DE19705198A1

DE19705198A1 - Substrate with network of conductive paths

Info

Publication number: DE19705198A1
Application number: DE1997105198
Authority: DE
Inventors: Michael Dr Polus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-02-12
Filing date: 1997-02-12
Publication date: 1998-08-20

Abstract

The substrate contains a surface and an interior which is originally electrically non-conductive, but can be rendered conductive by application of high energy irradiation. Two mutually transverse conductive paths form a two-dimensional crosslinked conductive path structure. The conductive paths are formed by the high energy irradiation. Inside the substrate body, two two-dimensionally crosslinked conductive path structures are set to form a three-dimensional, crosslinked conductive path structure (3,5) by irradiation forming the inner conductive paths (3,4).

Description

Die Erfindung betrifft ein Substrat mit Leiterbahnvernetzung, das eine Oberfläche und ein Körperinneres aufweist, das an sich elektrisch unleitend und unter Einsatz von Hochenergiebestrahlung elektrisch leitend machbar ist, bei dem zwei zu einander quere Leiterbahnen eine 2-dimensional vernetzte Leiterbahnstruktur bil den und bei dem die Bahnerzeugung durch die Hochenergiebestrahlung erfolgt ist.The invention relates to a substrate with interconnect interconnection, which has a surface and has a body interior that is electrically non-conductive and in use of high-energy radiation is electrically conductive, in which two to interconnects that cross each other form a 2-dimensional networked interconnect structure and where the orbit generation was done by high energy radiation.

Das Substrat ist ein Trägerkörper bzw. eine feste Masse. Die Leiterbahn ist elek trisch leitend. Die Vernetzung ist gegeben durch eine Mehrzahl von Treffstellen von quer zueinander verlaufenden Leiterbahnen. Die Einheit bzw. Gesamtheit von Substrat und Leiterbahnvernetzung wird hier als elektrisches Netzwerk oder Schaltkreismodul bezeichnet.The substrate is a carrier body or a solid mass. The conductor track is electrical trisch leading. Networking is provided by a number of meeting points of interconnects running transversely to one another. The unit or entirety of Substrate and interconnect interconnection is called an electrical network or Circuit module called.

Bei einem bekannten (EP-OS 0 288 807) mit Leiterbahnvernetzung versehenen Sub strat ist eine Schicht vorgesehen, die ihrerseits wieder auf einem Trägermaterial aufgebracht ist und die von einem Polymer gebildet ist, das dort, wo es mit Strah lung hoher Energiedichte, vorzugsweise Laserstrahlung beaufschlagt wird, von ei nem elektrisch nicht leitenden Zustand in einen elektrisch gut leitenden Zustand wechselt. Bei dem bekannten Substrat sind die Leiterbahnen nur an der Oberfläche vorgesehen, wobei sie ihrem Querschnitt nach mehr oder weniger tief sind. Die an der Oberfläche des Substrats befindlichen Leiterbahnen werden nach außen hin mit einer isolierenden Deckschicht überzogen. Es ist nur eine 2-dimensional vernetzte Leiterbahnstruktur an der Oberfläche vorgesehen, wobei nur die Oberfläche bahn erzeugend hochenergiebestrahlt ist.In a known (EP-OS 0 288 807) provided with interconnect sub Strat a layer is provided, which in turn on a substrate is applied and which is formed by a polymer that where it with Strah high energy density, preferably laser radiation is applied by egg nem electrically non-conductive state in an electrically good conductive state changes. In the known substrate, the conductor tracks are only on the surface provided, their cross-section being more or less deep. The on The conductor tracks located on the surface of the substrate are drawn outwards covered with an insulating cover layer. It is only a 2-dimensional network Conductor structure provided on the surface, only the surface generating high-energy radiation.

Bei der bekannten oberflächlichen nur 2-dimensionalen Leiterbahnvernetzung sind die Vernetzungsmöglichkeiten beschränkt. Wenn man z. B. eine Leiterbahnvernet zung entlang einem Liniengitter von zwei zueinander rechtwinkeligen Gruppen von zueinander parallelen Linien herstellt, dann sind die Vernetzungsmöglichkei ten zum einen durch die zur Verfügung stehende Fläche begrenzt und zum anderen dadurch begrenzt, daß quer zu einem Bahnabschnitt, der frei von Treffstellen blei ben soll, Leiterbahn nicht verlaufen kann.In the known superficial only 2-dimensional interconnect are limited networking opportunities. If you e.g. B. networked a conductor track tongue along a line grid of two mutually perpendicular groups of parallel lines, then the networking options on the one hand limited by the available space and on the other hand limited by the fact that transverse to a track section that is free of meeting points ben, conductor track can not run.

