DE102006044016A1 - Stackable functional layer for a modular microelectronic system - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Funktionsschicht, welche geeignet ist für die vertikale Stapelung mit weiteren Funktionsschichten, und ein modulares mikroelektronisches System, welches eine Mehrzahl von gestapelten Funktionsschichten enthält. Erfindungsgemäß enthält die Funktionsschicht (1) eine die mindestens eine elektronische Komponente (2) elektrisch kontaktierende Leiterstruktur (3) und einen Träger (4), der die mindestens eine elektronische Komponente (2) und Leiterstruktur (3) trägt, auf, wobei die Leiterstruktur (3) Anschlusskontakte (5) für die elektrische vertikale Verbindung der mindestens einen elektronischen Komponente (2) mit zumindest einer weiteren Funktionsschicht aufweist, wobei die Leiterstruktur mindestens zwei alternative Verdrahtungen zur unterschiedlichen Belegung der Anschlusskontakte (5) durch die elektronischen Komponenten beinhaltet, wobei von den alternativen Verdrahtungen zumindest eine Verdrahtung auswählbar ist. Die Erfindung ermöglicht es, die Komplexität und den Platzbedarf einer vertikalen elektrischen Verdrahtung von gestapelten Funktionsschichten zu reduzieren.The invention relates to a functional layer which is suitable for vertical stacking with further functional layers, and to a modular microelectronic system which contains a plurality of stacked functional layers. According to the invention, the functional layer (1) contains a conductor structure (3) which electrically contacts the at least one electronic component (2) and a carrier (4) which carries the at least one electronic component (2) and conductor structure (3), wherein the conductor structure (3) connection contacts (5) for the electrical vertical connection of the at least one electronic component (2) having at least one further functional layer, wherein the conductor structure includes at least two alternative wiring for different assignment of the terminal contacts (5) by the electronic components, wherein the alternative wiring at least one wiring is selectable. The invention makes it possible to reduce the complexity and space requirements of vertical electrical wiring of stacked functional layers.
Description
Die Erfindung betrifft eine Funktionsschicht, welche insbesondere für die Verwendung als Funktionsschicht innerhalb eines modular aufgebauten mikroelektronischen Systems, enthaltend mehrere übereinander gestapelter Funktionsschichten, geeignet ist, sowie ein derartiges modulares mikroelektronisches System.The The invention relates to a functional layer which is particularly suitable for use as a functional layer within a modular microelectronic structure Systems containing several superimposed stacked functional layers, is suitable, as well as such modular microelectronic system.
Modulare mikroelektronische Systeme sind grundsätzlich bekannt. So sind beispielsweise modular eingebettete Systeme bekannt, welche digitale Schaltungen zur Datenverarbeitung und zur Ablaufsteuerung und je nach Anwendung weitere Teilsysteme mit Sensoren und Schaltungen zur Messdatenverarbeitung, Aktuatoren mit Ansteuerung zur Positionierung der Sensorik, Antenne und Elektronik zur Hochfrequenzerzeugung/-auswertung sowie zur Steuerung der Kommunikation, und Energie versorgung und Bauelementen zum Energiemanagement aufweisen.modular Microelectronic systems are known in principle. Such are, for example modular embedded systems known which digital circuits for data processing and sequential control and depending on the application further subsystems with sensors and circuits for measuring data processing, Actuators with control for positioning the sensors, antenna and electronics for high frequency generation / evaluation and control communication, and energy supply and components for energy management.
Ein bekanntes Konzept ist, dass mikroelektronische System kostengünstig mit einer möglichst geringen Anzahl von Komponenten zu realisieren. Eine Möglichkeit hierfür ist es, den größten Teil der notwendigen Komponenten auf einem Halbleiterchip als "system-on-a-chip" zu integrieren. Bekannt sind beispielsweise 3D-IC-Technologien zur Realisierung mehrerer Transistorlagen auf einem Chip. Dem Vorteil der kleineren Chipabmaße stehen jedoch starke Ausbeuteprobleme und deutlich schlechtere Kenndaten im Vergleich zu 2D-IC's gegenüber.One known concept is that microelectronic system cost-effective with as small as possible Number of components to realize. One possibility for this is the biggest part to integrate the necessary components on a semiconductor chip as a "system-on-a-chip". For example, 3D IC technologies are known for the realization of several transistor layers on one chip. The advantage the smaller chip dimensions However, there are strong yield problems and significantly worse characteristics in comparison to 2D-IC's across from.
