugten Miniatur-Koaxialkabel kann vorgegeben werden, um die Anforderungen einer gegebenen Anwendung zu erfüllen.
Auf MEMS-basierende Herstellung
Bezogen auf werden in einigen Beispielen Miniatur-Koaxialkabel unter Nutzung von MEMS-Techniken hergestellt.
Bezogen auf wird eine Abdeckschicht 1936 (z.B. eine Polysiliziumschicht) auf ein Substrat 1938 (z.B. Quarzglas-Wafer) mit einem Abdeckmuster 1940 aufgetragen. Im Allgemeinen wird ein erster Teil 1942 des Substrats 1938 durch das Maskiermuster 1940 mit der Maskierschicht 1936 abgedeckt, und ein zweiter Teil 1944 des Substrats 1939 bleibt von der Maskierschicht 1936 unbedeckt. Im Beispiel von ist das Maskiermuster einfach gestaltet, d.h., das unbedeckte zweite Teilstück 1944 des Substrats ist eine gerade Linie, die sich in die Seite hinein / aus der Seite heraus erstreckt). Komplexere Abdeckmuster werden jedoch wahrscheinlich verwendet.
Bezogen auf wird ein Ätzverfahren (z.B. Flusssäure-Ätzverfahren) angewendet, um Material von dem Substrat 1938 im Bereich des zweiten Teilstücks 1944 abzutragen. In manchen Beispielen wird das Material abgetragen, so dass eine halbkreisförmige erste Vertiefung 1946 im Substrat 1938 gebildet wird.
Bezogen auf wird die Abdeckschicht 1936 nach Beendigung des Ätzvorgangs abgenommen (z.B. mittels eines Polysilizium-Abziehverfahrens), sodass das Substrat 1938 freigelegt wird.
Bezogen auf wird eine Keimschicht in der ersten Vertiefung 1946 aufgetragen, und ein erster Teil einer leitenden Abschirmschicht 1948 (z.B. eine Kupferschicht) wird auf der Keimschicht aufgetragen (z.B. elektroplattiert oder stromlos plattiert), sodass der erste Teil der leitenden Abschirmschicht 1948 die erste Vertiefung 1946 ausfüllt. Eine zweite Vertiefung 1950 wird vom ersten Teil der leitenden Abschirmschicht 1948 gebildet.
Bezogen auf wird ein erster Teil einer elektrischen Isolierschicht 1952 aufgetragen (z.B. mittels Aufsprühen von fotodefinierbarem Polyimidmaterial) in der zweiten Vertiefung 1950, so dass der erste Teil der elektrischen Isolierschicht 1952 die zweite Vertiefung 1950 auskleidet. Eine dritte Vertiefung 1954 wird vom ersten Teil der elektrischen Isolierschicht 1952 gebildet.
Bezogen auf wird eine Keimschicht in der dritten Vertiefung 1954 aufgetragen, und ein elektrisch leitender Kern 1956 (z.B. ein Kupferkern) wird auf die Keimschicht in der dritten Vertiefung 1954 aufgelegt.
Bezogen auf wird ein zweiter Teil der elektrischen Isolierschicht 1958 aufgetragen (z.B. mittels Aufsprühen von fotodefinierbarem Polyimidmaterial) auf dem elektrisch leitenden Kern 1956, sodass der erste Teil der elektrischen Isolierschicht 1952 und der zweite Teil der elektrischen Isolierschicht 1958 den elektrisch leitenden Kern 1956 umhüllen.
Bezogen auf wird eine Keimschicht auf den zweiten Teil der elektrischen Isolierschicht 1958 aufgetragen, und ein zweiter Teil der leitenden Abschirmschicht 1960 (z.B. eine Kupferschicht) wird auf die Keimschicht aufgetragen (z.B. elektroplattiert oder Stromlos plattiert), sodass der erste Teil der elektrisch leitenden Abschirmschicht 1948 und der zweite Teil der elektrisch leitenden Abschirmschicht 1960 die elektrische Isolierschicht umhüllen. In wird das Miniatur-Koaxialkabel 1962 gebildet, ist aber immer noch mit dem Substrat 1938 verbunden.
Bezogen auf wird ein Glasätzvorgang ausgeführt (z.B. Flusssäure-Ätzverfahren), um das Miniatur-Koaxialkabel 1962 aus der ersten Vertiefung 1946 freizulegen.
Verschiedene Eigenschaften des Miniatur-Koaxialkabels
In manchen Beispielen werden die elektrisch leitenden Werkstoffe und die elektrisch isolierenden Werkstoffe so gewählt, dass beide Werkstofftypen kompatibel sind. Beispielsweise wird Ti für die Haftschicht gewählt, weil es gut auf Polymeren wie Polyamid, Polyurethan und Polyester-Imid haftet. Zusätzlich dazu haftet aluminiumdotiertes Silizium besser auf Cu als reines Silizium. Eine Cu-/Mn-Legierung kann mittels CVD auf einen Polymer- bzw. Keramikwerkstoff aufgetragen werden, wobei eine gute Haftung und eine gute Galvanisier-Grundschicht geboten werden.
In manchen Beispielen können zumindest einige Schritte der Herstellungsmethoden von Miniatur-Koaxialkabeln mit einem Rolle-zu-Rolle-System ausgeführt werden. Beispielsweise werden Drähte von einer ersten Rolle abgespult, durchlaufen verschiedene Beschichtungs-/Galvanisiervorgänge und werden auf einer zweiten Rolle aufgespult.
