Schaltung auf dünnem Träger für den Einsatz in Hohlleitern und Herstellungsverfahren

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Schaltung mit zumindest einer auf dem Trägersubstrat angeordneten Leiterbahn, sowie eine substratbasierte

Schaltung, die ein solches dünnes Trägersubstrat aufweist und einen entsprechenden Hohlleiter, der eine

substratbasierte Schaltung aufweist.

In der Mikrowellentechnik werden typischerweise bis zu einer Frequenz von 110 GHz die elektromagnetischen Wellen in Koaxialkabeln geführt. Oberhalb dieser Frequenz kommen Hohlleiter als Wellenleiter zum Einsatz. Die

SignalVerarbeitung (Frequenzfiltern,

Frequenzvervielfachung, Dämpfung, Verstärkung, Mischung, Combinen (z. B. Diplexen) ) findet auf substratbasierten Schaltungen statt. Dazu muss die Welle auf dem Substrat ein- und wieder ausgekoppelt werden. Mit zunehmender

Frequenz - speziell für den Terahertz-Bereich (0,1 bis 100 THz) - werden die Anforderungen an diese substratbasierten Schaltungen höher. Gefordert sind dabei geringe

Dimensionen, engere Toleranzen und sehr gute elektrische Eigenschaften. Für die signalverarbeitenden Schritte

Vervielfachen und Mischen sind Halbleiterbauelemente nötig (oder generell nichtlineare Bauteile) , die entsprechend in die substratbasierte Schaltung zu integrieren sind. Das verwendete Trägersubstrat muss für den angedachten

Frequenzbereich durchlässig, also wenig dämpfend, sein.

Denn nur so können die elektromagnetischen Wellen auf die substratbasierte Schaltung eingekoppelt und über

entsprechende Leitungen auf der substratbasierten

Schaltung innerhalb eines Hohlleiters geführt werden. Die substratbasierte Schaltung muss hierzu sehr dünn sein, so dass es daher leicht zu Rissen innerhalb der substratbasierten Schaltung kommen kann.

Aus der EP 0 760 536 AI ist eine selbsttragende

Vorrichtung zur Mikrowellenübertragung und ein Verfahren zu deren Herstellung bekannt. In der EP 0 760 536 AI ist die Problematik erörtert, dass das Trägersubstrat, welches auch als Membran bezeichnet wird, innerhalb der Montage leicht reißen kann. Die EP 0 760 536 AI empfiehlt daher, dass ein sogenanntes Verstärkungselement, bei welchem es sich um ein elektronisches Bauelement handeln kann, auf die Membran aufgesetzt und mit dieser fest verlötet wird, wobei dieses Verstärkungselement breiter ist, als der sich unter der Membran befindliche Hohlraum, in dem sich die Hochfrequenzwellen ausbreiten. Nachteilig an der EP 0 760 536 AI ist, dass das Reißen der Membran einzig dadurch verhindert werden kann, dass ein elektronisches Bauelement auf dieser platziert wird, bevor der Hohlraum geschaffen wird. Ein solches elektronisches Bauelement wird

allerdings nicht in allen Fällen benötigt. Soll die elektromagnetische Welle z. B. einzig gefiltert werden, so kann dies bereits mit einer entsprechenden

Leitungsstruktur erfolgen, so dass der Einsatz eines zusätzlichen elektronischen Bauelements nicht nötig ist.

Es ist daher die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung einer substratbasierten Schaltung zu schaffen, welches eine hohe mechanische

Stabilität aufweist. Weiterhin ist es die Aufgabe der Erfindung, eine substratbasierte Schaltung zu schaffen, die ebenfalls eine hohe mechanische Stabilität aufweist. Schlussendlich ist es eine weitere Aufgabe der Erfindung einen Hohlleiter zu schaffen, in dem besonders einfach die substratbasierte Schaltung eingesetzt werden kann. Die Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens zur Herstellung einer substratbasierten Schaltung durch die Merkmale des Anspruchs 1, bezüglich der substratbasierten Schaltung durch die Merkmale des Anspruchs 11 und bezüglich des Hohlleiters, welcher die substratbasierte Schaltung aufweist, durch die Merkmale des Anspruchs 16 gelöst. In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des

Trägersubstrats und der substratbasierten Schaltung und des Hohlleiters für die substratbasierte Schaltung

angegeben .

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines

Trägersubstrates mit zumindest einer auf dem

Trägersubstrat angeordneten Leiterbahn und/oder einem Antennenelement, weist den Verfahrensschritt des

Aufbringens durch Abscheiden auf. In dem Verfahrensschritt des Aufbringens durch Abscheiden wird zumindest ein

Befestigungselement an einem äußeren Bereich des

Trägersubstrats befestigt, wobei das zumindest eine

Befestigungselement über den äußeren Bereich des

Trägersubstrats hinaussteht. Der äußere Bereich ist dabei einstellbar .

Bevorzugt weist der äußere Bereich eine Breite von 500 ym, besonders bevorzugt von 300 ym oder weniger als 300 ym auf. Es ist dabei besonders vorteilhaft, dass ein solches Befestigungselement an dem äußeren Bereich des

Trägersubstrats befestigt ist und über diesen äußeren Bereich hinaussteht. Eine solche Befestigung durch

Abscheiden stellt sicher, dass sich die mechanische

Stabilität des Trägersubstrats erhöht. Das Trägersubstrat kann auch als Membran bezeichnet werden, die für den Frequenzbereich des hochfrequenten Mikrowellensignals keine oder nur eine sehr geringe Dämpfung aufweist. Dies wird durch die Wahl des Materials (z. B. epsilon r Si3N4 von 5.5 bis 7.4 und tan delta um 0.025 und epsilon r

Diamant 5.6 und tan delta kleiner 0.001 je nach

Frequenzbereich) und die Trägerdicke erreicht. Von Vorteil sind daher sehr dünne Träger.

Besonders vorteilhaft ist dabei auch, dass das

Befestigungselement über den äußeren Bereich des

Trägersubstrats hinaussteht, so dass das Trägersubstrat über diese Teile des Befestigungselements, welche über den äußeren Bereich des Trägersubstrats hinausstehen, in einem Hohlleiter befestigt, also fest eingeklemmt werden können. Das Befestigungselement weist dabei die Form eines

Befestigungsstreifens oder einer Befestigungsflosse auf. Das Befestigungselement kann auch als sog. Beamlead bezeichnet werden. Das Befestigungselement ist bevorzugt parallel zu der auf dem Trägersubstrat ausgebildeten

Leiterbahn angeordnet und kann eine gute Masseanbindung herstellen. Das Befestigungselement erlaubt ebenfalls, dass das Trägersubstrat neben einer hohen Stabilität auch einen sehr guten thermischen Kontakt aufweist. Bevorzugt weist das erfindungsgemäße Verfahren zur

Herstellung eines Trägersubstrats die folgenden

Verfahrensschritte auf. In einem weiteren

Verfahrensschritt wird das Trägersubstrat auf zumindest einen Opferträger aufgebracht. Im Weiteren wird eine

Haftschicht auf das Trägersubstrat aufgebracht. Weiterhin wird eine Kontaktschicht auf die Haftschicht aufgebracht, wobei aus der Kontaktschicht die zumindest eine Leiterbahn und/oder das zumindest eine Antennenelement gebildet wird. Schließlich wird die zumindest eine Leiterbahn und/oder das zumindest eine Antennenelement strukturiert. Es ist dabei besonders vorteilhaft, dass unterhalb der

Kontaktschicht eine Haftschicht aufgebracht wird, so dass die Kontaktschicht optimal auf dem Trägersubstrat haftet. Der Einsatz der Fotolithografie zur Strukturierung sowie die sehr geringe Dicke der Kontaktschicht erlaubt, dass sehr feine Strukturen realisiert werden.

Weiterhin besteht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Vorteil, wenn das erfindungsgemäße Verfahren die weiteren Verfahrensschritte umfasst. In einem weiteren

Verfahrensschritt wird die Kontaktschicht mit Ausnahme von dem Teil, der die zumindest eine Leiterbahn und/oder das zumindest eine Antennenelement bildet, entfernt.

