VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON MINDESTENS EINEM HOCHFREQUENZ-KONTAKTELEMENT ODER EINER HOCHFREQUENZ-KONTAKTELEMENT-ANORDNUNG SOWIE ZUGEHÖRIGE VORRICHTUNGEN

Beschreibung

GEBIET DER ERFINDUNG

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mindestens einem Hochfrequenz-Kontaktelement oder einer Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung sowie zugehörige Vorrichtungen.

TECHNISCHER HINTERGRUND

[0002] Moderne Verbindungstechnologie umfasst nicht nur Kontaktelemente zur Kontaktierung und Übertragung von Gleichspannungs- oder Niederfrequenzsignalen gemäß der DE 10 2016 004 520 A1, sondern auch Kontaktelemente zur Kontaktierung und Übertragung von Hochfrequenzsignalen. Unter einem Hochfrequenzsignal wird hierbei und im Folgenden ein Signal mit einer Frequenz ab 3 MHz bis 30 THz, also fast der gesamte Bereich des elektromagnetischen Spektrums, verstanden.

[0003] Bevorzugt werden Kontaktelemente für die Übertragung von Hochfrequenzsignalen zwischen Kontaktanschlüssen von zwei benachbarten Leiterplatten eingesetzt (sogenannte Board-to-Board-Verbindung; deutsch: Leiterplatte-zu-Leiterplatte-Verbindung).

[0004] Ein weiteres großes Anwendungsfeld von Kontaktelementen für Hochfrequenzsignale ist die Kontaktierung und Übertragung eines Hochfrequenzsignals zwischen einem Kontaktanschluss einer zu prüfenden Schaltung, beispielsweise einer zu prüfenden integrierten Schaltung, und einem Kontaktanschluss einer Leiterplatte, die mit einem Messgerät verbunden ist. Die Kontaktierung an der zu prüfenden integrierten Schaltung kann hierbei an einem Kontaktanschluss des Gehäuses der integrierten Schaltung oder direkt auf einen Kontaktanschluss bzw. einer Kontaktfläche auf dem Substrat der integrierten Schaltung erfolgen. Es ist auch ein Anwendungsfall möglich, bei dem das Kontaktelement, das einen Kontaktanschluss der zu prüfenden Schaltung kontaktiert, mit seinem anderen Kontaktende direkt an ein Messkabel, das zum Messgerät geführt ist, angeschlossen ist.

[0005] Schließlich sind auch Kontaktelemente für hochfrequente Signale denkbar, die die Kontaktflächen auf dem Substrat von zwei integrierten Schaltungen elektrisch überbrücken.

[0006] Aus der US 5 158 465 A geht ein Hochfrequenzsteckverbinder für Audioanwendungen hervor, der buchsenförmig ausgebildet ist. Hierbei ist auf einem planaren Substrat ein elektrisch isolierendes Substrat in der Form einer Buchse aufgebaut. Während das stirnseitige Ende des buchsenförmigen Substrats unbeschichtet bleibt, wird die innenseitige und die außenseitige Wandung des buchsenförmigen Substrats elektrisch beschichtet.

[0007] Die Übertragung eines Hochfrequenzsignals zwischen den beiden Kontaktstellen des Kontaktelements, die die Kontaktanschlüsse bzw. Kontaktflächen kontaktieren, erfordert ein Kontaktelement, das an den beiden Kontaktstellen jeweils eine Impedanz aufweist, die der Eingangsimpedanz des zugehörigen zu kontaktierenden Kontaktanschluss entspricht. Ein derart ausgeführtes Kontaktelement ist hinsichtlich seiner Impedanz an seinen Kontaktstellen an die Impedanz an den zugehörigen zu kontaktierenden Kontaktanschlüssen angepasst und verhindert unerwünschte Reflexionen des zu kontaktierenden und zu übertragenden Hochfrequenzsignals an den Kontaktstellen.

[0008] Für den Sonderfall, dass die angepassten Impedanzen an den beiden Kontaktstellen des Kontaktelements unterschiedliche Werte aufweisen, ist im Hinblick auf eine Minimierung von Signalreflexionen ein möglichst stetiger Übergang zwischen diesen beiden Impedanzwerten innerhalb des Kontaktelements zu verwirklichen. Ein Kontaktelement, das sowohl an seinen beiden Kontaktstellen als auch zwischen den beiden Kontaktstellen hinsichtlich seiner Impedanz reflexionsminimiert ausgeführt ist, weist eine eingestellte Impedanz entlang seiner Längserstreckung auf.

[0009] Unter einer eingestellten Impedanz eines Kontaktelements wird hierbei und im Folgenden eine Impedanz verstanden, die zwischen den beiden Kontaktstellen an die Impedanz der jeweils zu kontaktierenden Kontaktfläche angepasst ist. Eine bevorzugt konstante Impedanz über die gesamte Längserstreckung wird durch geeignete Formgebung und Materialwahl des Kontaktelements realisiert. Im Sonderfall einer unterschiedlichen Impedanz der beiden zu kontaktierenden Kontaktflächen wird mittels Formgebung und Materialwahl im Kontaktelement ein stetiger oder zumindest mehrfach gestufter Übergang zwischen den beiden unterschiedlichen Werten einer angepassten Impedanz an den beiden Kontaktstellen des Kontaktelements verwirklicht.

[0010] Neben dem technischen Erfordernis der angepassten Impedanz bzw. der eingestellten Impedanz muss ein derartiges Kontaktelement typischerweise auch noch andere technische Anforderungen erfüllen:
Der Verlauf der Querschnittsgeometrie zwischen der Innenleiter- und der Außenleitersignalführung eines Hochfrequenz-Kontaktelements ist sowohl an den Kontaktstellen zu den zu kontaktierenden Kontaktanschlüssen wie auch zwischen den Kontaktstellen weitest möglich stetig auszuführen, um unerwünschte Moden des zu kontaktierenden und zu übertragenden Hochfrequenzsignals zu vermeiden.

[0011] Kontaktelemente sind bevorzugt elastisch auszuführen, um einerseits veränderliche Abstände zwischen den zu kontaktierenden Kontaktanschlüssen auszugleichen und andererseits einen ausreichenden Kontaktdruck vom Kontaktelement auf die zu kontaktierenden Kontaktanschüsse auszuüben.

[0012] Eine Vielzahl von parallel zu kontaktierenden Kontaktanschlüssen mit einem zunehmend geringeren Rasterabstand zwischen den Kontaktanschlüssen erfordert eine fortschreitende Miniaturisierung der Kontaktelemente. Die Miniaturisierung der Kontakteelemente wird zusätzlich durch die zunehmende Abstandsverkleinerung zwischen den zu kontaktierenden Kontaktanschlüssen beschleunigt.

[0013] Eine weitere Herausforderung an die technische Auslegung von Kontaktelementen ist darin zu sehen, dass parallele Kontaktelemente jeweils Kontaktanschlüsse einer zu prüfenden integrierten Schaltung in einem vergleichsweise kleinen Rasterabstand kontaktieren und in jeweils gegenüberliegende Kontaktflächen mit einem vergleichsweise größeren Rasterabstand übersetzen. Auf diese Weise ist eine einfacher handhabbare Montage der Messkabel an die Kontaktstellen der einzelnen Kontaktelemente wie auch eine einfach handhabbare Kontaktierung mit Kontaktanschlüssen bzw. Kontaktfläche auf einer Leiterplatte, die mit dem Messgerät verbunden ist, möglich.

[0014] Die genannten elektrischen und mechanischen Anforderungen an die Kontaktelemente führen zwangsläufig zu sehr komplizierten Geometrien, zu kleinsten Abmessungen und zu WerkstoffKombinationen, die mit konventionellen Fertigungstechnologien nachteilig nicht herstellbar sind. Mit konventionellen Fertigungsverfahren und deren Kombination wie spanabhebende Verfahren, wie beispielsweise Drehen und Fräsen, umformende Verfahren, wie beispielsweise Tiefziehen und Schmieden, und trennende Verfahren, wie beispielsweise Stanzen, können nur vergleichsweise einfache Geometrien für Kontaktelemente technisch und gleichzeitig wirtschaftlich hergestellt werden.

[0015] Auch der Miniaturisierung von Kontaktelementen ist mit derartigen konventionellen Fertigungstechnologien eine technische Grenze gesetzt. Vielfach können miniaturisierte Kontaktelemente unterhalb einer bestimmten Größe nicht in einer Serienfertigung hergestellt werden.

