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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Mehrschichtleiterplatten
und insbesondere Mehrschichtleiterplatten mit Luftbrückenschaltkreisen.
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Es
wird auf US-Patentanmeldung Nr. 09/203,148, veröffentlicht als US 2002 086
243, ähnlich
EP-A-1 006 764, verwiesen. Es wird außerdem auf US-A-5 148 260 und
US-A-5 677 574 verwiesen.
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In
der Leiterplattenindustrie werden verschiedene Verfahren zur Herstellung
von Mehrschichtleiterplatten (d. h. mit zwei oder mehr Schichten)
verwendet. US-Patentschrift
Nr. 4,404,059 an Livshits und Mitarbeiter (im weiteren "Livshits") und US-Patentschrift
Nr. 5,738,797 an Belke und Mitarbeiter (im weiteren "Belke") beschreiben "additive" Prozesse für die Leiterplattenherstellung,
während US-Patentschrift Nr.
3,801,388 an Akiyama und Mitarbeiter (im weiteren "Akiyama") einen "subtraktiven" Prozess für die Leiterplattenherstellung
lehrt. Diese additiven und subtraktiven Prozesse umfassen verschiedene
Schritte des Maskierens, des Galvanisierens, des Maskenablösens, des
chemischen Ätzens und
weitere Schritte für
die Herstellung von Mehrschichtleiterplatten mit Merkmalen, die
als "Luftbrücken", "Überbrückungen", "Luftüberbrückungen" und dergleichen
bekannt sind.
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Schaltkreise
mit Luftüberbrückungen
eignen sich für
die Herstellung von Schaltkreisen mit hoher Dichte. Jedoch sind
solche Schaltkreise mitunter anfällig
für mechanische
Beschädigung
durch Schlag und Stoß,
Wärmeausdehnung
und dergleichen. Darum wäre
es nützlich,
ein Verfahren zu haben, mit dem sich solche mehrschichtigen Luftbrückenschaltkreise ohne
diesen Nachteil herstellen lassen.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine mehrschichtige elektronische Luftbrückenschaltkreisbaugruppe
bereitgestellt, die aus einem ersten, einem zweiten und einem dritten
Metall hergestellt ist und folgendes umfasst: (a) ein Substrat mit
einer elektrisch isolierenden Oberfläche; (b) ein unterseitiges
Leiternetz, das an der elektrisch isolierenden Oberfläche angebracht
ist und eine Leiterbahn und erste und zweite Stützelementinseln umfasst, die nahe
der Leiterbahn auf gegenüberliegenden
Seiten der Leiterbahn angeordnet sind, wobei das unterseitige Leiternetz
eine bi-laminare Struktur aufweist, die folgendes umfasst: (i) eine
erste Schicht, die an der elektrisch isolierenden Oberfläche angebracht
ist und aus dem dritten Metall besteht, und (ii) eine zweite Schicht,
die auf der ersten Schicht angebracht ist und aus dem zweiten Metall
besteht; (c) ein Stützelement, das
auf jeder Stützelementinsel
angebracht ist und aus dem ersten Metall besteht; (d) ein oberseitiges Leiternetz
mit einem allgemein länglichen
Brückenelement,
das erste und zweite vergrößerte Enden
und dazwischen wenigstens einen verengten Abschnitt aufweist, wobei
das Brückenelement
allgemein quer zu der Leiterbahn ausgerichtet ist, wobei jedes der vergrößerten Enden
auf einem jeweiligen Stützelement
angebracht ist, wobei das oberseitige Leiternetz eine bi-laminare
Struktur aufweist, die folgendes umfasst: (i) eine dritte Schicht,
die an den Stützelementen
angebracht ist und aus dem zweiten Metall besteht, und (ii) eine
vierte Schicht, die auf der dritten Schicht angebracht ist und aus
dem dritten Metall besteht; (e) wobei die vierte Schicht größer bemessen ist
als die dritte Schicht, dergestalt, dass das Brückenelement einen allgemein
T-förmigen
Querschnitt aufweist.
