DE60308764T2

DE60308764T2 - Hocheffiziente Einzeltor-Resonanzleitung

Info

Publication number: DE60308764T2
Application number: DE60308764T
Authority: DE
Inventors: William Dean Melbourne Killen; Randy T. Grant Pike
Original assignee: Harris Corp
Current assignee: Harris Corp
Priority date: 2002-06-27
Filing date: 2003-06-11
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2023-06-12
Also published as: AU2003204647A1; DE60308764D1; US20040000975A1; US6727785B2; EP1376739B1; JP2008029024A; EP1376739A1; JP2004048737A; ATE341841T1

Description

Hintergrund der Erfindung
Darlegung des technischen Gebiets
Die Anordnungen der Erfindung betreffen allgemein Verfahren und Vorrichtungen zur Schaffung einer höheren Flexibilität beim Entwurf von HF-Schaltungen und insbesondere zur Optimierung dielektrischer Leiterplattenmaterialien für verbesserte Leistung in Einzelanschluss-Resonanzleitungen.
Beschreibung der zugehörigen Technik
HF-Schaltungen, Übertragungsleitungen und Antennenelemente werden im Allgemeinen auf speziell entworfenen Substratplatten hergestellt. Für die Zwecke dieser Schaltungstypen ist es wichtig, die Impedanzkenndaten sorgfältig zu kontrollieren. Wenn die Impedanz verschiedener Teile der Schaltung nicht übereinstimmt, kann dies zu ineffizienter Leistungsübertragung, unnötiger Erwärmung von Komponenten und anderen Problemen führen. Die elektrische Länge von Übertragungsleitungen und Radiatoren in diesen Schaltungen kann auch ein entscheidender Entwurfsfaktor sein.
Zwei entscheidende Faktoren, die sich auf die Leistung eines Substratmaterials auswirken, sind die Dielektrizitätskonstante (manchmal als relative Dielektrizitätskonstante oder ε_r bezeichnet) und die Verlusttangente (manchmal auch als Verlustfaktor bezeichnet). Die relative Dielektrizitätskonstante bestimmt die Geschwindigkeit des Signals und deshalb die elektrische Länge von Übertragungsleitungen und anderen auf dem Substrat verwirklichten Komponenten. Die Verlusttangente bestimmt die Menge des Verlustes, der bei das Substratmaterial traversierenden Signalen auftritt. Verluste neigen dazu, mit steigender Frequenz zuzunehmen. Folglich werden verlustarme Materialien bei zunehmender Frequenz sogar noch wichtiger, insbesondere beim Entwerfen von Empfänger-Frontends und rauscharmen Verstärkerschaltungen.
Gedruckte Übertragungsleitungen, passive Schaltungen und abstrahlende Elemente, die in HF-Schaltungen verwendet werden, werden typischerweise auf eine von drei Arten gebildet. Bei einer als Mikrostreifen bekannten Konfiguration wird die Signalleitung auf einer Plattenoberfläche platziert und eine zweite leitende Schicht bereitgestellt, die allgemein als eine Massefläche bezeichnet wird. Ein zweiter Konfigurationstyp, der als "vergrabener" Mikrostreifen bekannt ist, ist ähnlich, außer dass die Signalleitung mit einem dielektrischen Substratmaterial bedeckt ist. Bei einer als Streifenleitung bekannten dritten Konfiguration ist die Signalleitung sandwichartig zwischen zwei elektrisch leitfähigen (Masse-)Flächen angeordnet. Im Allgemeinen ist die Kennimpedanz einer parallelen Plattenübertragungsleitung wie z. B. einer Streifenleitung oder eines Mikrostreifens gleich
wobei L_l die Induktivität pro Längeneinheit und C_l die Kapazität pro Längeneinheit ist. Die Werte von L_l und C_l werden im Allgemeinen durch die physikalische Geometrie und den Abstand der Leitungsstruktur sowie die Dielektrizitätskonstante des dielektrischen Materials bzw. der dielektrischen Materialien, die zur Trennung der Übertragungsleitungsstrukturen verwendet werden, bestimmt. Herkömmliche Substratmaterialien haben typischerweise eine relative Permeabilität 1.
Bei einem herkömmlichen HF-Entwurf wird ein Substratmaterial gewählt, das einen für den Entwurf geeigneten Wert der relativen Dielektrizitätskonstanten hat. Wenn das Substratmaterial gewählt worden ist, wird der Kennimpedanzwert der Leitung ausschließlich durch Steuern der Leitungsgeometrie und physikalischen Struktur eingestellt.
Hochfrequenz-(HF-)Schaltungen sind typischerweise in Hybridschaltungen verwirklicht, in denen eine Mehrzahl aktiver und passiver Schaltungskomponenten auf einer Oberfläche eines elektrisch isolierenden Plattensubstrats wie z. B. eines keramischen Substrats befestigt und miteinander verbunden sind. Die verschiedenen Komponenten sind im Allgemeinen durch gedruckte metallische Leiter aus Kupfer, Gold oder Tantal miteinander verbunden, die z. B. Übertragungsleitungen als Streifenleitungs- oder Mikrostreifen- oder Doppelleitungsstrukturen sind.
Die Dielektrizitätskonstante des gewählten Substratmaterials für eine Übertragungsleitung, ein passives HF-Bauteil oder ein abstrahlendes Element beeinflusst die physikalische Wellenlänge von HF-Energie bei einer gegebenen Frequenz für diese Leitungsstruktur. Ein beim Entwerfen von mikroelektronischen HF-Schaltungen auftretendes Problem ist die Auswahl eines dielektrischen Plattensubstratmaterials, das für alle verschiedenen auf der Platte zu bildenden passiven Komponenten, abstrahlenden Elemente und Übertragungsleitungsschaltungen optimiert ist. Insbesondere kann die Geometrie bestimmter Schaltungselemente auf Grund der für solche Elemente erforderlichen eindeutigen elektrischen Kenndaten oder Impedanzkenndaten physikalisch groß oder miniaturisiert sein. Zahlreiche Schaltungselemente oder abgestimmte Schaltungen müssen z. B. einer elektrischen Viertelwelle entsprechen. Analog können die für außergewöhnlich hohe oder niedrige Kennimpedanzwerte erforderliche Leitungsbreiten in vielen Fällen zur praktischen Implementierung für ein gege benes Substrat zu schmal bzw. zu breit sein. Da die physikalische Größe des Mikrostreifens oder der Streifenleitung in umgekehrter Beziehung zur relativen Dielektrizitätskonstante des dielektrischen Materials steht, können die Abmessungen einer Übertragungsleitung durch die Wahl des Substratplattenmaterials stark beeinflusst werden.
