KR20120075466A - 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열, 그의 생산 방법 및 장치 - Google Patents

소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열, 그의 생산 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하나 이상의 금속성, 전기 전도성의 컨덕터 스트립(L, Lb, Ls)을 가지는 기판(S)을 포함하며, 적어도 하나의 제1 컨덕터 스트립 세그먼트(LA1)가 상기 기판(S) 상에 배치되며, 적어도 하나의 제2 컨덕터 스트립 세그먼트(LA2, LA3, LA4)가 상기 제1 컨덕터 스트립 세그먼트(LA1) 상에 적어도 부분적으로 배치되고, 유전체를 형성하는 전기적 절연층(iS)이 상기 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2, LA3, LA4) 사이에 배치되는 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열(1)에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열(1)을 생산하는 방법 및 장치(2)에 관한 것이다.

Description

소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열, 그의 생산 방법 및 장치{Circuit arrangement having a prescribed electrical capacitance and method and device for the production thereof}
본 발명은 청구항 1의 서두의 특징에 따른 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열을 생산하는 방법, 청구항 11의 서두의 특징에 따른 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열, 및 청구항 13의 서두의 특징에 따른 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열을 생산하는 장치에 관한 것이다.
문헌 WO 2006/079913 A1에 기술된 것처럼, 선행기술로부터, 고주파 식별 유닛용 안테나를 생산하는 장치 및 방법이 알려져 있다. 전기 전도성 물질로 이루어지는 와이어 트랜스폰더(wire transfonders)용 안테나의 생산 장치는 유지 수단에 놓이는 기판에 와이어를 배치하기 위한 배치 수단을 포함한다. 배치 수단 및 기판은 서로에 대하여 이동할 수 있다. 유지 수단은 데카르트 좌표계 중의 두 개 이상의 축과 평행하게 이동할 수 있다.
안테나를 생산하는 방법에서, 하나 이상의 릴(reel)에 감긴 층 또는 상기 릴에 감긴 전기 전도성 물질 와이어는, 릴로부터 풀리거나 가압 수단을 이용해 기판의 표면으로 가압되며, 고정되고, 분리 수단에 의해 아직 적용되지 않은 층 또는 와이어로부터 분리되며, 상기 기판은 하나 이상의 릴, 가압 수단 및 분리 수단을 포함하는 장치에 따른 데카르트 좌표계의 한 축과 평행한 하나 이상의 방향을 따라 이동할 수 있다.
참조에 의하여 본 명세서에서 병합되는, 본 출원인의 미공개된 출원 DE 10 2009 012 255.9-33에서, 회로 배열이 기술되어 있다. 상기 회로 배열은 하나 이상의 전자 부품을 가지는 기판을 포함한다. 적어도 하나의 금속성, 전기 전도성의 스트립이 기판의 상부, 및/또는 내부의 회로 패턴에 배치되며, 전자 부품의 단자들은 전기적으로 연결되어 상기 컨덕터 스트립의 영역에 접촉한다.
나아가, 이 문헌은 기판 상의 회로 배열을 생산하는 방법을 개시한다. 적어도 하나의 컨덕터 스트립이 기판의 적어도 일면에 도포되며, 기판 쪽을 향하는 일면에 녹기 쉬운 절연 래커가 코팅되어 있는 상기 절연 래커(lacquer)는 열 에너지 또는 초음파의 도움으로 가열되어, 적어도 부분적으로 녹으며, 컨덕터 스트립은 기판으로 가압된다.
나아가, 이 문헌은 기판 상의 회로 패턴을 생산하는 장치를 개시한다. 이 장치는 컨덕터 스트립 코일과, 원통형 또는 원뿔형의 배치 장비를 포함하고, 상기 배치 장비는 길이의 적어도 일부에 걸쳐 컨덕터 스트립을 안내하는 내부 구멍을 가지며, 내부 및 외부 반경 상에서 합쳐지고, 배치장비의 세로축에 수직으로 배열된 고리 모양의 액티브 영역을 가진다.
문헌 US 2008/0179404 A1은 트랜스폰더 보안 카드들을 생산하는 방법 및 장치들을 개시한다. 이 공정에서, 트랜스폰더 칩 모듈은 기판 상의 틈으로 삽입된다. 안테나 와이어의 끝단은 접착제의 도움으로, 칩 모듈의 단자 영역들에 고정된다. 접착제는 전기 전도성 접착제 또는 솔더 물질(solder material)의 도움으로, 레이저 복사를 이용해 안테나 와이어를 단자 영역들과 연결할 수 있도록 하기 위하여 투명하게 형성된다. 트랜스폰더 보안 카드는 칩 모듈과 안테나의 상부면을 덮는 덮개를 가진다. 칩 모듈용 틈과 안테나 와이어용 관은 레이저를 이용해 기판 물질을 제거함으로써 기판 상에 형성된다.
문헌 DE 10 2007 027 539 A1은 트랜스폰더 시스템을 기술한다. 상기 트랜스폰더 시스템은 금속 하우징, 트랜스폰더를 가지며, 예를 들어, 시계는 트랜스폰더 칩과 안테나 코일에 더하여, 소정의 공진 주파수를 설정하는 코일과 병렬로 연결되어 있는 커패시터를 가진다. 상기 트랜스폰더에서, 커패시터의 일부만이 트랜스폰더 구성요소 상에서 형성된다. 다른 부분, 예컨대 해당 커패시터의 각 대향 전극은 트랜스폰더 구성요소들을 실장하는 금속 하우징의 금속 표면으로 이루어진다.
문헌 DE 10 2006 053 823 A1은 제1 부분과 제2 부분 간 전환 구역 내의 기판에 와이어를 배치하는, 특히 트랜스폰더 유닛용 안테나를 생산하는 방법을 개시한다. 나아가, 이 문헌은 배치 장비 및 와이어 배열을 개시한다. 전환 구역에서, 와이어는 제1 부분의 끝단과 제2 부분의 시작단 사이의 연결선으로부터 보여지는 것처럼, 먼저 와이어용 저장 유닛으로부터 와이어를 제거해 제1 부분의 끝단에서 시작하는 방식으로, 오목한 곡률의 구부러진 커브를 따라 제1 부분의 끝단과 제2 부분의 시작단 사이에 배치된다. 와이어의 끝단은 연결선과 함께, 바람직하게는 180°보다 작은 크기의 각을 둘러싸는 방향으로 이동한다. 제거 방향 각도의 암(arm)은 연결선의 옆에 위치하며, 구부러진 커브 역시 여기에 배치된다. 와이어 끝단이 이동하는 동안, 와이어는 기판에 연결되지 않는다. 와이어는 연결선의 길이 이상의 길이만큼 풀려나온다. 풀려나온 와이어의 끝은 이어서 제2 부분의 시작에서 기판과 연결된다.
문헌 DE 103 47 035 A1은 전자 데이터 캐리어를 기술한다. 레이저 복사 방법에서의 레이저 복사를 위하여, 전기 전도성 구조들은 투명한 기판에 고정된다. 레이저 복사 소스와 마주보는 기판 측에서, 전기 전도성 구조가 제공되어, 기판 표면에 접촉한다. 전기 전도성 구조는 컨덕터 구조들을 분리하는 전기 전도성 코팅을 가지는 전송 물질이거나, 기판 표면에 완전히 고정되도록 열 가소성 코팅된 와이어(wire) 또는 스트링(string)이거나, 전기 전도성 페이스트(paste)일 수 있다.
문헌 DE 198 40 220 A1은 트랜스폰더 모듈과 그를 생산하는 방법을 개시한다. 트랜스폰더 모듈, 특히 전자 라벨용 트랜스폰더 모듈은 단일 캐리어 기판으로서 제공되는 절연 물질로 구성된 층을 포함한다. 안테나 장치는 캐리어 기판의 제1 주 표면에 형성된다. 캡슐화되지 않은 회로 칩은 캐리어 기판의 우묵한 곳에 배치되어, 회로 칩의 제1 주 표면이 필수적으로 제1 캐리어 기판의 제1 주 표면과 동일 평면에 놓이게 된다. 회로칩과 안테나 장치 사이에서 전기 접속장치용 공급이 이루어진다.
문헌 US 6,665,931 B2는 기판에 컨덕터 와이어를 배치하는 방법을 기술한다. 이 공정에서, 컨덕터 와이어는 기판과 와이어 배치 장비 사이의 3차원의 상대적 이동 수단에 의해 기판에 배치되고, 와이어 배치 장비와 기판 사이의 주기적 근사화에 의해 기판에 정확히 고정된다.
본 발명은 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열을 생산하기 위한 개선된 방법, 상기 방법의 도움으로 생산되는 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열, 및 그 회로 배열을 생산하고 그 방법을 수행하는 장치를 제공하고자 하는 발상에 기초한다.
이러한 목적은, 청구항 1의 특징으로 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열을 생산하는 방법, 청구항 11의 특징으로 소정의 전기적 커패시터를 가지는 회로 배열, 및 청구항 13의 특징으로 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열을 생산하는 장치를 이용한, 본 발명에 따라 이루어진다.
본 발명의 바람직한 실시예들은 종속 청구항들의 대상이다.
소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열은 적어도 하나의 금속성, 전기전도성의 컨덕터 스트립을 가지는 기판을 포함한다.
적어도 하나의 제1 컨덕터 스트립 세그먼트가 기판에 배치되고, 적어도 하나의 제2 컨덕터 세그먼트가 제1 컨덕터 스트립 세그먼트 상에 적어도 부분적으로 배치되며, 유전체를 형성하는 전기적 절연층이 컨덕터 스트립 세그먼트들 사이에 배치된다.
본 발명에 따르면, 컨덕터 스트립이 100 ㎛ 내지 1000 ㎛의 폭과, 5 ㎛ 내지 40 ㎛의 두께, 보다 바람직하게는 10 ㎛ to 40 ㎛의 두께를 가지며, 컨덕터 스트립 세그먼트들이 선택적으로, 그리고 일정 방식으로 서로의 상부에 위치하거나, 거의 전체적으로 서로의 상부에 위치하고, 서로 일체로 결합된다.
컨덕터 스트립 세그먼트들은 컨덕터 스트립의 일부이거나 복수 개의 컨덕터 스트립일 수 있으며, 두 개 이상의 컨덕터 스트립 세그먼트들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로의 상부에 배치될 수 있다. 회로 배열은 나란히 배열되도록 서로의 상부에 배치되는 복수의 상기 컨덕터 스트립 세그먼트를 가질 수 있다.
그 결과, 컨덕터 스트립들을 선택적으로, 그리고 일정 방식으로 서로의 상부에 위치하거나, 부분적으로 또는 거의 전체적으로 서로의 상부에 위치함으로써, 전기적 커패시터들이 간단히, 비용효율이 높은 방식으로 생산될 수 있고, 이 전기적 커패시터들은 기생(parasitic) 커패시터로서의 캐패시티인 코일 형태의 컨덕터 스트립 회로들을 강하게 수정하는 한편, 다른 한편에서 예컨대 복합적 회로에서의 결합(coupling) 커패시터의 역할을 하여, 이에 의해 회로 구성요소들이 축전 결합(capacitively coupled)될 수 있다. 나아가, 소정의 임피던스들을 가지는 회로 배열들이 생산될 수 있다.