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Des
Weiteren wird gemäß der vorliegenden Erfindung
ein Verfahren zur additiven Herstellung einer Mehrschichtleiterplatte
mit Luftüberbrückungen bereitgestellt,
wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: (a) Bereitstellen
einer Metallfolie aus einem ersten Metall und mit einer Folienober-
und einer Folienunterseite; (b) Aufbringen von ersten oberseitigen und
unterseitigen Galvanisierresistmasken auf die Folienober- bzw. die
Folienunterseite, wobei in den ersten oberseitigen und unterseitigen
Galvanisierresistmasken jeweilige erste Öffnungen definiert sind, die
jeweiligen zuvor festgelegten oberseitigen und unterseitigen Leiterstrukturen
entsprechen; (c) Strukturgalvanisieren ober- und unterseitiger Leiternetze, die
aus einem zweiten Metall bestehen, auf die Folienober- bzw. die
Folienunterseite durch die ersten Öffnungen in den ersten oberseitigen
und unterseitigen Galvanisierresistmasken hindurch; (d) Aufbringen
von zweiten oberseitigen und unterseitigen Galvanisierresistmasken
auf die erste oberseitige bzw. unterseitige Galvanisierresistmaske,
wobei in den zweiten Masken jeweilige zweite Öffnungen definiert sind, dergestalt,
dass jede zweite Öffnung
wenigstens so groß ist
wie eine entsprechende erste Öffnung
und allgemein mittig über
einer entsprechenden ersten Öffnung
angeordnet ist; (e) Strukturgalvanisieren ober- und unterseitiger
Verstärkungsschichten, die
aus einem dritten Metall bestehen, auf das oberseitige bzw. unterseitige
Leiternetz durch die zweiten Öffnungen
hindurch; (f) Ablösen
der zweiten oberseitigen und unterseitigen Galvanisierresistmasken;
(g) Ablösen
der ersten oberseitigen und unterseitigen Galvanisierresistmasken;
(h) Anbringen des unterseitigen Leiternetzes an einem Substrat mittels
eines elektrisch isolierenden Klebstoffs; und (i) Fortätzen der
Metallfolie mit Ausnahme der Abschnitte, die sich zwischen dem oberseitigen
und dem unterseitigen Leiternetz befinden, wodurch die Luftbrückenstrukturen
gebildet werden.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird des Weiteren ein Verfahren zur subtraktiven Herstellung einer
Mehrschichtleiterplatte mit Luftüberbrückungen bereitgestellt,
wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: (a) Bereitstellen
einer Metall-Mehrschichtenstruktur,
die eine mittige Schicht aus einem ersten Metall und eine oberseitige
und eine unterseitige Leiternetzschicht aus einem zweiten Metall
umfasst, die jeweils an einer Oberseite bzw. einer Unterseite der mittleren
Schicht befestigt sind; (b) Aufbringen von ersten oberseitigen und
unterseitigen Ätzresistmasken
auf die oberseitige bzw. die unterseitige Leiternetzschicht, wobei
die oberseitigen und unterseitigen Ätzresistmasken so konfiguriert
sind, dass sie jeweiligen zuvor festgelegten oberseitigen und unterseitigen
Leiterstrukturen entsprechen, wobei die ersten Masken des Weiteren
erste Öffnungen
aufweisen, durch die freiliegende Abschnitte der Leiternetzschichten
und der mittleren Schicht definiert werden; (c) Fortätzen der
freiliegenden Abschnitte der Leiternetzschichten; (d) Ablösen der
ersten oberseitigen und unterseitigen Ätzresistmasken, wodurch zuvor maskierte
oberseitige bzw. unterseitige Leiternetzabschnitte freigelegt werden;
(e) Aufbringen erster oberseitiger und unterseitiger Galvanisierresistmasken
auf die freiliegenden Abschnitte der mittleren Schicht, dergestalt,
dass die fortgeätzten
Abschnitte der Leiternetzschichten im wesentlichen bündig mit den
Außenseiten
der zuvor maskierten oberseitigen und unterseitigen Leiternetzabschnitte
ausgefüllt werden;
(f) Aufbringen zweiter oberseitiger und unterseitiger Galvanisierresistmasken
auf die ersten oberseitigen bzw. unterseitigen Galvanisierresistmasken,
wobei sich in den zweiten oberseitigen und unterseitigen Masken
zweite Öffnungen
befinden, dergestalt, dass jede zweite Öffnung wenigstens so groß ist wie
ein entsprechender oberseitiger oder unterseitiger Leiternetzabschnitt
und allgemein mittig über
einem entsprechenden oberseitigen oder unterseitigen Leiternetzabschnitt
angeordnet ist; (g) Strukturgalvanisieren ober- und unterseitiger
Verstärkungsschichten,
die aus einem dritten Metall bestehen, auf den oberseitigen bzw.