Eine optimale Wahl der Auslegung des Plattensubstratmaterials für einige Komponenten kann dennoch mit dem optimalen Plattensubstratmaterial für andere Komponenten wie z. B. Antennenelemente unvereinbar sein. Außerdem können einige Entwurfsziele für eine Schaltungskomponente miteinander unvereinbar sein. Es kann z. B. wünschenswert sein, die Größe eines Antennenelements zu verringern. Dies könnte durch Wählen eines Plattenmaterials mit einer relativ hohen Dielektrizitätskonstante erreicht werden. Die Verwendung eines Dielektrikums mit einer höheren relativen Dielektrizitätskonstante hat jedoch im Allgemeinen die unerwünschte Wirkung einer Verringerung der Abstrahlungseffizienz der Antenne. Folglich führen die Einschränkungen eines Leiterplattensubstrats mit ausgewählten relativen dielektrischen Eigenschaften oft zu Kompromissen beim Entwurf, die die elektrische Leistung und/oder physikalischen Kenndaten der Gesamtschaltung negativ beeinflussen können.
Ein inhärentes Problem beim vorstehenden Ansatz besteht darin, dass mindestens bezüglich des Substrats die einzige Steuervariable für Leitungsimpedanz die relative Dielektrizitätskonstante, ε_r, ist. Diese Einschränkung unterstreicht ein wichtiges Problem in Zusammenhang mit herkömmlichen Substratmaterialien, d. h. sie nutzen den anderen Faktor nicht, der die Kennimpedanz, nämlich L_l, die Induktivität pro Längeneinheit der Übertragungsleitung, bestimmt.
Noch ein anderes beim Entwerfen von HF-Schaltungen auftretendes Problem ist die Optimierung von Schaltungskomponenten zum Betrieb auf verschiedenen HF-Frequenzbändern. Für ein erstes HF-Frequenzband optimierte Leitungsimpedanzen und -längen können auf Grund von Impedanzschwankungen und/oder Schwankungen der elektrischen Länge eine geringere Leistung liefern, wenn sie für andere Bänder verwendet werden. Solche Einschränkungen können den effektiven Betriebsfrequenzbereich für ein gegebenes HF-System beschränken.
Herkömmliche Leiterplattensubstrate werden im Allgemeinen durch Prozesse wie z. B. Gießen oder Sprühbeschichten gebildet, was im Allgemeinen in einheitlichen physikalischen Substrateigenschaften einschließlich der Dielektrizitätskonstante resultiert. Folglich haben sich herkömmliche dielektrische Substratanordnungen für HF-Schaltungen als eine Einschränkung beim Entwerfen von hinsichtlich elektrischer und physikalischer Größeneigenschaften optimaler Schaltungen erwiesen.
Eine Referenz von möglichem Interesse auf dem Gebiet gedruckter Schaltungen ist die JP 05 211 402 mit dem Titel "Distributed Constant Type Circuit" von Furukawa Electric Co., Ltd., die eine auf einer dielektrischen Keramikplatte gebildete Filterschaltung beschreibt. Die Filterschaltung besteht aus verschiedenen Hauptleitungen und Stichleitungen, deren Enden offen sind und die zu den Leitungen hin gebildet sind. Eine zweite Keramikplatte ist vorgesehen, deren Dielektrizitätskonstante niedriger ist als die der dielektrischen Keramikplatte. Auf der Basis der zweiten Keramikplatte ist ein Transformator gebildet. Gemäß der Zusammenfassung des Dokuments ist die Leitungsbreite durch Verwendung eines dielektrischen Materials mit einer Dielektrizitätskonstante, die niedriger ist als die eines Filters für den Transformator, dick ausgelegt, ohne die Kennimpedanz des Transformators zu ändern.
Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß der Erfindung wird eine gedruckte Schaltung zum Verarbeiten von Hochfrequenzsignalen bereitgestellt, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert.
Bei einem Beispiel ist ein Ende der Einzelanschluss-Resonanzleitung elektrisch mit Masse verbunden. Bei einem anderen Beispiel ist die Einzelanschluss-Resonanzleitung bezüglich Masse elektrisch offen. In jedem Fall kann die zweite Zone der dielektrischen Schicht gegenüber der ersten Zone der dielektrischen Schicht anders modifiziert sein, um verschiedene Ergebnisse zu erzielen. Bei einer speziellen Implementierung ist die zweite Zone gegenüber der ersten Zone anders modifiziert, um eine Ausbreitungsgeschwindigkeit eines Signals auf der Einzelanschluss-Resonanzleitung zu verringern. Bei einer anderen Implementierung ist die zweite Zone gegenüber der ersten Zone anders modifiziert, um eine Resonanz auf der Einzelanschluss-Resonanzleitung einzustellen. Bei einer noch anderen Implementierung ist die zweite Zone gegenüber der ersten Zone anders modifiziert, um eine Amplitude zumindest einer Größe Spannungsmaximum und Spannungsminimum, gemessen auf der Einzelanschluss-Resonanzleitung, einzuregeln. Bei einer noch anderen Implementierung ist die zweite Zone gegenüber der ersten Zone anders modifiziert, um eine Impedanz, gemessen auf der Einzelanschluss-Resonanzleitung, einzuregeln. Bei einer anderen Implementierung ist die zweite Zone gegenüber der ersten Zone anders modifiziert, um eine Kapazität zwischen der Einzelanschluss-Resonanzleitung und einer anderen Struktur einzuregeln.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Draufsicht einer auf einem Substrat gebildeten Einzelanschluss-Resonanzleitung zur Verringerung der Größe der Resonanzleitung gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Querschnittansicht einer offenen Schaltungskonfiguration einer Einzelanschluss-Resonanzleitung von 1 entlang einer Linie A-A.
3 ist eine Querschnittansicht einer Kurzschlusskonfiguration einer Einzelanschluss-Resonanzleitung von 1 entlang einer Linie A-A.
4 ist eine Draufsicht einer alternativen Ausführungsform einer auf einem Substrat gebildeten Einzelanschluss-Resonanzleitung zur Verringerung der Größe der Resonanzleitung gemäß der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine Querschnittansicht einer offenen Schaltungskonfiguration einer Einzelanschluss-Resonanzleitung von 4 entlang der Linie B-B.
6 ist eine Querschnittansicht einer anderen alternativen Ausführungsform der Einzelanschluss-Resonanzleitung gemäß der vorliegenden Erfindung.
