DE102019104084B4 - Process for influencing the inductance and/or capacitance of an electronic circuit - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Beeinflussung der Induktivität und/oder Kapazität einer elektronischen Schaltung, welche Bauelemente aufweist, die über Leiterbahnen miteinander verbunden sind, bis ein gewünschter Wert einer Induktivität und/oder Kapazität erreicht ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung dieses Wertes auf einen Bereich der Leiterbahn eine kapazitiv wirkende Substanz und/oder eine induktiv wirkende Substanz aufgebracht wird/werden.Method for influencing the inductance and/or capacitance of an electronic circuit which has components which are connected to one another via conductor tracks until a desired value of an inductance and/or capacitance is reached, characterized in that to achieve this value an area of the conductor track a capacitively acting substance and/or an inductively acting substance is/are applied.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung der Induktivität und/oder Kapazität einer elektronischen Schaltung, welche Bauelemente aufweist, die über Leiterbahnen miteinander verbunden sind, bis ein gewünschter Wert einer Induktivität und/oder Kapazität erreicht ist,The invention relates to a method for influencing the inductance and/or capacitance of an electronic circuit which has components which are connected to one another via conductor tracks until a desired inductance and/or capacitance value is reached.

Stand der TechnikState of the art

Elektronische Schaltungen werden heute meist in vollautomatischen Verfahren hergestellt. Dabei werden auf Leiterplatten benötigte Bauelemente (beispielsweise Dioden, Transistoren, Kondensatoren, Widerstände od.dgl.) aufgebracht und über Leiterbahnen verbunden.Today, electronic circuits are usually manufactured using fully automatic processes. The required components (e.g. diodes, transistors, capacitors, resistors or the like) are placed on printed circuit boards and connected via conductor tracks.

Nur beispielsweise wird auf die sogenannte Micro-Strip-Technologie verwiesen, in welcher Filter, Biasing oder ähnliche Schaltungen hergestellt werden. Zur Berechnung der gewünschten Schaltung kann hier auf einen Feldsimulator, wie ADS (Advanced design system) oder CST, zurückgegriffen werden. Die Qualität der Simulation ist vor allem abhängig von den Streuparameter- Modellen. Diese Streuparameter-Modelle werden von den Herstellern der einzelnen Bauelemente zur Verfügung gestellt. Für kundenspezifische Bauteile müssen diese Streuparameter jedoch über eine von einem Dienstleister oder eine eigene Expertise erstellt werden. Nur beispielsweise werden Multimedia Dosen Rohlinge mit Hilfe eines Wafer Probers oder Netzwerkanalysators mit passendem Nadelbett-Adapter auf die Streuparameter des Rohlings hin vermessen. Anschließend wird im Feldsimulator der Schaltplan für die gewünschte Baugruppe erstellt und simuliert. Alle möglichen Induktivitäten und Kondensatoren können nun in der Micro-Strip-Technologie erzeugt werden. Danach durchläuft die Baugruppe den Standard-Produktionsverlauf.Reference is only made to the so-called micro-strip technology, in which filters, biasing or similar circuits are produced, as an example only. A field simulator such as ADS (Advanced Design System) or CST can be used to calculate the desired circuit. The quality of the simulation mainly depends on the scattering parameter models. These scattering parameter models are provided by the manufacturers of the individual components. For customer-specific components, however, these scattering parameters must be created by a service provider or your own expertise. For example, multimedia can blanks are measured with the help of a wafer prober or network analyzer with a suitable needle bed adapter for the scattering parameters of the blank. The circuit diagram for the required assembly is then created and simulated in the field simulator. All sorts of inductances and capacitors can now be created using micro-strip technology. The assembly then goes through the standard production flow.

Zu einer notwendigen Kalibrierung kontaktiert jetzt beispielsweise ein Nadelbettadapter die fertige Baugruppe. Über eine intelligente Auswerte-Software kann festgestellt werden, welche komplexen Impedanzen (Micro-Strip-Induktivitäten und/oder Kondensatoren) verändert werden müssten, um einen gewünschten Wellenwiderstand, an der definierten Messposition, zu erreichen. Änderungen von Induktivitäten oder Kapazitäten erfolgen heute durch Abtragen von Teilen einer Leiterbahn und/oder eines Bauelementes. Dies ist aber sehr ungenau und kann auch nicht wieder rückgängig gemacht werden, wenn über das gewünschte Ziel hinausgeschossen wurde.A needle bed adapter, for example, now contacts the finished assembly for a necessary calibration. Intelligent evaluation software can be used to determine which complex impedances (micro-strip inductances and/or capacitors) would have to be changed in order to achieve a desired characteristic impedance at the defined measurement position. Inductivities or capacitances are changed today by removing parts of a conductor track and/or a component. However, this is very imprecise and cannot be undone if the desired target has been overshot.