In manchen Beispielen werden die elektrisch leitenden Abschirmungen aus einem auf Lot basierenden Werkstoff gebildet. In manchen Beispielen werden die elektrisch leitenden Abschirmungen bzw. die elektrisch leitenden inneren Kerne aus geringer Atommasse gebildet, z.B. Aluminium oder Beryllium), und die elektrische Isolierschicht wird aus einem Polymer von geringer Dichte gebildet. In manchen Beispielen können Kevlar-Isolierung oder Kevlar-Fäden zur Verstärkung der Miniatur-Koaxkabel verwendet werden.
In manchen Beispielen werden alle drei Abschnitte des isolierten Drahts mit einer thermisch abbaubaren Abschirmschicht plattiert (z.B. einer Abschirmung auf Lotbasis), und das Teilstück der thermisch abbaubaren Abschirmschicht auf dem dritten Abschnitt des isolierten Drahts wird während des Herstellungsprozesses thermisch abgebaut.
In manchen Beispielen wird der elektrisch leitende innere Kern aus einem oder mehreren Werkstoffen wie Kupfer, Gold, Silber, Zinn, Nickel bzw. aus einer Legierung von zwei oder mehreren Werkstoffen wie Kupfer, Gold, Silber, Zinn, Nickel gebildet.
In manchen Beispielen wird die elektrisch leitende Abschirmschicht aus einem oder mehreren Werkstoffen wie Kupfer, Gold, Silber, Zinn, Nickel bzw. aus einer Legierung von zwei oder mehreren Werkstoffen wie Kupfer, Gold, Silber, Zinn, Nickel gebildet.
In manchen Beispielen wird die elektrisch leitende Abschirmschicht aufgetragen, indem der isolierte Draht durch eine Lösung von Metallpartikeln in einem Polymerwerkstoff gezogen wird. Die Metallpartikel können allein oder in Zusammensetzungen Metallflocken, Metall-Nanopartikel und Metall-Mikropartikel enthalten. Die Metallpartikel können aus einem oder mehreren Werkstoffen wie Kupfer, Gold, Silber, Zinn, Nickel bzw. aus einer Legierung von zwei oder mehreren Werkstoffen wie Kupfer, Gold, Silber, Zinn, Nickel gebildet werden.
In manchen Beispielen wird die elektrisch leitende Abschirmschicht mittels Aufdampfen aufgetragen.
In manchen Beispielen beinhaltet die Haftschicht einen organischen Haftvermittler.
Werkzeug
In manchen Beispielen wird Spezialwerkzeug genutzt, um die Miniatur-Koaxialkabel herzustellen, zu verarbeiten, zu verlegen und zu verbinden.
Verarbeiten/Abisolieren von Kabeln
Bezogen auf und beinhaltet ein Gerät 2001 zur Zuführung und Schichtablösung bei Koaxkabeln einen Rohr-Zuführmechanismus 2000 zum Zuführen und Drehen eines Koaxkabels 2002 und eine rotierende Schneidklinge 2004 zum Schneiden durch eine oder mehrere Schichten 2006 des Koaxkabels.
Der Rohr-Zuführmechanismus 2000 beinhaltet ein Rohr 2008 und mehrere neben dem Rohr 2008 angeordnete drehende Wellen 2010 zum Erfassen einer Außenfläche des Koaxkabels 2002. Die Drehung der Wellen 2010 führt das Koaxkabel 2002 (d.h. drückt oder zieht es) durch das Rohr 2008. In manchen Beispielen bewegen sich die Wellen 2010 auch linear entlang ihrer eigenen Achsen (d.h. siehe ) und versetzen das Koaxkabel in Drehung um seinen Kern 2012. Im Allgemeinen sind die Wellen 2010 in der Lage, das Kabel zumindest 360 Grad um seinen Kern 2012 zu drehen.
Die rotierende Schneidklinge 2004 ist neben und direkt außerhalb einer Öffnung 2014 des Rohrs 2008 angeordnet und so konfiguriert, dass sie einen Einschnitt mit vorgegebener Tiefe in dem gesamten Umfang des Koaxkabels 2002 anbringt, während sich das Kabel 2002 um seinen Kern 2012 dreht.
Bezogen auf und besteht die rotierende Schneidklinge 2004 aus mehreren aufeinandergeschichteten Blättern 2014a-2014g, um die Isolation und die Abschirmung präzise auf eine erforderliche Tiefe einzuschneiden. Eines oder mehrere dieser Blätter (z.B. 2014b, 2014d, 2014f) sind Schneidblätter, währen die anderen Blätter eine Stoppfunktion aufweisen (z.B. 2014a, 2014c, 2014e, 2014g). Diese Blätter sind so aufeinandergeschichtet, dass die Schneidblätter zwischen zwei Stoppblättern sitzen. Durch die Einstellung eines ZDurcE57hmessers für die Schneidblätter als für die Stoppblätter wird die Eindringtiefe für den Schnitt durch den Unterschied der Radien zwischen den Schneidblättern und den Stoppblättern bestimmt. Die Blattdurchmesser sind mit hoher Präzision bearbeitet, um die Genauigkeit der Schnitttiefe der einzelnen Schneidblätter zu gewährleisten.