Alternativ oder ergänzend dazu wird die Kontaktschicht mit Ausnahme von dem Teil entfernt, der als Auflagefläche von zumindest einem elektrischen Bauelement ausgebildet ist. Im Weiteren wird die Haftschicht entfernt, mit Ausnahme eines ersten Teils, der sich unter dem Teil befindet, der unter der Kontaktschicht liegt, auf dem die zumindest eine Leiterbahn und/oder das zumindest eine Antennenelement ausgebildet ist. Alternativ oder ergänzend dazu wird die Haftschicht entfernt, mit Ausnahme von zumindest einem zweiten Teil, der einen definierten Abstand zu einer

Auflagefläche auf der Kontaktschicht aufweist, die zur Aufnahme von zumindest einem elektrischen Bauelement ausgebildet ist. Dadurch ist sichergestellt, dass die optionalen elektrischen Bauelemente optimal platziert werden können und dass das Lötmittel, mit dem das

elektrische Bauelement mit der Auflagefläche verbunden wird, nicht beliebig zerfließt, sondern spätestens bei dem zweiten Teil der Haftschicht zum Stehen gelangt. Weiterhin besteht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ein Vorteil, wenn die nachfolgenden Verfahrensschritte

ausgeführt werden. In einem weiteren Verfahrensschritt wird das Trägersubstrat zusammen mit dem zweiten Teil der Haftschicht und der Kontaktschicht mit einer

Lötstoppschicht überzogen. Im Weiteren wird die

Lötstoppschicht mit Ausnahme der Bereiche entfernt, die zumindest teilweise auf dem zweiten Teil der Haftschicht liegen und/oder die in einem Bereich zwischen dem zweiten Teil der Haftschicht und der Auflagefläche liegen und/oder die zumindest teilweise auf der Auflagefläche liegen.

Dadurch wird sichergestellt, dass bei Erhitzen der

Lötstoppschicht während des Lötvorgangs das Mittel, aus dem die Lötstoppschicht gebildet ist, nicht in alle

Richtungen abfließt, sondern spätestens beim zweiten Teil der Haftschicht zum Liegen kommt. Dadurch können sehr präzise Lötvorgänge realisiert werden.

Außerdem ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders vorteilhaft, wenn die nachfolgenden Verfahrensschritte ausgeführt werden. In einem weiteren Verfahrensschritt wird der Rand des Trägersubstrats, also ein äußerer

Bereich des Trägersubstrats, entfernt. Dabei kann der Rand bzgl. seinen Abmessungen beliebig gewählt werden. Die Abmaße der erzeugbaren Trägersubstrate reichen

beispielsweise von 50 ym bis 10 mm Breite und 50 ym bis 10 mm Länge. Der Rand kann beispielsweise einen Bereich von 600 ym bis vorzugsweise 200 ym oder weiter bevorzugt von weniger als 100 ym aufweisen. In einem weiteren

Verfahrensschritt wird der dadurch nach außen, also in Richtung der Kontaktschicht freigelegte zumindest eine Opferträger sowie das Trägersubstrat zusammen mit der Haftschicht und der Kontaktschicht mit einer weiteren Haftschicht und mit einer weiteren Kontaktschicht

überzogen .

In einem darauf folgenden bevorzugten Verfahrensschritt wird die weitere Haftschicht und die weitere

Kontaktschicht von den Bereichen auf dem Trägersubstrat entfernt, an denen keine Befestigungselemente zur

Stabilisierung ausgebildet werden sollen. Bei diesen

Bereichen handelt es sich um alle Bereiche, die nicht dem äußeren Bereich des Trägersubstrats zuzuordnen sind.

Schließlich wird die weitere Haftschicht und die weitere Kontaktschicht von den Bereichen auf dem zumindest einen Opferträger entfernt, auf denen keine Befestigungselemente ausgebildet werden sollen, mit Ausnahme einer Umrandung, deren Breite einstellbar ist, wobei die Umrandung alle Befestigungselement mit einem definierten Abstand umgibt und durch zumindest einen Steg miteinander verbindet.

Der Vorteil, dass die Befestigungselemente durch ein

Abscheideverfahren auf dem Trägersubstrat aufgebracht werden, ist, dass diese dauerhaft mechanisch stabil mit dem Trägersubstrat verbunden sind und gleichzeitig einen guten thermischen Kontakt ermöglichen. Die Umrandung bietet den Vorteil, dass das Trägersubstrat besonders einfach weiter verarbeitet werden kann. Es müssen im weiteren Verlauf einzig die Stege durchtrennt bzw.

abgetrennt werden, um ein Trägersubstrat mit dem zumindest einen Befestigungselement zu erhalten. Ein solches

Trägersubstrat kann bevorzugt alle möglichen Formen haben. Neben einer quadratischen Form oder einer rechteckigen Form, kann auch eine L-förmige Form vorliegen. Die

Umrandung schließt in allen Fällen die Form des

Trägersubstrats ein. Schließlich besteht ein besonderer Vorteil bei dem

erfindungsgemäßen Verfahren, wenn die nachfolgenden

Verfahrensschritte ausgeführt werden. In einem weiteren Verfahrensschritt wird zumindest ein Bereich der

Haftschicht mit einer Kontaktschicht überzogen, bevor die Kontaktschicht mit der Lötstoppschicht und/oder der weiteren Haftschicht überzogen wird. Im Anschluss daran werden zumindest die Teile der Lötstoppschicht und oder der weiteren Haftschicht, die sich über dem Bereich der Haftschicht befinden, mit der weiteren Kontaktschicht überzogen, wodurch eine Kapazität gebildet wird, deren Höhe über eine Dicke der Lötstoppschicht und/oder weiteren Haftschicht und/oder der Größe der Fläche des Bereichs eingestellt wird. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn die weitere Kontaktschicht mit dem Befestigungselement verbunden ist und wenn die Kontaktschicht die Leiterbahn oder das Antennenelement bildet.

Bei der substratbasierten Schaltung ist es besonders vorteilhaft, dass diese ein Trägersubstrat aufweist, wobei auf zumindest einem Teil des Trägersubstrats eine

Haftschicht ausgebildet ist, und wobei auf zumindest einem Teil der Haftschicht eine Kontaktschicht ausgebildet ist, die zumindest eine Leiterbahn und/oder zumindest ein

Antennenelement bildet. Dabei weist das Trägersubstrat zumindest ein Befestigungselement auf, welches am äußeren Bereich des Trägersubstrat abgeschieden ist und über den äußeren Bereich des Trägersubstrats hinaussteht. Besonders vorteilhaft dabei ist, dass ein Befestigungselement durch einen Abscheidevorgang mit dem Trägersubstrat mechanisch stabil verbunden ist, und dass dieses Befestigungselement über einen äußeren Bereich des Trägersubstrats

hinaussteht. Dadurch ist gewährleistet, dass das

Trägersubstrat selbst mechanisch stabil ist, und dass das Trägersubstrat auch bei einer Belastung nicht einreißt. Gleichzeitig wird erreicht, dass das Trägersubstrat über den hinausstehenden Teil des Befestigungselements sehr leicht innerhalb eines Hohlleiters befestigt werden kann.

Der äußere Bereich, in welchem das Befestigungselement auf dem Trägersubstrat abgeschieden ist, kann dabei beliebig eingestellt werden. Dieser äußere Bereich muss nicht stets die gleichen Abmessungen aufweisen. Er weist bevorzugt eine breite Form von 600 ym bis 200 ym, vorzugsweise weniger als 100 ym auf. Das Befestigungselement ist bevorzugt parallel zu der zumindest einen Leiterbahn angeordnet, die aus der Kontaktschicht besteht. Weiterhin ist es besonders vorteilhaft, wenn das zumindest eine Befestigungselement aus dem gleichen Material

gebildet ist, aus dem auch die Kontaktschicht besteht, und/oder wenn an dem Bereich, an dem das zumindest eine Befestigungselement mit dem Trägersubstrat verbunden ist, zwischen dem zumindest einem Befestigungselement und dem Trägersubstrat noch eine weitere Haftschicht angeordnet ist. Dadurch ist sichergestellt, dass das

Befestigungselement dauerhaft mechanisch stabil mit dem Trägersubstrat verbunden ist, und dass ein guter

Wärmekontakt bereitgestellt ist, so dass überschüssige Wärmeenergie vom Trägersubstrat über das zumindest eine Befestigungselement sehr leicht an die Umgebung abgegeben werden kann. Besonders vorteilhaft ist es außerdem, wenn bei der substratbasierten Schaltung zumindest ein Teil der

Kontaktschicht als Auflagefläche zur Aufnahme eines elektronischen Bauelements ausgebildet ist, und/oder wenn in einem definierten Abstand zu der Auflagefläche ein zweiter Teil der Haftschicht ausgebildet ist, und/oder wenn zumindest der zweite Teil der Haftschicht teilweise, und/oder ein Bereich zwischen dem zweiten Teil und der Haftschicht und der Auflagefläche, und/oder ein Teil der Auflagefläche mit einer Lötstoppschicht versehen ist.