Die US 2006/0176350 A1 beschreibt die Herstellung von passiven elektrischen Komponenten im Tintendruckverfahren. Dabei wird erwähnt, dass eine bestimmte Tinte mehrere Male in unterschiedlichen Schichten aufgedruckt werden kann.the U.S. 2006/0176350 A1 describes the production of passive electrical components using the ink printing process. It is mentioned that a certain ink can be printed several times in different layers.

Die US 2004/0211590 A1 beschreibt ebenfalls ein Verfahren zum Drucken einer elektronischen Schaltung aus mehreren Schichten. Hierbei werden Schichten mit unterschiedlichen Widerständen und unterschiedlicher thermischer Leitfähigkeit verwendet. Dabei findet auch z.B. Ferritpulver Anwendung. Angesprochen wird auch die Steuerung der Impedanz eines zweiten Signalübertragungskonduktors, der in einer Ecke der zweiten elektronisch isolierenden Schicht angeordnet ist durch andere Bauelemente bzw. aufgebrachte Schichten.the U.S. 2004/0211590 A1 also describes a method for printing an electronic circuit from multiple layers. Here, layers with different resistances and different thermal conductivity are used. Ferrite powder, for example, is also used here. The control of the impedance of a second signal transmission conductor, which is arranged in a corner of the second electronically insulating layer, by other components or applied layers is also addressed.

Die US 2006/0159899 A1 beschreibt ein Verfahren zum Aufdrucken von elektrischen Leiterbahnen auf ein Substrat, wobei Tinten verwendet werden, welche elektronische Funktionalitäten besitzen. Dabei wird im Tintenstrahldruckverfahren eine Mehrzahl von Schichten auf das Substrat aufgebracht, wobei jede elektronische Tinte eine bestimmte elektrische Charakteristik aufweist.the U.S. 2006/0159899 A1 describes a method for printing electrical conductor tracks onto a substrate, using inks which have electronic functionalities. In this case, a plurality of layers are applied to the substrate using the inkjet printing process, with each electronic ink having specific electrical characteristics.

Aufgabetask

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der oben genannten Art zu entwickeln, mit dem auf einfache Art und Weise und kostengünstig Induktivitäten und Kapazitäten beeinflusst werden können und zwar in beide Richtungen.The object of the present invention is to develop a method of the type mentioned above, with which inductances and capacitances can be influenced in a simple manner and at low cost, specifically in both directions.

Lösung der Aufgabesolution of the task

Zur Lösung der Aufgabe führt, dass zur Erzielung dieses Wertes auf einen Bereich der Leiterbahn oder eines Bauelements eine kapazitiv wirkende Substanz und/oder eine induktiv wirkende Substanz aufgebracht wird/werden.In order to achieve this value, a capacitively acting substance and/or an inductively acting substance is/are applied to a region of the conductor track or a component.

Durch dieses Auftragen ist eine sehr flexible Beeinflussung der Induktivitäten und/oder der Kapazität einer Baugruppe möglich. Dies geschieht so lange, bis tatsächlich der gewünschte Wert erreicht ist. Natürlich kann im einzelnen Fall auch eine Kombination mit dem Abtragen nach dem Stand der Technik notwendig werden. Sind zum Beispiel die Induktivitäten zu hoch, so kann nach wie vor ein Abtragen von zum Beispiel einem Teil einer Leiterbahn erfolgen. Ist dieser Abtrag zu hoch, kann mit Hilfe des erfindungsgemäßen Auftragens wieder nachgebessert werden, bis der gewünschte Wert erreicht ist.This application allows a very flexible influencing of the inductivities and/or the capacitance of an assembly. This happens until the desired value is actually reached. In individual cases, of course, a combination with removal using the prior art may also be necessary. For example, if the inductances are too high, part of a conductor track can still be removed, for example. If this removal is too high, the application according to the invention can be used to improve it again until the desired value is reached.

Als Substanzen sollen alle Substanzen infrage kommen, welche eine Induktivität bzw. eine Kapazität beeinflussen können. Für die Beeinflussung der Induktivitäten sind alle Materialien geeignet, deren relative Permeabilität von 1 abweicht (Diamagnetismus µr < 1, Paramagnetismus µr > 1, Ferromagnetismus µr >> 1). Die Beeinflussung der Kapazität kann durch ein dielektrisches Material (εr weicht von 1 ab), beispielsweise Glas, stattfinden.All substances which can influence an inductance or a capacitance should be considered as substances. All materials whose relative permeability deviates from 1 (diamagnetism µ r < 1, paramagnetism µ r > 1, Fer romagnetism µ r >> 1). The capacitance can be influenced by a dielectric material (ε r deviates from 1), for example glass.