Bezogen auf und wird ein Koaxkabel 2002 in Bearbeitung durch das rotierende Schneidblatt 2004 gezeigt, welches eine Anzahl von Schichten 2006 des Koaxkabels 2002 eingeschnitten hat. Das Ergebnis des Einschneidens und Abnehmens der Schichten 2006 von dem Koaxkabel 2002 wird als abisoliertes Koaxkabel 2002' dargestellt.
Mehrere kontinuierliche Zuführkonfigurationen sind unter Nutzung der oben beschriebenen Komponenten möglich. Beispielsweise bezogen auf können zwei Rohr-Zuführmechanismen 2000a, 2000b zusammen mit einem rotierenden Schneidblatt 2004' genutzt werden, um Materialschichten von einem Mittelabschnitt 2003 eines Koaxkabels 2002 (eher als von einem Endabschnitt) abzunehmen.
In einer alternativen Ausführung kann das rotierende Schneidblatt 2004' als zylindrische Trommel mit dem gleichen Durchmesser wie ein um die Trommel gewickelter und an der Trommel befestigter Schneiddraht gefertigt werden. In dieser Konfiguration bestimmt der Durchmesser des Schneiddrahts die Einschnitttiefe, währen die Trommel die Stoppfunktion für den Schnitt übernimmt.
In manchen Beispielen wird das oben beschriebene Gerät als Umrüstung für einen herkömmlichen Drahtbonder eingesetzt. In manchen Beispielen ist das oben beschriebene Werkzeug zur Bearbeitung von Miniatur-Koaxialkabeln von 1 mm Durchmesser konfiguriert.
Kontinuierliches Zuführ-Verbindungswerkzeug
Bezogen auf spult ein Verbindungswerkzeug 2500 kontinuierlich Miniatur-Koaxialkabel 2501 von einer Spule 2502 ab und befestigt das Miniatur-Koaxialkabel 2501 nach einer oder mehreren oben beschriebenen Verbindungsstrategien.
Bezogen auf beinhaltet das Verbindungswerkzeug 2500 einen Abisolierer 2503 zum Abisolieren des Miniatur-Koaxialkabels, um den leitenden inneren Kern 2504 freizulegen. Bezogen auf beinhaltet das Verbindungswerkzeug 2500 ein Schweißgerät 2506 (z.B. ein Thermosonic-Kapillarschweißgerät 2506a oder ein Thermosonic-Heißkeilschweißgerät 2506b) zum Verbinden des leitenden inneren Kerns 2504 mit einem Anschlusspunkt 2508.
Bezogen auf beinhaltet das Verbindungswerkzeug 2500 ein Abschirmungs-Verbindungsgerät 2510 (z.B. ein Spender von leitendem Material 2010a oder Überbrückungskabel-Verbindungsgerät 2010b) zum Anschluss der leitenden Abschirmung des Miniatur-Koaxialkabels an Erde (oder einen anderen Anschlusspunkt).
In manchen Beispielen ist das Verbindungswerkzeug konfiguriert zur Aufnahme und Ablage von vorgefertigten Miniatur-Koaxialkabeln zum Kabelanschluss.
Leitungsführung
In manchen Beispielen kommen spezielle Leitungsführungsalgorithmen für die Verlegung der Miniatur-Koaxialkabel zur Anwendung. Beispielsweise sind die Leitungsführungsalgorithmen so konfiguriert, dass Anschlusspunkte nicht verdeckt werden und unzugänglich sind. Die Leitungsführungsalgorithmen können für die Miniatur-Koaxialkabel nicht geradlinige Leitungswege vorsehen. In manchen Beispielen können die Leitungsführungsalgorithmen die Miniatur-Koaxialkabel um Vorsprünge im Stromkreis wickeln, um bestimmte nicht geradlinige Leitungswege zu erleichtern.
In manchen Beispielen können die Leitungswegalgorithmen dreidimensionale Verdrahtungsschemen aufbauen.
Es ist davon auszugehen, dass die vorstehende Beschreibung dazu dient, den Umfang der Erfindung darzustellen und nicht einzuschränken, der vom Umfang der zugehörigen Ansprüche bestimmt wird. Weitere Ausführungen liegen im Geltungsbereich der folgenden Ansprüche.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 62/404135 [0001]
US 62/462625 [0001]
US 62/464164 [0001]

Claims

Beansprucht werden:
Ein Verfahren zum Verbinden eines vorgefertigten Miniatur-Koaxialkabels mit einem ersten elektrischen Anschlusspunkt, wobei der elektrisch leitende Kern des vorgefertigten Miniatur-Koaxialkabels in einer elektrischen Isolationsschicht geführt wird, die in einer elektrisch leitenden Schicht liegt, das Verfahren umfasst: Verbinden eines freigelegten Teilstücks des elektrisch leitenden Kerns an einem distalen Ende des vorgefertigten Miniatur-Koaxialkabels mit dem ersten elektrischen Anschlusspunkt, wodurch elektrische Leitfähigkeit zwischen dem elektrisch leitenden Kern und dem ersten elektrischen Anschlusspunkt hergestellt wird; Auftragen einer Schicht aus elektrischem Isoliermaterial auf das freiliegende Teilstück des elektrisch leitenden Kerns, sodass das freiliegende Teilstück des elektrisch leitenden Kerns und der erste elektrische Anschlusspunkt von der Schicht aus elektrischem Isoliermaterial umhüllt werden; und Verbindung der elektrisch leitenden Abschirmschicht mit einem zweiten elektrischen Anschlusspunkt mittels eines aus elektrisch leitendem Material gebildeten Verbinders.