Es ist durch die Praxis bekannt, Leiterplatten mit gedruckten Schaltungen aufeinan derzuschichten und die Leiterbahnstruktur der einen Leiterplatte an mehreren Stel len mit der Leiterbahnstruktur der benachbarten Leiterplatte durch Verlegen von Leiterdrähten zu verbinden, die durch Leiterplatte hindurchtreten. Hierdurch sind zwei 2-dimensional vernetzte Leiterbahnstrukturen zu einer 3-dimensional vernetz ten Leiterbahnstruktur vernetzt. Diese mechanische Verbindung von 2-dimensiona len Leiterbahnstrukturen einer plattenmäßigen Schichtung ist in der Herstellung aufwendig und läßt die an sich gewünscht Miniaturisierung von elektrischen Netz werken bzw. Schaltkreismodulen nicht zu.It is known from practice to stack circuit boards with printed circuits derschichten and the circuit structure of a circuit board at several points len with the conductor structure of the adjacent circuit board by laying Connect conductor wires that pass through the circuit board. This is two 2-dimensional networked conductor structures to a 3-dimensional network interconnected structure. This mechanical connection of 2-dimensiona Len conductor structures of a plate-like layering is in the production complex and leaves the desired miniaturization of the electrical network work or circuit modules.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein mit Leiterbahnvernetzung versehenes Substrat der eingangs genannten Art zu schaffen, das die Zahl der Vernetzungsmög lichkeiten vergrößert, d. h. bei dem mehr Möglichkeiten zur Vernetzung bzw. zum Vorsehen von Treffstellen zur Verfügung gestellt sind. Das erfindungsgemäße, mit Leiterbahnvernetzung versehene Substrat ist, diese Aufgabe lösend, dadurch ge kennzeichnet, daß im Körperinneren zwei je 2-dimensional vernetzte Leiterbahn strukturen zu einer 3-dimensional vernetzten Leiterbahnstruktur vernetzt sind, wo bei das Körperinnere die Bahnen der 3-dimensionalen Bahnvernetzung erzeugend hochenergiebestrahlt ist.It is therefore an object of the invention to provide a conductor path network To create substrate of the type mentioned that the number of networking poss opportunities increased, d. H. where more opportunities for networking or Provision of meeting points are provided. The invention, with Conductor interconnection provided substrate is solving this problem, thereby ge indicates that two 2-dimensionally networked interconnects are located inside the body structures to a 3-dimensional networked interconnect structure where creating the paths of the 3-dimensional path network in the interior of the body is high energy irradiated.

Bei dem erfindungsgemäß mit Leiterbahnvernetzung versehenen Substrat läßt sich eine ganz erheblich vergrößerte Anzahl von verschiedenen Vernetzungen verwirk lichen, weil die Leiterbahnen und die Treffstellen in das Substrat hineinverlegt und in dem vom Substrat besetzten Raum verteilt sind. Mit 3-dimensionaler Vernetzung ist nicht allein gemeint, daß Leiterbahnen in drei räumlichen Dimensionen verlau fen und Treffstellen in einem 3-achsigen Koordinatensystem verteilt sind, sondern auch, daß im Körperinneren des Substrats ein höherer Grad der Vernetzung gege ben ist. Die 3-dimensionale Vernetzung ist vereinfacht erreicht und wird verein facht unter Miniaturisierung verwirklicht, da auch die dritte Dimension der Ver netzung mit Hilfe der Hochenergiebestrahlung erzeugt wird. Jede Leiterbahn ist im Inneren des Substrats durch dessen elektrisch nicht leitenden Bereiche nach außen hin isoliert.With the substrate provided with conductor crosslinking according to the invention, realized a significantly increased number of different networks lichen because the conductor tracks and the meeting points are laid in the substrate and are distributed in the space occupied by the substrate. With 3-dimensional networking is not only meant that conductor tracks in three spatial dimensions fen and meeting places are distributed in a 3-axis coordinate system, but also that there is a higher degree of cross-linking inside the substrate ben is. The 3-dimensional networking is achieved in a simplified way and is united with miniaturization, since the third dimension of ver network is generated with the help of high-energy radiation. Each conductor track is in the Inside of the substrate through its electrically non-conductive areas to the outside isolated.