[0016] Die konventionelle Herstellung eines Hochfrequenz-Kontaktelements erfordert schließlich eine Einzelfertigung von Einzelbauteilen, wie beispielsweise Innenleiterelement, Isolatorelement und Außenleiterelement, und eine anschließende Montage der Einzelbauteile zum fertigen Hochfrequenz-Kontaktelement. Insbesondere die Montage erfolgt noch weitestgehend manuell und verteuert das fertige Produkt erheblich.

[0017] Isolatorelemente, die jeweils einteilig mehrere Bereiche aus unterschiedlichen Werkstoffen aufweisen, sind mit einer konventionellen Fertigungstechnologie überhaupt nicht fertigbar.

[0018] Dies ist ein Zustand, den es zu verbessern gilt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

[0019] Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur kostengünstigen Herstellung eines Kontaktelements zur Kontaktierung und Übertragung eines Hochfrequenzsignals zu entwickeln, das hinsichtlich seiner elektrischen und mechanischen Eigenschaften optimiert ist und auch in einer sehr kleinen Ausdehnung mit Qualität herstellbar ist. Daneben sind auch ein Verfahren zur kostengünstigen Herstellung einer Kontaktelement-Anordnung zur Kontaktierung und Übertragung von mehreren Hochfrequenzsignalen, die mehrere Kontaktelemente enthält, sowie zugehörige Vorrichtungen von der Erfindung zu verwirklichen.

[0020] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

[0021] Demgemäß ist vorgesehen:
Ein Verfahren zur Herstellung von mindestens einem Hochfrequenz-Kontaktelement oder von einer Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung aus mindestens einem derartigen Hochfrequenz-Kontaktelement mit folgenden Verfahrensschritten:

• Herstellen eines Grundkörperteils jedes Hochfrequenz-Kontaktelements aus einem dielektrischen Material mit einem additiven Fertigungsverfahren,
• wobei das Grundkörperteil eine Durchführung zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende einer Längserstreckung des Grundkörperteils aufweist,
• Beschichten des dielektrischen Grundkörperteils mit einer elektrisch leitfähigen Schicht und
• Entfernen der elektrisch leitfähigen Schicht in einem die Durchführung umschließenden Bereich am ersten Ende und am zweiten Ende des Grundkörperteils zur Ausbildung einer elektrisch leitfähigen außenleiterseitigen Beschichtung und einer elektrisch leitfähigen innenleiterseitigen Beschichtung.

[0022] Erfindungsgemäß wird das Grundkörperteil des Hochfrequenz-Kontaktelements, das eine Durchführung zwischen einem ersten Ende und einem zweiten Ende aufweist, aus einem dielektrischen Material hergestellt. Das derart ausgeführte Grundkörperteil stellt das Isolatorelement des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements dar.

[0023] Das Hochfrequenz-Kontaktelement ist bevorzugt aus einem einstückigen Grundkörperteil zusammengesetzt. Im Fall eines mehrstückigen Grundkörperteils werden die dielektrischen Einzelteile des Grundkörperteils vor dem Beschichten geeignet, beispielsweise mittels Klebung, miteinander verbunden.

[0024] Erfindungsgemäß wird außerdem das dielektrische Grundkörperteil mit einer elektrisch leitfähigen Schicht beschichtet.

[0025] Schließlich wird erfindungsgemäß die elektrisch leitfähige Schicht in einem die Durchführung umschließenden Bereich am ersten Ende und am zweiten Ende des Grundkörperteils entfernt. Auf diese Weise wird vorteilhaft ein Hochfrequenz-Kontaktelement mit einer Innenleiterbeschichtung und einer Außenleiterbeschichtung erzeugt, die jeweils durch das dielektrische Material des Grundkörperteils voneinander elektrisch isoliert getrennt sind.

[0026] Der wesentliche Vorteil dieses erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, dass die Einzelbauteile des Hochfrequenz-Kontaktelements, d.h. das Innenleiterelement, das Isolatorelement und das Außenleiterelement, nicht mehr einzeln gefertigt und anschließend vergleichsweise aufwendig zum fertigen Hochfrequenz-Kontaktelement montiert werden müssen. Stattdessen wird das Hochfrequenz-Kontaktelement über drei sequenziell ablaufende Fertigungsschritte, die automatisiert werden können, hergestellt.

[0027] Außerdem ermöglicht die Herstellung des Grundkörperteils aus einem dielektrischen Material mittels eines additiven Fertigungsverfahrens im Vergleich zur Einzelteilfertigung in einer konventionellen Fertigungstechnologie vorteilhaft die Realisierung von sehr komplexen Geometrien. Diese komplexen Geometrien lassen sich so zusätzlich vorteilhaft mit komplexen Werkstoffkombinationen verbinden. Damit lassen sich Hochfrequenz-Kontaktelemente mit komplexen elektrischen Anforderungen, insbesondere komplexe Anforderungen an die Impedanzanpassung, in Kombination mit komplexen mechanischen Anforderungen erfüllen. Außerdem lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren extrem miniaturisierte Hochfrequenz-Kontaktelemente mit sehr filigranen Geometriestrukturen erzeugen. Derart qualitativ hochwertige Hochfrequenz-Kontaktelemente lassen sich mit konventionellen Verfahren nur sehr aufwendig und damit sehr kostenintensiv in Einzelfertigung herstellen.

[0028] Unter einem "additiven Fertigungsverfahren", das auch als "generatives Fertigungsverfahren" bezeichnet wird, wird hierbei und im Folgenden ein Fertigungsverfahren verstanden, das auf der Basis von rechnerinternen Datenmodellen aus formlosem (Flüssigkeiten, Gelen/Pasten, Pulver u. ä.) oder formneutralem (band-, drahtförmig, blattförmig) Material mittels chemischer und/oder physikalischer Prozesse Erzeugnisse hoch präzise und kostengünstig herstellt. Obwohl es sich um formende Verfahren handelt, sind für ein konkretes Erzeugnis keine speziellen Werkzeuge erforderlich, die die jeweilige Geometrie des Werkstücks gespeichert haben (zum Beispiel Gussformen).

[0029] Zur Realisierung sehr kleiner Geometriestrukturen des Hochfrequenz-Kontaktelements eignet sich bevorzugt die 3D-Laser-Lithographie, insbesondere bevorzugt die 2-Photonen-Laser-Lithographie. Mit der hierbei verwendeten Multi-Photonen-Polymerisation wird ein fotosensitives Material, bevorzugt ein flüssiges fotosensitives Material, insbesondere bevorzugt ein pastöses fotosensitives Material, mittels eines Lasers bevorzugt in einzelnen Laserlichtblitzen beschossen und härtet dabei an speziellen Stellen aus. Auf diese Weise wird das Grundkörperteil des Hochfrequenz-Kontaktelements schrittweise aus dem fotosensitiven dielektrischen Material aufgebaut.

[0030] Nach der Herstellung des dielektrischen Grundkörperteils des Hochfrequenz-Kontaktelements mittels additiver Fertigungstechnologie wird das Grundkörperteil mit einer elektrisch leitfähigen Schicht beschichtet. Als Beschichtungsverfahren eignet sich bevorzugt ein elektrochemisches Beschichtungsverfahren, beispielsweise ein Galvanik-Prozess. In einem Galvanikbad mit einem Elektrolyten wird hierbei ein elektrischer Stromkreis zwischen einer Kathode, die mit dem zu galvanisierenden Körper verbunden ist, und einer Anode aus dem Beschichtungsmaterial aufgebaut. Als Beschichtungsmaterial eignet sich bevorzugt Kupfer. Daneben kann auch Palladium, Silber, Gold, Nickel, Zinn oder Bleizinn zum Einsatz kommen.

[0031] Neben einem elektrochemischen Prozess kann für das Beschichten auch ein chemisches Verfahren verwendet werden. Bei einem chemischen Verfahren reagiert ein Ausgangsstoff, der an ein Trägergas gebunden ist oder in einer Flüssigkeit gelöst ist, unter bestimmten Reaktionsbedingungen, beispielsweise Temperatur und Druck, mit dem Grundkörperteil aus dielektrischen Material und erzeugt als Reaktionsergebnis eine elektrisch leitfähige Schicht, bevorzugt eine metallische Schicht.

[0032] Schließlich ist als Beschichtungsverfahren auch ein physikalisches Verfahren möglich, wie beispielsweise das SputterVerfahren oder andere Verdampfungsverfahren, einsetzbar. Alternativ ist als alternative Beschichtung auch eine Kombination eines elektrochemischen Verfahrens mit einem chemischen Verfahren oder eine Kombination eines elektrochemischen Verfahrens mit einem physikalischen Verfahren denkbar.