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verbindung der elektrisch leitenden Abschirmschicht mit dem zweiten elektrischen Anschlusspunkt mittels des Verbinders die Bildung des Verbinders durch Auftragen einer Schicht des elektrisch leitenden Materials auf zumindest ein Teilstück der elektrisch leitenden Abschirmschicht und auf den zweiten elektrischen Anschlusspunkt umfasst, wobei der Verbinder elektrische Leitfähigkeit zwischen der elektrischen Abschirmschicht und dem zweiten elektrischen Anschlusspunkt herstellt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Auftragen der Schicht des elektrisch leitenden Materials auf zumindest ein Teilstück der elektrisch leitenden Abschirmschicht und auf den zweiten elektrischen Anschlusspunkt das Aufströmen des elektrisch leitenden Materials auf zumindest ein Teilstück der elektrisch leitenden Abschirmschicht und auf den zweiten elektrischen Anschlusspunkt, das Aufsprühen des elektrisch leitenden Materials auf zumindest ein Teilstück der elektrisch leitenden Abschirmschicht und auf den zweiten elektrischen Anschlusspunkt, das Aufdampfen des elektrisch leitenden Materials auf zumindest ein Teilstück der elektrisch leitenden Abschirmschicht und auf den zweiten elektrischen Anschlusspunkt, das Aufstäuben des elektrisch leitenden Materials auf zumindest ein Teilstück der elektrisch leitenden Abschirmschicht und auf den zweiten elektrischen Anschlusspunkt, und das Aufplattieren des elektrisch leitenden Materials auf zumindest ein Teilstück der elektrisch leitenden Abschirmschicht und auf den zweiten elektrischen Anschlusspunkt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Schicht des elektrischen Isoliermaterials den ersten elektrischen Anschlusspunkt umhüllt und die Schicht des elektrisch leitenden Materials die Schicht des elektrischen Isoliermaterials umhüllt.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Schicht des elektrisch leitenden Materials die Schicht des elektrisch Isoliermaterials teilweise umhüllt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein freigelegtes Teilstück der elektrischen Isolierschicht am distalen Ende des vorgefertigten Miniatur-Koaxialkabels von der Schicht des elektrischen Isoliermaterials umhüllt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Auftragen der elektrischen Isoliermaterialschicht auf das freiliegende Teilstück des elektrisch leitenden Kerns das Auftragen eines Tropfens des elektrischen Isoliermaterials auf das freiliegende Teilstück des elektrisch leitenden Kerns umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Auftragen der elektrischen Isoliermaterialschicht auf das freiliegende Teilstück des elektrisch leitenden Kerns das Aufströmen des elektrischen Isoliermaterials auf das freiliegende Teilstück des elektrisch leitenden Kerns umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Auftragen der elektrischen Isoliermaterialschicht auf das freiliegende Teilstück des elektrisch leitenden Kerns das Aufdampfen des elektrischen Isoliermaterials auf das freiliegende Teilstück des elektrisch leitenden Kerns umfasst.
Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Aufdampfen des elektrischen Isoliermaterials das selektive Aufdampfen von Polymermaterial beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Auftragen der elektrischen Isoliermaterialschicht auf das freiliegende Teilstück des elektrisch leitenden Kerns das Aufsprühen des elektrischen Isoliermaterials auf das freiliegende Teilstück des elektrisch leitenden Kerns beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verbindung der elektrisch leitenden Abschirmschicht mit dem zweiten elektrischen Anschlusspunkt mittels des Verbinders das Ausdrucken des Verbinders als ein Streifen des elektrisch leitenden Materials beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Verbinder einen Draht beinhaltet, und die Verbindung der elektrisch leitenden Abschirmschicht mit dem zweiten elektrischen Anschlusspunkt mittels des Verbinders das Verbinden des einen Drahtendes mit dem ersten elektrischen Anschlusspunkt und das Verbinden des zweiten Drahtendes mit dem zweiten elektrischen Anschlusspunkt umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verbindung des freigelegten Teilstücks des elektrisch leitenden Kerns die Verbindung eines leitenden Anschlussfelds mit dem ersten elektrischen Anschlusspunkt und dann die Verbindung des elektrisch leitenden Kerns mit dem leitenden Anschlussfeld umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste elektrische Anschlusspunkt ein Verbindungsfeld auf einem freien Chip ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste elektrische Anschlusspunkt ein Verbindungsfeld auf einem verpackten Teil ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste elektrische Anschlusspunkt eine Kugel auf einem Ball Grid Array ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste elektrische Anschlusspunkt über einen getrennten Adapter verfügt, der zwei elektrische Anschlusspunkte überbrückt.
