[go: up one dir, main page]

DE102023200908A1 - Method for producing an electrical line arrangement and electrical line arrangement - Google Patents

Method for producing an electrical line arrangement and electrical line arrangement Download PDF

Info

Publication number
DE102023200908A1
DE102023200908A1 DE102023200908.0A DE102023200908A DE102023200908A1 DE 102023200908 A1 DE102023200908 A1 DE 102023200908A1 DE 102023200908 A DE102023200908 A DE 102023200908A DE 102023200908 A1 DE102023200908 A1 DE 102023200908A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
electrically conductive
electrical line
electrical
structures
carrier structure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102023200908.0A
Other languages
German (de)
Inventor
Pascal Maier
Alexander Kotz
Tobias Harter
Alexander QUINT
Georg Gramlich
Marius Kretschmann
Thomas Zwick
Christian Koos
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Original Assignee
Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Karlsruher Institut fuer Technologie KIT filed Critical Karlsruher Institut fuer Technologie KIT
Priority to DE102023200908.0A priority Critical patent/DE102023200908A1/en
Priority to PCT/EP2024/052567 priority patent/WO2024160992A1/en
Priority to CN202480010870.9A priority patent/CN120660451A/en
Priority to EP24703507.4A priority patent/EP4659547A1/en
Publication of DE102023200908A1 publication Critical patent/DE102023200908A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00Printed circuits
    • H05K1/02Details
    • H05K1/0284Details of three-dimensional rigid printed circuit boards
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/14Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using spraying techniques to apply the conductive material, e.g. vapour evaporation
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09209Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/09218Conductive traces
    • H05K2201/09236Parallel layout
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09209Shape and layout details of conductors
    • H05K2201/09654Shape and layout details of conductors covering at least two types of conductors provided for in H05K2201/09218 - H05K2201/095
    • H05K2201/09672Superposed layout, i.e. in different planes
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/09Shape and layout
    • H05K2201/09818Shape or layout details not covered by a single group of H05K2201/09009 - H05K2201/09809
    • H05K2201/09827Tapered, e.g. tapered hole, via or groove
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2201/00Indexing scheme relating to printed circuits covered by H05K1/00
    • H05K2201/10Details of components or other objects attached to or integrated in a printed circuit board
    • H05K2201/10007Types of components
    • H05K2201/10098Components for radio transmission, e.g. radio frequency identification [RFID] tag, printed or non-printed antennas
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/02Details related to mechanical or acoustic processing, e.g. drilling, punching, cutting, using ultrasound
    • H05K2203/0264Peeling insulating layer, e.g. foil, or separating mask
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/05Patterning and lithography; Masks; Details of resist
    • H05K2203/0502Patterning and lithography
    • H05K2203/0505Double exposure of the same photosensitive layer
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/07Treatments involving liquids, e.g. plating, rinsing
    • H05K2203/0703Plating
    • H05K2203/0723Electroplating, e.g. finish plating
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/13Moulding and encapsulation; Deposition techniques; Protective layers
    • H05K2203/1377Protective layers
    • H05K2203/1383Temporary protective insulating layer
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/04Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed mechanically, e.g. by punching
    • H05K3/046Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed mechanically, e.g. by punching by selective transfer or selective detachment of a conductive layer
    • H05K3/048Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed mechanically, e.g. by punching by selective transfer or selective detachment of a conductive layer using a lift-off resist pattern or a release layer pattern
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/108Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern by semi-additive methods; masks therefor
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/18Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material
    • H05K3/188Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using precipitation techniques to apply the conductive material by direct electroplating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Shielding Devices Or Components To Electric Or Magnetic Fields (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leitungsanordnung, vor allem für den Mikrowellen- und/oder Millimeterwellenfrequenzbereich, sowie eine, vorzugsweise mit diesem Verfahren hergestellte, elektrische Leitungsanordnung. Das Verfahren zur Herstellung der elektrischen Leitungsanordnung umfasst die folgenden Schritte:
a) Herstellen einer Trägerstruktur (20), wobei zumindest ein erster Teilbereich (120) der Trägerstruktur (20) mittels eines dreidimensionalen Strukturierungsverfahrens erzeugt wird, wobei zumindest ein zweiter Teilbereich (220) der Trägerstruktur (20) ein elektrisch isolierendes Material umfasst, und wobei die Trägerstruktur (20) mindestens einen Unterschnitt (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h) bezüglich einer Projektionsrichtung (100) aufweist; und
b) Herstellen mindestens einer elektrischen Leitungsstruktur (1) durch Beschichtung der Trägerstruktur (20) mit mindestens einem elektrisch leitfähigen Material, wobei die Beschichtung mindestens einen räumlich gerichteten Beschichtungsprozess umfasst, der entlang der auf den mindestens einen Unterschnitt (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h) ausgerichteten Projektionsrichtung (100) orientiert ist.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, eine Trägerstruktur (20) mit integrierten Unterschnitten (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h) bereitzustellen, insbesondere um elektrische Leitungsstrukturen (1) auf Substraten (40, 41) von Hochfrequenz-(HF-)Chips oder elektrische Leitungsübergänge (60a-60c, 61a-61c) zu bereits vorhandenen elektrischen Leitungsstrukturen (50a-50c, 51a-51c) herzustellen.

Figure DE102023200908A1_0000
The invention relates to a method for producing an electrical line arrangement, especially for the microwave and/or millimeter wave frequency range, as well as an electrical line arrangement preferably produced using this method. The method for producing the electrical line arrangement comprises the following steps:
a) producing a carrier structure (20), wherein at least a first partial region (120) of the carrier structure (20) is produced by means of a three-dimensional structuring method, wherein at least a second partial region (220) of the carrier structure (20) comprises an electrically insulating material, and wherein the carrier structure (20) has at least one undercut (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h) with respect to a projection direction (100); and
b) producing at least one electrical conductor structure (1) by coating the carrier structure (20) with at least one electrically conductive material, wherein the coating comprises at least one spatially directed coating process which is oriented along the projection direction (100) aligned with the at least one undercut (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h).
The present invention makes it possible to provide a carrier structure (20) with integrated undercuts (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h), in particular to produce electrical line structures (1) on substrates (40, 41) of high-frequency (HF) chips or electrical line transitions (60a-60c, 61a-61c) to already existing electrical line structures (50a-50c, 51a-51c).
Figure DE102023200908A1_0000

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Mikrowellentechnik und betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leitungsanordnung, vor allem für den Mikrowellen- und/oder Millimeterwellenfrequenzbereich, sowie eine, vorzugsweise mit diesem Verfahren hergestellte, elektrische Leitungsanordnung. Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, eine Trägerstruktur mit integrierten Unterschnitten bereitzustellen, insbesondere um elektrische Leitungsstrukturen auf Substraten von Hochfrequenz-(HF-)Chips, oder elektrische Leitungsübergänge zu bereits vorhandenen elektrischen Leitungsstrukturen herzustellen. Durch eine entsprechende Ausgestaltung der Trägerstruktur lassen sich eine Vielzahl unterschiedlich ausgestalteter elektrischer Leitungsanordnungen erzeugen.The present invention is in the field of microwave technology and relates to a method for producing an electrical line arrangement, especially for the microwave and/or millimeter wave frequency range, as well as an electrical line arrangement preferably produced using this method. The present invention makes it possible to provide a carrier structure with integrated undercuts, in particular to produce electrical line structures on substrates of high frequency (HF) chips, or electrical line transitions to existing electrical line structures. By designing the carrier structure accordingly, a large number of differently designed electrical line arrangements can be produced.

Stand der TechnikState of the art

Standaert et al., Three techniques for thefabrication ofhigh precision, mm-sized metal components based on two-photon lithography, applied for manufacturing horn antennas for THz transceivers, J. Micromech. Microeng. 28, 035008, 2018 , beschreiben den aktuellen Stand der Herstellung von HF-Komponenten mittels Zweiphotonen-Lithographie. In einem der darin vorgestellten Verfahren werden zunächst Trägerstrukturen mittels Zweiphotonen-Lithographie hergestellt, deren gesamte Oberflächen anschließend in einem PVD-Verfahren bedampft werden. Danach erfolgt mittels Galvanisierung eine Ausbildung einer dickeren Kupferschicht. Mit diesem Verfahren ist keine Herstellung von isolierten elektrisch leitenden Strukturen möglich, da durch die Bedampfung die komplette Oberfläche der Struktur bedeckt wird, insbesondere um die komplette Struktur durch Bereitstellung einer „Keimschicht (engl. seed-layer) für die folgende Galvanisierung einheitlich zu benetzen. Nach der Herstellung erfolgt eine manuelle oder maschinelle Positionierung der Strukturen; eine Herstellung entsprechender Bauteile auf Substraten mit anderen Leitungsstrukturen ist hiermit nicht möglich. Standaert et al., Three techniques for the fabrication of high precision, mm-sized metal components based on two-photon lithography, applied for manufacturing horn antennas for THz transceivers, J. Micromech. Microeng. 28, 035008, 2018 , describe the current state of the art in the manufacture of RF components using two-photon lithography. In one of the processes presented, carrier structures are first produced using two-photon lithography, the entire surfaces of which are then vapor-deposited using a PVD process. Then, a thicker copper layer. This process does not allow the production of isolated electrically conductive structures, as the entire surface of the structure is covered by the vapor deposition, in particular in order to uniformly coat the entire structure by providing a “seed layer” for the subsequent electroplating. to wet. After production, the structures are positioned manually or mechanically; it is not possible to produce corresponding components on substrates with other conductive structures.

M. Sterner et al., Electrochemically Assisted Maskless Selective Removal ofMetal Layers for Three-Dimensional Micromachined SOI RF MEMS Transmission Lines and Devices", J. Microelectromechanical Systems 20 (4), S. 899-908, 2011 , beschreiben ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leitungsanordnung mittels Bedampfung einer mit Hilfe einer Maske zunächst selektiv geätzten Silizium-Deckschicht sowie durch anschließendes Unterätzen einer Siliziumdioxid-Zwischenschicht, die zwischen einem Silizium-Wafer und der Silizium-Deckschicht angeordnet ist. Hierbei bilden sich die elektrischen Leitungsanordnungen auf den Oberflächen der Silizium-Deckschicht mit direktem „Sichtkontakt“ zur Bedampfungsquelle aus und verbleiben voneinander elektrisch isoliert, da durch die Unterätzung der Zwischenschicht ein Schattenwurf der Silizium-Deckschicht auf den Silizium-Wafer erzielt werden kann. Dadurch ist zwar die Herstellung voneinander isolierter elektrisch leitender Strukturen möglich; allerdings befinden sich die durch den direkten „Sichtkontakt“ zur Bedampfungsquelle weiterhin ungewollter Weise auf der Oberfläche des Silizium-Wafers erzeugten leitenden Strukturen durch die festgelegte und geringe Höhe der Siliziumdioxid-Zwischenschicht in unmittelbarer Nähe zu den eigentlichen Leitungsstrukturen auf den Oberflächen der Silizium-Deckschicht und können beispielsweise elektrisch überkoppeln. Daher ist es zwingend erforderlich, diese unerwünschten Strukturen zu entfernen, um die elektrische Isolation der elektrisch leitenden Strukturen zu gewährleisten. Außerdem ist dieses Verfahren aufgrund der Verwendung eines planaren Schichtaufbaus bestehend aus Silizium und Siliziumdioxid und anschließender selektiver Ätzung der Silizium-Deckschicht mittels einer Maske auf planare Leitungsanordnungen beschränkt und kann insbesondere keine Leitungsübergänge bereitstellen. M. Sterner et al., Electrochemically Assisted Maskless Selective Removal ofMetal Layers for Three-Dimensional Micromachined SOI RF MEMS Transmission Lines and Devices", J. Microelectromechanical Systems 20 (4), pp. 899-908, 2011 , describe a method for producing an electrical line arrangement by vapor deposition of a silicon cover layer that is initially selectively etched using a mask and by subsequently undercutting a silicon dioxide intermediate layer that is arranged between a silicon wafer and the silicon cover layer. In this process, the electrical Line arrangements on the surfaces of the silicon cover layer with direct “visual contact” to the vapor deposition source and remain electrically isolated from each other, since the undercutting of the intermediate layer can create a shadow from the silicon cover layer on the silicon wafer. This makes it possible to produce isolated electrically conductive structures is possible; however, the conductive structures that are still unintentionally created on the surface of the silicon wafer by the direct “visual contact” with the vapor deposition source are located in close proximity to the actual conductive structures on the surfaces due to the fixed and low height of the silicon dioxide intermediate layer. the silicon cover layer and can, for example, electrically couple. Therefore, it is imperative to remove these unwanted structures in order to ensure the electrical isolation of the electrically conductive structures. In addition, this process is due to the use of a planar layer structure consisting of silicon and silicon dioxide and subsequent selective etching of the silicon cover layer using a mask on planar line arrangements and in particular cannot provide line transitions.

Aufgabe der ErfindungObject of the invention

Ausgehend hiervon besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leitungsanordnung und eine elektrische Leitungsanordnung bereitzustellen, welche die Nachteile und Einschränkungen des Standes der Technik zumindest teilweise überwinden.Proceeding from this, the object of the present invention is to provide a method for producing an electrical line arrangement and an electrical line arrangement which at least partially overcome the disadvantages and limitations of the prior art.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht insbesondere darin, eine Herstellung eines Bauteils, das innerhalb einer Querschnittsebene voneinander isolierte, elektrisch leitende Strukturen aufweist zu ermöglichen, ohne dass die durch den direkten „Sichtkontakt“ zu einer Bedampfungsquelle zusätzlich ungewollter Weise erzeugten leitenden Strukturen entfernt werden müssen, um die elektrische Isolation der Leitungsanordnung zu gewährleisten. Weiterhin soll die vorliegende Erfindung nicht auf eine Herstellung planarer Leitungsanordnungen beschränkt sein.The object of the present invention is in particular to enable the production of a component which has electrically conductive structures which are insulated from one another within a cross-sectional plane, without the need to remove the additional conductive structures which are inadvertently generated by the direct "visual contact" with a vapor deposition source in order to ensure the electrical insulation of the line arrangement. Furthermore, the present invention should not be limited to the production of planar line arrangements.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leitungsanordnung und eine elektrische Leitungsanordnung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen, welche einzeln oder in beliebiger Kombination realisierbar sind, sind in den abhängigen Ansprüchen dargestellt.This object is achieved by a method for producing an electrical line arrangement and an electrical line arrangement with the features of the independent patent claims. Advantageous further developments, which are individually or in any combination are set out in the dependent claims.

In einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leitungsanordnung. Die Schritte des Verfahrens sind im Einzelnen:

  1. a) Herstellen einer Trägerstruktur, wobei zumindest ein erster Teilbereich der Trägerstruktur mittels eines dreidimensionalen Strukturierungsverfahrens erzeugt wird, wobei zumindest ein zweiter Teilbereich der Trägerstruktur ein elektrisch isolierendes Material umfasst, und wobei die Trägerstruktur mindestens einen Unterschnitt bezüglich einer Projektionsrichtung aufweist; und
  2. b) Herstellen mindestens einer elektrischen Leitungsstruktur durch Beschichtung der Trägerstruktur mit mindestens einem elektrisch leitfähigen Material, wobei die Beschichtung mindestens einen räumlich gerichteten Beschichtungsprozess umfasst, der entlang der auf den mindestens einen Unterschnitt ausgerichteten Projektionsrichtung orientiert ist.
In a first aspect, the present invention relates to a method for producing an electrical line arrangement. The steps of the method are as follows:
  1. a) producing a carrier structure, wherein at least a first partial region of the carrier structure is produced by means of a three-dimensional structuring process, wherein at least a second partial region of the carrier structure comprises an electrically insulating material, and wherein the carrier structure has at least one undercut with respect to a projection direction; and
  2. b) producing at least one electrical conductor structure by coating the carrier structure with at least one electrically conductive material, wherein the coating comprises at least one spatially directed coating process which is oriented along the projection direction aligned with the at least one undercut.

Der Begriff „elektrische Leitungsanordnung“ betrifft eine Anordnung, die zum Transport und/oder zur Modifikation von elektromagnetischen Wellen eingerichtet ist. Die hierin vorgeschlagene elektrische Leitungsanordnung umfasst eine Trägerstruktur die in zumindest einem ersten Teilbereich der Trägerstruktur mittels eines dreidimensionalen Strukturierungsverfahrens hergestellt wurde, in zumindest einem zweiten Teilbereich der Trägerstruktur aus einem elektrisch isolierenden Material besteht, und wobei auf der Trägerstruktur eine elektrische Leitungsstruktur aufgebracht ist. Hierbei umfasst die elektrische Leitungsstruktur eine oder mehrere elektrisch leitende Strukturen, die insbesondere auch als elektrische Leitungen oder als Wellenleiter ausgeführt sein können. Eine Gesamtheit oder eine Untermenge der elektrisch leitenden Strukturen, die innerhalb einer oder mehrerer Querschnittsebenen auf festgelegte Weise elektrisch voneinander getrennt oder elektrisch miteinander verbunden sind, bildet hierbei die gewünschte elektrische Leitungsstruktur aus. Durch konkrete Ausgestaltung der Mehrzahl der elektrisch leitenden Strukturen, insbesondere durch eine Verbindung außerhalb einer bestimmten Querschnittsebene, lässt sich somit eine Mehrzahl unterschiedlicher elektrischer Leitungsstrukturen auf der Trägerstruktur herstellen, welche gemeinsam mit der elektrischen Leitungsstruktur die elektrische Leitungsanordnung ausbildet.The term “electrical line arrangement” refers to an arrangement that is designed to transport and/or modify electromagnetic waves. The electrical line arrangement proposed here comprises a carrier structure that was produced in at least a first partial area of the carrier structure using a three-dimensional structuring process, consists of an electrically insulating material in at least a second partial area of the carrier structure, and an electrical line structure is applied to the carrier structure. The electrical line structure comprises one or more electrically conductive structures, which can in particular also be designed as electrical lines or as waveguides. A totality or a subset of the electrically conductive structures that are electrically separated from one another or electrically connected to one another in a defined manner within one or more cross-sectional planes forms the desired electrical line structure. By specifically designing the majority of the electrically conductive structures, in particular by a connection outside a specific cross-sectional plane, a plurality of different electrical line structures can thus be produced on the carrier structure, which together with the electrical line structure forms the electrical line arrangement.

Die vorliegende Erfindung betrifft jede Art von elektromagnetischen Wellen, soweit sich diese in einer als Wellenleiter ausgeführten elektrischen Leitung führen lassen. Bevorzugt sind jedoch elektromagnetische Wellen, die eine Wellenlänge λ von 3 µm ≤ λ ≤ 1 m aufweisen. In bevorzugter Weise können hierbei elektromagnetische Wellen

  • - von 3 µm ≤ λ ≤ 3 mm, die auch als „Terahertz-Wellen“ oder „THz-Wellen“ bezeichnet werden; und/oder
  • - von 300 µm ≤ λ ≤ 1 cm, die als „Millimeterwellen“ bezeichnet werden; und/oder
  • - von 1 mm ≤ λ ≤ 1 m, die als „Mikrowellen“ bezeichnet werden,
verwendet werden.The present invention relates to any type of electromagnetic waves, as long as they can be guided in an electrical line designed as a waveguide. However, electromagnetic waves that have a wavelength λ of 3 µm ≤ λ ≤ 1 m are preferred. Electromagnetic waves
  • - of 3 µm ≤ λ ≤ 3 mm, also known as ‘terahertz waves’ or ‘THz waves’; and/or
  • - of 300 µm ≤ λ ≤ 1 cm, which are referred to as ‘millimeter waves’; and/or
  • - of 1 mm ≤ λ ≤ 1 m, which are referred to as ‘microwaves’,
be used.

Gemäß Verfahrensschritt a) erfolgt das Herstellen der Trägerstruktur zumindest in einem ersten Teilbereich mittels eines dreidimensionalen Strukturierungsverfahrens. Hierbei bezeichnet der Begriff des „Freiform-Mikrostrukturierungsverfahrens“ ein subtraktives oder additives Herstellungsverfahren, mittels dem sich dreidimensionale Strukturen, bevorzugt Freiformstrukturen, herstellen lassen. Unter einer „Freiformstruktur“ wird in diesem Zusammenhang eine Struktur verstanden, die - im Rahmen technischer Begrenzungen bezüglich Auflösung und Genauigkeit - zumindest bereichsweise beliebig gekrümmte Oberflächen aufweisen kann. Eine Freiformstruktur unterscheidet sich damit insbesondere von Strukturgeometrien, die sich durch klassische planare Mikrostrukturierungsverfahren, also insbesondere durch eine Kombination aus Dünnschichtabscheidungsverfahren, zweidimensionalen Lithographieverfahren (z.B. Projektionslithographie) und Ätzprozessen auf ebenen Substraten herstellen lassen. Eine Kombination dieser Prozesse führt in der Regel zu prismenähnlichen dreidimensionalen Strukturgeometrien, welche je eine, im Wesentlichen zur Substratoberfläche parallele Grund- und Deckfläche aufweisen, die in der Form identisch oder sehr ähnlich zueinander sind, und die - abhängig von den jeweilig eingesetzten Abscheidungs- und Ätzprozessen - durch zur Substratoberfläche senkrechte oder geneigte und/oder nach innen oder außen gewölbte Seitenwände miteinander verbunden werden. Die Form der Grund- und Deckfläche wird dabei im Wesentlichen durch eine, zum lokalen Ätzen oder Abscheiden verwendete, oftmals lithographisch strukturierte Maske vorgegeben. Durch eine mehrmalige Wiederholung der Abscheidungs- und Ätzprozesse mit verschiedenen Masken lassen sich mehrschichtige, mehrere prismenartige Teilstrukturen umfassende Strukturen aufbauen. Allerdings ist der mit dieser Wiederholung verbundene Zusatzaufwand erheblich und in vielen Fällen auch durch die Überlagerungsgenauigkeit (engl. overlay accuracy) beschränkt, so dass die Zahl der herstellbaren Schichten in der Praxis oft auf einige wenige, z.B. lediglich drei, begrenzt ist. Dies führt zu geometrischen Einschränkungen der mit bekannten Mikrostrukturierungsverfahren mit vertretbarem Aufwand herstellbaren Strukturen und damit zu funktionellen Einschränkungen der dadurch gebildeten Bauteile.According to process step a), the carrier structure is produced at least in a first partial area using a three-dimensional structuring process. The term “freeform microstructuring process” refers to a subtractive or additive manufacturing process by means of which three-dimensional structures, preferably freeform structures, can be produced. In this context, a “freeform structure” is understood to mean a structure that - within the framework of technical limitations in terms of resolution and accuracy - can have arbitrarily curved surfaces at least in some areas. A freeform structure therefore differs in particular from structural geometries that can be produced using classic planar microstructuring processes, i.e. in particular using a combination of thin-film deposition processes, two-dimensional lithography processes (e.g. projection lithography) and etching processes on flat substrates. A combination of these processes usually leads to prism-like three-dimensional structure geometries, each of which has a base and top surface that are essentially parallel to the substrate surface, which are identical or very similar in shape to one another, and which - depending on the deposition and etching processes used - are connected to one another by side walls that are perpendicular or inclined to the substrate surface and/or curved inwards or outwards. The shape of the base and top surface is essentially determined by a mask that is often lithographically structured and used for local etching or deposition. By repeating the deposition and etching processes several times with different masks, multilayer structures comprising several prism-like substructures can be built up. However, the additional effort associated with this repetition is considerable and in many cases also limited by the overlay accuracy, so that the number of layers that can be produced in practice is often limited to a few, e.g. just three. This leads to geometric restrictions on the number of layers that can be produced with reasonable effort using known microstructuring processes. manufacturable structures and thus to functional limitations of the components formed thereby.

Im Gegensatz hierzu sind durch Freiform-Mikrostrukturierungsverfahren hergestellte Freiformstrukturen diesen Einschränkungen nicht oder nicht in demselben Maße unterworfen, da ihre Strukturgeometrie nicht auf eine Kombination einer vergleichsweise geringen Zahl von ebenen, prismenähnlichen Teilstrukturen eingeschränkt ist. Damit wird es insbesondere möglich, den durch eine Freiformstruktur definierten Teilbereich der Trägerstruktur zur Ausgestaltung einer elektrischen Leitungsanordnung zu nutzen, die nicht mehr notwendigerweise planar verlaufen muss. Hierbei ist anzumerken, dass die Freiformstrukturen in vielen Fällen zwar ebenfalls aus einer Vielzahl einzelner Schichten hergestellt werden - insbesondere mittels eines mehrlagigen Materialauftrags beim 3D-Druck oder mittels einer Aushärtung verschiedener Schichten bei 3D-Lithographieverfahren. Freiform-Mikrostrukturierungsverfahren ermöglichen es jedoch, die Anzahl dieser Schichten mit vertretbarem Herstellungsaufwand so groß zu wählen, dass sich eine gute Approximation der Freiformstruktur ergibt und dass die Diskretisierung in einzelne Schichten keine praktisch funktionsrelevante Einschränkung der herstellbaren Strukturgeometrien mehr darstellt. Die Strukturen werden dabei bevorzugt aus mehr als 10, besonders bevorzugt aus mehr als 20, insbesondere aus mehr als 40 oder 50 Schichten, aufgebaut. Bei der Herstellung einer elektrischen Leitungsanordnung, die für eine Vakuum-Betriebswellenlänge von ca. 1 mm eingerichtet ist, liegt die Dicke einer Schicht bevorzugt zwischen 100 nm und 10 µm, besonders bevorzugt zwischen 500 nm und 5 µm, insbesondere zwischen 100 nm und 1 µm. Damit wird es möglich, elektrische Leitungsstrukturen mit einer Genauigkeit von bevorzugt besser als 10 µm, besonders bevorzugt besser als 5 µm, insbesondere besser als 1 µm zu erzeugen. Die Auflösung des Freiform-Mikrostrukturierungsverfahrens ist bevorzugt besser als 20 µm, besonders bevorzugt besser als 5 µm, insbesondere besser als 1 µm. Die vorstehend genannten Zahlenwerte beziehen sich auf die Herstellung einer elektrischen Leitungsanordnung, die für eine Vakuum-Betriebswellenlänge von ca. 1 mm eingerichtet ist. Für andere Vakuum-Betriebswellenlängen lassen sich die Abmessungen der Strukturen und damit die Anforderungen an die Genauigkeit und Auflösung des zur Herstellung verwendeten Mikrofabrikationsverfahrens entsprechend skalieren, insbesondere unter Berücksichtigung der Brechungsindizes der verwendeten Materialien. Abhängig von der Ausgestaltung können zur Herstellung des durch ein Mikrostrukturierungsverfahren erzeugten Teilbereichs der Trägerstruktur, von optionalen zusätzlichen Abschattungsstrukturen und von optionalen mechanischen Schutzstrukturen oder Schutzschichten, unterschiedliche oder dieselben Freiform-Mikrostrukturierungsverfahren verwendet werden, wobei sich bei Verwendung desselben Freiform-Mikrostrukturierungsverfahrens alle Strukturen in einem gemeinsamen Arbeitsgang erzeugen lassen.In contrast, freeform structures produced by freeform microstructuring processes are not subject to these restrictions or not to the same extent, since their structural geometry is not restricted to a combination of a comparatively small number of flat, prism-like substructures. This makes it possible in particular to use the partial area of the support structure defined by a freeform structure to design an electrical line arrangement that no longer necessarily has to be planar. It should be noted here that in many cases the freeform structures are also produced from a large number of individual layers - in particular by means of a multi-layer material application in 3D printing or by curing different layers in 3D lithography processes. However, freeform microstructuring processes make it possible to choose the number of these layers with reasonable manufacturing effort so large that a good approximation of the freeform structure is achieved and that the discretization into individual layers no longer represents a practically functionally relevant restriction of the structural geometries that can be produced. The structures are preferably made up of more than 10, particularly preferably more than 20, in particular more than 40 or 50 layers. When producing an electrical line arrangement that is set up for a vacuum operating wavelength of approximately 1 mm, the thickness of a layer is preferably between 100 nm and 10 µm, particularly preferably between 500 nm and 5 µm, in particular between 100 nm and 1 µm. This makes it possible to produce electrical line structures with an accuracy of preferably better than 10 µm, particularly preferably better than 5 µm, in particular better than 1 µm. The resolution of the freeform microstructuring process is preferably better than 20 µm, particularly preferably better than 5 µm, in particular better than 1 µm. The numerical values mentioned above refer to the production of an electrical line arrangement that is set up for a vacuum operating wavelength of approximately 1 mm. For other vacuum operating wavelengths, the dimensions of the structures and thus the requirements for the accuracy and resolution of the microfabrication process used for production can be scaled accordingly, in particular taking into account the refractive indices of the materials used. Depending on the design, different or the same freeform microstructuring processes can be used to produce the partial area of the support structure produced by a microstructuring process, optional additional shading structures and optional mechanical protective structures or protective layers, whereby all structures can be produced in a common operation when using the same freeform microstructuring process.