Dadurch ist sichergestellt, dass ein elektronisches

Bauelement möglichst genau ausgerichtet und verlötet werden kann. Es ist außerdem sichergestellt, dass das Lötmittel beim Erhitzen nicht in alle Richtungen

wegfließen kann, sondern dass dieses Mittel vorzugsweise am Lötstopp oder spätestens am zweiten Teil der

Haftschicht zum Stehen kommt. Dadurch ist gewährleistet, dass eine sehr genaue und reproduzierbare Lötverbindung hergestellt werden kann.

Auch besteht bei der substratbasierten Schaltung ein

Vorteil, wenn auf einer Fläche zwischen der Haftschicht und der Lötstoppschicht eine Kontaktschicht ausgebildet ist, und wenn auf einer gleichgroßen weiteren Fläche auf der Lötstoppschicht oder auf der Lötstoppschicht und der weiteren Haftschicht die weitere Kontaktschicht

ausgebildet ist, wobei die weitere Kontaktschicht

elektrisch leitend mit dem zumindest einem

Befestigungselement verbunden ist und wenn die

Kontaktschicht elektrisch leitend mit der zumindest einen Leiterbahn oder dem Antennenelement verbunden ist, wodurch eine Kapazität gebildet ist. Die Tatsache, dass die

Lötstoppschicht und/oder die weitere Haftschicht von der Kontaktschicht und der weiteren Kontaktschicht

eingeschlossen ist, wodurch sich eine Kapazität bildet, die durch die Dicke der Lötstoppschicht und/oder der weiteren Haftschicht und/oder der Größe der Fläche

einstellbar ist, ist besonders vorteilhaft, weil auf diese Art und Weise zusätzliche Filter realisiert werden können. Dies gelingt, ohne dass verschiedene diskrete Bauelemente auf die substratbasierte Schaltung aufgelötet werden müssten. Die Kapazität kann dabei sehr genau und

reproduzierbar eingestellt werden.

Weiterhin besteht bei dem Hohlleiter, der eine solche substratbasierte Schaltung ein Vorteil, weil der

Hohlleiter aus zwei fest miteinander verbundenen

Hohlleitersegmenten geformt ist, wobei jedes

Hohlleitersegment eine Nut aufweist, und wobei das zumindest eine Befestigungselement zwischen beiden

Segmenten fest eingeklemmt ist, so dass die

substratbasierte Schaltung zentral innerhalb des sich aus beiden Nuten gebildeten Hohlleiters angeordnet ist.

Dadurch ist sichergestellt, dass die substratbasierte Schaltung, auf welcher die Mikrowellensignale geführt werden, stets in der gleichen räumlichen Position

innerhalb des Hohlleiters gehalten ist, so dass sich die Mikrowellensignale optimal ausbreiten können. Die

Befestigungselemente selbst werden zwischen beiden

Segmenten eingequetscht, so dass kein mechanisches Spiel möglich ist, wodurch eine sehr einfache Montage möglich ist, wobei gleichzeitig die mechanische Stabilität der substratbasierten Schaltung insbesondere des

Trägersubstrats gewährleistet ist. Unter Einquetschen wird hier verstanden, dass die Dicke des eingequetschten Teils des Befestigungselements nach dem Montagevorgang geringer ist, als vor dem Montagevorgang. Schlussendlich besteht bei dem erfindungsgemäßen

Hohlleiter ein Vorteil, wenn zumindest ein

Hohlleitersegment eine Ausnehmung aufweist, wobei die Ausnehmung senkrecht zu dem zumindest einen

Antennenelement angeordnet ist, wodurch dem zumindest einen Antennenelement ein Mikrowellensignal zuführbar ist Auf diese Art kann der substratbasierten Schaltung sehr einfach ein Mikrowellensignal zugeführt werden, welches innerhalb eines Hohlleiters transportiert wird.

Verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung

beispielhaft beschrieben. Gleiche Gegenstände weisen dieselben Bezugszeichen auf. Die entsprechenden Figuren der Zeichnung zeigen im Einzelnen:

Fig. 1A ein Ausführungsbeispiel einer Schichtstruktur aus der das erfindungsgemäße Trägersubstrat mit einer darauf angeordneten Schaltung geschaffen wird;

Fig. 1B die Schichtstruktur, bei welcher eine

Kontaktschicht strukturiert wird; Fig. IC die Schichtstruktur, bei welcher eine unter der

Kontaktschicht freiliegende Haftschicht

strukturiert wird;

Fig. 1D die Schichtstruktur, bei welcher die

freiliegende Kontaktschicht, die teilweise freiliegende Haftschicht und ein teilweise freiliegendes Trägersubstrat mit einer Lötstoppschicht überzogen werden; Fig. IE die Schichtstruktur, bei welcher die

Lötstoppschicht strukturiert wird;

Fig. 1F die Schichtstruktur, bei welcher ein äußerer

Rand des Trägersubstrats entfernt wird, sodass ein darunterliegender zweiter Opferträger zum

Vorschein kommt; die Schichtstruktur, bei welcher der freigelegte zweite Opferträger, das freigelegte

Trägersubstrat, sowie die freigelegte

Haftschicht, die freigelegte Kontaktschicht und die außen liegende Lötstoppschicht mit einer weiteren Haftschicht überzogen werden; die Schichtstruktur, bei welcher die weitere Haftschicht mit einer weiteren Kontaktschicht überzogen wird; die Schichtstruktur, bei welcher die weitere Haftschicht und die weitere Kontaktschicht derart strukturiert wird, dass die weitere

Haftschicht und die weitere Kontaktschicht einzig an den Stellen stehen bleibt, an denen die Befestigungselemente am äußeren Bereich des Trägersubstrats und auf dem zweiten Opferträger gebildet sein sollen, und an den Stellen, an denen die Umrandung auf dem zweiten Opferträger gebildet sein soll, die alle

Befestigungselemente über Stege miteinander verbindet ; die Schichtstruktur, bei welcher ein erster Opferträger entfernt worden ist; die Schichtstruktur, bei welcher ein zweiter Opferträger entfernt worden ist; die Schichtstruktur, bei welcher zumindest ein Teil der auf dem entfernten zweiten Opferträger angeordneten Haftschicht entfernt worden ist; ein weiteres Ausführungsbeispiel einer

Schichtstruktur, bei dem zwischen der

Kontaktschicht und der weiteren Kontaktschicht eine Lötstoppschicht und/oder die weitere Haftschicht eingeschlossen sind, wodurch eine Kapazität ausbildet wird; ein Ausführungsbeispiel einer Draufsicht auf das erfindungsgemäße Trägersubstrat mit einer

Leiterbahn und einer Auflagefläche für ein elektrisches Bauelement; ein weiteres Ausführungsbeispiel einer

Draufsicht auf das erfindungsgemäße

Trägersubstrat mit einer aufgebrachten

Schaltungsstruktur, welches neben vier

Befestigungselementen auch eine Umrandung zeigt, die die vier Befestigungselemente über jeweils zwei Stege miteinander verbindet; ein Ausführungsbeispiel einer Draufsicht auf das erfindungsgemäße Trägersubstrat mit einer aufgebrachten Schaltungsstruktur, welches vier Befestigungselemente aufweist, deren Stege mittels eines Lasers abgetrennt wurden; ein Ausführungsbeispiel einer räumlichen Ansicht eines erfindungsgemäßen Hohlleiters, der aus zwei Segmenten besteht, in die das

erfindungsgemäße Trägersubstrat mit der

aufgebrachten Schaltungsstruktur eingesetzt wird; ein weiteres Ausführungsbeispiel einer weiteren räumlichen Ansicht des erfindungsgemäßen

Hohlleiters, der aus zwei Segmenten besteht, in die das erfindungsgemäße Trägersubstrat mit der aufgebrachten Schaltungsstruktur eingesetzt wird; ein Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des Trägersubstrats; ein weiteres Ausführungsbeispiel eines

Flussdiagramms für das erfindungsgemäße

Verfahren, welches den Aufbau der

Schichtstruktur erläutert; ein weiteres Ausführungsbeispiel eines

Flussdiagramms für das erfindungsgemäße

Verfahren, welches den Aufbau der

Schichtstruktur erläutert; ein weiteres Ausführungsbeispiel eines

Flussdiagramms für das erfindungsgemäße

Verfahren, welches das Strukturieren der

Schaltung erläutert; ein weiteres Ausführungsbeispiel eines

Flussdiagramms für das erfindungsgemäße

Verfahren, welches das Passivieren der

Oberfläche in der Nähe einer Aufnahmefläche erläutert ; ein weiteres Ausführungsbeispiel eines

Flussdiagramms für das erfindungsgemäße

Verfahren, welches das Entfernen von

Opferträgern erläutert; ein weiteres Ausführungsbeispiel eines

Flussdiagramms für das erfindungsgemäße

Verfahren, welches die Herstellung von

Befestigungselementen erläutert ; ein weiteres Ausführungsbeispiel eines

Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren, welches das Ausschneiden der

substratbasierten Schaltung erläutert; und

Fig. 51 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines

Flussdiagramms für das erfindungsgemäße

Verfahren, welches die Herstellung einer

Kapazität auf einer Substratschicht erläutert.