Verfahren nach Anspruch 1 wobei der erste elektrische Anschlusspunkt auf einer passiven elektrischen Komponente angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste elektrische Anschlusspunkt eine elektrisch leitende Verbindung aufweist, die auf einer Leiterplatte angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der erste elektrische Anschlusspunkt eine auf einer Leiterplatte angeordnete leitende Ebene oder eine Leiterbahn aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Befestigen des freiliegenden Abschnitts des elektrisch leitenden Kerns am ersten elektrischen Anschlusspunkt das Löten des elektrisch leitenden Kerns an den ersten elektrischen Anschlusspunkt umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Befestigen des freiliegenden Abschnitts des elektrisch leitenden Kerns am ersten elektrischen Anschlusspunkt das Anschweißen des elektrisch leitenden Kerns an den ersten elektrischen Anschlusspunkt umfasst.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Schweißen eines oder mehrere unter Elektronenstrahlschweißen, Ultraschallschweißen, Kaltverschweißen, Laserschweißen oder Widerstandsschweißen einschließt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Befestigen des freiliegenden Abschnitts des elektrisch leitenden Kerns am ersten elektrischen Anschlusspunkt eines oder mehrere unter Diffusionsschweißen des elektrisch leitenden Kerns an den ersten elektrischen Anschlusspunkt, Hartlöten des elektrisch leitenden Kerns an den ersten elektrischen Anschlusspunkt, Sintern des elektrisch leitenden Kerns an den ersten elektrischen Anschlusspunkt oder Befestigen des freiliegenden Abschnitts am ersten elektrischen Anschlusspunkt mit einem leitenden Kleber umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der zweite elektrische Anschlusspunkt einen Erdungspunkt aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Ausbilden des Steckers einschließlich Schweißen der elektrisch leitenden Abschirmungsschicht an einen zweiten elektrischen Anschlusspunkt.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Ausbilden des Steckers einschließlich Thermokompressions-Bonden der elektrisch leitenden Abschirmungsschicht an einen zweiten elektrischen Anschlusspunkt.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend das Ausbilden des Steckers einschließlich Ultraschallverschweißung der elektrisch leitenden Abschirmungsschicht mit einem zweiten elektrischen Anschlusspunkt.
Automatisiertes Werkzeug zur Durchführung eines beliebigen der Schritte nach den Ansprüchen 1-29.
Verfahren zur Herstellung eines Miniatur-Koaxialkabels aus einem isolierten Draht, wobei der isolierte Draht einen elektrisch leitenden Kern umfasst, der von einer elektrisch isolierenden Schicht ummantelt ist, wobei der isolierte Draht ein erstes Segment und ein zweites Segment aufweist, die durch ein drittes Segment getrennt sind, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Aufbringen einer Haftschicht auf die elektrisch isolierende Schicht des isolierten Drahtes, einschließlich: Aufbringen eines ersten Abschnitts der Haftschicht auf das erste Segment des isolierten Drahtes; Aufbringen eines zweiten Abschnitts der Haftschicht auf das zweite Segment des isolierten Drahtes; Aufbringen einer elektrisch leitenden Abschirmungsschicht auf die Haftschicht einschließlich Aufbringen eines ersten Abschnitts der elektrisch leitenden Abschirmungsschicht auf den ersten Abschnitt der Haftschicht und Aufbringen eines zweiten Abschnitts der elektrisch leitenden Abschirmungsschicht auf den zweiten Abschnitt der Haftschicht; und Entfernen der elektrisch isolierenden Schicht vom dritten Segment des isolierten Drahtes bei Erhaltung der Kontinuität des elektrisch leitenden Kerns des ersten Segments, des zweiten Segments und des dritten Segments des isolierten Drahtes.
Verfahren nach Anspruch 31, ferner umfassend das Abdecken des dritten Segments des isolierten Drahtes vor dem Aufbringen der elektrisch leitenden Abschirmungsschicht auf die Haftschicht und das Freilegen des dritten Segments des isolierten Drahtes nach dem Aufbringen der elektrisch leitenden Abschirmungsschicht auf die Haftschicht und vor dem Entfernen der elektrisch isolierenden Schicht vom dritten Abschnitt des isolierten Drahtes.
Verfahren nach Anspruch 32, wobei das Abdecken des dritten Segments des isolierten Drahtes das Anordnen des isolierten Drahtes in einer Halterung umfasst, wobei die Halterung so konfiguriert ist, dass sie das dritte Segment des isolierten Drahtes abdeckt und dabei der erste Abschnitt der Haftschicht und der zweite Abschnitt der Haftschicht freigelegt bleiben, und das Freilegen des dritten Segments des isolierten Drahtes das Entfernen des isolierten Drahtes aus der Halterung umfasst.
Verfahren nach Anspruch 32, wobei das Aufbringen der Haftschicht auf die elektrisch isolierende Schicht des isolierten Drahtes das Aufbringen eines dritten Abschnitts der Haftschicht auf das dritte Segment des isolierten Drahtes beinhalten, das Abdecken des dritten Segments des isolierten Drahtes das Abdecken des dritten Abschnitts der Haftschicht umfasst, und das Freilegen des dritten Segments des isolierten Drahtes das Freilegen des dritten Abschnitts der Haftschicht beinhaltet, das Verfahren ferner das Entfernen des dritten Abschnitts der Haftschicht bei Erhaltung der Kontinuität des elektrisch leitenden Kerns des ersten Segments, des zweiten Segments und des dritten Segments des isolierten Drahtes umfasst.
Verfahren nach Anspruch 34, wobei das Abdecken des dritten Abschnitts der Haftschicht das Aufbringen eines Verdeckungsstrangs auf dem dritten Abschnitt der Haftschicht vor dem Aufbringen der elektrisch leitenden Abschirmungsschicht auf die Haftschicht umfasst, und das Freilegen des dritten Abschnitts der Haftschicht das Entfernen des Verdeckungsstrangs vom dritten Abschnitt der Haftschicht nach dem Aufbringen der elektrisch leitenden Abschirmungsschicht und vor dem Entfernen des dritten Abschnitts der Haftschicht und der elektrisch isolierenden Schicht vom dritten Abschnitt des isolierten Drahtes umfasst.