이런 방식으로, 예컨대 공진 코일들을 가지는 회로 배열들이 생산될 수 있으며, 전기적 커패시턴스의 증가는 코일의 인덕턴스를 감소시킬 수 있다. 이로 인해 적은 코일면적, 향상된 회로 배열의 레이아웃 치수, 코일의 적은 권선(windings) 수가 가능하다. 그 결과, 효율성이 높아지게 된다.
적은 권선 수의 결과로서, 컨덕터 스트립 길이가 더 짧아지기 때문에, 코일은 더 낮은 내부 저항을 가지며, 그 결과 코일 품질이 향상된다.
예컨대 소위 듀얼 인터페이스 카드들을 위한 13.56 MHz 공진 주파수의 코일들을 가지는 회로 배열들은 간단하고, 비용효율이 높은 방식으로 생산될 수 있다. 상기 듀얼 인터페이스 카드들은 직접적인 접촉 및 무선 전송의 두 가지를 통해 데이터 전송을 가능케 한다. 또한, 예컨대 저주파 코일들을 가지는 회로 배열들이 동일하게 생산될 수 있다.
기판의 일례는 종이(paper), 합성 종이(synthetic paper), 열 가소성 포일(thermoplastic foil) 또는 목재(wood)이다. 기판은 편평하고 고른 표면을 가지거나 구형 표면을 가질 수 있다. 나아가, 기판은 금속 예컨대, 배치된 컨덕터 스트립일 수도 있다. 기판의 일례는 또한, 예컨대 인쇄된(printed), 식각된(etched), 레이저-절단된(laser-cut), 또는 압축된(milled) 컨덕터 스트립들 또는 컨덕터 표면들을 구비한 컨덕터 플레이트 또는 컨덕터 포일일 수 있으며, 컨덕터 플레이트 또는 컨덕터 포일은 기판 상에 직접 배치된 하부 컨덕터 스트립을 형성할 수 있고, 그 위에 추가적인 컨덕터 스트립 세그먼트들이 적어도 부분적으로 배치된다. 상기 컨덕터 플레이트들 또는 컨덕터 포일들은 또한 절연 또는 접착 코팅을 가질 수 있다. 기판은 또한 섬유 물질로 형성될 수 있다.
컨덕터 스트립의 물질은 바람직하게 구리(copper) 또는 구리가루(copper bronze)이며, 예를 들어 은 또는 솔더 페이스트의 코팅을 갖을 수 있는 경우 바람직하게 물질은 연성(soft) 물질 상태가 적합하다.
바람직한 일 실시예에서, 전기적 절연층은 녹기 쉬운 베이크드 래커(baked lacquer) 또는 접착제로 형성되며, 상기 접착제는 열 가소성, 열 반응성, 자외선 반응성 및/또는 압력 반응성을 갖는다. 바람직한 다른 실시예에서, 전기적 절연층은, 코어 래커(core lacquer)의 연성화(softening) 온도가 베이크드 래커의 연성화 온도보다 현저히 크며, 코어 래커 및 그 위에 배치된 녹기 쉬운 베이크드 래커로 형성되고, 또는 컨덕터 스트립의 표면에 배치된 코어 래커 및 그 위에 배치된 접착제로 형성되며, 접착제는, 열 가소성, 열 반응성, 자외선-반응성 및/또는 압력 반응성을 갖는다. 바람직하게는, 베이크드 래커 및/또는 열 가소성의 접착제는 110 ℃ 내지 200 ℃의 연성화 온도를 가진다.
바람직하게는, 베이크드 래커 또는 접착제의 연성화 및 이어지는 경화로 인해, 컨덕터 스트립 세그먼트들이 서로, 그리고 기판에 일체로 결합될 수 있다. 베이크드 래커 및/또는 접착제의 두께는 바람직하게 1 ㎛ 및 5 ㎛ 사이이다. 전기적 커패시턴스의 형성을 목적으로 하는 컨덕터 스트립 세그먼트들의 배치 동안 연성화되지 않는, 코어 래커의 두께는 2 ㎛ 및 4 ㎛ 사이인 것이 바람직하다. 접착제 또는 베이크드 래커는, 필요한 경우, 코어 래커와 함께, 컨덕터 스트립 세그먼트들 사이의 절연층과, 이에 따른 소정의 두께를 가지는 절연체를 형성한다.
바람직한 일 실시예에서, 컨덕터 스트립 세그먼트들은 예컨대 컨덕터 스트립 세그먼트들 옆의 기판 물질을 제거함으로써 상승되도록, 기판 상에 배치된다. 이런 방식으로, 예컨대 콤팩트 자기 지지(compact self-supporting) 코일을 가지는 회로 배열이 생산될 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 컨덕터 스트립 세그먼트들은 2개 이상의 권선, 또는 복수의 권선을 가지는 코일을 형성한다. 이러한 맥락에서, 코일의 개별적인 권선 또는 모든 권선들은 부분적으로, 거의 전체적으로, 전체적으로 서로의 상부에 배치될 수 있다.
보다 바람직한 일 실시예에서, 서로 대향하여 절연되면서 서로의 상부에 위치하도록 배치되는, 코일의 컨덕터 스트립 세그먼트들은, 소정의 전기적 커패시턴스, 소정의 인덕턴스 및 소정의 공진 주파수를 가지는 공진 회로를 형성한다.
소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열을 생산하는 방법에서, 금속성과, 전기 전도성을 가지는 적어도 하나의 컨덕터 스트립이 기판의 적어도 일면에 배치되고, 적어도 하나의 제1 컨덕터 스트립 세그먼트가 상기 기판 상에 배치되며, 적어도 하나의 제2 컨덕터 스트립 세그먼트가 상기 제1 컨덕터 스트립 세그먼트(LA1) 상에 적어도 부분적으로 배치되고, 유전체를 형성하는 전기적 절연층)이 상기 컨덕터 스트립 세그먼트들사이에 배치된다.
본 발명에 따르면, 100 ㎛ 내지 1000 ㎛의 폭과 5 ㎛ 내지 40 ㎛의 두께를 가지는 상기 컨덕터 스트립(L, Lb, Ls)이 배치되고, 상기 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2, LA3, LA4)이 선택적으로, 그리고 일정 방식으로 서로의 상부에 위치하거나, 거의 전체적으로 서로의 상부에 위치하고, 서로 일체로 결합된다.
컨덕터 스트립 세그먼트들은 하나의 컨덕터 스트립 또는 복수의 컨덕터 스트립들의 일부일 수 있으며, 두 개 이상의 컨덕터 스트립 세그먼트들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로의 상부에 배치된다. 또한, 상기의 방법에 의해, 서로 의 상부에 위치한 복수의 컨덕터 스트립 세그먼트들을 가지는 회로 배열이 생산되어, 이들이 나란히 배열하게 된다. 예컨대 컨덕터 스트립 세그먼트들은 다른 각도들로 서로 교차할 수 있다.
상기의 방법에 의해, 예컨대 2개 이상의 권선 또는 복수의 권선들을 가지는 코일을 하나 또는 여러 개 가지는 회로 배열들이 동일하게 생산될 수 있다. 여기에서, 예시된 코일의 개별적인 권선 또는 모든 권선들은 코일의 개별적인 권선 또는 모든 권선들은 부분적으로, 거의 전체적으로, 전체적으로 서로의 상부에 배치될 수 있다.
이러한 조치에 의해, 컨덕터 스트립들을 선택적으로, 그리고 일정 방식으로 서로의 상부에 위치하거나, 부분적으로 또는 거의 전체적으로 서로의 상부에 위치함으로써, 전기적 커패시터들이 간단히, 비용효율이 높은 방식으로 생산될 수 있고, 이 전기적 커패시터들은 기생(parasitic) 커패시터로서의 캐패시티인 코일 형태의 컨덕터 스트립 회로들을 강하게 수정하는 한편, 다른 한편에서 예컨대 복합적 회로에서의 결합(coupling) 커패시터의 역할을 하여, 이에 의해 회로 구성요소들이 축전 결합(capacitively coupled)될 수 있다. 나아가, 소정의 임피던스들을 가지는 회로 배열들이 생산될 수 있다.
이런 방식으로, 예컨대 공진 코일들을 가지는 회로 배열들이 생산될 수 있으며, 전기적 커패시턴스의 증가는 코일의 인덕턴스를 감소시킬 수 있다. 이로 인해 적은 코일면적, 향상된 회로 배열의 레이아웃 치수, 코일의 적은 권선(windings) 수가 가능하다. 그 결과, 효율성이 높아지게 된다.
권선 수 감소의 결과로 컨덕터 스트립 길이가 더 짧아지기 때문에, 코일 품질을 향상시키는, 더 낮은 내부 저항을 가지는 코일들이 생산될 수 있다.
예컨대 소위 듀얼 인터페이스 카드들을 위한 13.56 MHz 공진 주파수의 코일들을 가지는 회로 배열들은 간단하고, 비용효율이 높은 방식으로 생산될 수 있다. 상기 듀얼 인터페이스 카드들은 직접적인 접촉 및 무선 전송의 두 가지를 통해 데이터 전송을 가능케 한다. 또한, 예컨대 저주파 코일들을 가지는 회로 배열들이 동일하게 생산될 수 있다.
기판의 일례는 종이(paper), 합성 종이(synthetic paper), 열 가소성 포일(thermoplastic foil) 또는 목재(wood)이다. 기판은 편평하고 고른 표면을 가지거나 구형 표면을 가질 수 있다. 나아가, 기판은 금속 예컨대, 배치된 컨덕터 스트립일 수도 있다. 기판의 일례는 또한, 예컨대 인쇄된(printed), 식각된(etched), 레이저-절단된(laser-cut), 또는 압축된(milled) 컨덕터 스트립들 또는 컨덕터 표면들을 구비한 컨덕터 플레이트 또는 컨덕터 포일일 수 있으며, 컨덕터 플레이트 또는 컨덕터 포일은 기판 상에 직접 배치된 하부 컨덕터 스트립을 형성할 수 있고, 그 위에 추가적인 컨덕터 스트립 세그먼트들이 적어도 부분적으로 배치된다. 상기 컨덕터 플레이트들 또는 컨덕터 포일들은 또한 절연 또는 접착 코팅을 가질 수 있다. 기판은 또한 섬유 물질로 형성될 수 있다.
컨덕터 스트립의 물질은 바람직하게 구리(copper) 또는 구리가루(copper bronze)이며, 예를 들어 은 또는 솔더 페이스트의 코팅을 갖을 수 있는 경우 바람직하게 물질은 연성(soft) 물질 상태가 적합하다.