Fig. 1A zeigt eine Schichtstruktur 1, aus der die

erfindungsgemäße Trägerstruktur 2 mit einer darauf

angeordneten Schaltung geschaffen wird. Die

Schichtstruktur 1 besteht aus einem handelsüblichen Wafer, der bevorzugt aus Silizium (Si) hergestellt ist. Bei der Si-Schicht handelt es sich bevorzugt um eine erste

Opferschicht 3, wie im späteren Verlauf noch erläutert wird. Der Silizium-Wafer kann dabei eine Größe von z. B. 2 Zoll oder größer aufweisen.

Auf die erste Opferschicht 3 wird bevorzugt eine zweite Opferschicht 4 aufgebracht. Die zweite Opferschicht 4 besteht bevorzugt aus Siliziumoxid (SiO ) . Auf die zweite

Opferschicht 4 wird das spätere freistehende

Trägersubstrat 2 aufgetragen. Bei dem Trägersubstrat 2 handelt es sich bevorzugt um Silizumnitrit (S13N ₄ ) oder um Diamant. Die Auswahl des jeweiligen Materials wird im Speziellen dabei durch die konkreten elektrischen,

thermischen und mechanischen Beanspruchungen definiert. Auf das Trägersubstrat 2 wird eine Haftschicht 5

aufgetragen. Die Haftschicht 5 besteht dabei bevorzugt aus Titan (Ti) oder Titanwolfram (TiW) und/oder Chrom (Cr) . Diese Haftschicht kann beispielsweise durch einen

Abscheidevorgang aufgetragen werden. Auf die Haftschicht 5 wird im Anschluss daran eine

Kontaktschicht 6 aufgetragen. Die Kontaktschicht 6 besteht bevorzugt aus Gold. Die Dicke der Kontaktschicht 6 beträgt z. B. 100 nm bis zu 500 nm . Die Dicke der Haftschicht beträgt bevorzugt 10 nm bis 50 nm . Die Dicke des Trägersubstrats beträgt bevorzugt 1 ym bis 20 ym, weiter bevorzugt 5 ym bis 20 ym. Das

Trägersubstrat 2 ist daher deutlich dünner, als die üblichen keramischen Schaltungsträger oder die einzelnen Schichten einer Leiterplatte, die aus jeweils einzelnen miteinander verklebten Folien bestehen. Die Schichtdicke für den ersten Opferträger 3 und den zweiten Opferträger 4 wird dabei derart gewählt, dass das Prozessieren möglichst fehlerunanfällig erfolgt.

Die Schichtstruktur 1 selbst kann dabei eine beliebige Form annehmen. Denkbare Formen sind z. B. Rechtecke, Quadrate oder L-förmige Ausformungen, es sind aber auch Kreis- oder Ellipsensegmente realisierbar. Es bestehen auch keine Begrenzungen in der Länge und in der Breite der Schichtstruktur 1, aus welcher später das Trägersubstrat 2 hervorgeht . Fig. 1B zeigt die Schichtstruktur, bei welcher die

Kontaktschicht 6 strukturiert ist. Gut zu erkennen ist, dass die Kontaktschicht 6 entfernt ist, mit Ausnahme von dem Teil, der die zumindest eine Leiterbahn 7 und/oder das zumindest eine Antennenelement 8 bildet oder dem Teil, der als Auflagefläche 9 von zumindest einem elektrischen

Bauelement 10 ausgebildet ist. Die Kontaktschicht 6 wird dabei mittels Fotolithographie und nasschemischen

Ätzschritten strukturiert. Gut zu erkennen sind noch Rückstände eines Fotolacks Iii auf dem nicht entfernten Teil der Kontaktschicht 6.

Fig. IC zeigt die Schichtstruktur 1, bei welcher eine unter der Kontaktschicht 6 freiliegende Haftschicht 5 strukturiert wird. Dabei wird die Haftschicht 5 entfernt, mit der Ausnahme eines ersten Teils 5i, der unter den Teil der Kontaktschicht 6 liegt, auf dem die zumindest eine Leiterbahn 7 und/oder das zumindest eine Antennenelement 8 gebildet ist. Außerdem kann optional der Teil der

Haftschicht 5 entfernt werden, mit Ausnahme zumindest eines zweiten Teils 5 ₂ , der einen definierten Abstand zu einer Auflagefläche 9 auf der Kontaktschicht 6 aufweist, die zur Aufnahme von zumindest einem elektrischen

Bauelement 10 ausgebildet ist. Der zweite Teil 5 ₂ der

Haftschicht 5 stellt dabei die Haftvermittlung zu einer Lötstoppschicht oder dem Dielektrikum eines Kondensators dar, wie im Folgenden noch erläutert wird. Gut zu erkennen ist ebenfalls ein Fotolack II ₂ , welcher sich auf den zweiten Teil 5 ₂ der Haftschicht 5, sowie auf der übrig gebliebenen Kontaktschicht 6 befindet. Dieser Fotolack II ₂ kann im Folgenden einfach abgewaschen werden. Der Einsatz weiterer Fotolacke wird aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit in den weiteren

Strukturierungsschritten nicht mehr gezeigt. Das

Trägersubstrat 2, sowie der erste und zweite Opferträger 3, 4 sind noch unverändert. Fig. 1D zeigt die Schichtstruktur 1, bei welcher die freiliegende Kontaktschicht 6, die teilweise freiliegende Haftschicht 5 und ein teilweise freiliegendes

Trägersubstrat 2 mit einer Lötstoppschicht 12 überzogen sind. Dabei wird das Trägersubstrat 2 zusammen mit dem zweiten Teil 5 ₂ der Haftschicht 5 und der Kontaktschicht 6 mit der Lötstoppschicht 12 überzogen. Eine solche

Lötstoppschicht, die auch als Lötstopplack bezeichnet wird, dient einerseits zum Schutz vor Korrosionen und mechanischer Beschädigung und verhindert andererseits beim Löten das Benetzen der mit ihm überzogenen Flächen auf der Leiterplatte mit Lötzinn. Die Lötstoppschicht besteht dabei bevorzugt aus S1 ₃ N ₄ und weist eine Dicke von z. B. 500 nm bis z. B. 1500 nm auf. Andere Materialien und andere Dicken, insbesondere zur Einstellung einer Kapazität, wie noch erläutert wird, sind ebenfalls möglich.

Fig. IE zeigt die Schichtstruktur 1, bei welcher die

Lötstoppschicht 12 strukturiert wird. Dabei wird die

Lötstoppschicht 12 mit Ausnahme der Bereiche entfernt, die zumindest teilweise auf dem zweiten Teil 5 ₂ der

Haftschicht 5 liegen und/oder die in einem Bereich

zwischen dem zweiten Teil 5 ₂ der Haftschicht 5 und der Auflagefläche 9 liegen und/oder die zumindest teilweise auf der Auflagefläche 9 liegen. Gut zu erkennen ist in dem Beispiel aus Fig. IE, dass die Lötstoppschicht 12 im

Bereich der Auflagefläche 9 teilweise entfernt wurde. Dies erlaubt das Festlöten eines elektrischen Bauelements 10 auf der Auflagefläche 9. Gut zu erkennen ist ebenfalls, dass die Bereiche zwischen dem zweiten Teil 5 ₂ der

Haftschicht 5 und der Auflagefläche 9 niedriger sind und eine Art Mulde bilden, die später zur Aufnahme des durch den Lötvorgangs verflüssigten Materials der

Lötstoppschicht 12 dienen, so dass das elektrische

Bauelement 10 optimal festgelötet werden kann.