In einer bevorzugten Ausgestaltung können das Freiform-Mikrostrukturierungsverfahren und/oder eine für ein derartiges Verfahren eingerichtete Freiform-Mikrostrukturierungseinheit auf einem lithographischen Verfahren beruhen, das insbesondere Stereolithographie oder direktschreibende, bevorzugt dreidimensional-direktschreibende, Lithographieverfahren nutzt. Dabei können additive oder subtraktive Fertigungsverfahren zum Einsatz kommen, wobei der Begriff des „additiven Fertigungsverfahrens“ ein Herstellungsverfahren bezeichnet, bei welchem Material nach und nach an oder auf eine Struktur an- oder aufgebracht wird, während der Begriff des „subtraktiven Fertigungsverfahrens“ ein alternatives Herstellungsverfahren beschreibt, bei welchem Material nach und nach von einer Struktur entfernt wird. In einer bevorzugten Ausgestaltung lässt sich der Materialauftrag oder der Materialabtrag mit lithographischen Verfahren unter Verwendung geeigneter Fotolacke, insbesondere Negativ- oder Positivlacke, erreichen. In einer bevorzugten Ausgestaltung können hierbei Flächenlichtmodulatoren, die eine schnelle Strukturierung erlauben, in einem Stereolithographieverfahren verwendet werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung können Mehrphotonen-Lithographieverfahren, insbesondere mittels gepulster Laserquellen, als direktschreibende Lithographieverfahren verwendet werden. Dabei können Lichtpulse mit einer Pulsdauer von höchstens 10 ps, bevorzugt von höchstens 1 ps, besonders bevorzugt höchstens 200 fs, insbesondere höchstens 100 fs, bei einer Wiederholrate von bevorzugt mindestens 1 MHz, bevorzugt von 10 MHz, besonders bevorzugt von mindestens 25 MHz, insbesondere von mindestens 80 MHz, verwendet werden. Hierfür eignen sich insbesondere Laserlichtquellen ausgewählt aus faserbasierten Femtosekundenlasern oder gepulsten Festkörperlasern, bevorzugt Titan: Saphir-Laser oder Diodenlaser, die sich mit Frequenzkonversionseinheiten, die insbesondere zur Frequenzvervielfachung, zur Summenfrequenzerzeugung oder zur Differenzfrequenzerzeugung eingerichtet sind, kombinieren lassen. Insbesondere abhängig von dem hierzu verwendeten Lithographieverfahren können bevorzugt Wellenlängen im nahinfraroten, sichtbaren oder ultravioletten Spektralbereich oder im Bereich der extremen UV-Strahlung (EUV) oder der Röntgenwellenlängen zum Einsatz kommen. In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung können die Wellenlängen in einem Bereich von 150 nm bis 1700 nm, insbesondere in einem Bereich von 300 nm bis 1100 nm, liegen. Im Fall von gepulsten Lasern können durch eine Wahl von Pulsdauer und Pulsenergie gezielt Zwei-, Drei- oder Mehrphotonen-Absorptionseffekte erreicht werden. Bei auf Einphotonen-Absorption beruhenden Lithographieverfahren mit Dauerstrichlasern oder LEDs eignen sich Emissionswellenlängen zwischen 360 nm und 550 nm, insbesondere um 365 nm, 385 nm, 405 nm, 550 nm und 532 nm. Zur Steigerung der Auflösung von Lithographie-Verfahren kann mit geeigneten Photoinitiatoren das Prinzip der „Stimulated Emission Depletion“ (STED) in Anlehnung an entsprechende Mikroskopieverfahren genutzt werden.In a preferred embodiment, the freeform microstructuring method and/or a freeform microstructuring unit set up for such a method can be based on a lithographic method that uses in particular stereolithography or direct-writing, preferably three-dimensional direct-writing, lithography methods. Additive or subtractive manufacturing methods can be used, whereby the term “additive manufacturing method” refers to a manufacturing method in which material is gradually applied to or onto a structure, while the term “subtractive manufacturing method” describes an alternative manufacturing method in which material is gradually removed from a structure. In a preferred embodiment, the material application or material removal can be achieved with lithographic methods using suitable photoresists, in particular negative or positive resists. In a preferred embodiment, surface light modulators that allow rapid structuring can be used in a stereolithography method. In a preferred embodiment, multiphoton lithography methods, in particular using pulsed laser sources, can be used as direct-writing lithography methods. Light pulses with a pulse duration of at most 10 ps, preferably at most 1 ps, particularly preferably at most 200 fs, in particular at most 100 fs, at a repetition rate of preferably at least 1 MHz, preferably 10 MHz, particularly preferably at least 25 MHz, in particular at least 80 MHz, can be used. Laser light sources selected from fiber-based femtosecond lasers or pulsed solid-state lasers, preferably titanium: sapphire lasers or diode lasers, which can be combined with frequency conversion units, which are particularly designed for frequency multiplication, for generating sum frequencies or for generating difference frequencies, are particularly suitable for this purpose. Depending in particular on the lithography process used for this purpose, wavelengths in the near-infrared, visible or ultraviolet spectral range or in the range of extreme UV radiation (EUV) or X-ray wavelengths can preferably be used. In a particularly preferred embodiment, the wavelengths can be in a range from 150 nm to 1700 nm, in particular in a range from 300 nm to 1100 nm. In the case of pulsed lasers, two-, three- or multi-photon absorption effects can be achieved by selecting the pulse duration and pulse energy. Emission wavelengths between 360 nm and 550 nm, especially around 365 nm, 385 nm, 405 nm, 550 nm and 532 nm, are suitable for lithography processes based on ton absorption using continuous wave lasers or LEDs. To increase the resolution of lithography processes, the principle of "Stimulated Emission Depletion" (STED) can be used with suitable photoinitiators, based on corresponding microscopy methods.

In einer bestimmten Ausführungsform kann es vorkommen, dass der durch ein Mikrostrukturierungsverfahren erzeugte Teilbereich der Trägerstruktur, die zusätzlichen Abschattungsstrukturen, die mechanischen Schutzstrukturen oder die Schutzschichten größer sind als die verfügbare Schreibfeldgröße der zur Herstellung mittels des Strukturierungsverfahrens genutzten Maschine. In diesen Fällen können die betreffenden Strukturen in einzelne Abschnitte aufgeteilt werden, die jeweils innerhalb eines Schreibfeldes liegen und die durch präzises Aneinanderfügen (engl. stitching) dieser Abschnitte hergestellt werden. Die Auswahl der Schreibfeldgröße kann insbesondere unter Betrachtung der erreichbaren Auflösung erfolgen, die bei kleineren Schreibfeldern typischerweise besser wird, und von Stitching-Fehlern an Schreibfeldgrenzen, deren Anzahl sich durch große Schreibfelder reduzieren lässt. Die Schreibfeldgröße liegt bevorzugt zwischen 50 × 50 µm2 und 5 × 5 mm2, besonders bevorzugt zwischen 100 × 100 µm2 und 3 × 3 mm2, und ganz besonders bevorzugt zwischen 200 × 200 µm2 und 1 × 1 mm2. Die Ausrichtgenauigkeit der einzelnen Schreibfelder zueinander ist hierbei bevorzugt besser als 5 µm, besonders bevorzugt besser als 1 µm, insbesondere besser als 500 nm oder 100 nm. In einer besonderen Ausführungsform kommt zur Herstellung ein Zweiphotonen-Lithographie-System zum Einsatz. In diesem Fall kann das verfügbare Schreibfeld für Objektive mit einer numerischen Apertur von 1,4 und einer Vergrößerung von 40 beispielsweise die Form einer Kreisfläche mit einem Durchmesser von 400 µm annehmen.In a specific embodiment, it may happen that the partial area of the carrier structure produced by a microstructuring process, the additional shading structures, the mechanical protective structures or the protective layers are larger than the available writing field size of the machine used for production by means of the structuring process. In these cases, the structures in question can be divided into individual sections, each of which lies within a writing field and which are produced by precisely stitching these sections together. The selection of the writing field size can be made in particular by considering the achievable resolution, which typically improves with smaller writing fields, and stitching errors at writing field boundaries, the number of which can be reduced by large writing fields. The writing field size is preferably between 50 × 50 µm 2 and 5 × 5 mm 2 , particularly preferably between 100 × 100 µm 2 and 3 × 3 mm 2 , and very particularly preferably between 200 × 200 µm 2 and 1 × 1 mm 2 . The alignment accuracy of the individual writing fields to one another is preferably better than 5 µm, particularly preferably better than 1 µm, in particular better than 500 nm or 100 nm. In a particular embodiment, a two-photon lithography system is used for production. In this case, the available writing field for lenses with a numerical aperture of 1.4 and a magnification of 40 can, for example, take the form of a circular area with a diameter of 400 µm.

In bestimmten Ausführungsformen kann der durch ein dreidimensionales Mikrostrukturierungsverfahren erzeugte erste Teilbereich der Trägerstruktur auch leitfähige Werkstoffe umfassen. In diesem Fall können vorzugsweise Verfahren zum 3D-Druck von Metallen zum Einsatz kommen, die insbesondere auf Material Extrusion, pulverbettbasiertem Schmelzen (engl. powder-bedfusion), Material-Jetting, Binder-Jetting, Replika-Abformung, selektivem Lasersintern (engl. selective laser melting), Laserauftragschweißen (engl. laser metal deposition) oder Elektronenstrahlschmelzen basieren können. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann ein Polymer mit einem hohen Anteil an Partikeln (engl. slurry), ausgewählt aus z.B. Kupfer, rostfreiem Stahl, oder anderen leitfähigen Materialien, hergestellt werden. Durch anschließendes Ausbacken des Bauteils in einem Ofen werden die Polymerverbindungen geöffnet und ausgebrannt (engl. debinding and sintering), sodass ein leitfähiges Werkstück zurückbleibt, das die Eigenschaften des Materials, aus dem die Partikel bestehen in hohem Umfang widerspiegelt.In certain embodiments, the first partial region of the carrier structure produced by a three-dimensional microstructuring process can also comprise conductive materials. In this case, methods for 3D printing metals can preferably be used, which can be based in particular on material extrusion, powder bed fusion, material jetting, binder jetting, replica molding, selective laser melting, laser metal deposition or electron beam melting. In a particularly preferred embodiment, a polymer with a high proportion of particles (slurry), selected from e.g. copper, stainless steel or other conductive materials, can be produced. By subsequently baking the component in an oven, the polymer compounds are opened and burned out (debinding and sintering), so that a conductive workpiece remains that reflects the properties of the material from which the particles are made to a high extent.

Die Trägerstruktur kann neben dem durch das dreidimensionale Strukturierungsverfahren erzeugten Teilbereich auch weitere Teilbereiche umfassen, die nicht oder durch andere Verfahren strukturiert werden. So sind Fälle möglich, in denen die Trägerstruktur ein im Wesentlichen ebenes Substrat umfasst, auf dem durch das dreidimensionale Strukturierungsverfahren ein weiterer Teilbereich der Trägerstruktur erzeugt wird, der für sich genommen oder gemeinsam mit dem Substrat den unten definierten Unterschnitt aufweist. Als Substrat eignen sich insbesondere Silizium (Si), Galliumarsenid (GaAs), Indium-Phosphid (InP), Aluminiumoxid (Al2O3), Berylliumoxid, Quarzglas, Saphir, (Gewebtes) PTFE/Glas, Polyolefin, Ferrit/Granit oder eine Keramik. Weiterhin kann das Substrat auch einen elektrisch leitfähigen Teilbereich umfassen. Bei der Beschichtung einer, ein Substrat umfassenden, Trägerstruktur kann es insbesondere möglich sein, dass die mindestens eine, durch den mindestens einen Unterschnitt in der Trägerstruktur festgelegte Freifläche, die zur Isolation an die hieran angrenzenden elektrisch leitenden Strukturen eingerichtet ist, auf dem Substrat angeordnet sein kann und beispielsweise nicht auf dem durch das dreidimensionale Strukturierungsverfahren hergestellten Teilbereich oder dem aus einem isolierenden Material bestehenden Teilbereich der Trägerstruktur angeordnet ist.In addition to the partial area produced by the three-dimensional structuring process, the carrier structure can also comprise further partial areas that are not structured or are structured by other processes. Cases are possible in which the carrier structure comprises an essentially flat substrate on which a further partial area of the carrier structure is produced by the three-dimensional structuring process, which, either alone or together with the substrate, has the undercut defined below. Particularly suitable substrates are silicon (Si), gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), beryllium oxide, quartz glass, sapphire, (woven) PTFE/glass, polyolefin, ferrite/granite or a ceramic. Furthermore, the substrate can also comprise an electrically conductive partial area. When coating a carrier structure comprising a substrate, it may be possible in particular for the at least one free area defined by the at least one undercut in the carrier structure, which is designed to insulate the electrically conductive structures adjacent thereto, to be arranged on the substrate and, for example, not to be arranged on the partial area produced by the three-dimensional structuring process or the partial area of the carrier structure consisting of an insulating material.

Die gemäß Verfahrensschritt a) hergestellte Trägerstruktur umfasst weiterhin zumindest einen zweiten Teilbereich umfassend ein elektrisch isolierendes Material, welches

  • - einerseits eine mechanisch stabile und eine zumindest bereichsweise elektrisch isolierende Grundlage für eine anschließende, gemäß Verfahrensschritt b) erfolgende Beschichtung mit dem mindestens einen elektrisch leitfähigen Material bietet; und
  • - andererseits in eine gewünschte geometrische, nicht notwendigerweise planare Form gebracht werden kann, auf welcher sich durch die gemäß Verfahrensschritt b) erfolgende Beschichtung die gewünschte elektrische Leitungsstruktur ausbildet.
The carrier structure produced according to process step a) further comprises at least a second partial region comprising an electrically insulating material which
  • - on the one hand, it provides a mechanically stable and at least partially electrically insulating basis for a subsequent coating with the at least one electrically conductive material according to process step b); and
  • - on the other hand, it can be brought into a desired geometric, not necessarily planar, shape on which the desired electrical conduction structure is formed by the coating carried out according to process step b).

Als „elektrisch isolierendes Material“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Substanz bezeichnet, deren elektrische Leitfähigkeit σ höchstens 10-4 S/m, bevorzugt höchstens 10-7 S/m, insbesondere höchstens 10-10 S/m, beträgt. Darüber hinaus weist das elektrisch isolierende Material vorzugsweise eine hohe Durchschlagsfestigkeit und vorzugsweise geringe Verluste, insbesondere in Form eines geringen Verlustfaktors tanδ von höchstens 0,1; bevorzugt höchstens 0,05; insbesondere höchstens 0,01 bei der jeweiligen Betriebsfrequenz der elektrischen Leitungsstruktur auf. Hierbei bezeichnet der Begriff der „Betriebsfrequenz“ eine Frequenz der elektromagnetischen Welle, für welche eine ausgewählte elektrische Leitungsanordnung vorzugsweise ausgelegt ist. In analoger Weise wird der Begriff der „Betriebswellenlänge“ als Wellenlänge der elektromagnetischen Welle angegeben, für welche eine ausgewählte elektrische Leitungsanordnung vorzugsweise ausgelegt ist. Als Materialien für den mindestens einen elektrisch isolierenden Teilbereich der Trägerstruktur eignen sich vorzugsweise Keramiken, Gläser, Polymere oder andere organische Verbindungen oder entsprechend dotierte Halbleiter sowie Verbundmaterialien aus den genannten Materialien. Dabei kommen insbesondere Materialien in Frage, die sich durch entsprechende Verfahren dreidimensional strukturieren lassen, wobei in einer bevorzugten Ausführungsform die Verfahren und die zugehörigen Materialien so gewählt werden, dass die Herstellung von Freiformstrukturen möglich wird. In einer bevorzugten Ausführungsform kommen polymerbasierte Materialien zur Herstellung der Trägerstruktur zum Einsatz, die bevorzugt ein optisch additiv oder subtraktiv strukturierbares Polymer, z.B. aus der Klasse der Acrylate, ein Epoxidharz oder ein Fluorpolymer enthalten. Wird in Verfahrensschritt a) ein Lithographieverfahren zur Strukturierung eines polymerbasierten Materials eingesetzt, können bevorzugt Polymere verwendet werden, die insbesondere fluoriniert sein können oder polysiloxan-basierte Komponenten aufweisen können.For the purposes of the present invention, an “electrically insulating material” is a substance whose electrical conductivity σ is at most 10 -4 S/m, preferably at most 10 -7 S/m, in particular at most 10 -10 S/m. In addition, In addition, the electrically insulating material preferably has a high dielectric strength and preferably low losses, in particular in the form of a low loss factor tanδ of at most 0.1; preferably at most 0.05; in particular at most 0.01 at the respective operating frequency of the electrical line structure. Here, the term "operating frequency" refers to a frequency of the electromagnetic wave for which a selected electrical line arrangement is preferably designed. In an analogous manner, the term "operating wavelength" is given as the wavelength of the electromagnetic wave for which a selected electrical line arrangement is preferably designed. Materials suitable for the at least one electrically insulating partial area of the carrier structure are preferably ceramics, glasses, polymers or other organic compounds or appropriately doped semiconductors as well as composite materials made of the materials mentioned. Materials that can be structured three-dimensionally using appropriate methods are particularly suitable, with the methods and the associated materials being selected in a preferred embodiment so that the production of free-form structures is possible. In a preferred embodiment, polymer-based materials are used to produce the carrier structure, which preferably contain an optically additive or subtractive structurable polymer, e.g. from the class of acrylates, an epoxy resin or a fluoropolymer. If a lithography process is used in process step a) to structure a polymer-based material, polymers can preferably be used, which can in particular be fluorinated or can have polysiloxane-based components.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung kann der in Verfahrensschritt a) durch eine dreidimensionales Strukturierungsverfahren erzeugte erste Teilbereich mit dem das elektrisch isolierende Material umfassenden zweiten Teilbereich identisch sein. Die beiden Bereiche können aber auch disjunkt oder überschneidungsfrei sein oder sich gegenseitig ganz oder teilweise umfassen. Ein Beispiel, in dem der zweite Teilbereich den ersten Teilbereich vollständig umfasst, ergibt sich, wenn ein elektrisch leitfähiger Bereich des Substrats durch ein isolierendes Substrat ersetzt wird, so dass nur der isolierende zweite Teilbereich durch 3D-Druck erzeugt wurde. In einem weiteren Beispiel, bei dem die beiden Bereiche disjunkt sind, weist die Trägerstruktur einen metallischen Kern auf, der ein metallisches Substrat und eine isolierende Beschichtung umfasst. Der den ersten Teilbereich ausfüllende Kern wird im ersten Teilbereich der Trägerstruktur durch ein dreidimensionales Strukturierungsverfahren erzeugt, während eine isolierende Beschichtung im zweiten Teilbereich der Trägerstruktur unabhängig davon im Nachgang, insbesondere durch ein isotropes Beschichtungsverfahren, aufgebracht werden kann. In diesem Beispiel sind die beiden Teilbereiche somit disjunkt.In a particularly preferred embodiment, the first partial region produced in method step a) by a three-dimensional structuring process can be identical to the second partial region comprising the electrically insulating material. However, the two regions can also be disjoint or non-overlapping or can fully or partially encompass each other. An example in which the second partial region completely encompasses the first partial region arises when an electrically conductive region of the substrate is replaced by an insulating substrate, so that only the insulating second partial region was produced by 3D printing. In a further example in which the two regions are disjoint, the carrier structure has a metallic core comprising a metallic substrate and an insulating coating. The core filling the first partial region is produced in the first partial region of the carrier structure by a three-dimensional structuring process, while an insulating coating in the second partial region of the carrier structure can be applied independently afterwards, in particular by an isotropic coating process. In this example, the two partial regions are therefore disjoint.

Gemäß Verfahrensschritt a) wird die Trägerstruktur derart hergestellt, dass diese mindestens einen Unterschnitt bezüglich einer Projektionsrichtung aufweist. Die Begriffe „Unterschnitt“, „Unterschneidung“, „Hinterschnitt“ oder „Hinterschneidung“ bezeichnen hierbei jeweils einen bezüglich einer Projektionsrichtung definierten Überhang, welcher in die Oberfläche der Trägerstruktur eingebracht wird. Eine geometrische Definition des Begriffes „Unterschnitt“ ist beispielhaft in 3 illustriert, die eine Trägerstruktur mit einem bezüglich einer Projektionsrichtung p definierten Unterschnitt mit einem zughörigen abgeschatteten Bereich zeigt. Der abgeschattete Bereich umfasst hierbei die Gesamtheit aller Punkte P auf der Oberfläche der Trägerstruktur, für die eine vom Punkt P ausgehende und entgegen der Projektionsrichtung p orientierte Halbgerade g die Trägerstruktur durchschneidet. Die Gesamtheit der im Innern der Trägerstruktur liegenden Abschnitte aller solcher Halbgeraden g definiert den als Überhang bezeichneten Teilbereich der Trägerstruktur. Der Überhang definiert einen abgeschatteten Bereich, welcher die Gesamtheit der außerhalb der Trägerstruktur liegenden Verbindungslinien PP ` der Punkte P mit dem entgegen der Projektionsrichtung p nächstliegenden Eintrittspunkt P ` der zugehörigen Halbgeraden g in die Trägerstruktur umfasst.According to process step a), the support structure is manufactured in such a way that it has at least one undercut with respect to a projection direction. The terms “undercut”, “undercutting”, “undercut” or “undercutting” refer to an overhang defined with respect to a projection direction, which is introduced into the surface of the support structure. A geometric definition of the term “undercut” is given by way of example in 3 illustrated, which shows a support structure with an undercut defined with respect to a projection direction p with an associated shaded area. The shaded area here comprises the totality of all points P on the surface of the support structure for which a half-line g starting from the point P and oriented opposite to the projection direction p cuts through the support structure. The totality of the sections of all such half-lines g lying inside the support structure defines the partial area of the support structure referred to as the overhang. The overhang defines a shaded area which comprises the totality of the connecting lines PP ` of the points P lying outside the support structure with the closest entry point P ` of the associated half-line g into the support structure opposite to the projection direction p.

Der mindestens eine Unterschnitt ist dazu eingerichtet, bei mindestens einer räumlich gerichteten, entlang der Projektionsrichtung erfolgenden Beschichtung der Trägerstruktur mit mindestens einem elektrisch leitfähigen Material einen Schattenwurf zu erzeugen. Der Begriff des „Schattenwurfs“ bezeichnet hierbei ein Ergebnis der Beschichtung der Trägerstruktur mit dem mindestens einen elektrisch leitfähigen Material, wodurch mindestens eine Freifläche auf der Oberfläche der Trägerstruktur unbeschichtet verbleibt und nicht durch das elektrisch leitfähige Material bedeckt wird. Je nach Ausgestaltung des Beschichtungsprozesses gemäß Verfahrensschritt b) und abhängig von der Gerichtetheit des räumlich anisotropen Materialflusses kann der unbeschichtete Bereich mit dem im geometrischen Sinn abgeschatteten Bereich identisch sein, den abgeschatteten Bereich zumindest bereichsweise umfassen, oder ein Teil des abgeschatteten Bereichs sein.The at least one undercut is designed to create a shadow when the carrier structure is coated with at least one electrically conductive material in a spatially directed manner along the projection direction. The term “shadow” refers to a result of the coating of the carrier structure with the at least one electrically conductive material, whereby at least one free area on the surface of the carrier structure remains uncoated and is not covered by the electrically conductive material. Depending on the design of the coating process according to method step b) and depending on the direction of the spatially anisotropic material flow, the uncoated area can be identical to the area shaded in the geometric sense, can encompass the shaded area at least in part, or can be part of the shaded area.

Gemäß Verfahrensschritt b) erfolgt das Herstellen der elektrischen Leitungsstruktur durch Beschichten der Trägerstruktur mit mindestens einem elektrisch leitfähigen Material. In einer besonderen Ausgestaltung kann die Beschichtung der Trägerstruktur mehrere Beschichtungsverfahren und/oder Materialien umfassen, wobei mindestens ein Beschichtungsverfahren räumlich gerichtet ist und wobei mindestens ein Material elektrisch leitfähig im hierin definierten Sinn sein muss. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das mindestens eine elektrisch leitfähige Material in einem gerichteten Beschichtungsverfahren aufgebracht.According to process step b), the electrical conductor structure is produced by coating the carrier structure with at least one electrically conductive material. In a particular embodiment, the coating of the carrier structure can comprise several coating methods and/or materials, wherein at least one Coating process is spatially directed and wherein at least one material must be electrically conductive in the sense defined herein. In a preferred embodiment, the at least one electrically conductive material is applied in a directed coating process.

Für das Beschichten der Trägerstruktur kann hierzu ein für diesen Zweck geeignetes Beschichtungsverfahren eingesetzt werden. Das Beschichtungsverfahren kann vorzugsweise ausgewählt sein aus einem Verfahren der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD), insbesondere thermisches Verdampfen, Elektronenstrahlverdampfen, Laserstrahlverdampfen, Lichtbogenverdampfen, Molekularstrahlepitaxie, Ionenplattieren oder Sputter-Deposition, wobei die Sputter-Deposition DC-Sputtern, HF-Sputtern, Magnetron-Sputtern, reaktives Sputtern, Ionenstrahl-Sputtern oder Atomstrahl-Sputtern umfasst; oder aus einem Verfahren der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) einschließlich plasmaunterstützter chemischer Gasphasenabscheidung (PECVD), thermischem Spritzen oder Galvanisieren. Bei diesen Verfahren lässt sich der Grad der räumliche Anisotropie, also der Gerichtetheit des Materialtransports während des Beschichtungsprozesses, durch verschiedene Parameter, insbesondere durch den Druck, unter dem die Beschichtung stattfindet, einstellen. Neben räumlich anisotropen, also gerichteten Beschichtungsprozessen können dabei auch isotrope Prozesse zum Einsatz kommen, bei denen eine allseitige Beschichtung der Strukturen erfolgt. Hier sind eine Vielzahl von Verfahren denkbar wie z.B. Tauch- oder Spritzverfahren, Spin-Coating, Atomlagenabscheidung (engl. atomic layer deposition, ALD) oder galvanische Verfahren. In einer besonderen Ausgestaltung kann nach einer gerichteten Beschichtung mit einem Metall eine isotrope Beschichtung mit einem inerten Schutzmaterial aufgebracht werden, insbesondere um eine Oxidation der Metallbereiche zu verhindern. In einer besonderen Ausgestaltung kann eine Dicke der aus dem mindestens einen elektrisch leitfähigen Material aufgebrachten elektrisch leitenden Strukturen der elektrischen Leitungsstruktur durch galvanisches Aufwachsen erhöht werden, um die Robustheit der Beschichtung, insbesondere bei mechanischer Beanspruchung zu erhöhen. Hierbei kann die erzielte Dicke der elektrischen Leitungsstruktur bevorzugt größer als 1 µm, besonders bevorzugt größer als 10 µm, insbesondere größer als 20 µm oder 50 µm sein. Hierbei lässt sich die erzielte Dicke insbesondere durch die Einstellung der Prozessparameter wie Stromdichte, Temperatur und Zeit für das jeweilige Material anpassen.For coating the support structure, a coating process suitable for this purpose can be used. The coating process can preferably be selected from a physical vapor deposition (PVD) process, in particular thermal evaporation, electron beam evaporation, laser beam evaporation, arc evaporation, molecular beam epitaxy, ion plating or sputter deposition, where the sputter deposition comprises DC sputtering, RF sputtering, magnetron sputtering, reactive sputtering, ion beam sputtering or atom beam sputtering; or from a chemical vapor deposition (CVD) process including plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD), thermal spraying or electroplating. In these processes, the degree of spatial anisotropy, i.e. the directionality of the material transport during the coating process, can be adjusted by various parameters, in particular by the pressure under which the coating takes place. In addition to spatially anisotropic, i.e. directional coating processes, isotropic processes can also be used in which the structures are coated on all sides. A large number of processes are conceivable here, such as dipping or spraying processes, spin coating, atomic layer deposition (ALD) or galvanic processes. In a special embodiment, after a directional coating with a metal, an isotropic coating with an inert protective material can be applied, in particular to prevent oxidation of the metal areas. In a special embodiment, a thickness of the electrically conductive structures of the electrical line structure applied from the at least one electrically conductive material can be increased by galvanic growth in order to increase the robustness of the coating, in particular under mechanical stress. The achieved thickness of the electrical line structure can preferably be greater than 1 µm, particularly preferably greater than 10 µm, in particular greater than 20 µm or 50 µm. The thickness achieved can be adjusted for the respective material, in particular by setting the process parameters such as current density, temperature and time.

Als „elektrisch leitfähiges Material“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Substanz bezeichnet, deren elektrische Leitfähigkeit σ bevorzugt mindestens 106 S/m, besonders bevorzugt mindestens 107 S/m, insbesondere mindestens 5 × 107 S/m, beträgt. Hierfür besonders geeignete Materialen umfassen Silber, Kupfer, Gold und Aluminium; eine Verwendung anderer Metalle ist jedoch ebenfalls möglich. Hierbei kann die elektrische Leitungsstruktur einen einheitlichen Bereich aus einem einzigen elektrisch leitfähigen Material, eine gemischte Phase aus mindestens zwei voneinander verschiedenen elektrisch leitfähigen Materialien, insbesondere eine Legierung aus mindestens zwei voneinander verschiedenen Metallen, und/oder einen Schichtaufbau aus mindestens zwei voneinander verschiedenen Schichten, die jeweils eine einheitliche Phase oder eine gemischte Phase umfassen, aufweisen.For the purposes of the present invention, an “electrically conductive material” refers to a substance whose electrical conductivity σ is preferably at least 10 6 S/m, particularly preferably at least 10 7 S/m, in particular at least 5 × 10 7 S/m. Materials particularly suitable for this purpose include silver, copper, gold and aluminum; however, the use of other metals is also possible. The electrical conduction structure can have a uniform region made of a single electrically conductive material, a mixed phase made of at least two different electrically conductive materials, in particular an alloy made of at least two different metals, and/or a layer structure made of at least two different layers, each of which comprises a uniform phase or a mixed phase.

In einer bevorzugten Ausgestaltung kann eine Abfolge der Schichten in dem Schichtaufbau auf eine bevorzugte Weise ausgewählt werden. Eine bevorzugte Schichtfolge kann insbesondere eine an die Trägerstruktur unmittelbar oder mittelbar angrenzende erste Schicht umfassen, welche einen Haftvermittler mit guten Adhäsionseigenschaften in Bezug auf ein darunter angeordnetes Substrat und/oder eine darüber angeordnete Schicht aufweist, wobei die erste Schicht insbesondere Titan, einen Kern aus einem Material mit hoher Leitfähigkeit, bevorzugt aus Kupfer oder Gold, und einer an die Umgebung angrenzenden äußeren Schicht zur Passivierung aus einem chemisch resistenten, nicht zur Oxidation neigenden Material, bevorzugt Gold, Siliziumnitrid oder Siliziumdioxid, umfassen kann. Zusätzlich kann mindestens eine weitere Schicht, bevorzugt Titan, zu einem Diffusionsschutz zwischen dem Material des Kerns und der Passivierung eingebracht werden. Eine Verwendung anderer Materialien ist ebenfalls möglich. Damit kann die elektrische Leitungsstruktur gleichzeitig für einen besonders hohen Ladungstransport und für eine besonders hohe Beständigkeit gegenüber der Umgebung, in der gegenüber dem elektrisch leitfähigen Material aggressive Substanzen, insbesondere Sauerstoff, auftreten können, eingerichtet sein. Die Aufbringung dieser Schichten muss nicht notwendigerweise in einem räumlich gerichteten Prozess geschehen. So kann es insbesondere für die Passivierungsschicht hilfreich sein, einen isotropen Prozess zu verwenden, welcher die elektrische Leitungsanordnung von mehreren Seiten, bevorzugt von allen Seiten, schützt, insbesondere Atomlagenabscheidung oder Aufdampfen unter hohem Druck.In a preferred embodiment, a sequence of layers in the layer structure can be selected in a preferred manner. A preferred layer sequence can in particular comprise a first layer directly or indirectly adjacent to the carrier structure, which has an adhesion promoter with good adhesion properties in relation to a substrate arranged underneath and/or a layer arranged above, wherein the first layer can in particular comprise titanium, a core made of a material with high conductivity, preferably copper or gold, and an outer layer adjacent to the environment for passivation made of a chemically resistant material that does not tend to oxidize, preferably gold, silicon nitride or silicon dioxide. In addition, at least one further layer, preferably titanium, can be introduced between the material of the core and the passivation to provide diffusion protection. The use of other materials is also possible. The electrical conduction structure can thus be designed simultaneously for particularly high charge transport and for particularly high resistance to the environment in which substances that are aggressive to the electrically conductive material, in particular oxygen, can occur. The application of these layers does not necessarily have to be done in a spatially directed process. For the passivation layer in particular, it can be helpful to use an isotropic process that protects the electrical conductor arrangement from several sides, preferably from all sides, in particular atomic layer deposition or vapor deposition under high pressure.