Ein weiteres Konzept ist, modulare mikroelektronische Systeme zu entwerfen, welche auf der Stapelung von Halbleiterchips und weiteren elektronischen Komponenten in Form planarer Schichten basieren. Die elektrische Verbindung der einzelnen Schichten, beispielsweise von Daten- und Steuerleitungen sowie Versorgungsleitungen, erfolgt vertikal. Mit einem derartigen Aufbau von übereinander gestapelten "Funktionsschichten" lassen sich hohe Integrationsdichten und Miniaturisierungsgrade erreichen.One another concept is to design modular microelectronic systems, which on the stack of semiconductor chips and other electronic Components are based in the form of planar layers. The electric Connection of the individual layers, for example of data and Control cables and supply lines are vertical. With such a structure of one above the other stacked "functional layers" can be high Achieve integration densities and degrees of miniaturization.
Die
Druckschrift
Gegenüber der Verdrahtungsdichte horizontal angeordneter Verdrahtungen ist der Aufwand zur Erreichung hoher Verdrahtungsdichten im Bereich der vertikalen Kontakte deutlich höher. Dies macht sich insbesondere dann bemerkbar, wenn eine Vielzahl von Funktionsschichten miteinander elektrisch über vertikale Verbindungen miteinander verbunden werden müssen.Opposite the Wiring density of horizontally arranged wiring is the Effort to achieve high wiring densities in the field of vertical contacts significantly higher. This is especially noticeable when a variety of functional layers with each other electrically via vertical connections need to be connected to each other.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es somit, eine Funktionsschicht zu schaffen, welche es ermöglicht, die vertikale Verdrahtungskomplexität und insbesondere den Platzbedarf einer derartigen Verdrahtung erheblich zu reduzieren. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein modulares mikroelektronisches System zu schaffen.task Thus, it is the object of the present invention to provide a functional layer create, which makes it possible the vertical wiring complexity and especially the space requirements to significantly reduce such wiring. Another task The invention is to provide a modular microelectronic system create.
Diese Aufgaben werden durch eine Funktionsschicht und ein modulares mikroelektronisches System nach den unabhängigen Ansprüchen gelöst.These Tasks are accomplished through a functional layer and a modular microelectronic system after the independent claims solved.
Vorteilhafte Weiterbildungen werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.advantageous Further developments are described in the dependent claims.
Die Erfindung schafft eine Funktionsschicht, welche geeignet ist für die vertikale Stapelung mit weiteren Funktionsschichten, enthalten mindestens eine elektronische Komponente, eine die mindestens eine elektronische Komponente elektrisch kontaktierende Leiterstruktur und einen Träger, der die mindestens eine elektrische Komponente und Leiterstruktur trägt, wobei die Leiterstruktur Anschlusskontakte für die elektrische vertikale Verbindung der mindestens einen elektronischen Komponente mit zumindest einer weiteren Funktionsschicht aufweist.The Invention provides a functional layer which is suitable for vertical Stacking with further functional layers, containing at least one electronic component, one which is at least one electronic Component electrically contacting conductor structure and a carrier, the which carries at least one electrical component and conductor structure, wherein the conductor structure connecting contacts for the electrical vertical Connection of the at least one electronic component with at least having a further functional layer.
Erfindungsgemäß beinhaltet die Leiterstruktur mindestens zwei alternative Verdrahtungen zu unterschiedlichen Belegung der Anschlusskontakte durch die elektronischen Komponenten, wobei von den alternativen Verdrahtungen zumindest eine Verdrahtung auswählbar ist.Included in the invention the conductor structure at least two alternative wiring to different assignment of the connection contacts by the electronic Components, wherein of the alternative wiring at least a wiring selectable is.
Aufgrund dessen, dass zwischen mehreren, alternativen Verdrahtungen gewählt werden kann, ist es beim Aufbau aus mehreren Funktionsschichten möglich, die am geeignetste Verdrahtung auszuwählen, um eine vorteilhafte vertikale Verdrahtung zu ermöglichen. Insbesondere der Platzbedarf zur vertikalen Verdrahtung der Funktionsschichten kann hiermit minimiert werden.by virtue of that's to choose between multiple, alternative wirings can, it is possible in the structure of several functional layers, the to select the most suitable wiring to a beneficial to allow vertical wiring. In particular, the space required for the vertical wiring of the functional layers can be minimized hereby.
