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TECHNISCHES
GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft
elektrische Verbindungssysteme, und sie betrifft insbesondere elektrische
Hochleistungsverbindungssysteme, welche in ihrem Inneren für eine Signalaufbereitung
sorgen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Es gibt eine Vielzahl von Anwendungen,
um einen elektrischen Kontakt zwischen zwei Leitern herzustellen.
Beispiele derartiger Anwendungen umfassen Kabelverbinder, PC-Karten-Verbinder,
Anschlussbuchsen, DIP-Träger,
etc. Bei einer Anwendung zum Veranschaulichen kann ein Verbindungssystem
eine Verbindung zwischen einer Anzahl von Anschlussteilen auf einer
ersten gedruckten Schaltkreisplatte mit einer Anzahl von entsprechenden
Anschlussteilen auf einer zweiten gedruckten Schaltkreisplatte herstellen.
Derartige Geräte
werden verwendet, um eine elektrische Schnittstelle zwischen zwei
Schaltkreisplatten bereitzustellen. Bei einer anderen Anwendung
zum Veranschaulichen kann ein Verbindungssystem eine Verbindung
zwischen einer Zuleitung einer integrierten Schaltkreisvorrichtung und
einem leitenden Kontaktierungsflecken oder Anschlussteil auf einer
gedruckten Schaltkreisplatte herstellen. Die Schaltkreisplatte kann
dann mit einem Testgerät
oder einer anderen Überprüfungseinrichtung
verbunden werden. Derartige Geräte
werden verwendet, um die Leistungsfähigkeit von integrierten Schaltkreisvorrichtungen
zu ermitteln.
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Es sind zahlreiche Überlegungen
auf die Struktur eines elektrischen Verbindungssystems gerichtet,
darunter befinden sich sowohl Überlegungen auf
dem elektrischen als auch auf dem mechanischen Gebiet. Bei typischen
Verbindungssystemen muss eine besondere Aufmerksamkeit auf die elektrische
Leistungsfähigkeit
derselben gerichtet werden, welche die Selbstinduktivität, den Widerstand,
die Kapazität,
und Eigenschaften der Impedanzanpassung, etc. betreffen. Überlegungen
auf dem mechanischen Gebiet, welche Erfordernisse betreffend die Lebensdauer,
die Reparierbarkeit oder Ersetzbarkeit, Erfordernisse betreffend
die Betriebstemperatur, etc. umfassen, müssen ebenfalls einbezogen werden. Schließlich können besondere
Anwendungen eines elektrischen Verbindungssystems eine Zahl von
einzigartigen Parametern ergeben, welche ebenfalls beachtet werden
müssen.
Beispielsweise müssen
in einem Verbindungssystem, welches zwischen einer Zuleitung für einen
integrierten Schaltkreis und einem Anschlussteil einer gedruckten
Schaltkreisplatte eine elektrische Verbindung bereitstellt, verschiedene
Parameter berücksichtigt
werden, darunter die Koplanarität
der Anschlussteile, die mechanischen Herstellungstoleranzen und
die Ausrichtung der Vorrichtung sowie die Ausrichtung der Vorrichtungsanschlussteile
bezogen auf das Verbindungssystem.
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Eine Hauptaufgabe eines Verbindungssystems
besteht darin, eine elektrische Verbindung zwischen zwei Anschlussteilen
herzustellen, die keine Verzerrung verursacht. Um dies zu erreichen,
muss ein Verbindungssystem sorgfältig
so entworfen sein, dass die Zuleitungsinduktivität und der Zuleitungswiderstand,
die Kapazität
von Zuleitung zu Zuleitung, die Kapazität von Zuleitung zu Masse, das
elektrische Entkopplungssystem und die Impedanzanpassungseigenschaften
von Signalpfaden gesteuert werden. Alle diese Eigenschaften tragen
auf gewisse Weise zur verzerrenden Natur des elektrischen Verbindungssystems
bei.
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Es wurden verschiedene Verfahren
entwickelt, um dazu beizutragen, die parasitären Effekte des Verbindungssystems
zu minimieren. Ein herkömmliches
Verfahren besteht darin, an die elektromechanischen Kontakte des
elektrischen Verbindungssystems angrenzend Signalaufbereitungsschaltkreise
bereitrustellen. Die Signalaufbereitungsschaltkreise, typischerweise
diskrete Elemente wie etwa Abschlussbauteile, werden verwendet,
um die Schaltkreisimpedanz einzustellen und zu steuern. Da die erforderlichen
Signalaufbereitungsbauteile und elektromechanischen Kontakte voneinander
körperlich
getrennt sind, ist es schwierig, ein ideales Verbindungssystem zu
erhalten, wodurch die Zuverlässigkeit,
Genauigkeit und Wiederholbarkeit des Verbindungssystems beeinträchtigt wird.
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Eine Struktur des Standes der Technik
ist im US Patent Nr. 3 880 493, welches am 29. April 1975 für Lockhart,
Jr. erteilt wurde, vorgeschlagen. Lockhart schlägt eine Testbuchse zum Verbinden
einer integrierten Dual-in-line-Schaltkreiskapselung
und einer gedruckten Schaltkreisplatte vor. Es wird im Körper der
Buchse ein Kondensator bereitgestellt, wobei das Buchsenmaterial
das Dielektrikum für
den Kondensator bereitstellt. Die Kontakte des Kondensators stehen
mit den Buchsenanschlüssen
in Verbindung, welche ihrerseits mit der integrierten Schaltkreiskapselung
in Verbindung stehen. Das heißt,
dass Lockhart eine Testbuchse vorschlägt, bei der der Kondensator
im Buchsenkörper
bereitgestellt ist, und nicht, wie oben besprochen, auf der „Lastplatte".
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Ein System zum Verbinden einer Schaltkreisplatte,
welche eine Testbuchse aufweist, mit einer koaxialen Sondenkarte
und schließlich
einem IC- Tester,
ist im US Patent Nr. 4,996,478, welches am 26. Februar 1991 für Pope erteilt
wurde, vorgeschlagen. Die erste Schaltkreisplatte hat eine integrierte
Schaltkreis-Testbuchse mit sich verbunden und führt von der integrierten Schaltkreis-Testbuchse zu
plattierten Durchgangslöchern
und ferner zu Sacklöchern.
Die koaxiale Sondenkarte greift dann in das Sackloch ein, um zwischen
dem IC-Tester und der integrierten Schaltkreis-Testbuchse einen
elektrischen Verbindungspfad bereitrustellen.
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Im US Patent Nr. 4,695,115, welches
am 22. September 1987 für
Talend erteilt wurde, ist ein Verfahren zum Verringern von Rauschen
in einer Telefonbuchse vorgeschlagen. Talend schlägt eine
modulare Buchse für
Telefone vor, bei der diskrete Nebenschlusskondensatoren mit den
Zuleitungen der Buchse verbunden sind, um Rauschen auf ihnen herauszufiltern.
Talend erwägt
das Verwenden von Halterungskondensatoren mit monolithischer Oberfläche, welche
sich in dem modularen Buchsenelement zu einer Grundebene hin erstrecken.
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Im US Patent Nr. 4,853,659, welches
am 1. August 1989 für
Kling erteilt wurde, ist die Verwendung eines Pi-Netzes zum Verringern
von Rauschen in einem Verbinder vorgeschlagen. Kling schlägt die Verwendung
eines ebenen Pi-Netzfilters
vor, welcher ein Paar von Nebenschlusskondensatoren mit einem induktiven
Glied in Reihe dazwischen umfasst. Kling erwägt die Verwendung des Pi-Netzfilters
in Kombination mit Kabelverbindern o. ä.
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Im US Patent Nr. 4,983,910, welches
am 8. Januar 1991 für
Majidi-Ahy et al. erteilt wurde, wird eine Millimeterwellensonde
zum Verwenden beim Einspeisen von Signalen mit Frequenzen oberhalb von
50 GHz vorgeschlagen. In Majidi-Ahy et al. koppelt ein Eingangsimpedanzanpassungsabschnitt
die Energie aus einem Tiefpassfilter in ein Paar von angepassten
antiparallelen Strahlleitungsdioden ein. Diese Dioden erzeugen ungeradzahlige
Harmonische, welche mittels eines Ausgangsimpedanzanpassungsnetres
durch die Dioden geleitet werden.
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Schließlich ist im US Patent Nr.