Eine Leitschichtdicke γ der elektrischen Leitungsstruktur kann, basierend auf dem Skin-Effekt und unter Berücksichtigung der Vakuum-Betriebsfrequenz, in vielen Fällen insbesondere anhand Gleichung (1) in Näherung abgeschätzt werden: γ = 1 μ π 1 σ f

Figure DE102023200908A1_0001
A conductive layer thickness γ of the electrical conduction structure can be estimated approximately in many cases, based on the skin effect and taking into account the vacuum operating frequency, in particular using equation (1): γ = 1 μ π 1 σ e
Figure DE102023200908A1_0001

Hierbei ist die Leitschichtdicke γ als resultierende Wandstärke eines fiktiven Rundleiters, der für Gleichstrom denselben Widerstand wie ein Vollleiter infolge des Skin-Effektes bei einer Frequenz f aufweist, festgelegt. Die absolute Permeabilität µ = µ0 µr setzt sich aus der Permeabilitätskonstanten µ0 = 1,256 · 10-6 N/A2 sowie der relativen Permeabilitätszahl µr des für den Rundleiter verwendeten elektrisch leitfähigen Materials zusammen. Die elektrische Leitfähigkeit des elektrisch leitfähigen Materials wird mit σ bezeichnet. Zum Beispiel ergibt sich für Kupfer bei einer Vakuum-Betriebswellenlänge von ca. 1 mm und einer elektrischen Leitfähigkeit σ = 5,8 · 106 S/m eine Leitschichtdicke von γ = 0,12 µm. Die Schichtdicke des elektrisch leitfähigen Materials wird daher bei Einsatz des Beschichtungsprozesses vorzugsweise mindestens so groß gewählt, dass die Schichtdicke bevorzugt das Dreifache, besonders bevorzugt das Fünffache, insbesondere das Zehnfache, der Leitschichtdicke bei der angestrebten Betriebsfrequenz bzw. der angestrebten Betriebswellenlänge beträgt. Für andere Betriebswellenlängen lassen sich die Schichtdicken insbesondere unter Berücksichtigung der Leitfähigkeit der verwendeten elektrisch leitfähigen Materialien, proportional zur Wurzel der Wellenlänge skalieren.The conductive layer thickness γ is defined as the resulting wall thickness of a fictitious round conductor which has the same resistance for direct current as a solid conductor due to the skin effect at a frequency f. The absolute permeability µ = µ 0 µ r is made up of the permeability constant µ 0 = 1.256 · 10 -6 N/A 2 and the relative permeability number µ r of the electrically conductive material used for the round conductor. The electrical conductivity of the electrically conductive material is designated σ. For example, for copper with a vacuum operating wavelength of approx. 1 mm and an electrical conductivity σ = 5.8 · 10 6 S/m, the conductive layer thickness is γ = 0.12 µm. When using the coating process, the layer thickness of the electrically conductive material is therefore preferably selected to be at least so large that the layer thickness is preferably three times, particularly preferably five times, in particular ten times, the conductive layer thickness at the desired operating frequency or the desired operating wavelength. For other operating wavelengths, the layer thicknesses can be scaled proportionally to the square root of the wavelength, particularly taking into account the conductivity of the electrically conductive materials used.

Gemäß Verfahrensschritt b) umfasst die Beschichtung der Trägerstruktur mindestens einen räumlich gerichteten Beschichtungsprozess, der entlang der auf den mindestens einen Unterschnitt ausgerichteten Projektionsrichtung orientiert ist. Hierdurch erfolgt eine Auftragung des elektrisch leitfähigen Materials als elektrische Leitungsstruktur in Form einer oder mehrerer elektrisch leitenden Strukturen, die auf festgelegte Weise innerhalb einer Querschnittsebene elektrisch voneinander getrennt oder elektrisch miteinander verbunden sind, auf der Trägerstruktur, wobei die Richtung der Beschichtung einer auf den Unterschnitt bezogenen Projektionsrichtung entspricht. Der mindestens eine in die Trägerstruktur eingebrachte Unterschnitt bewirkt, wie oben bereits beschrieben, eine Ausbildung mindestens einer unbeschichteten Freifläche auf der Oberfläche der Trägerstruktur, welche an gewünschten Stellen auf der Oberfläche der Trägerstruktur eine elektrische Isolation zwischen den, an die mindestens eine Freifläche angrenzenden elektrisch leitenden Strukturen bereitstellt. Auf diese Weise bildet sich auf der Oberfläche der Trägerstruktur die gewünschte elektrische Leitungsstruktur aus, welche die Mehrzahl der elektrisch leitenden Strukturen, die auf festgelegte Weise innerhalb einer Querschnittsebene elektrisch voneinander getrennt oder elektrisch miteinander verbunden sind, umfasst. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn der mindestens eine Unterschnitt bereits während Verfahrensschritt a) derart im Wissen über die während Verfahrensschritt b) gewünschte Projektionsrichtung erzeugt wird, insbesondere dass über die Form der Trägerstruktur und dem darin eingebrachten mindestens einen Unterschnitt die abschließende Form der gewünschten elektrischen Leitungsstruktur, welche die Mehrzahl der elektrisch leitenden Strukturen, die auf festgelegte Weise elektrisch voneinander getrennt oder elektrisch miteinander verbunden sind, umfasst, unter Berücksichtigung der direkten Sichtlinie zwischen jedem zu beschichtenden Punkt P auf der Trägerstruktur und dem Ort der Bedampfungsquelle, aus welcher das zur Beschichtung der Trägerstruktur verwendete elektrisch leitfähige Material bereitgestellt wird, frei im Raum festgelegt wird.According to method step b), the coating of the carrier structure comprises at least one spatially directed coating process that is oriented along the projection direction aligned with the at least one undercut. This results in the electrically conductive material being applied to the carrier structure as an electrical conduction structure in the form of one or more electrically conductive structures that are electrically separated from one another or electrically connected to one another in a defined manner within a cross-sectional plane, the direction of the coating corresponding to a projection direction related to the undercut. The at least one undercut introduced into the carrier structure causes, as already described above, the formation of at least one uncoated open area on the surface of the carrier structure, which provides electrical insulation between the electrically conductive structures adjacent to the at least one open area at desired locations on the surface of the carrier structure. In this way, the desired electrical conduction structure is formed on the surface of the carrier structure, which comprises the majority of electrically conductive structures that are electrically separated from one another or electrically connected to one another in a defined manner within a cross-sectional plane. In this case, it is particularly advantageous if the at least one undercut is already produced during process step a) in such a way with knowledge of the projection direction desired during process step b), in particular that the final shape of the desired electrical conduction structure, which comprises the majority of electrically conductive structures that are electrically separated from one another or electrically connected to one another in a defined manner, is freely defined in space via the shape of the carrier structure and the at least one undercut introduced therein, taking into account the direct line of sight between each point P to be coated on the carrier structure and the location of the vapor deposition source from which the electrically conductive material used to coat the carrier structure is provided.

In einer bevorzugten Ausgestaltung kann das Verfahren der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD), insbesondere des Elektronen- oder Laserstrahlverdampfens verwendet werden. Dabei kann durch Wahl eines ausreichenden Arbeitsabstands zwischen dem Ort der Bedampfungsquelle und der zu beschichtenden Trägerstruktur in guter Näherung eine durch die Verbindungslinie zwischen der Bedampfungsquelle und der zu beschichtenden Trägerstruktur festgelegte Bedampfungsrichtung eingestellt werden, welcher der gewünschten, auf den erfindungsgemäßen Unterschnitt bezogenen Projektionsrichtung entspricht. Hierbei beträgt der Abstand zwischen der Bedampfungsquelle und der zu beschichtenden Trägerstruktur bevorzugt mehr als 25 cm, besonders bevorzugt mehr als 50 cm, insbesondere mehr als 75 cm oder 100 cm, so dass der Fluss der von der Bedampfungsquelle ausgehenden Bedampfungsstrahlen um die festgelegt Projektionsrichtung am Ort der zu beschichtenden Trägerstruktur eine Divergenz von bevorzugt weniger als 10°, besonders bevorzugt weniger als 5°, insbesondere weniger als 2° aufweist. Unter dem Begriff der „Divergenz“ am Ort der zu beschichtenden Trägerstruktur wird die Varianz oder die Standardabweichung der Richtungen verstanden, unter welchen die von einer Bedampfungsquelle ausgehenden Strahlen an einem bestimmten Punkt der Trägerstruktur auftreffen. Die Varianz kann insbesondere aus einem Verhältnis der lateralen Ausdehnung der Bedampfungsquelle zu einem Abstand der Bedampfungsquelle von der zu beschichtenden Trägerstruktur bestimmt werden. Eine hohe Varianz der Richtung der auftreffenden Strahlen kann in der Regel zu einer entsprechenden Unschärfe der Kante des durch den mindestens einen Unterschnitt erzeugten Schattenwurfs führen, mit der nachteilige Effekte bezüglich der Eigenschaften der zu erzeugenden elektrischen Leitungsanordnung einhergehen können. Eine Abweichung zwischen der tatsächlichen Bedampfungsrichtung und einer gewünschten, auf den erfindungsgemäßen Unterschnitt bezogenen Projektionsrichtung kann bevorzugt höchstens 20°, besonders bevorzugt höchstens 10°, und insbesondere höchstens 5° oder 2°, betragen. Ein Arbeitsdruck in der Kammer der Beschichtungsanlage kann hierbei vorzugsweise so gewählt, dass eine mittlere freie Weglänge der bei der Bedampfung transferierten Teilchen den Abstand zwischen Bedampfungsquelle und der zu beschichtenden Trägerstruktur übersteigt. Der Begriff der „mittleren freie Weglänge“ bezeichnet hierbei eine Weglänge, die ein Teilchen, insbesondere ausgewählt aus einem Atom, Molekül, Ion oder Elektron, in einem gegebenen Material im Durchschnitt zurücklegt, bevor es zu einem Zusammenstoß mit einem anderen Teilchen kommt. Hat ein Teilchenstrom in einem Material die mittlere freie Weglänge durchlaufen, so hat ein Bruchteil 1/e des Teilchenstroms noch keinen Zusammenstoß mit einem anderen Teilchen erfahren. Die mittlere freie Weglänge übersteigt vorzugsweise den Abstand zwischen der Bedampfungsquelle und der zu beschichtenden Trägerstruktur um einen Faktor von mindestens 3, besonders bevorzugt um einen Faktor von mindestens 8 oder 20, insbesondere um einen Faktor von mindestens 100 oder 200. Der Druck kann hierbei typischerweise einen Wert von 10-7 Pa bis 10-3 Pa annehmen, insbesondere abhängig vom jeweils gewählten Material.In a preferred embodiment, the method of physical vapor deposition (PVD), in particular electron or laser beam evaporation, can be used. By selecting a sufficient working distance between the location of the vapor deposition source and the carrier structure to be coated, a vapor deposition direction defined by the connecting line between the vapor deposition source and the carrier structure to be coated can be set to a good approximation, which corresponds to the desired projection direction related to the undercut according to the invention. The distance between the vapor deposition source and the carrier structure to be coated is preferably more than 25 cm, particularly preferably more than 50 cm, in particular more than 75 cm or 100 cm, so that the flow of the vapor deposition beams emanating from the vapor deposition source has a divergence of preferably less than 10°, particularly preferably less than 5°, in particular less than 2° around the defined projection direction at the location of the carrier structure to be coated. The term "divergence" at the location of the carrier structure to be coated is understood to mean the variance or standard deviation of the directions in which the rays emanating from a vapor deposition source impinge on a specific point on the carrier structure. The variance can be determined in particular from a ratio of the lateral extent of the vapor deposition source to a distance of the vapor deposition source from the carrier structure to be coated. A high variance in the direction of the impinging rays can generally lead to a corresponding blurring of the edge of the shadow created by the at least one undercut, which can have adverse effects on the properties of the electrical line arrangement to be created. A deviation between the actual vapor deposition direction and a desired projection direction related to the undercut according to the invention can preferably be at most 20°, particularly preferably at most 10°, and in particular at most 5° or 2°. A working pressure in the chamber of the coating system can preferably be selected so that a mean free path of the particles transferred during vapor deposition exceeds the distance between the vapor deposition source and the carrier structure to be coated. The term “mean free path” refers to a path length that a particle, in particular selected from an atom, molecule, ion or electron, travels on average in a given material before it collides with another particle. If a particle stream in a material has passed through the mean free path, a fraction 1/e of the particle stream has not yet experienced a collision with another particle. The mean free path preferably exceeds the distance between the vapor deposition source and the carrier structure to be coated by a factor of at least 3, particularly preferably by a factor of at least 8 or 20, in particular by a factor of at least 100 or 200. The pressure can typically assume a value of 10 -7 Pa to 10 -3 Pa, in particular depending on the material selected in each case.

In einer besonderen Ausgestaltung kann bei der Durchführung des Verfahrensschritts b) nicht nur die gewünschte elektrische Leitungsstruktur ausgebildet werden, sondern darüber hinaus mindestens eine weitere elektrisch leitfähige Struktur erzeugt werden, die nicht notwendigerweise ein funktionsrelevanter Bestandteil der angestrebten elektrischen Leitungsstruktur ist. Hierbei ist es daher wünschenswert, wenn der mindestens eine Unterschnitt derart ausgestaltet wird, dass die mindestens eine weitere elektrisch leitfähige Struktur in ausreichend großem Abstand zu der gewünschten elektrischen Leitungsstruktur angeordnet sein kann. In einer derartigen Anordnung kann ein Einfluss der zusätzlich erzeugten elektrisch leitfähigen Struktur auf die in der gewünschten elektrischen Leitungsstruktur geführten elektromagnetischen Welle, die auch als „Mode“ bezeichnet werden kann, vorzugsweise minimiert werden. Insbesondere um ein Koppeln einer in der gewünschten elektrischen Leitungsstruktur geführten Mode mit mindestens einer weiteren elektrisch leitfähigen Struktur zu vermeiden, kann hierbei ein Abstand zwischen den beiden Strukturen festlegt werden, welcher mindestens so groß gewählt wird, dass dieser eine Eindringtiefe ε der in der gewünschten elektrischen Leitungsstruktur geführten elektromagnetischen Welle in den umgebenden Raumbereich übertrifft, vorzugsweise um mindestens das Doppelte, besonders bevorzugt das Fünffache, insbesondere das Zehnfache, der Eindringtiefe ε. Der Begriff der „Eindringtiefe ε“ bezeichnet hierbei eine Tiefe, bei welcher ein, mit einer in einer elektrischen Leitungsstruktur geführten Mode assoziiertes evaneszentes elektrisches Feld um einen Faktor 1/e abgefallen ist.In a particular embodiment, when carrying out method step b), not only can the desired electrical line structure be formed, but at least one further electrically conductive structure can also be produced, which is not necessarily a functionally relevant component of the desired electrical line structure. It is therefore desirable for the at least one undercut to be designed in such a way that the at least one further electrically conductive structure can be arranged at a sufficiently large distance from the desired electrical line structure. In such an arrangement, an influence of the additionally generated electrically conductive structure on the electromagnetic wave guided in the desired electrical line structure, which can also be referred to as a "mode", can preferably be minimized. In particular, in order to avoid coupling of a mode guided in the desired electrical conduction structure with at least one other electrically conductive structure, a distance between the two structures can be specified which is chosen to be at least large enough that it exceeds a penetration depth ε of the electromagnetic wave guided in the desired electrical conduction structure into the surrounding spatial area, preferably by at least twice, particularly preferably five times, in particular ten times, the penetration depth ε. The term "penetration depth ε" here refers to a depth at which an evanescent electric field associated with a mode guided in an electrical conduction structure has dropped by a factor of 1/e.

Mit dem hierin beschriebenen Verfahren lassen sich eine Vielzahl an unterschiedlichen elektrischen Leitungsstrukturen auf einer Trägerstruktur erzeugen.The method described here can be used to produce a variety of different electrical conductor structures on a carrier structure.

In einer bevorzugten Ausgestaltung kann die elektrische Leitungsstruktur hierbei eine einzelne Mikrostreifenleitung umfassen, welche aus einer gegenüber der Umgebung in allen Querschnittsebenen entlang der elektrischen Leitungsstruktur elektrisch isolierten, elektrisch leitenden Struktur gebildet ist. Eine elektrische Isolation der elektrisch leitenden Struktur gegenüber der Umgebung kann hierbei bevorzugt durch die mindestens eine Freifläche auf der Oberfläche der Trägerstruktur erreicht werden, die durch den Schattenwurf des mindestens einen Unterschnittes während des Beschichtungsschritts unbeschichtet verbleibt. Die elektrisch leitende Struktur kann hierbei insbesondere als elektrische Leitung oder als Wellenleiter auf der Trägerstruktur ausgeführt sein.In a preferred embodiment, the electrical line structure can comprise a single microstrip line, which is formed from an electrically conductive structure that is electrically insulated from the environment in all cross-sectional planes along the electrical line structure. Electrical insulation of the electrically conductive structure from the environment can preferably be achieved by the at least one free area on the surface of the carrier structure, which remains uncoated due to the shadow cast by the at least one undercut during the coating step. The electrically conductive structure can in particular be designed as an electrical line or as a waveguide on the carrier structure.

In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung kann die elektrische Leitungsstruktur mindestens zwei elektrisch leitende Strukturen aufweisen, die, räumlich voneinander getrennt, beabstandet auf der Trägerstruktur angeordnet und gleichzeitig in allen Querschnittsebenen entlang der elektrischen Leitungsstruktur elektrisch voneinander isoliert sein können. Hierbei können die mindestens zwei elektrisch leitenden Strukturen vorzugsweise dadurch räumlich voneinander getrennt und elektrisch voneinander isoliert sein, dass die mindestens eine, durch den mindestens einen Unterschnitt erzeugte Freifläche zwischen den mindestens zwei elektrisch leitenden Strukturen angeordnet ist.In a further preferred embodiment, the electrical line structure can have at least two electrically conductive structures which, spatially separated from one another, can be arranged at a distance on the support structure and at the same time can be electrically insulated from one another in all cross-sectional planes along the electrical line structure. In this case, the at least two electrically conductive structures can preferably be spatially separated from one another and electrically insulated from one another in that the at least one free area created by the at least one undercut is arranged between the at least two electrically conductive structures.

In dieser Ausgestaltung kann die elektrische Leitungsstruktur mehrere, einzelne, voneinander elektrisch isolierte, elektrisch leitende Strukturen in Form einer Mehrzahl von Mikrostreifenleitungen umfassen. Die mindestens zwei isolierten Mikrostreifenleitungen können hierbei auf demselben elektrischen Potential oder auf unterschiedlichen elektrischen Potentialen liegen. Die Mikrostreifenleitungen können hierbei zum Beispiel parallel zueinander angeordnet sein. Andere Ausgestaltungen der Mikrostreifenleitungen sind jedoch denkbar. In this embodiment, the electrical line structure can comprise several individual, electrically conductive structures in the form of a plurality of microstrip lines that are electrically insulated from one another. The at least two insulated microstrip lines can be at the same electrical potential or at different electrical potentials. The microstrip lines can be arranged parallel to one another, for example. However, other embodiments of the microstrip lines are conceivable.

In dieser Ausgestaltung kann die elektrische Leitungsstruktur insbesondere eine Schlitzleitung sein oder umfassen, wobei die Schlitzleitung zwei elektrisch leitende Strukturen aufweist, die räumlich voneinander getrennt und in allen Querschnittsebenen entlang der elektrischen Leitungsstruktur voneinander elektrisch isoliert sind, wobei die zwei elektrisch leitenden Strukturen auf demselben elektrischen Potential liegen.In this embodiment, the electrical line structure can in particular be or comprise a slot line, wherein the slot line has two electrically conductive structures which are spatially separated from one another and electrically insulated from one another in all cross-sectional planes along the electrical line structure, wherein the two electrically conductive structures are at the same electrical potential.

In dieser Ausgestaltung kann die elektrische Leitungsstruktur (1) eine Koplanarleitung sein oder umfassen, wobei die Koplanarleitung drei elektrisch leitende Strukturen aufweist, die räumlich voneinander getrennt und in allen Querschnittsebenen entlang der elektrischen Leitungsstruktur voneinander elektrisch isoliert sind, wobei zwei der elektrisch leitenden Strukturen auf demselben elektrischen Potential liegen, während eine dritte der elektrisch leitenden Strukturen auf einem anderen elektrischen Potential liegt.In this embodiment, the electrical line structure (1) can be or comprise a coplanar line, wherein the coplanar line has three electrically conductive structures which are spatially separated from one another and electrically insulated from one another in all cross-sectional planes along the electrical line structure, wherein two of the electrically conductive structures are at the same electrical potential, while a third of the electrically conductive structures is at a different electrical potential.

In einer weiterhin bevorzugten Ausgestaltung kann die elektrische Leitungsstruktur in Form einer Antenne ausgebildet sein. In dieser Ausgestaltung kann die elektrische Leitungsstruktur bevorzugt mehrere, einzelne, innerhalb einer Querschnittebene voneinander elektrisch isolierte, elektrisch leitende Strukturen umfassen, welche entlang der Leitungsstruktur in festgelegter Weise verändert werden und insbesondere auch innerhalb mindestens einer weiteren Querschnittsebene der elektrischen Leitungsstruktur in festgelegter Weise elektrisch verbunden werden können. In dieser Ausgestaltung kann mindestens eine, durch den mindestens einen Unterschnitt erzeugte Freifläche insbesondere dazu eingerichtet sein, einen Übergang eines leitungsgebundenen elektrischen Signals zu einer Freiraum-Welle zu ermöglichen.In a further preferred embodiment, the electrical line structure can be designed in the form of an antenna. In this embodiment, the electrical line structure can preferably comprise several individual, electrically conductive structures that are electrically insulated from one another within a cross-sectional plane, which can be changed in a defined manner along the line structure and in particular can also be electrically connected in a defined manner within at least one further cross-sectional plane of the electrical line structure. In this embodiment, at least one free area created by the at least one undercut can be designed in particular to enable a transition of a line-bound electrical signal to a free-space wave.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann die elektrische Leitungsstruktur zusätzlich zu den gewünschten elektrisch leitenden Strukturen innerhalb einer Querschnittsebene mindestens eine oben näher beschriebene weitere elektrisch leitfähige Struktur umfassen, insbesondere um bestimmte Funktionen zu ermöglichen. In dieser Ausgestaltung kann die elektrische Leitungsstruktur insbesondere in Form eines elektrischen Leitungskopplers ausgebildet sein. Der elektrische Leitungskoppler kann hierbei zwei elektrisch leitende Strukturen in Form von zwei Wellenleitern aufweisen, die beabstandet auf der Trägerstruktur angeordnet und in allen Querschnittsebenen entlang der Leitungsstruktur elektrisch voneinander isoliert sein können, wobei die beiden Wellenleiter unterschiedliche Signale führen und einen gegenseitigen Abstand zueinander aufweisen, so dass eine gewünschte Überkopplung eines elektrischen Felds von der einen elektrisch leitenden Struktur auf die andere elektrisch leitende Struktur über mindestens eine weitere elektrisch leitfähige Struktur eingestellt werden kann.In a further preferred embodiment, the electrical line structure can comprise, in addition to the desired electrically conductive structures within a cross-sectional plane, at least one further electrically conductive structure described in more detail above, in particular to enable certain functions. In this embodiment, the electrical line structure can be designed in particular in the form of an electrical line coupler. The electrical line coupler can have two electrically conductive structures in the form of two waveguides, which can be arranged at a distance on the support structure and can be electrically insulated from one another in all cross-sectional planes along the line structure, wherein the two waveguides carry different signals and are spaced apart from one another, so that a desired coupling of an electrical field from one electrically conductive structure to the other electrically conductive structure can be set via at least one further electrically conductive structure.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die elektrische Leitungsstruktur in Form einer elektrischen Tastspitze (engl. probe tip) ausgeführt sein, die sich zur Kontaktierung von elektrischen Schaltungen, insbesondere Hochfrequenz-(HF-)Schaltungen eignet und die zu diesem Zweck vorzugsweise mindestens ein Kontaktelement aufweisen kann. Das mindestens eine Kontaktelement kann durch eine entsprechende Formgebung der zu beschichtenden Trägerstruktur als Kontaktspitze ausgestaltet sein oder auf geeigneten, in einer Richtung senkrecht zur beschichteten Fläche hervorstehenden Strukturelementen beruhen, die eine geometrisch präzise Kontaktierung von entsprechenden Kontaktflächen (engl. pads oder probe-pads) auf einem Chip oder einem ebenen Substrat erlauben.In a further preferred embodiment, the electrical conductor structure can be designed in the form of an electrical probe tip, which is suitable for contacting electrical circuits, in particular high-frequency (HF) circuits, and which can preferably have at least one contact element for this purpose. The at least one contact element can be designed as a contact tip by appropriately shaping the carrier structure to be coated or can be based on suitable structural elements protruding in a direction perpendicular to the coated surface, which allow geometrically precise contacting of corresponding contact surfaces (pads or probe pads) on a chip or a flat substrate.

Eine Herstellung von weiteren elektrischen Leitungsstrukturen, welche über spezielle Geometrien verfügen oder sich für besondere Zwecke eignen können, ist mit dem hierin beschriebenen Verfahren denkbar.The production of further electrical conductor structures which have special geometries or may be suitable for special purposes is conceivable using the method described here.

Ein besonderer Vorteil des hierin beschriebenen Verfahrens liegt darin, dass der mindestens eine Unterschnitt es ermöglichen kann, die Trägerstruktur für die elektrische Leitungsstruktur derart auszugestalten, dass, basierend auf dem elektrisch leitfähigen Material der elektrischen Leitungsstruktur und der Geometrie der Trägerstruktur, eine effektive Permittivität des in der elektrischen Leitungsstruktur geführten Modus eingestellt und entlang der Leitungsstruktur oder der in der Leitungsstruktur vorliegenden Ausbreitungsrichtung des elektromagnetischen Feldes variiert werden kann. Eine derartige Art der Ausgestaltung kann insbesondere vorteilhaft sein, um einen Einfluss einer hohen Dielektrizitätskonstanten, beispielsweise eines Substrats, für eine Antenne zu verringern, indem der in der elektrischen Leitungsstruktur geführte Modus graduell vom Substrat weggeführt wird, insbesondere durch eine Variation der mindestens einen Unterschneidung entlang der Leitungsstruktur. Hierdurch kann es ermöglicht werden, die effektiv von dem Modus erfasste Permittivität an die lokalen Gegebenheiten anzupassen, um so Leitungsverluste zu verringern oder die Leitungsimpedanz graduell einzustellen. Hierbei bezeichnet der Betriff „graduell“ einen stetigen Übergang einer charakteristischen Größe einer Mode, insbesondere der Impedanz, bevorzugt ausgehend von einem Substrat mit hoher Dielektrizitätskonstanten zu einem Teilbereich der Trägerstruktur basierend auf einem Material mit geringerer Dielektrizitätskonstanten, insbesondere durch eine lineare Überführung der Geometrien an den Übergängen.A particular advantage of the method described herein is that the at least one undercut can make it possible to design the support structure for the electrical line structure in such a way that, based on the electrically conductive material of the electrical line structure and the geometry of the support structure, an effective permittivity of the mode guided in the electrical line structure can be set and varied along the line structure or the propagation direction of the electromagnetic field present in the line structure. Such a type of design can be particularly advantageous for reducing the influence of a high dielectric constant, for example of a substrate, for an antenna by gradually guiding the mode guided in the electrical line structure away from the substrate, in particular by varying the at least one undercut along the line structure. This can make it possible to adapt the permittivity effectively captured by the mode to the local conditions in order to reduce line losses or to gradually adjust the line impedance. Here, the term “gradual” refers to a continuous transition of a characteristic value of a mode, in particular the impedance, preferably starting from a substrate with a high dielectric constant to a partial region of the carrier structure based on a material with a lower dielectric constant, in particular by a linear transition of the geometries at the transitions.

In einer weiteren Ausgestaltung kann das hierin beschriebene Verfahren dazu verwendet werden, um mindestens einen elektrischen Leitungsübergang zu mindestens einer bereits vorhandenen elektrischen Leitungsstruktur, welche zuvor, mittels des hierin beschriebenen Verfahrens und/oder mittels konventioneller Fertigungsmethoden hergestellt wurde, auf einem Substrat bereitzustellen. Hierfür kann die Trägerstruktur derart an der bereits vorhandenen elektrischen Leitungsstruktur ausgerichtet werden, dass das Beschichten der Trägerstruktur mit dem mindestens einen elektrisch leitfähigen Material derart entlang der Projektionsrichtung, die auf den mindestens einen Unterschnitt ausgerichtet ist, erfolgt, dass der mindestens eine elektrische Leitungsübergang von der bereits vorhandenen elektrischen Leitungsstruktur zu der sich bildenden elektrisch leitenden Struktur der elektrischen Leitungsstruktur hergestellt wird. Die Trägerstruktur kann hierbei mittels des mindestens einen Unterschnitts dafür sorgen, dass die vorhandene elektrische Leitungsstruktur in allen Querschnittsebenen entlang der Leitungsstruktur elektrisch isoliert verbleibt.In a further embodiment, the method described herein can be used to provide at least one electrical line transition to at least one existing electrical line structure, which was previously produced by means of the method described herein and/or by means of conventional manufacturing methods, on a substrate. For this purpose, the carrier structure can be aligned with the existing electrical line structure in such a way that the coating of the carrier structure with the at least one electrically conductive material along the projection direction, which is aligned with the at least one undercut, such that the at least one electrical line transition is produced from the already existing electrical line structure to the electrically conductive structure of the electrical line structure that is being formed. The carrier structure can ensure, by means of the at least one undercut, that the existing electrical line structure remains electrically insulated in all cross-sectional planes along the line structure.

Allerdings kann bei dieser Art der Beschichtung eine globale Bedeckung des Substrats außerhalb des durch ein dreidimensionales Strukturierungsverfahren hergestellten Teilbereichs der Trägerstruktur mittels des elektrisch leitfähigen Materials auftreten, wodurch die bereits vorhandene elektrische Leitungsstruktur als auch weitere, auf dem Substrat vorhandene Bauteile oder Schaltungen in unerwünschter Weise beschichtet werden können. Um eine derartige unerwünschte Beschichtung zu verhindern, kann mindestens eine zusätzliche Abschattungsstruktur an dem mindestens einen elektrischen Leitungsübergang zwischen der bereits vorhandenen elektrischen Leitungsstruktur und der mittels des hierin beschriebenen Verfahrens neu gefertigten elektrischen Leitungsstruktur derart ausgerichtet werden, dass bei der Beschichtung unter der Projektionsrichtung die bereits vorhandene elektrische Leitungsstruktur in allen Querschnittsebenen entlang der Leitungsstruktur weiterhin elektrisch isoliert verbleiben kann. Damit lassen sich auch globale Kurzschlüsse der elektrischen Leitungsstruktur zu weiterhin abfallenden elektrisch leitenden Strukturen verhindern.However, with this type of coating, a global coverage of the substrate outside the partial area of the carrier structure produced by a three-dimensional structuring process by means of the electrically conductive material can occur, whereby the already existing electrical conductor structure as well as other components or circuits present on the substrate can be coated in an undesirable manner. In order to prevent such an undesirable coating, at least one additional shading structure can be aligned on the at least one electrical conductor transition between the already existing electrical conductor structure and the electrical conductor structure newly produced by means of the method described here in such a way that when the coating is applied under the projection direction, the already existing electrical conductor structure can remain electrically insulated in all cross-sectional planes along the conductor structure. This also makes it possible to prevent global short circuits of the electrical conductor structure to electrically conductive structures that continue to fall off.