전기적 절연층은 적어도 하나의 컨덕터 스트립 세그먼트의 적어도 일면 상에, 및/또는 컨덕터 스트립의 배치 전에 제2 컨턱터 스트립 세그먼트로 코팅된 기판의 영역 상에 배치하는 것이 편리하다. 바람직한 일 실시예에서, 녹기 쉬운 베이크드 래커 또는 접착제는 전기적 절연층으로서 컨덕터 스트립의 표면으로 도포되며, 접착제는 열 가소성, 열 반응성, 자외선-반응성 및/또는 압력 반응성을 갖는다. 바람직한 다른 실시예에서, 전기적 절연층이 코어 래커 및 녹기 쉬운 베이크드 래커를 컨덕터 스트립의 표면으로 도포하는 것에 의해 형성되며, 코어 래커의 연성화 온도가 베이크드 래커의 연성화 온도보다 현저히 높거나, 또는 전기적 절연층이 코어 래커 또는 접착제를 컨덕터 스트립의 표면으로 도포하는 것에 의해 형성되며, 접착제가 열 가소성, 열 반응성, 자외선 반응성 및/또는 압력 반응성이다.
코어 래커 및/또는 베이크드 래커가 사용되는 경우, 그들이 컨덕터 스트립의 배치 전에 표면으로 직접 도포되지 않는 것이 바람직하다. 절연층으로서 접착제가 사용되는 경우에도, 컨덕터 스트립의 배치 전에 기판으로 직접 도포될 필요는 없다. 특히 자외선-반응성 및/또는 압력 반응성의 접착제가 사용될 때, 이는 자외선 복사와, 압력 적용 각각에 의해서만 여기-반응(reaction-excited)을 일으키기 때문에, 기판으로의 직접 적용이 필수적으로 요구되지는 않는다. 임의의 상황 하에서, 열 가소성 및/또는 열 반응성의 접착제는 컨덕터 스트립이 배치될 때까지 냉각되어야 하는 바, 예컨대, 컨덕터 스트립은 사용될 때까지 냉각 환경에 저장되어야 한다. 뿐만 아니라, 접착제는 또한 전혀 녹지 않거나 매우 높은 온도에서만 녹는 코어 래커와 조합하여 사용될 수 있는 바, 예컨대 코어 래커가 컨덕터 스트립으로 도포되고, 접착제는 베이크드 래커 대신에 사용된다.
다른 실시예에서, 접착제는 또한 컨덕터 스트립의 배치 전에 직접적으로만 컨덕터 스트립에, 바람직하게는 액체 형태로 도포될 수 있다. 이런 방식에서, 컨덕터 스트립으로 접착제를 도포하는 것은 각 요구조건의 기능에 따라 제어되어, 접착제가 다양하게 가변되는 두께로 도포될 수 있고, 전체 컨덕터 스트립에 도포되는 것이 아니라 부분적으로만 도포될 수 있으며, 이에 의해 물질 및 비용 감소가 구현되고, 소정의 전기적 커패시턴스에 도달하기 위하여, 유전체를 형성하는 절연층의 두께가 각 요구조건에 최적으로 맞춰질 수 있다.
바람직하게는, 전기적 절연층은 열 에너지, 초음파, 자외선 복사 및/또는 압력의 도움으로, 제2 컨덕터 스트립 세그먼트가 제1 컨덕터 스트립 세그먼트 상에 배치되기 전 및/또는 배치 동안, 직접 가열되고, 적어도 부분적으로 녹고/녹거나 여기-반응을 일으킨다. 그 결과, 컨덕터 스트립 세그먼트들이 서로 또는 기판에 일체로, 그리고 확실하게 결합될 수 있다. 이러한 공정 전에, 베이크드 래커 또는 접착제가 비활성화하여, 컨덕터 스트립이 상기 배치 전에, 예컨대 와인드 업 포맷(wound-up format)으로 제거될 수 있으며, 컨덕터 스트립이 상기 배치 동안 접착의 위험 없이 컨덕터 스트립 코일로부터 풀려나올 수 있다.
이런 방식에서, 컨덕터 스트립 세그먼트들을 서로 확실히 결합하고, 그 사이에 끼여있는 절연층의 두께를 조절하기 위하여, 소정의 힘으로, 제2 컨덕터 스트립 세그먼트를 제1 컨덕터 스트립 세그먼트 위로 가압하는 것이 적절하다. 유전체를 형성하는 절연층의 두께를 조절하는 것에 의해, 소정의 전기적 커패시턴스가 설정될 수 있다.
바람직한 일 실시예에서, 배치된 컨덕터 스트립 영역은 배치 후에 직접적으로 냉각된다. 이리하여, 컨덕터 스트립 세그먼트들이 배치 후에 직접, 일체로, 그리고 확실히 결합될 수 있어서, 기 배치된 컨덕터 스트립 세그먼트들이 지점에서 다시 빠져나갈 위험 없이, 컨덕터 스트립이 기판 상에 신속히, 그리고 복수의 패턴들 상에 배치될 수 있다. 그 결과, 컨덕터 스트립이 높은 정확도로 배치될 수 있고, 이에 의해 회로 배열의 소정의 전기적 커패시턴스가 높은 정확도, 즉 매우 작은 허용범위로 설정될 수 있다.
바람직하게는, 컨덕터 스트립이 배치 장비의 도움으로 배치되며, 여기서 배치 장비가 기판에 대하여 이동하고/이동하거나, 기판이 배치 장비에 대하여 이동한다. 그 결과로서, 매우 빠르고, 정확도가 높은 컨덕터 스트립의 배치가 가능하다. 이러한 방식의 컨덕터 스트립의 배치는 2차원의 기판 및, 3차원의, 예컨대, 구부러지거나 경사진 기판 상의 x-방향 및 y-방향에서, 또한 데카르트 좌표계의 z-방향에서 수행될 수 있다.
컨덕터 스트립들의 배치를 위해서는, 컨덕터 스트립이 꼬임 없이 배치 장비에 도포되는 것이 필수적이다.
바람직한 일 실시예에서, 컨덕터 스트립은 초음파 배치 장비의 도움으로 배치되며, 여기서 초음파는 기판의 표면에 수직으로 향하는 것이 바람직하다. 초음파 배치 장비를 이용하면, 컨덕터 스트립, 베이크드 래커 또는 접착제 각각이, 가열될 수 있고, 컨덕터 스트립 세그먼트들이 서로 및/또는 기판에 일체로, 그리고 확실히 결합될 수 있도록, 컨덕터 스트립 세그먼트들이 서로, 그리고 기판에 대향하여 가압될 수 있으며, 여기서 절연층의 두께는 소정의 전기적 커패시턴스에 도달하기 위하여, 요구조건에 따라 컨덕터 스트립들 사이에서 조절될 수 있다.
바람직한 다른 실시예에서, 컨덕터 스트립은 배치 장비로서의 가열된 가압 롤러의 도움으로 가열되고, 배치되어, 베이크드 래커와 접착제 각각이 또한 가압 롤러의 도움으로 가열되고, 컨덕터 스트립 세그먼트들이 서로 대향하여, 또는 기판에 대향하여 가압된다. 이러한 조치에 의해, 컨덕터 스트립 세그먼트들이 서로 또는 기판에 일체로, 그리고 확실히 결합될 수 있으며, 여기서 컨덕터 스트립들 사이의 절연층의 두께는 소정의 전기적 커패시턴스에 도달하기 위하여, 요구조건에 따라 조절될 수 있다.
컨덕터 스트립, 베이크드 래커 또는 접착제 각각의 최적 가열을 보장하기 위하여, 컨덕터 스트립이 상기 배치에 앞서 가압 롤러의 원주의 절반을 따라 안내되는 것이 바람직하다.
상기한 방법의 일 실시예에서, 컨덕터 스트립의 배치에 이어, 거기에서 예컨대 기판 상에 콤팩트 자기 지지 코일을 만들기 위하여, 컨덕터 스트립의 영역에서 기판 물질이 적어도 부분적으로 제거된다.
바람직한 일 실시예에서, 컨덕터 스트립 세그먼트들이 서로 대향하여 절연되면서 서로의 상부에 위치하도록 배치되는, 코일의 컨덕터 스트립 세그먼트들은, 소정의 전기적 커패시턴스, 소정의 인덕턴스 및 소정의 공진 주파수를 가지는 공진 회로를 형성한다.
상기 방법의 보다 바람직한 일 실시예에서, 전기적 커패시턴스는 배치 동안 및/또는 배치에 이어 결정되어, 완성된 회로 배열에서 소정의 전기적 커패시턴스가 확실히 도달되고, 보장된다. 보다 바람직하게는, 전기적 커패시턴스가 배치 동안 지속적으로 모니터링 된다.
보다 바람직하게는, 배치 파라미터들이 도달해야 하는 소정의 전기적 커패시턴스의 특성에 따라 배치 전에 미리 지정되고/지정되거나, 제어되고/제어되거나, 도달해야 하는 소정의 전기적 커패시턴스의 특성에 따라 배치 동안 조절된다.
바람직하게는, 배치 방향, 배치 속도, 배치된 컨덕터 스트립의 길이, 자외선 복사의 기간 및/또는 세기, 열 에너지 및/또는 초음파의 도움에 의한 가열의 기간 및/또는 가열 온도 수준, 및/또는 압력의 기간 및/또는 수준이, 배치 파라미터들로서, 미리 지정되고, 제어되고/제어되거나, 조절된다. 이런 방식으로, 컨덕터 스트립 세그먼트들의 배치가 회로 배열의 소정의 전기적 커패시턴스에 도달하는 방식으로 맞춰질 수 있다.
특히, 컨덕터 스트립을 배치하고, 제어하고/제어하거나, 그로부터 유발되는 배치 파라미터들을 조절하여, 전기적 커패시턴스를 모니터링하는 동안, 컨덕터 스트립 세그먼트들의 배치를 즉각적으로 조절하고, 소정의 전기적 커패시턴스에 도달될 때 이를 완료하는 것이 가능하다.
소정의 전기적 커패시턴스에 정확히 도달하기 위한 매우 간단한 가능성은 서로 교차하는 여러 개의 컨덕터 스트립 세그먼트들을 배치하는 데 있으며, 여기서 컨덕터 스트립 세그먼트들이 서로 교차하는 각이 변화하기 때문에, 컨덕터 스트립들의 표면 오버랩과, 그로 인한 컨덕터 스트립 세그먼트들에 의해 형성되는 커패시터 전극 표면들의 크기가 가변된다.
이런 방식으로, 바람직하게는 배치 방향 및/또는 컨덕터 스트립의 배치 길이의 변화가, 컨덕터 스트립 세그먼트들이 서로의 상부에 위치한, 영역들의 숫자 및/또는 표면 연장의 변화를 가능하게 한다.
바람직한 다른 실시예에서,컨덕터 스트립이 소정의 허용범위(tolerance range) 내에서 상기 소정의 전기적 커패시턴스에 언더슈트(undershoot)되도록 배치되고, 후속하여 열 에너지 및/또는 초음파에 의한 가열과, 두 개 이상의 컨덕터 스트립 세그먼트들이 서로의 상부에 배치된 적어도 하나의 영역으로 압력 적용을 수행함으로써, 상기 컨덕터 스트립 세그먼트들 사이의 베이크드 래커 또는 접착제를 적어도 부분적으로 녹이고 짜내어, 상기 소정의 커패시턴스에 도달하는 정도까지, 상기 컨덕터 스트립 세그먼트들 사이의 상기 전기적 절연층의 두께가 감소된다. 예컨대 가열되거나 초음파-지원되는 플런저를 사용하여, 베이크드 래커 및/또는 접착제를 짜내는 것에 의해, 컨덕터 스트립 세그먼트들 사이의 전기적 절연층과 그로 인한 유전체가 감소된다. 이 실시예에 의해, 소정의 전기적 커패시턴스가 높은 정확도로, 그리고 매우 작은 허용범위 이내로 생산될 수 있다.