5,274,336, welches am 28. Dezember 1993 für Crook et al. erteilt wurde,
eine kapazitiv belastete Sonde, welche für die Erzielung von sowohl
analogen als auch digitalen Signalen ohne Kontakt verwendet werden kann,
vorgeschlagen. In Crook et al. besteht die Sonde aus einer abgeschirmten
Sondenspitze, einem Sondenkörper,
welcher mit der Sondenspitre mechanisch verbunden ist, und einem
im Sondenkörper
angeordneten Verstärkerschaltkreis.
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Die
US
5 286 224 offenbart einen austauschbaren Kontaktverbinder.
Die EP-423 821 offenbart eine Obetflächenbefestigungsnetrvorrichtung.
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Die US-A-5 096 426 offenbart in den 4–7 einen
Vier-Anschluss-Kontakt,
bei dem das zwischen zweien der vier Anschlüsse übersandte Signal von dem zwischen
den beiden anderen Anschlüssen übersandten
Signal kapazitiv beeinflusst wird. Ein elektrisches Verbindungsgerät mit einem
derartigen Kontakt entspricht dem Gerät gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und
25.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Erfindungsgemäß umfasst ein elektrisches Verbindungsgerät zum Übersenden
eines Signals zwischen einem ersten Anschlussteil zum Anschließen einer
ersten Vorrichtung und einem zweiten Anschlussteil zum Anschließen einer
zweiten Vorrichtung:
einen festen Kontakt zum elektromechanischen
Verbinden des ersten Anschlussteils mit dem zweiten Anschlussteil,
wobei der Kontakt elektrisch aktive Mittel zum elektrischen Beeinflussen
des Signals, wenn das Signal zwischen dem ersten Anschlussteil und
dem zweiten Anschlussteil übersandt
wird, umfasst, wobei die elektrisch aktiven Mittel einen Transistor
oder eine Diode oder einen Schallwellenfilter umfassen,
wobei
der Kontakt zumindest drei Anschlüsse hat, wobei ein erster Anschluss
der zumindest drei Anschlüsse
mit dem ersten Anschlussteil elektrisch verbunden ist, ein zweiter
Anschluss der zumindest drei Anschlüsse mit dem zweiten Anschlussteil
elektrisch verbunden ist, die elektrisch aktiven Mittel elektrisch mit
vorbestimmten Anschlüssen
der zumindest drei Anschlüsse
verbunden sind, und wobei der dritte Anschluss mit einem auf der
ersten oder zweiten Vorrichtung bereitgestellten Lastplattenanschlussteil verbunden
ist.
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Ein weiteres elektrisches Verbindungsgerät zum Übertragen
einer Mehrzahl von Signalen zwischen einer Mehrzahl von ersten Anschlussteilen zum
Verbinden einer ersten Vorrichtung und einer entsprechenden Mehrzahl
von zweiten Anschlussteilen zum Verbinden einer zweiten Vorrichtung
umfasst:
eine Mehrzahl von festen Kontakten zum elektromechanischen
Verbinden der Mehrzahl von ersten Anschlussteilen mit der entsprechenden
Mehrzahl von zweiten Anschlussteilen, wobei vorbestimmte Kontakte
der Mehrzahl von Kontakten umfassen: elektrisch aktive Mittel zum
elektrischen Beeinflussen eines entsprechenden Signals aus dem Mehrzahl
von Signalen, wenn das entsprechende Signal aus der Mehrzahl von
Signalen zwischen dem entsprechenden ersten Anschlussteil und dem
entsprechenden zweiten Anschlussteil übersandt wird, wobei die elektrisch
aktiven Mittel einen Transistor oder eine Diode oder einen Schallwellenfilter
umfassen,
wobei vorbestimmte Kontakte aus der Mehrzahl von Kontakten
zumindest drei Anschlüsse
haben, und wobei ein erster Anschluss der zumindest drei Anschlüsse eines
entsprechenden Kontakts mit einem entsprechenden Anschlussteil aus
der Mehrzahl von ersten Anschlussteilen elektrisch verbunden ist,
ein zweiter Anschluss der zumindest drei Anschlüsse des entsprechenden Kontakts
mit einem entsprechenden Anschlussteil aus der Mehrzahl von zweiten Anschlussteilen
verbunden ist; und wobei die elektrisch aktiven Mittel mit vorbestimmten
Anschlüssen aus
den zumindest drei Anschlüssen
des entsprechenden Kontakts elektrisch verbunden sind, wobei der
dritte Anschluss mit einem Lastplattenanschlussteil, welches auf
der ersten oder zweiten Vorrichtung bereitgestellt ist, verbunden
ist.
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Die Erfindung stellt die entsprechenden
Verfahren gemäß den Ansprüchen 34
und 35 bereit.
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Die Erfindung überwindet viele Nachteile des Standes
der Technik, indem eine Einrichtung zum elektronischen Beeinflussen
eines Signals direkt in den Kontaktelementen des Verbindungssystems
bereitgestellt wird. Es ist vorgesehen, dass die vorliegende Erfindung
auf jegliche Art von elektrischem Verbindungssystem angewendet werden
kann, darunter, aber nicht eingeschränkt darauf, Kabelverbinder,
PC-Karten-Verbinder, Testanschlussbuchsen, DIP-Träger, etc.
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Bei einer Ausführungsform zum Veranschaulichen
kann das elektrische Verbindungssystem eine Anzahl von Kontakten
umfassen, wobei ein erster Teil jedes Kontakts mit einem entsprechenden
ersten Anschlussteil in eine elektrische Verbindung gebracht werden
kann. Ein zweiter Teil jedes Kontakts kann mit einem entsprechenden
zweiten Anschlussteil in eine elektrische Verbindung gebracht werden.
Um die Leistungsfähigkeit
des Verbindungssystems zu erhöhen,
kann die vorliegende Erfindung eine Einrichtung zum elektrischen
Beeinflussen eines Signals direkt innerhalb von vorbestimmten Kontakten
aus den Kontakten bereitstellen. Dies kann durch Bereitstellen einer
gesteuerten Impedanz darin erfolgen.
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Es kann eine Anzahl von Vorteilen
erzielt werden, indem direkt in dem Kontaktelement eine gesteuerte
Impedanz bereitgestellt wird. Beispielsweise kann bei einer Testanwendung
mit integriertem Schaltkreis der maximale Vorteil aus der gesteuerten Impedanz
gezogen werden, indem die gesteuerte Impedanz so nahe wie möglich an
der Zuleitung zum integrierten Schaltkreis angeordnet wird. Das
heißt, dass,
je näher
die gesteuerte Impedanz zur Zufuhr zum integrierten Schaltkreis
hin angeordnet wird, desto größer der
Vorteil der gesteuerten Impedanz auf die Verringerung der verzerrenden
Natur des Verbindungssystems sein kann. Bei der vorliegenden Ausführungsform
kann die gesteuerte Impedanz direkt mit den Kontakten innerhalb
einer entsprechenden Testbuchse verbunden sein, anstatt dass sie
auf einer benachbarten Lastplatte o. ä. angeordnet ist.
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Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
können
vorbestimmte Kontakte der Buchse in sich einen Widerstand, eine
Induktivität,
eine Kapazität
und/oder einen Oberflächenschallwellenfilter
aufweisen. Ferner können
vorbestimmte Kontakte der Buchse eine Kombination der oben genannten Elemente
aufweisen, wodurch ein Schaltkreis gebildet wird. Diese zusätzliche
Impedanz kann für
die Zwecke der Impedanzanpassung verwendet werden, um Reflexionen
oder andere Rauschmechanismen auf einer entsprechenden Signalleitung
zu verringern. Ferner kann die zusätzliche Impedanz dazu verwendet
werden, eine kapazitive oder induktive Kopplung zu Signal- oder
Spannungsstiften hin bereitzustellen. Das heißt, dass die gesteuerte Impedanz
ein entsprechendes Signal elektrisch beeinflussen kann.
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Bei einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung können
vorbestimmte Kontakte aus den Kontakten der Buchse mit einer Anzahl
von unabhängigen
Signalspuren auf einer Lastplatte in Kontakt stehen. Das heißt, dass
jeder Kontakt mit einer Anzahl von unabhängigen Signalen auf der Lastplatte
elektrisch kommunizieren kann, darunter auch mit der besonderen
Signalspur, welche der bestimmten Zufuhr zur Halbleitervorrichtung
entspricht.