In einer bevorzugten Ausgestaltung kann die mindestens eine zusätzliche Abschattungsstruktur weitere Flächen des Substrats derart bedecken, dass diese weiteren Flächen des Substrats vor einer globalen Bedeckung mit dem elektrisch leitfähigen Material geschützt bleiben. Hierzu ist insbesondere denkbar, diese weiteren Flächen vollständig mit einer Schutzstruktur, insbesondere in Form einer Schutzschicht, zu überdecken und damit den Einfluss der sich bildenden elektrischen Leitungsstruktur auf die auf dem Substrat bereits vorhandene elektrische Leitungsstruktur durch eine ausreichende Dicke der Schutzstruktur, insbesondere der Schutzschicht, zu minimieren. Alternativ können zusätzliche Schutzstrukturen oder Abschattungsstrukturen, insbesondere eine Schutzschicht, nach dem Beschichten wahlweise entfernt werden, insbesondere durch einfaches Abziehen mittels eines geeigneten Werkzeugs, bevorzugt einer Pinzette, oder mittels eines Lift-Off Prozesses, der es ermöglicht, die globale Überdeckung mit dem elektrisch leitfähigen Material dadurch zu verhindern, dass die als Nebenprodukt gebildete weitere elektrisch leitfähige Struktur wieder abgelöst werden kann. Hierzu kann vorzugsweise eine selektive Überdeckung der zu schützenden Bereiche mit einer Schutzschicht vor dem Beschichten erfolgen. In einer bevorzugten Ausgestaltung kann das selektive Aufbringen der Schutzschicht mittels Inkjet Druck, mittels eines Dispensers und/oder durch eine lithographische Strukturierung erfolgen. Nach Aufbringen des elektrisch leitfähigen Materials lässt sich die Schutzschicht wieder entfernen und damit auch die sich auf der Schutzschicht gebildete weitere elektrisch leitfähige Struktur, um so wieder die bereits vorhandene elektrische Leitungsstruktur freizugeben. Hierbei ist es vorteilhaft, wenn weder die verwendeten Schutzmaterialien noch etwaige, zu ihrer Entfernung eingesetzte Substanzen wie z.B. Lösemittel die Trägerstruktur, insbesondere den durch ein dreidimensionales Strukturierungsverfahren hergestellten Teilbereich, bei längerer Exposition schädigen noch anderweitig negativ beeinflussen. In einer bevorzugten Ausgestaltung kann PMMA (Polymethylmethacrylat) oder eine andere geeignete Substanz als Schutzmaterial für die Schutzschicht eingesetzt werden, dass sich mit PGMEA (Propylenglykolmonomethylacetat) wieder entfernen lässt ohne dabei andere Bereiche der Trägerstruktur, die mittels Zweiphotonen-Lithographie gefertigt wurden, anzugreifen. Vorteile derartiger Lift-Off Prozesse umfassen eine schnellere globale Überdeckung des Substrats, insbesondere mittels eines Abscheidungsverfahrens, falls die Fertigung der Schutzstruktur oder Abschattungsstrukturen mittels eines Mikrostrukturierungsverfahrens aufgrund der Größe der zu bedeckenden Fläche nicht erfolgen kann.In a preferred embodiment, the at least one additional shading structure can cover further areas of the substrate in such a way that these further areas of the substrate remain protected from global coverage with the electrically conductive material. For this purpose, it is particularly conceivable to completely cover these further areas with a protective structure, in particular in the form of a protective layer, and thus to minimize the influence of the electrical conduction structure that is being formed on the electrical conduction structure already present on the substrate by means of a sufficient thickness of the protective structure, in particular the protective layer. Alternatively, additional protective structures or shading structures, in particular a protective layer, can optionally be removed after coating, in particular by simply pulling them off using a suitable tool, preferably tweezers, or by means of a lift-off process that makes it possible to prevent global coverage with the electrically conductive material by allowing the additional electrically conductive structure formed as a by-product to be removed again. For this purpose, the areas to be protected can preferably be selectively covered with a protective layer before coating. In a preferred embodiment, the protective layer can be selectively applied using inkjet printing, using a dispenser and/or by lithographic structuring. After the electrically conductive material has been applied, the protective layer can be removed again, and with it the additional electrically conductive structure formed on the protective layer, in order to expose the existing electrical conduction structure again. It is advantageous if neither the protective materials used nor any substances used to remove them, such as solvents, damage the carrier structure, in particular the partial area produced by a three-dimensional structuring process, during prolonged exposure or otherwise have a negative effect. In a preferred embodiment, PMMA (polymethyl methacrylate) or another suitable substance can be used as a protective material for the protective layer, which can be removed again using PGMEA (propylene glycol monomethyl acetate) without attacking other areas of the carrier structure that were produced using two-photon lithography. Advantages of such lift-off processes include faster global coverage of the substrate, in particular by means of a deposition process, if the production of the protective structure or shading structures cannot be carried out by means of a microstructuring process due to the size of the area to be covered.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann die elektrische Leitungsstruktur mindestens zwei elektrische Leitungsübergänge umfassen und somit als Verbindungselement zwischen mindestens zwei, auf getrennten Substraten angeordneten Leitungsstrukturen ausgestaltet sein, wobei die Leitungsstrukturen zuvor, mittels des hierin beschriebenen Verfahrens und/oder mittels konventioneller Fertigungsmethoden hergestellt wurden. Die Trägerstruktur kann dabei mindestens zwei, auf einer gemeinsamen Basisplatte montierte Substrate sowie mindestens einen mittels eines dreidimensionalen Strukturierungsverfahrens erzeugten Teilbereich umfassen, der über die elektrischen Leitungsübergänge an die vorhandenen Leitungsstrukturen auf den beiden Substraten anschließen kann, die den erfindungsgemäßen mindestens einen Unterschnitt bezüglich der Projektionsrichtung aufweisen. Zum Schutz der Oberflächen der beiden Substrate können diese während des Beschichtungsvorganges in Verfahrensschritt b) wieder zumindest bereichsweise mit entsprechenden, temporären oder permanenten Schutzstrukturen, insbesondere Abschattungsstrukturen oder Schutzschichten, versehen sein.In a further preferred embodiment, the electrical line structure can comprise at least two electrical line transitions and thus be designed as a connecting element between at least two line structures arranged on separate substrates, wherein the line structures were previously produced by means of the method described herein and/or by means of conventional manufacturing methods. The carrier structure can comprise at least two substrates mounted on a common base plate and at least one partial area produced by means of a three-dimensional structuring method, which can connect via the electrical line transitions to the existing line structures on the two substrates, which have the at least one undercut according to the invention with respect to the projection direction. To protect the surfaces of the two substrates, these can again be covered at least in regions with corresponding, temporary or permanent protective structures, in particular shielding, during the coating process in method step b). ing structures or protective layers.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann die elektrische Leitungsstruktur in Form einer Interdigitalkapazität ausgeführt sein. Die elektrische Leitungsstruktur in Form der elektrischen Interdigitalkapazität kann eine Vielzahl elektrisch leitender Strukturen umfassen, wobei diese im Wesentlichen abwechselnd in zwei unterschiedlichen, parallel zueinander verlaufenden Ebenen angeordnet sein können, und wobei diese auf unterschiedlichen Potentialen liegen können. Vorzugsweise können die elektrisch leitenden Strukturen in einer durch Vertiefungen in der Trägerstruktur definierten gemeinsamen ersten Ebene liegen, während die verbleibenden elektrisch leitenden Strukturen in einer zweiten Ebene liegen können, die durch Stege zwischen den Vertiefungen festgelegt wird. Zur Herstellung der elektrischen Leitungsanordnung ist in die Trägerstruktur der mindestens eine Unterschnitt bezüglich der Projektionsrichtung eingebracht, welche mittels der mindestens einen Freifläche für eine elektrische Isolation der auf den beiden unterschiedlichen Ebenen aufgebrachten elektrisch leitenden Strukturen sorgen kann. In einer bevorzugten Ausgestaltung kann eine Divergenz der von der Bedampfungsquelle ausgehenden Bedampfungsstrahlen um die festgelegt Projektionsrichtung am Ort der zu beschichtenden Trägerstruktur ausgenutzt werden, um eine Breite der in der ersten Ebene erzeugten streifenförmigen elektrisch leitenden Strukturen zu erhöhen, so dass diese in einer Projektion entlang der Projektionsrichtung mit den in der zweiten Ebene liegenden elektrisch leitenden Strukturen überlappen können. Dies kann insbesondere zur Erhöhung der elektrischen Kapazität zwischen den Strukturen auf den beiden Ebenen beitragen. In einer gemeinsamen Ebene liegende elektrisch leitende Strukturen können in einer weiteren Querschnittsebene der elektrischen Leitungsstruktur elektrisch untereinander verbunden werden und somit eine gemeinsame elektrische Zuleitung ausbilden. Aufgrund der Ausgestaltung des Teilbereichs der Trägerstruktur als 3D-Freiformstruktur kann diese Ausgestaltung im Vergleich zu Verfahren aus dem Stand der Technik mehr Freiheitsgrade in der Anordnung insbesondere bei verbesserter Auflösung bieten.In a further preferred embodiment, the electrical line structure can be designed in the form of an interdigital capacitance. The electrical line structure in the form of the electrical interdigital capacitance can comprise a plurality of electrically conductive structures, whereby these can be arranged essentially alternately in two different planes running parallel to one another, and whereby these can be at different potentials. Preferably, the electrically conductive structures can lie in a common first plane defined by depressions in the carrier structure, while the remaining electrically conductive structures can lie in a second plane that is defined by webs between the depressions. To produce the electrical line arrangement, at least one undercut is introduced into the carrier structure with respect to the projection direction, which can ensure electrical insulation of the electrically conductive structures applied to the two different planes by means of the at least one free surface. In a preferred embodiment, a divergence of the vapor deposition beams emanating from the vapor deposition source around the defined projection direction at the location of the carrier structure to be coated can be used to increase a width of the strip-shaped electrically conductive structures produced in the first plane, so that these can overlap with the electrically conductive structures in the second plane in a projection along the projection direction. This can in particular contribute to increasing the electrical capacitance between the structures on the two planes. Electrically conductive structures lying in a common plane can be electrically connected to one another in a further cross-sectional plane of the electrical line structure and thus form a common electrical supply line. Due to the design of the partial area of the carrier structure as a 3D free-form structure, this design can offer more degrees of freedom in the arrangement compared to prior art methods, particularly with improved resolution.

In einem weiteren Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine elektrische Leitungsanordnung, insbesondere eine elektrische Leitungsanordnung, die mittels des hierin ebenfalls beschriebenen Verfahrens hergestellt wurde. Die elektrische Leitungsanordnung umfasst:

  • - eine Trägerstruktur, umfassend
    • ◯ zumindest einen, als dreidimensionale Freiformstruktur ausgestalteter und mittels eines dreidimensionalen Strukturierungsverfahrens erzeugter erster Teilbereich, und
    • ◯ einen, ein elektrisch isolierendes Material umfassender zweiter Teilbereich,
    wobei die Trägerstruktur mindestens einen Unterschnitt bezüglich einer Projektionsrichtung aufweist; und
  • - mindestens eine, auf der Trägerstruktur als Beschichtung mittels mindestens einem räumlich gerichteten Beschichtungsprozess mit mindestens einem elektrisch leitfähigen Material entlang der auf den mindestens einen Unterschnitt ausgerichteten Projektionsrichtung aufgebrachte, elektrische Leitungsstruktur.
In a further aspect, the present invention relates to an electrical line arrangement, in particular an electrical line arrangement which was produced by means of the method also described herein. The electrical line arrangement comprises:
  • - a support structure comprising
    • ◯ at least one first sub-area designed as a three-dimensional free-form structure and produced by means of a three-dimensional structuring process, and
    • ◯ a second sub-area comprising an electrically insulating material,
    wherein the support structure has at least one undercut with respect to a projection direction; and
  • - at least one electrical conduction structure applied to the carrier structure as a coating by means of at least one spatially directed coating process with at least one electrically conductive material along the projection direction aligned with the at least one undercut.

Für weitere Einzelheiten in Bezug auf die vorliegende elektrische Leitungsanordnung wird auf die Beschreibung des hierin ebenfalls beschriebenen Verfahrens zur Herstellung einer elektrischen Leitungsanordnung sowie auf die Ausführungsbeispiele verweisen.For further details regarding the present electrical line arrangement, reference is made to the description of the method for producing an electrical line arrangement also described herein and to the embodiments.

Hierin werden die Begriffe „haben“, „aufweisen“, „umfassen“ oder „einschließen“ oder beliebige grammatikalische Formen davon in nicht-ausschließlicher Weise verwendet. Dementsprechend können sich diese Begriffe sowohl auf Situationen beziehen, in welchen, neben den durch diese Begriffe eingeführten Merkmalen, keine weiteren Merkmale vorhanden sind, als auch auf Situationen, in welchen ein oder mehrere weitere Merkmale vorhanden sind. Beispielsweise kann sich der Ausdruck „A hat B“, "A weist B auf”, „A umfasst B“ oder „A schließt B ein“ sowohl auf die Situation beziehen, in welcher, abgesehen von B, kein weiteres Element in A vorhanden ist (d.h. auf eine Situation, in welcher A ausschließlich aus B besteht), als auch auf die Situation, in welcher, zusätzlich zu B, ein oder mehrere weitere Elemente in A vorhanden sind, beispielsweise Element C, Elemente C und D oder weitere Elemente.Herein, the terms "have", "have", "comprise" or "include" or any grammatical forms thereof are used in a non-exclusive manner. Accordingly, these terms can refer both to situations in which, in addition to the features introduced by these terms, no further features are present, and to situations in which one or more further features are present. For example, the expression "A has B", "A has B", "A comprises B" or "A includes B" can refer both to the situation in which, apart from B, no other element is present in A (i.e., to a situation in which A consists exclusively of B), and to the situation in which, in addition to B, one or more other elements are present in A, for example element C, elements C and D, or other elements.

Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass die Begriffe „mindestens ein“ und „ein oder mehrere“ sowie grammatikalische Formen dieser Begriffe, wenn diese in Zusammenhang mit einem oder mehreren Elementen oder Merkmalen verwendet werden und ausdrücken sollen, dass das Element oder Merkmal einfach oder mehrfach vorgesehen sein kann, in der Regel lediglich einmalig verwendet werden, beispielsweise bei der erstmaligen Einführung des Merkmals oder Elementes. Bei einer nachfolgenden erneuten Erwähnung des Merkmals oder Elementes wird der entsprechende Begriff „mindestens ein“ oder „ein oder mehrere“ in der Regel nicht mehr verwendet, ohne Einschränkung der Möglichkeit, dass das Merkmal oder Element einfach oder mehrfach vorgesehen sein kann.It should also be noted that the terms "at least one" and "one or more" and grammatical forms of these terms, when used in connection with one or more elements or features and intended to express that the element or feature may be provided once or multiple times, are generally used only once, for example when the feature or element is first introduced. When the feature or element is subsequently mentioned again, the corresponding term "at least one" or "one or more" is generally no longer used, without limiting the possibility that the feature or element may be provided once or multiple times.

Weiterhin werden hierin die Begriffe „bevorzugt“, „vorzugsweise“, „insbesondere“, „beispielsweise“ oder ähnliche Begriffe in Verbindung mit optionalen Merkmalen verwendet, ohne dass alternative Ausführungsformen hierdurch beschränkt werden. So sind Merkmale, welche durch diese Begriffe eingeleitet werden, optionale Merkmale, und es ist nicht beabsichtigt, durch diese Merkmale den Schutzumfang der Ansprüche und insbesondere der unabhängigen Ansprüche einzuschränken. So kann die Erfindung, wie der Fachmann erkennen wird, auch unter Verwendung anderer Ausgestaltungen durchgeführt werden. In ähnlicher Weise werden Merkmale, welche durch „in einer Ausführungsform der Erfindung“ oder durch „in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung“ eingeleitet werden, als optionale Merkmale verstanden, ohne dass hierdurch alternative Ausgestaltungen oder der Schutzumfang der unabhängigen Ansprüche eingeschränkt werden sollen. Weiterhin sollen durch diese einleitenden Ausdrücke sämtliche Möglichkeiten, die hierdurch eingeleiteten Merkmale mit anderen Merkmalen zu kombinieren, seien es optionale oder nicht-optionale Merkmale, unangetastet bleiben.Furthermore, the terms "preferred", "preferably", "in particular", "for example" or similar terms are used herein in connection with optional features, without limiting alternative embodiments. Thus, features introduced by these terms are optional features, and these features are not intended to limit the scope of the claims and in particular the independent claims. Thus, as the person skilled in the art will recognize, the invention can also be carried out using other embodiments. Similarly, features introduced by "in an embodiment of the invention" or by "in an embodiment of the invention" are understood to be optional features, without limiting alternative embodiments or the scope of the independent claims. Furthermore, these introductory expressions are intended to leave untouched all possibilities of combining the features introduced by them with other features, be they optional or non-optional features.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Im Gegensatz zu bekannten Verfahren zur Herstellung von elektrischen Leitungsanordnungen, die oftmals auf einer Nutzung von Masken basieren und daher im Wesentlichen auf planare Trägerstrukturen und die Herstellung unterschiedlicher Höhen der elektrischen Leitungsanordnungen beschränkt sind, benötigt das vorliegende Verfahren keine Masken zur Fertigung, wodurch insbesondere die Herstellung von 3D-Freiform-Leitungsstrukturen ermöglicht wird. Durch den Einsatz von 3D-Drucktechniken zur Herstellung der Trägerstrukturen lassen sich komplexe dreidimensionale ausgestaltete Trägerstrukturen fertigen, die sich insbesondere zur Steigerung der Kopplungseffizienz und der Bandbreite zwischen Transmissionsleitungen gegenüber bekannten Verfahren eignen. Durch die Nutzung von dreidimensionalen Strukturierungsverfahren zur Herstellung von Freiform-Trägerstrukturen ist keine Maske zur Herstellung nötig, und die elektrischen Leitungsanordnungen können insbesondere auch in situ, d.h. direkt an Ort und Stelle auf z.B. Chips hergestellt werden. Dies erlaubt es die elektrischen Leitungsanordnungen direkt an bestehenden Schaltungen auszurichten und elektrisch mit z.B. großer Bandbreite und geringen Verlusten anzuschlie-ßen, wobei insbesondere die üblicherweise notwendigen präzisen Montageschritte entfallen. Dies ermöglicht die Umsetzung einer Vielzahl an Bauteilen, umfassend Verbindungselemente zwischen mehreren Chips oder auch Antennen, die zur effizienteren Abstrahlung als Freiformstruktur ausgestaltet werden und von der Oberfläche beabstandet sind.In contrast to known methods for producing electrical line arrangements, which are often based on the use of masks and are therefore essentially limited to planar carrier structures and the production of different heights of the electrical line arrangements, the present method does not require masks for production, which in particular enables the production of 3D free-form line structures. By using 3D printing techniques to produce the carrier structures, complex three-dimensional carrier structures can be produced that are particularly suitable for increasing the coupling efficiency and the bandwidth between transmission lines compared to known methods. By using three-dimensional structuring methods to produce free-form carrier structures, no mask is required for production, and the electrical line arrangements can also be produced in situ, i.e. directly on site on chips, for example. This allows the electrical line arrangements to be aligned directly to existing circuits and connected electrically with, for example, a large bandwidth and low losses, whereby in particular the precise assembly steps that are usually necessary are eliminated. This enables the implementation of a large number of components, including connecting elements between several chips or antennas, which are designed as a free-form structure and are spaced from the surface for more efficient radiation.

Mit dem vorliegenden Herstellungsverfahren lassen sich ferner Mikrowellenkomponenten, insbesondere Antennen, Chip-Chip-Verbindungselemente oder elektrische Tastspitzen, direkt auf bereits vorhandenen Substraten als Trägerstrukturen herstellen. Das Drucken der die elektrischen Leitungsstrukturen definierenden Teilbereiche der Trägerstruktur oder auch auf ein in der Trägerstruktur enthaltenes Substrat sowie der Schutz der Trägerstruktur oder auch des Substrats durch Abschattungsstrukturen, insbesondere Schutzschichten, ermöglicht eine große Vielfalt realisierbarerer Strukturen mit 3D-Freiform-Geometrien und erlaubt insbesondere eine Anpassung der elektrischen Leitungsstrukturen an die Gegebenheiten vorhandener Strukturen. Dies ist insbesondere in der Hochfrequenztechnik von sehr großer Bedeutung, da Änderungen an elektrischen Leitungsstrukturen auf Chips typischerweise aufwändig und kostenträchtig sind, während sich Funktion und Ausgestaltung der erfindungsgemä-ßen elektrischen Leitungsstrukturen flexibel durch eine entsprechende Formgebung des mittels eines dreidimensionalen Strukturierungsverfahrens erzeugten Teilbereichs der Trägerstruktur variieren lassen. Durch die Möglichkeit der dreidimensionalen Ausgestaltung der Trägerstruktur können beispielsweise elektromagnetische Wellen vom Substrat weggeführt werden und so der Einfluss einer hohen Dielektrizitätskonstanten des Substrats oder der Trägerstruktur bei Bedarf einfach an die lokalen Anforderungen innerhalb einer Querschnittsfläche angepasst werden. In ähnlicher Weise können elektrische Tastspitzen mit einer großen Vielfalt an Geometrien flexibel auf standardisierten und damit kostengünstigen Trägersubstraten realisiert werden.The present manufacturing method also allows microwave components, in particular antennas, chip-chip connecting elements or electrical probe tips, to be produced directly on existing substrates as carrier structures. Printing the sub-areas of the carrier structure that define the electrical line structures or on a substrate contained in the carrier structure and protecting the carrier structure or the substrate by shading structures, in particular protective layers, enables a large variety of structures with 3D free-form geometries to be realized and in particular allows the electrical line structures to be adapted to the conditions of existing structures. This is particularly important in high-frequency technology, since changes to electrical line structures on chips are typically complex and costly, while the function and design of the electrical line structures according to the invention can be flexibly varied by appropriately shaping the sub-area of the carrier structure produced by means of a three-dimensional structuring process. The possibility of a three-dimensional design of the carrier structure means that electromagnetic waves can be guided away from the substrate, for example, and the influence of a high dielectric constant of the substrate or the carrier structure can be easily adapted to the local requirements within a cross-sectional area if necessary. In a similar way, electrical probe tips with a wide variety of geometries can be flexibly implemented on standardized and therefore cost-effective carrier substrates.

Das vorliegende Herstellungsverfahren ist insbesondere flexibel anwendbar und kann damit wesentlich zu einer Lösung von Problemen im Bereich Packaging in der nächsten Generation von Hochfrequenzbauteilen, speziell im Millimeterwellen- und THz-Frequenzbereich, beitragen.The present manufacturing process is particularly flexible in its application and can therefore make a significant contribution to solving problems in the field of packaging in the next generation of high-frequency components, especially in the millimeter wave and THz frequency range.

Kurze Beschreibung der FigurenShort description of the characters

Weitere Einzelheiten und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, insbesondere in Verbindung mit den abhängigen Ansprüchen. Hierbei können die jeweiligen Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. Die Ausführungsbeispiele sind schematisch in den nachfolgenden Figuren dargestellt. Hierbei bezeichnen gleiche Bezugsziffern in den Figuren gleiche oder funktionsgleiche Elemente bzw. hinsichtlich ihrer Funktionen einander entsprechende Elemente. Im Einzelnen zeigen:

  • 1 und 2 jeweils ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer elektrischen Leitungsanordnung als schematische Querschnitts-Darstellung;
  • 3 schematisch eine geometrische Definition des auf die Projektionsrichtung bezogenen erfindungsgemäßen Unterschnitts in der erfindungsgemäßen Trägerstruktur;
  • 4 bis 10 jeweils ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsanordnung als schematische Querschnitts-Darstellung;
  • 11 bis 14 schematisch einen Verfahrensablauf zur Herstellung einer weiteren erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsanordnung;
  • 15 und 16 jeweils ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsanordnung;
  • 18 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Verfahrensablaufs zur Herstellung einer weiteren erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsanordnung als mikroskopische Aufnahmen; und
  • 19 und 20 jeweils ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsanordnung als mikroskopische Aufnahmen.
Further details and features of the present invention emerge from the following description of preferred embodiments, in particular in conjunction with the dependent claims. The respective features can be implemented alone or in combination with one another. The invention is not limited to the embodiments. The embodiments are shown schematically in the following figures. The same reference numbers in the figures designate the same or functionally identical elements or elements that correspond to one another in terms of their functions. In detail:
  • 1 and 2 each shows a preferred embodiment of a method according to the invention for producing an electrical line arrangement as a schematic cross-sectional representation;
  • 3 schematically a geometric definition of the undercut according to the invention related to the projection direction in the support structure according to the invention;
  • 4 to 10 each shows an embodiment of the electrical line arrangement according to the invention as a schematic cross-sectional representation;
  • 11 to 14 schematically shows a process sequence for producing a further electrical line arrangement according to the invention;
  • 15 and 16 each shows a preferred embodiment of the electrical line arrangement according to the invention;
  • 18 another embodiment of the process sequence for producing another electrical line arrangement according to the invention as microscopic images; and
  • 19 and 20 each show a further embodiment of the electrical line arrangement according to the invention as microscopic images.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

Die 1 und 2 zeigen, jeweils in Form einer schematischen Querschnitts-Darstellung, ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer elektrischen Leitungsanordnung. Hierbei stellen 1 schematisch Verfahrensschritt a) und 2 schematisch Verfahrensschritt b) dar. Die hierzu gewählten Darstellungen und die dabei verwendeten Formen, insbesondere für die Trägerstruktur 20, sind beispielhaft zu verstehen; gemäß fachmännischen Überlegungen sind eine Vielzahl anderer Anordnungen und Formen möglich.The 1 and 2 show, each in the form of a schematic cross-sectional representation, a preferred embodiment of a method according to the invention for producing an electrical line arrangement. 1 schematic process step a) and 2 schematically illustrates process step b). The representations chosen for this purpose and the shapes used, in particular for the support structure 20, are to be understood as examples; according to expert considerations, a large number of other arrangements and shapes are possible.

1 zeigt schematisch Verfahrensschritt a), welcher das Herstellen der Trägerstruktur 20 umfasst, wobei ein erster Teilbereich 120 der Trägerstruktur 20 mittels eines dreidimensionalen Strukturierungsverfahrens erzeugt wird, wobei ein zweiter Teilbereich 220 der Trägerstruktur 20 ein elektrisch isolierendes Material umfasst, und wobei die Trägerstruktur 20 Unterschnitte 20a, 20b, 20c, 20d bezüglich einer Projektionsrichtung 100 aufweist. Im skizzierten Fall sind die Teilbereiche 120, 220 identisch und bilden die Trägerstruktur 20. 1 schematically shows method step a), which comprises the production of the carrier structure 20, wherein a first partial region 120 of the carrier structure 20 is produced by means of a three-dimensional structuring process, wherein a second partial region 220 of the carrier structure 20 comprises an electrically insulating material, and wherein the carrier structure 20 has undercuts 20a, 20b, 20c, 20d with respect to a projection direction 100. In the case outlined, the partial regions 120, 220 are identical and form the carrier structure 20.

2 stellt schematisch Verfahrensschritt b) dar, welcher das Herstellen mindestens einer elektrischen Leitungsstruktur 1 durch Beschichten der Trägerstruktur 20 mit mindestens einem elektrisch leitfähigen Material entlang einer auf die Unterschnitte 20a, 20b, 20c, 20d ausgerichteten Projektionsrichtung 100 betrifft. Hierbei erfolgt das Beschichten der Trägerstruktur 20, einschließlich der von der Trägerstruktur 20 umfassten Unterschnitte 20a, 20b, 20c, 20d, aus der Projektionsrichtung 100. Die mit den in der Trägerstruktur 20 vorhandenen Unterschnitten 20a, 20b, 20c, 20d abgeschatteten Bereiche 30a, 30b, 30c, 30d ergeben sich aus der im Vorfeld bekannten definierten Projektionsrichtung 100 und sind von der räumlich gerichteten Beschichtung der Trägerstruktur 20 mittels des elektrisch leitfähigen Materials nicht oder nur unwesentlich betroffen. Die Formulierung „nur unwesentlich“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass Randbereiche der abgeschatteten Bereiche 30a, 30b, 30c, 30d, beispielsweise infolge einer nichtverschwindenden Divergenz 105 der von der Bedampfungsquelle ausgehenden Bedampfungsstrahlen um die festgelegt Projektionsrichtung 100, zwar von dem elektrisch leitfähigen Material bedeckt werden können, dass aber immer noch eine vom elektrisch leitfähigen Material unbedeckte Freifläche 30a, 30b, 30c, 30d verbleibt, die zu einer elektrischen Isolation der elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c in der skizzierten Querschnittsfläche der Leitungsstruktur 1 führt. 2 schematically represents method step b), which relates to the production of at least one electrical line structure 1 by coating the carrier structure 20 with at least one electrically conductive material along a projection direction 100 aligned with the undercuts 20a, 20b, 20c, 20d. In this case, the coating of the carrier structure 20, including the undercuts 20a, 20b, 20c, 20d encompassed by the carrier structure 20, takes place from the projection direction 100. The areas 30a, 30b, 30c, 30d shaded by the undercuts 20a, 20b, 20c, 20d present in the carrier structure 20 result from the defined projection direction 100 known in advance and are not or only insignificantly affected by the spatially directed coating of the carrier structure 20 by means of the electrically conductive material. The wording “only insignificantly” means in this context that edge regions of the shaded regions 30a, 30b, 30c, 30d can be covered by the electrically conductive material, for example as a result of a non-vanishing divergence 105 of the vapor deposition beams emanating from the vapor deposition source around the defined projection direction 100, but that an open area 30a, 30b, 30c, 30d uncovered by the electrically conductive material still remains, which leads to an electrical insulation of the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c in the outlined cross-sectional area of the line structure 1.

Wie in 2 schematisch dargestellt, bilden sich auf der Oberfläche der Trägerstruktur 20 durch die Beschichtung mit dem elektrisch leitfähigen Material innerhalb einer Querschnittsebene mehrere, voneinander isolierte elektrisch leitende Strukturen 10a, 10b, 10c sowie weitere elektrisch leitfähige Strukturen 11a, 11b aus. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 2 liegen drei elektrisch leitende Strukturen 10a, 10b, 10c auf einer gemeinsamen Höhe und weisen jeweils eine Form aus, die durch die dreidimensionale Form der Oberfläche der Trägerstruktur 20 vorgegeben ist. Durch die von der Trägerstruktur 20 umfassten Unterschnitte 20a, 20b, 20c, 20d bilden sich durch die Beschichtung der Oberfläche der Trägerstruktur 20 mit dem elektrisch leitfähigen Material auf der Oberfläche der Trägerstruktur 20 in Bezug zur Projektionsrichtung 100 weiterhin Freiflächen 30a, 30b, 30c, 30d aus. Die Freiflächen 30a, 30b, 30c, 30d isolieren die elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c jeweils voneinander und sind ferner dazu eingerichtet, dass die elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c von den weiteren elektrisch leitfähigen Strukturen 11a, 11b, die sich während der Durchführung des Verfahrensschritts b) in den Vertiefungen der Trägerstruktur 20 zwangsweise ausgebildet haben, innerhalb einer Querschnittsebene elektrisch isoliert verbleiben. Durch eine entsprechende Formgebung der Trägerstruktur 20 kann eine Konfiguration erreicht werden, in der die weiteren elektrisch leitfähigen Strukturen 11a, 11b so weit von den elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c entfernt sind, dass ein durch die elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c geführtes elektrisches Signal nicht mit den weiteren elektrisch leitfähigen Strukturen 11a, 11b in Wechselwirkung tritt, siehe auch 6 und die zugehörige Beschreibung. In diesem Fall bilden die drei elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c die gewünschte elektrische Leitungsstruktur 1 aus. Die elektrische Leitungsstruktur 1 bildet zusammen mit der Trägerstruktur 20 und den hier vorhandenen Freiflächen 30a, 30b, 30c, 30d die elektrische Leitungsanordnung.As in 2 As shown schematically, several electrically conductive structures 10a, 10b, 10c, which are insulated from one another, and further electrically conductive structures 11a, 11b are formed on the surface of the carrier structure 20 by the coating with the electrically conductive material within a cross-sectional plane. In the present embodiment according to 2 Three electrically conductive structures 10a, 10b, 10c are located at a common height and each have a shape that is predetermined by the three-dimensional shape of the surface of the carrier structure 20. Due to the undercuts 20a, 20b, 20c, 20d encompassed by the carrier structure 20, open areas 30a, 30b, 30c, 30d are also formed on the surface of the carrier structure 20 in relation to the projection direction 100 by coating the surface of the carrier structure 20 with the electrically conductive material. The free surfaces 30a, 30b, 30c, 30d insulate the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c from each other and are further designed so that the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c remain electrically insulated within a cross-sectional plane from the further electrically conductive structures 11a, 11b, which have inevitably formed in the recesses of the carrier structure 20 during the implementation of method step b). By appropriately shaping the carrier structure 20, a configuration can be achieved in which the further electrically conductive structures 11a, 11b are so far away from the electrically conductive structures ren 10a, 10b, 10c are removed so that an electrical signal guided through the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c does not interact with the other electrically conductive structures 11a, 11b, see also 6 and the associated description. In this case, the three electrically conductive structures 10a, 10b, 10c form the desired electrical line structure 1. The electrical line structure 1, together with the support structure 20 and the free areas 30a, 30b, 30c, 30d present here, forms the electrical line arrangement.