이러한 측면을 구현하기 위한 다른 가능성이 상기 방법의 바람직한 다른 실시예에 의해 제공되며, 여기서 컨덕터 스트립이 소정의 허용범위 내에서 소정의 전기적 커패시턴스가 언더슈트되도록 하는 방식으로 배치되고, 이어서, 두 개 이상의 컨덕터 스트립 세그먼트들이 서로의 상부에 위치한 적어도 하나의 영역들로의 압력 적용이, 컨덕터 스트립 세그먼트들을 소정의 커패시턴스에 도달하는 정도까지 넓힘으로써, 확장될 영역의 표면이 연장되도록 한다. 예컨대 가열되지 않은 플런저에 의한, 서로의 상부에 위치한 컨덕터 스트립 세그먼트들의 확장은, 커패시터 표면들과 그로 인한 전기적 커패시턴스가 더 커지도록 한다. 이 실시예에서, 컨덕터 스트립을 반복 가열할 필요는 없다.
바람직한 다른 실시예에서, 상기 컨덕터 스트립이 소정의 허용범위 내에서 상기 소정의 전기적 커패시턴스가 오버슈트(overshoot)되도록 배치되고, 서로의 상부에 위치한 상기 복수의 컨덕터 스트립 세그먼트들이 기판에 나란히 형성되며, 후속하여 서로의 상부에 위치한 상기 소정의 수의 컨덕터 스트립 세그먼트들이, 상기 컨덕터 스트립을 잘라냄으로써 분리되어 상기 소정의 전기적 커패시턴스에 도달시킨다. 예컨대, 서로 교차하는 여러 개의 컨덕터 스트립 세그먼트들이 배치되고, 이어서 일부 교차들이, 이에 의해 소정의 전기적 커패시턴스에 도달시키기 위하여 컨덕터 스트립을 분리함으로써, 회로 배열로부터 분리된다.
소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열을 생산하는 장치는, 배치 장비, 컨덕터 스트립 코일 및 기판 이동 수단을 포함하되, 적어도 하나의 제1 컨덕터 스트립 세그먼트가 상기 기판 상에 배치되며, 적어도 하나의 제2 컨덕터 스트립 세그먼트가 상기 제1 컨덕터 스트립 세그먼트 상에 적어도 부분적으로 배치되고, 유전체를 형성하는 전기적 절연층이 상기 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2, LA3, LA4) 사이에 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 100 ㎛ 내지 1000 ㎛의 폭과, 5 ㎛ 내지 40 ㎛의 두께, 바람직하게는 10 ㎛ to 40 ㎛를 가지는, 금속성, 전기 전도성의 컨덕터 스트립이 배치되며, 여기서 컨덕터 스트립 세그먼트들은 선택적으로, 그리고 일정 방식으로 서로의 상부에 위치하거나, 거의 전체적으로 서로의 상부에 위치하고, 서로 일체로 결합될 수 있으며, 본 발명에 따른 배치 장비가 기판과 대하여 이동될 수 있고/있거나, 기판이 기판 이동 수단의 도움으로 배치 장비와 대하여 이동될 수 있으며, 여기서 배치 장비는 컨덕터 스트립으로 코팅될 각 기판 영역과 항상 수직으로 정렬되어야 한다.
상기한 장치의 사용으로 컨덕터 스트립 세그먼트들이 서로의 상부에 배치되고 전기적 절연층이 컨덕터 스트립 세그먼트들 사이에 배치될 수 있기 때문에, 배치 장비에 의해, 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열이 간단히, 그리고 비용효율이 높은 방식으로, 매우 빠르게, 그리고 높은 정확도로 생산될 수 있다. 그 결과, 커패시터 전극 표면들로서의 커패시터 스트립 세그먼트들과, 유전체로서의 절연층을 가지는 커패시터들이 생산될 수 있으며, 여기서 유전체는 소정의 두께를 가진다. 이러한 방식에서, 서로의 상부에 배치된 컨덕터 스트립 세그먼트들의 교차 표면들의 숫자 및 치수, 서로의 상부에 배치된 컨덕터 스트립 세그먼트들 사이에 유전체 두께가 미리 지정되고, 컨덕터 스트립 세그먼트들의 배치에 의해 구현될 수 있기 때문에, 컨덕터 스트립 배치 구조를 미리 지정하고 또는 배치를 제어 및/또는 조절함으로써, 소정의 전기적 커패시턴스에 정확하게 도달할 수 있다.
배치 장비가 기판에 대하여 이동할 수 있고/있거나, 그 기판이 기판 이동 수단의 도움으로 배치 장비에 대하여 이동할 수 있기 때문에, 매우 빠르고, 높은 정확도의 컨덕터 스트립의 배치가 가능하다. 이런 방식으로, 컨덕터 스트립이 2차원 기판 상의 x-방향 및 y-방향에 배치될 수 있고, 또한 예컨대 구부러지거나 경사진 기판이 데카르트 좌표계 시스템의 z-방향에 배치될 수 있으며, 여기서 배치 장비는 컨덕터 스트립으로 코팅될 해당 기판 세그먼트에 항상 수직으로 정렬된다.
컨덕터 스트립들의 배치에는, 컨덕터 스트립이 꼬임 없이 회로 배열을 생산하는 장치의 배치 장비에 적용될 수 있는 것이 필수적이다.
바람직한 일 실시예에서, 배치 장비는 원통형 또는 원뿔형으로 형성되고, 그 길이의 적어도 일부는 컨덕터 스트립을 안내하는 내부 구멍을 가지며, 내부 및 외부 반경 상에서 합쳐지고, 배치 장비의 세로축에 수직으로 배열된 고리 모양의 액티브 영역을 가진다. 이리하여, 컨덕터 스트립이 꼬임 없이 배치 장비를 통과할 수 있고, 기 배치된 컨덕터 스트립과 별개로, 기판 상에 적절히 배치되고 고정될 수 있다.
바람직하게는, 배치 장비는 초음파 발생기(ultrasonic sonotrode) 및 컨버터(converter)를 포함한다. 초음파는 기판의 표면에 수직으로 향하는 것이 바람직하다. 이 배치 장비를 이용하면, 컨덕터 스트립, 서로의 상부에 위치한 컨덕터 스트립 세그먼트들 사이의 전기적 절연층을 형성하는 베이크드 래커 또는 접착제 각각은, 가열될 수 있고, 컨덕터 스트립 세그먼트들은 서로 대향하여, 그리고 기판에 대향하여 가압될 수 있기 때문에, 컨덕터 스트립 세그먼트들은 서로 및/또는 기판에 완전히 그리고 확실히 결합될 수 있으며, 여기서 절연층의 두께는 소정의 전기적 커패시턴스에 도달하기 위하여, 요구조건에 따라 컨덕터 스트립 세그먼트들 사이에서 조절될 수 있다.
컨덕터 스트립 코일은, 수직 회전축에 대하여 회전할 수 있도록 구축된 코일 용기내의 수평 회전축에 대하여 회전하게 설치되도록 배치되는 것이 바람직하며, 상기 코일 용기는, 상기 컨덕터 스트립이 꼬임 없이 상기 컨덕더 코일로부터 벗어나게 풀릴 수 있도록 상기 컨덕터 스트립을 기판에 배치하는 동안, 방향이 변하는 경우 트랙커 장치에 의하여 추가적으로 회전할 수 있다.
바람직한 다른 실시예에서, 배치 장비는 가압 롤러이다. 가압 롤러는 컨덕터 스트립 세그먼트들을 서로 대향하여 및/또는 기판에 대향하여 가압하기 위한 베이크드 래커 또는 접착제를 가열하기 위하여, 가열 가능한 것이 바람직하다. 이에 따라, 컨덕터 스트립 세그먼트들은 서로 및/또는 기판에 일체로, 그리고 확실히 결합될 수 있으며, 여기서 절연층의 두께는 소정의 전기적 커패시턴스에 도달하기 위하여 요구조건에 따라 컨덕터 스트립들 사이에서 조절될 수 있다.
바람직하게는, 가압 롤러는, 가이드 그루브(guide groove)의 최대 깊이가 컨덕터 스트립의 두께에 상응하고, 그의 최소 폭이 적어도 컨덕터 스트립의 폭에 상응하는, 컨덕터 스트립을 안내하는 가이드 그루브를 가진다. 이러한 조치에 의해, 컨덕터 스트립이 최적으로 안내될 수 있도록 보장되어, 컨덕터 스트립이 상이한 방향들로, 그리고 일정한 방향 변화들을 수행하면서, 기판 상에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 컨덕터 스트립이 꼬임 없이 도포될 수 있도록 보장하기 위하여, 그리고 꼬임 없는 배치를 보장하기 위하여, 컨덕터 스트립 코일이 배치 장비와 함께 이동할 수 있다.
바람직하게는, 컨덕터 스트립 안내 장치는 컨덕터 스트립 코일과 배치 장비 사이에 배치되며, 배치 장비는 탄력성 있게 실장되고/실장되거나 수평으로 이동할 수 있는 디플렉션 롤러(deflection roller)를 포함한다. 디플렉션 롤러를 이용하면, 컨덕터 스트립은 배치 전에 가압 롤러의 원주의 적어도 절반을 따라 안내될 수 있는 방식으로, 바람직하게 방향을 바꿀 수 있다. 디플렉션 롤러가 탄력성 있게 실장되지 않고 수평으로 이동할 수 있는 경우, 가압 롤러의 랩핑(wrapping) 치수가 컨덕터 스트립의 배치 전에 설정될 수 있다. 이러한 조치 수단에 의해, 컨덕터 스트립, 베이크드 래커 또는 접착제 각각의 최적 가열이 보장될 수 있다.
바람직한 다른 실시예에서, 컨덕터 스트립 안내 장치는, 탄력성 있게 설치된 디플렉션 롤러(deflection roller)의 상부와 하부 각각에 수직으로 고정 설치된 디플렉션 롤러를 가지되, 여기서 탄력성 있게 설치된 디플렉션 롤러는, 두 개의 고정 설치된 디플렉션 롤러들의 수직축을 최대한 벗어나는 것에 의한 탄성력(elastic force)으로, 방향을 바꿀 수 있다. 그 결과, 컨덕터 스트립은 꼬임 없이, 그리고 특히 미리 늘어날 수 있도록, 배치 장비에 적절히 도포될 수 있고, 이로 인해 배치 장비에 대향하여 정확히 배치되고, 확실히 인접할 수 있게 된다.
바람직하게는, 상기의 장치는 배치에 앞서 컨덕터 스트립으로 접착제를 도포하기 위한 수단을 포함한다. 이런 방식에서, 접착제는 요구되는 두께, 분배 및 품질 각각에 있어, 컨덕터 스트립의 일면에, 그리고 두께-제어 부위에, 상기 배치 전에 직접적으로만, 도포될 수 있다. 그 결과, 컨덕터 스트립은 쉽게 저장될 수 있고, 예컨대 코어 래커층에 미리 공급되어 있는 만큼을 제외하고, 접착제 없이, 컨덕터 스트립 코일로부터 풀려나올 수 있다. 이에 따라, 배치 전에 컨덕터 스트립의 접착은 불가능하다.