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Bei einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung können
vorbestimmte Kontakte der Buchse zumindest ein darauf eingebautes
aktives Element umfassen. Beispielsweise kann ein Kontakt einen
in sich eingebauten Transistor, eine Diode, etc. umfassen. Ferner
kann ein Kontakt eine Kombination von Transistoren, Dioden, Widerständen, Kondensatoren,
Induktivitäten,
Oberflächenschallwellenfiltern,
Gattern, etc. umfassen, um darin einen Schaltkreis zu bilden. Bei
dieser Ausführungsform
kann die Impedanz des Kontakts durch ein weiteres unabhängiges Signal
wahlweise gesteuert werden, wie es im vorherigen Absatz beschrieben
ist, durch das logische Niveau des Kontakts selbst oder durch weitere
Steuermittel.
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Es ist bekannt, dass die Einbeziehung
eines aktiven Elements in einen bestimmten Kontakt einer Buchse
zahlreiche Anwendungen haben kann. Beispielsweise kann ein Kontakt,
welcher nur einen einzigen Transistor in sich eingebaut aufweist,
dazu verwendet werden zu steuern, ob eine Halbleitervorrichtung,
der Testen oder ein weiteres Element eine entsprechende Signalspur
antreibt. Das heißt,
dass der einzelne Transistor ausgeschaltet werden kann, wodurch
die Impedanz desselben wesentlich erhöht wird, so dass der Testen
oder die weitere Einrichtung eine entsprechende Signalspur treiben
kann, ohne dass ein entsprechender Ausgang der Halbleitervorrichtung
zu hoch getrieben wird. In ähnlicher
Weise kann der einzelne Transistor eingeschaltet werden, wodurch
die Impedanz desselben auf ein niedriges Niveau reduziert wird und
es der Halbleitervorrichtung ermöglicht
wird, die Signalspur zu dem Testen oder dem anderen Element zurückzutreiben.
Dies kann insbesondere bei Halbleitervorrichtungen nützlich sein,
welche bidirektionale Eingangs-/ Ausgangsstifte aufweisen. Es ist
bekannt, dass dies nur eine Anwendung der vorliegenden Erfindung
ist, und dass zahlreiche weitere Anwendungen erwogen sind.
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Wie oben festgestellt, kann eine
Anzahl von aktiven Elementen in vorbestimmte Kontakte einer Buchse
eingebaut sein, um darin einen Schaltkreis zu bilden. Es können auch
Induktivitäten,
Kondensatoren und Widerstände
darin eingebaut sein und damit kombiniert werden. Bei dieser Anordnung
können vorbestimmte
Kontakte das entsprechende Signal auf eine vorbestimmte Weise „verarbeiten", welche durch die
auf dem Kontakt selbst eingebaute Verschaltung vorgegeben ist. Beispielsweise
kann eine Anzahl von Transistoren in einem Kontakt eingebaut sein,
wobei die Anzahl von Transistoren so ausgelegt sein kann, dass eine
Verstärkerfunktion
bereitgestellt wird. Das heißt,
dass das von der Halbleitervorrichtung, dem Testergerät oder der
anderen Einrichtung bereitgestellte Signal durch den Kontakt der
Buchse verstärkt
werden kann. Weitere veranschaulichende Funktionen können, ohne
darauf beschränkt
zu sein, Analog-Digital-Wandler, Digital-Analog-Wandler, vorbestimmte
Logikfunktionen oder jede andere Funktion umfassen, die durch eine
Kombination von aktiven und/oder passiven Elementen mit einer Mikroprozessorfunktion
ausgeführt
werden können.
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Bei einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann die Impedanz zwischen zwei Bauteilen
innerhalb eines Verbinders ausgebildet sein. Beispielsweise können zwei
parallele und benachbarte Kontakte mittels eines Isoliermaterials voneinander
getrennt sein, wodurch zwischen diesen eine Kapazität gebildet
wird. Einer der Kontakte kann mit einer Spannungszufuhrleitung auf
der Halbleitervorrichtung verbunden sein, während ein benachbarter Kontakt
direkt mit Masse verbunden sein kann. Diese Anordnung kann eine
Kapazität
zwischen Spannungszufuhr und Masse bereitstellen, wodurch das Rauschen
auf der Spannungszufuhr der Halbleitervorrichtung verringert wird.
Diese Ausführungsform
kann außerdem dazu
verwendet werden, zwischen Signalleitungen oder Signalleitungen
und einer Spannungszufuhr/Masse eine Isolierung bereitrustellen,
falls dies gewünscht
ist. Das heißt,
dass ein Kontakt, welcher mit Masse verbunden ist, zwischen zwei
Signalkontakten angeordnet werden kann, um das Ausmaß von Übersprechen
zwischen diesen zu verringern. Der Kontakt kann so geformt sein,
dass der Wert der Induktivität
auf einem vorgegebenen Kontakt gesteuert wird. Es sollte beachtet
werden, dass dies eine nur veranschaulichende Ausführungsform
ist, und dass weitere Ausführungsformen,
welche zwischen zumindest zwei Bauteilen eines Verbinders eine Impedanz
bereitstellen, erwogen sind.
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Bei einer weiteren Ausführungsform
kann die gesteuerte Impedanz auf vorbestimmten Kontakten aus der
Mehrzahl von Kontakten bereitgestellt sein oder in diese eingebaut
sein. Bei der einfachsten Ausführungsform
kann ein von dem Kontakt selbst bereitgestellter Widerstand geändert werden,
indem das Material oder seine Form geändert wird. Bei einer komplizierteren
Ausführungsform,
die auch nicht als einschränkend
anzusehen ist, kann ein Metallsubstrat (MS) dazu verwendet werden,
auf vorbestimmten Kontakten eine gesteuerte Impedanz zu erzeugen.
Beispielsweise können
zwei oder mehrere Metallplatten auf eine solche Weise mechanisch
miteinander verbunden und elektrisch voneinander isoliert werden,
dass elektromechanische, impedanzgesteuerte (d. h. Transmissionsleitungs-,
Streifenleitungs- und/oder Mikrostreifen-) Kontakte gebildet werden.
Als Signalebene kann eine Metallplatte dienen, während eine benachbarte Metallplatte
als elektrischer Massenbezug dienen kann. Durch eine Anzahl von
Einrichtungen kann eine elektrische Isolierung erfolgen, welche
eine Anwendung von thermisch angesetzten dielektrischen Überzügen umfassen,
darunter Polyimide, Epoxymaterialien, Urethane, etc., eine Anwendung
von thermoplastischen Überzügen, welche
Polyethylen, etc. umfassen, oder indem reines Oxid durch Anodisieren
oder thermisches Wachstum aufgewachsen wird. Diese verschiedenen
Ansätze
können
eine Steuerung der Impedanz über
eine Anzahl von einstellbaren Parametern, darunter der dielektrischen
Konstante des Isoliermaterials und des Plattenabstands, ermöglichen. Durch
eine Anzahl von Einrichtungen kann eine mechanische Verbindung erfolgen,
u. a. durch Aufhängung
oder zwischen einem oder mehreren Elastomerelementen und/oder durch
Zuweisung der einzelnen Platten oder Gruppen von mehreren Platten
innerhalb vorbestimmter mechanischer Aufbauten, wie etwa von Schlitzen
in einem Gehäuse.
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Bei einer weiteren Ausführungsform,
welche nicht als einschränkend
angesehen wird, kann ein Keramiksubstrat (CS) dazu verwendet werden,
auf vorbestimmten Kontakten eine gesteuerte Impedanz zu erzeugen.
Beispielsweise kann ein Metallmuster auf einem Keramiksubstrat auf
solche Weise hergestellt werden, dass ein impedanzgesteuerter elektromechanischer
Kontakt erzeugt wird. Bei einer Ausführungsform zur Veranschaulichung
kann eine herkömmliche
Dünnfilm-Vielschichttechnologie
einen Kondensator von der Art mit drei Anschlussteilen bereitstellen,
wobei die ersten zwei Anschlussteile einem Signaleingang/-ausgang
entsprechen und das dritte Anschlussteil einem Massenbezug entspricht. Es
ist ebenfalls erwogen, dass derselbe impedanzgesteuerte Kondensator
von der Art mit drei Anschlussteilen mittels eines abgewandelten
Vielschicht-Dünnfilmverfahrens
hergestellt werden könnte,
wobei die leitende Phase auf einem inerten/Träger-Substrat abgelagert wird
und für
eine wahlweise Oxidation unter Verwendung von chemischer Anodisierung,
Plasmaoxidation und/oder thermischem Oxidwachstum mit einem Muster
versehen wird, was für
leitende Metallmuster in einem Dielektrikum sorgt.