Verfahren nach Anspruch 34, wobei das Entfernen des dritten Abschnitts der Haftschicht und der elektrisch isolierenden Schicht vom dritten Segment des isolierten Drahtes das Entfernen des dritten Abschnitts der Haftschicht mit einem chemischen Ätzverfahren und das Entfernen der elektrisch isolierenden Schicht vom dritten Segment des isolierten Drahtes das Laserschneiden der elektrisch isolierenden Schicht des dritten Segments des isolierten Drahtes umfasst.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei das Aufbringen der Haftschicht auf die elektrisch isolierende Schicht des isolierten Drahtes das Aufbringen eines dritten Abschnitts der Haftschicht auf das dritte Segment des isolierten Drahtes umfasst, und das Aufbringen der elektrisch leitenden Abschirmungsschicht auf die Haftschicht das Aufbringen eines dritten Abschnitts der elektrisch leitenden Abschirmungsschicht auf den dritten Abschnitt der Haftschicht umfasst.
Verfahren nach Anspruch 37, ferner umfassend Entfernen des dritten Abschnitts der elektrisch leitenden Abschirmungsschicht bei Erhaltung der Kontinuität des elektrisch leitenden Kerns des ersten Segments, des zweiten Segments und des dritten Segments des isolierten Drahtes, wobei das Entfernen nach dem Entfernen des dritten Abschnitts der elektrisch leitenden Abschirmungsschicht erfolgt, und Entfernen des dritten Abschnitts der Haftschicht bei Erhaltung der Kontinuität des elektrisch leitenden Kerns des ersten Segments, des zweiten Segments und des dritten Segments des isolierten Drahtes, wobei das Entfernen nach dem Entfernen des dritten Abschnitts der elektrisch leitenden Abschirmungsschicht erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 38, wobei die elektrisch leitende Abschirmungsschicht aus einem leitenden, thermisch entfernbaren Material gebildet ist und das Entfernen des dritten Abschnitts der elektrisch leitenden Abschirmungsschicht das Anwenden von Wärmeenergie auf den dritten Abschnitt der elektrisch leitenden Abschirmungsschicht beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 39, wobei das leitende thermisch entfernbare Material ein Lötmaterial beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei das Aufbringen der elektrisch leitenden Abschirmungsschicht auf der Haftschicht das Durchführen eines Galvanikprozesses beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 41 wobei der leitende Abschirmungswerkstoff aus einem oder mehreren unter Kupfermaterial, Goldmaterial, Silbermaterial, Zinnmaterial, Nickelmaterial oder einer Legierung von einem oder mehreren eines Kupfermaterials, Goldmaterials, Silbermaterials, Zinnmaterials oder Nickelmaterials gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei das Aufbringen der elektrisch leitenden Abschirmungsschicht auf der Haftschicht ein Durchführen eines stromlosen Galvanikprozesses beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 43, wobei der leitende Abschirmungswerkstoff aus einem oder mehreren unter Kupfermaterial, Goldmaterial, Silbermaterial, Zinnmaterial, Nickelmaterial oder einer Legierung von einem oder mehreren eines Kupfermaterials, Goldmaterials, Silbermaterials, Zinnmaterials oder Nickelmaterials gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei das Aufbringen der elektrisch leitenden Abschirmungsschicht auf der Haftmittelschicht das Ziehen des isolierten Drahts durch eine Suspension von Metallpartikeln in einem Polymermaterial einschließt.
Verfahren nach Anspruch 45, wobei die Metallpartikel eine oder mehrere Metallflocke(n), metallische Nanopartikel und metallische Mikropartikel beinhalten.
Verfahren nach Anspruch 45, wobei die Metallpartikel aus einem oder mehreren Werkstoffen unter Kupfermaterial, Goldmaterial, Silbermaterial, Zinnmaterial, Nickelmaterial oder einer Legierung von einem oder mehreren eines Kupfermaterials, Goldmaterials, Silbermaterials, Zinnmaterials oder Nickelmaterials gebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 31, ferner umfassend das Zuführen des isolierten Drahtes von einer Spulvorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 31, ferner umfassend das Durchtrennen des leitenden Kerns des dritten Segments des isolierten Drahtes nach dem Entfernen des dritten Abschnitts der Haftschicht und der elektrisch isolierenden Schicht vom dritten Segment des isolierten Drahtes.
Verfahren nach Anspruch 31, ferner umfassend das Durchtrennen des leitenden Kerns des dritten Segments des isolierten Drahtes nach dem Entfernen des dritten Abschnitts der Haftschicht und vor dem Entfernen der elektrisch isolierenden Schicht vom dritten Segment des isolierten Drahtes.