unterseitigen Leiternetzabschnitt durch die zweiten Öffnungen
hindurch; (h) Ablösen
der zweiten oberseitigen und unterseitigen Galvanisierresistmasken;
(i) Ablösen
der ersten oberseitigen und unterseitigen Galvanisierresistmasken;
(j) Anbringen der unterseitigen Leiternetzabschnitte an einem Substrat
mittels eines elektrisch isolierenden Klebstoffs; und (k) Fortätzen der
mittleren Schicht mit Ausnahme der Abschnitte, die sich zwischen
dem oberseitigen und dem unterseitigen Leiternetzabschnitt befinden,
wodurch Luftbrückenstrukturen
gebildet werden. Diese Verfahren unterscheiden sich beide von den
Verfahren nach dem Stand der Technik dadurch, dass die mittlere
Schicht aus dem ersten Metall fortgeätzt wird, mit Ausnahme der
Abschnitte, die sich zwischen den Leiternetzabschnitten befinden,
welche aus einer Schicht aus einem dritten Metall bestehen und sich
auf einer Schicht aus dem zweiten Metall befinden.
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Es
ist ein Vorteil, dass die vorliegende Erfindung einen Luftbrückenschaltkreis
enthält,
der mit metallischen Verstärkungsschichten
versehen ist, welche den Schaltkreis mechanisch und/oder elektrisch
verbessern.
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Ein
weiterer Vorteil ist, dass die vorliegende Erfindung einfach und
kostengünstig
sowohl in den additiven als auch in den subtraktiven Prozess der Herstellung
von Luftbrückenschaltkreisen
integriert werden kann.
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Die
Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezug auf die begleitenden
Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
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1A und 1B sind Ablaufdiagramme der Schritte
zweier verwandter Ansätze
zur Herstellung eines mehrschichtigen Luftbrückenschaltkreises gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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2A–2H sind
aufeinanderfolgende seitliche Schnittansichten eines mehrschichtigen
Luftbrückenschaltkreises,
der gemäß einem
ersten Ansatz der vorliegenden Erfindung hergestellt wird.
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3A–3J sind
aufeinanderfolgende seitliche Schnittansichten eines mehrschichtigen
Luftbrückenschaltkreises,
der gemäß einem
zweiten Ansatz der vorliegenden Erfindung hergestellt wird.
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4 ist eine Draufsicht der
Schaltkreise der 2H und 3J.
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1A und 2A–2H veranschaulichen ein erstes
bevorzugtes Verfahren zur Herstellung einer Mehrschichtleiterplatte
mit verstärkten
Luftüberbrückungen
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Dieses Verfahren enthält
folgende Schritte: (a) Bereitstellen einer mittleren Schicht bzw.
einer Metallfolie 10 aus einem ersten Metall und mit einer
Folienober- und einer Folienunterseite 12 bzw. 14 (2A); (b) Aufbringen von
ersten oberseitigen und unterseitigen Galvanisierresistmasken 22 bzw. 24 auf
die Folienober- bzw. die Folienunterseite, wobei in den ersten oberseitigen
und unterseitigen Galvanisierresistmasken jeweilige erste Öffnungen 23 bzw. 25 definiert
sind, die jeweiligen zuvor festgelegten oberseitigen und unterseitigen
Leiterstrukturen entsprechen (2B); (c)
Strukturgalvanisieren ober- und unterseitiger Leiternetze 32 bzw. 34,
die aus einem zweiten Metall bestehen, auf die Folienober- bzw.