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Ferner ist erwogen, dass das Verfahren N-fach
wiederholt werden könnte,
um eine Vielschichtstruktur mit aktiven Kontakten des Kondensators
von der Art mit drei Anschlussteilen zu erzeugen.
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Während
die letzten beiden Ausführungsformen
vor allem eine veranschaulichende Kondensatorvorrichtung der Art
mit drei Anschlussteilen bereitstellen, ist vorgesehen, dass weitere
herkömmliche Verfahren
dazu verwendet werden können,
um einen Widerstand, eine Induktivität, eine Kapazität und/oder
eine Kombination derselben zu vorbestimmten Kontakten hin bereitzustellen.
Es ist ferner vorgesehen, dass herkömmliche oder zusätzliche Prozesse
dazu verwendet werden können,
um weitere aktive Elemente, darunter Transistoren, Dioden, etc.
und/oder eine Kombination derselben zu vorbestimmten Kontakten hin
bereitzustellen. Ferner ist vorgesehen, dass herkömmliche
oder zusätzliche Verfahren
dazu verwendet werden können,
um eine Anzahl von aktiven und/oder passiven Elementen in einer
Schaltkreisanordnung bereitzustellen, welche vorbestimmte Funktionen
bereitstellen kann, darunter eine Mikroprozessorfunktion für vorbestimmte Kontakte
hin. Bei den oben in Bezug genommenen Ausführungsformen kann die elektrisch
beeinflussende Einrichtung in den Kontakt selbst einbezogen sein.
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Ferner können die Verbindungsgeräte, welche
die oben in Bezug genommenen Kontakte umfassen, derart entworfen
sein, dass jeder der Kontakte mit einem anderen Kontakt ausgetauscht
werden kann. Dies kann es ermöglichen,
dass ein Kontakt mit einer Induktivität durch einen anderen Kontakt,
welcher einen Widerstand aufweist, ausgetauscht wird. Wie leicht
zu sehen ist, kann es dies ermöglichen, dass
das Verbindungsgerät
einrichtbar ist, selbst nachdem das Verbindungsgerät zusammengebaut wurde
und auch während
seiner Verwendung. Das heißt,
dass das Verbindungsgerät
für eine
bestimmte Verwendung maßgeschneidert
werden sein kann und selbst auf eine neue Verwendung eingerichtet sein
kann.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Gegenstände der vorliegenden Erfindung
und viele der der dadurch verbundenen Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden leicht erkennbar, wenn selbige unter Hinzuziehung
der folgenden ausführlichen
Beschreibung besser verständlich
wird, wenn diese zusammen mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet
wird, in der gleiche Bezugszahlen in sämtlichen Figuren gleiche Teile
bezeichnen, und in der:
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1 eine
schematische Seitenansicht eines aktiven Kontakts ist, der mit einer
gekapselten Halbleitervorrichtung und einer Schnittstellenplatte verbunden
ist;
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2 eine
schematische Seitenansicht einer veranschaulichenden Ausführungsform
des aktiven Kontakts ist, bei der der aktive Kontakt zwischen einer
Zufuhr für
eine gekapselte Halbleitervorrichtung und einer Grundplatte eine
Kapazität
bereitstellt;
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3 eine
schematische Seitenansicht einer veranschaulichenden Ausführungsform
des aktiven Kontakts ist, bei der der aktive Kontakt für die Verbindung
zwischen einer gekapselten Halbleitervorrichtung und einem Anschlussteil
auf einer Schnittstellenplatte eine Diodenvorrichtung bereitstellt;
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4 eine
schematische Seitenansicht einer veranschaulichenden Ausführungsform
des aktiven Kontakts ist, bei der der aktive Kontakt für die Verbindung
zwischen einer gekapselten Halbleitervorrichtung und einem Anschlussteil
auf einer Schnittstellenplatte eine Schaltereinrichtung bereitstellt;
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5 eine
Draufsicht einer veranschaulichenden Ausführungsform der aktiven Kontakte
ist, bei der die aktiven Kontakte mittels einer dünnen, nicht
leitenden Schicht voneinander getrennt sind, um zwischen diesen
eine Impedanz bereitzustellen;
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6 eine
perspektivische Ansicht der in 5 gezeigten
Ausführungsform
ist;
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7 eine
teilweise gebrochene perspektivische Ansicht einer veranschaulichenden
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit einer gekapselten Halbleitervorrichtung
und einer Schnittstellenplatte ist;
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8 eine
perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist, bei der natürlich
vorhandenes, aufgewachsenes Oxid auf einem Metallsubstratkontakt
vorhanden ist, um zwischen diesen eine gesteuerte Impedanz zu bilden;
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9 eine
perspektivische Ansicht einer Ausführungsform mit einer Sandwichstruktur
aus Metall und Dielektrikum ist, welche einen Metallsubstratkontakt
aufweist;
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10 eine
perspektivische Ansicht einer Ausführungsform mit zwei Anschlussteilen
ist, welche einen Keramiksubstratkontakt aufweist; und
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11 eine
perspektivische Ansicht einer Ausführungsform mit drei Anschlüssen ist,
welche einen Keramiksubstratkontakt hat.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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1 ist
eine schematische Seitenansicht eines aktiven Kontakts, welcher
mit einer gekapselten Halbleitervorrichtung und einer Schnittstellenplatte 26 verbunden
ist. Eine Ausführungsform
zum Veranschaulichen der vorliegenden Endung kann eine gesteuerte
Impedanz direkt an vorbestimmten Kontaktelementen innerhalb einer
Testbuchse bereitstellen, wodurch die „verzerrende" Natur des elektrischen
Verbindungssystems in ihrem Ausmaß verringert wird. Es ist ferner
vorgesehen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf Testbuchsen
beschränkt sein
soll, sondern auch an Kabelverbindern, PC-Plattenverbindern, Testanschlussbuchsen,
DIP-Trägern, etc.
Anwendung finden kann.
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Eine Halbleitervorrichtungsbuchse
kann eine Anzahl von Kontakten umfassen, bei der ein erster Abschnitt
jedes Kontakts mit einer entsprechenden Zufuhrleitung einer Halbleitervorrichtung
in elektrische Verbindung gebracht werden kann. Ein anderer Teil
jedes Kontakts kann mit einem Lastplattenanschlussteil oder etwas ähnlichem
und in der Folge mit einem Testen oder einer anderen Überprüfeinrichtung
in elektrischer Verbindung stehen. Das heißt, dass jeder Kontakt zwischen
einem Lastplattenanschlussteil und einer entsprechenden Zufuhr auf
einer Halbleitervorrichtung eine mechanische und elektrische Verbindung
bereitstellen kann. Um die Leistungsfähigkeit der Buchse zu erhöhen, kann
die vorliegende Erfindung ein Signal elektrisch beeinflussen, indem
innerhalb vorbestimmten Kontakten aus den Kontakten eine gesteuerte
Impedanz bereitgestellt wird. Die Einrichtung zum elektrischen Beeinflussen
kann in den entsprechenden Kontakt eingebaut sein.
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Um aus der zu dem Verbindungssystem
hinzugefügten
gesteuerten Impedanz maximalen Vorteil zu ziehen, ist es wichtig,
die gesteuerte Impedanz so nah wie möglich an der Zufuhrleitung
für die
Halbleitervorrichtung anzuordnen. Das heißt, dass, je näher die
gesteuerte Impedanz an der Zufuhrleitung für die Halbleitervorrichtung
angeordnet ist, desto größer die
Vorteile der gesteuerten Impedanz sind, was die Verringerung im
Ausmaß der
verzerrenden Natur des Verbindungssystems betrifft. Bei der vorliegenden Ausführungsform
kann die gesteuerte Impedanz direkt mit den Kontakten in der Buchse
verbunden sein.
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Bei der in 1 gezeigten veranschaulichenden Ausführungsform
kann ein aktiver Kontakt 10 über eine Schnittstelle 18 mit
einer Zufuhrleitung 14 einer Halbleiterkapsel 12 verbunden
sein. Ferner kann der aktive Kontakt 10 über eine
Schnittstelle 20 mit einem Lastplattenanschlussteil 16 verbunden sein.
Der aktive Kontakt 10 kann auch über eine Schnittstelle 24 mit
zumindest einem weiteren Lastplattenanschlussteil 22 verbunden
sein. Der aktive Kontakt 10 kann sowohl eine mechanische
als auch eine elektrische Verbindung zwischen der gekapselten Halbleiterzufuhrleitung 14 und
Lastplattenanschlussteilen 16 und 22 bereitstellen.