[0033] Für das Entfernen der elektrisch leitfähigen Schicht an einem ersten und an einem zweiten Ende des Grundkörperteils in einem die Durchführung des Grundkörperteils umschließenden Bereich kann ein mechanisches Verfahren wie beispielsweise das Abschleifen der elektrisch leitfähigen Schicht mit einem hierfür geeignet ausgelegten Schleifwerkzeug zum Einsatz kommen.

[0034] Daneben kann das Entfernen der elektrisch leitfähigen Schicht auch über ein physikalisches bzw. optisches Verfahren, beispielsweise mittels Laserablation oder Laserverdampfung, durchgeführt werden. Hierbei wird die elektrisch leitfähige Schicht von einer Oberfläche des Grundkörperteils durch Beschuss mit einer Laserstrahlung entfernt. Die hierbei verwendete Laserstrahlung weist eine hohe Leistungsdichte auf, die zu einer rapiden Erhitzung und Ausbildung eines Plasmas an der Oberfläche führt. Hierbei werden die chemischen Bindungen der elektrisch leitfähigen Schicht aufgebrochen und/oder aus der Oberfläche des Grundkörperteils geschleudert.

[0035] Schließlich kann die elektrisch leitfähige Schicht auch über ein chemisches Verfahren, beispielsweise über den sogenannten Lift-Off-Prozess, entfernt werden. Hierzu wird zwischen der elektrisch leitfähigen Schicht und dem Grundkörperteil aus dielektrischem Material eine Opferschicht bevorzugt aus Fotolack aufgebracht. Über einen nasschemischen Prozess mit einem Lösungsmittel, beispielsweise Azeton, wird die Opferschicht entfernt. Mit der Opferschicht wird auch die elektrisch leitfähige Schicht mit abgehoben (englisch: lift off) und weggewaschen.

[0036] Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung.

[0037] Es versteht sich, dass die voranstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

[0038] In einer besonderen Weiterbildung der Erfindung ist die Schichtdicke der Beschichtung, d.h. der elektrisch leitfähigen Schicht, innerhalb der Durchführung vergleichsweise größer als die Schichtdicke der Beschichtung an der Außenmantelfläche des Grundkörperteils ausgeführt. Auf diese Weise lassen sich auch Hochfrequenzsignale mit einem höheren Leistungspegel über das Hochfrequenz-Kontaktelement übertragen. Im Extremfall füllt die Beschichtung die Durchführung vollständig aus.

[0039] Insbesondere bei Anwendung eines elektrochemischen Verfahrens, d.h. bei Anwendung eines Galvanik-Prozesses, ist vor dem Aufbringen der eigentlichen elektrisch leitfähigen Schicht funktionsbedingt eine elektrisch leitende Startschicht auf dem elektrisch isolierenden Material des Grundkörperteils mittels beispielsweise eines chemischen Verfahrens aufzubringen.

[0040] Somit beinhaltet das Beschichten des dielektrischen Grundkörperteils mit einer elektrisch leitfähigen Schicht bevorzugt ein Beschichten des dielektrischen Grundkörperteils mit mehreren elektrisch leitfähigen Schichten. Jede einzelne elektrisch leitfähige Schicht ist bevorzugt jeweils eine metallische Schicht. Bevorzugt sind die einzelnen metallischen Schichten, d.h. die Startschicht und die darauf aufgesetzte mindestens eine weitere metallische Schicht, aus einem unterschiedlichen metallischen Material. Durch geeignete Wahl der Schichtfolgen lassen sich auf diese Weise insbesondere in den Kontaktierungsbereichen besonders ausgeprägte elektrische und mechanische Eigenschaften, beispielsweise ein minimierter Übergangswiderstand oder eine optimierte Abriebfestigkeit, realisieren.

[0041] Das erfindungsgemäße Kontaktelement enthält die beiden Kontaktierungsbereiche, die jeweils zum elektrischen Kontaktieren der zu kontaktierenden Kontaktflächen bzw. Kontaktanschlüsse auf einer Leiterplatte, auf einem Substrat oder auf einem Gehäuse einer integrierten Schaltung dienen, und den zwischen den beiden Kontaktierungsbereichen angeordneten Verbindungsbereich.

[0042] Das Hochfrequenz-Kontaktelement ist in mindestens einem Bereich jeweils elastisch ausgeführt, um einen ausreichenden Kontaktdruck auf die zu kontaktierenden Kontaktflächen bzw. Kontaktanschlüsse auszuüben und veränderliche Abstände zwischen den zu kontaktierenden Kontaktflächen bzw. Kontaktanschlüssen aufgrund von Fertigungstoleranzen auszugleichen.

[0043] Die Elastizität ist bevorzugt im Verbindungsbereich zwischen den beiden Kontaktierungsbereichen des Kontaktelements ausgebildet. Daneben können auch nur die Kontaktierungsbereiche oder das gesamte Kontaktelement elastisch ausgeführt sein. Schließlich kann das Kontaktelement auch aus einzelnen elastischen Bereichen und dazwischen angeordneten starren Bereichen zusammengesetzt sein.

[0044] Die Elastizität in den einzelnen Bereichen des Hochfrequenz-Kontaktelements wird hierbei durch eine hierfür geeignete Materialauswahl und/oder durch eine hierfür geeignete Formgebung erzielt.

[0045] Bevorzugt wird hierzu das dielektrische Material des Grundkörperteils elastisch ausgewählt. Die bevorzugt metallische Beschichtung des Grundkörperteils, deren Schichtdicke im Vergleich zur Ausdehnung des dielektrischen Grundkörperteils vergleichsweise geringfügig ausgebildet ist, passt sich der Elastizität des dielektrischen Grundkörperteils an. Als dielektrisches Material mit Elastizitätseigenschaften kann ein Elastomer, beispielsweise Silikon oder Naturkautschuk, Verwendung finden.

[0046] Geometrische Formen, die einem Kontaktelement für eine Hochfrequenzsignalübertragung eine gewisse Elastizität verleihen, sind auf elastische Realisierungen konzentriert, in denen über die gesamte Längserstreckung des Kontaktelements eine vollständige Umfassung der mindestens einen Innenleiter durch eine gemeinsame elektrisch abschirmende Außenleiter möglich ist. Im besonderen Fall eines einzigen Innenleiters ist bevorzugt eine koaxiale Ausformung zwischen dem Innen- und Außenleiter über die gesamte Längserstreckung des Hochfrequenz-Kontaktelements anzustreben. In all diesen Fällen eignet sich in bevorzugter Weise eine Ausformung als Torsionsfeder oder als Federarm. In einer besonderen Ausprägung kann der Federarm auch mäanderförmig aus mindestens drei Windungen bzw. Schleifen ausgeformt sein. Durch die Mäanderform wird die Elastizität des Kontaktelements mit jeder hinzukommenden Windung bzw. Schleife zusätzlich erhöht.

[0047] Hinsichtlich der Realisierung der beiden Kontaktierungsbereiche des Kontaktelements ist einerseits eine einteilige Lösung, bei der das Grundkörperteil sowohl die beiden Kontaktierungsbereiche als auch den die beiden Kontaktierungsbereiche verbindenden Verbindungsbereich umfasst. Andererseits ist auch eine mehrteilige Lösung möglich, bei der an das Grundkörperteil im Bereich der Kontaktierungen jeweils ein separates Bauteil zur Kontaktierung befestigt ist. Dieses separate Bauteil zur Kontaktierung kann ebenfalls mittels additiver Fertigungstechnologien aus einem dielektrischen Material aufgebaut und anschließender metallischer Beschichtung hergestellt werden. Alternativ ist aber auch jede geeignete konventionelle Metallverarbeitungstechnologie oder jede aus dem Halbleiterbereich bekannte Aufbau- und Schichttechnologie hierbei anwendbar.

[0048] Im Fall einer einteiligen Lösung des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements sind die beiden Kontaktierungsbereiche in der einfachsten technischen Realisierung jeweils als stirnflächig ausgeformte erste und zweite Enden des Kontaktelements realisiert, die innenleiterseitig und außenleiterseitig jeweils mit mindestens einer metallischen Schicht versehen sind. Auf diese Weise ist jeweils ein Stirnkontakt mit zugehörigen innenleiter- und außenleiterseitigen Kontaktanschlüssen bzw. Kontaktflächen auf einer Leiterplatte, einem IC-Substrat oder einem IC-Gehäuse möglich.