die Folienunterseite durch die ersten Öffnungen in den ersten oberseitigen
und unterseitigen Galvanisierresistmasken hindurch (2C); (d) Aufbringen von zweiten oberseitigen
und unterseitigen Galvanisierresistmasken 26 bzw. 28 auf
die erste oberseitige bzw. unterseitige Galvanisierresistmaske,
wobei in den zweiten Masken jeweilige zweite Öffnungen 27 bzw. 29 definiert sind,
dergestalt, dass jede zweite Öffnung
wenigstens so groß ist
wie eine entsprechende erste Öffnung
und allgemein mittig über
einer entsprechenden ersten Öffnung
angeordnet ist (2D);
(e) Strukturgalvanisieren ober- und
unterseitiger Verstärkungsschichten 52 bzw. 54,
die aus einem dritten Metall bestehen, auf das oberseitige bzw.
unterseitige Leiternetz durch die zweiten Öffnungen hindurch (2E); (f) Ablösen der
zweiten oberseitigen und unterseitigen Galvanisierresistmasken 26 bzw. 28 (2F); (g) Ablösen der
ersten oberseitigen und unterseitigen Galvanisierresistmasken 22 bzw. 24 (2F); (h) Anbringen des unterseitigen
Leiternetzes 34 an einem Substrat 60 mittels eines
elektrisch isolierenden Klebstoffs 61 (2G); und (i) Fortätzen der Metallfolie 10 mit
Ausnahme der Abschnitte 16, die sich zwischen dem oberseitigen
und dem unterseitigen Leiternetz 32 bzw. 34 befinden,
wodurch die Luftbrückenstrukturen 90 gebildet
werden (2H). Es ist zu
beachten, dass in 2F die
Schritte (f) und (g) des Ablösens
der zweiten. bzw. ersten Masken miteinander kombiniert wurden.
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Um
dem Leser das Verständnis
der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, sind alle im vorliegenden
Text verwendeten Bezugszahlen zusammen mit den Elementen, die sie
darstellen, in der folgenden Tabelle zusammengefasst:
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- 10
- =
mittlere Schicht (1. Metall)
- 12
- =
Oberseite der mittleren Schicht
- 14
- =
Unterseite der mittleren Schicht
- 16
- =
Sockel/Stützelement
der Luftbrücke
- 22
- =
erste oberseitige Galvanisierresistmaske
- 23
- =
erste Öffnungen
in der ersten oberseitigen Maske
- 24
- =
erste unterseitige Galvanisierresistmaske
- 25
- =
erste Öffnungen
in der ersten unterseitigen Maske
- 26
- =
zweite oberseitige Galvanisierresistmaske
- 27
- =
zweite Öffnungen
in der zweiten oberseitigen Maske
- 28
- =
zweite unterseitige Galvanisierresistmaske
- 29
- =
zweite Öffnungen
in der zweiten unterseitigen Maske
- 32
- =
oberseitiges Leiternetz (2. Metall)
- 33
- =
Brückenelement
- 33e
- =
vergrößertes Ende
des Brückenelements
- 33c
- =
verengter Abschnitt des Brückenelements
- 35
- =
Leiterbahn
- 34
- =
unterseitiges Leiternetz (2. Metall)
- 35
- =
Leiterbahn
- 36
- =
Stützelementinsel
- 42
- =
erste oberseitige Ätzresistmaske
- 43
- =
erste Öffnungen
in der ersten oberseitigen Ätzresistmaske
- 44
- =
erste unterseitige Ätzresistmaske
- 45
- =
erste Öffnungen
in der ersten unterseitigen Ätzresistmaske
- 52
- =
oberseitige Verstärkungsschicht
(3. Metall)
- 54
- =
unterseitige Verstärkungsschicht
(3. Metall)
- 60
- =
Substrat
- 61
- =
elektrisch isolierender Klebstoff auf dem Substrat
- 90
- =
Luftüberbrückungsstruktur
- 99
- =
Luftbrücke
mit T-förmigem
Querschnitt
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Die
Verstärkungsschichten 52 bzw. 54 können aus
einem anderen Metall bestehen als die Leiternetzschichten 32 bzw. 34,
auf die jede Verstärkungsschicht
aufgalvanisiert ist, oder sie können
aus dem gleichen Metall wie die Verstärkungsschichten bestehen. Dieser
Prozess hat den Vorteil, eine Möglichkeit
zu bieten, allgemein "T-förmige" (oder ähnliche
geformte) Luftbrückenquerschnitte
herzustellen, wie sie durch die Bezugszahl 99 in 2H dargestellt sind. Solche
Luftbrücken
mit T-Querschnitt oder einem ähnlichen
Querschnitt sind besonders widerstandsfähig gegen mechanische Beanspruchung
infolge von Biegen, Wärmeausdehnung
usw., so dass eine mechanisch verstärkte Luftbrückenstruktur entsteht. Des
Weiteren erhöht
eine Vergrößerung der metallischen
Querschnittsfläche – unabhängig von der
Form des Luftbrückenquerschnitts – die Stromübertragungskapazität solcher
Brücken,
wodurch auch eine elektrisch verstärkte Brückenstruktur entsteht.