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Gemäß der veranschaulichenden Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung können
vorbestimmte Kontakte 10 der Buchse einen Widerstand, eine
Induktivität,
eine Kapazität,
Oberflächenschallwellenfilter
oder eine Kombination derselben in sich aufweisen. Eine Kombination
aus Widerstand, Induktivität,
Kapazität
oder Oberflächenschallwellenfiltern kann
darin einen Schaltkreis bilden. Diese zusätzliche Impedanz kann für die Zwecke
der Impedanzanpassung verwendet werden, um Reflexionen oder andere
Rauschmechanismen auf einer entsprechenden Signalleitung weiter
zu unterdrücken.
Ferner kann die hinzugefügte
Impedanz dazu verwendet werden, eine kapazitive oder induktive Kopplung
zu Signal- oder Spannungsstiften hin bereitzustellen.
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Es ist vorgesehen, dass vorbestimmte
Kontakte aus den aktiven Kontakten 10 der Testbuchse mit
einer Anzahl von Signalspuren auf der Lastplatte in Kontakt stehen
können.
Das heißt,
dass jeder Kontakt 10 mit einer Anzahl von Signalspuren
auf der Lastplatte, darunter auch mit der bestimmten Signalspur,
welche der bestimmten Zufuhrleitung 14 für die Halbleitervorrichtung
entspricht, elektrisch kommunizieren kann und mechanisch damit in
Eingriff stehen kann. Beispielsweise kann bei der in 1 gezeigten Ausführungsform
der aktive Kontakt 10 mit einem ersten Lastplattenanschlussteil 16 und
einem zweiten Lastplattenanschlussteil 22 verbunden sein.
Es ist vorgesehen, dass der aktive Kontakt 10 mit einer Mehrzahl
von Lastplattenanschlussteilen auf ähnliche Weise verbunden werden
kann.
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Es ist ferner vorgesehen, dass vorbestimmte Kontakte 10 der
Buchse zumindest ein aktives Element auf oder in sich eingebaut
haben können.
Beispielsweise kann der aktive Kontakt 10 in sich einen Transistor,
eine Diode, etc. oder eine Kombination derselben eingebaut haben,
wodurch ein Schaltkreis gebildet wird. Es ist ferner vorgesehen,
dass eine Kombination aus Widerstand, Kapazität, Induktivität, Transistoren,
Dioden, Oberflächenschallwellenfiltern, Gattern,
etc. in ihn eingebaut sein kann, um einen Schaltkreis zu bilden.
Bei dieser Ausführungsform kann
die Impedanz des Kontakts wahlweise durch ein anderes unabhängiges Signal
gesteuert werden, wie es im vorigen Absatz beschrieben ist, durch
das logische Niveau des Kontakts selbst oder durch eine weitere
Steuereinrichtung. Bei dieser Ausführungsform kann der aktive
Kontakt drei Anschlüsse 18, 20 und 24 haben,
wie es in 1 gezeigt
st.
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2 ist
eine schematische Seitenansicht einer veranschaulichenden Ausführungsform
eines aktiven Kontakts 10A, bei der der aktive Kontakt 10A für eine sich
zwischen der Zufuhrleitung 14 für die gekapselte Halbleitervorrichtung
und dem Lastplattenanschlussteil 16 erstreckende Verbindung
eine Kapazität
bereitstellt. Bei der veranschaulichenden Ausführungsform kann ein Kondensator 30 eine
erste Zufuhrleitung aufweisen, welche mit der Verbindung 28 zwischen
der Zufuhrleitung für
die gekapselte Halbleitervorrichtung 14 und dem Lastplattenanschlussteil 16 verbunden
ist. Der Kondensator 30 kann eine zweite Zufuhrleitung
haben, welche über
die Schnittstelle 24 mit dem Lastplattenanschlussteil 22 verbunden
ist. Bei dieser Ausführungsform
kann das Lastplattenanschlussteil 22 auf Masse liegen,
wodurch zwischen der Verbindung 28 und Masse eine Kapazität bereitgestellt
wird. Die 2 ist nur
veranschaulichend, und es ist vorgesehen, dass der aktive Kontakt 10A eine
Induktivität,
einen Widerstand, eine Diode, einen Oberflächenschallwellenfilter oder
ein anderes Element aufweisen kann, welches hierfür eine Impedanz
und/oder Steuerung bereitstellt. Es ist ferner vorgesehen, dass
der aktive Kontakt 10A jegliche Kombination aus den oben
genannten Elementen umfassen kann, durch die ein Schaltkreis gebildet wird.
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Die 3–4 zeigen veranschaulichende Ausführungsformen,
welche auf einem aktiven Kontakt 10 angeordnete aktive
Elemente aufweisen. Die 3 zeigt
eine schematische Seitenansicht einer veranschaulichenden Ausführungsform
des aktiven Kontakts, bei der der aktive Kontakt 10C zwischen der
Zufuhrleitung 14 für
die gekapselte Halbleitervorrichtung und dem Lastplattenanschlussteil 16 eine Diodeneinrichtung 36 bereitstellt.
Diese Anordnung ermöglicht
es, dass die Halbleitervorrichtung 12 einem Lastplattenanschlussteil 16 Strom
zuführt,
erlaubt es aber nicht, dass Strom aus dem Lastplattenanschlussteil 16 in
die Halbleitervorrichtung 12 fließt. Auf ähnliche Weise zeigt 4 eine schematische Seitenansicht
einer veranschaulichenden Ausführungsform
des aktiven Kontakts, bei der ein aktiver Kontakt 10D zwischen
der Zufuhrleitung für
die gekapselte Halbleitervorrichtung 14 und dem Lastplattenanschlussteil 16 eine
Schaltereinrichtung bereitstellt. Bei der veranschaulichenden Ausführungsform kann
die Schaltereinrichtung einen Transistor 40 mit einem Gate,
einer Source und einer Drain umfassen. Die Drain des Transistors 40 kann über die
Schnittstelle 18 mit der Zufuhrleitung 14 für die Halbleitervorrichtung
verbunden sein, die Source des Transistors 40 kann über die
Schnitzstelle 20 mit dem Lastplattenanschlussteil 16 verbunden
sein, und das Gate des Transistors 40 kann über die
Schnittstelle 24 mit dem Lastplattenanschlussteil 22 verbunden sein.
Bei dieser Anordnung kann das Lastplattenanschlussteil 22 die
Impedanz zwischen dem Lastplattenanschlussteil 16 und der
Zufuhrleitung 14 für
die Halbleitervorrichtung steuern. Ferner kann der aktive Kontakt 10D drei
Anschlüsse 18, 20 und 24 haben.
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Es ist bekannt, dass das Einbeziehen
eines aktiven Elements in vorbestimmte Kontakte 10 einer Buchse
zahlreiche Anwendungen mit sich ziehen kann. Beispielsweise kann
ein Kontakt mit einem, wie in 4 gezeigt,
in ihn eingebauten Einzeltransistor dazu verwendet werden zu steuern,
ob die Halbleitervorrichtung oder der Testen einen entsprechenden Lastplattenanschlussteil
antreibt. Das heißt,
dass der Einzeltransistor 40 ausgeschaltet werden kann, indem an
dem Lastplattenanschlussteil 22 eine geeignete Spannung
angelegt wird, wodurch die Impedanz des Pfads von der Zufuhrleitung 14 der
Halbleitervorrichtung zum Lastplattenanschlussteil 16 deutlich
erhöht
wird, so dass der Testen einen entsprechenden Lastplattenanschlussteil 16 antreiben
kann, ohne einen Ausgang der Halbleitervorrichtung 12 zu übersteuern.
Auf ähnliche
Weise kann der Einzeltransistor 40 eingeschaltet werden, indem an
dem Lastplattenanschlussteil 22 eine geeignete Spannung
angelegt wird, wodurch die Impedanz des Pfads von der Zufuhrleitung 14 der
Halbleitervorrichtung zum Lastplattenanschlussteil 16 verringert
wird, was es der Halbleitervorrichtung 12 ermöglicht,
den Lastplattenanschlussteil 16 zum Testen zurückzusteuern
oder umgekehrt. Dies kann insbesondere im Zusammenhang mit Halbleitervorrichtungen
nützlich
sein, welche bidirektionale Eingangs-/Ausgangsstifte aufweisen.