[0049] Daneben können die Kontaktierungsbereiche des Hochfrequenz-Kontaktelements aufgrund der vielfältigen geometrischen Realisierungsmöglichkeiten der additiven Fertigungstechnologie auch komplexere Ausformungen aufweisen. Insbesondere für die außenleiterseitige Kontaktierung sind mehrere bevorzugt kreisförmig im außenleiterseitigen Kontaktierungsbereich angeordnete Kontaktspitzen vorstellbar. Anstelle von Kontaktspitzen kann innen- und außenleiterseitig jeweils eine ringförmige Ausformung mit einer konisch ausgeformten Kontaktierungskante Verwendung finden. In beiden Fällen wird auf diese Weise ein punkt- oder linienförmiger Kontakt zwischen dem jeweiligen Kontaktierungsbereich des Kontaktelements und der jeweils zu kontaktierenden Kontaktfläche verwirklicht, der eine sichere Kontaktbildung auch bei unebenen Kontaktflächen ermöglicht.

[0050] Auch elastische Kontaktierungsbereiche können mit einer einteiligen Lösung bei Anwendung der additiven Fertigungstechnologie jeweils innenleiter- und außenleiterseitig verwirklicht werden. Hierzu werden im innenleiter- und außenleiterseitigen Kontaktierungsbereich jeweils mehrere geometrische Ausformungen realisiert, die auf dem Federarmprinzip aufbauen.

[0051] In einer besonderen Kontaktierungsausprägung für eine einteilige Lösung des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements weist der innenleiter- und der außenleiterseitige Kontaktierungsbereich eine Kontaktierung auf, die in eine radiale Erstreckung des Grundkörperteils gerichtet ist. Hierbei kontaktieren der innenleiterseitige Kontaktierungsbereich mit einer Kontaktfläche und der innenleiterseitige Kontaktierungsbereich mit mehreren Kontaktflächen.

[0052] Bevorzugt sind die zu kontaktierenden Kontaktflächen jeweils sphärisch ausgeformt und stellen die Kontaktoberfläche einer elektrisch leitenden Kugel, bevorzugt einer elektrisch leitenden Lotkugeln, dar, die mit einer Leiterplatte, einem IC-Gehäuse oder einem IC-Substrat elektrisch und mechanisch verbunden sind. Hierbei sind im Fall eines koaxialen Kontaktelements eine Lotkugel für die innenleiterseitige Kontaktierung und mehrere Lotkugeln für die außenleiterseitige Kontaktierung vorgesehen, die jeweils auf einem konzentrischen Kreis um die Lotkugel für die Innenleiterkontaktierung angeordnet sind. Der Durchmesser der Lotkugel für die Innenleiterkontaktierung ist an den Innendurchmesser der beschichteten Durchführung des Kontaktelements angepasst. Im Fall eines Hochfrequenz-Kontaktelements zur Übertragung von mindestens einem differenziellen Hochfrequenzsignal ist für die Kontaktierung jedes einzelnen Innenleiters jeweils eine Lotkugel vorzusehen. Die Lotkugeln für die Außenleiterkontaktierung sind so anzuordnen, dass sie auf einer in sich geschlossenen Linie aller Lotkugeln für die Innenleiterkontaktierungen umschließen.

[0053] Hinsichtlich einer verbesserten Berührung bzw. verbesserten mechanischen Fixierung des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements an die zu kontaktierenden Lotkugeln ist das dielektrische Grundkörperteil des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements bevorzugt im Bereich des innenleiterseitigen und des außenleiterseitigen Kontaktbereiches jeweils mit einer Fase oder Stufe zu versehen. In diesem Fall enthält die Kontaktierung nicht nur eine radial gerichtete Komponente, sondern auch eine axial gerichtete Komponente.

[0054] Anstelle einer elektrisch leitenden Lotkugel kann alternativ auch ein konisch geformter und elektrisch leitender Körper, beispielsweise ein kegelförmiger oder ein kegelstumpfförmiger Körper, zum Einsatz kommen. Im Fall eines elastisch ausgeführten Kontaktierungsbereiches des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements kann alternativ auch ein zylinderförmiger Körper verwendet werden.

[0055] Bei einer mehrteiligen Realisierung des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements können Bauteile zur Kontaktierung ebenfalls jeweils als Kontaktspitzen oder ringförmige Körper mit einer konisch ausgeformten Kontaktierungskante realisiert sein. Diese Bauteile zur Kontaktierung werden im innenleiter- und außenleiterseitigen Kontaktierungsbereich des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements mit dem beschichteten Grundköperteil bevorzugt mittels Lötung verbunden. Auch Kontaktkronen können als innenleiter- und außenleiterseitige Bauteile zur Kontaktierung Einsatz finden.

[0056] Kontaktierungsbereiche mit Elastizität können innenleiter- und außenleiterseitig jeweils bevorzugt als kuppelförmige Bauteile zur Kontaktierung ausgeformt sein. Daneben können auch andere geometrische Ausformungen, die eine Elastizität realisieren, wie beispielsweise federarmförmige, tellerfederförmige oder biegefederförmige Ausformungen, eingesetzt werden.

[0057] Die Bauteile zur Kontaktierung werden in additiver oder konventioneller Fertigung separat hergestellt und mit dem dielektrischen Grundkörperteil dem additiven Fertigungsprozess zur Herstellung des Hochfrequenz-Kontaktelements zugeführt.

[0058] Hinsichtlich einer Optimierung der Hochfrequenzübertragungscharakteristik des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements sind bevorzugt folgende erfindungsgemäße technische Maßnahmen zu nennen, die mit konventionellen Fertigungstechnologien nicht beherrschbar oder nur sehr aufwendig herstellbar sind. Hierbei wird die Impedanz des Hochfrequenz-Kontaktelements in den beiden Kontaktierungsbereichen und in bestimmten Abschnitten zwischen den beiden Kontaktbereichen entlang der Längserstreckung des Hochfrequenz-Kontaktelements jeweils durch eine geeignete Wahl des dielektrischen Materials des Grundkörperteils und durch eine geeignete geometrische Ausformung des dielektrischen Grundkörperteils festgelegt.

[0059] Bei einer identischen Eingangsimpedanz und einer unterschiedlichen geometrischen Ausdehnung der mit dem erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement zu kontaktierenden innenleiter- bzw. außenleiterseitigen Kontaktflächen wird im Hinblick auf eine Impedanzanpassung eines koaxial ausgeführten Hochfrequenz-Kontaktelements jeweils bevorzugt eine stetige Änderung eines innenleiterseitigen Durchmessers und eines außenleiterseitigen Durchmessers des Hochfrequenz-Kontaktelements zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Kontaktelements ausgebildet. Das Verhältnis zwischen dem innenleiterseitigen Durchmesser und dem außenleiterseitigen Durchmesser des Hochfrequenz-Kontaktelements wird hierbei zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Kontaktelements konstant ausgebildet. Auf diese Weise ist eine konstante Impedanz über die gesamte Längserstreckung des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements verwirklicht, die der Eingangsimpedanz der beiden zu kontaktierenden Kontaktflächen entspricht. Somit liegt eine reflexionsminimierte und damit hochfrequenztechnisch optimierte Übertragung im erfindungsgemäßen Kontaktelement vor.

[0060] Alternativ wird bei einer identischen Eingangsimpedanz und einer unterschiedlichen geometrischen Ausdehnung der mit dem erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement zu kontaktierenden innenleiter- bzw. außenleiterseitigen Kontaktflächen im Fall eines koaxial ausgeführten Hochfrequenz-Kontaktelements jeweils eine mindestens einstufige Änderung eines innenleiterseitigen Durchmessers und eines außenleiterseitigen Durchmessers des Hochfrequenz-Kontaktelements zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des bevorzugt rotationssymmetrisch ausgeformten Hochfrequenz-Kontaktelements ausgebildet.

[0061] Unterscheiden sich sowohl die Eingangsimpedanzen als auch die geometrischen Ausdehnungen der beiden zu kontaktierenden innenleiter- bzw. außenleiterseitigen Kontaktflächen jeweils voneinander, so wird eine stetige oder mehrfach gestufte Änderung eines innenleiterseitigen Durchmessers und eines außenleiterseitigen Durchmessers des koaxial ausgeführten Hochfrequenz-Kontaktelements zwischen dem ersten Ende und dem zweiten Ende des Hochfrequenz-Kontaktelements ausgebildet. Auf diese Weise wird eine stetige oder mehrfach gestufte Annäherung der Impedanz im Verbindungsbereich des Hochfrequenz-Kontaktelements zwischen den beiden Kontaktierungsbereichen des Hochfrequenz-Kontaktelements an die beiden unterschiedlichen Eingangsimpedanzen der zu kontaktierenden Kontaktflächen verwirklicht. Auch auf diese Weise liegt eine reflexionsminimierte und damit hochfrequenztechnisch optimierte Übertragung im erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement vor.