Die Erfindung ist besonders vorteilhaft, wenn die Funktionsschichten in Form modular aufgebaut sind, d.h., funktional zusammenhängende elektronische Komponenten werden vorzugsweise auf einer Funktionsschicht zusammengefasst, und in verschiedenen Kombinationen zu einem mikroelektronischen modularen System aufbaubar sind. Je nach Kombination der einzelnen Funktionsschichten zu solch oder solch einem mikroelektronischen System kann eine andere elektrische vertikale Verdrahtung der Funktionsschichten besser geeignet sein. Erfindungsgemäß ist es möglich, zwischen verschiedenen Alternativen eine vertikale Verdrahtung auszuwählen und über die Wahl der Verdrahtung eine geeignete Belegung der vertikalen Anschlusskontakte einzustellen. Dies vereinfacht bei spielsweise Fertigungskonzepte mit sehr verschiedenen Zulieferern, da der Abstimmungsbedarf, was zumindest die Auslegung der vertikalen Anschlusskontakte betrifft, reduziert ist, wenn nicht sogar gar nicht mehr notwendig ist.The invention is particularly advantageous when the functional layers are modular in shape, ie, functionally connected electroni components are preferably combined on a functional layer, and can be built up in various combinations to form a microelectronic modular system. Depending on the combination of the individual functional layers to such or such a microelectronic system, another electrical vertical wiring of the functional layers may be better suited. According to the invention, it is possible to select a vertical wiring between different alternatives and to set a suitable assignment of the vertical connection contacts via the choice of the wiring. This simplifies example production concepts with very different suppliers, since the need for coordination, which concerns at least the interpretation of the vertical connection contacts, is reduced, if not even no longer necessary.
Es ist möglich, die Anschlusskontakte in verschiedenen Formen auszubilden, beispielsweise galvanisch in Form von Durchführungen oder Durchkontaktierungen, also eine galvanische Verbindung, die durch den Träger hindurchtritt, oder Seitenkontakte, oder drahtlos über kapazitiv, induktiv oder elektromagnetisch (Antennen) koppelnde Elemente. Zur Unterstützung der drahtlos koppelnden Elemente können dielektrische und/oder weichmagnetische Materialien eingesetzt werden.It is possible, form the terminal contacts in various forms, for example galvanic in the form of feedthroughs or vias, so a galvanic connection by the carrier passes, or side contacts, or wirelessly via capacitive, inductively or electromagnetically (antennas) coupling elements. to support the wireless coupling elements may be dielectric and / or soft magnetic materials are used.
Die Funktionsschicht kann derart aufgebaut sein, dass verschiedene solcher Verbindungstechnologien unterstützt werden, um abhängig von den Anforderungen, beispielsweise was Zuverlässigkeit und Kosten angeht, eine geeignete vertikale Verdrahtung zu ermöglichen.The Functional layer may be constructed such that various such Supported connection technologies become dependent of the requirements, for example in terms of reliability and costs, to allow a suitable vertical wiring.
Dadurch, dass der Entflechtungsaufwand der vertikalen Verdrahtung durch Wahl der Belegung der Anschlusskontakte auf der Funktionsschicht reduzierbar ist, ist es möglich, extrem kleine und damit leichte Module zu realisieren. Derartige Module können eine deutlich höhere Robustheit aufweisen, die selbst einen sicheren Betrieb in rauen Umgebungen, beispielsweise in Umgebungen, in welchen das Bauteil hohen Beschleunigungen ausgesetzt ist, erlauben.Thereby, that the unbundling effort of the vertical wiring by choice the assignment of the connection contacts on the functional layer reducible is, is it possible to realize extremely small and therefore lightweight modules. such Modules can a much higher one Robustness, even a safe operation in rough Environments, for example, in environments where the component allow high accelerations.
Es ist insbesondere möglich, mehr Anschlusskontakte als von den elektronischen Komponenten benötigt vorzusehen.It is possible in particular Provide more terminals than required by the electronic components.