Verfahren nach Anspruch 31, ferner umfassend das Ausbilden des isolierten Drahtes einschließlich Aufbringen der isolierenden Schicht auf den elektrisch leitenden Kern unter Verwendung eines Aufdampfprozesses.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei das Entfernen der elektrisch isolierenden Schicht vom dritten Segment des isolierten Drahtes das Laserschneiden der elektrisch isolierenden Schicht des dritten Segments des isolierten Drahtes umfasst.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei die Haftschicht aus einem elektrisch leitenden metallischen Material gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 31, wobei die Haftschicht aus einem organischen Haftvermittler gebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines Miniatur-Koaxialkabels, das Folgendes umfasst: Aufbringen einer Abdeckschicht auf ein Substrat nach einem Abdeckmuster, wodurch ein erster Abschnitt des Substrats von der Abdeckschicht abgedeckt wird und ein zweiter Abschnitt des Substrats von der Abdeckschicht freigelegt wird; Entfernen von Material vom zweiten Abschnitt des Substrats, um eine erste Vertiefung im zweiten Abschnitt des Substrats auszubilden; Entfernen der Abdeckschicht vom Substrat nach dem Entfernen des Materials vom zweiten Abschnitt des Substrats; Ausbilden des Miniatur-Koaxialkabels in der ersten Vertiefung im zweiten Abschnitt des Substrats nach dem Entfernen der Abdeckschicht, wobei das Ausbilden Folgendes beinhaltet: Aufbringen einer ersten leitenden Abschirmungsschicht in der ersten Vertiefung, so dass die erste Vertiefung mit der ersten leitenden Abschirmungsschicht ausgekleidet ist, wobei die erste leitende Abschirmungsschicht eine zweite Vertiefung in der ersten Vertiefung bildet; Aufbringen einer ersten elektrisch isolierenden Schicht in der zweiten Vertiefung, so dass die zweite Vertiefung mit der ersten elektrisch isolierenden Schicht ausgekleidet ist, wobei zuerst elektrisch die isolierende Schicht eine dritte Vertiefung in der zweiten Vertiefung bildet; Aufbringen eines elektrisch leitenden Kerns in der dritten Vertiefung; Aufbringen einer zweiten elektrisch isolierenden Schicht auf den elektrisch leitenden Kern, wobei die erste elektrisch isolierende Schicht und die zweite elektrisch isolierende Schicht den elektrisch leitenden Kern umschließen; Aufbringen einer zweiten elektrisch leitenden Abschirmungsschicht auf die zweite elektrisch isolierende Schicht, wobei die erste elektrisch leitende Abschirmungsschicht und die zweite elektrisch leitende Abschirmungsschicht die erste elektrisch isolierende Schicht und die zweite elektrisch isolierende Schicht umschließen; und Ablösen des Miniatur-Koaxialkabels vom Substrat einschließlich des Ablösens der ersten elektrisch leitenden Abschirmungsschicht von der ersten Vertiefung im Substrat.
Verfahren nach Anspruch 55, wobei das Aufbringen der Abdeckschicht das Aufbringen einer Polysiliziumschicht auf das Substrat beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 55, wobei das Substrat einen Quarzglas-Wafer umfasst.
Verfahren nach Anspruch 55, wobei das Entfernen von Material vom zweiten Abschnitt des Substrats chemisches Ätzen des zweiten Abschnitts des Substrats umfasst.
Verfahren nach Anspruch 58, wobei das chemische Ätzen des zweiten Abschnitts des Substrats Fluorwasserstoffsäure-Ätzen des zweiten Abschnitts des Substrats umfasst.
Verfahren nach Anspruch 55, wobei das Aufbringen der ersten elektrisch leitenden Abschirmungsschicht in der ersten Vertiefung das Aufbringen einer Saatschicht in der ersten Vertiefung und dann das Aufbringen der ersten elektrisch leitenden Abschirmungsschicht beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 55, wobei die erste elektrisch leitende Abschirmungsschicht aus einem Kupfermaterial gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 55, wobei das Aufbringen der ersten elektrisch leitenden Abschirmungsschicht einen unter einem Galvanikprozess oder einem stromlosen Galvanikprozess der ersten elektrisch leitenden Abschirmungsschicht einschließt.
Verfahren nach Anspruch 55, wobei das Aufbringen der ersten elektrisch isolierenden Schicht das Aufbringen einer ersten Polyimidschicht einschließt.
Verfahren nach Anspruch 63, wobei das Aufbringen der ersten Polyimidschicht und der zweiten Polyimidschicht das Sprühen der Polyimidschichten umfasst.
Verfahren nach Anspruch 55, wobei das Aufbringen des elektrisch leitenden Kerns in der dritten Vertiefung das Aufbringen einer Saatschicht in der dritten Vertiefung und dann das Aufbringen des elektrisch leitenden Kerns beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 55, wobei das Aufbringen des elektrisch leitenden Kerns in der dritten Vertiefung einen unter Galvanikprozess oder einem stromlosen Galvanikprozess des elektrisch leitenden Kerns einschließt.
Verfahren nach Anspruch 55, wobei das Aufbringen der zweiten elektrisch leitenden Abschirmungsschicht auf die zweite elektrisch isolierende Schicht das Aufbringen einer Saatschicht auf die zweite elektrisch isolierende Schicht und dann das Aufbringen der zweiten elektrisch leitenden Abschirmungsschicht beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 55, wobei die zweite elektrisch leitende Abschirmungsschicht aus einem Kupfermaterial gebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 55, wobei das Ablösen des Miniatur-Koaxialkabels vom Substrat die Durchführung eines Glasätzprozesses beinhaltet.
Vorrichtung zum Entfernen einer oder mehrerer Schichten von einem Draht, wobei der Draht einen inneren Kern umfasst, der sich entlang einer ersten Achse erstreckt, und eine erste Schicht, die sich entlang der ersten Achse erstreckt und den inneren Kern umgibt, wobei die Vorrichtung Folgendes umfasst: einen Zuführmechanismus, der so konfiguriert ist, dass er den Draht in eine Richtung entlang der ersten Achse bewegt und den Draht um die erste Achse dreht; und ein erstes rotierendes Messer, das so konfiguriert ist, dass es den Draht bis zu einer ersten vorbestimmten Tiefe schneidet, wenn der Draht um die erste Achse dreht; wobei der Zuführmechanismus so konfiguriert ist, dass er den Draht entlang der ersten Achse in eine Schneidposition bewegt, in der das erste rotierende Messer in den Draht eingreift und in den Draht bis zur ersten vorbestimmten Tiefe schneidet, während der Draht um die erste Achse dreht.