[0062] Eine mehrfach gestufte Änderung der Impedanz entlang der Längserstreckung des Hochfrequenz-Kontaktelements kann bei einem koaxialen Hochfrequenz-Kontaktelement dadurch verwirklicht werden, dass der innenleiter- und der außenleiterseitige Durchmesser des erfindungsgemäßen und koaxial ausgeführten Hochfrequenz-Kontaktelements in einzelnen Abschnitten des Hochfrequenz-Kontaktelements jeweils konstant ausgeführt sind. Außerdem ändern sich der innenleiter- und der außenleiterseitige Durchmesser des erfindungsgemäßen und koaxial ausgeführten Hochfrequenz-Kontaktelements jeweils in aufeinanderfolgenden Abschnitten im gleichen Verhältnis.

[0063] Alternativ oder in Ergänzung zu dieser geometrischen Änderung des dielektrischen Grundkörperteils kann das dielektrische Grundkörperteil aus in Längsachsrichtung des Grundkörperteils aufeinanderfolgenden Schichten aufgebaut werden, die jeweils aus einem dielektrischen Material mit einer veränderten relativen Permittivität hergestellt werden.

[0064] Anstelle der Verwendung eines dielektrischen Materials mit jeweils einer unterschiedlichen relativen Permittivität in den einzelnen Schichten kann alternativ oder in Ergänzung innerhalb des dielektrischen Grundkörperteils entlang der Längserstreckung des Hochfrequenz-Kontaktelements mindestens ein Hohlraum ausgebildet sein. Jeder dieser Hohlräume wird mit einem weiteren dielektrischen Material gefüllt, dessen relative Permittivität gegenüber der relativen Permittivität des dielektrischen Materials des Grundkörperteils unterschiedlich, bevorzugt kleiner, ist. Bevorzugt erfolgt die Befüllung mit Luft. Alternativ kann ein anderer gasförmiger Stoff oder ein flüssiger Stoff oder ein festes dielektrischen Material verwendet werden. Durch den einzelnen Hohlraum kann auf diese Weise die effektive Permittivität des Hochfrequenz-Kontaktelements entlang der Längserstreckung des Hochfrequenz-Kontaktelements, in dem der jeweilige Hohlraum ausgeformt ist, geeignet reduziert werden. Durch eine geeignete Anordnung und geometrische Dimensionierung des mindestens einen Hohlraumes entlang der Längserstreckung des Hochfrequenz-Kontaktelements kann somit bei sich ändernden innenleiter- und außenleiterseitigen Durchmesser die Impedanz konstant gehalten, um sie an die identische Eigenimpedanz der beiden mit dem erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement zu kontaktierenden Kontaktflächen anzupassen. Bei jeweils unterschiedlichen Eigenimpedanzen der beiden mit dem erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement zu kontaktierenden Kontaktflächen kann alternativ ein stetiger oder mehrfach gestufter Änderungsverlauf der Impedanz durch Anordnung und geometrische Gestaltung des mindestens einen Hohlraumes erzielt werden.

[0065] Anstelle von Hohlräumen, die vollständig vom dielektrischen Material des Grundkörperteils umgeben sind, sind alternativ auch Schlitze innenhalb des Grundkörpers vorstellbar, die jeweils über die gesamte radiale Erstreckung des Grundkörperteils verlaufen. Um im Beschichtungsprozess eine metallische Beschichtung von derart angeordneten und ausgeformten Schlitzen zu verhindern, sind im Herstellungsprozess des Grundkörperteils mittels additiver Fertigungstechnologie diese Schlitze mit einem dielektrischen Material auszufüllen, das im Gegensatz zum dielektrischen Material des restlichen Grundkörperteils wieder selektiv entfernbar ist. Für derartige Schlitze werden somit innerhalb des Grundkörperteils Opferschichten aus einem geeigneten dielektrischen Material, beispielsweise aus einem lichtempfindlichen Fotolack, additiv aufgebaut. Nach der metallischen Beschichtung des gesamten Grundkörperteils wird die metallische Beschichtung in den Abschnitten der mit dielektrischen Opferschichten ausgefüllten Schlitze mittels bekannter Verfahren, beispielsweise mittels Laserablation, entfernt. Zur Identifizierung dieser Abschnitte weisen diese Abschnitte gegenüber den restlichen Abschnitten des Grundkörperteils beispielsweise eine gewölbte Oberfläche, d.h. eine konkave oder eine konvexe Oberfläche, auf. Nach der Entfernung der metallischen Beschichtung in den Abschnitten der Opferschichten werden die Opferschichten mit einem geeigneten Lösungsmittel, beispielsweise Azeton, entfernt, während die übrigen Bereiche des Grundkörperteils aus einem nicht löslichen dielektrischen Material mit dem Lösungsmittel nicht reagieren. Auf diese Weise entstehen Schlitze innerhalb des Grundkörperteils, die sich bis an den Seitenrand des beschichten Grundkörperteils erstrecken. Durch geeignete Anordnung und geometrische Gestaltung von derartigen Schlitzen kann die effektive Permittivität des dielektrischen Grundkörperteils und damit der Verlauf der Impedanz des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements entlang seiner Längserstreckung gezielt beeinflusst werden.

[0066] Werden auf diese Weise mehrere parallele und in Längsrichtung des Grundkörperteils sich erstreckende Schlitze realisiert, die zusätzlich von der innenleiterseitigen zur außenleiterseitigen Seitenwand des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements reichen, so kann vorteilhaft die Elastizität des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements zusätzlich erhöht werden. Bei einer Stauchung des Hochfrequenz-Kontaktelements in seiner Längserstreckung lässt sich der Umfang des Hochfrequenz-Kontaktelements im Bereich der Schlitze vorteilhaft leicht verbreitern. Neben der Entfernung der außenleiterseitigen metallischen Beschichtung im Bereich der Schlitze ist in diesem Fall auch die innenleiterseitige metallische Beschichtung zu entfernen.

[0067] Die beiden mit dem Hochfrequenz-Kontaktelement zu kontaktierenden Kontaktanschlüsse bzw. Kontaktflächen können nicht nur in Richtung der Längsachse des Kontaktelements in einem bestimmten axialen Abstand zueinander angeordnet sein, sondern in realen Anwendungen auch hinsichtlich ihrer Flächenachsen zueinander axial versetzt zueinander angeordnet sein und/oder hinsichtlich der Orientierung ihrer Flächenachsen einen Winkelversatz aufweisen. In diesen Fällen erstreckt sich das Hochfrequenz-Kontaktelement nicht mehr entlang einer Längsachse, sondern kann einen komplizierter geformten Verlauf aufweisen. Eine derart veränderliche Längserstreckung des Hochfrequenz-Kontaktelements kann einerseits stetig mit geeignet dimensionierten Krümmungen realisiert werden. Andererseits kann ein derartiges Hochfrequenz-Kontaktelement auch gestuft aus einzelnen Abschnitten zusammengesetzt sein, die jeweils entlang einer zugehörigen Längsachse verlaufen und zueinander eine zugehörige Orientierung aufweisen.

[0068] Beide Fälle einer veränderlichen Längserstreckung des Hochfrequenz-Kontaktelements lassen sich mit einem mittels additiven Fertigungsverfahrens hergestellten dielektrischen Grundkörperteil aufwandsarm und mit hoher Fertigungsgüte auch bis in den Nanometerbereich hinein herstellen.

[0069] Neben einem erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement ist auch eine erfindungsgemäße Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung realisierbar, die aus einzelnen erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelementen zusammengesetzt ist.

[0070] Die Verbindung der einzelnen Hochfrequenz-Kontaktelemente erfolgt hierbei über ein Verbindungteil. Dieses Verbindungsteil kann beispielsweise eine gemeinsame Verbindungsplatte aus einem dielektrischen Material sein, in der die einzelnen Hochfrequenz-Kontaktelemente in einem bestimmten Raster angeordnet und mechanisch fixiert sind. Alternativ kann das Verbindungsteil auch ein Verbindungssteg aus einem dielektrischen Material sein, der zwei in einem bestimmten Raster angeordnete Hochfrequenz-Kontaktelemente miteinander verbindet und somit in einem bestimmten Rasterabstand zueinander beabstandet.

[0071] Die Verbindungsplatte und die einzelnen Verbindungsstege können zusammen mit den Grundkörperteilen der einzelnen Hochfrequenz-Kontaktelemente in einem gemeinsamen Fertigungsschritt mittels additiver Fertigungstechnologie hergestellt werden. Alternativ können die Verbindungsplatte bzw. die einzelnen Verbindungsstege durch eine additive oder eine konventionelle Fertigungstechnologie vorgefertigt und dem additiven Fertigungsprozess zur Herstellung der Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung zugeführt werden.