Die Leiterbahnen sind z. B. drahtähnlich bzw. langgestreckt oder auch flächig aus gebildet. Die sich treffenden Leiterbahnen stehen z. B. unter 90° oder einem ande ren Winkel zueinander. Die eine 2-dimensional vernetzte Leiterbahnstruktur ver läuft im Körperinneren z. B. entlang einer Kugelschalenfläche, so daß Treffstellen zwar in drei Koordinatenrichtungen des Raums verteilt sind, aber keine 3-dimen sionale Vernetzung bilden. Es ist möglich, ein erfindungsgemäß gestaltetes Substrat zusätzlich an der Oberfläche mit einer 2-dimensional vernetzten Leiterbahnstruk tur zu versehen. The conductor tracks are e.g. B. wire-like or elongated or flat educated. The meeting conductor tracks are z. B. at 90 ° or another ren angle to each other. The ver a 2-dimensional networked conductor structure runs inside the body e.g. B. along a spherical shell surface, so that hangouts are distributed in three coordinate directions of the room, but not three-dimensional form regional networks. It is possible to use a substrate designed according to the invention additionally on the surface with a 2-dimensionally networked conductor track structure to provide.

Bei der Herstellung des erfindungsgemäßen, mit Leiterbahnvernetzung versehenen Substrats werden nicht Scharen von Bahnen beliebig erzeugt, sondern wird jede Bahn gesteuert, z. B. mittels Computer gesteuert genau positioniert, so daß eine ganz bestimmte bzw. vorgegebene innerkörperliche, 3-dimensional vernetzte Bahn struktur entsteht. Das Material des Substrats und die Art der Hochenergiestrahlung sind in der Regel so gewählt und aufeinander abgestimmt, daß die Strahlung das Material selbst von einem nicht leitenden Zustand in einen leitenden Zustand um wandelt. Es ist aber auch machbar, daß die 3-dimensional vernetzten Bahnen im Körperinneren mittels der Hochenergiebestrahlung als Kanäle bzw. Höhlungen geschaffen werden und daß die Wandungen dieser Kanäle bzw. Höhlungen nach träglich mit einer elektrisch leitenden Schicht versehen werden.In the manufacture of the conductor crosslinking according to the invention Substrates are not created in any way, but each will be Path controlled, e.g. B. precisely controlled by computer so that a very specific or predetermined internal, 3-dimensional networked path structure arises. The material of the substrate and the type of high energy radiation are usually chosen and matched so that the radiation Material itself from a non-conductive state to a conductive state changes. However, it is also feasible for the 3-dimensionally networked webs in the Inside the body by means of high-energy radiation as channels or hollows be created and that the walls of these channels or cavities after be provided with an electrically conductive layer.

Es gibt z. B. ein Material des Substrats und eine Art der Hochenergiebestrahlung, bei denen die Energiedichte und damit die Strahlungswirksamkeit des Hochenergie strahls mit länger werdendem Weg im Substrat abnimmt. In diesem Fall kann man die Dinge so einrichten, daß die Umwandlung des Materials in den leitenden Zustand stets dann im gleichen Ausmaß eintritt, wenn ein Energiedichtemindest wert gegeben ist, und sich im Ausmaß nicht erhöht, wenn die wirksame Energie dichte größer ist als der Energiedichtemindestwert.There are e.g. B. a material of the substrate and a type of high-energy radiation, where the energy density and thus the radiation effectiveness of high energy beam decreases with a longer path in the substrate. In this case you can arrange things so that the conversion of the material into the conductive Condition always occurs to the same extent when there is at least an energy density is given, and does not increase in extent when the effective energy density is greater than the minimum energy density value.

Das mit Leiterbahnvernetzung versehene Substrat der eingangs genannten Art fällt in ein Techniksachgebiet, das auch durch folgende Vorveröffentlichungen doku mentiert wird: DE-OS 02 30 128; DE-OS 05 39 205; DE-OS 06 78 923, DE-OS 04 45 040; und DE-OS 05 46 824. Zum Verständnis der Erfindung wird auch auf diese Vorveröffentlichungen verwiesen.The substrate of the above-mentioned type provided with conductor crosslinking falls in a technical subject area, which is also documented by the following prior publications is mented: DE-OS 02 30 128; DE-OS 05 39 205; DE-OS 06 78 923, DE-OS 04 45 040; and DE-OS 05 46 824. To understand the invention is also on this Previous publications referenced.