7 ist eine Querschnittansicht einer anderen Ausführungsform einer auf einem Substrat gebildeten Einzelanschluss-Resonanzleitung zur Verringerung der Größe der Resonanzleitung gemäß der vorliegenden Erfindung.
8 ist ein Flussdiagramm zur Verdeutlichung eines Prozesses zur Herstellung einer Resonanzleitung mit verringerter physikalischer Größe gemäß der vorliegenden Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Eine Resonanzleitung ist eine typischerweise in Hochfrequenz-(HF-)schaltungen verwendete Übertragungsleitung. Auf gedruckten Leiterplatten oder Substraten werden Einzelanschluss-Resonanzleitungen typischerweise verwirklicht, indem eine Leitung mit einem Einzelanschluss am Eingang, die am Abschluss entweder offen oder mit Masse kurzgeschlossen ist, erzeugt wird. Die elektrische Länge einer Einzelanschluss-Resonanzleitung beträgt gewöhnlich ein Vielfaches einer Viertel-Wellenlänge einer gewählten Frequenz. Die Eingangsimpedanz in eine Einzelanschluss-Resonanzleitung ist typischerweise mit Widerstand behaftet, wenn die Länge der Resonanzleitung ein gerades oder ungerades Vielfaches der Viertel-Wellenlänge der Betriebsfrequenz beträgt. Das heißt, der Eingang zur Einzelanschluss-Resonanzleitung befindet sich in einer Position von Spannungsmaxima oder -minima. Wenn der Eingang zur Einzelanschluss-Resonanzleitung in einer Position zwischen den Spannungsmaxima- und -minimapunkten liegt, kann die Eingangsimpedanz reaktive Komponenten aufweisen, was ein nützliches Merkmal sein kann.
Leiterplattenmaterialien mit niedriger Dielektrizitätskonstante werden gewöhnlich für HF-Schaltungsausführungen gewählt. Auf Polytetrafluorethylen (PTFE) basierende Verbundmaterialien wie z. B. RT/duroid^® 6002 (Dielektrizitätskonstante 2,94; Verlusttangente 0,009) und RT/duroid^® 5 880 (Dielektrizitätskonstante 2,2; Verlusttangente 0,0007) sind beide bei Rogers Microwave Products, Advanced Circuit Materials Division, 100 S. Roosevelt Ave, Chandler, AZ 85226 (USA), erhältlich. Diese beiden Materialien sind eine übliche Plattenmaterialwahl. Die obigen Plattenmaterialien bieten dielektrische, relativ niedrige Dielektrizitätskonstanten aufweisende Schichten mit damit verbundenen niedrigen Verlusttangenten.
Die Verwendung herkömmlicher Plattenmaterialien kann jedoch für die Miniaturisierung von Schaltungskomponenten sowie für einige Leistungsaspekte von Schaltungen, die von den Schichten mit höherer Dielektrizitätskonstante profitieren können, ungünstig sein. Ein typischer Kompromiss in einer Kommunikationsschaltung besteht zwischen der physikalischen Größe einer Resonanzleitung und der Betriebsfrequenz. Im Vergleich dazu bietet die vorliegende Erfindung dem Schaltungs-Designer ein zusätzliches Flexibilitätsniveau, indem sie die Verwendung einer dielektrischen Schichtzone mit hoher Dielektrizitätskonstante und mit zur Verringerung der Länge und Breite einer Resonanzleitung optimierten magnetischen Eigenschaften zum Betrieb bei einer speziellen Frequenz ermöglicht. Ferner bietet die vorliegende Erfindung dem Schaltungs-Designer auch Mittel zum Steuern des Qualitätsfaktors (Q) der Resonanzleitung. Diese zusätzliche Flexibilität ermöglicht verbesserte Leistung und Resonanzleitungsdichte sowie eine Leistung, die andernfalls bei Hochfrequenz-(HF-)schaltungen nicht möglich wäre. Wie hierin definiert, bedeutet Hochfrequenz jede Frequenz, die zur Fortpflanzung einer elektromagnetischen Welle verwendet werden kann.
Wie aus 1 ersichtlich ist, weist eine dielektrische Schicht 100 gemäß der bevorzugten Ausführungsform eine erste Zone 112 mit einem ersten Satz dielektrischer Eigenschaften und eine zweite Zone 114 mit einem zweiten Satz dielektrischer Eigenschaften auf. Die dielektrischen Eigenschaften können eine Dielektrizitätskonstante und eine Permeabilität beinhalten. Insbesondere kann sich der zweite Satz dielektrischer Eigenschaften vom ersten Satz dielektrischer Eigenschaften unterscheiden. Die zweite Zone 114 kann z. B. eine höhere Dielektrizitätskonstante und/oder Permeabilität als die der ersten Zone 112 aufweisen.
Eine Resonanzleitung 102 kann an der dielektrischen Schicht 100 angebracht sein. Die Resonanzleitung 102 kann so konfiguriert sein, dass sie einen mit einer Übertragungsleitung 104 verbindenden Eingangsanschluss 108 hat. Bei einer Ausführungsform kann die Länge der Resonanzleitung 102 ein Viertel der Wellenlänge eines durch die Übertragungsleitung 104 an die Resonanzleitung angelegten Signals betragen. Ferner kann die Resonanzleitung 102 breiter als die Übertragungsleitung 104 sein. Für den Durchschnittsfachmann versteht es sich jedoch, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist und die Resonanzleitung auch in abweichenden Formen konfiguriert sein kann. Bei einer Anordnung kann die Resonanzleitung z. B. eine sich erweiternde oder konische Breite oder eine kreisförmige Stichleitung haben. Es können noch andere Resonanzleitungsformen verwendet werden.
Die Resonanzleitung 102 und die zweite Zone 114 der dielektrischen Schicht können so konfiguriert sein, dass mindestens ein Abschnitt der Resonanzleitung 102 auf der zweiten Zone 114 positioniert ist wie dargestellt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann mindestens eine beträchtlich große Zone der Resonanzleitung 102 auf der zweiten Zone 114 positioniert sein.
Die Fortpflanzungsgeschwindigkeit eines sich auf der Resonanzleitung fortbewegenden Signals ist gleich
Erhöhen der Permeabilität und/oder der Dielektrizitätskonstanten in der zweiten Zone 114 verringert folglich die Fortpflanzungsgeschwindigkeit des Signals auf der Resonanzleitung 102 und daher die Wellenlänge des Signals. Daher kann die Viertelwellenlänge (oder ein Vielfaches von ihr) der Resonanzleitung 102 durch Erhöhen der Permeabilität und/oder Dielektrizitätskonstante verringert werden. Demgemäß kann die Fläche der dielektrischen Schicht 100, die die Resonanzleitung enthält, kleiner sein als die Fläche, die auf einer herkömmlichen Leiterplatte erforderlich wäre.