[0072] Werden die Verbindungsplatte und die einzelnen Verbindungsstege jeweils nur als sogenannte Stützgeometrie zur gegenseitigen Abstützung und Beabstandung der einzelnen Grundkörperteile im additiven Fertigungsprozess benutzt, so erfolgt in einem finalen Fertigungsschritt die Trennung der einzelnen Hochfrequenz-Kontaktelemente von der Verbindungsplatte bzw. von den Verbindungsstegen. Zur leichteren Trennung weisen die Verbindungsplatte bzw. die Verbindungsstege an einer geeigneten Stelle jeweils eine Sollbruchstelle auf. Die Trennung kann mechanisch mittels Fräsen bzw. Schleifen oder optisch mittels Laser erfolgen. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung kann das Trennen der einzelnen Hochfrequenz-Kontaktelemente voneinander im selben Fertigungsschritt wie das Entfernen der metallischen Schicht am ersten und zweiten Ende der einzelnen Hochfrequenz-Kontaktelemente erfolgen.

[0073] Bleiben die einzelnen Hochfrequenz-Kontaktelemente dauerhaft mit der Verbindungsplatte verbunden, so liegt eine Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung vor, die auch als Interposter-Anordnung bezeichnet wird. Die Verbindungsplatte kann an jeder beliebigen Position in der Längserstreckung der einzelnen Hochfrequenz-Kontaktelemente angeordnet sein. Bei Hochfrequenz-Kontaktelementen mit einer größeren Längserstreckung bietet es sich im Hinblick auf eine bessere Fixierung und Abstützung der einzelnen Hochfrequenz-Kontaktelemente auch an, mehrere Verbindungsplatten an einzelnen Positionen der Längserstreckung der einzelnen Hochfrequenz-Kontaktelemente vorzusehen.

[0074] Schließlich ist auch eine Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung möglich, bei der an einzelnen gegenüberliegenden Positionen auf der Ober- und Unterseite der Verbindungsplatte jeweils ein Hochfrequenz-Kontaktelement angeordnet ist. Diese beiden gegenüberliegenden Hochfrequenz-Kontaktelemente sind jeweils über eine metallisch beschichtete Bohrung hochfrequenztechnisch miteinander verbunden und bilden ein Paar von Hochfrequenz-Kontaktelementen zur elektrischen Kontaktierung und Übertragung eines Hochfrequenzsignals zwischen zu kontaktierenden Kontaktflächen auf einer Leiterplatte, einem IC-Substrat oder einem IC-Gehäuse.

[0075] In einer bevorzugten Erweiterung der Erfindung ist die Verbindungsplatte als elektrischer Schaltungsträger verwirklicht und weist auf ihrer Oberseite und/oder Unterseite jeweils elektrische Signalleitungen auf. Der Außenleiter des Hochfrequenz-Kontaktelements ist direkt mit einer benachbarten Kontaktfläche bzw. einen benachbarten Kontaktanschluss einer elektrischen Signalleitung kontaktierbar. Die Kontaktierung des Innenleiters des Hochfrequenz-Kontaktelements mit einer zugehörigen Kontaktfläche bzw. einen zugehörigen Kontaktanschluss einer elektrischen Signalleitung erfolgt über eine Signalleitung innerhalb der Verbindungsplatte. Diese Signalleitung ist mit der metallischen Beschichtung von zwei Bohrungen innerhalb der Verbindungsplatte verbunden, von denen die eine Bohrung zum Hochfrequenz-Kontaktelement und die andere Bohrung zur zugehörigen Kontaktfläche auf der Ober- oder Unterseite der Verbindungsplatte fluchtet.

[0076] In einer besonderen Ausführungsform einer Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung werden die einzelnen Hochfrequenz-Kontaktelemente durch ein separates elastisches Element zusätzlich elastisch gelagert. Dieses separate elastische Element ist mit dem erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement im Verbindungsbereich zwischen den beiden Kontaktierungsbereichen des Hochfrequenz-Kontaktelements und mit der Verbindungsplatte in einem geeigneten Anschlusspunkt verbunden. Als elastisches Element kann bevorzugt eine Torsionsfeder zum Einsatz kommen, die geeignet ausgelegt ist, um dem Hochfrequenz-Kontaktelement eine ausreichende Elastizität zu ermöglichen.

[0077] Ist die Verbindungsplatte mit Hochfrequenz-Kontaktelementen verbunden, die jeweils eine deutliche Längserstreckung in einer Querrichtung zur Verbindungsachse zwischen den beiden zu kontaktierenden Kontaktflächen aufweisen, kann eine derartige erfindungsgemäße Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung als sogenannte Abstands-Übersetzer(englisch: Space-Translator)-Baugruppe eingesetzt werden. Unter einer Abstands-Übersetzer-Baugruppe versteht man eine Baugruppe, die jeweils eine elektrische Kontaktierung zwischen in einem ersten Rasterabstand jeweils angeordneten und zu kontaktierenden Kontaktflächen und zugehörigen in einem zweiten Rasterabstand jeweils angeordneten und zu kontaktierenden Kontaktflächen verwirklicht. Der erste Rasterabstand ist hierbei unterschiedlich zum zweiten Rasterabstand.

[0078] Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen lassen sich, sofern sinnvoll, beliebig miteinander kombinieren. Weitere mögliche Ausgestaltungen, Weiterbildungen und Implementierungen der Erfindung umfassen auch nicht explizit genannte Kombinationen von zuvor oder im Folgenden bezüglich der Ausführungsbeispiele beschriebenen Merkmale der Erfindung. Insbesondere wird dabei der Fachmann auch Einzelaspekte als Verbesserungen oder Ergänzungen zu der jeweiligen Grundform der vorliegenden Erfindung hinzufügen.

INHALTSANGABE DER ZEICHNUNG

[0079] Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:

Fig. 1A, 1B, 1C

eine Querschnittsdarstellung des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements in den einzelnen Fertigungsschritten des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2A,2B

eine vertikale und horizontale Querschnittsdarstellung des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements zur Kontaktierung und Übertragung eines differentiellen Signals,

Fig. 3

eine Querschnittsdarstellung des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements mit vollständiger Füllung der Innenleiterbohrung,

Fig. 4A

eine isometrische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements mit Elastizität,

Fig. 4B

eine Querschnittsdarstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements mit Elastizität,

Fig. 5A

eine Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements mit Stirnkontaktierung,

Fig. 5B

eine Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements mit Kontaktkronen,

Fig. 5C

eine Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements mit Kontaktspitzen,

Fig. 5D

eine Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements mit elastischen Bauteilen zur Kontaktierung,

Fig. 5E,5F

eine Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements mit zu kontaktierenden Lotkugeln und deren Anordnung auf einer Leiterplatte,

Fig. 6A

eine Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements mit einer ersten Variante einer Impedanzanpassung,

Fig. 6B

eine Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements mit einer zweiten Variante einer Impedanzanpassung,

Fig. 6C

eine Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements mit einer dritten Variante einer Impedanzanpassung,

Fig. 6D

eine Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements mit einer vierten Variante einer Impedanzanpassung,

Fig. 6E

eine isometrische Darstellung eines erfindungsgemäßen elastischen HochfrequenzKontaktelements mit einer fünften Variante einer Impedanzanpassung,

Fig. 6F,6G

eine vertikale und horizontale Querschnittsdarstellung eines erfindungsgemäßen elastischen Hochfrequenz-Kontaktelements einer fünften Variante einer Impedanzanpassung,

Fig. 7

eine Seitenansicht eines erfindungsgemäßen elastischen Hochfrequenz-Kontaktelements durch Zusatzfederung,

Fig. 8A

eine Querschnittsdarstellung einer ersten Variante einer erfindungsgemäßen HochfrequenzKontaktelement-Anordnung,

Fig. 8B

eine Querschnittsdarstellung einer zweiten Variante einer erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung,

Fig. 8C

eine isometrische Darstellung einer erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung mit elastischen Hochfrequenz-Kontaktelementen,

Fig. 8D

eine isometrische Darstellung einer erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung mit gestuften und gewinkelten Hochfrequenz-Kontaktelementen,

Fig. 8E

eine Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung mit einer elektrischen Beschaltung und

Fig. 8F

eine isometrische Darstellung einer erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung mit Sollbruchstellen.

[0080] Die beiliegenden Figuren der Zeichnung sollen ein weiteres Verständnis der Ausführungsformen der Erfindung vermitteln. Sie veranschaulichen Ausführungsformen und dienen im Zusammenhang mit der Beschreibung der Erklärung von Prinzipien und Konzepten der Erfindung. Andere Ausführungsformen und viele der genannten Vorteile ergeben sich im Hinblick auf die Zeichnungen. Die Elemente der Zeichnungen sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu zueinander gezeigt.