3 zeigt schematisch die erfindungsgemäße Definition der Projektionsrichtung p 100 sowie des hierauf bezogenen erfindungsgemäßen Unterschnitts 20a und des zugehörigen abgeschatteten Bereichs 30a in der erfindungsgemäßen Trägerstruktur 20. Im skizzierten Fall sind die beiden Teilbereiche 120, 220 identisch und bilden die Trägerstruktur 20. Der abgeschattete Bereich 30a umfasst dabei die Gesamtheit aller Punkte P 1015 auf der Oberfläche der Trägerstruktur 20, für die eine vom Punkt P 1015 ausgehende und entgegen der Projektionsrichtung p 100 orientierte Halbgerade g 1016 die Trägerstruktur 20 durchschneidet. Die Gesamtheit der im Innern der Trägerstruktur 20 liegenden Abschnitte 1030 aller solcher Halbgeraden g 1016 definiert den als Überhang 1020 bezeichneten Teilbereich der Trägerstruktur 20. Der Überhang 1020 definiert einen abgeschatteten Bereich 1040 - dieser umfasst die Gesamtheit der außerhalb der Trägerstruktur 20 liegenden Verbindungslinien PP' 1031 der Punkte P 1015 mit dem entgegen der Projektionsrichtung p 100 nächstliegenden Eintrittspunkt P' der zugehörigen Halbgeraden g 1016 in die Trägerstruktur 20. 3 shows schematically the inventive definition of the projection direction p 100 as well as the inventive undercut 20a related thereto and the associated shaded region 30a in the carrier structure 20 according to the invention. In the case outlined, the two partial regions 120, 220 are identical and form the carrier structure 20. The shaded region 30a comprises the totality of all points P 1015 on the surface of the carrier structure 20 for which a half-line g 1016 starting from the point P 1015 and oriented opposite to the projection direction p 100 cuts through the carrier structure 20. The totality of the sections 1030 of all such half-lines g 1016 located inside the support structure 20 defines the partial area of the support structure 20 referred to as overhang 1020. The overhang 1020 defines a shaded area 1040 - this includes the totality of the connecting lines PP' 1031 of the points P 1015 located outside the support structure 20 with the entry point P' of the associated half-lines g 1016 into the support structure 20 that is closest to the projection direction p 100.

4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsanordnung in Form einer schematischen Querschnitts-Darstellung, in welchem die Trägerstruktur 20 ein Substrat 40 umfasst. Die ersten Teilbereiche 120 der Trägerstruktur werden mittels eines dreidimensionalen Strukturierungsverfahrens aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt. Als Substrat 40 wird ein elektrisch isolierendes Trägermaterial verwendet, welches nicht in demselben Herstellungsprozess wie die ersten Teilbereiche 120 der Trägerstruktur 20 hergestellt wird. Der elektrisch isolierende zweite Teilbereich 220 der Trägerstruktur 20 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel sowohl das Substrat 40 als auch die ersten Teilbereiche 120 der Trägerstruktur 20, die mittels des dreidimensionalen Strukturierungsverfahrens hergestellt werden. Die Trägerstruktur 20 wird - analog zur Darstellung in 2 - in Bezug auf die Projektionsrichtung 100 mit mindestens einem elektrisch leitenden Material beschichtet. Durch die Beschichtung bilden sich - ebenfalls analog zu 2 - die voneinander isolierten elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c sowie die weiteren elektrisch leitfähigen Strukturen 11a, 11b aus. Im Unterschied zur Darstellung gemäß 2 sind die weiteren elektrisch leitfähigen Strukturen 11a, 11b und die Freiflächen 30a, 30b, 30c, 30d hier jedoch auf der Oberfläche des Substrats 40 und nicht (oder nicht ausschließlich; hier nicht dargestellt) auf der Oberfläche des durch ein dreidimensionales Strukturierungsverfahren hergestellten ersten Teilbereichs 120 der Trägerstruktur 20 angeordnet. 4 shows an embodiment of the electrical line arrangement according to the invention in the form of a schematic cross-sectional representation, in which the carrier structure 20 comprises a substrate 40. The first partial areas 120 of the carrier structure are produced from an electrically insulating material by means of a three-dimensional structuring process. An electrically insulating carrier material is used as the substrate 40, which is not produced in the same production process as the first partial areas 120 of the carrier structure 20. The electrically insulating second partial area 220 of the carrier structure 20 in this embodiment comprises both the substrate 40 and the first partial areas 120 of the carrier structure 20, which are produced by means of the three-dimensional structuring process. The carrier structure 20 is - analogous to the representation in 2 - coated with at least one electrically conductive material in relation to the projection direction 100. The coating forms - also analogous to 2 - the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c which are isolated from each other and the further electrically conductive structures 11a, 11b. In contrast to the representation according to 2 However, the further electrically conductive structures 11a, 11b and the free surfaces 30a, 30b, 30c, 30d are arranged here on the surface of the substrate 40 and not (or not exclusively; not shown here) on the surface of the first partial region 120 of the carrier structure 20 produced by a three-dimensional structuring process.

5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsanordnung in Form einer schematischen Querschnitts-Darstellung, in welchem auf die Trägerstruktur 20, die die elektrische Leitungsstruktur 1 ausbildenden elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c sowie die weiteren elektrisch leitenden Strukturen 11a, 11b eine isotrope Beschichtung mit einem inerten Schutzmaterial 26 aufgebracht ist. Die Herstellung der beispielhaft in 5 skizzierten Leitungsanordnung kann hierbei analog zum in 1 und 2 beschriebenen Ablauf erfolgen. In der in 5 dargestellten Ausführung sind die beiden Teilbereiche 120, 220 identisch und bilden die Trägerstruktur 20. Nach der Herstellung kann das inerte Schutzmaterial 26 durch einen isotropen Prozess aufgebracht werden, bei dem eine allseitige Beschichtung der Struktur erfolgt. Das inerte Schutzmaterial 26 kann beispielsweise dafür eingerichtet sein, eine Oxidation der Metallbereiche 10a, 10b, 10c, 11a, 11b zu verhindern. 5 shows a further embodiment of the electrical line arrangement according to the invention in the form of a schematic cross-sectional representation, in which an isotropic coating with an inert protective material 26 is applied to the carrier structure 20, the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c forming the electrical line structure 1 and the further electrically conductive structures 11a, 11b. The production of the exemplary in 5 The line arrangement outlined can be used analogously to the 1 and 2 described procedure. In the 5 In the embodiment shown, the two partial areas 120, 220 are identical and form the support structure 20. After production, the inert protective material 26 can be applied by an isotropic process in which the structure is coated on all sides. The inert protective material 26 can, for example, be designed to prevent oxidation of the metal areas 10a, 10b, 10c, 11a, 11b.

6 zeigt schematisch den Querschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsanordnung, welche mit dem vorliegenden Verfahren hergestellt werden kann. In der in 6 dargestellten Ausführung sind die beiden Teilbereiche 120, 220 identisch und bilden die Trägerstruktur 20. Die elektrische Leitungsstruktur 1 gemäß 6 bildet eine Koplanarleitung aus, welche die drei elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c umfasst, die in allen Querschnittsebenen entlang der Leitungsstruktur 1 jeweils elektrisch voneinander isoliert sind, wobei hier die beiden elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10c auf demselben Potential liegen können, beispielsweise im Fall einer sogenannten „Ground-Signal-Ground“-Konfiguration. Um bei der gerichteten Beschichtung der Oberfläche der Trägerstruktur 20 entlang der Projektionsrichtung 100 auch hier keine Kurzschlüsse zwischen den entstehenden elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c sowie den weiteren elektrisch leitfähigen Strukturen 11a, 11b zuzulassen, verfügen in die Trägerstruktur 20 zwischen den zu beschichtenden Bereichen eingebrachte Schlitze über die Unterschnitte 20a, 20b, 20c, 20d, die dazu eingerichtet sind, die zur Isolation vorgesehenen Freiflächen 30a, 30b, 30c, 30d bereitzustellen. Die Unterschnitte 20a, 20b, 20c, 20d in der Trägerstruktur 20 werden im vorliegenden Ausführungsbeispiel so tief ausgelegt, dass die Signalführung in der gewünschten elektrischen Leitungsstruktur 1, welche die elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c umfasst, von den zwangsweise weiterhin auf der Trägerstruktur 20 anfallenden elektrisch leitfähigen Strukturen 11a, 11b nicht beeinflusst werden kann. Dies wird in 6 anhand von Feldlinien eines elektrischen Feldes 80 angedeutet, deren Verlauf von den weiteren elektrisch leitfähigen Strukturen 11a, 11b insbesondere aufgrund eines ausreichenden Abstands nicht beeinträchtigt wird. Die als „Nebenprodukt“ erzeugten weiteren elektrisch leitfähigen Strukturen 11a, 11b können in diesem Ausführungsbeispiel somit an ihrer Stelle auf der Oberfläche der Trägerstruktur 20 (oder alternativ auf der Oberfläche des Substrats 40; hier nicht dargestellt) verbleiben und müssen daher nicht entfernt werden. 6 shows schematically the cross section of another electrical line arrangement according to the invention, which can be produced using the present method. In the 6 In the embodiment shown, the two sections 120, 220 are identical and form the support structure 20. The electrical line structure 1 according to 6 forms a coplanar line which comprises the three electrically conductive structures 10a, 10b, 10c, which are each electrically insulated from one another in all cross-sectional planes along the line structure 1, wherein the two electrically conductive structures 10a, 10c can be at the same potential, for example in the case of a so-called "ground-signal-ground" configuration. In order to prevent short circuits between the resulting electrically conductive structures 10a, 10b, 10c and the other electrically conductive structures 11a, 11b during the directed coating of the surface of the carrier structure 20 along the projection direction 100, slots made in the carrier structure 20 between the areas to be coated have the undercuts 20a, 20b, 20c, 20d, which are designed to provide the open spaces 30a, 30b, 30c, 30d intended for insulation. The undercuts 20a, 20b, 20c, 20d in the In the present embodiment, the support structure 20 is designed to be so deep that the signal routing in the desired electrical line structure 1, which comprises the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c, cannot be influenced by the electrically conductive structures 11a, 11b that inevitably continue to occur on the support structure 20. This is explained in 6 indicated by field lines of an electric field 80, the course of which is not affected by the further electrically conductive structures 11a, 11b, in particular due to a sufficient distance. The further electrically conductive structures 11a, 11b produced as a "by-product" can thus remain in place on the surface of the carrier structure 20 (or alternatively on the surface of the substrate 40; not shown here) in this exemplary embodiment and therefore do not have to be removed.

7 zeigt schematisch den Querschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsanordnung, welche ebenfalls mit dem vorliegenden Verfahren hergestellt werden kann. In der in 7 dargestellten Ausführung sind die beiden Teilbereiche 120, 220 identisch und bilden die Trägerstruktur 20. Hierbei ist die elektrische Leitungsstruktur 1 in Form eines elektrischen Leitungskopplers ausgeführt. Die elektrische Leitungsstruktur 1 in Form des elektrischen Leitungskopplers umfasst die drei elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c, wobei zwei der elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10c in allen Querschnittsebenen entlang der Leitungsstruktur 1 elektrisch voneinander isoliert sind und auf voneinander verschiedenen elektrischen Potentialen liegen. Der Abstand der beiden elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10c ist so gewählt, dass sich eine Überkopplung des elektrischen Felds 80 von der einen elektrisch leitenden Struktur 10a auf die andere elektrisch leitende Struktur 10c (oder umgekehrt) über die dritte elektrisch leitende Struktur 10b, welche sich in einem, in 7 schematisch dargestellten Einschnitt in der Trägerstruktur 20 befindet, einstellen lässt. Eine Breite der dritten elektrisch leitenden Struktur 10b wird hierbei mittels den in die Trägerstruktur 20 eingefügten Unterschnitten 20b, 20c, die als Abschattungsstrukturen in Bezug auf die Projektionsrichtung 100 ausgeführt sind, und den durch diese Abschattungsstrukturen festgelegten Freiflächen 30b, 30c bestimmt. Diese Ausführung ist insbesondere im Falle einer starken Überkopplung vorteilhaft, wofür geringe Abstände zwischen den beiden elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10c erforderlich sind, welche unter Verwendung planarer Lithographieverfahren mit begrenzter lateraler Auflösung schwerer herzustellen sind. Mittels der dritten elektrisch leitenden Struktur 10b, die durch die Beschichtung des elektrisch leitfähigen Materials herstellbar ist, kann die Stärke der Überkopplung bei gleichbleibendem Abstand erhöht werden. Eine unerwünschte Beeinflussung der elektrischen Leitungsstruktur 1 durch die als „Nebenprodukt“ erzeugten weiteren elektrisch leitfähigen Strukturen 11a, 11b an den beiden Außenseiten der Trägerstruktur 20 kann durch die weiteren, in die Trägerstruktur 20 eingefügten Unterschnitte 20a, 20d verhindert werden. Diese beiden Unterschnitte 20a, 20d sind im Ausführungsbeispiel gemäß 7 tiefer als die Unterschnitte 20b, 20c, weshalb die aufgrund der festgelegten Freiflächen 30a, 30d festgelegten weiteren elektrisch leitfähigen Strukturen 11a, 11b einen größeren Abstand zu den elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10c der elektrischen Leitungsstruktur 1 aufweisen. Somit kann ein Überkoppeln des elektrischen Feldes 80 von der elektrischen Leitungsstruktur 1 auf die weiteren elektrisch leitenden Strukturen 11a, 11b verhindert werden. 7 shows schematically the cross section of another electrical line arrangement according to the invention, which can also be produced using the present method. In the 7 In the embodiment shown, the two sub-areas 120, 220 are identical and form the carrier structure 20. Here, the electrical line structure 1 is designed in the form of an electrical line coupler. The electrical line structure 1 in the form of the electrical line coupler comprises the three electrically conductive structures 10a, 10b, 10c, wherein two of the electrically conductive structures 10a, 10c are electrically insulated from one another in all cross-sectional planes along the line structure 1 and are at different electrical potentials from one another. The distance between the two electrically conductive structures 10a, 10c is selected such that a coupling of the electrical field 80 from one electrically conductive structure 10a to the other electrically conductive structure 10c (or vice versa) via the third electrically conductive structure 10b, which is located in a 7 schematically illustrated incision in the carrier structure 20. A width of the third electrically conductive structure 10b is determined by means of the undercuts 20b, 20c inserted into the carrier structure 20, which are designed as shading structures with respect to the projection direction 100, and the free areas 30b, 30c defined by these shading structures. This design is particularly advantageous in the case of strong overcoupling, for which small distances between the two electrically conductive structures 10a, 10c are required, which are more difficult to produce using planar lithography processes with limited lateral resolution. By means of the third electrically conductive structure 10b, which can be produced by coating the electrically conductive material, the strength of the overcoupling can be increased while maintaining the same distance. An undesirable influence on the electrical line structure 1 by the further electrically conductive structures 11a, 11b produced as a “by-product” on the two outer sides of the carrier structure 20 can be prevented by the further undercuts 20a, 20d inserted into the carrier structure 20. These two undercuts 20a, 20d are in the embodiment according to 7 deeper than the undercuts 20b, 20c, which is why the further electrically conductive structures 11a, 11b defined on the basis of the defined free areas 30a, 30d have a greater distance from the electrically conductive structures 10a, 10c of the electrical line structure 1. In this way, overcoupling of the electrical field 80 from the electrical line structure 1 to the further electrically conductive structures 11a, 11b can be prevented.

8 zeigt schematisch den Querschnitt einer weiteren erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsanordnung, welche ebenfalls mit dem vorliegenden Verfahren hergestellt werden kann. In der in 8 dargestellten Ausführung sind die beiden Teilbereiche 120, 220 identisch und bilden die Trägerstruktur 20. Hierbei ist die elektrische Leitungsstruktur 1 in Form einer elektrischen Interdigitalkapazität ausgeführt. Die elektrische Leitungsstruktur 1 in Form der elektrischen Interdigitalkapazität umfasst beispielhaft die sieben elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, wobei diese im Wesentlichen abwechselnd in zwei unterschiedlichen, parallel zueinander verlaufenden Ebenen 35, 36 angeordnet sind, und wobei diese auf unterschiedlichen Potentialen liegen können. Die vier elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10c, 10e, 10g liegen beispielsweise in einer durch Vertiefungen in der Trägerstruktur 20 definierten gemeinsamen ersten Ebene 35, während die verbleibenden drei elektrisch leitenden Strukturen 10b, 10d, 10f in einer zweiten Ebene 36 liegen, die durch Stege zwischen den Vertiefungen definiert wird. Zur Herstellung der elektrischen Leitungsanordnung 1 sind in die Trägerstruktur 20 Unterschnitte 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f bezüglich der Projektionsrichtung 100 eingebracht, welche mittels der Freiflächen 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f für eine elektrische Isolation der auf den beiden unterschiedlichen Ebenen 35, 36 aufgebrachten elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g sorgen. Im skizzierten Fall weist der Fluss der von der Bedampfungsquelle ausgehenden Bedampfungsstrahlen eine Divergenz 105 um die festgelegt Projektionsrichtung 100 am Ort der zu beschichtenden Trägerstruktur 20 auf, weshalb die Breite der in der ersten Ebene 35 erzeugten streifenförmigen elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10c, 10e, 10g erhöht ist, so dass diese in einer Projektion entlang der Projektionsrichtung 100 mit den in der zweiten Ebene 36 liegenden elektrisch leitenden Strukturen 10b, 10d, 10f überlappen. Dies kann insbesondere zur Erhöhung der elektrischen Kapazität zwischen den Strukturen auf den beiden Ebenen 35, 36 beitragen. Die in einer gemeinsamen Ebene 35, 36 liegenden elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10c, 10e, 10g bzw. 10b, 10d, 10f können in einer weiteren Querschnittsebene der elektrischen Leitungsstruktur 1 elektrisch untereinander verbunden werden und somit eine gemeinsame elektrische Zuleitung ausbilden. 8th shows schematically the cross section of another electrical line arrangement according to the invention, which can also be produced using the present method. In the 8th In the embodiment shown, the two sub-areas 120, 220 are identical and form the carrier structure 20. Here, the electrical line structure 1 is designed in the form of an electrical interdigital capacitance. The electrical line structure 1 in the form of the electrical interdigital capacitance comprises, for example, the seven electrically conductive structures 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g, which are arranged essentially alternately in two different planes 35, 36 running parallel to one another, and which can be at different potentials. The four electrically conductive structures 10a, 10c, 10e, 10g lie, for example, in a common first plane 35 defined by depressions in the carrier structure 20, while the remaining three electrically conductive structures 10b, 10d, 10f lie in a second plane 36 which is defined by webs between the depressions. To produce the electrical line arrangement 1, undercuts 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f are introduced into the carrier structure 20 with respect to the projection direction 100, which, by means of the free surfaces 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f, ensure electrical insulation of the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g applied to the two different levels 35, 36. In the case outlined, the flow of the vapor deposition beams emanating from the vapor deposition source has a divergence 105 around the defined projection direction 100 at the location of the carrier structure 20 to be coated, which is why the width of the strip-shaped electrically conductive structures 10a, 10c, 10e, 10g produced in the first plane 35 is increased, so that they overlap in a projection along the projection direction 100 with the electrically conductive structures 10b, 10d, 10f located in the second plane 36. This can be used in particular to increase the electrical capacitance between the structures on the two planes 35, 36. The electrically conductive structures 10a, 10c, 10e, 10g and 10b, 10d, 10f lying in a common plane 35, 36 can be electrically connected to one another in a further cross-sectional plane of the electrical line structure 1 and thus form a common electrical supply line.

9 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsanordnung in Form einer schematischen Querschnitts-Darstellung, in welchem die Trägerstruktur 20 ein Substrat 40 umfasst, welches einen oberen elektrisch leitfähigen Teilbereich 320 und einen unteren elektrisch isolierenden zweiten Teilbereich 220 umfasst. Die ersten Teilbereiche 120 der Trägerstruktur 20 werden mittels eines dreidimensionalen Strukturierungsverfahrens aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt. Der elektrisch isolierende zweite Teilbereich 220 der Trägerstruktur 20 besteht in diesem Fall aus mehreren Elementen und umfasst sowohl den unteren zweiten Teilbereich 220 des Substrats 40 als auch alle ersten Teilbereiche 120 der Trägerstruktur 20, die mittels des dreidimensionalen Strukturierungsverfahrens hergestellt werden. Die Trägerstruktur 20 wird - analog zur Darstellung in 4 - in Bezug auf die Projektionsrichtung 100 mit dem mindestens einen elektrisch leitenden Material beschichtet. Durch die Beschichtung bilden sich - ebenfalls analog zu 4 - die voneinander isolierten elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c sowie die weiteren elektrisch leitfähigen Strukturen 11a, 11b aus. Im Unterschied zur Darstellung gemäß 4 können auf dem Substrat 40 allerdings weitere erste Teilbereiche 120 der Trägerstruktur 20 mittels eines dreidimensionalen Strukturierungsverfahrens derart hergestellt werden, dass bei der Beschichtung eine Durchkontaktierung 15 zwischen mindestens einer der elektrisch leitfähigen Strukturen 10a, 10c und mindestens einer weiteren in der Anordnung vorhandenen leifähigen Struktur mittels des elektrisch leitfähigen Teilbereichs 320 des Substrats 40 erzeugt wird. Dies kann beispielsweise über entsprechende Rampenstrukturen in dem mittels des dreidimensionalen Strukturierungsverfahrens hergestellten ersten Teilbereichs 120 erreicht werden. 9 shows an embodiment of the electrical line arrangement according to the invention in the form of a schematic cross-sectional representation, in which the carrier structure 20 comprises a substrate 40, which comprises an upper electrically conductive partial region 320 and a lower electrically insulating second partial region 220. The first partial regions 120 of the carrier structure 20 are produced from an electrically insulating material by means of a three-dimensional structuring process. The electrically insulating second partial region 220 of the carrier structure 20 consists in this case of several elements and comprises both the lower second partial region 220 of the substrate 40 and all first partial regions 120 of the carrier structure 20, which are produced by means of the three-dimensional structuring process. The carrier structure 20 is - analogous to the representation in 4 - coated with the at least one electrically conductive material in relation to the projection direction 100. The coating forms - also analogous to 4 - the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c which are isolated from each other and the further electrically conductive structures 11a, 11b. In contrast to the representation according to 4 However, further first partial regions 120 of the carrier structure 20 can be produced on the substrate 40 by means of a three-dimensional structuring process in such a way that during the coating a through-connection 15 is produced between at least one of the electrically conductive structures 10a, 10c and at least one further conductive structure present in the arrangement by means of the electrically conductive partial region 320 of the substrate 40. This can be achieved, for example, via corresponding ramp structures in the first partial region 120 produced by means of the three-dimensional structuring process.

10 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsanordnung in Form einer schematischen Querschnitts-Darstellung, wobei die Trägerstruktur 20 ein elektrisch leitendes oder isolierendes Substrat 40, einen darauf aufgebrachten durch ein dreidimensionales Strukturierungsverfahren erzeugten ersten Teilbereich 120 sowie eine das Substrat 40 und den ersten Teilbereich 120 im Wesentlichen homogen umgebende isolierende Beschichtung 25 umfasst, wobei die isolierende Beschichtung 25 den isolierenden zweiten Teilbereich 220 der Trägerstruktur 20 ausbildet und beispielsweise durch ein isotropes Beschichtungsverfahren aufgebracht wird. In diesem Fall sind die beiden Teilbereiche 120, 220 also disjunkt, d.h. überschneidungsfrei. Die gezeigte Trägerstruktur 20 kann anschließend - analog zu 2 - mit mindestens einem elektrisch leitfähigen Material entlang der Projektionsrichtung 100 beschichtet werden, um die elektrische Leitungsstruktur 1 bestehend aus der elektrisch leitfähigen Struktur 10a auszubilden. Im Unterschied zur Darstellung gemäß 2 sind die weiteren elektrisch leitfähigen Strukturen 11a, 11b und die Freiflächen 30a, 30b hier jedoch auf der Oberfläche der isolierenden Beschichtung 25 und nicht auf der Oberfläche des durch ein dreidimensionales Strukturierungsverfahren hergestellten ersten Teilbereichs 120 der Trägerstruktur 20 angeordnet. 10 shows an embodiment of the electrical line arrangement according to the invention in the form of a schematic cross-sectional representation, wherein the carrier structure 20 comprises an electrically conductive or insulating substrate 40, a first partial area 120 applied thereon and produced by a three-dimensional structuring process, and an insulating coating 25 that essentially homogeneously surrounds the substrate 40 and the first partial area 120, wherein the insulating coating 25 forms the insulating second partial area 220 of the carrier structure 20 and is applied, for example, by an isotropic coating process. In this case, the two partial areas 120, 220 are therefore disjoint, ie they do not overlap. The carrier structure 20 shown can then - analogously to 2 - coated with at least one electrically conductive material along the projection direction 100 in order to form the electrical line structure 1 consisting of the electrically conductive structure 10a. In contrast to the representation according to 2 However, the further electrically conductive structures 11a, 11b and the open areas 30a, 30b are arranged here on the surface of the insulating coating 25 and not on the surface of the first partial region 120 of the carrier structure 20 produced by a three-dimensional structuring process.

In einer besonderen Ausführung (nicht dargestellt) können die elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c, usw. sowie die weiteren elektrisch leitfähigen Strukturen 11a, 11b, usw. der in den 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9 und 10 schematisch dargestellten elektrischen Leitungsstrukturen 1 entlang der Ausbreitungsrichtung des elektromagnetischen Signals, die in den skizzierten Fällen im Wesentlichen senkrecht zur jeweiligen Zeichenebene verläuft, im Querschnitt variieren und/oder einer nicht-planaren Trajektorie folgen. Diese nicht-planare Trajektorie kann durch eine entsprechende nicht-planare Form der Trägerstruktur 20 vorgegeben sein, wobei insbesondere die erfindungsgemäße Verwendung eines dreidimensionalen Strukturierungsverfahrens neue Freiräume für Ausführungsformen eröffnet. In einer weiteren Ausführung kann das in der Trägerstruktur 20 enthaltene Substrat 40 ebenfalls eine nicht-planare Form aufweisen, durch die die Trajektorie des Leitungsverlaufes definiert oder maßgeblich beeinflusst wird. Darüber hinaus kann sich beispielsweise ein Querschnitt der elektrischen Leitungsstruktur 1 entlang der Ausbreitungsrichtung der elektromagnetischen Welle ändern. Damit lässt sich lokal eine Leitungsimpedanz entsprechend des sich verändernden Querschnittes anpassen oder beidseitig angepasste Leitungsübergänge 60a, 61a in elektrischen Verbindungselementen erzeugen. Alternativ können damit bestimmte, durch die jeweilige Form der elektrischen Leitungsstruktur 1 definierte Bauelemente, insbesondere mit kapazitiver, resistiver oder induktiver Wirkung, erzeugt werden.In a special embodiment (not shown), the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c, etc. as well as the other electrically conductive structures 11a, 11b, etc. of the 2 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8th , 9 and 10 schematically illustrated electrical line structures 1 vary in cross-section and/or follow a non-planar trajectory along the direction of propagation of the electromagnetic signal, which in the cases outlined runs essentially perpendicular to the respective drawing plane. This non-planar trajectory can be predetermined by a corresponding non-planar shape of the carrier structure 20, wherein in particular the use of a three-dimensional structuring method according to the invention opens up new scope for embodiments. In a further embodiment, the substrate 40 contained in the carrier structure 20 can also have a non-planar shape, by which the trajectory of the line course is defined or significantly influenced. In addition, for example, a cross-section of the electrical line structure 1 can change along the direction of propagation of the electromagnetic wave. This makes it possible to locally adapt a line impedance in accordance with the changing cross-section or to create line transitions 60a, 61a adapted on both sides in electrical connecting elements. Alternatively, certain components defined by the respective shape of the electrical conductor structure 1, in particular with a capacitive, resistive or inductive effect, can be produced.

Die 11 bis 14 zeigen schematisch einen Verfahrensablauf zur Herstellung einer weiteren erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsanordnung, die als nicht-planares elektrisches Verbindungselement zwischen den zwei gesonderten Substraten 40, 41 ausgeführt ist, gemäß dem hierin beschriebenen Herstellungsverfahren unter Verwendung von zusätzlichen Abschattungsstrukturen 70, 71. The 11 to 14 show schematically a method sequence for producing a further electrical line arrangement according to the invention, which is designed as a non-planar electrical connection element between the two separate substrates 40, 41, according to the manufacturing method described herein using additional shading structures 70, 71.

11 zeigt schematisch eine Ausgangssituation, in welcher die beiden isolierenden Substrate 40, 41 ungefähr gegeneinander ausgerichtet sind. Jedes der beiden Substrate 40, 41 umfasst bereits vorhandene Leitungsstrukturen 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c, hier beispielhaft als konventionelle Koplanarleitung skizziert, wobei die Leitungsstrukturen zuvor, mittels des hierin beschriebenen Verfahrens und/oder mittels konventioneller Fertigungsmethoden hergestellt wurden. Die Koplanarleitungen umfassen jeweils drei elektrisch leitende Strukturen, die in allen Querschnittsebenen entlang der Leitungsstruktur jeweils elektrisch voneinander isoliert sind, wobei die beiden bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50c; 51a, 51c jeweils auf demselben Potential liegen. 11 shows a schematic of an initial situation in which the two insulating substrates 40, 41 are approximately aligned with one another. Each of the two substrates 40, 41 comprises existing line structures 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c, sketched here as an example as a conventional coplanar line, wherein the line structures were previously produced using the method described here and/or using conventional manufacturing methods. The coplanar lines each comprise three electrically conductive structures which are electrically insulated from one another in all cross-sectional planes along the line structure, wherein the two existing electrically conductive structures 50a, 50c; 51a, 51c are each at the same potential.

