DE19705198A1

DE19705198A1 - Substrat mit Leiterbahnvernetzung

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

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

In der Zeichnung sind Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Substrats mit Leiterbahnvernet zung,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines zweiten Substrats mit Leiterbahnvernet zung und

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Teils eines dritten Substrats mit Leiter bahnvernetzung.

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.

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.

Claims

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 zueinander quere Leiterbahnen eine 2-dimensional vernetzte Leiter bahnstruktur bilden, und
bei dem die Bahnerzeugung durch die Hochenergiebestrahlung erfolgt ist, dadurch gekennzeichnet, daß im Körperinneren zwei je 2-dimensional vernetzte Leiterbahnstrukturen zu einer 3-dimensional vernetzten Leiterbahnstruktur (3, 5; 4, 6) vernetzt sind, wobei das Körperinnere die Bahnen (3; 4) der 3-dimensionalen Bahnvernetzung er zeugend hochenergiebestrahlt ist.