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Diese
T-förmigen
Brücken 99 werden
durch Aufbringen zweier Galvanisierresistschichten auf jede Seite
der Schaltung gebildet, d. h. eine erste und eine zweite oberseitige
Maske 22 bzw. 26 auf die Oberseite der Schaltung
und eine erste und eine zweite unterseitige Maske 24 bzw. 28 auf
die Unterseite der Schaltung, wie in 2D dargestellt.
Die Öffnungen 23, 25, 27, 29 sind
so bemessen und angeordnet, dass über jeder ersten Öffnung 23 bzw. 25 eine
entsprechende zweite Öffnung 27 bzw. 29 allgemein
mittig angeordnet ist, wobei jede zweite Öffnung wenigstens so groß ist wie – oder optional
größer ist als – ihre entsprechende
erste Öffnung.
Bei den Öffnungspaarungen,
wo die zweite Öffnung 27 bzw. 29 größer bemessen
ist als ihre entsprechende erste Öffnung 23 bzw. 25,
hat das resultierende Luftbrückenelement 99 einen
allgemein T-förmigen
(oder ähnlich
geformten) Querschnitt, nachdem die Masken abgelöst wurden und die zugehörigen Leiterschichtabschnitte 32 bzw. 34 und
die Verstärkungsschichtabschnitte 52 bzw. 54 freiliegen,
wie in 2H veranschaulicht.
Solche T-förmigen
Querschnitte lassen sich nicht mit herkömmlichen Einzelmasken herstellen,
sondern erfordern das Aufbringen von zwei Masken auf jeder Seite
der Schaltung, wobei ausgewählte
zweite Öffnungen
größer bemessen
sind als ihre entsprechenden ersten Öffnungen. Dieser Prozess kann
mittels herkömmlicher
fotografischer organischer Masken oder mittels ähnlicher Prozesse ausgeführt werden,
welche die Ausrichtungsgenauigkeit bieten, die notwendig ist, damit
die zweiten Öffnungen
ausreichend mittig über
ihren entsprechenden ersten Öffnungen
angeordnet werden.
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Es
ist darauf zu achten, dass für
die verschiedenen Schaltungsschichten Metalle ausgewählt werden,
die wenigstens zwei Kriterien erfüllen: (1) Die Metalle benachbarter
Schichten müssen
in der vorgeschriebenen Reihenfolge aufeinander galvanisiert bzw.
plattiert werden können
(entweder direkt oder durch optionale Konversionsschichten), und
(2) die Metalle müssen
in Bezug aufeinander selektiv ätzbar
sein. (Mit "selektiv ätzbar" ist gemeint, dass ein
oder mehrere ausgewählte
Metalle mit einem bestimmten Ätzmittel ätzbar sein
müssen,
ohne dass das andere Ätzmittel
die anderen Metalle erkennbar mit ätzt.) Als Beispiele für solche
ersten, zweiten und dritten Metalle seinen genannt: (1) Aluminium,
Kupfer bzw. Nickel; (2) Kupfer, Nickel bzw. Gold; und (3) Stahl,
Kupfer bzw. Nickel. Es sind auch zahlreiche weitere Kombinationen
geeigneter Metalle möglich, die
alle in den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung fallen.