12 zeigt schematisch einen ersten Verfahrensschritt, gemäß dem das Herstellen des ersten Teilbereichs 120 der Trägerstruktur 20 mittels eines dreidimensionalen Strukturierungsverfahrens aus einem elektrisch isolierenden Material erfolgt. Der erste Teilbereich 120 der Trägerstruktur 20 bildet in dieser Ausführung eine Verbindung zwischen den konventionellen Koplanarleitungen aus und überbrückt hierbei mindestens einen möglicherweise vorhandenen Spalt zwischen den beiden Substraten 40, 41. 12 shows schematically a first method step, according to which the first partial region 120 of the carrier structure 20 is produced using a three-dimensional structuring process from an electrically insulating material. In this embodiment, the first partial region 120 of the carrier structure 20 forms a connection between the conventional coplanar lines and bridges at least one gap that may be present between the two substrates 40, 41.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines dreidimensionalen Strukturierungsverfahrens wird es bei den in den 11 bis 14 gezeigten Strukturen insbesondere möglich, die Geometrie des ersten Teilbereichs 120 der Trägerstruktur 20 an die nicht immer präzise kontrollierbare Positionierung der beiden Substrate 40, 41 anzupassen. So ist es insbesondere möglich, diese Substrate 40, 41 zunächst mit einem kostengünstigen Verfahren mit vergleichsweise großen Positionierungstoleranzen zu montieren, dann die genaue Position der zu verbindenden Enden der vorhandenen Leitungsstrukturen 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c zu erfassen, und auf Basis dieser Information den durch das 3D-Mikrostrukturierungsverfahren herzustellenden ersten Teilbereich 120 der Trägerstruktur 20 zu entwerfen. Der an die Position der zu verbindenden Leitungsenden angepasste erste Teilbereich 120 lässt sich dann mit hoher Präzision auf den Substraten 40, 41 realisieren und so ein genau definierter, beispielsweise breitbandiger und/oder verlustarmer elektrischer Leitungsübergang 60a, 60b, 60c; 61a, 61b, 61c zwischen den vorhandenen Leitungsstrukturen 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c erreichen. Zur präzisen Erfassung der Position der zu verbindenden Enden der vorhandenen Leitungsstrukturen 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c und zur präzisen Ausrichtung des an die Position der zu verbindenden Leitungsenden angepassten ersten Teilbereichs 120 auf den Substraten 40, 41 kann das zur Umsetzung des 3D-Mikrostrukturierungsverfahrens verwendete Gerät über zusätzliche Bilderfassungsfunktionen verfügen, mit denen sich beispielsweise Marker oder Strukturelemente auf den Substraten 40, 41 präzise erfassen lassen. Im Falle von Zweiphotonen-Lithographieverfahren können derartige Funktionen beispielsweise auf kamerabasierten 2D- oder 3D-Bildgebungsverfahren oder auf Scanverfahren, beispielsweise nach dem Prinzip der Konfokalmikroskopie, beruhen. Die Präzision, mit der sich Strukturen auf den Substraten 40, 41 erfassen und entsprechende erste Teilbereiche 120 auf diesen Substraten 40, 41 platzieren lassen, ist bevorzugt besser als 100 µm, besonders bevorzugt besser als 10 µm, insbesondere bevorzugt besser als 1 µm, 300 nm, oder 100 nm.By using a three-dimensional structuring process according to the invention, it is possible to 11 to 14 shown structures, it is particularly possible to adapt the geometry of the first partial region 120 of the carrier structure 20 to the positioning of the two substrates 40, 41, which cannot always be precisely controlled. In particular, it is thus possible to first assemble these substrates 40, 41 using a cost-effective method with comparatively large positioning tolerances, then to determine the exact position of the ends of the existing line structures 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c that are to be connected, and to use this information to design the first partial region 120 of the carrier structure 20 that is to be produced using the 3D microstructuring method. The first partial region 120 adapted to the position of the line ends to be connected can then be realized with high precision on the substrates 40, 41, thus creating a precisely defined, for example broadband and/or low-loss electrical line transition 60a, 60b, 60c; 61a, 61b, 61c between the existing line structures 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c. To precisely detect the position of the ends of the existing line structures 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c to be connected and to precisely align the first sub-area 120 on the substrates 40, 41, which is adapted to the position of the line ends to be connected, the device used to implement the 3D microstructuring process can have additional image capture functions with which, for example, markers or structural elements on the substrates 40, 41 can be precisely captured. In the case of two-photon lithography processes, such functions can be based, for example, on camera-based 2D or 3D imaging processes or on scanning processes, for example based on the principle of confocal microscopy. The precision with which structures on the substrates 40, 41 can be detected and corresponding first partial regions 120 can be placed on these substrates 40, 41 is preferably better than 100 µm, particularly preferably better than 10 µm, especially preferably better than 1 µm, 300 nm, or 100 nm.

Um zu verhindern, dass bei der in 13 erfolgenden Beschichtung der Trägerstruktur 20 mit dem elektrisch leitfähigen Material entlang der Projektionsrichtung 100 Kurzschlüsse zwischen den entstehenden elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c; 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f erzeugt werden, werden zwischen diesen Strukturen mit Hilfe von geeigneten Unterschnitten 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f entsprechende Freiflächen 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f erzeugt. Die Unterschnitte 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f werden im Querschnitt der elektrischen Leitungsstruktur 1 so tief ausgelegt, dass - analog zur Darstellung in 6 - die elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c von den als „Nebenprodukt“ erzeugten elektrisch leitenden Strukturen 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f nicht, nur unwesentlich, oder nur lokal und in einer gewünschten Weise beeinflusst werden.To prevent the 13 In order to create short circuits between the resulting electrically conductive structures 10a, 10b, 10c; 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f during the coating of the carrier structure 20 with the electrically conductive material along the projection direction 100, corresponding open spaces 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f are created between these structures with the aid of suitable undercuts 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f. The undercuts 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f are designed so deep in the cross section of the electrical line structure 1 that - analogous to the representation in 6 - the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c are not influenced, only insignificantly influenced, or only locally and in a desired manner influenced by the electrically conductive structures 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f produced as a “by-product”.

Um weiter zu vermeiden, dass durch die Beschichtung auch die bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c untereinander kurzgeschlossen werden, werden zusätzliche Abschattungsstrukturen 70, 71 in Form von mehreren herausragenden Armen verwendet. Die zusätzlichen Abschattungsstrukturen 70, 71 werden derart an den Übergängen zwischen den bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c und der elektrischen Leitungsstruktur 1 ausgerichtet, dass bei der Beschichtung unter der festgelegten Projektionsrichtung 100 in allen Querschnittsebenen entlang der Leitungsstruktur 1 keine Verbindung zwischen den bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c erzeugt werden kann.In order to further prevent the already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c from being short-circuited by the coating, additional shading structures 70, 71 in the form of several protruding arms are used. The additional shading structures 70, 71 are aligned at the transitions between the already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c and the electrical line structure 1 in such a way that when the coating is applied under the defined projection direction 100, no connection can be created between the already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c in all cross-sectional planes along the line structure 1.

Die zusätzlichen Abschattungsstrukturen 70, 71 können vorzugsweise mit demselben Mikrostrukturierungsverfahren im Verfahrensschritt a) zusammen mit dem ersten Teilbereich 120 der Trägerstruktur 20 hergestellt werden. Durch die Beschichtung in Projektionsrichtung 100 im Verfahrensschritt b) bilden sich, wie die 13 und 14 schematisch zeigen, einerseits erste elektrische Leitungsübergänge 60a, 60b, 60c zwischen den bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c auf dem ersten Substrat 40 und den elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c der elektrischen Leitungsstruktur 1, und andererseits weitere elektrische Leitungsübergänge 61a, 61b, 61c zwischen den weiteren bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 51a, 51b, 51c auf dem weiteren Substrat 41 und den elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c der elektrischen Leitungsstruktur 1 aus. Die ferner auf den Substraten 40, 41 der Trägerstruktur 20 als „Nebenprodukt“ gebildeten weiteren elektrisch leitfähigen Strukturen 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f beeinflussen die elektrische Leitungsstruktur 1 nicht, nur unwesentlich, oder auf eine präzise bekannte und damit bei der Ausführung berücksichtigbare Art und Weise.The additional shading structures 70, 71 can preferably be produced using the same microstructuring process in process step a) together with the first partial region 120 of the carrier structure 20. As a result of the coating in the projection direction 100 in process step b), 13 and 14 schematically show, on the one hand, first electrical line transitions 60a, 60b, 60c between the already existing electrical electrically conductive structures 50a, 50b, 50c on the first substrate 40 and the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c of the electrical line structure 1, and on the other hand further electrical line transitions 61a, 61b, 61c between the further already existing electrically conductive structures 51a, 51b, 51c on the further substrate 41 and the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c of the electrical line structure 1. The further electrically conductive structures 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f formed as a “by-product” on the substrates 40, 41 of the carrier structure 20 do not influence the electrical line structure 1, only insignificantly, or in a precisely known manner that can therefore be taken into account in the design.

14 zeigt schematisch die fertiggestellte elektrische Leitungsanordnung, nachdem zuvor ein Entfernen der zusätzlichen Abschattungsstrukturen 70, 71 erfolgte. Das Entfernen der zusätzlichen Abschattungsstrukturen 70, 71 kann vorzugsweise durch einfaches Abziehen mittels einer Pinzette oder mittels eines oben bereits genannten Lift-Off Prozesses erfolgen. 14 shows schematically the completed electrical line arrangement after the additional shading structures 70, 71 have been removed. The additional shading structures 70, 71 can preferably be removed by simply pulling them off using tweezers or by means of a lift-off process already mentioned above.

Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen zusätzlichen Abschattungsstrukturen 70, 71 können die beiden Substrate 40, 41 zumindest bereichsweise mit entsprechenden, temporären oder permanenten Schutzschichten 75 versehen sein (hier nicht gezeigt), die eine ungewollte Beschichtung der Substratoberflächen oder entsprechender Teilbereiche während des Beschichtungsvorgangs in Verfahrensschritt b) verhindert. Diese Schutzschichten lassen sich beispielsweise durch geeignete Lithographie, Druck- oder Dispensverfahren erzeugen und nach der Durchführung des Verfahrensschritts b) wieder mit geeigneten Lösemitteln entfernen.In addition to the additional shading structures 70, 71 described above, the two substrates 40, 41 can be provided at least in some areas with corresponding temporary or permanent protective layers 75 (not shown here), which prevent unwanted coating of the substrate surfaces or corresponding sub-areas during the coating process in process step b). These protective layers can be produced, for example, by suitable lithography, printing or dispensing processes and removed again with suitable solvents after the process step b) has been carried out.

15 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsanordnung, die hier in Form einer nicht-planaren Dipol-Antenne ausgeführt ist. Die elektrische Leitungsanordnung umfasst das isolierende Substrat 40, welches eine konventionell gefertigte Koplanarleitung aus drei bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c aufweist, wobei zwei der bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50c auf demselben elektrischen Potential liegen können. In dieser Ausgestaltung umfasst die elektrische Leitungsstruktur 1 zunächst drei einzelne, innerhalb einer Querschnittebene voneinander elektrisch isolierte, elektrisch leitende Strukturen 10a, 10b, 10c, welche in ihrer jeweiligen Geometrie entlang der Leitungsstruktur 1 in definierter Weise variiert werden und insbesondere auch innerhalb mindestens einer weiteren Querschnittsebene der elektrischen Leitungsstruktur 1 elektrisch verbunden werden. 15 shows schematically a further embodiment of the electrical line arrangement according to the invention, which is designed here in the form of a non-planar dipole antenna. The electrical line arrangement comprises the insulating substrate 40, which has a conventionally manufactured coplanar line made up of three already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c, wherein two of the already existing electrically conductive structures 50a, 50c can be at the same electrical potential. In this embodiment, the electrical line structure 1 initially comprises three individual electrically conductive structures 10a, 10b, 10c that are electrically insulated from one another within a cross-sectional plane, which are varied in their respective geometry along the line structure 1 in a defined manner and in particular are also electrically connected within at least one further cross-sectional plane of the electrical line structure 1.

Verfahrensschritt a) umfasst das Herstellen des durch ein dreidimensionales Strukturierungsverfahren erzeugten ersten Teilbereichs 120 der Trägerstruktur 20 aus einem elektrisch isolierenden Material gemäß 15. Um auch Flächen im Winkel von 90° zur Oberfläche des Substrats 40 beschichten zu können, wird hier die Projektionsrichtung 100 auf einen Winkel von beispielsweise 45° zur Oberfläche des Substrats 40 eingestellt. Sowohl die Seitenwände der Schlitze zwischen den zu beschichtenden Strukturen als auch die Außenwände des ersten Teilbereichs 120 der Trägerstruktur 20 verfügen im Bereich der in 15 dargestellten Rampenstruktur über Unterschnitte 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, die zur Herstellung der Freiflächen 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f entlang der Rampenstruktur eingerichtet sind. Die Unterschnitte 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f werden hierbei so tief ausgelegt, dass die elektrische Leitungsstruktur 1, welche die elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c umfasst, - analog zur Darstellung in 6 - von den als „Nebenprodukt“ erzeugten elektrisch leitenden Strukturen 11a, 11b, 11c nicht, nur unwesentlich, oder in einer genau bekannten und bei der Ausführung zu berücksichtigenden Art und Weise beeinflusst werden kann. Die weiteren, in den Standfüßen und Flügeln des durch ein dreidimensionales Strukturierungsverfahren erzeugten ersten Teilbereichs 120 der Trägerstruktur 20 eingebrachten Unterschnitte 20g, 20h sind zur Herstellung der Freiflächen 30g, 30h eingerichtet, welche die elektrische Isolation der von der elektrischen Leitungsstruktur 1 umfassten elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c zum Substrat 40 und/oder der als „Nebenprodukt“ auf dem Substrat 40 gebildeten elektrisch leitfähigen Strukturen 11c bewirken.Method step a) comprises producing the first partial region 120 of the carrier structure 20, produced by a three-dimensional structuring process, from an electrically insulating material according to 15 In order to be able to coat surfaces at an angle of 90° to the surface of the substrate 40, the projection direction 100 is set to an angle of, for example, 45° to the surface of the substrate 40. Both the side walls of the slots between the structures to be coated and the outer walls of the first partial area 120 of the support structure 20 have 15 shown ramp structure via undercuts 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, which are designed to produce the open spaces 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f along the ramp structure. The undercuts 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f are designed so deep that the electrical line structure 1, which includes the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c, - analogous to the representation in 6 - cannot be influenced by the electrically conductive structures 11a, 11b, 11c produced as a "by-product", can only be influenced in an insignificant manner, or in a precisely known manner that must be taken into account during execution. The further undercuts 20g, 20h introduced into the feet and wings of the first partial region 120 of the support structure 20 produced by a three-dimensional structuring process are designed to produce the open areas 30g, 30h, which effect the electrical insulation of the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c encompassed by the electrical line structure 1 from the substrate 40 and/or the electrically conductive structures 11c formed as a "by-product" on the substrate 40.

Mittels der Beschichtung der Trägerstruktur 20 mit dem elektrisch leitfähigen Material entlang der Projektionsrichtung 100 bilden sich die elektrischen Leitungsübergänge 60a, 60b, 60c zwischen den bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c auf dem Substrat 40 und den elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c der elektrischen Leitungsstruktur 1 aus. Die innerhalb einer beispielhaft skizzierten Querschnittsebene A (Schnitt in (x, z)-Ebene) zueinander isolierten, elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c werden über die Rampenstruktur nach oben geführt, wobei dort innerhalb mindestens einer weiteren beispielhaft skizzierten Querschnittsebene B (Schnitt in (x, z)-Ebene) die beiden äußeren elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10c mittig mit der als Signalleiter eingerichteten mittleren elektrisch leitenden Struktur 10b zusammengeführt werden, wobei sich eine Dipol-Antenne ausbildet. Bei korrekter Ausführung kann hierdurch eine effiziente Anpassung der Leitungsimpedanz der elektrischen Leitungsstruktur 1 an den Wellenwiderstand des Freiraums und somit eine Abstrahlung der hierdurch erzeugten Dipol-Antenne erfolgen, ohne dass eine ggf. erhöhte Permittivität des Substrates 40 zum Problem wird.By coating the carrier structure 20 with the electrically conductive material along the projection direction 100, the electrical line transitions 60a, 60b, 60c are formed between the already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c on the substrate 40 and the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c of the electrical line structure 1. The electrically conductive structures 10a, 10b, 10c, which are insulated from one another within a cross-sectional plane A (section in (x, z) plane) sketched as an example, are guided upwards via the ramp structure, where the two outer electrically conductive structures 10a, 10c are brought together in the middle with the middle electrically conductive structure 10b, which is set up as a signal conductor, within at least one further cross-sectional plane B (section in (x, z) plane) sketched as an example, whereby a dipole antenna is formed. If correctly implemented, this can result in an efficient adaptation of the line impedance of the electrical line structure 1 to the wave impedance of the free space and thus a radiation of the dipole signals generated thereby. Antenna without a possible increased permittivity of the substrate 40 becoming a problem.

Auch in diesem Ausführungsbeispiel können analog zu den in den gezeigten Anordnungen zusätzliche Abschattungsstrukturen 70 (nicht dargestellt) eingesetzt werden, um eine elektrische Verbindung der elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c zu den bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c zu ermöglichen, ohne einen Kurzschluss zwischen den elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c oder den bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c zu dem Substrat 40 und/oder den als „Nebenprodukt“ auf dem Substrat 40 gebildeten elektrisch leitfähigen Strukturen 11a, 11b, 11c zu erzeugen.In this embodiment, analogous to the In the arrangements shown, additional shading structures 70 (not shown) can be used to enable an electrical connection of the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c to the already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c without creating a short circuit between the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c or the already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c to the substrate 40 and/or the electrically conductive structures 11a, 11b, 11c formed as a “by-product” on the substrate 40.

16 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsanordnung, die hier in Form einer elektrischen Tastspitze ausgeführt ist, welche sich insbesondere zur Kontaktierung von HF-Schaltungen eignen kann. Die in 16 schematisch dargestellte elektrische Leitungsanordnung kann vorzugsweise analog zu den Verfahrensschritten gemäß den 11 bis 14 sowie der in 15 schematisch dargestellten elektrischen Leitungsanordnung hergestellt werden. Für weitere Einzelheiten wird daher auf die Beschreibung zu den 11 bis 15 verwiesen. 16 shows schematically a further embodiment of the electrical line arrangement according to the invention, which is designed here in the form of an electrical probe tip, which can be particularly suitable for contacting HF circuits. The 16 The electrical line arrangement shown schematically can preferably be carried out analogously to the process steps according to the 11 to 14 and the 15 schematically shown electrical line arrangement. For further details, please refer to the description of the 11 to 15 referred to.

In 16 wird die Projektionsrichtung 100 auf einen Winkel von 90° zur Oberfläche des isolierenden Substrats 40 eingestellt. Mittels der Beschichtung der Trägerstruktur 20 mit dem elektrisch leitfähigen Material entlang der Projektionsrichtung 100 bilden sich die elektrischen Leitungsübergänge 60a, 60b, 60c zwischen den bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c auf dem Substrat 40 und den elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c der elektrischen Leitungsstruktur 1 aus. Die in allen Querschnittsebenen entlang der Leitungsstruktur 1 isoliert verbleibenden elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c werden auch hier über die in 16 schematisch dargestellte Rampenstruktur nach oben geführt und laufen dort in einem festgelegten Abstand zusammen, um auf diese Weise drei Kontaktelemente 500 auszubilden. Die erfindungsgemäße Herstellung des ersten Teilbereichs 120 mit Hilfe eines dreidimensionalen Strukturierungsverfahrens erlaubt auch hier wieder eine sehr präzise Ausrichtung an auf dem Substrat 40 bereits vorhandenen Strukturen, siehe Erläuterungen zu den 11 bis 15, sowie eine sehr maßhaltige Fertigung der elektrischen Leitungsstrukturen 1 mit flexibel einstellbaren elektrischen Parametern wie z.B. der Impedanz der Leitungsanordnung und des durch die Kontaktelemente 500 definierten Überganges auf ein weiteres Testsubstrat (nicht dargestellt).In 16 the projection direction 100 is set to an angle of 90° to the surface of the insulating substrate 40. By coating the carrier structure 20 with the electrically conductive material along the projection direction 100, the electrical line transitions 60a, 60b, 60c are formed between the already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c on the substrate 40 and the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c of the electrical line structure 1. The electrically conductive structures 10a, 10b, 10c that remain isolated in all cross-sectional planes along the line structure 1 are also connected here via the 16 schematically illustrated ramp structure and converge there at a fixed distance in order to form three contact elements 500. The inventive production of the first partial area 120 with the aid of a three-dimensional structuring process also allows a very precise alignment with structures already present on the substrate 40, see explanations of the 11 to 15 , as well as a very dimensionally accurate production of the electrical line structures 1 with flexibly adjustable electrical parameters such as the impedance of the line arrangement and the transition defined by the contact elements 500 to another test substrate (not shown).

Die in 16 gezeigte Struktur weist ferner Kontaktelemente 500 auf, die durch eine entsprechende Formgebung der zu beschichtenden Trägerstruktur 20 erzeugt wurden und mit denen eine geometrisch präzise Kontaktierung von entsprechenden Kontaktflächen auf einem Chip oder einem ebenen Substrat möglich wird. In der in 16 skizzierten Ausführungsform beruhen die Kontaktelemente 500 auf in einer Richtung senkrecht zur beschichteten Fläche hervorstehenden Strukturelementen, die im skizzierten Fall die Form von Pyramidenstümpfen annehmen. Andere geometrische Ausgestaltungen der Kontaktelemente 500 sind denkbar.In the 16 The structure shown further comprises contact elements 500 which were produced by appropriate shaping of the carrier structure 20 to be coated and with which a geometrically precise contacting of corresponding contact surfaces on a chip or a flat substrate is possible. In the 16 In the embodiment outlined, the contact elements 500 are based on structural elements that protrude in a direction perpendicular to the coated surface and that, in the case outlined, take the form of truncated pyramids. Other geometric configurations of the contact elements 500 are conceivable.

Auch in diesem Ausführungsbeispiel können, wie in den 12 und 13 gezeigt, zusätzliche Abschattungsstrukturen 70 (nicht dargestellt) eingesetzt werden, um eine elektrische Verbindung der elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c zu den bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c in allen Querschnittsebenen entlang der Leitungsstruktur 1 zu ermöglichen, ohne einen Kurzschluss zwischen den elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c oder den bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c zu dem Substrat 40 und/oder den als „Nebenprodukt“ auf dem Substrat 40 gebildeten elektrisch leitfähigen Strukturen 11a, 11b, 11c, 11d zu erzeugen.Also in this embodiment, as in the 12 and 13 shown, additional shading structures 70 (not shown) can be used to enable an electrical connection of the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c to the already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c in all cross-sectional planes along the line structure 1, without creating a short circuit between the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c or the already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c to the substrate 40 and/or the electrically conductive structures 11a, 11b, 11c, 11d formed as a “by-product” on the substrate 40.

Die Trägerstruktur 20 kann hierbei insbesondere derart ausgeführt sein, dass die drei Kontaktelemente 500 - wie in 16 angedeutet - nach rechts über die Kante des Substrats 40 hinausragen und so auch bei einer gedrehten Anordnung der elektrischen Leitungsstruktur 1, bei denen die Kontaktelemente 500 nach unten zeigen und ein von oben aufgenommenes Kamerabild zur Positionierung verwendet wird, für eine Kontaktierung sichtbar bleiben. Die vielfältigen Möglichkeiten der Ausgestaltung des durch ein dreidimensionales Strukturierungsverfahren hergestellten ersten Teilbereichs 120 der Trägerstruktur 20 erlauben weiterhin, mit Hilfe des in Verfahrensschritt a) verwendeten oder mit Hilfe eines anderen dreidimensionalen Strukturierungsverfahrens mechanische Schutzstrukturen 600 zu erzeugen, die eine ungewollte mechanische Beschädigung der elektrischen Tastspitze, beispielsweise durch eine Kollision oder bei verkipptem Aufsetzen auf ein darunterliegendes Testsubstrat, verhindern. Die mechanischen Schutzstrukturen 600 können, wie in 16 gezeigt, als massive Schutzstrukturen 600 ausgeführt sein, die eine ungewollte Annäherung der elektrischen Tastspitze an ein diese beschädigendes Objekt verhindern. Alternativ oder zusätzlich können die Schutzstrukturen 600 so ausgelegt sein, dass eine Annäherung der elektrischen Tastspitze bzw. der Kontaktelemente 500 an ein diese beschädigendes Objekt, zum Beispiel ein Substrat 41, zu einer nachweisbaren elastischen oder teilelastischen Verformung der Schutzstruktur 600 oder eines Teils davon führt, siehe 17. Dazu können dedizierte Monitorstrukturen 2000 mit Anzeigestrukturen 2200 zum Einsatz kommen, über die sich eine aus im Wesentlichen entlang einer Blickrichtung 2100 erfolgende Annäherung 2300 der elektrischen Tastspitze an das diese potenziell beschädigende Objekt in eine lateral zur Blickrichtung 2100 erfolgende und damit visuell erkennbare Deformation 2400 der Monitorstruktur 2000 umsetzen lässt. In einer bevorzugten Ausführungsform können die Monitorstrukturen 2000 oder Teile davon gemeinem mit dem ersten Teilbereich 120 der Trägerstruktur 20 über ein dreidimensionales Mikrostrukturierungsverfahren hergestellt werden.The carrier structure 20 can in particular be designed such that the three contact elements 500 - as in 16 indicated - protrude to the right beyond the edge of the substrate 40 and thus remain visible for contacting even in a rotated arrangement of the electrical line structure 1, in which the contact elements 500 point downwards and a camera image taken from above is used for positioning. The diverse possibilities for designing the first partial area 120 of the carrier structure 20 produced by a three-dimensional structuring process also allow mechanical protective structures 600 to be produced with the aid of the method used in method step a) or with the aid of another three-dimensional structuring process, which prevent unwanted mechanical damage to the electrical probe tip, for example due to a collision or when placed at an angle on an underlying test substrate. The mechanical protective structures 600 can, as in 16 shown, be designed as solid protective structures 600, which prevent an unwanted approach of the electrical probe tip to an object that could damage it. Alternatively or additionally, the protective structures 600 can be designed in such a way that an approach of the electrical probe tip or the contact elements 500 to an object that could damage it damaging object, for example a substrate 41, leads to a detectable elastic or partially elastic deformation of the protective structure 600 or a part thereof, see 17 For this purpose, dedicated monitor structures 2000 with display structures 2200 can be used, via which an approach 2300 of the electrical probe tip to the object potentially damaging it, which occurs essentially along a viewing direction 2100, can be converted into a deformation 2400 of the monitor structure 2000 that occurs laterally to the viewing direction 2100 and is thus visually recognizable. In a preferred embodiment, the monitor structures 2000 or parts thereof can be produced together with the first partial region 120 of the carrier structure 20 using a three-dimensional microstructuring process.

In 18 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des Verfahrensablaufs gemäß den 11 bis 14 zur Herstellung einer weiteren erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsanordnung in Form von mikroskopischen Aufnahmen dargestellt. Für weitere Einzelheiten wird auf die obige Beschreibung der 11 bis 14 verwiesen.In 18 is another embodiment of the process sequence according to the 11 to 14 for producing a further electrical line arrangement according to the invention in the form of microscopic images. For further details, please refer to the above description of the 11 to 14 referred to.

18(a) zeigt die weitere erfindungsgemäße elektrische Leitungsanordnung, welche die beiden Substrate 40, 41 umfasst, die jeweils eine bereits vorhandene elektrische Leitungsstruktur aufweisen, welche über die bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c verfügen, wobei jeweils zwei der beiden bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50c; 51a, 51c auf demselben Potential liegen. Die Substrate 40, 41 umfassen - anlog zum skizzierten Aufbau in 9 - jeweils in einem zweiten Teilbereich 220 einen isolierenden Trägerköper aus Aluminiumoxid (Al2O3) mit einer Schichtdicke von 625 µm, sowie einen leitfähigen Bereich 320, welcher mittels einer Goldschicht mit einer Schichtdicke von 3 µm auf dem isolierenden Trägerkörper hergestellt wurde. Die bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c wurden durch eine Strukturierung dieser Goldschicht, beispielsweise mit Hilfe eines konventionellen Lithographieverfahrens oder mit Hilfe eines Laserablationsverfahrens, erzeugt. 18(a) shows the further electrical line arrangement according to the invention, which comprises the two substrates 40, 41, each of which has an existing electrical line structure, which has the already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c, wherein two of the two already existing electrically conductive structures 50a, 50c; 51a, 51c are at the same potential. The substrates 40, 41 comprise - analogously to the outlined structure in 9 - in each case in a second partial region 220 an insulating carrier body made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) with a layer thickness of 625 µm, as well as a conductive region 320, which was produced by means of a gold layer with a layer thickness of 3 µm on the insulating carrier body. The already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c were produced by structuring this gold layer, for example with the aid of a conventional lithography process or with the aid of a laser ablation process.

Die bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c sollen im Folgenden elektrisch leitfähig mit ihrem jeweiligen Gegenstück verbunden werden. Hierfür wird der in 18(b) dargestellte erste Teilbereich 120 der Trägerstruktur 20 mittels eines Zweiphotonen-Lithographieverfahrens aus einem isolierenden Material hergestellt. Der elektrisch isolierende zweite Teilbereich 220 der Trägerstruktur 20 umfasst in diesem Beispiel sowohl den unteren zweiten Teilbereich 220 der Substrate 40, 41 als auch die ersten Teilbereiche 120 der Trägerstruktur 20 die mittels des dreidimensionalen Strukturierungsverfahrens hergestellt werden. Aufgrund von Beschränkungen der Schreibfeldgröße wurde die elektrische Leitungsanordnung in mehrere Teilstücke aufgeteilt und in mehreren Schritten gefertigt.The existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c are to be connected in an electrically conductive manner to their respective counterparts. For this purpose, the 18(b) The first partial region 120 of the carrier structure 20 shown is produced from an insulating material using a two-photon lithography process. The electrically insulating second partial region 220 of the carrier structure 20 in this example comprises both the lower second partial region 220 of the substrates 40, 41 and the first partial regions 120 of the carrier structure 20, which are produced using the three-dimensional structuring process. Due to limitations in the size of the writing field, the electrical line arrangement was divided into several parts and manufactured in several steps.

Um bei der Beschichtung der Trägerstruktur mittels des elektrisch leitfähigen Materials in 18(c) unter Verwendung eines PVD-Prozesses entlang der Projektionsrichtung 100 in einem Winkel von 90° zur Oberfläche der Substrate 40, 41 keine Kurzschlüsse zwischen den entstehenden elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c; 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f zu erzeugen, verfügt der erste Teilbereich 120 der Trägerstruktur 20 über Schlitze, in deren Seitenwände die Unterschnitte 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f eingebracht sind, die zur Herstellung der Freiflächen 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f eingerichtet sind. Die Unterschnitte 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f werden hierbei so tief ausgelegt, dass die elektrische Leitungsstruktur 1, welche die elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c umfasst - analog zur Darstellung in 6 - von den als „Nebenprodukt“ erzeugten elektrisch leitenden Strukturen 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f nicht, nur unwesentlich, oder auf eine bekannte und bei der Ausführung zu berücksichtigende Art beeinflusst wird.In order to ensure that the carrier structure is coated with the electrically conductive material in 18(c) In order to avoid creating short circuits between the resulting electrically conductive structures 10a, 10b, 10c; 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f using a PVD process along the projection direction 100 at an angle of 90° to the surface of the substrates 40, 41, the first partial region 120 of the carrier structure 20 has slots in the side walls of which the undercuts 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f are made, which are designed to produce the open areas 30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f. The undercuts 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f are designed so deep that the electrical line structure 1, which includes the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c - analogous to the representation in 6 - is not influenced, only insignificantly influenced, or influenced in a known manner which must be taken into account during execution by the electrically conductive structures 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f produced as a “by-product”.