Als vertikale Verdrahtungen, welche seitlich des Stapels der Funktionsschichten aufgebracht werden, eignen sich beispielsweise Dünnfilmsubstrate auf Basis von einer Keramik oder Silizium, Dickschichtsubstrate auf Basis einer Keramik, laminierte Substrate, insbesondere Leiterplatten, Metalldrähte (gelötet oder gebondet), Leitpaste oder eine laserstrukturierte Metallisierung.When vertical wirings, which are laterally of the stack of functional layers are suitable, for example, thin film substrates based on a ceramic or silicon, thick film substrates based on a Ceramics, laminated substrates, in particular printed circuit boards, metal wires (soldered or Bonded), conductive paste or a laser-structured metallization.
Elektronische Komponenten können insbesondere mikroelektronische Bauteile, beispielsweise SMD-Bauteile oder Halbleiterchips sein, oder aber auch Bauteile wie beispielsweise Antennen, Batterien, Sensoren, Schwingquarze, Aktoren, Signalgeber, Resonatoren und EMV-Filter.electronic Components can in particular microelectronic components, for example SMD components or semiconductor chips, or even components such as Antennas, batteries, sensors, quartz crystals, actuators, signal generators, resonators and EMC filters.
Als Träger kommen insbesondere starre Materialien in Betracht, beispielsweise aus Keramik, Silizium oder Epoxydharz, womit der Träger zur mechanischen Stabilität der Funktionsschicht beiträgt. Grundsätzlich sind auch flexible Träger, beispielsweise Polymerfolien, möglich. Die elektronischen Komponenten können dabei auf dem Träger angeordnet sein, oder aber auch in diesem eingebettet sein. Letzteres kann beispielsweise durch einen Verguss mit einem Harz, beispielsweise einem Epoxydharz, erreicht werden. Für einen Verguss besitzt der Träger vorzugsweise eine starre Grundplatte, beispielsweise aus einem der oben angegebenen Materialien.When carrier especially rigid materials are considered, for example made of ceramic, silicon or epoxy resin, whereby the carrier for mechanical stability the functional layer contributes. Basically also flexible carriers, For example, polymer films, possible. The electronic components can while on the carrier be arranged, or even be embedded in this. The latter For example, by potting with a resin, for example an epoxy resin. For a casting has the Carrier preferably a rigid base plate, for example from one of the above Materials.
Die elektrischen Verbindungsleitungen der Leiterstruktur können auf verschiedene Art und Weise realisiert werden, beispielsweise durch Aufdampfen einer Metallstruktur oder durch einen Ätzprozess einer schon vorhandenen Metalllage. Je nach Bedarf kann die Leiterstruktur auch mehrschichtig sein.The electrical connection lines of the conductor structure can on different ways are realized, for example by Vapor deposition of a metal structure or by an etching process of a already existing metal layer. Depending on requirements, the conductor structure also be multilayered.
Die Form der Funktionsschicht ist vorzugsweise planar, wodurch ein Stapel der Funktionsschicht mit weiteren Funktionsschichten erleichtert ist. Vorzugsweise ist die Form der Funktionsschicht quaderförmig. Dies kann beispielsweise durch einen Verguss erreicht werden.The Form of the functional layer is preferably planar, whereby a stack the functional layer is facilitated with further functional layers. Preferably, the shape of the functional layer is cuboid. This can be achieved for example by potting.
Erfindungsgemäß ist es insbesondere möglich, nach der Anordnung der elektronischen Komponenten auf dem Träger und deren Kontaktierung mit der Leiterstruktur die Belegung der Anschlusskontakte durch die Wahl einer der alternativen Verdrahtungen zu bestimmen.It is according to the invention especially possible after the arrangement of the electronic components on the support and their contact with the conductor structure, the assignment of the connection contacts by choosing one of the alternative wirings.
Modulare mikroelektronische Systeme mit einer erfindungsgemäßen Funktionsschicht eignen sich für vielfältige Anwendungen, insbesondere für Anwendungen mit integrierter Sensorik und Funkkommunikation, beispielsweise zur Aufzeichnung von Umweltbedingungen, Verfolgung der Bewegung von beweglichen Objekten, Warnung vor Materialermüdung bei rotierenden Teilen, Bestandserweitung und -kontrolle, Realisierung von virtuellen Tastaturen, Bestimmung von Produktqualität und Unterstützung von Behinderten.modular microelectronic systems with a functional layer according to the invention are suitable for diverse Applications, especially for applications with integrated sensors and radio communication, for example for recording environmental conditions, tracking the movement of moving objects, warning of material fatigue in rotating parts, Inventory extension and control, realization of virtual keyboards, determination of product quality and support from Disabled.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Leiterstruktur zumindest teilweise derart ausgebildet, dass die Wahl der Verdrahtung durch das Auftrennen von Teilen der Leiterstruktur erfolgen kann.A advantageous development of the invention provides that the conductor structure at least partially designed such that the choice of wiring by the separation of parts of the conductor structure can take place.