Für den Fall, dass keine Lötbarrieren in Form eines zweiten Teils 5 ₂ der Haftschicht 5 benötigt werden, können diese auch weggelassen werden. Dies ist insbesondere neben der als Leiterbahn 7 ausgebildeten Kontaktschicht 6 oder neben der als Antennenelement 8 ausgebildeten

Kontaktschicht 6 möglich. In diesem Fall ist die zumindest eine Leiterbahn 7 und/oder das zumindest eine

Antennenelement 8 bevorzugt vollständig mit der

Lötstoppschicht 12 bedeckt, was zu einer Passivierung der Oberfläche führt und gegen Korrosion schützt. Auch wenn Fig. IE aus Gründen der Kompaktheit ein Auftragen der S1 _{3 4} Lötstoppschicht 12 auf das S1 ₃ N ₄ Trägersubstrat 2 zeigt, befindet sich zwischen beiden Schichten noch eine nicht dargestellte Trennschicht, die in Fig. IE bereits entfernt wurde.

Nicht dargestellt ist, dass die nicht von der

Lötstoppschicht 12 bedeckte Auflagefläche 9 durch das Aufbringen einer zusätzlichen Kontaktschicht, die

bevorzugt ebenfalls aus Gold gebildet ist, wieder derart aufgefüllt werden kann, dass die Höhe der Auflagefläche 9 der Höhe der Lötstoppschicht 12 entspricht, so dass das elektrische Bauelement 10 optimal ausgerichtet und

verlötet werden kann. Das Trägersubstrat 2, sowie der erste und zweite Opferträger 3, 4 sind in Fig. IE nicht verändert worden. Fig. 1F zeigt die Schichtstruktur 1, bei welcher ein äußerer Rand 15 des Trägersubstrats 2 entfernt worden ist, so dass ein darunterliegender zweiter Opferträger 4 zum Vorschein kommt. Die Breite des Rands 15 kann dabei beliebig gewählt werden. Bevorzugt befindet sich der Rand 15 an allen Seiten des Trägersubstrats 2, unabhängig davon, welche Form das Trägersubstrat 2 letztlich

aufweist. Die Breite des Rands kann z. B. weniger als 1 mm oder weniger als 700 ym oder weniger als 500 ym betragen. Fig. IG zeigt die Schichtstruktur 1, bei welcher der freigelegte zweite Opferträger 4, das freigelegte

Trägersubstrat 2, die freigelegte Haftschicht 5, die freigelegte Kontaktschicht 6 und die außen liegende

Lötstoppschicht 12 mit einer weiteren Haftschicht 16 überzogen werden. Die weitere Haftschicht 16 ist dabei bevorzugt aus einem der Materialien ausgewählt, aus dem die Haftschicht 5 besteht. Daher weist die weitere

Haftschicht 16 die gleiche Schraffur auf, wie die

Haftschicht 5. Materialien für die weitere Haftschicht 16 können z. B. Titan, Titanwolfram oder Chrom sein.

Fig. 1H zeigt die Schichtstruktur 1, bei welcher die weitere Haftschicht 16 mit einer weiteren Kontaktschicht 17 überzogen ist. Die weitere Kontaktschicht 17 besteht dabei bevorzugt aus dem gleichen Material, aus dem bereits die Kontaktschicht 6 besteht. Bevorzugt besteht die weitere Kontaktschicht 17 daher aus Gold. Die Dicke der weiteren Haftschicht 16 liegt in einem Bereich von 10 nm bis 50 nm . Die Dicke der weiteren Kontaktschicht 17 liegt in einem Bereich von z. B. 500 nm bis 3 ym. Dieser Bereich ist einstellbar. In den Zeichnungsfiguren sind die

Übergänge dieser weiteren Schichten sprunghaft

dargestellt. In Wirklichkeit handelt es sich bei den

Übergängen um weiche abgerundete Übergänge.

Fig. II zeigt die Schichtstruktur 1, bei welcher die weitere Haftschicht 16 und die weitere Kontaktschicht 17 derart strukturiert werden, dass die weitere Haftschicht 16 und die weitere Kontaktschicht 17 einzig an den Stellen stehen bleiben, an denen die Befestigungselemente 20 am äußeren Bereich des Trägersubstrats 2 und auf dem zweiten Opferträger 4 gebildet sein sollen und an den Stellen, an denen die Umrandung 21 gebildet sein soll, die alle Befestigungselemente 20 über Stege 22 verbindet. Daher bleiben die weitere Haftschicht 16 und die weitere

Kontaktschicht 17 auch an den Stellen stehen, die später die Stege 22 bilden. Ein entsprechender Aufbau ist in Fig. 3A gezeigt und wird noch erläutert. Es ist ebenfalls möglich, dass in einem ersten Schritt einzig die weitere Kontaktschicht 17 entfernt wird, wohingegen in einem darauffolgenden Schritt die weitere Haftschicht 16 entfernt wird. Die Entfernung der weiteren

Kontaktschicht 17 und der weiteren Haftschicht 16 gelingt mittels Fotolithographie und nasschemischen Ätzschritten.

Fig. 1J zeigt die Schichtstruktur 1, bei welcher ein erster Opferträger 3 entfernt worden ist. Der erste

Opferträger 3, welcher bevorzugt aus Silizium besteht, kann durch Unterätzen z. B. mittels Kaliumhydroxid bei einer Temperatur von z. B. 80 °C entfernt werden.

Fig. 1K zeigt die Schichtstruktur 1, bei welcher ein zweiter Opferträger 4 entfernt worden ist. Damit sind alle Opferträger 3 und 4 entfernt worden.

Fig. IL zeigt die Schichtstruktur 1, bei welcher zumindest ein Teil der auf dem entfernten zweiten Opferträger 4 angeordneten Haftschicht 16 entfernt worden ist. Eine

Draufsicht auf die Schichtstruktur 1, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, kann Fig. 3A entnommen werden, die noch ausführlich erläutert wird. Fig. 2A zeigt die Schichtstruktur 1, bei welcher durch die die Kontaktschicht 6 und die weitere Kontaktschicht 17, zwischen denen die Lötstoppschicht 12 und/oder die weitere Haftschicht 16 eingeschlossen sind, eine Kapazität bzw. ein Kondensator ausgebildet ist. Hierzu wird bevorzugt in Fig. IC die Kontaktschicht 6 auf dem zweiten Teil 5 ₂ der Haftschicht 5 stehen gelassen und sichergestellt, dass die Kontaktschicht 6 über dem zweiten Teil 5 ₂ der Haftschicht 5 auch mit dem Teil der Kontaktschicht 6 elektrisch leitend verbunden ist, der die Leiterbahn 7 bildet. In dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 2A gibt es daher keine

Unterbrechung zwischen dem ersten Teil 5i der Haftschicht 5 und dem zweiten Teil 5 ₂ der Haftschicht 5. Im Anschluss daran wird die Lötstoppschicht 12, wie in Fig. 1D und in Fig. IE gezeigt, entsprechend aufgetragen. Im weiteren

Verlauf kann über der Lötstoppschicht 12 noch die weitere Haftschicht 16 aufgetragen werden, wobei auf die weitere Haftschicht 16 die weitere Kontaktschicht 17 aufgetragen wird, wodurch eine Kapazität gebildet wird. Die Kapazität wird zwischen der sich überlappenden Fläche der

Kontaktschicht 6 und der weiteren Kontaktschicht 17 gebildet. Die Höhe der Kapazität kann durch die Größe der sich überlappenden Fläche und/oder durch die Dicke des Dielektrikums, welches durch die Lötstoppschicht 12 und/oder die weitere Haftschicht 16 zwischen der

Kontaktschicht 6 und der weiteren Kontaktschicht 17 gebildet ist, eingestellt werden.

Die weitere Kontaktschicht 17, ist in diesem Fall

elektrisch leitend mit dem Befestigungselement 20

verbunden. Die Kontaktschicht 6 bildet, wie später noch ausführlich erläutert wird, die zumindest eine Leiterbahn 7 und/oder das zumindest eine Antennenelement 8. Fig. 2B zeigt eine Draufsicht auf das Trägersubstrat 2 mit einer Leiterbahn 7 und einer Auflagefläche 9 für ein elektrisches Bauelement 10. Gut zu erkennen ist, dass die Auflagefläche 9 von einer Lötstoppschicht 12 umgeben ist, die dafür sorgt, dass das Lötmittel (z. B. Lötzinn) nicht in unkontrollierten Bahnen abfließt, wodurch reproduzierbare Lötstellen erhalten werden können. Die Leiterbahn 7 kann eine Strukturbreite von z. B. weniger als 50 ym, bevorzugt weniger als 20 ym aufweisen. Die Auflagefläche ist daher nicht maßstabsgetreu.