Die zweite Zone 114 kann ebenfalls eine Dielektrizitätskonstante haben, die so gewählt ist, dass eine bestimmte Kapazität für die Resonanzleitung 102 erreicht wird. Ferner kann die Permeabilität so gewählt werden, dass sie auch in einer bestimmten Induktivität für die Resonanzleitung 102 resultiert. Die Dielektrizitätskonstante und die Permeabilität können so gewählt werden, dass sie in einer gewünschten Z₀ führt die Resonanzleitung 102 resultieren.
Z₀ kann so gewählt werden, dass ein gewünschtes Q für bestimmte Resonanzen auf der Resonanzleitung 102 erreicht wird, die Resonanzantwort der Resonanzleitung 102 geformt wird und/oder Spannungsmaxima und -minima eingestellt werden. Ferner kann Z₀ so gewählt werden, dass höhere Resonanzmoden unterdrückt werden und/oder eine Fehlanpassung zwischen der Impedanz der Resonanzleitung 102 und der Impedanz von freiem Raum erzeugt wird. Diese Impedanzfehlanpassung kann zur Minimierung der HF-Abstrahlung von der Resonanzleitung 102 und Verringerung von elektromagnetischer Störung (EMS) beitragen.
Die Resonanzkenndaten der Resonanzleitung 102 können durch die ersten und zweiten Zonen 112 und 114 verteilt sein, während die in diesen Zonen gebildeten elektrischen Felder und magnetischen Felder Energie speichern und freisetzen. Die durch die Felder gespeicherte und freigesetzte Menge Energie kann durch Steuern der Dielektrizitätskonstanten und der Permeabilitäten, die verschiedenen Zonen in der dielektrischen Schicht zugeordnet sind, eingestellt werden. Eine höhere Dielektrizitätskonstante in einer bestimmten Zone resultiert z. B. in einer größeren Energie, die in den in dieser Zone gebildeten elektrischen Feldern gespeichert ist. Ebenso resultiert eine höhere Permeabilität in einer bestimmten Zone in einer größeren Energie, die in den in dieser Zone gebildeten magnetischen Feldern gespeichert ist.
Die 2 und 3 sind entlang einer Schnittlinie A-A dargestellte Schnittansichten zweier verschiedener Ausführungsformen der Resonanzleitung 102 und der dielektrischen Schicht 100 von 1. Bei beiden gezeigten Ausführungsformen ist eine Massefläche 116 unterhalb der Resonanzleitung 102 angeordnet. Die in 2 gezeigte Resonanzleitung ist eine Resonanzleitung mit offenem Stromkreis. Die Resonanzleitung von 3 ist mit einer Kurzschluss-Zuführung 300 kurzgeschlossen, die vorgesehen ist, um ein fernes Ende 110 der Resonanzleitung 102 mit der Massefläche 116 kurzzuschließen. Ein Schaltungs-Designer kann je nach Anwendung entweder eine offene oder kurzgeschlossene Resonanzleitung wählen, um die von der Resonanzleitung gewünschten Spannungs- und/oder Impedanzkenndaten zu liefern.
Die dielektrische Schicht 100 hat eine Dicke, die eine Resonanzleitungshöhe über Grund definiert. Die Dicke ist ungefähr gleich dem physikalischen Abstand von der Resonanzleitung 102 zur darunter liegenden Massefläche 116. Der Abstand kann eingestellt werden, um be stimmte dielektrische Geometrien zu erreichen, z. B. um die Kapazität zu erhöhen oder zu verringern, wenn ein bestimmtes dielektrisches Material verwendet wird.
In den 4 und 5 ist eine andere Anordnung für die Resonanzlinie 102 dargestellt, bei der die Resonanzlinie 102 innerhalb der zweiten Zonen 114 angeordnet und näher an der Massefläche 116 positioniert ist. Diese Konfiguration kann die Kapazität zwischen der Resonanzlinie 102 und der Massefläche 116 weiter erhöhen, während sie eine relativ niedrige Kapazität zwischen der Übertragungsleitung 104 und der Massefläche 116 aufrechterhält. Alternativ kann eine wie in 6 gezeigte Anordnung mit einem vergrabenen Mikrostreifen verwendet werden, wenn eine höhere Kapazität zwischen der Übertragungsleitung 104 und der Massefläche 116 gewünscht wird. Eine Streifenleitungs-Anordnung kann zu einem sogar noch höheren Kapazitätswert für die Übertragungsleitung 104 und Resonanzleitung 102 führen. Eine Kurzschluss-Zuführung (nicht gezeigten) kann in jeder dieser Konfigurationen ebenfalls vorgesehen sein.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung kann die Permeabilität der dielektrischen Schicht 100 gesteuert werden, um die Induktivität der Resonanzleitung 102 zu erhöhen. Bei einer anderen Ausführungsform (nicht dargestellt) kann die Resonanzleitung eine eigene individuelle Massefläche 116 oder Rückleiterbahn (wie z. B. bei einer Zweileitungsanordnung) haben, die so konfiguriert ist, dass Strom auf der Massefläche 116 oder Rückleiterbahn in eine Richtung fließt, die dem in der Resonanzleitung 102 fließenden Strom entgegengesetzt ist, was zur Aufhebung des mit der Resonanzleitung verbundenen magnetischen Flusses und Senkung ihrer Induktivität führt.
Bei einer alternativen Ausführungsform kann die zweite Zone 114 eine dritte Unterzone und eine vierte Unterzone aufweisen. Die dritte und vierte Unterzone können unterschiedliche dielektrische Eigenschaften haben. Die Dielektrizitätskonstante und/oder Permeabilität in der dritten Unterzone kann z. B. höher oder niedriger sein als die Dielektrizitätskonstante und/oder Permeabilität in der vierten Unterzone. Die jeweiligen Dielektrizitätskonstanten und/oder Permeabilitäten können verwendet werden, um die Impedanz- und Resonanzkenndaten der Resonanzleitung 102 zu steuern.