Ein derartiges Auftrennen ist, je nach Ausbildung der Leiterstruktur, beispielsweise durch ein Abtragen oder partielles Aufschmelzen eines Teilbereiches der Leiter möglich.One Such separation is, depending on the design of the conductor structure, for example, by ablation or partial melting of a Part of the ladder possible.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die Leiterstruktur derart ausgebildet ist, dass ein mehrfacher Wechsel der Verdrahtungen möglich ist.A Further advantageous embodiment provides that the conductor structure is designed such that a multiple change of the wiring is possible.
Vorzugsweise ist die Leiterstruktur derart ausgebildet, dass ein Zurückwechseln auf schonmals gewählte Verdrahtungen möglich ist. Vorzugsweise ist auch ein beliebiges Hin- und Herwechseln zwischen zumindest einen Teil der Verdrahtungen möglich.Preferably the conductor structure is designed such that a change back on already chosen Wiring possible is. Preferably, any back and forth between at least some of the wiring possible.
Durch eine derartige Ausbildung der Leiterstruktur wird beispielsweise ermöglicht, die Funktionsschicht mehrfach zum Aufbau verschiedener Systeme zu verwenden.By Such a configuration of the conductor structure becomes, for example allows the functional layer several times to build different systems use.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Leiterstruktur eine steuerbare Umschalteinheit aufweist, durch die die Verdrahtung mehrfach wechselbar ist.A advantageous development of the invention provides that the conductor structure has a controllable switching unit through which the wiring several times is changeable.
Ein Beispiel für eine derartige Umschalteinheit ist eine Anordnung von Relais, durch die die elektrischen Verbindungsleitungen der Leiterstruktur unterschiedlich miteinander zu verschiedenen Verdrahtungen kombiniert werden können. Vorzugsweise ist die Umschalteinheit eine elektronisch steuerbare mikroelektronische Komponente. Besonders bevorzugt ist, wenn die Umschalteinheit programmierbar ist.One example for Such a switching unit is an arrangement of relays, through the different the electrical connection lines of the conductor structure can be combined with each other to different wiring. Preferably the switching unit is an electronically controllable microelectronic Component. It is particularly preferred if the switching unit is programmable is.
Dadurch, dass ein mehrfacher Wechsel der Verdrahtungen möglich ist, ist es möglich, die Anschlüsse, vorzugsweise durch die elektronischen Komponenten der Funktionsschicht, mehrfach zu belegen. Je nach Bedarf könnte in diesem Falle die eine oder die andere elektronische Komponente mit einem Teil der Anschluss kontakte über einen Wechsel der Verdrahtungen miteinander elektrisch verbunden werden. Elektronische Komponenten verschiedener Funktionsschichten können über eine reduzierte Anzahl von Anschlusskontakten miteinander kommunizieren, in dem die Anschlusskontakte funktionsabhängig unterschiedlich belegt werden.Thereby, that a multiple change of the wiring is possible, it is possible that the Connections, preferably by the electronic components of the functional layer, prove several times. Depending on requirements, in this case, the one or the other electronic component with a part of the connection contacts over a Change the wiring to be electrically connected to each other. Electronic components of different functional layers can be connected via one reduced number of connection contacts communicate with each other, in which the connection contacts functionally differently occupied become.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die Umschalteinheit über zumindest eine elektronische Komponente der Funktionsschicht steuerbar ist.A Further advantageous development provides that the switching unit over at least an electronic component of the functional layer is controllable.
Dies ermöglicht es, dass die Funktionsschicht je nach Bedarfsfall automatisch zumindest einen Teil der Verdrahtungen wechseln kann.This allows it, that the functional layer automatically as needed, at least can change part of the wiring.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die Umschalteinheit über zumindest einen Anschlusskontakt steuerbar ist.A Further advantageous development provides that the switching unit over at least a connection contact is controllable.