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Wie
bei Livshits, Akiyama und Belke gelehrt wird, umfasst das unterseitige
Leiternetz 34 allgemein mehrere Leiterbahnen 35 und
Stützelementinseln 36.
In der Regel sind die Stützelementinseln 36 in
Paaren nahe einer entsprechenden Leiterbahn 35 angeordnet,
wobei sich eine Insel 36 auf jeder Seite der Bahn 35 befindet.
Das oberseitige Leiternetz 32 umfasst wenigstens ein Brückenelement 33 mit
ersten und zweiten vergrößerten Enden 33e,
wobei wenigstens ein verengter Abschnitt 33c an die vergrößerten Enden
anstößt und sich
dazwischen befindet (d. h. diese miteinander verbindet), so dass
sich die Hantel-Formen ergeben, wie sie in 4 und in den 1h und 2c bei
Livshits veranschaulicht sind. Jedes Brückenelement 33 ist
allgemein quer zu einer entsprechenden Leiterbahn ausgerichtet,
wobei sich jedes vergrößerte Ende
gegenüber
bzw. über
einer jeweiligen Stützelementinsel
befindet.
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Es
ist zu beachten, dass, wenn im vorliegenden Text vom Ätzen einer
bestimmte Schicht gesprochen wird, es allgemein beabsichtigt ist,
dass ein Ätzmittel
verwendet wird, das im wesentlichen lediglich das Metall ätzt, aus
dem die jeweilige Schicht besteht. Wenn beispielsweise davon gesprochen
wird, dass die Metallfolie 10 geätzt werden soll, so ist gemeint,
dass das verwendete Ätzmittel
im wesentlichen nur das erste Metall ätzt und nicht erkennbar das
zweite und das dritte Metall ätzt.
Jedoch kann es aus Gründen
der Effizienz zweckmäßig sein,
bestimmte Ätzschritte
zu kombinieren, indem man ein Ätzmittel
verwendet, das alle in solchen Schritten zu ätzenden Metalle auf einmal ätzt.
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Das
Substrat 60 kann aus Metall, Kunststoff, Keramik oder einem
sonstigen geeigneten Material bestehen, und der Klebstoff 61 kann
beispielsweise ein duroplastisches Epoxid sein, das auf das Substrat aufgetragen
wird. Alternativ kann auch das Substrat 60 selbst ein Klebstoff
sein (beispielsweise ein duroplastisches Epoxid, ein duroplastisches
Harz usw.), wobei das Element 61 einfach eine integrale
Oberfläche
des Substrats ist. In jedem Fall muss der Klebstoff bzw. die Oberfläche 61 elektrisch
isolierend sein, um Kurzschlüsse
zwischen den unterseitigen Leiternetzelementen zu vermeiden.
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In 1B und 3A–3J ist eine alternative Ausführungsform
eines subtraktiven Prozesses – im
Gegensatz zur oben beschriebenen bevorzugten additiven Ausführungsform – veranschaulicht.
Dieser Prozess umfasst folgende Schritte: (a) Bereitstellen einer
Metall-Mehrschichtenstruktur, die eine mittige Schicht 10 aus
einem ersten Metall und eine oberseitige und eine unterseitige Leiternetzschicht 32 bzw. 34 aus
einem zweiten Metall umfasst, die jeweils an einer Oberseite bzw.