바람직한 일 실시예에서, 상기의 장치는 배치 전에 컨덕터 스트립을 자외선 복사에 종속시키기 위한 자외선 복사 장치를 가진다. 이런 방식으로, 컨덕터 스트립이 처리될 수 있으며, 그 컨덕터 스트립은, 컨덕터 스트립의 배치 전에 직접적인 자외선 복사에 의해서만 여기-반응할 수 있는, 자외선-반응성 접착제로 코팅된다. 양면에 자외선-반응성 접착제가 코팅되어 있는 컨덕터 스트립의 경우, 자외선 복사 장치는 바람직하게 정렬되거나, 자외선-반응성 접착제만이 컨덕터 스트립의 향후 하부 표면 상에서 여기-반응을 일으킬 수 있도록, 제어될 수 있다. 또한 자외선-반응성 접착제는, 예컨대 컨덕터 스트립 코일 상에 감기는 컨덕터 스트립에 접착되지 않고, 컨덕터 스트립의 배치 전에 컨덕터 스트립 웰(well)로 도포될 수 있다.
접착제가 절연층으로 사용되는 경우라고 하더라도, 접착제가 컨덕터 스트립의 배치 전에 직접 컨덕터 스트립으로 도포될 필요는 없다. 특히, 자외선-반응성 및/또는 압력-반응성 접착제가 사용될 때, 각각은 자외선 복사, 압력 적용만으로 여기-반응을 일으키므로, 이러한 조치가 반드시 요구되는 것은 아니다. 특정 상황 하에서, 예컨대, 사용될 때까지 냉각 환경에 저장되어야 하는 컨덕터 스트립은, 그 컨덕터 스트립이 배치될 때까지, 열 가소성 및/또는 열적으로 반응하는 접착제를 냉각할 필요가 있다. 나아가, 접착제는 또한 전혀 녹지 않거나 매우 높은 온도에서만 녹는 코어 래커와 조합하여 사용될 수 있는 데, 예컨대, 코어 래커는 컨덕터 스트립으로 도포되고, 접착제는 베이크드 래커 대신 사용된다.
바람직하게는, 상기의 장치는 배치된 컨덕터 스트립으로 냉각 공기를 공급하기 위한 냉각 장치를 포함한다. 그 결과, 컨덕터 스트립은 배치 후에 직접 냉각될 수 있다. 이런 방식에서, 컨덕터 스트립 세그먼트들은 배치 후에 즉시 확실히, 그리고 일체로 서로 직접 결합되어, 기 배치된 컨덕터 스트립 세그먼트들이 다시 지점에서 빠져나갈 위험 없이, 컨덕터 스트립이 매우 빠르게 기판 상에, 그리고 복수의 패턴들에 배치될 수 있게 된다. 그 결과, 컨덕터 스트립이 높은 정확도로 배치될 수 있고, 이에 의해 회로 배열의 소정의 전기적 커패시턴스가 높은 정확도, 예컨대, 매우 작은 허용범위로 설정될 수 있다.
본 발명에 따르면, 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열을 생산하기 위한 개선된 방법을 제공할 수 있고, 그 방법의 도움으로 생산되는 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열, 및 그 회로 배열을 생산하고 그 방법을 수행하는 장치를 제공할 수 있다.
도 1a는 제1 실시예의 래커로-절연된 컨덕터 스트립의 단면도를 나타낸다.
도 1b는 제2 실시예의 래커로-절연된 컨덕터 스트립의 단면도를 나타낸다.
도 2는 제1 실시예의 배치된 컨덕터 스트립의 상면도를 나타낸다.
도 3a는 제2 실시예의 배치된 컨덕터 스트립의 상면도를 나타낸다.
도 3b는 도 3a에 따른 IIIB-IIIB 교차선들에 대한 단면도를 나타낸다.
도 3c는 도 3b의 세부도를 나타낸다.
도 4는 제3 실시예의 배치된 컨덕터 스트립의 단면도를 나타낸다.
도 5a는 제4 실시예의 배치된 컨덕터 스트립의 상면도를 나타낸다.
도 5b는 제5 실시예의 배치된 컨덕터 스트립의 상면도를 나타낸다.
도 6은 두 개의 배치된 컨덕터 스트립들의 상면도를 나타낸다.
도 7a는 제6 실시예의 배치된 컨덕터 스트립의 상면도를 나타낸다.
도 7b는 도 7a에 따른 VIIB-VIIB 교차선들에 대한 단면도를 나타낸다.
도 8a는 제7 실시예의 배치된 컨덕터 스트립의 상면도를 나타낸다.
도 8b는 도 8a에 따른 VIIIB-VIIIB 교차선들에 대한 단면도를 나타낸다.
도 8c는 도 8b의 세부도를 나타낸다.
도 9는 회로 배열의 상면도를 나타낸다.
도 10a는 제1 회로 배열 생산 장치의 제1 측면도를 나타낸다.
도 10b는 제1 회로 배열 생산 장치의 제2 측면도를 나타낸다.
도 11은 제2 실시예의 회로 배열 생산 장치를 나타낸다.
도 12는 제3 실시예의 회로 배열 생산 장치를 나타낸다.
도 13은 가압 롤러의 단면도를 나타낸다.
모든 도면들의 등가 구성요소들에는 동일한 참조 번호들이 부여된다.
이하에서는, 본 발명의 예시적인 실시예들이 도면들을 참조로, 보다 상세히 설명될 것이다.
다음 도면들을 참조로, 도 2에 예시된, 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열(1)의 예시적인 실시예들과, 도 10a에 예시된, 그의 생산 장치 및 방법이 보다 세부적으로 설명될 것이다.
회로 배열(1)은 도 1a 및 도 1b의 단면도에 도시된 것처럼 적어도 하나의 금속성, 전기 전도성의 컨덕터 스트립(L)을 포함하고, 그 컨덕터 스트립(L)은 도 2에 도시된 것처럼 기판(S)에 배치된다. 도 1a에서 컨덕터 스트립(L)의 모든 면들에는 2 ㎛ 두께의 코어 래커(KL, core lacquer)와, 그 위에 배치된 2 ㎛ 두께의 베이크드 래커(B, baked lacquer)가 코팅된다. 도 1b에 도시된 것처럼, 베이크드 래커(B)를 대신하여, 접착제(K), 예컨대 열 가소성, 열 반응성, 자외선 반응성 및/또는 압력 반응성을 갖는 접착제(K)의 코팅이 제공될 수도 있다.
도 1b에서, 컨덕터 스트립(L)은 2 ㎛ 두께의 코어 래커(KL)와, 그 위에 배치된 접착제(K)로, 여기에 나타난 예시의 경우 일면만이 코팅된다. 또한, 접착제(K)를 대신하여, 베이크드 래커(B)의 코팅이 제공될 수 있으며, 즉, 베이크드 래커(B)는 코어 래커(KL) 상에 배치된다. 두 개의 도면들에서, 컨덕터 스트립(L)은 구리(copper)로 이루어진다. 코어 래커(KL)의 층은 예컨대 폴리우레탄(polyurethane)으로 형성되고, 베이크드 래커(B)의 층은 예컨대 폴리비닐부티랄(polyvinylbutyral)로 형성된다.
도 1b의 실시예에서, 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2)이 도 2에 보인 것처럼 서로의 상부에 배치할 때, 이런 방식으로 두께가 얇은 전기적 절연층(iS)이 구현되며, 이 전기적 절연층(iS)은 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2) 사이의 유전체로서 동작하고, 코어 래커(KL) 및 베이크드 래커(B), 각각에 의해 형성된다. 그 결과, 서로의 상부에 위치한 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2)의 동일 면적에 대하여 더 큰 커패시턴스 값이 구현될 수 있다.
도 2는 기판(S)에 배치되는, 두 개의 권선(windings)을 가진 준 사각형의(quasi-rectangular) 코일을 형성하는 컨덕터 스트립(L)의 상면도이다. 컨덕터 스트립(L)은, 기판(S)에 훼손 없이 컨덕터 스트립(L)을 적절히 배치하고 고정할 수 있도록 하기 위하여, 컨덕터 스트립(L)에 의해 형성된 커브들의 반경이 컨덕터 스트립 폭의 5배보다 큰 값을 가지도록, 배치되는 것이 바람직하다.
사각형의 측면에서, 코일 권선들, 즉, 제1 컨덕터 스트립 세그먼트(LA1)와 제2 컨덕터 스트립 세그먼트(LA2)는 정확히 서로의 상부에 위치하되, 제2 컨덕터 스트립 세그먼트(LA2)가 제1 컨덕터 스트립 세그먼트(LA1) 상에 배치된다. 제1 코일 끝단(S1)은 코일 권선과 제2 코일 끝단(S2)을 사각형으로 가로지르되, 여기서 각각의 경우에 상부의 제2 컨덕터 스트립 세그먼트(LA2)는 하부의 제1 컨덕터 스트립 세그먼트(LA1) 상에 각각 동일하게 놓인다.
하부의 제1 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1) 상에 배치된 제2 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA2) 각각은, 완전 결합(integral joint)을 형성함으로써, 하부의 제1 컨덕터 스트립 세그먼트들 (LA1)에 완전히, 확실히 결합된다. 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2)이 서로의 상부에 위치한 영역들에서, 즉 소위 스택 영역들(stacking regions)에서, 소정의 커패시턴스를 가지는 회로 배열(1)을 생산하는 방법에 있어, 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2)이 서로 결합할 수 있도록 하기 위하여, 예컨대 배치 속도는 배치 파라미터로서 감소된다.
상기 방법에서, 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2)의 결합은, 컨덕터 스트립들(L)에서 베이크드 래커(B) 또는 접착제(K)를 적어도 부분적으로 녹이고, 가해지는 힘에 의해 컨덕터 스트립들(L)을 서로 가압함으로써 수행된다. 자외선-반응성의 접착제(K)가 사용되는 경우, 접착제(K)의 용해(melting) 및/또는 경화(curing)는, 컨덕터 스트립의 배치 전 및/또는 배치 동안 직접적인 자외선 복사에 의해 지원될 수 있다.
각각이 IIIA-IIIA 교차선들에 대한 상면도와 단면도인 도 3a 및 도 3b는, 배치된 컨덕터 스트립(L)에 의해 형성된 사각형 코일을 가지는 회로 배열(1)을 나타내며, 회로 배열(1)을 생산하는 방법에서, 컨덕터 스트립들(L)은 서로의 상부에 위치한 네 개의 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2, LA3, LA4)을 얻기 위하여, 총 네 번의 권선에서 정확히 서로의 상부에 배치된다. 이를 통해 컴팩트 코일이 된다. 도 3c는 그 결과에 상응하는 세부도를 보인다.