Eine derartige Weiterbildung ist beispielsweise für eine einmalige Festlegung der Verdrahtung während der Integration der Funktionsschicht in einem mikroelektronischen modularen System geeignet. Dies ist in vielen Fällen ausreichend. Die Anschlüsse für die Programmierung der Umschalteinheit brauchen in diesem Falle nicht weiter verdrahtet zu werden.A Such development is for example for a one-time determination the wiring during the integration of the functional layer in a microelectronic modular system suitable. This is sufficient in many cases. The connections for programming the switching unit need not be wired in this case too become.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Leiterstruktur derart ausgebildet ist, dass ein mehrfacher Wechsel der Verdrahtungen im Betriebszustand der Funktionsschicht möglich ist.A Further advantageous development of the invention provides that the conductor structure is designed such that a multiple change the wiring in the operating state of the functional layer is possible.
Dies kann beispielsweise durch eine weiter oben schon beschriebene Umschalteinheit realisiert werden.This For example, by a switchover unit already described above will be realized.
Beispielsweise kann die Umschalteinheit derart pro grammiert sein, dass sie in einer festen zeitlichen Folge die Verdrahtungen wechselt. Ebenso ist es möglich, dass die Umschalteinheit derart ausgebildet ist, dass diese aufgrund von Signalen von mit der Umschalteinheit verbundenen elektronischen Komponenten die Verdrahtung während des Betriebszustandes wechselt. Die elektronischen Komponenten können dabei auf der Funktionsschicht liegen, auf der sich die Umschalteinheit befindet, oder aber auch elektronische Komponenten sein, die insbesondere auf anderen Funktionsschichten angeordnet sind und über eine vertikale elektrische Verbindung über einen der Anschlusskontakte mit der Umschalteinheit verbindbar sind.For example the switching unit can be programmed in such a way that they are in one fixed time sequence the wiring changes. It is the same possible, that the switching unit is designed such that it due to of signals from electronic components connected to the switching unit the wiring during of the operating state changes. The electronic components can do this lie on the functional layer on which the switching unit or be electronic components, in particular are arranged on other functional layers and over a vertical electrical connection via one of the connection contacts can be connected to the switching unit.
Diese vorteilhafte Weiterbildung ermöglicht insbesondere eine Mehrfachbelegung der Anschlusskontakte. Hiermit ist eine erhebliche Reduzierung der Komplexität und des Aufwandes für die vertikale Verdrahtung möglich.These advantageous development allows in particular a multiple assignment of the connection contacts. This is a significant Reduction of complexity and the effort for the vertical wiring possible.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass die Anschlusskontakte zur Steuerung der Umschalteinheit zumindest teilweise ausschließlich von der Umschalteinheit einfach belegt sind.A Further advantageous embodiment provides that the connection contacts for controlling the switching unit at least partially exclusively by the switching unit are simply occupied.
Die Anschlusskontakte zur Steuerung der Umschalteinheit besitzen zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, keine weitere Funktionalität.The Connection contacts for controlling the switching unit have at least partially, preferably completely, no further functionality.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Anschlusskontakte zur Steuerung der Umschalteinheit zumindest teilweise mehrfach belegt sind.A Further advantageous development of the invention provides that the connection contacts for controlling the switching unit at least partially occupied several times.
Dies ist beispielsweise sinnvoll, wenn mit verschiedenen Mitteln die Umschalteinheit gesteuert werden soll, beispielsweise mit mehreren elektronischen Komponenten.This is useful, for example, if with various means the switching unit to be controlled, for example, with several electronic components.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass zumindest zwischen einem Anschlusskontakt und einer elektronischen Komponente durch Wahl der Verdrahtung eine Treiberstufe zwischenschaltbar ist.A Another advantageous embodiment provides that at least between a connection contact and an electronic component by choice Wiring a driver stage is zwischenschaltbar.
Unter einer Treiberstrufe soll eine als Eingangs- und/oder Ausgangsstufe ausgebildete Vorrichtung verstanden werden, beispielsweise eine Vorrichtung, über welche eine Impedanzanpassung von Signalein- und -ausgängen möglich ist, Signalaufbereitungsstufen zur Unterstützung drahtloser vertikaler Verbindungen auf Basis kapazitiver, induktiver und/oder elektromagnetischer Kopplung, oder Bustreiber, die Datenbussysteme zur seriellen Datenübertragung unterstützen. Im Falle von Bautreiberstufen wird hier eine ergänzende Steuereinheit zur Umsetzung eines Busprotokolls als Bestandteil der Treiberstufe angesehen.Under a driver circuits designed as an input and / or output stage Device are understood, for example, a device, via which an impedance matching of signal inputs and outputs is possible, signal conditioning stages for support wireless vertical connections based on capacitive, inductive and / or electromagnetic coupling, or bus drivers, the data bus systems for serial data transmission support. In the case of Bautreiberstufen here is a supplementary control unit for implementation a bus protocol as part of the driver stage.