Es sei darauf hingewiesen, dass die Konfigurationen der Resonanzleitung 102 und Schaltungsschicht 100 nicht auf die gezeigten beispielhaften Figuren beschränkt sind. Die Resonanzleitung kann z. B. unterschiedliche Formen aufweisen und so positioniert sein, dass sie unterschiedliche Abstände zwischen der Resonanzleitung und der Massefläche oder Schaltungsschicht-Oberfläche hat. Bei einer Ausführungsform kann Z₀ unter Verwendung von mehreren dielektrischen und ferromagnetischen Mischungen oder Konzentrationen über die gesamte Länge der Resonanzleitung 102 oder einem Teil davon gesteuert werden, um Z₀ über verschiedene Zonen der Leitung zu variieren. Ferner können die dielektrischen und magnetischen Eigenschaften an ausgewählten Zonen der dielektrischen Schicht differentiell modifiziert werden, um die Leistung der Resonanzleitung zu optimieren. Bei einer noch anderen Anordnung können alle Zonen der dielektrischen Schicht modifiziert werden, indem dielektrische Eigenschaften und magnetische Eigenschaften in allen Zonen der dielektrischen Schicht differentiell modifiziert werden.
Der hierin verwendete Begriff "differenzielles Modifizieren" bezieht sich auf alle bei der dielektrischen Schicht 100 vorgenommenen Modifikationen einschließlich Hinzufügungen, die dazu führen, dass mindestens eine der dielektrischen und magnetischen Eigenschaften in einer Zone des Substrats im Vergleich zu einer anderen Zone anders ist. Die Modifikation kann z. B. eine selektive Modifikation sein, bei der bestimmte Zonen der dielektrischen Schicht modifiziert werden, um einen ersten Satz dielektrischer oder magnetischer Eigenschaften zu erzeugen, wohingegen andere Zonen der dielektrischen Schicht unmodifiziert belassen werden, wobei sie Eigenschaften aufweisen, die sich vom ersten aus der Modifikation resultierenden Satz Eigenschaften unterscheiden.
Gemäß einer Ausführungsform kann eine zusätzliche dielektrische Schicht zur dielektrischen Schicht 100 hinzugefügt werden. Im Stand der Technik bekannte Techniken wie z. B. verschiedene Sprühtechnologien, Rotationsbeschichtungs-Technologien, verschiedene Abscheidungstechnologien oder Sputtern können angewendet werden, um die zusätzliche Schicht aufzubringen. Wie aus 7 ersichtlich ist, kann eine erste zusätzliche Schicht 710 über der gesamten vorhandenen dielektrischen Schicht 100 und/oder einer zweiten zusätzlichen Schicht 720 in der ersten Zone 112 und/oder der zweiten Zone 114 selektiv hinzugefügt werden. Die zusätzlichen Schichten können die Dielektrizitätskonstante und/oder Permeabilität des Dielektrikums unterhalb der Resonanzleitung 102 ändern.
Vor allem die zweite zusätzliche Schicht 720 kann Partikel enthalten, um die Permeabilität in der ersten Zone 112 oder zweiten Zone 114 so zu ändern, dass sie größer oder kleiner als 1 ist. Diamagnetische oder ferromagnetische Partikel können z. B. zu den ersten und zweiten Zonen 112 und 114 hinzugefügt werden. Ferner kann die zweite zusätzliche Schicht 720 dielektrische Partikel enthalten, um auch die dielektrischen Eigenschaften zu ändern. Dielektrische Partikel können z. B. zu den ersten und zweiten Zonen 112 und 114 hinzugefügt werden.
Ein Verfahren zur Bereitstellung einer größen- und leistungsoptimierten Resonanzleitung wird z. B. anhand des nachstehenden Texts und des in 8 dargestellten Flussdiagramms beschrieben. In Schritt 810 wird ein dielektrisches Plattenmaterial zur Modifikation hergestellt. Wie vorher erwähnt, kann das Plattenmaterial kommerziell erhältliches handelsübliches Material oder aus einem Polymermaterial gebildetes kundenspezifisches Plattenmaterial oder eine Kombination davon sein. Der Herstellungsprozess kann vom Typ des gewählten Plattenmaterials abhängig gemacht werden.
In Schritt 820 werden eine oder mehrere Zonen der dielektrischen Schicht wie z. B. die erste Zone 112 oder die zweite Zone 114 differentiell modifiziert, so dass die Dielektrizitätskonstante oder die magnetischen Eigenschaften in der zweiten Zone 106 im Vergleich zur Dielektrizitätskonstante oder der Permeabilität der zweiten Zone 104 anders sind. Die differentielle Modifikation kann in mehreren unterschiedlichen Weisen erreicht werden, wie vorher beschrieben. Wie aus Schritt 830 ersichtlich ist, kann dann die Metallschicht mittels im Stand der Technik bekannter Leiterplattentechniken auf die Einzelanschluss-Resonanzleitung aufgebracht werden.
Dielektrische Substratplatten mit Metamaterialzonen, die lokal begrenzte und wählbare magnetische und dielektrische Eigenschaften haben, können auf die folgende Weise hergestellt werden. Wie hierin definiert bezieht sich der Begriff "Metamaterialien" auf Verbundmaterialien, die durch Mischen oder Anordnen zweier oder mehrerer unterschiedlicher Materialien auf einer sehr feinen Ebene wie z. B. der molekularen oder Nanometerebene gebildet werden. Metamaterialien erlauben das Zuschneiden elektromagnetischer Eigenschaften auf das Verbundmaterial, die durch effektive elektromagnetische Parameter definiert werden können, welche effektive elektrische Dielektrizitätskonstante ε_eff (oder Dielektrizitätskonstante) und die effektive elektromagnetische Permeabilität μ_eff umfassen.
Geeignete dielektrische Substrat-Massenmaterialien sind bei Herstellern kommerzieller Materialien wie z. B. DuPont und Ferro erhältlich. Das gewöhnlich als Green Tape^TM bezeichnete unverarbeitete Material kann aus einem dielektrischen Endlosband in auf Maß zugeschnittene Zonen wie z. B. in 15,24 mal 15,24 cm große Abschnitte (d. h. 6 Zoll mal 6 Zoll große Abschnitte) geschnitten werden. DuPont Microcircuit Materials liefert z. B Green Tape-Materialsysteme wie z. B. 951 Low-Temperature Cofire Dielectric Tape und Ferro liefert elektronische Materialien ULF28-30 und die dielektrische Formulierung Ultra Low Fire COG. Diese Substratmaterialien können verwendet werden, um dielektrische Schichten mit relativ moderaten Dielektrizitätskonstanten bei damit verbundenen relativ niedrigen Verlusttangenten für einen Schaltungsbetrieb bei Mikrowellenfrequenzen nach dem Brennen bereitzustellen.