Verfahren nach Anspruch 70, wobei der Zuführmechanismus Folgendes umfasst: eine erste Zuführstange, die sich entlang einer zweiten Achse erstreckt, die im Wesentlichen quer zur ersten Achse verläuft; eine zweite Zuführstange, die sich entlang einer dritten Achse erstreckt, die von der zweiten Achse beabstandet ist und sich im Wesentlichen quer zur ersten Achse erstreckt; wobei die erste Zuführstange so konfiguriert ist, dass sie gegen den Uhrzeigersinn um die zweite Achse dreht, und die zweite Zuführstange so konfiguriert ist, dass sie im Uhrzeigersinn um die dritte Achse dreht, um den Draht in der Richtung entlang der ersten Achse zu bewegen.
Verfahren nach Anspruch 71, wobei die erste Zuführstange so konfiguriert ist, dass sie sich in einer ersten Richtung entlang der zweiten Achse bewegt, und die zweite Zuführstange so konfiguriert ist, dass sie sich in einer zweiten Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung entlang der dritten Achse bewegt, um den Draht um die erste Achse zu drehen.
Verfahren nach Anspruch 70, wobei die erste vorbestimmte Tiefe im Wesentlichen gleich einer Dicke der ersten Schicht ist.
Verfahren nach Anspruch 70, wobei sich das erste rotierende Messer ab einer zylindrischen Trommel mit einer Länge gleich der ersten vorbestimmten Tiefe erstreckt, wobei die zylindrische Trommel einen Tiefenanschlag bereitstellt.
Verfahren nach Anspruch 74, wobei das erste rotierende Messer, das zweite rotierende Messer und das dritte rotierende Messer als Drähte gestaltet sein können, die an der zylindrischen Trommel befestigt sind.
Verfahren nach Anspruch 70, wobei der Draht eine zweite Schicht aufweist, die sich entlang der ersten Achse erstreckt und die erste Schicht und den inneren Kern umgibt, das Gerät ferner ein zweites rotierendes Messer umfasst, das so konfiguriert ist, dass es in den Draht bis zu einer zweiten vorbestimmten Tiefe schneidet, wenn sich der Draht um die erste Achse dreht.
Verfahren nach Anspruch 76, wobei die erste vorbestimmte Tiefe im Wesentlichen gleich einer Dicke der ersten Schicht ist, und die zweite vorbestimmte Tiefe im Wesentlichen gleich der Summe einer Dicke der ersten Schicht und der Dicke der zweiten Schicht ist.
Verfahren nach Anspruch 76, wobei sich das erste rotierende Messer ab einer zylindrischen Trommel mit einer Länge gleich der ersten vorbestimmten Tiefe erstreckt, das zweite rotierende Messer sich ab der zylindrischen Trommel mit einer Länge gleich der zweiten vorbestimmten Tiefe erstreckt, und die zylindrische Trommel einen Tiefenanschlag bereitstellt.
Verfahren nach Anspruch 78, wobei das erste rotierende Messer und das zweite rotierende Messer als an der zylindrischen Trommel befestigte Drähte ausgebildet sind.
Verfahren nach Anspruch 76, wobei der Draht eine dritte Schicht umfasst, die sich entlang der ersten Achse erstreckt und die zweite Schicht, die erste Schicht und den inneren Kern umgibt, und das Gerät ferner ein drittes rotierendes Messer umfasst, das so konfiguriert ist, dass es in den Draht bis zu einer dritten vorbestimmten Tiefe schneidet, wenn sich der Draht um die erste Achse dreht.
Verfahren nach Anspruch 80, wobei die erste vorbestimmte Tiefe im Wesentlichen gleich einer Dicke der ersten Schicht ist, die zweite vorbestimmte Tiefe im Wesentlichen gleich der Summe der Dicke der ersten Schicht und der Dicke der zweiten Schicht ist, und die dritte vorgegebene Tiefe im Wesentlichen gleich der Summe der Dicke der ersten Schicht, der Dicke der zweiten Schicht und der Dicke der dritten Schicht ist.
Verfahren nach Anspruch 80, wobei sich das erste rotierende Messer ab einer zylindrischen Trommel mit einer Länge gleich der ersten vorbestimmten Tiefe erstreckt, das zweite rotierende Messer sich ab der zylindrischen Trommel mit einer Länge gleich der zweiten vorbestimmten Tiefe erstreckt, das dritte rotierende Messer sich ab der zylindrischen Trommel mit einer Länge gleich der dritten vorbestimmten Tiefe erstreckt, wobei die zylindrische Trommel einen Tiefenanschlag bereitstellt.
Verfahren nach Anspruch 82, wobei das erste rotierende Messer, das zweite rotierende Messer und das dritte rotierende Messer als Drähte ausgebildet sind, die an der zylindrischen Trommel befestigt sind.
Verfahren nach Anspruch 70, wobei der Zuführmechanismus so konfiguriert ist, dass er den Draht um mindestens 360 Grad um die erste Achse dreht.