Selbstverständlich können derartige Treiberstufen auch als Teil einer unveränderbaren Verdrahtung fest in der Leiterstruktur integriert sein.Of course, such Driver stages also known as part of an unchangeable wiring be integrated in the ladder structure.
Des Weiteren schafft die Erfindung ein modulares mikroelektronisches System, enthaltend mehrere vertikal übereinander gestapelte Funktionsschichten, wobei eine Funktionsschicht mindestens eine elektronische Komponente, mindestens einen vertikalen Anschlusskontakt und eine Leiterstruktur, die die mindestens eine elektronische Komponente mit den mindestens einen vertikalen Anschlusskontakt elektrisch verbindet, enthält, und die Funktionsschichten über ihre jeweiligen Anschlusskontakte vertikal miteinander elektrisch verbunden sind. Erfindungsgemäß ist mindestens eine Funktionsschicht eine Funktionsschicht gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11.Of Furthermore, the invention provides a modular microelectronic System comprising a plurality of functional layers stacked vertically above one another, wherein a functional layer comprises at least one electronic component, at least one vertical terminal contact and a conductor structure, the the at least one electronic component with the at least electrically connects a vertical terminal contact contains, and the functional layers over their respective terminal contacts vertically to each other electrically are connected. According to the invention, at least one Functional layer, a functional layer according to one of claims 1 to 11th
Vorzugsweise sind mehrere erfindungsgemäße Funktionsschichten in einem derartigen modularen System integriert.Preferably are several functional layers according to the invention integrated in such a modular system.
Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen, welche durch mehrere Figuren dargestellt sind, näher erläutert.The Invention will now be described with reference to embodiments, which several figures are shown, explained in more detail.
Dabei zeigtthere shows
Die
Die
Funktionsschicht
Die
hier gezeigte Leiterstruktur
Die
Umschalteinheit
Durch
die Umschalteinheit
Die
Umschalteinheit
Des
Weiteren ist die Umschalteinheit
Des
Weiteren ist die programmierbare Umschalteinheit
Zwischen
den Steuerleitungen
Insbesondere
sind zwischen Steuerleitungen
Des
Weiteren ist die Umschalteinheit
Die
Die
Seitenrandkontakte
Die Durchkontaktierungen sind mit einem Metall gefüllt. Die horizontalen Außenflächen der Durchkontaktierungen sind planar.The Through holes are filled with a metal. The horizontal outer surfaces of the vias are planar.
Mehrere
horizontale Anschlusskontakte
Die
Elektroden
Der
Funksensor enthält
mehrere übereinander
vertikal gestapelte Funktionsschichten. Die Basis bildet eine Energieversorgung
Die
Funktionsschichten
Die
Funktionsschichten sind durch ein Harz
Auf
der Oberseite des Funksenders
Die
Funktionsschichten
Die Kantenlängen des hier gezeigten würfelförmigen Funkmoduls betragen etwa 4.8 mm. Je nach Aufbau können diese allerdings stark variieren.The edge lengths of the cube-shaped radio module shown here are about 4.8 mm. Depending on the structure, however, these can be strong vary.
Die
Funktionsschichten des Funkmoduls sind ähnlich wie oben beschriebene
Funktionsschicht
Die
Logik-Funktionsschicht
Logik
Die
Mikroantennen-Funktionsschicht
Die
Verbindung von der Logik-Funktionsschicht
In
diesem Fall kann über
die Programmierung der Umschalteinheit die Anschlusskontakte
Das mikroelektronische System ist analog zum mikroelektronischen System gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut.The microelectronic system is analogous to the microelectronic system according to the first embodiment built up.
Im
Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel
weisen die Funktionsschichten
Für die vertikale
Verdrahtung der Funktionsschichten weist das mikroelektronische
System ein FR4-Leiterplattensubstrat
Die
Leiterstrukturen der Funktionsschichten sind derart ausgebildet,
dass es möglich
ist, die Belegung der Anschlusskontakte durch Programmierung der
Umschalteinheit
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