In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und zeigtEmbodiments of the invention are shown and shown in the drawing

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Substrats mit Leiterbahnvernet zung, Fig. 1 is a perspective view of a first substrate to wetting Leiterbahnvernet,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Substrats mit Leiterbahnvernet zung und Fig. 2 is a perspective view of a second substrate with circuit interconnection and

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Teils eines dritten Substrats mit Leiter bahnvernetzung. Fig. 3 is a perspective view of part of a third substrate with conductor network.

Bei den beiden Ausführungsformen gemäß Fig. 1 und 2 der Zeichnung hat ein Sub strat 1 quaderförmige Außenabmessungen und somit eine Oberfläche 2, die aus sechs rechteckigen planebenen Flächen zusammengesetzt ist. Gemäß Fig. 1 sind Lei terbahnen 3 vorgesehen, die drahtähnlich langgestreckt sind; gemäß Fig. 2 sind Lei terbahnen 4 vorgesehen, die flächig ausladend gestaltet sind. Gemäß Fig. 1 bilden je zwei Leiterbahnen 3 eine Treffstelle 5, die fleckenhaft eng begrenzt ist; gemäß Fig. 2 bilden je zwei Leiterbahnen 4 eine Treffstelle 6, die linienhaft länglich ist. Jede Leiterbahn 3, 4 mündet mit einer Endstelle 7 an der Oberfläche 2. Die vier Treff stellen 5 in Fig. 1 und die drei Treffstellen 6 in Fig. 2 bilden jeweils eine inner körperliche 3-dimensionale Vernetzung der Leiterbahnen. An den Treffstellen 5, 6 stößt entweder eine Leiterbahn auf eine andere und endet dort, oder es kreuzen sich zwei Leiterbahnen.In the two embodiments according to FIGS. 1 and 2 of the drawing, a sub strate 1 has rectangular outer dimensions and thus a surface 2 , which is composed of six rectangular planar surfaces. Referring to FIG. 1 are Lei terbahnen 3 are provided, which are elongated wire-like; of FIG. 2 are Lei terbahnen 4 are provided which are designed extensively spreading. According to FIG. 1, two conductor tracks 3 form a meeting point 5 which is narrowly delimited; of FIG. 2 in each case two conductor tracks 4 form a fail point 6, which is by way of line oblong. Each conductor track 3 , 4 opens with an end point 7 on the surface 2 . The four meeting points 5 in FIG. 1 and the three meeting points 6 in FIG. 2 each form an internal physical 3-dimensional network of the conductor tracks. At the meeting points 5 , 6 , either one conductor path meets another and ends there, or two conductor paths cross.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 sind in das Substrat 1 bzw. die Grundmasse elektronische Bauteile 8 eingebracht, die ein ohmscher Widerstand R, ein Konden sator C oder ein Transistor T sind. Die Bauteile 8 sitzen an den Treffstellen 5 der Leiterbahnen. Fig. 3 verdeutlicht schematisch ein elektrisches Netzwerk bzw. einen Schaltkreismodul, das bzw. der an Treffstellen von Leiterbahnen mit elektroni schen Bauteilen 8 bestückt ist.In the embodiment according to FIG. 1, electronic components 8 are introduced into the substrate 1 or the base, which are an ohmic resistor R, a capacitor C or a transistor T. The components 8 are located at the meeting points 5 of the conductor tracks. Fig. 3 illustrates schematically an electrical network or a circuit module, which is or at the meeting points of conductor tracks with electronic components 8's .

Claims

Substrate with interconnect,
that has a surface and a body inside,
which is inherently electrically non-conductive and can be made electrically conductive using high-energy radiation,
in which two interconnects which are transverse to one another form a 2-dimensionally networked interconnect structure, and
in which the path is generated by the high-energy radiation, characterized in that two 2-dimensionally networked conductor track structures are cross-linked to form a 3-dimensionally networked conductor track structure ( 3 , 5 ; 4 , 6 ) in the interior of the body, the interior of the path ( 3 ; 4 ) the 3-dimensional railway network is generating high-energy radiation.