Zum Aufnehmen der Substanz bietet sich vor allem ein adhäsiver Träger an, beispielsweise ein Kleber. In diesem Kleber ist dann die entsprechende Substanz dispergiert.An adhesive carrier, for example an adhesive, is particularly suitable for taking up the substance. The corresponding substance is then dispersed in this adhesive.

Zunächst muss die Stelle gefunden werden, bei der die größte Wirksamkeit vorhanden ist. Das kann zum Beispiel über einen sogenannten „Zauberstab“ erfolgen. Hierbei handelt es sich um ein kleines Metallstück, welches als Test-Kapazität an verschiedenen Stellen mit der Leiterbahn in Kontakt gebracht wird. Über ein iteratives Verfahren können mehrere Stellen gefunden und optimiert werden.The first thing to do is to find the spot that is most effective. This can be done, for example, using a so-called “magic wand”. This is a small piece of metal that is brought into contact with the conductor track at various points as a test capacitance. Several points can be found and optimized using an iterative process.

Sind die Korrekturpunkte gefunden, wird die jeweilige Substanz in der notwendigen Menge aufgebracht.Once the correction points have been found, the respective substance is applied in the required quantity.

Sowohl das Auffinden der aktiven Stellen, als auch das Aufbringen der Substanz erfolgt typischerweise mittels eines Roboterarms. Das Aufbringen der Substanz erfolgt wie bei einem Dispenser.Both the finding of the active sites and the application of the substance are typically carried out using a robotic arm. The substance is applied in the same way as with a dispenser.

Vor allem bei Bauteilen, welche nicht in der Micro-Strip-Technologie realisiert werden, können im Design selbst entscheidende Polstellen vorgesehen werden, die dann beträufelt werden. Als Beispiel soll hier auf eine bedrahtete Luftspule hingewiesen werden, die selbst nicht durch einen erfindungsgemäßen Auftrag beeinflusst werden kann. Dieser Luftspule wird dann zum Beispiel eine PCB-Luftspule zugeordnet, die mit der erfindungsgemäßen Substanz zur Beeinflussung der Induktivität versehen werden kann. Das kann natürlich für die Beeinflussung einer Kapazität in gleicher Weise erfolgen.Particularly in the case of components that are not realized using micro-strip technology, decisive pole points can be provided in the design, which are then drizzled. As an example, reference should be made here to a wired air-core coil, which itself cannot be influenced by an order according to the invention. A PCB air coil, for example, is then assigned to this air coil, which can be provided with the substance according to the invention for influencing the inductance. This can of course be done in the same way for influencing a capacitance.

Claims (9)

Verfahren zur Beeinflussung der Induktivität und/oder Kapazität einer elektronischen Schaltung, welche Bauelemente aufweist, die über Leiterbahnen miteinander verbunden sind, bis ein gewünschter Wert einer Induktivität und/oder Kapazität erreicht ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzielung dieses Wertes auf einen Bereich der Leiterbahn eine kapazitiv wirkende Substanz und/oder eine induktiv wirkende Substanz aufgebracht wird/werden.Method for influencing the inductance and/or capacitance of an electronic circuit which has components which are connected to one another via conductor tracks until a desired value of an inductance and/or capacitance is reached, characterized in that in order to achieve this value an area of the conductor track a capacitively acting substance and/or an inductively acting substance is/are applied. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz mit einem adhäsiven Träger, zum Beispiel einem Kleber oder einem Harz, vermischt wird.procedure after claim 1 , characterized in that the substance is mixed with an adhesive carrier, for example a glue or a resin. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die induktiv wirkende Substanz ein Ferrit-Staub ist.procedure after claim 1 or 2 , characterized in that the inductive substance is a ferrite dust. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die induktiv wirkende Substanz aus diamagnetischem oder paramagnetischem Material besteht.procedure after claim 1 or 2 , characterized in that the inductive substance consists of diamagnetic or paramagnetic material. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitiv wirkende Substanz ein Dielektrikum ist.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the capacitively acting substance is a dielectric. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die kapazitiv wirkende Substanz ein elektrischer Leiter ist, der den Abstand zwischen Kondensatorplatten verändert.procedure after claim 1 or 2 , characterized in that the capacitive substance is an electrical conductor that changes the distance between capacitor plates. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Substanz ein metallisches Klebeband ist.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that the substance is a metallic adhesive tape. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen der Substanz die Stellen auf der Leiterbahn ermittelt werden, bei denen die größte Wirksamkeit der Substanz vorhanden ist.Method according to at least one of the preceding claims, characterized in that before the substance is applied, the points on the conductor track where the substance is most effective are determined. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Metallstück als Test-Kapazität an verschiedenen Stellen der Leiterbahnen mit diesen in Kontakt gebracht wird.procedure after claim 8 , characterized in that a piece of metal is brought into contact with the conductor tracks at different points as a test capacitance.
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