Es ist bekannt, dass dies nur eine Anwendung der vorliegenden Erfindung
ist, und dass zahlreiche weitere Anwendungen vorgesehen sind.
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Wie oben festgestellt, ist ferner
vorgesehen, dass eine Anzahl von aktiven Elementen in vorbestimmte
Kontakte 10 einer Buchse eingebaut werden können, um
darin einen Schaltkreis zu bilden. Es können auch in ihn Induktivitäten, Kapazitäten, Widerstände und/oder
Oberflächenschallwellenfilter eingebaut
sein und damit verbunden sein. Bei dieser Ausführungsform können vorbestimmte
Kontakte das entsprechende Signal auf vorbestimmte Weise „verarbeiten", welche durch die
auf dem aktiven Kontakt 10 selbst befindliche Verschaltung
vorgegeben ist. Beispielsweise kann eine Anzahl von Transistoren
im aktiven Kontakt 10 vorgesehen sein, wobei die Anzahl
der Transistoren so eingerichtet sein kann, dass eine Verstärkerfunktion
bereitgestellt ist. Das heißt,
dass das von der Halbleitervorrichtung 40 oder dem (nicht
gezeigten) Testgerät
bereitgestellte Signal vom aktiven Kontakt 10 der Buchse
verstärkt
werden kann. Weitere veranschaulichende Funktionen können, ohne
dass dies einschränkend
ist, eine Analog-Digital-Wandlung, eine Digital-Analog-Wandlung, vorbestimmte
Logikfunktionen oder jegliche andere Funktion umfassen, die mittels
einer Kombination aus aktiven und/oder passiven Elementen ausgeübt werden
kann, inklusive einer Mikroprozessorfunktion.
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5 ist
eine Draufsicht einer veranschaulichenden Ausführungsform der aktiven Kontakte,
bei der die aktiven Kontakte mittels eines dünnen Isolatormaterials voneinander
getrennt sind, um zwischen ihnen eine Impedanz bereitzustellen. 6 ist eine perspektivische
Ansicht der in 5 gezeigten
Ausführungsform.
Bei einer veranschaulichenden Ausführungsform kann eine Anzahl
von S-förmigen
Kontakten bereitgestellt sein, wobei jeder S-förmige Kontakt in Eingriff mit
einer entsprechenden Zufuhrleitung einer Halbleitervorrichtung 138 stehen
kann. Ein erster Hakenabschnitt 141 jedes S-förmigen Kontakts kann in ein
erstes Elastomerelement 142 eingreifen. Es kann ein zweiter
Hakenabschnitt 143 jedes S-förmigen Kontakts in ein zweites
Element 144 eingreifen. Das zweite Element 144 kann
aus einem festen Material oder einem Elastomermaterial gebildet
sein. Wenn eine Zufuhrleitung 137 der Halbleitervorrichtung 138 in
einen entsprechenden S-förmigen Kontakt 135 eingreift,
kann sich ein Elastomerelement 142 verformen, wodurch es
möglich
wird, dass der S-förmige
Kontakt 135 von der entsprechenden Halbleitervorrichtungszufuhrleitung 137 weg
ausgelenkt wird. Dies kann dazu beitragen, dass auf einer entsprechenden
Halbleitervorrichtung 138 nicht ebene Vorrichtungszufuhrleitungen
ausgeglichen werden.
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Unter Bezugnahme auf die 5 und 6 kann die Impedanz zwischen zwei Bauteilen
in der Buchse ausgebildet sein. Beispielsweise können zwei parallele und benachbarte
Kontakte 134 und 135 mittels eines Isoliermaterials 136 voneinander
getrennt sein, wodurch zwischen ihnen eine Kapazität gebildet wird.
Einer der Kontakte 135 kann in Eingriff von einem Spannungszufuhrstift 137 auf
eine entsprechende Halbleitervorrichtung 138 stehen, während der
benachbarte Kontakt 134 in Eingriff durch einen Massenstift 139 steht.
Diese Anordnung stellt zwischen der Spannungszufuhr und Masse eine
Kapazität
bereit, wodurch das Rauschen auf der Spannungszufuhr der Halbleitervorrichtung 138 verringert
wird.
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Die vorliegende Endung kann auch
dazu verwendet werden, zwischen Signalleitungen oder zwischen Signalleitungen
und einer Spannungszufuhr/Masse eine Isolierung bereitzustellen,
falls dies gewünscht
ist. Das heißt,
dass ein Kontakt 137 mit Masse verbunden werden kann und
zwischen zwei Signalkontakten 134 und 140 angeordnet
werden kann, um das Ausmaß von Übersprechen
zwischen diesen zu verringern. Der Kontakt kann so geformt sein,
dass er das Ausmaß der
Induktivität
auf einem vorgegebenen Kontakt steuert.
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Bei einer Ausführungsform können der
erste Kontakt 135, ein Isoliermaterial 136 und
der zweite Kontakt 134 miteinander sandwichartig angeordnet sein,
um zwischen sich eine Impedanz zu bilden. Dies kann unter Verwendung
eines herkömmlichen Laminierungsverfahrens
erfolgen. Bei einer weiteren Ausführungsform können der
erste Kontakt 135 und/oder der zweite Kontakt 134 auf
sich angeordnet eine Oxidbeschichtung haben. Die Oxidbeschichtung kann
unter Verwendung eines Standardoxidierungsverfahrens auf die äußere Oberfläche der
Kontakte aufgewachsen sein. Bei dieser Anordnung kann der erste
Kontakt 135 in direkten Kontakt mit dem zweiten Kontakt 134 gebracht
werden, während
zwischen diesen eine elektrische Isolierung aufrechterhalten wird.
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Es ist bekannt, dass die oben genannten Ausführungsformen
nur veranschaulichend sind, und dass weitere Ausführungsformen,
welche zwischen zumindest zwei Bauteilen einer Buchse eine Impedanz
bereitstellen, vorgesehen sind.
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7 ist
eine teilweise gebrochene perspektivische Ansicht einer veranschaulichenden
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, welche eine gekapselte Halbleitervorrichtung
und eine Schnittstellenplatte umfasst. Wie oben festgestellt, kann
die gesteuerte Impedanz auf vorbestimmten Kontakten aus der Mehrzahl
von Kontakten bereitgestellt sein oder in diese eingebaut sein.
Bei der einfachsten Ausführungsform
kann der durch den Kontakt bereitgestellte Widerstand geändert werden,
indem das Material oder die Form desselben geändert wird. Bei einer komplizierteren
Ausführungsform,
welche nicht als einschränkend
anzusehen ist, kann ein Metallsubstrat (MS) dazu verwendet werden,
auf vorbestimmten Kontakten aus der Mehrzahl von Kontakten eine
gesteuerte Impedanz zu erzeugen. Beispielsweise können zwei
oder mehr Metallebenen mechanisch miteinander verbunden und elektrisch
voneinander auf eine solche Weise isoliert werden, dass elektromechanische,
impedanzgesteuerte (d. h. Streifenleitungs-) Kontakte gebildet werden.
Eine Metallebene kann als Signalebene dienen, während eine benachbarte Metallebene
als elektrischer Massenbezug dienen kann. Eine elektrische Isolierung kann über eine
Anzahl von Einrichtungen vorgesehen werden, darunter: Verwendung
von thermisch aufgesetzten dielektrischen Überzügen, welche Polyimide, Epoxymaterialien,
Urethane, etc. umfassen, Verwendung von thermoplastischen Überzügen, welche
Polyethylen, etc. umfassen, oder Aufwachsen von natürlich vorhandenem
Oxid durch Anodisierung oder thermisches Wachstum. Diese verschiedenen Ansätze können die
Steuerung der Impedanz über die
einstellbaren Parameter der dielektrischen Konstante des Isoliermaterials
und des ebenen Abstands ermöglichen.
Eine mechanische Verbindung kann durch eine Anzahl von Einrichtungen
erfolgen, darunter: Aufhängung
durch oder zwischen einem oder mehreren Elastomerelementen und/oder
durch Zuordnung von einzelnen Ebenen oder Gruppen von mehreren Ebenen
innerhalb vorgegebener mechanischer Aufbauten wie etwa in Schlitze
in einem Gehäuse.