Durch die Beschichtung in Projektionsrichtung 100 bilden sich einerseits erste elektrische Leitungsübergänge 60a, 60b, 60c zwischen den bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c auf dem in der 18(b) dargestellten linken Substrat 40 und den erfindungsgemäß erzeugten elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c der elektrischen Leitungsstruktur 1, und andererseits weitere elektrische Leitungsübergänge 61a, 61b, 61c zwischen den weiteren bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 51a, 51b, 51c auf dem in der 18(b) dargestellten rechten Substrat 41 und den elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c der elektrischen Leitungsstruktur 1 aus. Die so erzeugte Beschichtung auf der Trägerstruktur 20 weist insgesamt eine Schichtdicke von etwa 600 nm entlang der Projektionsrichtung 100 auf, die aufgrund der hohen elektrischen Leitfähigkeit zum großen Teil eine Kupferschicht umfasst. Eine dünne Titanschicht dient als Haftvermittler zwischen der Trägerstruktur 20 und der Kupferschicht; zur Passivierung gegenüber der Umgebung wird zudem eine dünne Goldschicht als äußere Schicht aufgetragen. Um ein Diffundieren von Gold aus der Goldschicht in die Kupferschicht zu unterbinden, kann eine weitere dünne Titanschicht zwischen die Kupferschicht und die Goldschicht eingefügt werden.Due to the coating in the projection direction 100, first electrical line transitions 60a, 60b, 60c are formed between the already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c on the 18(b) shown left substrate 40 and the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c of the electrical line structure 1 produced according to the invention, and on the other hand further electrical line transitions 61a, 61b, 61c between the further already existing electrically conductive structures 51a, 51b, 51c on the substrate 40 shown in the 18(b) shown right substrate 41 and the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c of the electrical line structure 1. The coating produced in this way on the carrier structure 20 has a total layer thickness of approximately 600 nm along the projection direction 100, which largely comprises a copper layer due to the high electrical conductivity. A thin titanium layer serves as an adhesion promoter between the carrier structure 20 and the copper layer; a thin gold layer is also applied as an outer layer to passivate against the environment. In order to prevent gold from diffusing from the gold layer into the copper layer, another thin titanium layer can be inserted between the copper layer and the gold layer.

Um hier jedoch zu vermeiden, dass durch die Beschichtung auch die bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c in sich sowie mit dem jeweiligen angrenzenden Substrat 40, 41 kurzgeschlossen werden, werden zusätzliche Abschattungsstrukturen 70, 71 in Form von mehreren herausragenden Armen verwendet, welche zuvor vorzugsweise mittels desselben Zweiphotonen-Lithographieverfahrens hergestellt wurden wie der erste Teilbereich 120 der Trägerstruktur 20. Die zusätzlichen Abschattungsstrukturen 70, 71 sind derart an den elektrischen Leitungsübergänge 60a, 60b, 60c; 61a, 61b, 61c zwischen den bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c und der elektrischen Leitungsstruktur 1 ausgerichtet, dass bei der Beschichtung unter der definierten Projektionsrichtung 100 keine elektrisch leitende Verbindung zwischen den bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c oder zum Substrat 40, 41 entstehen kann. Die als „Nebenprodukt“ gebildeten elektrisch leitfähigen Strukturen 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f sind ebenfalls elektrisch isoliert. Hierzu wird der Effekt des Schattenwurfs der zusätzlichen Abschattungsstrukturen 70, 71 an den jeweiligen elektrischen Leitungsübergängen 60a, 60b, 60c; 61a, 61b, 61c entlang der Projektionsrichtung 100 ausgenutzt. Auf diese Weise kann das in 18 dargestellte dreidimensionale elektrische Verbindungselement zwischen den auf den beiden Substraten 40, 41 bereits vorhandenen Koplanarleitungen erzeugt werden, wobei die einzelnen elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c in allen Querschnittsebenen entlang der Leitungsstruktur 1 elektrisch voneinander isoliert verbleiben.However, in order to avoid that the coating also damages the already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c are short-circuited within themselves and with the respective adjacent substrate 40, 41, additional shading structures 70, 71 in the form of several protruding arms are used, which were preferably produced beforehand using the same two-photon lithography process as the first partial region 120 of the carrier structure 20. The additional shading structures 70, 71 are aligned with the electrical line transitions 60a, 60b, 60c; 61a, 61b, 61c between the already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c and the electrical line structure 1 in such a way that during coating under the defined projection direction 100 no electrically conductive connection is formed between the already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c or to the substrate 40, 41. The electrically conductive structures 11a, 11b, 11c, 11d, 11e, 11f formed as a “by-product” are also electrically insulated. For this purpose, the effect of the shadow cast by the additional shading structures 70, 71 at the respective electrical line transitions 60a, 60b, 60c; 61a, 61b, 61c along the projection direction 100 is utilized. In this way, the 18 shown three-dimensional electrical connection element can be produced between the coplanar lines already present on the two substrates 40, 41, wherein the individual electrically conductive structures 10a, 10b, 10c remain electrically insulated from one another in all cross-sectional planes along the line structure 1.

Die zusätzlichen Abschattungsstrukturen 70, 71 sind bei der Ausführung gemäß 18 aufgrund der beschränkten Schreibfeldgröße des Druckprozesses lediglich für den Schutz der direkten Umgebung der elektrischen Leitungsübergänge 60a, 60b, 60c; 61a, 61b, 61c eingerichtet, weshalb eine Schutzschicht 75 aus PMMA (Polymethylmethacrylat) die bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c über die verbleibende Oberfläche der Substrate 40, 41 bedeckt. Die Schutzschicht 75, welche im vorliegenden Ausführungsbeispiel mittels eines Inkjet-Druckverfahrens aufgebracht wurde, ist in 18(b) links von der zusätzlichen Abschattungsstruktur 70 auf dem linken Substrat 40 und rechts von der Abschattungsstruktur 71 auf dem rechten Substrat 41 erkennbar. Grundsätzlich sind weitere Verfahren denkbar, die eine großflächige Überdeckung der Substrate 40, 41 mit ausreichender Präzision ermöglichen, beispielswiese lithographische Verfahren, Dispensverfahren, oder eine einfache Überdeckung mit einer adhäsiven Folie. Die Schutzschicht wird im Zuge der Beschichtung gemäß 18(c) ferner mittels einer Metallschicht bedeckt. Durch Auflösen der PMMA-Schicht mit PGMEA (Propylenglykolmonomethylacetat) kann ein Ablösen der Metallschicht an den zuvor mit der PMMA-Schicht bedeckten Flächen in einem Lift-Off Prozess erfolgen, so dass - wie in 18(d) erkennbar - die bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c weiterhin elektrisch isoliert verbleiben.The additional shading structures 70, 71 are designed according to 18 due to the limited writing field size of the printing process, only for the protection of the direct surroundings of the electrical line transitions 60a, 60b, 60c; 61a, 61b, 61c, which is why a protective layer 75 made of PMMA (polymethyl methacrylate) covers the already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c over the remaining surface of the substrates 40, 41. The protective layer 75, which in the present embodiment was applied by means of an inkjet printing process, is in 18(b) to the left of the additional shading structure 70 on the left substrate 40 and to the right of the shading structure 71 on the right substrate 41. In principle, other methods are conceivable that enable a large-area covering of the substrates 40, 41 with sufficient precision, for example lithographic methods, dispensing methods, or a simple covering with an adhesive film. The protective layer is applied during the coating process according to 18(c) further covered with a metal layer. By dissolving the PMMA layer with PGMEA (propylene glycol monomethyl acetate), the metal layer can be removed from the areas previously covered with the PMMA layer in a lift-off process, so that - as in 18(d) recognizable - the already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c; 51a, 51b, 51c remain electrically insulated.

Grundsätzlich kann es, wie oben bereits erläutert, denkbar und wünschenswert sein, die gesamte Überdeckung der Substrate 40, 41 mit demselben Mikrostrukturierungsverfahren durchzuführen, das auch für die Herstellung des ersten Teilbereichs 120 der Trägerstruktur 20 und die zusätzlichen Abschattungsstrukturen 70, 71 verwendet wird, sofern das ausgewählte Mikrostrukturierungsverfahren dies ermöglicht. Aufgrund von Schreibfeldlimitierungen des hier verwendeten Zweiphotonen-Lithographieverfahrens würde die vollständige Überdeckung der Substrate 40, 41 aufgrund der großen Oberfläche der Substrate 40, 41 jedoch einen in der Praxis zu langen Zeitraum in Anspruch nehmen, weshalb stattdessen der hierin beschriebene Druck- und Lift-Off Prozess verwendet wurde. Die als „Nebenprodukt“ gebildeten elektrisch leitfähigen Strukturen 11c, 11d, 11e, 11f verbleiben üblicherweise ohne Beeinflussung der Leitungsstruktur 1 auf den Substraten 40, 41, können vorzugsweise aber - wie aus einem Vergleich der 18(c) und 18(d) hervorgeht - durch Abziehen mittels einer Pinzette entfernt werden.In principle, as already explained above, it may be conceivable and desirable to carry out the entire covering of the substrates 40, 41 using the same microstructuring process that is also used for producing the first partial area 120 of the carrier structure 20 and the additional shading structures 70, 71, provided that the selected microstructuring process allows this. Due to writing field limitations of the two-photon lithography process used here, the complete covering of the substrates 40, 41 would, however, take too long in practice due to the large surface area of the substrates 40, 41, which is why the printing and lift-off process described here was used instead. The electrically conductive structures 11c, 11d, 11e, 11f formed as a "by-product" usually remain on the substrates 40, 41 without influencing the line structure 1, but can preferably - as can be seen from a comparison of the 18(c) and 18(d) - can be removed by pulling it off with tweezers.

Die 18(e) und 18(f) zeigen die fertiggestellte elektrischen Leitungsanordnung, nachdem zuvor ein Entfernen der zusätzlichen Abschattungsstrukturen 70, 71 erfolgte. Die unter Verwendung der zusätzlichen Abschattungsstrukturen 70, 71 auf der Trägerstruktur 20 während des Beschichtens erzeugten Schatten sind in 18(e) deutlich in Form von Verdunkelungen an den elektrischen Leitungsübergänge 60a, 60b, 60c; 61a, 61b, 61c erkennbar. The 18(e) and 18(f) show the completed electrical line arrangement after the additional shading structures 70, 71 have been removed. The shadows created using the additional shading structures 70, 71 on the carrier structure 20 during coating are shown in 18(e) clearly visible in the form of darkening at the electrical line transitions 60a, 60b, 60c; 61a, 61b, 61c.

19 zeigt in Form von mikroskopischen Aufnahmen ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsanordnung gemäß 15 als nicht-planare Dipol-Antenne. Für weitere Einzelheiten wird auf die Beschreibung zur 15 verwiesen. 19 shows in the form of microscopic images a further embodiment of the electrical line arrangement according to the invention according to 15 as a non-planar dipole antenna. For further details, please refer to the description of the 15 referred to.

19 zeigt die elektrische Leitungsanordnung, umfassend das Substrat 40, welches über eine konventionell gefertigte Koplanarleitung aus drei bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c verfügt, wobei zwei der bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50c auf demselben Potential liegen. Das Substrat 40 umfasst - anlog zum skizzierten Aufbau in 9 - jeweils in einem zweiten Teilbereich 220 einen isolierenden Trägerköper aus Aluminiumoxid (Al2O3) mit einer Schichtdicke von 625 µm, sowie einen leitfähigen Bereich 320, welcher mittels einer Goldschicht mit einer Schichtdicke von 3 µm auf dem isolierenden Trägerkörper hergestellt wurde. Die bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c wurden durch eine Strukturierung dieser Goldschicht, beispielsweise mit Hilfe eines konventionellen Lithographieverfahrens oder mit Hilfe eines Laserablationsverfahrens, erzeugt. Zur Herstellung der nicht-planaren Dipol-Antenne, welche einen festgelegten Abstand zum Substrat 40 aufweist, wurde auch hier der erste Teilbereich 120 der Trägerstruktur 20 mittels eines Zweiphotonen-Lithographieverfahrens hergestellt und anschließend mit dem elektrisch leitfähigen Material mittels eines PVD-Prozesses beschichtet. Aufgrund von Beschränkungen der Schreibfeldgröße wurde die elektrische Leitungsanordnung in mehrere Teilstücke aufgeteilt und in mehreren Schritten gefertigt. Da die Trägerstruktur 20 in diesem Ausführungsbeispiel auch Flächen in einem Winkel von 90° zur Oberfläche des Substrats 40 aufweist und um den gewünschten Abstand der nicht-planaren Dipol-Antenne zum Substrat 40 herzustellen, ist eine Beschichtung unter diesem Winkel hier nicht sinnvoll. Daher erfolgte die Beschichtung in Bezug auf eine Projektionsrichtung 100 gemäß 15, die einen Winkel von beispielsweise 45° zur Oberfläche des Substrats 40 aufweist. Die Seitenwände der in die Trägerstruktur 20 eingebrachten Schlitze zwischen den zu beschichtenden Oberflächen verfügen - analog zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 18 - über Unterschnitte 20a, 20b, 20c, 20d. Die Unterschnitte 20a, 20b, 20c, 20d werden auch hier so tief ausgelegt, dass die elektrische Leitungsstruktur 1, welche die elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c umfasst - analog zur Darstellung in 6 - von den als „Nebenprodukt“ erzeugten elektrisch leitenden Strukturen 11a, 11b nicht, nur unwesentlich, oder auf eine bekannte und bei der Ausführung zu berücksichtigende Art beeinflusst werden kann. Die zum großen Teil als Kupferschicht oder aus einer geeigneten Folge von verschiedenen Materialien ausgeführte Beschichtung auf der Trägerstruktur 20 weist auch hier insgesamt eine Schichtdicke von etwa 600 nm entlang der Projektionsrichtung 100 auf. Eine dünne Titanschicht dient als Haftvermittler zwischen der Trägerstruktur 20 und der Kupferschicht; zur Passivierung gegenüber der Umgebung wird eine dünne Goldschicht als äußere Schicht aufgetragen, wobei auch hier eine weitere dünne Titanschicht zwischen die Kupferschicht und die Goldschicht eingefügt werden kann. 19 shows the electrical line arrangement, comprising the substrate 40, which has a conventionally manufactured coplanar line made up of three already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c, wherein two of the already existing electrically conductive structures 50a, 50c are at the same potential. The substrate 40 comprises - analogous to the outlined structure in 9 - in each case in a second partial area 220 an insulating carrier body made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) with a layer thickness of 625 µm, as well as a conductive area 320, which is attached to the iso by means of a gold layer with a layer thickness of 3 µm The already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c were created by structuring this gold layer, for example using a conventional lithography process or using a laser ablation process. To produce the non-planar dipole antenna, which has a fixed distance from the substrate 40, the first partial area 120 of the carrier structure 20 was also produced using a two-photon lithography process and then coated with the electrically conductive material using a PVD process. Due to restrictions on the writing field size, the electrical line arrangement was divided into several parts and manufactured in several steps. Since the carrier structure 20 in this exemplary embodiment also has surfaces at an angle of 90° to the surface of the substrate 40 and in order to produce the desired distance of the non-planar dipole antenna from the substrate 40, coating at this angle is not useful here. Therefore, the coating was carried out with respect to a projection direction 100 according to 15 , which has an angle of, for example, 45° to the surface of the substrate 40. The side walls of the slots introduced into the support structure 20 between the surfaces to be coated have - analogously to the embodiment according to 18 - via undercuts 20a, 20b, 20c, 20d. The undercuts 20a, 20b, 20c, 20d are also designed so deep that the electrical line structure 1, which includes the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c - analogous to the representation in 6 - cannot be influenced by the electrically conductive structures 11a, 11b produced as a "by-product", only insignificantly, or in a known manner that must be taken into account during implementation. The coating on the carrier structure 20, which is largely made as a copper layer or from a suitable sequence of different materials, also has a total layer thickness of approximately 600 nm along the projection direction 100. A thin titanium layer serves as an adhesion promoter between the carrier structure 20 and the copper layer; a thin gold layer is applied as an outer layer to passivate it against the environment, and here too another thin titanium layer can be inserted between the copper layer and the gold layer.

Wie in 19(c) erkennbar, sind die weiteren, in den Standfüßen und Flügeln der Trägerstruktur 20 eingebrachten Unterschnitte 20e, 20f, 20g, 20h auch hier zur Herstellung der Freiflächen 30e, 30f, 30g, 30h eingerichtet, welche die elektrische Isolation der von der elektrischen Leitungsstruktur 1 umfassten, elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c zum Substrat 40 bewirken. Mittels der Beschichtung der Trägerstruktur 20 mit dem elektrisch leitfähigen Material entlang der Projektionsrichtung 100 bilden sich die elektrischen Leitungsübergänge 60a, 60b, 60c zwischen den bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c auf dem Substrat 40 und den elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c der elektrischen Leitungsstruktur 1 aus. Die elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c werden auch hier über die Rampenstruktur nach oben geführt, wobei in allen Querschnittsebenen entlang der Leitungsstruktur 1 die elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c zunächst zueinander isoliert verbleiben, und wobei am Höhepunkt der Rampe die beiden äußeren elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10c nach dem Formen der Schlitze mittig mit der als Signalleiter eingerichteten mittleren elektrisch leitenden Struktur 10b innerhalb einer Querschnittsebene zusammengeführt werden, wobei sich eine Dipol-Antenne ausbildet. Bei korrekter Ausführung kann hierdurch eine effiziente Anpassung der Leitungsimpedanz der elektrischen Leitungsstruktur 1 an den Wellenwiderstand des Freiraums und somit eine effiziente Abstrahlung der hierdurch erzeugten Dipol-Antennen erreicht werden.As in 19(c) As can be seen, the further undercuts 20e, 20f, 20g, 20h introduced into the feet and wings of the support structure 20 are also designed here to produce the open spaces 30e, 30f, 30g, 30h, which effect the electrical insulation of the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c encompassed by the electrical line structure 1 from the substrate 40. By coating the support structure 20 with the electrically conductive material along the projection direction 100, the electrical line transitions 60a, 60b, 60c are formed between the already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c on the substrate 40 and the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c of the electrical line structure 1. Here too, the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c are guided upwards via the ramp structure, whereby in all cross-sectional planes along the line structure 1 the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c initially remain insulated from one another, and whereby at the peak of the ramp the two outer electrically conductive structures 10a, 10c, after the slots have been formed, are brought together in the middle with the middle electrically conductive structure 10b, which is set up as a signal conductor, within a cross-sectional plane, forming a dipole antenna. If carried out correctly, this can achieve an efficient adaptation of the line impedance of the electrical line structure 1 to the wave impedance of the free space and thus an efficient radiation of the dipole antennas created in this way.

Auch in diesem Ausführungsbeispiel werden zusätzliche Abschattungsstrukturen 70, 71 verwendet, um eine elektrische Verbindung der elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c der elektrischen Leitungsstruktur 1 zu den bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c zu ermöglichen, ohne einen Kurzschluss zwischen den elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c oder den bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c zu dem Substrat 40 und/oder der als „Nebenprodukt“ auf dem Substrat 40 gebildeten elektrisch leitfähigen Struktur 11a, 11b, 11c zu erzeugen.In this embodiment, too, additional shading structures 70, 71 are used to enable an electrical connection of the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c of the electrical line structure 1 to the already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c without creating a short circuit between the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c or the already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c to the substrate 40 and/or the electrically conductive structure 11a, 11b, 11c formed as a “by-product” on the substrate 40.

19(c) zeigt das Substrat 40 mit drei Dipol-Antennen, nachdem zuvor ein Entfernen der zusätzlichen Abschattungsstrukturen 70, 71 erfolgte. Um die bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c über die gesamte Oberfläche des Substrats 40 vor einem Kurzschluss zu bewahren, wird auch hier - wie im Ausführungsbeispiel zur 18 - eine Schutzschicht 75 aus PMMA eingesetzt, die in einem Lift-Off Prozess mit PGMEA wieder entfernt wird. 19(c) shows the substrate 40 with three dipole antennas after the additional shading structures 70, 71 have been removed. In order to protect the already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c over the entire surface of the substrate 40 from a short circuit, here too - as in the embodiment for 18 - a protective layer 75 made of PMMA is used, which is removed again in a lift-off process with PGMEA.

20 zeigt in Form von mikroskopischen Aufnahmen ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen elektrischen Leitungsanordnung gemäß 16 als elektrische Tastspitze, insbesondere zur Kontaktierung von HF-Schaltungen. Für weitere Einzelheiten wird auf die Beschreibung zur 16 verwiesen. 20 shows in the form of microscopic images a further embodiment of the electrical line arrangement according to the invention according to 16 as an electrical probe tip, especially for contacting HF circuits. For further details, please refer to the description of 16 referred to.

20 zeigt die elektrische Leitungsanordnung, umfassend das Substrat 40, welches über eine konventionell gefertigte Koplanarleitung aus drei bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c verfügt, wobei zwei der bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50c auf demselben Potential liegen können. Das Substrat 40 umfasst - anlog zum skizzierten Aufbau in 9 - jeweils in einem zweiten Teilbereich 220 einen isolierenden Trägerköper aus Aluminiumoxid (Al2O3) mit einer Schichtdicke von 625 µm, sowie einen leitfähigen Bereich 320, welcher mittels einer Goldschicht mit einer Schichtdicke von 3 µm auf dem isolierenden Trägerkörper hergestellt wurde. Die bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c wurden durch eine Strukturierung dieser Goldschicht, beispielsweise mit Hilfe eines konventionellen Lithographieverfahrens oder mit Hilfe eines Laserablationsverfahrens, erzeugt. Zur Herstellung der elektrischen Tastspitze wurde auch hier der erste Teilbereich 120 der Trägerstruktur 20 mittels eines Zweiphotonen-Lithographieverfahrens strukturiert. Anschließend wurde die Trägerstruktur 20 mit dem elektrisch leitfähigen Material mittels eines PVD-Prozesses entlang der Projektionsrichtung 100 gemäß 16 in einem Winkel von 90° zur Oberfläche des Substrats 40 beschichtet. Die Seitenwände der in die Trägerstruktur 20 eingebrachten Schlitze zwischen den zu beschichtenden Oberflächen verfügen - analog zu den Ausführungsbeispielen gemäß den 18 und 19 - über Unterschnitte 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f. Die Unterschnitte 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f werden auch hier so tief ausgelegt, dass die elektrische Leitungsstruktur 1, welche die elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c umfasst, von den als „Nebenprodukt“ erzeugten elektrisch leitenden Strukturen 11a, 11b, 11c, 11d - analog zur Darstellung in 6 - nicht, nur unwesentlich, oder auf eine bekannte und bei der Ausführung zu berücksichtigende Art beeinflusst werden. Die zum großen Teil als Kupferschicht ausgeführte Beschichtung auf der Trägerstruktur 20 weist auch hier insgesamt eine Schichtdicke von etwa 600 nm entlang der Projektionsrichtung 100 auf. Eine dünne Titanschicht dient als Haftvermittler zwischen der Trägerstruktur 20 und der Kupferschicht; zur Passivierung gegenüber der Umgebung wird eine dünne Goldschicht als äußere Schicht aufgetragen, wobei auch hier eine weitere dünne Titanschicht zwischen die Kupferschicht und die Goldschicht eingefügt werden kann. 20 shows the electrical line arrangement comprising the substrate 40, which has a conventionally manufactured coplanar line made up of three existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c, whereby two of the existing electrically conductive structures 50a, 50c can be at the same potential. The substrate 40 comprises - analogous to the outlined structure in 9 - in each case in a second partial area 220 an insulating carrier body made of aluminum oxide (Al 2 O 3 ) with a layer thickness of 625 µm, as well as a conductive area 320, which was produced by means of a gold layer with a layer thickness of 3 µm on the insulating carrier body. The already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c were produced by structuring this gold layer, for example with the aid of a conventional lithography process or with the aid of a laser ablation process. To produce the electrical probe tip, the first partial area 120 of the carrier structure 20 was also structured here using a two-photon lithography process. The carrier structure 20 was then coated with the electrically conductive material using a PVD process along the projection direction 100 according to 16 at an angle of 90° to the surface of the substrate 40. The side walls of the slots introduced into the support structure 20 between the surfaces to be coated have - analogously to the embodiments according to the 18 and 19 - via undercuts 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f. The undercuts 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f are also designed so deep that the electrical line structure 1, which includes the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c, is separated from the electrically conductive structures 11a, 11b, 11c, 11d produced as a "by-product" - analogous to the representation in 6 - not influenced, only insignificantly influenced, or influenced in a known manner that must be taken into account during implementation. The coating on the carrier structure 20, which is largely implemented as a copper layer, also has a total layer thickness of approximately 600 nm along the projection direction 100. A thin titanium layer serves as an adhesion promoter between the carrier structure 20 and the copper layer; a thin gold layer is applied as an outer layer to passivate it against the environment, and here too another thin titanium layer can be inserted between the copper layer and the gold layer.

Mittels der Beschichtung der Trägerstruktur 20 mit dem elektrisch leitfähigen Material entlang der Projektionsrichtung 100 bilden sich die elektrischen Leitungsübergänge 60a, 60b, 60c zwischen den bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c auf dem Substrat 40 und den elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c der elektrischen Leitungsstruktur 1 aus. Die in allen Querschnittsebenen entlang der Leitungsstruktur 1 isoliert verbleibenden elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c werden auch hier über die Rampenstruktur nach oben geführt und laufen dort in einem festgelegten Abstand zusammen, um Kontaktelemente 500 auszubilden. Die Kontaktelemente 500 sind in diesem Fall in Form von Pyramidenstumpf-ähnlichen Strukturen ausgeführt.By coating the carrier structure 20 with the electrically conductive material along the projection direction 100, the electrical line transitions 60a, 60b, 60c are formed between the already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c on the substrate 40 and the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c of the electrical line structure 1. The electrically conductive structures 10a, 10b, 10c, which remain isolated in all cross-sectional planes along the line structure 1, are also guided upwards via the ramp structure and converge there at a fixed distance to form contact elements 500. The contact elements 500 are in this case designed in the form of structures similar to truncated pyramids.

Auch in diesem Ausführungsbeispiel werden zusätzliche Abschattungsstrukturen 70 verwendet, um eine elektrische Verbindung der elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c der elektrischen Leitungsstruktur 1 zu den bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c zu ermöglichen, ohne einen Kurzschluss zwischen den elektrisch leitenden Strukturen 10a, 10b, 10c oder den bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c zu dem Substrat 40 und/oder der als „Nebenprodukt“ auf dem Substrat 40 gebildeten elektrisch leitfähigen Struktur 11a, 11b, 11c, 11d zu erzeugen. Um die bereits vorhandenen elektrisch leitenden Strukturen 50a, 50b, 50c über die gesamte Oberfläche des Substrats 40 vor einem Kurzschluss zu bewahren, wird auch hier - wie in den Ausführungsbeispielen zu den 18 und 19 - eine Schutzschicht 75 aus PMMA genutzt, die in einem Lift-Off Prozess mit PGMEA entfernt wird.In this exemplary embodiment, additional shading structures 70 are also used to enable an electrical connection of the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c of the electrical line structure 1 to the already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c without creating a short circuit between the electrically conductive structures 10a, 10b, 10c or the already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c to the substrate 40 and/or the electrically conductive structure 11a, 11b, 11c, 11d formed as a "by-product" on the substrate 40. In order to protect the already existing electrically conductive structures 50a, 50b, 50c over the entire surface of the substrate 40 from a short circuit, here too - as in the exemplary embodiments for the 18 and 19 - a protective layer 75 made of PMMA is used, which is removed in a lift-off process with PGMEA.

Zusätzlich zu den dargestellten Ausführungsbeispielen sind weitere Ausführungen möglich. Die Nutzung eines Lithographieverfahrens mit wesentlich größeren Schreibfeldern bei gleichzeitig noch ausreichend hoher lateraler Auflösung im Mikrometer-Bereich, wie beispielsweise der Projektions-Mikro-Stereolithographie (PµSL), ermöglicht eine vollständige Überdeckung der Substratoberfläche 40 als Schutz während der Beschichtung und einen Verzicht auf den bisher eingesetzten, aufwendigen Lift-Off Prozess mittels PMMA und PGMEA. Die Herstellung großflächiger Schutzstrukturen direkt zusammen mit der Trägerstruktur 20 und den zusätzlichen Abschattungsstrukturen 70 - gemäß 12 - in demselben Lithographie-Schritt resultiert in einer wesentlichen Zeitersparnis und einer erheblichen Vereinfachung des Verfahrens und ermöglicht durch Verzicht auf die Anwendung von Chemikalien auf das Substrat 40 und die Trägerstruktur 20, insbesondere des ersten Teilbereichs 120, einen weitgehenden Schutz sensibler Komponenten und damit eine wesentlich größere Freiheit bei der Wahl des Materials für die Trägerstruktur 20.In addition to the embodiments shown, further designs are possible. The use of a lithography process with significantly larger writing fields and at the same time sufficiently high lateral resolution in the micrometer range, such as projection micro-stereolithography (PµSL), enables complete coverage of the substrate surface 40 as protection during coating and eliminates the previously used, complex lift-off process using PMMA and PGMEA. The production of large-area protective structures directly together with the carrier structure 20 and the additional shading structures 70 - according to 12 - in the same lithography step results in a significant time saving and a considerable simplification of the process and, by dispensing with the application of chemicals to the substrate 40 and the carrier structure 20, in particular the first partial area 120, enables extensive protection of sensitive components and thus a significantly greater freedom in the choice of material for the carrier structure 20.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
elektrische Leitungsstrukturelectrical wiring structure
10a-10g10a-10g
elektrisch leitende Strukturelectrically conductive structure
11a-11f11a-11f
weitere elektrisch leitfähige Strukturfurther electrically conductive structure
1515
DurchkontaktierungThrough-hole plating
2020
Trägerstruktur (für die elektrische Leitungsstruktur)Support structure (for the electrical wiring structure)
20a-20h20a-20h
Unterschnitt (in der Trägerstruktur)Undercut (in the support structure)
2525
isolierende Beschichtunginsulating coating
2626
isotrope Beschichtung mit Schutzmaterialisotropic coating with protective material
30a-30h30a-30h
abgeschatteter Bereich auf Trägerstruktur; „Freiflächen“shaded area on support structure; “open spaces”
35, 3635, 36
zueinander parallel verlaufende Ebenenplanes running parallel to each other
40, 4140, 41
Substrat (Teil der Trägerstruktur)Substrate (part of the carrier structure)
50a-50c, 51a-51c50a-50c, 51a-51c
bereits vorhandene elektrische Leitungsstrukturexisting electrical wiring structure
60a-60c, 61a-61c60a-60c, 61a-61c
elektrischer Leitungsübergangelectrical line transition
70, 7170, 71
zusätzliche Abschattungsstrukturadditional shading structure
7575
SchutzschichtProtective layer
8080
Feldlinien eines elektrischen Feldes; „Mode“Field lines of an electric field; “mode”
100100
Projektionsrichtung pProjection direction p
105105
Divergenz der von der Bedampfungsquelle ausgehenden Bedampfungsstrahlen um die festgelegte Projektionsrichtung pDivergence of the vapor deposition rays emanating from the vapor deposition source around the specified projection direction p
120120
(durch dreidimensionales Strukturierungsverfahren erzeugter) erster Teilbereich der TrägerstrukturFirst part of the carrier structure (produced by three-dimensional structuring process)
220220
(elektrisch isolierender) zweiter Teilbereich der Trägerstruktur(electrically insulating) second part of the support structure
320320
(elektrisch leitender) Teilbereich des Substrats(electrically conductive) part of the substrate
500500
KontaktelementContact element
600600
mechanische Schutzstrukturmechanical protective structure
10151015
Punkt P auf Oberfläche der TrägerstrukturPoint P on surface of the support structure
10161016
Halbgerade g entgegen der Projektionsrichtung pHalf-line g opposite to the projection direction p
10201020
Überhang (Teilbereich der Trägerstruktur)Overhang (part of the support structure)
10301030
im Inneren der Trägerstruktur liegende Abschnitte der HalbgeradenSections of the half-line located inside the support structure
10311031
außerhalb der Trägerstruktur liegende Verbindungslinie PP'connecting line PP' outside the support structure
10401040
abgeschatteter Bereichshaded area
20002000
MonitorstrukturMonitor structure
21002100
BlickrichtungViewing direction
22002200
AnzeigestrukturDisplay structure
23002300
AnnäherungsrichtungApproach direction
24002400
Deformationdeformation

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA accepts no liability for any errors or omissions.