Im Zuge der einer Mikrowellenschaltung unter Verwendung von mehreren Schichten aus dielektrischem Substratmaterial können Merkmale wie z. B. Verbindungslöcher, Leerräume, Löcher oder Hohlräume durch eine oder mehr Bandschichten gestanzt werden. Leerräume können mittels mechanischen Mitteln (z. B. Stanzwerkzeug) oder gerichteten Energiemitteln (z. B. Laserbohren, Fotolithografie) definiert, aber Leerräume können auch mit jeden anderen geeigneten Verfahren definiert werden. Einige Verbindungslöcher können durch die gesamte Dicke des auf Maß zugeschnittenen Substrats reichen, wohingegen einige Leerräume nur durch unterschiedliche Zonen der Substratdicke reichen können.
Die Verbindungslöcher können dann mit Metall oder anderen dielektrischen oder magnetischen Materialien oder Mischungen von ihnen gefüllt werden, wobei gewöhnlich Schablonen zur präzisen Platzierung der Verfüllungsmaterialien verwendet werden. Die einzelnen Bandschichten können in einem herkömmlichen Prozess aufeinander gestapelt werden, um ein vollständiges mehrschichtiges Substrat zu erzeugen. Alternativ können einzelne Bandschichten aufeinander gestapelt werden, um ein unvollständiges mehrschichtiges Substrat zu erzeugen, das im Allgemeinen als ein Sub-Stack (Sub-Stapel) bezeichnet wird.
Leerräume aufweisende Zonen können auch Leerräume bleiben. Bei Verfüllung mit gewählten Materialien enthalten die gewählten Materialien vorzugsweise Metamaterialien. Die Wahl einer Metamaterial-Zusammensetzung kann einstellbare effektive Dielektrizitätskonstanten über einen relativ kontinuierlichen Bereich von weniger als 2 bis ca. 2650 liefern. Einstellbare magnetische Eigenschaften sind auch bei bestimmten Metamaterialien verfügbar. Durch die Wahl geeigneter Materialien kann z. B. die relative effektive magnetische Permeabilität für die meisten praktischen HF-Anwendungen im Allgemeinen im Bereich von ca. 4 bis 116 liegen. Die relative effektive magnetische Permeabilität kann jedoch lediglich ca. 2 betragen oder in die Tausende reichen.
Der hierin verwendete Begriff "differenziell modifiziert" bezieht sich auf bei einer dielektrischen Substratschicht vorgenommenen Modifikationen einschließlich Dotierungsstoffe, die dazu führen, dass mindestens eine der dielektrischen und magnetischen Eigenschaften in einer Zone des Substrats im Vergleich zu einer anderen Zone anders ist. Ein differentiell modifiziertes Plattensubstrat enthält vorzugsweise eine oder mehrere Metamaterial enthaltende Zonen.
Die Modifikation kann z. B. eine selektive Modifikation sein, bei der bestimmte Zonen der dielektrischen Schicht modifiziert werden, um einen ersten Satz dielektrischer oder magnetischer Eigenschaften zu erzeugen, wohingegen andere Zonen der dielektrischen Schicht differentiell modifiziert oder unmodifiziert belassen werden, um dielektrische und/oder magnetische Eigenschaften zu liefern, die sich vom ersten Satz Eigenschaften unterscheiden. Eine differentielle Modifikation kann auf mehrere unterschiedliche Arten erreicht werden.
Gemäß einer Ausführungsform kann eine zusätzliche dielektrische Schicht zur dielektrischen Schicht hinzugefügt werden. Im Stand der Technik bekannte Techniken wie z. B. verschiedene Sprühtechnologien, Rotationsbeschichtungs-Technologien, verschiedene Abscheidungstechnologien oder Sputtern können verwendet werden, um die zusätzliche dielektrische Schicht aufzubringen. Die zusätzliche dielektrische Schicht kann in örtlich begrenzten Zonen einschließlich in Leerräumen oder Löchern oder über der gesamten existierenden dielektrischen Schicht selektiv hinzugefügt werden. Eine zusätzliche dielektrische Schicht kann z. B. zur Bereitstellung einer Substratrone mit einer erhöhten effektiven Dielektrizitätskonstante verwendet werden. Das als eine zusätzliche Schicht hinzugefügte dielektrische Material kann verschiedene polymetrische Materialien enthalten.
Der differentielle modifizierende Schritt kann ferner örtlich begrenztes Hinzufügen zusätzlichen Materials zur dielektrischen Schicht oder zusätzlichen dielektrischen Schicht enthalten. Die Hinzufügung von Material kann genutzt werden, um die effektive Dielektrizitätskonstante oder magnetischen Eigenschaften der dielektrischen Schicht weiter zu steuern, um ein gegebenes Entwurfsziel zu erreichen.
Das zusätzliche Material kann eine Mehrzahl metallischer und/oder keramischer Partikel enthalten. Zu den Metallpartikeln gehören vorzugsweise Partikel aus Eisen, Wolfram, Kobalt, Vanadium, Mangan, bestimmten Seltenerdmetallen, Nickel oder Niob. Die Partikel sind vor zugsweise Partikel in Nanogröße, die im Allgemeinen physikalische Abmessungen im Submikron-Bereich haben und nachfolgend als Nanopartikel bezeichnet werden.
Die Partikel wie z. B. Nanopartikel können vorzugsweise organofunktionalisierte Verbundpartikel sein. Organofunktionalisierte Verbundpartikel können z. B. Partikel mit metallischen Kernen und elektrisch isolierenden Beschichtungen oder elektrisch isolierende Kerne mit einer metallischen Beschichtung umfassen.
Magnetische Metamaterialpartikel, die im Allgemeinen zur Steuerung von magnetischen Eigenschaften einer dielektrischen Schicht für verschiedene hierin beschriebene Anwendungen geeignet sind, umfassen keramisch-organische Ferritmaterialien (FexCyHz)-(Ca/Sr/Ba-Keramik). Diese Partikel erfüllen ihre Funktion gut bei Anwendungen im Frequenzbereich von 8 bis 40 GHz. Alternativ oder zusätzlich dazu sind keramisch-organische Niobmaterialien (NbCyHz)-(Ca/Sr/Ba-Keramik) für den Frequenzbereich von 12 bis 40 GHz gut geeignet. Die für Hochfrequenz bestimmten Materialien sind auch bei Niederfrequenzanwendungen anwendbar. Diese und andere Typen von Verbundpartikeln sind kommerziell erhältlich.