이 예시적인 실시예에서는 물에 녹는(water-soluble) 성질을 가지는, 기판(S)이, 컨덕터 스트립(L)의 배치에 이어 제거되어, 높은 기생 커패시턴스와 낮은 전기적 저항을 가지는 자기 지지 코일이 생산된다. 여기에 나타난 예시에서, 컨덕터 스트립(L)은 20 ㎛의 두께와 500 ㎛의 폭을 가진다. 모든 면들에서, 코어 래커(KL)는 2 ㎛의 두께를 가지고, 베이크드 래커(B)는 3 ㎛의 두께를 가진다. 이는 510 ㎛의 코일을 형성하는 컨덕터 스트립 스택의 스택 폭과 120 ㎛의 스택 높이를 갖게 한다.
도 4에서, 컨덕터 스트립들(L)은 단면도에서 콤팩트한, 계단형(step-like shape)의 회로 배열(1)이 구현되는 방식으로, 나란히, 그리고 서로의 상부에 배치되며, 형성된 코일은 예컨대 안테나를 형성한다. 이러한 맥락에서, 회로 배열(1)을 열 가소성 코일로 실장(embed)할 때, 코일은 포일(foil) 쪽으로 가압되고, 코일 끝단들(S1, S2)은 높은 계단(step)을 넘어 가압되지 않는 편이 좋다. 그 결과, 코일 끝단들(S1, S2)이 뜯겨나갈 위험이 방지된다.
도 5a 및 도 5b는 소정의 전기적 커패시턴스에 도달하기 위하여, 또는 코일 및 소정의 전기적 커패시턴스에 의해 형성되는 공진 회로의 파라미터들을 정확히 설정하기 위하여, 회로 배열(1)의 생산 방법 동안에 가능한 커패시턴스 수정(correction)의 상면도를 보인다. 전기적 커패시턴스 또는 공진 회로 파라미터들을 정확히 설정할 수 있도록 하기 위하여, 회로 배열(1)의 생산에서 컨덕터 스트립(L)을 배치한 결과로서 형성된 회로 패턴은, 교차되는 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2)의 교차각을 바꿈으로써 수정될 수 있다.
추세 관련 값들에서(In tendency-related values), 전류 측정 결과를 기초에 상응하도록 회로 패턴 즉 생산된 회로 배열(1)의 교차각을 지정하는 것 및/또는 컨덕터 스트립(l)의 배치 동안 변동 측정 결과의 경우에서 도출된 전기 커패시턴스 또는 값들을 측정하는 것 및 회로 배열(1)의 완성 전에 정확한 교차각을 짧은 시간에 결정하는 것이 가능하다.이리하여, 도 5b의 경사진 교차각으로 인해, 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2)의 표면 오버랩이 직각의 교차각을 가진 도 5a보다 크다. 이러한 측면이 덮여 있는 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2)에 의해 형성되는, 더 넓은 커패시터 표면들이 가능하게 하며, 이에 의해 도 5b에 도시된 회로 배열에서 증가된 전기적 커패시턴스가 얻어진다.
도 6은 회로 배열(1)의 두 개의 회로 구성요소들의 가능한 축전 결합(capacitive coupling)을 보인다. 회로 구성요소들이 상이한 컨덕터 스트립 폭으로 배치되는 경우, 더 넓은 컨덕터 스트립들(Lb)을 제1 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1)로서 먼저 배치하고, 제2 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA2)로서의 더 좁은 컨덕터 스트립(Ls)를 가지고, 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2)의 오버랩을 생산하는 것이 바람직하다. 하부의, 더 넓은 컨덕터 스트립(Lb), 즉 컨덕터 경로로서의 제1 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1)은 인쇄된, 식각된, 레이저로 절단되거나 가압된, 컨덕터 플레이트 또는 컨덕터 포일일 수 있다. 상기 컨덕터 플레이트들 또는 컨덕터 포일들 상에서, 컨덕터 스트립들(Lb)은, 한 층으로 배치되거나 또는 두 층의 컨덕터 플레이트들에 더하여 배치될 수 있다.
VIIB-VIIB 교차선들에 대한 도 7a의 상면도 도 7b의 단면도는, 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2)의 변형(D) 즉 각각의 특정 영역들 또는 세그먼트 길이들을 납작하게 누르는 것에 의해, 서로 상부에 위치한 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2)의 커패시턴스 증가의 가능성을 보인다.
소정의 커패시턴스와 매우 작은 허용범위를 가지는, 회로 배열(1)이 생산되는 경우, 그리고 영향을 미치는 인자들(factors)-예컨대 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2)과의 사이에서 유전체를 형성하는 전기적 절연층(iS)의 두께, 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2)의 폭 허용범위, 또는 배치 파라미터들, 예컨대 배치 동안 자외선-반응성 접착제(K)의 자외선 복사 기간 및/또는 세기, 배치 동안 열 에너지 및/또는 초음파의 도움으로 접착제(K) 또는 베이크드 래커(B)를 가열하는 공정의 기간 및/또는 가열 온도의 최대치, 및/또는 압력의 기간 및/또는 압력 수준에서의 허용범위임-이 매우 큰 허용범위를 가지는 경우, 이 범위에서 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2)이 서로 쪽으로 가압되어, 회로 배열(1)의 소정의 전기적 커패시턴스에 정확히 도달될 수 없고, 초기에 커패시턴스 값이 너무 낮은 값을 갖도록 컨덕터 스트립(L)이 배치된다.
측정된 커패시턴스 값과 도달해야 하는 소정의 커패시턴스 사이의 차이가 결정됨에 따라, 커패시턴스 값의 측정과, 후속적인 컨덕터 스트립(L)의 배치가 이어지는 경우, 예컨대 가열되지 않은 플런저(plunger)(여기에는 세부적으로 도시되지 않음)의 도움으로, 충분한 수의 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2)이 변형되어, 소정의 전기적 커패시턴스에 도달하게 된다.
예컨대 요구되는 압력 적용은 실험으로 사전에 결정될 수 있다. 다른 실시예에서, 예컨대 각 변형(D)에 이어, 해당 커패시턴스 값이 새로 결정되어, 소정의 전기적 커패시턴스에 단계적으로 도달할 수 있다. 변형에 의해, 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2)의 폭이 컨덕터 스트립(L) 및 전기적 절연층(iS)의 플라스틱 변형으로(plastic deformation) 증가하여, 커패시터 표면들이 확장하게 된다.
여기서 유전체를 형성하는 전기적 절연층(iS)의 두께는 약간씩만 감소된다. 변형(D)은 바람직하게는 상온에서 수행된다. 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2)의 확장을 막기 위하여, 플런저는 바람직하게는 매우 편평한 엠보싱으로, 예컨대, 컨덕터 스트립(L)의 배치 방향에 대하여 가로로 연장된 주름으로 제공된다.
도 8a 내지 도 8c 각각의 상면도, 단면도 및 세부도는 도 7에 보인 것과 유사한 회로 배열을 보인다. 여기서도 마찬가지로, 컨덕터 스트립(L)의 배치에 이어 커패시턴스 수정이 보여진다. 여기에 보인 예시적인 일시예에서, 이는 서로의 상부에 위치한 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2) 사이의 유전체를 형성하는, 전기적 절연층(iS)의 두께를 줄임으로써 수행된다.
필요한 경우, 가열된 플런저를 컨덕터 스트립(L)의 상이한 영역들로 가압함으로써, 또는 베이크드 래커(B), 접착제(K) 각각의 연성화(softening) 온도보다 크지만 코어 래커(KL)의 연성화 또는 손실 온도보다 작은 온도를 가지는, 여러 가열된 플런저들을 동시에 사용함으로써, 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LAW) 사이의 유전체를 형성하는 전기적 절연층(iS)의 두께가 줄고, 그로 인해 상기의 영역들에서 감소된 두께(rD)가 얻어지므로, 커패시턴스는 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2) 사이의 연성화된, 베이크드 래커(B) 또는 접착제(K)를 부분적으로 짜내는 만큼 증가된다.
또한 여기에서, 비교값 또는 단계적으로 수행될 수 있는 전기적 절연층의 두께 감소를 얻기 위해, 요구되는 압력 파라미터들이 예컨대 사전에 실험에서 점검되거나, 연이어 커패시턴스 값이 개별적으로 측정되어 소정의 커패시턴스에 정확히 도달하도록 할 수 있다.
VIIIB-VIIIB 교차선에 따른 도 8b 및 도 8c의 각 단면도에서, 연성화된 베이크드 래커(B) 또는 접착제(K)를 짜낸 결과에 따른 변화가 보다 세부적으로 도시되어 있다. 코일의 우측면은 변화되지 않는다. 컨덕터 스트립(L)은 20 ㎛의 두께를 가진다. 각 컨덕터 스트립 세그먼트(LA1, LA2)의 모든 면에서, 코어 래커(KL)의 코팅은 2 ㎛의 두께를 가진다. 함께 가압되지 않는, 코일의 우측면 상의 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2)에서, 각 컨덕터 스트립 세그먼트(LA1, LA2)의 모든 면에서 베이크드 래커(B)는 4 ㎛의 두께를 가진다. 결국 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2) 사이의 유전체로서 동작하는 전기적 절연층(iS)의 두께는 12 ㎛가 된다.
좌측면에서, 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2)은 열 에너지 및/또는 초음파로 가열하는 공정과, 압력 적용에 의해 베이크드 래커(B)를 짜내는 공정에 의해, 함께 가압되어, 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2) 사이의 베이크드 래커 층이 각 컨덕터 스트립 세그먼트(LA1, LA2)에 대하여 2 ㎛로 감소된다. 이는 컨덕트 스트립 세그먼트들(LA1, LA2) 사이의 유전체로서 동작하는 전기적 절연층(iS)을 4 ㎛ 만큼 감소시켜 8 ㎛의 감소된 두께(rD)를 가능케하며, 이에 의해 회로 배열(1)의 커패시턴스 값이 증가된다.
도 9는 회로 배열(1)의 다른 가능한 커패시턴스 수정의 다른 가능성을 나타내고 있다. 예시에서는, 그의 연장된 끝단이 배치된 회로와 수많은 교차들을 형성하고, 이로 인해 추가적인 부분 커패시턴스들(TK)을 생산하는, 배치된 코일이 도시되어 있다. 상기 부분 커패시턴스들(TK)은 펀칭(punching), 레이저 절단(laser cutting) 또는 마이크로-샌드블라스팅(micro-sandblasting)에 의해, 회로 배열(1)로부터 선택적으로 분리될 수 있으며, 이에 의해 회로 배열(1)의 커패시턴스 값이 감소된다.
따라서, 이 실시예의 방법에서, 컨덕터 스트립(L)은 먼저 소정의 전기적 커패시턴스보다 큰 커패시턴스 값을 얻는 방식으로 배치된다. 배치와 회로 배열(1)의 커패시턴스 측정에 이어서, 부분 커패시턴스들(TK)을 분리하고, 소정의 전기적 커패시턴스에 도달하기 위하여, 측정된 커패시턴스 값과 소정의 전기적 커패시턴스 사이의 차이로부터, 컨덕터 스트립(L)이 분리될 필요가 있는 분리 지점(T)이 결정된다.