Die Wirkung der Haftschicht als Lötstopp entfaltet sich nicht als mechanische Barriere, sondern durch die

Verhinderung einer Benetzung/Legierung mit dem Gold der Kontaktschicht. Der zweite Teil 52 der Haftschicht 5 fungiert daher als Lötbarriere. Die Leiterbahn 7, welche durch die Kontaktschicht 6 gebildet ist, ist von einer weiteren Massefläche 25 elektrisch getrennt. Bei der weiteren Massefläche 25 kann es sich ebenfalls bereits um Teile des Befestigungselements 20 handeln.

Fig. 3A zeigt eine Draufsicht eines Ausführungsbeispiels auf das erfindungsgemäße Trägersubstrat 2 mit einer aufgebrachten Schaltungsstruktur, welches neben vier

Befestigungselementen 20 auch eine Umrandung 21 zeigt, die die vier Befestigungselemente jeweils über z. B. zwei Stege 22 miteinander verbindet (oder mehr oder weniger) . Gut zu erkennen ist, dass das Trägersubstrat 2 eine rechteckige Form aufweist. An jeweils zwei Seiten des Trägersubstrats 2 befinden sich jeweils zwei

Befestigungselemente 20. Diese sind bevorzugt parallel zur Leiterbahn ausgebildet. Die Figuren 1A bis IL zeigen einen Schnitt durch die Achse A. Jedes Befestigungselement 20 ist über je zwei Stege 22 mit einer äußeren Umrandung 21 verbunden. Der Abstand zwischen der äußeren Umrandung 21 und dem Trägersubstrat 20 kann beliebig gewählt werden.

Gut zu erkennen sind ebenfalls zwei Antennenelemente 8 und die dazugehörigen Leitungsstrukturen. Ebenfalls sind zwei Filter 30 dargestellt, die das hochfrequente

Mikrowellensignal entsprechend filtern. Das Trägersubstrat 2 kann jede beliebige Form haben. Diese Form wird, wie in Fig. 3A gezeigt, von einer Umrandung 21 umschlossen, wobei die Umrandung 21 einzig über die Befestigungselemente 20 mit dem Trägersubstrat 2 verbunden ist. Die Anzahl der Befestigungselemente 20 ist nicht auf vier beschränkt, sondern kann eine beliebige Anzahl aufweisen. Je nach Dicke des Trägersubstrats 2 werden mehr oder weniger

Befestigungselemente 20 benötigt. Die Form und die Breite des Trägersubstrats 2 führen ebenfalls dazu, dass eine unterschiedliche Anzahl an Befestigungselementen 20 benötigt werden. Die Befestigungselemente 20 verleihen dem Trägersubstrat 2, welches bevorzugt weniger als 20 ym dünn ist, eine hervorragende mechanische Stabilität.

Gleichzeitig erlauben die Befestigungselemente 20, dass überschüssige Wärmeenergie über diese an eine

entsprechende Wärmesenke, z. B. in Form eines Gehäuses, abgeführt werden können. Dieser Sachverhalt wird zu den Fig. 4A und 4B noch beschrieben. Die substratbasierte

Schaltung 31, welche in Fig. 3A dargestellt ist, ist das Endprodukt der in den Figuren 1A bis IL beschriebenen Schritte . Fig. 3B zeigt eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes

Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Trägersubstrat 2 mit einer aufgebrachten Schaltungsstruktur, welches vier Befestigungselemente 20 aufweist, deren Stege 22 bevorzugt mittels eines Lasers abgetrennt wurden. Gut zu erkennen ist die substratbasierte Schaltung 31, die durch Loslösung des Rahmens 21, also der Umrandung 21, mittels

Durchtrennen der Stege 22 aus Fig. 3A entstanden ist. Die Auflagefläche 9 kann dabei vor Durchtrennen der Stege 22 mittels des Lasers bereits mit dem elektronischen Bauelement 10 bestückt werden. Es ist allerdings auch möglich, dass das elektronische Bauelement 10 erst dann bestückt wird, wenn die Stege 22 und die Umrandung 21 bereits entfernt worden sind.

Der Bereich der Leiterbahn 7, welcher sich am Rand der substratbasierten Schaltung 31 befindet, kann dazu

verwendet werden, um der substratbasierten Schaltung 31 eine Vorspannung (engl. BIAS) zuzuführen.

Gut zu erkennen ist bei der substratbasierten Schaltung 31 in Fig. 3B das Trägersubstrat 2, wobei das Trägersubstrat 2 mit einer Lötstoppschicht 12 überzogen ist. Davor ist allerdings auf dem Trägersubstrat 2 eine Haftschicht 5 ausgebildet, wobei auf zumindest einem ersten Teil 5i der Haftschicht 5 eine Kontaktschicht 6 ausgebildet, die zumindest eine Leiterbahn 7 und/oder zumindest ein

Antennenelement 8 bildet. Dabei weist das Trägersubstrat 2 zumindest ein Befestigungselement 20 auf, welches am äußeren Bereich des Trägersubstrats 2 abgeschieden ist und über den äußeren Bereich des Trägersubstrats 2

hinaussteht. Unter abgeschieden wird hier verstanden, dass es sich dabei um eine mechanisch stabile nichtlösbare Verbindung handelt, wie dies in den Fig. 1A bis IL

beschrieben worden ist. Die Abscheidung kann z. B. durch ein physikalisches PVD- oder chemisches CVD-Verfahren erfolgen. Die Befestigungselemente 20 können noch durch ein galvanisches Verfahren verstärkt werden. Der äußere Bereich des Trägersubstrats 2 ist dabei frei wählbar.

Bevorzugt ist der äußere Bereich kleiner als 300 ym, besonders bevorzugt sogar kleiner als 200 ym oder sogar kleiner als 100 ym. Die Frequenzen des Mikrowellensignals, welches über zumindest ein Antennenelement 1 auf die substratbasierte Schaltung 31 eingekoppelt wird, beträgt z. B. mindestens 100 GHz und reicht z. B. hin bis zu 2 THz .

Das zumindest eine Befestigungselement 20 ist dabei bevorzugt aus dem gleichen Material gebildet, aus dem auch die Kontaktschicht 6 besteht. Bei diesem Material handelt es sich bevorzugt um Gold. Der Bereich, an dem das

zumindest eine Befestigungselement 20 mit dem

Trägersubstrat 2 verbunden ist, umfasst noch eine weitere Haftschicht 16, die zwischen dem Trägersubstrat 2 und dem Befestigungselement 20 angeordnet ist. Gut zu erkennen ist außerdem, dass zumindest ein Teil der Kontaktschicht 6 als Auflagefläche 9 zur Aufnahme eines elektronischen Bauelements 10 ausgebildet ist. Wie bereits erläutert, befindet sind in einem definierten Abstand, der einstellbar ist, zu der Auflagefläche 9 ein zweiter Teil 52 der Haftschicht 5, wobei der zweite Teil 52 der

Haftschicht 5 zumindest teilweise mit einer

Lötstoppschicht 12 versehen ist. Der Bereich zwischen dem zweiten Teil 52 der Haftschicht 5 und der Auflagefläche 9 ist ebenfalls mit einer Lötstoppschicht 12 versehen.

Gleiches gilt außerdem für zumindest einen Teil der

Auflagefläche 9. Es ist ebenfalls möglich, dass auf eine Fläche zwischen der Haftschicht 5, wobei bevorzugt der zweite Teil 52 oder ein weiterer Teil der Haftschicht 5 verwendet wird und der Lötstoppschicht 12 eine

Kontaktschicht 6, 17 ausgebildet ist und dass auf einer gleichgroßen weiteren Fläche auf der Lötstoppschicht 12 ebenfalls eine Kontaktschicht 6, 17 ausgebildet ist, wobei beide Kontaktschichten 6, 17 nicht elektrisch leitend miteinander verbunden sind und mit dem zumindest einem Befestigungselement 20 oder mit der zumindest einen

Leiterbahn 7 verbunden sind, wodurch ein Kondensator gebildet ist. Die Höhe der Kapazität kann durch die Dicke der Lötstoppschicht 12 und der Fläche der strukturierten Kontaktschichten 6, 17 eingestellt werden.