Im Allgemeinen sind beschichtete Partikel zur Verwendung mit der vorliegenden Erfindung vorzuziehen, da sie bei der Bindung mit einer Polymermatrix oder einem Seitenkettenteil förderlich sein können. Neben der Steuerung der magnetischen Eigenschaften des Dielektrikums können die hinzugefügten Partikel auch verwendet werden, um die effektive Dielektrizitätskonstante des Materials zu steuern. Bei einem Füllverhältnis von Verbundpartikeln von ca. 1 bis 70% ist es möglich, die Dielektrizitätskonstante der dielektrischen Substratschicht und/oder von Zonen der zusätzlichen dielektrischen Schicht wesentlich zu erhöhen und möglicherweise zu senken. Ein Hinzufügen von organofunktionalisierten Nanopartikeln zu einer dielektrischen Schicht kann z. B. genutzt werden, um die Dielektrizitätskonstante der modifizierten Zonen der dielektrischen Schicht zu erhöhen.
Die Partikel können durch verschiedene Techniken einschließlich Polyblending, Mischen und Füllen unter Schütteln aufgebracht werden. Eine Dielektrizitätskonstante kann z. B. unter Verwendung verschiedener Partikel mit einem Füllungsverhältnis von bis zu ca. 70% von einem Wert 2 bis zu 10 erhöht werden. Zu diesem Zweck geeignete Metalloxide können Aluminiumoxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Nickeloxid, Zirkoniumoxid und Niob(II, IV und V)-Oxid, enthalten. Lithiumniobat (LiNbO₃) und Zirkonate wie z. B. Calciumzirkonat und Magnesiumzirkonat können ebenfalls verwendet werden.
Die wählbaren dielektrischen Eigenschaften können auf Bereiche begrenzt sein, die nur ca. 10 Nanometer klein sind oder sich über große Bereichszonen einschließlich der gesamten Plattensubstrat-Oberfläche erstrecken. Herkömmliche Verfahren wie z. B. Lithografie und Ätzen zusammen mit Abscheidungsverarbeitung können zur örtlich begrenzten Manipulation von dielektrischen und magnetischen Eigenschaften verwendet werden.
Die Materialien können gemischt mit anderen Materialien oder mit unterschiedlichen Dichten von Leerräume aufweisenden Zonen (die im Allgemeinen Luft einbringen) hergestellt werden, um wirksame Dielektrizitätskonstanten in einem im Wesentlichen zusammenhängenden Bereich von 2 bis ca. 2650 sowie andere potentiell erwünschte Substrateigenschaften zu erzeugen. Zu den eine niedrige Dielektrizitätskonstante (< 2 bis ca. 4) aufweisenden Materialien gehört z. B. Kieselerde mit unterschiedlichen Dichten von Leerräume aufweisenden Zonen. Aluminiumoxid mit unterschiedlichen Dichten von Leerräume aufweisenden Zonen kann eine Dielektrizitätskonstante von ca. 4 bis 9 bereitstellen. Weder Kieselerde noch Aluminiumoxid haben eine nennenswerte magnetische Permeabilität. Magnetische Partikel können jedoch z. B. bis zu 20 Gew.-% hinzugefügt werden, um sie oder ein anderes Material ausgeprägt magnetisch zu machen. Magnetische Eigenschaften können z. B. mit Organofunktionalität maßgeschneidert werden. Die Wirkung des Hinzufügens von magnetischen Materialien auf die Dielektrizitätskonstante führt im Allgemeinen zu einer Erhöhung der Dielektrizitätskonstante.
Materialien mit einer mittleren Dielektrizitätskonstante haben im Allgemeinen eine Dielektrizitätskonstante im Bereich von 70 bis 500 +/– 10%. Wie oben erwähnt, können diese Materialien mit anderen Materialien oder Leerräumen gemischt werden, um gewünschte effektive Dielektrizitätskonstantenwerte zu liefern. Diese Materialien können ferritdotiertes Calciumtitanat enthalten. Zu den Dotierungsmaterialien können Magnesium, Strontium und Niob gehören. Die relative magnetische Permeabilität dieser Materialien liegt im Bereich von 45 bis 600.
Für Anwendungen mit hoher Dielektrizitätskonstante können ferrit- oder niobdotierte Calcium- oder Bariumtitanatzirkonate verwendet werden. Diese Materialien haben eine Dielektrizitätskonstante von ca. 2200 bis 2650. Dotierungsprozentsätze für diese Materialien betragen im Allgemeinen 1 bis 10%. Wie hinsichtlich anderer Materialien erwähnt können diese Materialien mit anderen Materialien oder Leerräumen gemischt werden, um die gewünschten Werte der effektiven Dielektrizitätskonstante zu liefern.
Diese Materialien können im Allgemeinen durch unterschiedliche molekulare Modifikationsverarbeitung modifiziert werden. Die Modifikationsverarbeitung kann das Erzeugen von Leerräumen und anschließendes Füllen mit Materialien wie z. B. organofunktionalen Materialien auf Kohlenstoff- und Fluorbasis wie z. B. Polytetrafluorethylen (PTFE) einschließen.
Alternativ oder zusätzlich zur organofunktionalen Integration kann die Verarbeitung Freiform-Fabrikation von Feststoffen (SFF, solid freeform fabrication), Foto-, UV-, Röntgen-, Elektronenstrahl- oder Ionenstrahlbestrahlung einschließen. Lithografie kann unter Verwendung von Foto-, UV-, Röntgen-, Elektronenstrahl- oder Ionenstrahlbestrahlung ebenfalls ausgeführt werden.
Unterschiedliche Materialien einschließlich Metamaterialien können in verschiedenen Bereichen auf Substratschichten (Sub-Stapel) aufgebracht werden, so dass eine Mehrzahl Bereiche der Substratschichten (Sub-Stapel) verschiedene dielektrische und/oder magnetische Eigenschaften haben. Die z. B. oben erwähnten Verfüllungsmaterialien können in Verbindung mit einem oder mehreren zusätzlichen Verarbeitungsschritten verwendet werden, um gewünschte dielektrische und/oder magnetische Eigenschaften entweder lokal oder über einer Massen-Substratzone zu erreichen.
Anschließend wird im Allgemeinen ein Oberschicht-Leiterdruck auf die modifizierte Substratschicht, den Sub-Stapel oder den vollständigen Stapel aufgebracht. Leiterbahnen können mittels Dünnfilmtechniken, Dickfilmtechniken, Galvanisieren oder jeder anderen geeigneten Technik bereitgestellt werden. Zu den zum Definieren des Leitermusters verwendeten Prozessen gehören u. a. Standard-Lithografie und Schablone.