또한 여기에서, 부분 커패시턴스들(TK)은 예컨대 단계적으로 분리될 수 있고, 이어서 그에 의해 회로 배열(1)의 소정의 전기적 커패시턴스를 단계적으로 설정하기 위하여, 회로 배열(1)의 커패시턴스 값들이 각각 비교될 수 있다. 도시된 예시에서, 이러한 방식으로, 회로 배열(1), 예컨대 반도체 칩에 통합되어 있는 모듈(3)의 모듈 커패시턴스로부터, 코일의 기생 커패시턴스 및 코일 인덕턴스로부터 유발되는 공진 주파수가 매우 높은 정확도로 설정될 수 있다.
일반적인 규칙에 따른 반도체 칩들의 커패시턴스 허용범위가 상대적으로 크기 때문에, 회로 배열(1)의 커패시턴스 적용(adaptation)의 가능성이 요구되며, 따라서 정확하게 생산된 코일만으로는 공진 주파수의 도달 수준을 보장하지 않는다. 도시된 예시에서 컨덕터 스트립(L)의 배치에 의해 형성된 코일은 플라스틱, 예컨대, 폴리염화비닐(polyvinylchloride)로 된 기판(S) 상에 배치된다. 모듈(3)은 모듈의 단자들이 예컨대 열-가압 용접(thermo-compression welding)에 의해, 컨덕터 스트립(L)에 용접된 반도체 칩이다.
컨덕터 스트립들(L)의 배치를 위해서는, 컨덕터 스트립(L)이 꼬임 없이 회로 배열(1)을 생산하는 상기 장치(2)의 배치 장비(4)에 도포되는 것이 필수적이다. 이는 도 10a 및 도 10b에 나타난 컨덕터 코일(6)용 서스펜션(suspension) 장치(5)에 의해 구현되며, 여기서 컨덕터 스트립 코일(6)을 수평으로 수용하는 코일 용기(7)는 수직축에 대하여 회전 가능하게 설치된다. 이에 따라, 트랙커 장치(도시되지 않음)에 의해, 코일 용기(7) 및 컨덕터 스트립 코일(6)이 수평면에서 회전하여 컨덕터 스트립(L)의 표면이 기판(S) 상에서 생산되는 회로 배열(1)에 따라 항상 배치 장비(4)의 진행 방향으로 향한다.
도 10a 및 도 10b는 상이한 이동 방향들을 가지는 두 가지 상황을 보인다. 특히 코일-타입 또는 동심원의 회로 패턴들의 배치에서, 컨덕터 스트립(L)을 꼬임없이 배치하기 위하여, 코일 용기(7)와 컨덕터 스트립 코일(6) 각각의 트래킹(tracking)이 반드시 필요하다. 기판 이동 수단(8)만이 도시적으로 표현되어 있다. 컨덕터 스트립(L)은 배치 장비(4)를 기판(S)에 대하여 이동하고/이동하거나, 기판 이동 수단(8)에 의해 기판(S)을 배치 장비(4)에 대하여 이동함으로써, 기판(S)에 배치될 수 있다.
도시된 배치 장비(4)는 원통형 또는 원뿔형으로 형성되고, 그 길이의 적어도 일부에 걸쳐, 컨덕터 스트립(L)을 안내하는 내부 구멍(9)을 가지며, 내부 및 외부 반경 상에서 합쳐지고, 배치 장비(4)의 세로축에 수직으로 배열되어 있는 고리 모양의 액티브 영역(10)을 가진다. 그 결과, 컨덕터 스트립(L)은 꼬임 없이 배치 장비(4)를 통과할 수 있으며, 기판(S)과 기 배치된 컨덕터 스트립(L) 각각에 최적으로 배치되어 고정될 수 있다.
바람직하게는, 배치 장비(4)는 초음파 발생기(ultrasonic sonotrode) 및 컨버터(converter)를 포함한다. 초음파는 기판(S)의 표면에 수직으로 향하는 것이 바람직하다. 배치 장비(4)는 컨덕터 스트립(L)으로 덮이게 되는 해당 기판 부분에 항상 수직으로 배열된다. 배치 장비(4)의 도움으로, 컨덕터 스트립(L), 서로의 상부에 위치한 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2) 사이의 전기적 절연층(iS)을 형성하는 베이크드 래커(B) 또는 접착제(K) 각각이 가열될 수 있으며, 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2)은 서로 대향하여, 그리고 기판(S)에 대향하여 가압될 수 있기 때문에, 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2)은 서로 및/또는 기판(S)에 완전히 그리고 확실히 결합될 수 있으며, 여기서 절연층(iS)의 두께는 소정의 전기적 커패시턴스에 도달하기 위하여, 요구조건에 따라 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2) 사이에서 조절될 수 있다.
도 11은 회로 배열(1)을 생산하는 장치(2)의 다른 실시예를 보인 것으로, 컨덕터 스트립 안내 장치(11)를 포함한다. 컨덕터 스트립 안내 장치(11)는, 컨덕터 스트립이 내보내지는 방향에서, 하나가 다른 하나의 아래에 확실히 놓이는, 두 개의 디플렉션 롤러들(deflection rollers)(12)로 형성되며, 하나의 디플렉션 롤러(14)는 스프링 베어링(spring bearing)(13)을 거쳐 최대의 조절 가능한 위치까지 수직으로 올라가도록 방향을 바꿀 수 있고, 스프링 베어링(13)에 고정되어 이동할 수 있도록 설치된다. 이로 인해, 컨덕터 스트립(L)의 추가 배치 동안, 컨덕터 스트립 흐름을 멈춤으로써 컨덕터 스트립(L)에서 발생되는 증가된 장력(tensional force)으로, 스프링 베어링(13)에 대향하여 이동 가능한 디플렉션 롤러(14)를 밀고, 이에 따라 배치를 위한 추가적인 컨덕터 스트립(L)을 풀어내는 방식으로, 컨덕터 스트립 저장소에 영향을 준다.
나아가, 장치(2)의 해당 실시예에서, 본 출원인의 아직 미공개된 출원 DE 10 2009 012 255.9-33에 따라 이미 개시된, 엠보싱 장치(세부적으로는 도시되지 않음)가 개시될 수 있으며, 이는 참조로서 본 명세서에 통합된다. 이러한 엠보싱 장치를 이용하면, 패턴 엠보싱(patterned embossing)이 컨덕터 스트립(L)의 배치에 앞서 컨덕터 스트립(L)로 인쇄될 수 있다. 엠보싱 공정에 의해, 컨덕터 스트립(L)이 잠깐 멈추고, 이에 의해 생산되는 증가된 장력이 이동할 수 있는 디플렉션 롤러(14)를 스프팅 베어링(13)에 대향하여 밀고, 이에 따라 추가적인 컨덕터 스트립(L)이 배치를 위하여 끊어질 수 있다. 컨덕터 스트립(L)이 다시 내보내질 수 있을 때, 제동 부위에서 이동할 수 있는 디플렉션 롤러(14)와 함께, 스프링 베어링(13)이 조절 가능한 최대의 꺾임(deflection) 위치로 되돌아간다.
도 12는 회로 배열(1)을 생산하는 장치(2)의 다른 실시예의 측면도를 보인 것이다. 코팅되지 않은 컨덕터 스트립(L)이 배치 동안 컨덕터 스트립 코일(6)로부터 풀려나올 수 있다. 여기에 도시된 장치(2)는 배치 전에 컨덕터 스트립(l)으로 접착제(K)를 도포하기 위한 수단(15)을 포함한다. 이 장치에 의해, 컨덕터 스트립(L)은 예컨대 액체 반응성 접착제(K)로 그 일면이 코팅될 수 있다.
예컨대 접착제(K)는 오페이크(opaque), 틈을 가로지르는 냉각된 카트리지(cooled cartridge)로부터, 마이크로 노즐을 통해, 또는 어플리케이션 롤러를 통해, 스쳐 지나가는 컨덕터 스트립(L)으로 도포될 수 있다. 다른 실시예에서(여기에는 세부적으로 도시되지 않음), 컨덕터 스트립(L)은 예컨대 접착제(K)로 이미 코팅되고, 배치될 때까지 급속 냉각(deep-frozen) 환경에서 냉각된다. 다른 실시예에서, 컨덕터 스트립(L)은 접착제(K)로 미리 코팅되고, 그 위에 배치된 점착성 없는(non-stick) 코팅을 가진다. 상기 점착성 없는 코팅은 컨덕터 스트립(L)이 컨덕터 스트립 코일(6)로부터 풀려나올 때, 접착제(K)로부터 제거될 수 있다.
이어서, 컨덕터 스트립(L)은 탄력성을 가지도록 실장되고/실장되거나 수평으로 이동할 수 있는 디플렉션 롤러(14)를 지나도록 안내된다. 디플렉션 롤러(14)가 탄력성을 가지도록 실장되지 않고 수평으로 이동할 수 있는 경우, 이어지는 가열된 가압 롤러-이 실시예에서는 배치 장비(4)로 나타남-의 랩핑(wrapping) 치수는 컨덕터 스트립(L)의 배치 전에 설정될 수 있다. 그 결과, 접착제 반응을 초기화하기 위한, 컨덕터 스트립(L), 베이크드 래커(B) 또는 접착제(K) 각각의 최적 가열이 접착제 타입 및 배치 속도의 특성에 따라 항상 보장된다.
나아가, 여기에 도시된 것처럼, 장치(2)는 접착제(K)의 접착(bonding) 반응을 가속화하기 위하여, 배치 전에, 컨덕터 스트립(L)을 자외선 복사에 직접적으로 종속시키는 자외선 복사 장치(16)를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 장치(2)는 배치된 컨덕터 스트립(L)으로 냉각 공기를 공급하는 냉각 장치(17)를 더 포함한다. 이리하여, 기 배치된 컨덕터 스트립(L)이 떨어져 나갈 위험 없이 컨덕터 스트립(L)이 매우 빠르게 배치될 수 있으므로, 접착제(K)의 반응 열이 배출될 수 있고, 높은 배치 효율이 확보될 수 있다.
기판(S)에 수직인 장치(2) 상에서 힘(F)이 작동하여, 회로 배열(1)을 생산하는 방법에서 컨덕터 스트립 코일(6)로부터 컨덕터 스트립(L)이 풀려나오며, 필요한 경우 접착제(K)로 코팅되며, 가압 롤러로서 형성된 배치 장비(4)를 따라 안내되고, 가열되며, 여기서 접착제(K)는 필요한 경우 자외선 복사에 의해 여기-반응(reaction-excited)을 일으킨다. 이어서, 기 배치된 컨덕터 스트립(L)과 별개로, 컨덕터 스트립(L)은 배치 장비(4), 즉 가압 롤러의 도움으로, 장치(2)에 힘을 적용하는 것에 의해, 기판(S)으로 가압되며, 여기서 접착제(K) 또는 베이크드 래커(B)는 기판(S) 또는 기 배치된 컨덕터 스트립(L)에 일체로 결합된다. 이리하여, 컨덕터 스트립(L)은 기 배치된 컨덕터 스트립(L)과 별개로, 기판에 확실히 배치된다.