Fig. 4A zeigt eine räumliche Ansicht eines

Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Hohlleiters 40, der aus zwei Segmenten 41i, 41 ₂ besteht, in die das erfindungsgemäße Trägersubstrat 2, also die

substratbasierte Schaltung 31 mit der aufgebrachten

Schaltungsstruktur, eingesetzt wird. Gut zu erkennen ist, dass der Hohlleiter 40 aus zwei fest miteinander

verbindbaren Hohlleitersegmenten 41i, 41 ₂ geformt wird. Ein erstes Hohlleitersegment 41i kann dabei fest mit einem zweiten Hohlleitersegment 41 ₂ über eine nicht dargestellte Schraubverbindung und/oder Schweißverbindung verbunden werden. Bevorzugt weist jedes Hohlleitersegment 41i, 41 ₂ eine Nut 42i, 42 ₂ auf, wobei das zumindest eine

Befestigungselement 20 zwischen beiden Segmenten 41i, 41 ₂ eingepresst ist, so dass die substratbasierte Schaltung 31 zentral innerhalb das sich aus beiden Nuten 41i, 41 ₂ gebildeten Hohlleiters 40 angeordnet ist. Die Tiefe der jeweiligen Nut 42i, 42 ₂ kann dabei von der jeweiligen Betriebsfrequenz abhängen. Je höher die Betriebsfrequenzen sind, desto weniger tief müssen die Nuten ausgebildet sein .

Gut zu erkennen ist ebenfalls ein elektrisches Bauelement 10, welches auf der Auflagefläche 9 montiert und mit der zumindest einen elektrischen Leiterbahn 7 elektrisch leitend verbunden ist. Bei dem zumindest einen

elektrischen Bauelement 10 kann es sich z. B. um einen Mischer handeln. Gut zu erkennen ist außerdem, dass die substratbasierte Schaltung 31 vier Befestigungselemente 20 aufweist, wobei ein Teil mittels Befestigungselements 20 über den Rand des Trägersubstrats 2 hinaussteht. Dieser Teil jedes

Befestigungselements 20, welcher über den Rand des

Trägersubstrats 2 hinaussteht, wird zwischen beiden

Segmenten 41i, 41 ₂ , eingeklemmt, nachdem diese fest miteinander verbunden sind. Jede Nut 42i, 42 ₂ ist dabei mindestens genauso breit wie das Trägersubstrat 2.

Gut zu erkennen ist ebenfalls, dass zumindest ein

Hohlleitersegment 41i, 41 ₂ zumindest eine Ausnehmung 43i, 43 ₂ aufweist, wobei die zumindest eine Ausnehmung 43i, 43 ₂ senkrecht (oder nicht gezeigt waagrecht) zu dem zumindest einen Antennenelement 8 angeordnet ist, wobei dem

zumindest einen Antennenelement 8 dadurch ein

Mikrowellensignal über die zumindest eine Ausnehmung 43i, 43 ₂ zuführbar ist. Die zumindest eine Ausnehmung 43i, 43 ₂ bildet dabei selbst einen Hohlleiter. Die senkrechte

Ausrichtung ist z. B. durch die gestrichelte Linie

dargestellt. Ein Mikrowellensignal kann dabei über z. B. die erste Ausnehmung 43i einem Antennenelement 8 zugeführt werden. Über das Antennenelement 8 koppelt das

Mikrowellensignal auf die zumindest eine Leiterbahn 7 ein und wird von dem elektronischen Bauelement 10

weiterverarbeitet und z. B. in seiner Frequenz

heraufgesetzt. Über das weitere Antennenelement 8, welches ebenfalls elektrisch leitend mit dem elektronischen

Bauelement 10 verbunden ist, kann das in seiner Frequenz heraufgesetzte Mikrowellensignal über die zweite

Ausnehmung 43 ₂ aus dem Hohlleiter 40 herausgeführt werden. Ein solcher Hohlleiter 40 kann beispielsweise dazu

verwendet werden um Radarsignale für Wettersatteliten zu erzeugen, die eine sehr hohe Frequenz aufweisen. Fig. 4B zeigt eine weitere räumliche Ansicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels des

erfindungsgemäßen Hohlleiters 40, der aus zwei Segmenten 41i, 41 ₂ besteht, in die das erfindungsgemäße

Trägersubstrat 3 mit der aufgebrachten Schaltungsstruktur eingesetzt wird. Gut zu erkennen ist, wie zumindest ein Teil der Befestigungselemente 20 auf einer Oberfläche des zweiten Segmentes 41 ₂ des Hohlleiters 40 aufliegt. Über diesen Teil des Befestigungselements 20 wird die

substratbasierte Schaltung nach Verbinden der beiden

Hohlleitersegmente 41i, 41 ₂ fest und vor allem stabil in Position zentral innerhalb des gebildeten Hohlleiters 40 gehalten. Dadurch, dass beide Segmente 41i, 41 ₂ fest miteinander verbunden sind, kann über die

Befestigungselemente 20 ebenfalls eine elektrische

Kontaktierung mit der Gehäusemasse des Hohlleiters 40 stattfinden. Der Hohlleiter 40 kann dadurch als Wärmesenke dienen, um überschüssige Wärmeenergie aufzunehmen.

Es ist ebenfalls möglich, dass die Oberfläche des ersten Hohlleitersegments 41i und die Oberfläche des zweiten

Hohlleitersegments 41 ₂ , die sich teilweise berühren und zwischen denen ein Teil der Befestigungselemente 20 eingelegt sind, eine Kontur bzw. Profil aufweisen, wobei die Kontur bzw. das Profil der entsprechenden Oberfläche des ersten Hohlleitersegments 41i invers zu der Kontur bzw. dem Profil der entsprechenden Oberfläche des zweiten Hohlleitersegments 41 ₂ ist, sodass die Oberfläche des ersten Hohlleitersegments 41i in die Oberfläche des zweiten Hohlleitersegments 41 ₂ greift und umgekehrt. Dadurch werden die Befestigungselemente 20 noch effektiver mit dem Hohlleiter verpresst.

Fig. 5A zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren. In einem ersten

Verfahrensschritt Si wird zumindest ein

Befestigungselement 20 durch einen Abscheidevorgang an einem äußeren Bereich des Trägersubstrats 2 aufgebracht, wobei das zumindest eine Befestigungselement über den äußeren Bereich des Trägersubstrats 2 hinaussteht. Zum Abscheiden des Befestigungselements 20 eignen sich alle bekannten Abscheideverfahren wie z. B. PVD (engl, physical vapor deposition; dt. physikalische Vakuum-Abscheidung) und Galvanik. Die Befestigungselemente 20 werden dabei auch Beamleads bezeichnet.

Fig. 5B zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiels eines Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren, welches den Aufbau der Schichtstruktur 1 näher erläutert. In einem zweiten Verfahrensschritt S2 wird das Trägersubstrat 2 auf zumindest einem Opferträger 3, 4 aufgebracht. Im Anschluss daran wird in einem Verfahrensschritt S ₃ eine Haftschicht 5 auf das Trägersubstrat 2 aufgebracht. Im Anschluss daran wird in dem Verfahrensschritt S ₄ eine Kontaktschicht 6 auf der Haftschicht 7 und/oder dem zumindest einen

Antennenelement 8 gebildet. In einem weiteren

Verfahrensschritt S5 wird die zumindest eine Leiterbahn 7 und/oder das zumindest eine Antennenelement 8

strukturiert. Das Trägersubstrat 2 besteht dabei bevorzugt aus S1 ₃ N ₄ oder Diamant in der gewünschten Dicke. Die

Haftschicht 5 besteht bevorzugt aus Titan, Titanwolfram oder Chrom. Die Kontaktschicht 6 ist bevorzugt aus Gold gebildet. Die Leiterbahnen 7 haben bevorzugt eine Breite von z. B. weniger als 50 ym, weiter bevorzugt weniger als 20 ym. Der Verfahrensschritt S5 ist in den Fig. 1B und IC dargestellt .

Fig. 5C zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines

Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren, welches den Aufbau der Schichtstruktur 1 erläutert. Bevorzugt weist der Verfahrensschritt des Aufbringens des

Trägersubstrats S2 die nachfolgenden Unter- Verfahrensschritte auf. Hierzu gehört der

Verfahrensschritt S2 1, der das Aufbringen eines zweiten Opferträgers 4 auf einen ersten Opferträger 3 beinhaltet. Anstelle des Verfahrensschritts S2 1 oder in Ergänzung zu dem Verfahrensschritt S2 1 kann der Verfahrensschritt S2 2 ausgeführt werden. Innerhalb des Verfahrensschritts S2 2 wird das Trägersubstrat 2 auf dem zweiten Opferträger 4 aufgebracht. Bei dem ersten Opferträger 3 handelt es bevorzugt um Silizium. Bei dem zweiten Opferträger 4 handelt es sich bevorzugt um Si0 ₂ . Fig. 5D zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines

Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren, welches das Strukturieren der Schaltung erläutert. Der

Verfahrensschritt Strukturieren S5 weist hierzu bevorzugt die Verfahrensschritte S5 1 und S5 1 auf. Innerhalb des Verfahrensschritts S5 1 wird die Kontaktschicht 6 entfernt, mit Ausnahme von dem Teil, der die zumindest eine

Leiterbahn 7 und/oder das zumindest eine Antennenelement 8 bildet, bzw. dem Teil, das als Auflagefläche 9 von

zumindest einem elektrischen Bauelement 10 ausgebildet ist. Dieser Schritt ist in Fig. 1D dargestellt.