einer Unterseite 12 bzw. 14 der mittleren Schicht 10 befestigt
sind (3A); (b) Aufbringen
von ersten oberseitigen und unterseitigen Ätzresistmasken 42 bzw. 44 auf
die oberseitige bzw. die unterseitige Leiternetzschicht, wobei die
oberseitigen und unterseitigen Ätzresistmasken
so konfiguriert sind, dass sie jeweiligen zuvor festgelegten oberseitigen
und unterseitigen Leiterstrukturen entsprechen, wobei die ersten
Masken des Weiteren erste Öffnungen 43 bzw. 45 aufweisen,
durch die freiliegende Abschnitte der Leiternetzschichten und der mittleren
Schicht definiert werden (3B);
(c) Fortätzen
der freiliegenden Abschnitte der Leiternetzschichten (3C); (d) Ablösen der
ersten oberseitigen und unterseitigen Ätzresistmasken 42 bzw. 44,
wodurch zuvor maskierte oberseitige bzw. unterseitige Leiternetzabschnitte
freigelegt werden (3D);
(e) Aufbringen erster oberseitiger und unterseitiger Galvanisierresistmasken 22 bzw. 24 auf die
freiliegenden Abschnitte der mittleren Schicht, dergestalt, dass
die fortgeätzten
Abschnitte der Leiternetzschichten im wesentlichen bündig mit
den Außenseiten
der zuvor maskierten oberseitigen und unterseitigen Leiternetzabschnitte
ausgefüllt
werden (3E); (f) Aufbringen
zweiter oberseitiger und unterseitiger Galvanisierresistmasken 26 bzw. 28 auf die
ersten oberseitigen bzw. unterseitigen Galvanisierresistmasken 22 bzw. 24,
wobei sich in den zweiten oberseitigen und unterseitigen Masken
zweite Öffnungen 27 bzw. 29 befinden,
dergestalt, dass jede zweite Öffnung
wenigstens so groß ist
wie ein entsprechender oberseitiger oder unterseitiger Leiternetzabschnitt
und allgemein mittig über
einem entsprechenden oberseitigen oder unterseitigen Leiternetzabschnitt
angeordnet ist (3F);
(g) Strukturgalvanisieren ober- und unterseitiger Verstärkungsschichten 52 bzw. 54,
die aus einem dritten Metall bestehen, auf den oberseitigen bzw.
unterseitigen Leiternetzabschnitt durch die zweiten Öffnungen
hindurch (3G); (h) Ablösen der
zweiten oberseitigen und unterseitigen Galvanisierresistmasken 26 bzw. 28 (3H); (i) Ablösen der
ersten oberseitigen und unterseitigen Galvanisierresistmasken 22 bzw. 24 (3H); (j) Anbringen der unterseitigen
Leiternetzabschnitte an einem Substrat 60 mittels eines
elektrisch isolierenden Klebstoffs 61; und (k) Fortätzen der
mittleren Schicht 10 mit Ausnahme der Abschnitte 16,
die sich zwischen dem oberseitigen und dem unterseitigen Leiternetzabschnitt
befinden, wodurch Luftbrückenstrukturen 90 gebildet
werden. Wie bei dem oben beschriebenen bevorzugten Verfahren wurden
die Maskenablösungs-Schritte
(h) und (i) des vorliegenden alternativen Verfahrens in 3H kombiniert.
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Obgleich
der oben beschriebene bevorzugte additive Prozess und der alternative
subtraktive Prozess sich voneinander durch die spezifische Reihenfolge
unterscheiden, in der die einzelnen Schritte ablaufen, sind die
schlussendlichen mehrschichtigen Luftbrückenschaltkreisstrukturen,
die durch diese Prozesse entstehen, im wesentlichen identisch. Dies ergibt
sich klar aus einem Vergleich der endgültigen Strukturen, die in den 2H und 3J gezeigt sind. Die endgültige Struktur – eine mehrschichtige
elektronische Luftbrückenschaltkreisbaugruppe
aus einem ersten, einem zweiten und einem dritten Metall, wie in
den 2H, 3J und 4 gezeigt – umfasst:
(a) ein Substrat 60 mit einer elektrisch isolierenden Oberfläche 61;
(b) ein unterseitiges Leiternetz, das an der elektrisch isolierenden
Oberfläche
angebracht ist und eine Leiterbahn 35 und erste und zweite
Stützelementinseln 36 umfasst,
die nahe der Leiterbahn auf gegenüberliegenden Seiten der Leiterbahn