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Standaert et al., Three techniques for thefabrication ofhigh precision, mm-sized metal components based on two-photon lithography, applied for manufacturing horn antennas for THz transceivers, J. Micromech. Microeng. 28, 035008, 2018 [0002]Standaert et al., Three techniques for the fabrication of high precision, mm-sized metal components based on two-photon lithography, applied for manufacturing horn antennas for THz transceivers, J. Micromech. Microeng. 28, 035008, 2018 [0002]
  • M. Sterner et al., Electrochemically Assisted Maskless Selective Removal ofMetal Layers for Three-Dimensional Micromachined SOI RF MEMS Transmission Lines and Devices", J. Microelectromechanical Systems 20 (4), S. 899-908, 2011 [0003]M. Sterner et al., Electrochemically Assisted Maskless Selective Removal ofMetal Layers for Three-Dimensional Micromachined SOI RF MEMS Transmission Lines and Devices", J. Microelectromechanical Systems 20 (4), pp. 899-908, 2011 [0003]

Claims (26)

Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Leitungsanordnung, umfassend die folgenden Schritte: a) Herstellen einer Trägerstruktur (20), wobei zumindest ein erster Teilbereich (120) der Trägerstruktur (20) mittels eines dreidimensionalen Strukturierungsverfahrens erzeugt wird, wobei zumindest ein zweiter Teilbereich (220) der Trägerstruktur (20) ein elektrisch isolierendes Material umfasst, und wobei die Trägerstruktur (20) mindestens einen Unterschnitt (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h) bezüglich einer Projektionsrichtung (100) aufweist; und b) Herstellen mindestens einer elektrischen Leitungsstruktur (1) durch Beschichtung der Trägerstruktur (20) mit mindestens einem elektrisch leitfähigen Material, wobei die Beschichtung mindestens einen räumlich gerichteten Beschichtungsprozess umfasst, der entlang der auf den mindestens einen Unterschnitt (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h) ausgerichteten Projektionsrichtung (100) orientiert ist.Method for producing an electrical line arrangement, comprising the following steps: a) producing a carrier structure (20), wherein at least a first partial region (120) of the carrier structure (20) is produced by means of a three-dimensional structuring process, wherein at least a second partial region (220) of the carrier structure (20) comprises an electrically insulating material, and wherein the carrier structure (20) has at least one undercut (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h) with respect to a projection direction (100); and b) producing at least one electrical conductor structure (1) by coating the carrier structure (20) with at least one electrically conductive material, wherein the coating comprises at least one spatially directed coating process which is oriented along the projection direction (100) aligned with the at least one undercut (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h). Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, wobei die Beschichtung der Trägerstruktur (20) mindestens einen räumlich gerichteten Beschichtungsprozess unter einer Verwendung von mindestens zwei, voneinander verschiedenen elektrisch leitfähigen Materialien umfasst.Method according to the preceding claim, wherein the coating of the carrier structure (20) comprises at least one spatially directed coating process using at least two mutually different electrically conductive materials. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine Dicke der mindestens einen elektrischen Leitungsstruktur (1), umfassend die elektrisch leitenden Strukturen (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g), durch galvanisches Aufwachsen erhöht wird.Method according to one of the preceding claims, wherein a thickness of the at least one electrical line structure (1) comprising the electrically conductive structures (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g) is increased by galvanic growth. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Herstellen der mindestens einen elektrischen Leitungsstruktur (1) derart erfolgt, dass mindestens eine elektrisch leitende Struktur (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g) ausgebildet wird, die mittels mindestens einer durch den mindestens einen Unterschnitt (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h) erzeugten Freifläche (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f, 30g, 30h) gegenüber einer an die mindestens eine elektrisch leitende Struktur (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g) angrenzenden weiteren elektrisch leitenden Struktur (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g) innerhalb einer Querschnittsebene der mindestens einen elektrischen Leitungsstruktur (1) elektrisch isoliert ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the production of the at least one electrical line structure (1) is carried out in such a way that at least one electrically conductive structure (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g) is formed, which, by means of at least one free surface (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f, 30g, 30h) generated by the at least one undercut (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h), is arranged opposite a further electrically conductive structure (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g) adjacent to the at least one electrically conductive structure (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g) is electrically insulated within a cross-sectional plane of the at least one electrical line structure (1). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Trägerstruktur (20) ein Substrat (40, 41) umfasst.Method according to one of the preceding claims, wherein the carrier structure (20) comprises a substrate (40, 41). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Herstellen der mindestens einen elektrischen Leitungsstruktur (1) ausgewählt wird aus dem Herstellen - einer Mikrostreifenleitung, umfassend das Herstellen einer einzelnen, in allen Querschnittsebenen entlang der mindestens einen elektrischen Leitungsstruktur (1) elektrisch leitenden Struktur (10a); - einer Schlitzleitung, umfassend das Herstellen von zwei elektrisch leitenden Strukturen (10a, 10b), die in allen Querschnittsebenen entlang der mindestens einen elektrischen Leitungsstruktur (1) elektrisch voneinander isoliert sind; - einer Koplanarleitung, umfassend das Herstellen von drei elektrisch leitenden Strukturen (10a, 10b, 10c), die in allen Querschnittsebenen entlang der mindestens einen elektrischen Leitungsstruktur (1) elektrisch voneinander isoliert sind; - einer Antenne, umfassend das Herstellen mindestens einer elektrisch leitenden Struktur (10a), die im Zusammenwirken mit der mindestens einen durch den mindestens einen Unterschnitt (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h) erzeugten Freifläche (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f, 30g, 30h) dazu eingerichtet ist, einen Übergang eines an die mindestens eine elektrisch leitende Struktur (10a) gebundenen elektrischen Signals zu einem Freiwellenraum bereitzustellen; - eines elektrischen Leitungskopplers, umfassend das Herstellen von drei elektrisch leitenden Strukturen (10a, 10b, 10c), die in allen Querschnittsebenen entlang der mindestens einen elektrischen Leitungsstruktur (1) elektrisch voneinander isoliert sind, wobei zwei der elektrisch leitenden Strukturen (10a, 10c) auf voneinander verschiedene elektrische Potentiale gelegt werden, wobei ein Abstand der beiden elektrisch leitenden Strukturen (10a, 10c) derart gewählt wird, dass eine Überkopplung eines elektrischen Felds (80) von der einen elektrisch leitenden Struktur (10a) auf die andere elektrisch leitende Struktur (10c) über die dritte elektrisch leitende Struktur (10b) eingestellt wird; - einer elektrischen Tastspitze, die mindestens ein zur Kontaktierung entsprechender Kontaktflächen geeignetes Kontaktelement (500) aufweist; - eines elektrischen Verbindungselements zwischen mindestens zwei, auf getrennten Substraten (40, 41) angeordneten mindestens einen elektrischen Leitungsstrukturen (50a-50c, 51a-51c), wobei die Trägerstruktur (20) die mindestens zwei Substrate (40, 41) sowie den ersten Teilbereich (120) umfasst; - einer Interdigitalkapazität, umfassend eine Vielzahl elektrisch leitender Strukturen (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g), wobei diese abwechselnd in zwei unterschiedlichen, parallel zueinander verlaufenden Ebenen (35, 36) angeordnet sind.Method according to one of the preceding claims, wherein the production of the at least one electrical line structure (1) is selected from the production of - a microstrip line, comprising the production of a single structure (10a) that is electrically conductive in all cross-sectional planes along the at least one electrical line structure (1); - a slot line, comprising the production of two electrically conductive structures (10a, 10b) that are electrically insulated from one another in all cross-sectional planes along the at least one electrical line structure (1); - a coplanar line, comprising the production of three electrically conductive structures (10a, 10b, 10c) that are electrically insulated from one another in all cross-sectional planes along the at least one electrical line structure (1); - an antenna, comprising the production of at least one electrically conductive structure (10a) which, in cooperation with the at least one free area (30a, 30b, 30c, 30d, 20e, 20f, 20g, 20h) generated by the at least one undercut (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 30g, 30h), is designed to provide a transition of an electrical signal bound to the at least one electrically conductive structure (10a) to a free wave space; - an electrical line coupler, comprising the production of three electrically conductive structures (10a, 10b, 10c) which are electrically insulated from one another in all cross-sectional planes along the at least one electrical line structure (1), wherein two of the electrically conductive structures (10a, 10c) are placed at different electrical potentials, wherein a distance between the two electrically conductive structures (10a, 10c) is selected such that a coupling of an electrical field (80) from the one electrically conductive structure (10a) to the other electrically conductive structure (10c) is set via the third electrically conductive structure (10b); - an electrical probe tip which has at least one contact element (500) suitable for contacting corresponding contact surfaces; - an electrical connection element between at least two at least one electrical conductor structure (50a-50c, 51a-51c) arranged on separate substrates (40, 41), wherein the carrier structure (20) comprises the at least two substrates (40, 41) and the first partial region (120); - an interdigital capacitor comprising a plurality of electrically conductive structures (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g), wherein these are arranged alternately in two different planes (35, 36) running parallel to one another. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, wobei in Verfahrensschritt a) zusätzliche mechanische Schutzstrukturen (600) oder Monitorstrukturen (2000) erzeugt werden, die dazu eingerichtet sind, eine ungewollte mechanische Beschädigung der elektrischen Tastspitze zu verhindern.Method according to the preceding claim, wherein in method step a) additional mechanical protective structures (600) or monitor structures (2000) are created which are designed to prevent unwanted mechanical damage to the electrical probe tip. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Einbringen des mindestens einen Unterschnittes (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h) in die Trägerstruktur (20) derart erfolgt, dass dadurch eine effektive Permittivität einer in der mindestens einen elektrischen Leitungsstruktur (1) geführten Mode (80) entlang einer Ausbreitungsrichtung der Mode (80) eingestellt wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the introduction of the at least one undercut (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h) into the carrier structure (20) is carried out in such a way that an effective permittivity of a mode (80) guided in the at least one electrical line structure (1) is thereby set along a propagation direction of the mode (80). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Herstellen der Trägerstruktur (20) mittels eines Mikrostrukturierungsverfahren, insbesondere ausgewählt aus einem Multiphotonen-Polymerisationsverfahren oder einem Stereolithographieverfahren, erfolgt.Method according to one of the preceding claims, wherein the production of the carrier structure (20) takes place by means of a microstructuring method, in particular selected from a multiphoton polymerization method or a stereolithography method. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine elektrischen Leitungsstruktur (1) entlang der Ausbreitungsrichtung des elektromagnetischen Signals im Querschnitt variiert oder einer nicht-planaren Trajektorie folgt, welche durch eine nicht-planare Form der Trägerstruktur (20) vorgegeben wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the at least one electrical line structure (1) varies in cross section along the propagation direction of the electromagnetic signal or follows a non-planar trajectory which is predetermined by a non-planar shape of the carrier structure (20). Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Teilbereich (120) der Trägerstruktur (20) und der zweite Teilbereich (220) der Trägerstruktur (20) - sich gegenseitig ganz oder teilweise umfassen; - disjunkt oder überschneidungsfrei sind; - zumindest bereichsweise überlappen; - identisch sind.Method according to one of the preceding claims, wherein the first partial region (120) of the support structure (20) and the second partial region (220) of the support structure (20) - completely or partially enclose one another; - are disjoint or non-overlapping; - overlap at least in regions; - are identical. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Herstellen mindestens einer zusätzlichen Abschattungsstruktur (70, 71) an dem mindestens einen elektrischen Leitungsübergang (60a-60c, 61a-61c) derart erfolgt, dass bei dem Beschichten der Trägerstruktur (20) mittels des elektrisch leitfähigen Materials entlang der Projektionsrichtung (100) - mindestens eine weitere elektrisch leitfähige Verbindung zwischen den mindestens zwei bereits vorhandenen elektrischen Leitungsstrukturen (50a-50c, 51a-51c, 51) und der mindestens einen elektrischen Leitungsstruktur (1) ausgebildet wird; oder - die mindestens zwei bereits vorhandenen elektrischen Leitungsstrukturen (50a-50c, 51a-51c) voneinander elektrisch isoliert bleiben.Method according to one of the preceding claims, wherein the production of at least one additional shading structure (70, 71) on the at least one electrical line transition (60a-60c, 61a-61c) takes place in such a way that when the carrier structure (20) is coated using the electrically conductive material along the projection direction (100) - at least one further electrically conductive connection is formed between the at least two already existing electrical line structures (50a-50c, 51a-51c, 51) and the at least one electrical line structure (1); or - the at least two already existing electrical line structures (50a-50c, 51a-51c) remain electrically insulated from one another. Verfahren nach dem vorangehenden Anspruch, wobei die mindestens eine zusätzliche Abschattungsstruktur (70, 71) oder eine Schutzschicht (75) derart auf weitere Teile des Substrats (40, 41) aufgebracht wird, dass die weiteren Teile des Substrats (40, 41) vor einer Bedeckung mit dem leitfähigen Material geschützt werden.Method according to the preceding claim, wherein the at least one additional shading structure (70, 71) or a protective layer (75) is applied to further parts of the substrate (40, 41) in such a way that the further parts of the substrate (40, 41) are protected from being covered with the conductive material. Verfahren nach einem der beiden vorangehenden Ansprüche, wobei das Herstellen der mindestens einen zusätzlichen Abschattungsstruktur (70, 71) oder der Schutzschicht (75) mittels eines Mikrostrukturierungsverfahren, insbesondere ausgewählt aus einem Multiphotonen-Polymerisationsverfahren oder einem Projektionslithographieverfahren, erfolgt.Method according to one of the two preceding claims, wherein the production of the at least one additional shading structure (70, 71) or the protective layer (75) takes place by means of a microstructuring method, in particular selected from a multiphoton polymerization method or a projection lithography method. Verfahren nach einem der drei vorangehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine zusätzliche Abschattungsstruktur (70, 71) oder die Schutzschicht (75) nach dem Beschichten der Trägerstruktur (20) entfernt wird, insbesondere mittels eines Lift-Off Prozesses oder mittels eines Abziehens der mindestens einen zusätzlichen Abschattungsstruktur (70, 71).Method according to one of the three preceding claims, wherein the at least one additional shading structure (70, 71) or the protective layer (75) is removed after coating the carrier structure (20), in particular by means of a lift-off process or by means of peeling off the at least one additional shading structure (70, 71). Elektrische Leitungsanordnung, umfassend: - eine Trägerstruktur (20), umfassend ◯ zumindest einen, als dreidimensionale Freiformstruktur ausgestalteter und mittels eines dreidimensionalen Strukturierungsverfahrens erzeugter erster Teilbereich (120), und ◯ einen, ein elektrisch isolierendes Material umfassender zweiter Teilbereich (220), wobei die Trägerstruktur (20) mindestens einen Unterschnitt (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h) bezüglich einer Projektionsrichtung (100) aufweist; und - mindestens eine, auf der Trägerstruktur (20) als Beschichtung mittels mindestens einem räumlich gerichteten Beschichtungsprozess mit mindestens einem elektrisch leitfähigen Material entlang der auf den mindestens einen Unterschnitt (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h) ausgerichteten Projektionsrichtung (100) aufgebrachte, mindestens eine elektrische Leitungsstruktur (1).Electrical line arrangement, comprising: - a carrier structure (20) comprising ◯ at least one first partial region (120) designed as a three-dimensional free-form structure and produced by means of a three-dimensional structuring process, and ◯ a second partial region (220) comprising an electrically insulating material, wherein the carrier structure (20) has at least one undercut (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h) with respect to a projection direction (100); and - at least one electrical line structure (1) applied to the carrier structure (20) as a coating by means of at least one spatially directed coating process with at least one electrically conductive material along the projection direction (100) aligned with the at least one undercut (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h). Elektrische Leitungsanordnung nach dem vorangehenden Anspruch, wobei die Beschichtung der Trägerstruktur (20) mindestens zwei, voneinander verschiedene elektrisch leitfähige Materialien umfasst.Electrical line arrangement according to the preceding claim, wherein the coating of the carrier structure (20) comprises at least two mutually different electrically conductive materials. Elektrische Leitungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche betreffend die elektrische Leitungsanordnung, wobei die Dicke der mindestens einen elektrischen Leitungsstruktur (1), umfassend die elektrisch leitenden Strukturen (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g), durch galvanisches Aufwachsen erhöht ist.Electrical line arrangement according to one of the preceding claims relating to the electrical line arrangement, wherein the thickness of the at least one electrical line structure (1), comprising the electrically conductive structures (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g), is increased by galvanic growth. Elektrische Leitungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche betreffend die elektrische Leitungsanordnung, wobei die mindestens eine elektrische Leitungsstruktur (1) mindestens eine elektrisch leitende Struktur (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g) umfasst, die mittels mindestens einer durch den mindestens einen Unterschnitt (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h) erzeugten Freifläche (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f, 30g, 30h) gegenüber einer an die mindestens eine elektrisch leitende Struktur (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g) angrenzenden weiteren elektrisch leitenden Struktur (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g) innerhalb einer Querschnittsfläche der mindestens einen elektrischen Leitungsstruktur (1) elektrisch isoliert ist.Electrical line arrangement according to one of the preceding claims relating to the electrical line arrangement, wherein the at least one electrical line structure (1) comprises at least one electrically conductive structure (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g) which is electrically insulated from a further electrically conductive structure (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g) adjacent to the at least one electrically conductive structure (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g) within a cross-sectional area of the at least one electrical conductor structure (1) by means of at least one free area (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f, 30g, 30h) generated by the at least one undercut (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h). Elektrische Leitungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche betreffend die elektrische Leitungsanordnung, wobei die Trägerstruktur (20) ein Substrat (40, 41) umfasst.Electrical line arrangement according to one of the preceding claims relating to the electrical line arrangement, wherein the carrier structure (20) comprises a substrate (40, 41). Elektrische Leitungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche betreffend die elektrische Leitungsanordnung, wobei die mindestens eine elektrische Leitungsstruktur (1) ausgewählt ist aus: - einer Mikrostreifenleitung, umfassend eine einzelne, in allen Querschnittsebenen entlang der mindestens einen elektrischen Leitungsstruktur (1) elektrisch leitende Struktur (10a); - einer Schlitzleitung, umfassend zwei elektrisch leitende Strukturen (10a, 10b), die in allen Querschnittsebenen entlang der mindestens einen elektrischen Leitungsstruktur (1) elektrisch voneinander isoliert sind; - einer Koplanarleitung, umfassend drei elektrisch leitende Strukturen (10a, 10b, 10c), die in allen Querschnittsebenen entlang der mindestens einen elektrischen Leitungsstruktur (1) elektrisch voneinander isoliert sind; - einer Antenne, umfassend das Herstellen mindestens einer elektrisch leitenden Struktur (10a), die im Zusammenwirken mit der mindestens einen durch den mindestens einen Unterschnitt (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h) erzeugten Freifläche (30a, 30b, 30c, 30d, 30e, 30f, 30g, 30h) dazu eingerichtet ist, einen Übergang eines an die mindestens eine elektrisch leitende Struktur (10a) gebundenen elektrischen Signals zu einem Freiwellenraum bereitzustellen; - einem elektrischen Leitungskoppler, umfassend drei elektrisch leitende Strukturen (10a, 10b, 10c), die in allen Querschnittsebenen entlang der mindestens einen elektrischen Leitungsstruktur (1) voneinander isoliert sind, wobei zwei der elektrisch leitenden Strukturen (10a, 10c) auf voneinander verschiedenen elektrischen Potentialen liegen, wobei ein Abstand der beiden elektrisch leitenden Strukturen (10a, 10c) derart gewählt ist, dass eine Überkopplung eines elektrischen Felds (80) von der einen elektrisch leitenden Struktur (10a) auf die andere elektrisch leitende Struktur (10c) über die dritte elektrisch leitende Struktur (10b) eingestellt wird; - einer elektrischen Tastspitze, die mindestens ein zur Kontaktierung entsprechender Kontaktflächen geeignetes Kontaktelement (500) aufweist; - einem elektrischen Verbindungselement zwischen mindestens zwei, auf getrennten Substraten (40, 41) angeordneten elektrischen Leitungsstrukturen (50a-50c, 51a-51c), wobei die Trägerstruktur (20) die mindestens zwei Substrate (40, 41) sowie den ersten Teilbereich (120) umfasst; oder - einer Interdigitalkapazität, umfassend eine Vielzahl elektrisch leitender Strukturen (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g), wobei diese im Wesentlichen abwechselnd in zwei unterschiedlichen, parallel zueinander verlaufenden Ebenen (35, 36) angeordnet sind, und wobei diese auf unterschiedlichen Potentialen liegen können.Electrical line arrangement according to one of the preceding claims relating to the electrical line arrangement, wherein the at least one electrical line structure (1) is selected from: - a microstrip line comprising a single structure (10a) that is electrically conductive in all cross-sectional planes along the at least one electrical line structure (1); - a slot line comprising two electrically conductive structures (10a, 10b) that are electrically insulated from one another in all cross-sectional planes along the at least one electrical line structure (1); - a coplanar line comprising three electrically conductive structures (10a, 10b, 10c) that are electrically insulated from one another in all cross-sectional planes along the at least one electrical line structure (1); - an antenna, comprising the production of at least one electrically conductive structure (10a) which, in cooperation with the at least one free area (30a, 30b, 30c, 30d, 20e, 20f, 20g, 20h) generated by the at least one undercut (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 30g, 30h), is designed to provide a transition of an electrical signal bound to the at least one electrically conductive structure (10a) to a free wave space; - an electrical line coupler comprising three electrically conductive structures (10a, 10b, 10c) which are insulated from one another in all cross-sectional planes along the at least one electrical line structure (1), wherein two of the electrically conductive structures (10a, 10c) are at different electrical potentials from one another, wherein a distance between the two electrically conductive structures (10a, 10c) is selected such that a coupling of an electrical field (80) from one electrically conductive structure (10a) to the other electrically conductive structure (10c) is set via the third electrically conductive structure (10b); - an electrical probe tip which has at least one contact element (500) suitable for contacting corresponding contact surfaces; - an electrical connection element between at least two electrical conduction structures (50a-50c, 51a-51c) arranged on separate substrates (40, 41), wherein the carrier structure (20) comprises the at least two substrates (40, 41) and the first partial region (120); or - an interdigital capacitor comprising a plurality of electrically conductive structures (10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f, 10g), wherein these are arranged essentially alternately in two different planes (35, 36) running parallel to one another, and wherein these can be at different potentials. Elektrische Leitungsanordnung nach dem vorangehenden Anspruch, umfassend zusätzliche mechanische Schutzstrukturen (600) oder Monitorstrukturen (2000), die dazu eingerichtet sind, eine ungewollte mechanische Beschädigung der Tastspitze zu verhindern.Electrical line arrangement according to the preceding claim, comprising additional mechanical protection structures (600) or monitor structures (2000) which are designed to prevent unwanted mechanical damage to the probe tip. Elektrische Leitungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche betreffend die elektrische Leitungsanordnung, wobei die Unterschneidungen (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h) in der Trägerstruktur (20) derart ausgestaltet sind, dass dadurch eine effektive Permittivität einer in der mindestens einen elektrischen Leitungsstruktur (1) geführten Mode (80) entlang einer Ausbreitungsrichtung der Mode (80) eingestellt wird.Electrical line arrangement according to one of the preceding claims relating to the electrical line arrangement, wherein the undercuts (20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f, 20g, 20h) in the carrier structure (20) are designed such that an effective permittivity of a mode (80) guided in the at least one electrical line structure (1) is thereby set along a propagation direction of the mode (80). Elektrische Leitungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche betreffend die elektrische Leitungsanordnung, wobei die mindestens eine elektrische Leitungsstruktur (1) entlang der Ausbreitungsrichtung des elektromagnetischen Signals im Querschnitt variiert oder einer nicht-planaren Trajektorie folgt, welche durch eine nicht-planare Form der Trägerstruktur (20) vorgegeben ist.Electrical line arrangement according to one of the preceding claims relating to the electrical line arrangement, wherein the at least one electrical line structure (1) varies in cross section along the propagation direction of the electromagnetic signal or follows a non-planar trajectory which is predetermined by a non-planar shape of the carrier structure (20). Elektrische Leitungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche betreffend die elektrische Leitungsanordnung, wobei der erste Teilbereich (120) der Trägerstruktur (20) und der zweite Teilbereich (220) der Trägerstruktur (20) - sich gegenseitig ganz oder teilweise umfassen; - disjunkt oder überschneidungsfrei sind; - zumindest bereichsweise überlappen; - identisch sind.Electrical line arrangement according to one of the preceding claims relating to the electrical line arrangement, wherein the first partial region (120) of the support structure (20) and the second partial region (220) of the support structure (20) - completely or partially enclose one another; - are disjoint or non-overlapping; - overlap at least in regions; - are identical. Elektrische Leitungsanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche betreffend die elektrische Leitungsanordnung, umfassend mindestens eine zusätzliche Abschattungsstruktur (70, 71) oder eine Schutzschicht (75), die derart auf weitere Teile des Substrats (40, 41) aufgebracht sind, dass die weiteren Teile des Substrats (40, 41) vor einer Bedeckung mit dem leitfähigen Material geschützt werden.Electrical line arrangement according to one of the preceding claims relating to the electrical line arrangement, comprising at least one additional shading structure (70, 71) or a protective layer (75) which are applied to further parts of the substrate (40, 41) in such a way that the further parts of the substrate (40, 41) are protected from Covering with the conductive material.
DE102023200908.0A 2023-02-03 2023-02-03 Method for producing an electrical line arrangement and electrical line arrangement Pending DE102023200908A1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023200908.0A DE102023200908A1 (en) 2023-02-03 2023-02-03 Method for producing an electrical line arrangement and electrical line arrangement
PCT/EP2024/052567 WO2024160992A1 (en) 2023-02-03 2024-02-02 Method for producing an electrical line arrangement, and electrical line arrangement
CN202480010870.9A CN120660451A (en) 2023-02-03 2024-02-02 Method for producing an electrical circuit arrangement and electrical circuit arrangement
EP24703507.4A EP4659547A1 (en) 2023-02-03 2024-02-02 Method for producing an electrical line arrangement, and electrical line arrangement

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102023200908.0A DE102023200908A1 (en) 2023-02-03 2023-02-03 Method for producing an electrical line arrangement and electrical line arrangement

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102023200908A1 true DE102023200908A1 (en) 2024-08-08

Family

ID=89845221

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102023200908.0A Pending DE102023200908A1 (en) 2023-02-03 2023-02-03 Method for producing an electrical line arrangement and electrical line arrangement

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP4659547A1 (en)
CN (1) CN120660451A (en)
DE (1) DE102023200908A1 (en)
WO (1) WO2024160992A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102024206218A1 (en) * 2024-07-02 2026-01-08 Carl Zeiss Smt Gmbh Element for use in a micro-electro-mechanical system and micro-electro-mechanical system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69116859T2 (en) * 1990-11-16 1996-06-05 Thomson Rech ELECTRON SOURCE AND MANUFACTURING METHOD
US20020167009A1 (en) * 2001-05-14 2002-11-14 Samsung Electronics Co., Ltd Thin film transistor for liquid crystal display and method of manufacturing the same
DE102007010462A1 (en) * 2007-03-01 2008-09-04 Josef Sellmair Method for manufacturing micro-mechanical micromechanical particle radiation source, involves fixing surface layer made of electrical semi-conducting or conducting material on surface of substrate
DE102020102372A1 (en) * 2019-01-31 2020-08-06 At&S (China) Co. Ltd. Component carrier with blind hole that is filled with an electrically conductive medium and that fulfills a design rule for the minimum thickness

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12520425B2 (en) * 2020-04-30 2026-01-06 Dujud Llc Three-dimensional circuits with flexible interconnects
WO2021222582A1 (en) * 2020-04-30 2021-11-04 Dujud Llc Methods and processes for forming electrical circuitries on three-dimensional geometries

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69116859T2 (en) * 1990-11-16 1996-06-05 Thomson Rech ELECTRON SOURCE AND MANUFACTURING METHOD
US20020167009A1 (en) * 2001-05-14 2002-11-14 Samsung Electronics Co., Ltd Thin film transistor for liquid crystal display and method of manufacturing the same
DE102007010462A1 (en) * 2007-03-01 2008-09-04 Josef Sellmair Method for manufacturing micro-mechanical micromechanical particle radiation source, involves fixing surface layer made of electrical semi-conducting or conducting material on surface of substrate
DE102020102372A1 (en) * 2019-01-31 2020-08-06 At&S (China) Co. Ltd. Component carrier with blind hole that is filled with an electrically conductive medium and that fulfills a design rule for the minimum thickness

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
M. Sterner et al., Electrochemically Assisted Maskless Selective Removal ofMetal Layers for Three-Dimensional Micromachined SOI RF MEMS Transmission Lines and Devices", J. Microelectromechanical Systems 20 (4), S. 899-908, 2011
Standaert et al., Three techniques for thefabrication ofhigh precision, mm-sized metal components based on two-photon lithography, applied for manufacturing horn antennas for THz transceivers, J. Micromech. Microeng. 28, 035008, 2018

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102024206218A1 (en) * 2024-07-02 2026-01-08 Carl Zeiss Smt Gmbh Element for use in a micro-electro-mechanical system and micro-electro-mechanical system

Also Published As

Publication number Publication date
CN120660451A (en) 2025-09-16
EP4659547A1 (en) 2025-12-10
WO2024160992A1 (en) 2024-08-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102008017967B4 (en) Resonance filter with low loss
EP2964417B1 (en) Method for providing through-openings in a substrate
EP0008359A2 (en) Process for making a thin-film structure
DE60307733T2 (en) Non-tunable rectangular dielectric waveguide filter
DE102014224587A1 (en) A method for producing a gas sensor device for detecting at least one gaseous analyte and gas sensor device for detecting at least one gaseous analyte
DE102023200908A1 (en) Method for producing an electrical line arrangement and electrical line arrangement
EP1680949A1 (en) Solder stop barrier
DE102013202806B4 (en) Circuit on thin substrate for use in waveguides and manufacturing processes
EP1941311B1 (en) Metamaterial having the capability of broadband left-handed guidance of electromagnetic waves
DE4126216B4 (en) Device for thin-film processes for the treatment of large-area substrates
DE102011105679B4 (en) Method for producing three-dimensional microstructures
WO2022063945A1 (en) Optical waveguide component and method for the production thereof
DE60312872T2 (en) Method of making an element containing an electrical conductor surrounded by magnetic material
EP3362854B1 (en) Method for producing a microstructure in a photolithography technique
EP3143847B1 (en) Method for manufacturing a conductor track with enlargement-free transition between conductor path and contact structure
WO2001037045A1 (en) Flat coil and lithographic method for producing microcomponents
DE10064456B4 (en) Process for the maskless formation of metal nanostructures in thin dielectric layers by means of irradiation with ultra-short laser pulses
WO2009146903A1 (en) Angled junction between a microstrip line and a rectangular waveguide
WO2023016912A1 (en) Method for producing a multiplicity of semiconductor laser chips, and semiconductor laser chip
DE102019104982A1 (en) Photonic Integrated Circuit
DE102022214246A1 (en) Hybrid-manufactured waveguide
DE102020107311B4 (en) Process for the fine structuring of metal-containing layers and ceramic multi-layer component
DE102022214245A1 (en) Additively manufactured waveguide
DE102014115253A1 (en) Process for structuring a layer sequence and semiconductor laser device
EP4458478A2 (en) Method for producing a structured component, and structured component

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R083 Amendment of/additions to inventor(s)