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Es kann im Wesentlichen jedes Metall
für diese
Ausführungsform
des aktiven Kontakts verwendet werden. Aluminium ist ein bevorzugtes
Material, weil es leicht anodisierbar ist und für eine gute Qualität sorgt
und einen dielektrischen Film mit guten Eigenschaften ergibt. Weitere
Metalle, die ebenfalls verwendet werden können, können, ohne dass dies einschränkend sein
soll, Kupfer und Kupferlegierungen, Stahl- und Ni-Fe-Legierungen,
NiCr-Legierungen, Übergangsmetalle
und Legierungen und Halbleiter umfassen. Einige dieser in der Vergangenheit nicht
verwendeten Kontaktmetalle können
entweder bei einer plattierten oder nicht plattierten Ausführungsform
von Nutzen sein, um den Ganzkörperwiderstand
des Kontakts einzustellen und zu steuern.
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Insbesondere unter Bezug auf 7 kann eine gekapselte Halbleitervorrichtung 112 mit
zumindest einer Zufuhrleitung 114 in einem Gehäuse 116 aufgenommen
sein, so dass die zumindest eine Zufuhrleitung 114 mit
einem aktiven Kontakt 130 in elektromechanischem Kontakt
steht. Die Halbleitervorrichtung 112 kann durch einen Zufuhrleitungskanal 118 oder
eine andere Ausrichtungseinrichtung in Position gehalten werden.
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Der aktive Kontakt 130 kann
ein Vorrichtungselement 120 und eine Platte 126 umfassen. Das
Vorrichtungselement 120 und die Platte 126 können, wie oben
besprochen, aus einer metallischen Material hergestellt sein. Die
zumindest eine Zufuhrleitung 114 der Halbleitervorrichtung 112 kann
mit einem ersten Abschnitt des Vorrichtungselements 120 in
elektromechanischem Kontakt stehen. Auf ähnliche Weise kann ein zweiter
Abschnitt des Vorrichtungselements 120 mit einem Signal-Eingangs-/Ausgangsflecken 128 auf
einer Lastplatte 122 in elektromechanischem Kontakt stehen,
wodurch ein Signalpfad von der Halbleitervorrichtung 112 zur
Lastplatte 122 vervollständigt wird. Der Signal-Eingangs-/Ausgangs-Flecken 128 kann
mit einem Testen oder einem weiteren Element verbunden werden.
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Das Vorrichtungselement 120 kann
mittels eines dielektrischen Materials 124 mechanisch an der
Platte 126 derart angebracht sein, dass die beiden leitenden
Oberflächen,
welche das Vorrichtungselement 120 und die Platte 126 umfassen,
parallel zueinander ausgerichtet sind und voneinander in einem Abstand
getrennt sind, der im Wesentlichen gleich der Dicke des dielektrischen
Materials 124 ist. Die Platte 126 kann mit einem
Massenflecken 132 auf der Lastplatte 122 elektromechanisch
verbunden sein, so dass die Anordnung eine Transmissionsleitungsstruktur
wie beispielsweise einen impedanzgesteuerten aktiven Kontakt von
der Art eines Mikrostreifens ergibt. Es ist bekannt, dass der Massenflecken 132 mit
einer festen Spannung oder mit einem Testen verbunden werden kann.
Wenn er mit einem Testen verbunden ist, kann die Spannung auf dem Massenflecken 132 geändert werden,
um für
den entsprechenden Signalpfad eine zeitlich veränderte Impedanzspur bereitzustellen.
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Bei einer weiteren, ein Metallsubstrat
wie oben besprochen verwendenden Ausführungsform kann Metalloxid
mit genau festgelegter Dicke auf die Oberfläche des Vorrichtungselements 130 und/oder der
Platte 126 aufgewachsen werden. Das natürlich vorhandene aufgewachsene
Metalloxid kann als Dielektrikum zwischen dem Vorrichtungselement 130 und
der Platte 126 dienen. Es ist vorgesehen, dass das natürlich vorhandene
gewachsene Metalloxid einen dielektrischen Überzug mit anorganischem Oxid umfassen
kann.
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Eine weitere Ausführungsform, welche die Anordnung
mit natürlich
vorhandenem gewachsenem Metalloxid verwendet, ist in 8 gezeigt. Der aktive Kontakt
ist allgemein mit 150 bezeichnet und kann ein erstes Kontaktelement 152 und
ein zweites Kontaktelement 154 umfassen. Es kann ein Metalloxid
wahlweise auf den Kontaktelementen 152 und/oder 154 aufgewachsen
sein, so dass auf den Kontakoberflächen 158A, 158B oder 158C kein
Metalloxid befindlich ist. Es ist auch vorgesehen, dass das Metalloxid über die
gesamte äußere Oberfläche der
Kontaktelemente 152 und/oder 154 aufgewachsen
sein kann und dann wahlweise von den Kontaktoberflächen 158A,
158B und 158C entfernt
werden kann. Die Kontaktoberfläche 158A kann
mit einer Zufuhrleitung einer (nicht gezeigten) Halbleitervorrichtung
in elektromechanischem Kontakt stehen. Auf ähnliche Weise kann der Kontaktierungspunkt 158B mit
einem Signal-Eingangs-/Ausgangs-Flecken auf einer (nicht gezeigten)
Lastplatte in elektromechanischem Kontakt stehen. Schließlich kann
die Kontaktoberfläche 158C mit
einem Massenflecken auf der (nicht gezeigten) Lastplatte in elektromechanischem Kontakt
stehen.
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Bei dieser Anordnung kann das erste
Kontaktelement 152 mit dem zweiten Kontaktelement 154 in
Kontakt gebracht werden, während
zwischen diesen eine elektrische Isolierung aufrechterhalten wird.
Es sind verschiedene Metallebenenanordnungen vorgesehen, welche
die Einstellung und Steuerung der elektrischen und mechanischen
Schnittstelleneigenschaften ermöglichen,
darunter die Form der Kontaktelemente 152 und 154,
die Dicke des aufgewachsenen Oxids, die wechselseitigen Oberflächeninhalte,
der Abstand für
die Ebenenbeabstandungen und weitere Parameter.
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Schließlich ist vorgesehen, dass
in den Entwurf der Kontaktelemente 152 und 154 ein
Fenster 160 oder mehrere Fenster einbezogen werden kann/können. Das
Fenster 160 kann als Leitung für ein mechanisches Elastomerelement
verwendet werden, welches den aktiven Kontakt 150 abstützen kann.
Das (nicht gezeigte) Elastomerelement kann dazu verwendet werden,
eine Vorspannung der Kontaktoberfläche 158A nach oben
bereitzustellen, so dass, wenn eine Halbleiterzufuhrleitung in Eingriff
mit dieser gebracht wird, das Elastomerelement sich verformen kann,
wodurch es dem aktiven Kontakt 150 ermöglicht wird, sich von der Zufuhr
zur Halbleitervorrichtung wegzubiegen. Dies kann dazu beitragen, nicht
ebene Vorrichtungszufuhrleitungen auf einer entsprechenden Halbleitervorrichtung
auszugleichen.
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Eine weitere Ausführungsform zum Veranschaulichen,
welche das oben besprochene Metallsubstratkonzept verwenden kann,
ist in 9 gezeigt. Bei
dieser Ausführungsform
kann eine bekannte genaue Dicke eines thermisch aufgesetzten oder thermoplastischen
Dielektrikums 124 zwischen zwei oder mehreren Metallplatten 120 und 126 laminiert werden,
um die gewünschten
elektromechanischen Eigenschaften zu erhalten. Es ist vorgesehen,
dass die zwei oder mehreren Metallplatten zwei oder mehrere Isolierschaltkreise
umfassen. Das heißt,
dass jede der zwei oder mehreren Metallplatten eine Schaltkreisfunktion
umfassen kann. Es ist ferner vorgesehen, dass ein Dielektrikum 124 aus
einem Polyimid, einem Epoxymaterial, einem Polycarbonat, aus Polyphenylensulfid
oder einem anderen geeigneten Material gebildet sein. In das Herstellungsverfahren kann
ein Zurückätzen des
Dielektrikum 124 einbezogen sein, um auf den Kontaktoberflächen 158D, 158E und 158E einen
Ohmschen Kontakt möglich
zu machen.