도 13에 도시된 것처럼, 가압 롤러로서 구성된 배치 장비(4)는, 장비(4)의 원주 상에, 컨덕터 스트립(L)을 안내하는 소형 그루브-타입 자국(groove-type indentation)으로서 형성된, 가이드 그루브(guide groove)(18)를 가진다. 바람직하게는, 가이드 그루브(18)의 깊이는 아직 접착제(K)로 코팅되지 않은 컨덕터 스트립(L)의 두께의 절반, 예컨대 20 ㎛이다. 가이드 그루브(18)는 회로 패턴의 반경에서 컨덕터 스트립(L)을 안내하는 역할을 하며, 여기서 배치될 컨덕터 스트립(L)은 요구되는 방향적 변화를 수행하도록 강제될 수 있다.
1: 회로 배열
2: 장치
3: 모듈
4: 배치 장비
5: 서스펜션 장치
6: 컨덕터 스트립 코일
7: 코일 용기
8: 기판 이동 수단
9: 내부 구멍
10: 액티브 영역
11: 컨덕터 스트립 안내 장치
12: 고정된 디플렉션 롤러
13: 스프링 베어링
14: 이동성 디플렉션 롤러
15: 접착제 도포 수단
16: 자외선 복사 장치
17: 냉각 장치
18: 안내 그루브
B: 베이크드 래커
D: 변형
F: 힘
iS: 전기적 절연층
K: 접착제
C: 코어 래커
L: 컨덕터 스트립
LA1, LA2, LA3, LA4: 컨덕터 스트립 세그먼트
Lb: 넓은 컨덕터 스트립
Ls: 좁은 컨덕터 스트립
rD: 감소한 두께
S: 기판
S1, S2: 코일 끝단
T: 분리점
TK: 부분 커패시턴스

Claims (15)

  1. 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열(1)을 생산하는 방법에 있어서,
    금속성과, 전기 전도성을 가지는 적어도 하나의 컨덕터 스트립(L, Lb, Ls)이 기판(S)의 적어도 일면에 배치되고,
    적어도 하나의 제1 컨덕터 스트립 세그먼트(LA1)가 상기 기판(S) 상에 배치되며,
    적어도 하나의 제2 컨덕터 스트립 세그먼트(LA2, LA3, LA4)가 상기 제1 컨덕터 스트립 세그먼트(LA1) 상에 적어도 부분적으로 배치되고,
    유전체를 형성하는 전기적 절연층(iS)이 상기 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2, LA3, LA4) 사이에 배치되며,
    100 ㎛ 내지 1000 ㎛의 폭과 5 ㎛ 내지 40 ㎛의 두께를 가지는 상기 컨덕터 스트립(L, Lb, Ls)이 배치되고,
    상기 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2, LA3, LA4)이 선택적으로, 그리고 일정 방식으로 서로의 상부에 위치하거나, 거의 전체적으로 서로의 상부에 위치하고, 서로 일체로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는, 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열(1)을 생산하는 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전기적 절연층(iS)은 상기 컨덕터 스트립(L, Lb, Ls)의 배치 전에,
    적어도 하나의 컨덕터 스트립 세그먼트(LA1, LA2, LA3, LA4)의 적어도 일면, 및/또는 상기 제2 컨덕터 스트립 세그먼트(LA2, LA3, LA4)로 덮이게 될 기판(S)의 영역에 도포되는 것을 특징으로 하는, 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열(1)을 생산하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 전기적 절연층(iS)은 상기 제2 컨덕터 스트립 세그먼트(LA2, LA3, LA4)가 상기 제1 컨덕터 스트립 세그먼트(LA1) 상에 배치되기 전 및/또는 배치되는 동안,
    열 에너지, 초음파, 자외선 복사 및/또는 압력의 도움으로, 가열되고, 적어도 부분적으로 녹고/녹거나, 직접적으로 여기-반응(reaction-excited)하는 것을 특징으로 하는, 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열(1)을 생산하는 방법.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2 컨덕터 스트립 세그먼트(LA2, LA3, LA4)는 소정의 힘(F)에 의해 상기 제1 컨덕터 스트립 세그먼트(LA1)로 가압되는 것을 특징으로 하는, 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열(1)을 생산하는 방법.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2, LA3, LA4)은 상기 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2, LA3, LA4)가 적어도 2개의 권선을 가진 코일을 형성하는 방식으로 서로의 상부에 배치되고,
    서로 절연되고 서로의 상부에 배치된 상기 코일의 상기 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2, LA3, LA4)은 소정의 전기적 커패시턴스, 인덕턴스 및 공진 주파수를 가지는 공진 회로를 형성하는 것을 특징으로 하는, 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열(1)을 생산하는 방법.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기적 커패시턴스는 상기 배치동안 및/또는 상기 배치에 후속하여 결정되는 것을 특징으로 하는, 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열(1)을 생산하는 방법.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배치의 파라미터들은 상기 배치 전에, 도달하여야 하는 상기 소정의 전기적 커패시턴스의 함수로서 지정되고/되거나, 상기 배치동안 상기 소정의 전기적 커패시턴스의 함수로서 제어되고/되거나 조절되는 것을 특징으로 하는, 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열(1)을 생산하는 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    지정되고, 제어되고/제어되거나 조절된 상기 배치의 파라미터들은 배치 방향, 배치 속도, 배치된 컨덕터 스트립(L, Lb, Ls)의 길이, 자외선 복사의 기간 및/또는 세기, 열 에너지 및/또는 초음파의 도움에 의한 가열의 기간 및/또는 가열 온도 수준, 및/또는 압력의 기간 및/또는 수준인 것을 특징으로 하는, 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열(1)을 생산하는 방법.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨덕터 스트립(L, Lb, Ls)이 소정의 허용범위(tolerance range) 내에서 상기 소정의 전기적 커패시턴스가 언더슈트(undershoot)되도록 배치되고, 후속하여 열 에너지 및/또는 초음파에 의한 가열과, 적어도 2개의 상기 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2, LA3, LA4)이 서로의 상부에 배치된 적어도 하나의 영역으로 압력 적용을 수행함으로써, 상기 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2, LA3, LA4) 사이의 베이크드 래커(baked lacquer, B) 또는 접착제(K)를 적어도 부분적으로 녹이고 짜내어, 상기 소정의 커패시턴스에 도달하는 정도까지, 상기 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2, LA3, LA4) 사이의 상기 전기적 절연층(iS)의 두께가 감소되는 것을 특징으로 하는, 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열(1)을 생산하는 방법.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 컨덕터 스트립(L, Lb, Ls)이 소정의 허용범위 내에서 상기 소정의 전기적 커패시턴스가 오버슈트(overshoot)되도록 배치되고, 서로의 상부에 위치한 상기 복수의 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2, LA3, LA4)이 기판(S)에 나란히 형성되며, 후속하여 서로의 상부에 위치한 상기 소정의 수의 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2, LA3, LA4)이, 상기 컨덕터 스트립(L, Lb, Ls)을 잘라냄으로써 분리되어 상기 소정의 전기적 커패시턴스에 도달하는 것을 특징으로 하는, 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열(1)을 생산하는 방법.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 생산된 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열(1)에 있어서,
    적어도 하나의 금속성, 전기 전도성의 컨덕터 스트립(L, Lb, Ls)을 가지는 기판(S)을 포함하며,
    적어도 하나의 제1 컨덕터 스트립 세그먼트(LA1)가 상기 기판(S) 상에 배치되며,
    적어도 하나의 제2 컨덕터 스트립 세그먼트(LA2, LA3, LA4)가 상기 제1 컨덕터 스트립 세그먼트(LA1) 상에 적어도 부분적으로 배치되고,
    유전체를 형성하는 전기적 절연층(iS)이 상기 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2, LA3, LA4) 사이에 배치되며,
    상기 컨덕터 스트립(L, Lb, Ls)은 100 ㎛ 내지 1000 ㎛의 폭과 5 ㎛ 내지 40 ㎛의 두께를 가지고, 상기 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2, LA3, LA4)이 선택적으로, 그리고 일정 방식으로 서로의 상부에 위치하거나, 거의 전체적으로 서로의 상부에 위치하고, 서로 일체로 결합되어 있는 것을 특징으로 하는, 회로 배열.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2, LA3, LA4)이 2개의 권선을 가진 코일을 형성하되, 서로 절연되고 서로의 상부에 배치된 상기 코일의 상기 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2, LA3, LA4)은 소정의 전기적 커패시턴스, 인덕턴스 및 공진 주파수를 가지는 공진 회로를 형성하는 것을 특징으로 하는, 회로 배열.
  13. 제11항 또는 제12항에 따라 소정의 전기적 커패시턴스를 가지는 회로 배열(1)을 생산하고, 청구항 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 방법을 수행하는 장치(2)에 있어서,
    배치 장비(4), 컨덕터 스트립 코일(6) 및 기판 이동 수단(8)을 포함하고,
    적어도 하나의 제1 컨덕터 스트립 세그먼트(LA1)가 상기 기판(S) 상에 배치되며,
    적어도 하나의 제2 컨덕터 스트립 세그먼트(LA2, LA3, LA4)가 상기 제1 컨덕터 스트립 세그먼트(LA1) 상에 적어도 부분적으로 배치되고,
    유전체를 형성하는 전기적 절연층(iS)이 상기 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2, LA3, LA4) 사이에 배치되며,
    100 ㎛ 내지 1000 ㎛의 폭과 5 ㎛ 내지 40 ㎛의 두께를 가지는 상기 컨덕터 스트립(L, Lb, Ls)이 배치되고,
    상기 컨덕터 스트립 세그먼트들(LA1, LA2, LA3, LA4)이 선택적으로, 그리고 일정 방식으로 서로의 상부에 위치하거나, 거의 전체적으로 서로의 상부에 위치하고, 서로 일체로 결합되어 있고
    상기 배치 장비(4)는 상기 기판(S)에 대하여 이동할 수 있고, 상기 기판(S)은 상기 기판 이동 수단(8)에 의해 상기 배치 장비(4)에 대해 이동할 수 있으며, 상기 배치 장비(4)는 상기 컨덕터 스트립(L, Lb, Ls)으로 덮이게 되는 상응하는 기판 세그먼트에 항상 수직으로 정렬될 수 있는 것을 특징으로 하는, 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 컨덕터 스트립 코일(6)은, 수직 회전축에 대하여 회전할 수 있도록 구축된 코일 용기(7) 내의 수평 회전축에 대하여 회전하게 구축되도록 배치되며,
    상기 코일 용기(7)는, 상기 컨덕터 스트립(L, Lb, Ls)이 꼬임 없이 상기 컨덕더 코일(6)로부터 벗어나게 풀릴 수 있도록 상기 컨덕터 스트립(L, Lb, Ls)을 기판(S)에 배치하는 동안, 방향이 변하는 경우 트랙커 장치(tracker device)에 의하여 추가적으로 회전할 수 있는 것을 특징으로 하는, 장치.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 배치 장비(4)는 가압 롤러이거나,
    상기 배치 장비(4)는 원통형 또는 원뿔형으로 형성되고, 그 길이의 적어도 일부는 상기 컨덕터 스트립(L, Lb, Ls)을 안내하는 내부 구멍(9)을 가지며, 내부 및 외부 반경 상에서 합쳐지고, 상기 배치 장비(40)의 세로축에 수직으로 배열된 고리 모양의 액티브 영역(10)을 가지는 것을 특징으로 하는, 장치.
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