Dann wird im Allgemeinen eine Basisplatte zum Zusammenstellen und Ausrichten einer Mehrzahl modifizierter Plattensubstrate beschafft. Zu diesem Zweck können Ausrichtungslöcher durch jede der Mehrzahl Substratplatten verwendet werden.
Die Mehrzahl Substratschichten, ein oder mehrere Sub-Stapel oder eine Kombination von Schichten und Sub-Stapeln können dann entweder mit isostatischem Druck, der von allen Seiten Druck auf das Material ausübt, oder uniaxialem Druck, der nur von einer einzigen Richtung Druck auf das Material ausübt, zusammenlaminiert (z. B. mechanisch zusammengepresst) werden. Das Laminatsubstrat wird dann weiterverarbeitet, wie oben beschrieben, oder in einen Ofen gelegt, um auf einer Temperatur gebrannt zu werden, die für das verarbeitete Substrat geeignet ist (bei den oben aufgeführten Materialien ca. 850°C bis 900°C).
Die Mehrzahl Keramikbandschichten und gestapelter Sub-Stapel der Substrate kann dann mittels eines geeigneten Ofens, der so gesteuert werden kann, dass die Temperatur mit einer für die verwendeten Substratmaterialien geeigneten Rate erhöht werden kann, gebrannt werden. Die verwendeten Prozessbedingungen wie z. B. die Rate der Temperaturerhöhung, Endtemperatur, Abkühlprofil und etwaige erforderliche Haltezeiten werden unter Berücksichtigung des Substratmaterials und eines etwaigen darin verfüllten oder darauf abgeschiedenen Materials gewählt. Nach dem Brennen werden gestapelte Substratplatten typischerweise mit einem optischen Mikroskop auf Fehler kontrolliert.
Die gestapelten Keramiksubstrate können dann optional in würfelförmige cinguläre Stücke so klein wie erforderlich, um funktionale Schaltungsanforderungen zu erfüllen, zerschnitten werden. Nach der Endinspektion können dann die cingulären Substratstücke an einer Testbefestigungseinrichtung zur Beurteilung ihrer verschiedenen Kenndaten befestigt werden, um z. B. sicherzustellen, dass die dielektrischen, magnetischen und/oder elektrischen Kenndaten innerhalb der vorgegebenen Grenzen liegen.
Daher können dielektrische Substratmaterialien mit örtlich begrenzten einstellbaren dielektrischen und/oder magnetischen Kenndaten zur Verbesserung der Dichte und Leistungsfähigkeit von Schaltungen einschließlich derjenigen mit Einzelanschluss-Resonanzleitungen versehen werden. Die dielektrische Flexibilität ermöglicht unabhängige Optimierung von Schaltungselementen.
Obwohl die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und beschrieben worden sind, versteht es sich, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Für den Fachmann sind zahlreiche Modifikationen, Änderungen, Variationen, Ersetzungen und Entsprechungen ohne Abweichung vom Gültigkeitsbereich der vorliegenden Erfindung wie in den Ansprüchen beschrieben offensichtlich.

Claims

Gedruckte Schaltung zum Verarbeiten von Hochfrequenzsignalen, aufweisend: ein Substrat, das mindestens eine dielektrische Schicht (100) enthält, wobei die dielektrische Schicht (100) mindestens eine erste Zone (112) und mindestens eine zweite Zone (114) hat, die verschieden so modifiziert sind, dass zumindest eine der Eigenschaften Permeabilität und Dielektrizitätskonstante verschieden ist; mindestens eine Masse (116), die auf dem Substrat positioniert ist; und eine Einzelanschluss-Resonanzleitung (102), die auf der zweiten Zone (114) der dielektrischen Schicht (100) des Substrats (300) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedliche Modifikation durch die selektive Verwendung mindestens eines Metamaterials erreicht wird, die umfassen: keramisch-organische Ferritpartikel oder keramisch-organische Niobpartikel oder funktionalisierte keramisch-organische Verbundpartikel, die enthalten können Metalloxide, einschließlich Aluminiumoxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Nickeloxid, Zirkoniumoxid und Niob(II, IV und V)-Oxid, Lithiumniobat und Zirkonate, einschließlich Calciumzirkonat und Magnesiumzirkonat, und ferritdotiertes Calciumtitanat unter Verwendung von Magnesium, Strontium oder Niob als Dotierungsmetalle, und ferrit- oder niobdotierte Calcium- oder Bariumtitanatzirkonate, und wobei das Metamaterial ein Verbund ist, der durch Mischen oder Kombinieren von zwei oder mehr verschiedenen Materialien auf molekularer oder Nanometerebene gebildet wird.
Schaltung nach dem vorigen Anspruch, bei der ein Ende (110) der Einzelanschluss-Resonanzleitung (102) elektrisch mit der Masse (116) verbunden ist.
Schaltung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Einzelanschluss-Resonanzleitung (102) bezüglich Masse elektrisch offen ist.
Schaltung nach einem der vorigen Ansprüche, bei der die zweite Zone (114) der dielektrischen Schicht (100) gegenüber der ersten Zone (112) der dielektrischen Schicht (100) verschieden modifiziert ist, um die Ausbreitungsgeschwindigkeit eines Signals auf der Einzelanschluss-Resonanzleitung (102) zu verringern.
Schaltung nach einem der vorigen Ansprüche, bei der die zweite Zone (114) der dielektrischen Schicht (100) gegenüber der ersten Zone (112) der dielektrischen Schicht (100) verschieden modifiziert ist, um die Resonanz auf der Einzelanschluss-Resonanzleitung (102) einzustellen.
Schaltung nach einem der vorigen Ansprüche, bei der die zweite Zone (114) der dielektrischen Schicht (100) gegenüber der ersten Zone (112) der dielektrischen Schicht (100) verschieden modifiziert ist, um die Amplitude zumindest einer Größe Spannungsmaximum und Spannungsminimum, gemessen auf der Einzelanschluss-Resonanzleitung (102), einzustellen.
Schaltung nach einem der vorigen Ansprüche, bei der die zweite Zone (114) der dielektrischen Schicht (100) gegenüber der ersten Zone (112) der dielektrischen Schicht (100) verschieden modifiziert ist, um die Impedanz, gemessen auf der Einzelanschluss-Resonanzleitung (102), einzustellen.
Schaltung nach einem der vorigen Ansprüche, bei der die zweite Zone (114) der dielektrischen Schicht (100) gegenüber der ersten Zone (112) der dielektrischen Schicht (100) verschieden modifiziert ist, um die Kapazität, gemessen auf der Einzelanschluss-Resonanzleitung (102) und einer anderen Struktur, einzustellen.