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Bei einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann ein Keramiksubstrat dazu verwendet
werden, auf vorbestimmten Kontakten aus einer Mehrzahl von Kontakten
eine gesteuerte Impedanz zu erzeugen. Beispielsweise kann auf einem
Keramiksubstrat ein Metallmuster auf eine solche Weise hergestellt
werden, dass ein impedanzgesteuerter elektromechanischer Kontakt
erhalten wird. Bei einer Ausführungsform
zur Veranschaulichung kann eine herkömmliche Dünnfilmvielschichttechnologie
einen Kondensator von der Art mit drei Anschlussteilen bereitstellen,
wobei die ersten zwei Anschlussteile einem Signal-Eingang-/Ausgang
entsprechen und das dritte Anschlussteil mit einer Bezugsmasse in
Verbindung steht. Es ist auch vorgesehen, dass derselbe impedanzgesteuerte
Kondensator von der Art mit drei Anschlussteilen mittels eines abgewandelten
Vielschichtdünnfilmverfahrens
hergestellt werden könnte,
bei dem die leitende Phase auf einem inerten bzw. Träger-Substrat
abgelagert wird und für
eine wahlweise Oxidierung unter Verwendung von chemischer Anodisierung,
Plasmaoxidation und/oder thermischem Oxidwachstum mit einem Muster
versehen kann, was leitende Metallmuster in einem Dielektrikum ergibt.
Schließlich
ist vorgesehen, dass das Verfahren N-fach wiederholt werden kann,
um eine vielschichtige aktive Kontaktstruktur des Kondensators von
der Art mit drei Anschlussteilen zu erhalten.
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Während
die letzten beiden Ausführungsformen
hauptsächlich
eine Vorrichtung von der Art eines Kondensators mit drei Anschlussteilen
bereitstellen, ist in Betracht gezogen, dass weitere herkömmliche Verfahren
dazu verwendet werden, um für
vorbestimmte Kontakte einen Widerstand, eine Induktivität, eine
Kapazität,
einen Oberflächenschallwellenfilter und/oder
eine Kombination derselben bereitzustellen. Es ist ferner in Betracht
gezogen, dass herkömmliche
oder weitere Verfahren dazu verwendet werden können, um weitere aktive Elemente
für vorbestimmte
Kontakte bereitrustellen, darunter Transistoren, Dioden, etc. und/oder
eine Kombination derselben. Schließlich ist in Betracht gezogen,
dass herkömmliche
oder weitere Verfahren dazu verwendet werden können, um eine Anzahl von aktiven und/oder
passiven Elementen für
vorbestimmte Kontakte bereitzustellen, um einen Schaltkreis bereitzustellen,
welcher vorbestimmte Funktionen, darunter eine Mikroprozessorfunktion,
bereitstellt. Das heißt, dass
bei einer alternativen Ausführungsform
vorbestimmte aus den oben genannten Vielschichtsystemen jeweils
einen isolierten Schaltkreis umfassen können.
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Wie in 10 gezeigt,
aber eingedenk dessen, dass ein Kontakt mit nur zwei Anschlüssen nicht Teil
der vorliegenden Erfindung ist, kann ein Keramiksubstrat 202 mit
einer ersten Kontaktoberfläche 158G und
einer zweiten Kontaktoberfläche 158H bereitgestellt
werden. Direkt auf dem Keramiksubstrat kann ein Metallfilm abgelagert
werden. Nachfolgend kann der Metallfilm mittels eines Ätzverfahrens
oder eines sonstigen Entfernungsverfahrens mit einem Muster versehen
werden, um eine erste leitende Oberfläche 204 und eine zweite
leitende Oberfläche 206 zu
bilden. Der Metallfilm kann die erste Kontaktoberfläche 158G und
zweite Kontaktoberfläche 158H bedecken,
um für
diese eine leitende Oberfläche
bereitzustellen. Bei der Ausführungsform
zum Veranschaulichen kann zwischen der ersten leitenden Oberfläche 204 und
der zweiten leitenden Oberfläche 206 eine
Lücke bestehen,
so dass zwischen diesen keine elektrische Verbindung besteht. Ein
diskretes und/oder monolithisch hergestelltes aktives Bauteil kann
so befestigt sein, dass ein erstes elektrisches Anschlussteil 210 des
diskreten und/oder monolithisch hergestellten aktiven Bauteils in
elektrischer Verbindung mit der ersten leitenden Oberfläche 204 steht
und ein zweites elektrisches Anschlussteil 212 des diskreten
und/oder monolithisch hergestellten aktiven Bauteils 208 mit
der zweiten leitenden Oberfläche 206 in
elektrischer Verbindung steht. Es ist vorgesehen, dass das diskrete
und/oder monolithisch hergestellte aktive Bauteil einen Widerstand,
Kondensator, eine Induktivität,
eine Diode oder jegliche Kombination aus diesen sein kann. Bei einer
Ausführungsform
zum Veranschaulichen der beanspruchten Erfindung ist vorgesehen,
dass die Form des Keramiksubstrats und das Muster des Metallfilms
so aussehen, dass ein Transistor oder eine andere Vorrichtung mit
vielen Anschlussteilen verwendet werden kann. Schließlich ist
vorgesehen, dass eine Anzahl von Widerständen, Kondensatoren, Induktivitäten, Dioden,
Transistoren, etc. dazu verwendet werden kann, darauf einen Schaltkreis
zu erzeugen.
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Bei der Ausführungsform zum Veranschaulichen
kann die Verwendung von schlecht leitenden Metallen oder auch von
leitenden Tinten und Keramiken, darunter auch SiC, dazu dienen,
die gewünschten
Widerstandswerte mit oder auch ohne zusätzliche Plattierung, wie etwa
mit Gold, zum Minimieren des Kontaktwiderstands zu erzielen. Es
ist jedoch vorgesehen, dass eine Zusatzplattierung verwendet werden
kann. Die Ohmschen Kontaktoberflächen 158G und 158N des
aktiven Kontakts 200 können
mit einer Halbleiterzufuhrleitung bzw. einem Lastplattenanschlussteil
in elektromechanischem Kontakt stehen. Die erste leitende Oberfläche 204 kann
von der Halbleiterzufuhrleitung zu dem ersten elektrischen Anschlussteil 210 des diskreten
oder integrierten Bauteils 208 ein elektrisches Signal übertragen.
Das Signal kann am zweiten elektrischen Anschlussteil 212 des
diskreten oder integrierten Bauteils 208 austreten und
von der zweiten leitenden Oberfläche 206 zur
Ohmschen Kontaktoberfläche 158H und
schließlich
zu einem (nicht gezeigten) Lastplattensignal-Eingangs-/Ausgangs-Flecken übertragen
werden. Bei der in 10 gezeigten
Ausführungsform
kann in dem Keramiksubstrat eine Aussparung hergestellt werden,
um das diskrete und/oder monolithisch hergestellte aktive Bauteil 208 für seine
körperliche
Anordnung aufzunehmen.
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Unter Bezug auf 11 kann eine weitere veranschaulichende
Ausführungsform,
welche das Keramiksubstrat verwendet, einen aktiven Kontakt der
Art eines Kondensators mit drei Anschlussteilen umfassen. Bei dieser
Ausführungsform
kann der Kontakt einen vielschichtigen monolithischen Entkopplungskondensator
umfassen. Es können
einander abwechselnde Signalebenen 258 und Massenebenen 266 aus
Metallmustern hergestellt werden und durch ein (nicht gezeigtes)
Zwischenschicht-Keramikdielektrikum voneinander getrennt sein. Dies kann
erfolgen, indem ein Vielschicht-Dünnfilmverfahren
N-fach wiederholt wird, um eine vielschichtige Struktur eines aktiven
Kontakts, wie es in 11 gezeigt
ist, zu erhalten.
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Das Netz aus Signalebenen 258 kann über eine
Leitung 256 mit einem ersten Anschlussteil 254 verbunden
werden und über
eine Leitung 268 mit einem zweiten Anschlussteil 260 verbunden
werden. Das erste Anschlussteil 254 kann mit einer Zufuhrleitung
einer Halbleitervorrichtung in Eingriff gebracht werden. Das zweite
Anschlussteil 260 kann mit einem Signal-Eingangs-/ Ausgangs-Flecken 128 auf einer
(nicht gezeigten) Lastplatte in Kontakt gebracht werden. Das Massennetz 266 kann über eine
Leitung 264 mit einem Ohmschen Kontakt 262 für Bezug
auf Masse elektrisch verbunden sein. Der Ohmsche Kontakt 262 für Bezug
auf Masse kann mit einem Massenbezugs-Flecken 132 auf einer
(nicht gezeigten) Lastplatte verbunden sein. Diese Ausführungsform
kann für
Steuerung in großem
Ausmaß über ein entsprechendes
Signal sorgen, und zwar wegen der relativ großen Plattenfläche, welche
durch die abwechselnde Anordnung der Signal- und Massenebenen erzeugt
wird.