angeordnet sind, wobei das unterseitige Leiternetz eine bi-laminare
Struktur aufweist, die folgendes umfasst: (b1) eine erste Schicht 54,
die an der elektrisch isolierenden Oberfläche angebracht ist und aus
dem dritten Metall besteht, und (b2) eine zweite Schicht 34,
die auf der ersten Schicht 54 angebracht ist und aus dem zweiten
Metall besteht; (c) ein Stützelement 16,
das auf jeder Stützelementinsel 36 angebracht
ist und aus dem ersten Metall besteht; (d) ein oberseitiges Leiternetz
mit einem allgemein länglichen
Brückenelement 33,
das erste und zweite vergrößerte Enden 33e und
dazwischen wenigstens einen verengten Abschnitt 33c aufweist,
wobei das Brückenelement allgemein
quer zu der Leiterbahn 35 ausgerichtet ist, wobei jedes
der vergrößerten Enden
auf einem jeweiligen Stützelement
angebracht ist, wobei das oberseitige Leiternetz eine bi-laminare
Struktur aufweist, die folgendes umfasst: (d1) eine dritte Schicht 32,
die an den Stützelementen
angebracht ist und aus dem zweiten Metall besteht, und (d2) eine
vierte Schicht 52, die auf der dritten Schicht angebracht
ist und aus dem dritten Metall besteht; (e) wobei die vierte Schicht größer bemessen
ist als die dritte Schicht, dergestalt, dass das Brückenelement
einen allgemein T-förmigen
Querschnitt aufweist. Obgleich die obige Beschreibung die Erfindung
anhand einer einzelnen Leiterbahn und eines einzelnen Luftüberbrückungselements
definiert, versteht es sich, dass die vorliegende Erfindung auch
Leiterplatten beinhaltet, die mehrere Leiterbahnen und Luftüberbrückungen aufweisen.
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Dem
Fachmann fallen möglicherweise
noch verschiedene weitere Modifikationen der vorliegenden Erfindung
ein, die in den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung fallen.
Beispielsweise leuchtet ein, dass ein oder mehrere Reinigungs-,
Mikroätz- oder
sonstige metallvorbereitende Schritte vor einem bestimmten Galvanisierungsschritt
zweckmäßig sein können. Und
obgleich die Ätzschritte
in dieser Beschreibung sich allgemein auf chemisches Ätzen beziehen,
kommen auch äquivalente
Prozesse wie beispielsweise Plasma-Ätzen, Laserablation und weitere
Metallabtragsschritte anstelle des herkömmlichen chemischen Ätzens – oder zusätzlich zum
herkömmlichen
chemischen Ätzen – in Frage.
Und während elektrolytisches
Galvanisieren ein bevorzugtes Galvanisierungsverfahren für die hier
genannten Galvanisierungsschritte sein kann, ist es auch möglich, stromloses
Galvanisieren, Tauchgalvanisieren und weitere Galvanisierungsverfahren
anzuwenden. Des Weiteren ist zu beachten, dass in diesem Text zwar verschiedentlich
die Begriffe "Strukturgalvanisieren" und "Galvanisieren" benutzt werden,
doch es können alternativ
auch andere Verfahren der Metallabscheidung als "Galvanisieren" verwendet werden, die alle in den Geltungsbereich
der vorliegenden Erfindung fallen. Als Beispiele solcher alternativen,
aber äquivalenten
Prozesse seinen hier genannt: Sputtern, Vakuummetallisation oder
Vakuumaufdampfung, thermisches Spritzen, Tauchbeschichten und dergleichen.
Das heißt,
im Sinne dieser Beschreibung ist jede Erwähnung des Begriffes "Galvanisieren" (einschließlich Strukturgalvanisierung
und Flächengalvanisierung)
so zu verstehen, dass darunter auch die zuvor genannten Verfahren
und ihre Äquivalente
fallen. Des Weiteren leuchtet ein, dass beide Verfahren – das bevorzugte
und das alternative – zur
Herstellung von Luftbrückenstrukturen,
die nur ein einziges T-förmiges
Luftbrückenelement – oder mehre
solcher Elemente – enthalten,
oder von Strukturen, wo alle Luftbrücken diesen allgemein T-förmigen Querschnitt aufweisen,
verwendet werden können.