[0081] In den Figuren der Zeichnung sind gleiche, funktionsgleiche und gleich wirkende Elemente, Merkmale und Komponenten - sofern nichts anderes ausgeführt ist - jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.

[0082] Im Folgenden werden die Figuren zusammenhängend und übergreifend beschrieben.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN

[0083] Im Folgenden wird das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Hochfrequenz-Kontaktelements anhand der Figuren 1A bis 1C erläutert:
In einem ersten Fertigungsschritt gemäß Fig. 1A wird ein Grundkörperteil 1 des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 aus einem dielektrischen Material hergestellt. Das Grundkörperteil 1 weist in Richtung seiner Längsachse 3 eine Durchführung 4 auf. In den Querschnittsdarstellungen gemäß der Figuren 1A bis 1C besitzt das Grundkörperteil 1 eine einzige Durchführung 4 auf, die entlang der Längsachse 3 verläuft. Die Geometrie des dielektrischen Grundkörperteils 1 muss nicht zwingend hohlzylindrisch sein, wie in den Figuren 1A bis 1C aus Gründen der Vereinfachung dargestellt ist.

[0084] Bevorzugt ist die Geometrie des Grundkörperteils 1 rotationssymmetrisch zur Längsachse 3 ausgeformt, um mit dem als Isolatorelement dienenden Grundkörperteil 1 eine Koaxialität zwischen dem Innenleiter- und dem Außenleiterbeschichtung des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 zu realisieren. Diese Koaxialität ist eine wesentliche Voraussetzung für eine hochfrequenztechnisch optimierte Kontaktierung und Übertragung in einem HF-Kontaktelement. Ausgehend von dieser rotationssymmetrischen Grundgeometrie des Grundkörperteils 1 können im Hinblick auf eine weitere mechanische und hochfrequenztechnische Optimierung des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements weitere technisch sinnvolle geometrische Modifikationen durchgeführt werden, wie im Folgenden gezeigt wird. Mittels Anwendung von additiven Fertigungstechnologien bei der Herstellung des Grundkörperteils 1 sind hierbei vergleichsweise komplizierte technische Geometrien und miniaturisierte Ausformungen bis in den Nanometerbereich realisierbar.

[0085] In einem weiteren Fertigungsschritt gemäß Fig. 1B wird das dielektrische Grundkörperteil 1 mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung 5, bevorzugt einer metallischen Beschichtung 5, beschichtet. Die Beschichtung 5 umschließt das dielektrische Grundkörperteil 1 vollständig. Selbst bei vergleichsweise komplexen geometrischen Ausformungen des Grundkörperteils 1 ist die gesamte Außenoberfläche des Grundkörperteils 1 mit einer metallischen Beschichtung 5 lückenlos versehen. Die metallische Beschichtung 5 enthält typischerweise eine metallische Schicht. Bei Anwendung eines elektrochemischen Beschichtungsverfahrens ist das dielektrische Grundkörperteil 1 mittels eines nicht elektrochemischen Beschichtungsverfahrens mit einer elektrisch leitenden, bevorzugt einer metallischen, Startschicht zu beschichten.

[0086] Daneben kann das dielektrische Grundkörperteil 1 über die gesamte Oberfläche oder bevorzugt selektiv in bestimmten Bereichen jeweils mehrere metallische Schichten aufweisen, um mit dieser Mehrfachbeschichtung besondere mechanische und elektrische Eigenschaften zu erzielen. Insbesondere in den Kontaktierungsbereichen 7₁₁ und 7₁₂ des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 am ersten Ende 6₁ und in den Kontaktierungsbereichen 7₂₁ und 7₂₂ des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 am zweiten Ende 6₂ der Längserstreckung des Grundkörperteils 1 stellen sich im Gegensatz zu dem die Kontaktierungsbereiche 7₁₁ bzw. 7₁₂ und 7₂₁ bzw. 7₂₂ verbindenden Verbindungsbereich 8 erhöhte mechanische und elektrische Anforderungen. Beispielsweise eine zusätzliche Goldschicht in den beiden Kontaktierungsbereichen 711, 7₁₂, 7₂₁ bzw. 7₂₂ bewirkt vorteilhaft eine höhere Abriebfestigkeit und gleichzeitig einen geringeren Übergangswiderstand.

[0087] Im abschließenden dritten Fertigungsschritt wird gemäß Fig. 1C die elektrisch leitfähige Beschichtung 5, bevorzugt die metallische Beschichtung 5, in einem die Durchführung 5 jeweils umschließenden Bereich 9₁ und 9₂ am ersten bzw. zweiten Ende 6₁ bzw. 6₂ des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 entfernt. Auf diese Weise bilden sich auf der Außenoberfläche des Grundkörperteils 1 in sich geschlossenen Bereiche der Beschichtung 5, die jeweils voneinander galvanisch getrennt sind. Bei diesen Bereichen handelt es sich einerseits um den Bereich auf der Außenmantelfläche des Grundkörperteils 1, der den Außenleiter des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 bildet, und die Bereiche in der einzelnen Durchführungen 5, die jeweils die einzelnen Innenleiter des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 bilden. Die ursprüngliche Beschichtung teilt sich durch diesen Fertigungsschritt in eine außenleiterseitige Beschichtung 5₁ und eine innenleiterseitige Beschichtung 5₂ auf. Am ersten Ende 6₁ des Hochfrequenz-Kontaktelements 2 bilden sich ein außenleiterseitiger Kontaktierungsbereich 7₁₁ und ein außenleiterseitiger Kontaktierungsbereich 7₁₂. Am zweiten Ende 6₂ des Hochfrequenz-Kontaktelements 2 bilden sich ein außenleiterseitiger Kontaktierungsbereich 7₂₁ und ein außenleiterseitiger Kontaktierungsbereich 7₂₂.

[0088] Auf diese Weise ist ein erfindungsgemäßes Hochfrequenz-Kontaktelement 2 zur Kontaktierung und Übertragung eines Hochfrequenzsignals mittels drei aufeinanderfolgender und typischerweise automatisierbarer Fertigungsschritte herstellbar, ohne für das Innenleiterelement, das Isolatorelement und das Außenleiterelement jeweils Einzelteile zu fertigen, die anschließend vergleichsweise aufwendig zu montieren sind.

[0089] Aus den Figuren 2A und 2B geht ein erfindungsgemäßes Hochfrequenz-Kontaktelement 2 zur Kontaktierung und Übertragung eines differenziellen Hochfrequenzsignals hervor. Es weist hierzu zwei Durchführungen 4₁ und 4₂ auf, die jeweils vom ersten Ende 6₁ zum zweiten Ende 6₂ in Längserstreckung des Hochfrequenz-Kontaktelements 2 verlaufen. Die Beschichtungen 5₂¹ bzw. 5₂² in den beiden Durchführungen 4₁ und 4₂ dienen jeweils als Innenleiter, während die Beschichtung 5₁ an der Außenmantelfläche den Außenleiter bildet. Anstelle von zwei Durchführungen 4₁ und 4₂ zur Übertragung eines differenziellen Signals können eine beliebige und technisch sinnvolle Anzahl von Durchführungspaaren vorgesehen sein, deren Innenbeschichtung jeweils die Innenleiterpaare zur Übertragung von jeweils einem differenziellen Hochfrequenzsignal verwirklichen. Die einzelnen Paare von Durchführungen können innerhalb des Grundkörperteils 1 entweder zueinander sternförmig oder zueinander parallel angeordnet sind.

[0090] Eine weitere Ausprägung eines erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 geht aus Fig. 3 hervor. Hierbei ist die Durchführung 4 des Grundkörperteils 1 mittels selektiver Beschichtung vollständig mit Beschichtungsmaterial gefüllt. Alternativ lässt sich auch eine Beschichtung innerhalb der Durchführung 4 realisieren, die im Vergleich zur außerleiterseitigen Beschichtung 5₁ eine größere Schichtdicke aufweist und gleichzeitig die Durchführung 4 nicht vollständig ausfüllt. Eine derart selektive Beschichtung mit einer vergrößerten Schichtdicke im Innenleiterberreich ist vor allem bei der Kontaktierung und Übertragung von Hochfrequenzsignalen in einem höheren Leistungsbereich vorteilhaft.

[0091] Eine mittels selektiver Beschichtung durchgeführte erhöhte Schichtdicke in einem Kontaktierungsbereich 7₁₁, 7₁₂, 7₂₁ und 7₂₂ des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 ermöglicht eine Verlängerung der durch Abrieb im Kontaktierungsbereich sich stetig verkürzenden Einsatzdauer des Hochfrequenz-Kontaktelements.