In dem Verfahrensschritt S5 2 wird die Haftschicht 5 entfernt, mit Ausnahme eines ersten Teils 5i, der unter dem Teil der Kontaktschicht 6 liegt, auf dem die zumindest eine Leiterbahn 7 und/oder das zumindest eine Antennenelement 8 ausgebildet ist. Alternativ dazu oder in Ergänzung dazu wird die Haftschicht 5 entfernt, mit

Ausnahme von zumindest einem zweiten Teil 52, der einen definierten Abstand zu der Auflagefläche 9 auf der

Kontaktschicht 6 aufweist, die zur Aufnahme von zumindest einem elektrischen Bauelement 10 ausgebildet ist. Diese Schritte sind in Fig. IC gezeigt. Fig. 5E zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines

Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren, welches das Passivieren der Oberfläche in der Nähe einer

Aufnahmefläche 9 erläutert. Hierzu werden innerhalb des Verfahrensschritts des Strukturierens S5 bevorzugt nach dem Verfahrensschritt S5 2 die Verfahrensschritte S5 3 und S5 4 ausgeführt. In dem Verfahrensschritt S5 3 wird das Trägersubstrat 2 zusammen mit dem zweiten Teil 52 der Haftschicht 5 und der Kontaktschicht 6 mit einer

Lötstoppschicht 12 überzogen. Dieser Sachverhalt ist in Fig. 1D dargestellt.

Innerhalb des Verfahrensschritts S5 4 wird die

Lötstoppschicht 12 entfernt, mit Ausnahme der Bereiche, die zumindest teilweise auf dem zweiten Teil 52 der

Haftschicht 5 liegen und/oder der Bereiche, die in einem Bereich zwischen dem zweiten Teil 52 der Haftschicht 5 und der Auflagefläche 9 liegen und/oder der Bereiche, die zumindest teilweise auf der Auflagefläche 9 liegen. Dieser Sachverhalt ist in Fig. IE dargestellt.

Fig. 5F zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines

Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren, welches das Entfernen der Opferträger 3, 4 erläutert. Hierzu werden nach Abschluss des Verfahrensschritts S5 die Verfahrensschritte S6 und S7 ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S6 werden alle Opferträger 3, 4

entfernt. Das Ablösen der Opferträger 3, 4 kann durch Unterätzen erfolgen.

Innerhalb des Verfahrensschritts S7 wird die auf dem zumindest einen entfernten Opferträger 3,4 angeordnete weitere Haftschicht 16 entfernt. Diese Sachverhalte sind in den Fig. 1J, 1K und IL gezeigt.

Fig. 5G zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines

Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren, welches die Herstellung der Befestigungselemente 20 erläutert. Hierzu werden bevorzugt innerhalb des Verfahrensschritts Si die Verfahrensschritte S _{1 lr} S _{1 2} , Si 3 und Si 4

ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts Si 1 wird ein Rand 15 des Trägersubstrats 2 entfernt. Dieser

Verfahrensschritt ist in Fig. 1F gezeigt. Im Anschluss daran wird der Verfahrensschritt Si 2

ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts Si 2 wird der in dem Verfahrensschritt Si 1 freigelegte zumindest eine Opferträger 3, 4 zusammen mit dem Trägersubstrat 2, welches die Haftschicht 5 und die Kontaktschicht 6 beinhaltet, mit einer weiteren Haftschicht 16 und mit einer weiteren Kontaktschicht 17 überzogen. Bei dem

Überziehen mit der weiteren Haftschicht 16 und mit der weiteren Kontaktschicht 17 handelt es sich ebenfalls um einen Abscheidevorgang. Diese Sachverhalte werden in

Fig. IG und Fig. 1H näher erläutert.

Im Anschluss daran wird der Verfahrensschritt Si 3

ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts Si 3 wird die weitere Haftschicht 16 und die weitere Kontaktschicht 17 entfernt, mit Ausnahme für den Bereich auf dem

Trägersubstrat 2, an denen keine Befestigungselemente 20 zur Stabilisierung ausgebildet werden sollen. Dieser

Sachverhalt ist außerdem in Fig. II näher erläutert.

Schlussendlich wird im Anschluss daran der

Verfahrensschritt S i 4 ausgeführt. Innerhalb des

Verfahrensschritts S i 4 wird die weitere Haftschicht 16 und die weitere Kontaktschicht 17 von den Bereichen auf den zumindest einen Opferträger 3, 4 entfernt, auf denen keine Befestigungselemente 20 ausgebildet werden sollen, mit Ausnahme einer Umrandung 21 und zumindest eines Stegs 22, die alle Befestigungselemente 20 mit einem definierten Abstand umgibt und durch zumindest den einen Steg 22 verbindet. Dieser Sachverhalt findet ebenfalls in Fig. 1J statt, ist dort allerdings nicht dargestellt, weil Fig. 1J einen vereinfachten Querschnitt durch die substratbasierte Schaltung 1 entlang der Achse A darstellt, wie dies in Fig. 3A gezeigt ist. Sowohl die Befestigungselemente 20, als auch die Umrandung 21 und der zumindest eine Steg 22 sind aus demselben Material gebildet, nämlich einerseits aus der weiteren Haftschicht 16 und andererseits aus der darüberliegenden weiteren Kontaktschicht 17. Fig. 5H zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines

Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren, welches das Ausschneiden der substratbasierten Schaltung 31 erläutert. Hierzu wird bevorzugt nach dem

Verfahrensschritt S7 der Verfahrensschritt Sg ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts Sg wird die Umrandung 21 mittels eines Lasers entfernt, in dem der zumindest eine Steg 22 am Übergang zum entsprechenden Befestigungselement 20 durchtrennt wird. Die substratbasierte Schaltung 31 ist dadurch von der Umrandung 21 und von den Stegen 22 gelöst. Der Sachverhalt ist gut beim Übergang von Fig. 3A auf Fig. 3B zu entnehmen.

Fig. 51 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines

Flussdiagramms für das erfindungsgemäße Verfahren, welches die Herstellung einer Kapazität auf einer Substratschicht 1 erläutert. Hierzu werden die Verfahrensschritte S9 und S10 ausgeführt, die z. B. im Anschluss an den

Verfahrensschritt S5 2 und S5 4 ausgeführt werden können. Innerhalb des Verfahrensschritts Sg wird zumindest ein Bereich der Haftschicht 5 mit einer Kontaktschicht 6 überzogen, bevor die Kontaktschicht 6 mit der

Lötstoppschicht 12 und/oder der weiteren Haftschicht 16 selbst überzogen wird.

Nachdem die Lötstoppschicht 12 und/oder die weitere

Haftschicht 16 aufgetragen ist, wird der Verfahrensschritt S10 ausgeführt. Innerhalb des Verfahrensschritts S10 werden zumindest die Teile der Lötstoppschicht 12 und/oder der weiteren Haftschicht 16, die über dem Bereich der

Haftschicht 5 angeordnet sind, mit der weiteren

Kontaktschicht 17 überzogen, wodurch eine Kapazität gebildet wird, deren Höhe über eine Dicke der

Lötstoppschicht 12 und/oder der weiteren Haftschicht 16 und/oder der Größe der Fläche des Bereichs eingestellt wird. Die Fläche des Bereichs wird durch die sich

überlappenden Teile der ersten Kontaktschicht 6 und der weiteren Kontaktschicht 17 definiert. Die weitere

Kontaktschicht 17 kann dabei z. B. mit dem zumindest einen Befestigungselement 20 verbunden sein, wie dies in Fig. 2A dargestellt ist. Die Kontaktschicht 6 ist dabei bevorzugt mit der Leiterbahn 7 oder dem zumindest einen

Antennenelement 8 elektrisch leitend verbunden. Im Rahmen der Erfindung sind alle beschriebenen und/oder gezeichneten Merkmale beliebig miteinander kombinierbar.