[0092] Kontaktelemente weisen typischerweise im Verbindungsbereich 8 ein elastisches Verhalten auf, um einerseits im Kontaktierungsbereich mit den zu kontaktierenden Kontaktflächen bzw. Kontaktanschlüssen jeweils eine ausreichende Kontaktkraft zu realisieren und andererseits Fertigungstoleranzen zwischen den zu kontaktierenden Kontaktflächen bzw. Kontaktanschlüssen auszugleichen. Die Elastizität ist hierbei bevorzugt über die gesamte Längserstreckung des Hochfrequenz-Kontaktelements, d.h. über den gesamten Verbindungsbereich 8 zwischen den Kontaktierungsbereichen 7₁₁ bzw. 7₁₂ und 7₂₁ bzw. 7₂₂ des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements verwirklicht. Alternativ können nur bestimmte Längsabschnitte des Hochfrequenz-Kontaktelements jeweils elastisch ausgeführt sein, zwischen denen unelastische Längsabschnitte vorgesehen sind.

[0093] Eine Ausführung für einen Längsabschnitt eines erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements mit Elastizität, in der insbesondere die Übertragung eines Hochfrequenzsignals möglich ist, ist in Fig. 4A ersichtlich. Hierbei ist das Hochfrequenz-Kontaktelement in der Ausformung einer Torsionsfeder realisiert. Der Querschnitt eines torsionsfederförmig ausgeführten Hochfrequenz-Kontaktelements ermöglicht die Realisierung einer Koaxialität zwischen der innenleiter- und der außenleiterseitigen Beschichtung 5₁ und 5₂ über die gesamte Längserstreckung und damit die Realisierung eines elastischen Hochfrequenz-Kontaktelements zur Kontaktierung und Übertragung eines Hochfrequenzsignals.

[0094] Im Gegensatz zu konventionellen spanabhebenden, umformenden oder urformenden Fertigungstechnologien eignet sich bevorzugt die additive Fertigungstechnologie, ein Grundkörperteil 1 mit einer torsionsfederförmigen Längserstreckung vergleichsweise einfach herzustellen. Hierbei sind auch Ausdehnungen für das torsionsfederförmige Hochfrequenz-Kontaktelement realisierbar, die einen Abstand für benachbarte torsionsfederförmige Hochfrequenz-Kontaktelemente ermöglichen, der beim Test von Leiterbahnen in heute und zukünftig realisierbaren Halbleiterintegrationsdichten erforderlich ist.

[0095] Eine weitere geeignete Ausführungsform für ein erfindungsgemäßes Hochfrequenz-Kontaktelement mit Elastizität stellt ein Hochfrequenz-Kontaktelement in der Ausformung eines Federarmes gemäß Fig. 4B dar. Auch in dieser Ausführungsform liegt ein Querschnitt des Hochfrequenz-Kontaktelements vor, der die Realisierung einer Koaxialität zwischen der innenleiter- und der außenleiterseitigen Beschichtung 5₁ und 5₂ über die gesamte Längserstreckung ermöglicht. Der Federarm weist, wie in Fig. 4B dargestellt ist, bevorzugt zwei Windungen bzw. Krümmungen auf (S-förmiger Verlauf). Dies stellt eine aufwandsminimierte Realisierung eines Federarms zwischen den Kontaktierungsbereichen 7₁₁ bzw. 7₁₂ und 7₂₁ bzw. 7₂₂ dar, die jeweils in zwei zueinander parallelen Ebenen angeordnet sind. Daneben ist aber auch eine vielfache Anzahl von Windungs- bzw. Krümmungs-Paaren möglich, soweit sie im jeweiligen Anwendungsfall technisch sinnvoll sind. Eine derartige Vervielfachung der Mäanderform im Federarm ermöglicht vorteilhaft eine höhere Elastizität bei gleichzeitiger Reduzierung der lateralen Ausdehnung des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements.

[0096] Während der Außen- und Innendurchmesser des Hochfrequenz-Kontaktelements 2 am ersten Ende 6₁ gegenüber dem Außen- und Innendurchmesser des federarmförmigen Verbindungsbereiches 8 des Hochfrequenz-Kontaktelements 2 verkleinert ist, ist der Außen- und Innendurchmesser des Hochfrequenz-Kontaktelements 2 am zweiten Ende 6₂ gegenüber dem Außen- und Innendurchmesser des federarmförmigen Verbindungsbereiches 8 vergrößert. Auf diese Weise können mit den außenleiter- und innenleiterseitigen Kontaktierungsbereichen 7₁₁ und 7₁₂ am ersten Ende 6₁ Kontaktflächen bzw. Kontaktanschlüsse auf einer zu prüfenden integrierten Schaltung kontaktiert werden, die eine vergleichsweise kleine Ausdehnung aufweisen und/oder zueinander einen vergleichsweise kleinen Abstand aufweisen. Gleichzeitig können mit den außenleiter- und innenleiterseitigen Kontaktierungsbereichen 7₂₁ und 7₂₂ am zweiten Ende 6₂ Kontaktflächen bzw. Kontaktanschlüsse kontaktiert werden, die als Schnittstelle zu einem Messgerät typischerweise großflächiger ausgeführt sind und/oder in einen größeren Abstand zueinander angeordnet sind. Um einen stetigen und weitest möglich konstanten Verlauf der Impedanz über die gesamte Längserstreckung des Hochfrequenz-Kontaktelements, d.h. zwischen den äußeren Enden der Kontaktierungsbereiche 7₁₁ bzw. 7₁₂ und 7₂₁ bzw. 7₂₂, und damit eine reflexionsminimierte Übertragung zu realisieren, sind die Durchmessersprünge zwischen außen- und innenleiterseitiger Beschichtung 5₁ und 5₂ im Bereich des ersten und zweiten Endes 6₁ und 6₂ im gleichen Verhältnis. Zur Verwirklichung dieses Zieles ist zusätzlich der innenleiterseitige Durchmessersprung gegenüber dem außenleiterseitigen Durchmessersprung im Bereich des ersten und zweiten Endes 6₁ und 6₂ jeweils versetzt realisiert (so genannter tiefpasskompensierter reflexionsminimierter Übergang) .

[0097] Eine weitere Variante für ein erfindungsgemäßes Hochfrequenz-Kontaktelement mit einer Elastizität liegt darin, das Grundkörperteil 1 aus einem elastischen dielektrischen Material herzustellen. Hierzu eignet sich ein Elastomer, beispielsweise Silikon oder Naturkautschuk, das ebenfalls mittels additiver Fertigungstechnologie zu einer beliebig kompliziert geformten Geometrie aufbaubar ist. Da die Schichtdicke der metallischen Beschichtung 5₁ und 5₂ des dielektrischen Grundkörperteils 1 im Verhältnis zur Ausdehnung des dielektrischen Grundkörperteils 1 vergleichsweise sehr klein ist, verformt sich die metallische Beschichtung 5₁ und 5₂ gemeinsam mit dem elastischen dielektrischen Grundkörperteil 1 bei Auftreten von bestimmten Kompressions- oder Zugkräften am erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement 2.

[0098] Bei der Realisierung der innenleiter- und außenleiterseitigen Kontaktierungsbereiche 7₁₁, 7₁₂, 7₂₁ und 7₂₂ des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 kann eine einteilige oder eine mehrteilige technische Lösung verwirklicht werden. Bei der einteiligen technischen Lösung sind die innenleiter- und außenleiterseitigen Kontaktierungsbereiche 711, 7₁₂, 7₂₁ und 7₂₂ einstückig mit dem Verbindungsbereich 8 innerhalb eines einzigen Grundkörperteils 1 realisiert. Bei der mehrteiligen technischen Lösung werden separate Bauteile zur Kontaktierung in einer konventionellen oder additiven Fertigungstechnologie hergestellt und anschließend mit dem einzigen den Verbindungsbereich 8 enthaltenden Grundkörperteil gemeinsam im additiven Fertigungsprozess verbunden und zum vollständigen Grundkörperteil 1 aufgebaut. Alternativ können die Bauteile zur Kontaktierung auch im Anschluss an den additiven Aufbau- und den Beschichtungsprozess des Grundkörperteils 1 mittels konventioneller Verbindungstechnologie, beispielsweise mittels Lötung, mit dem einzigen den Verbindungsbereich 8 enthaltenden Grundkörperteil verbunden werden.

[0099] Aus Fig. 5A geht ein Ausführungsbeispiel für eine einteilige Realisierung der Kontaktierungsbereiche mit dem Verbindungsbereich 8 des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 hervor. Hierbei wird sowohl innenleiterseitig als auch außenleiterseitig jeweils ein Stirnkontakt mit der zu kontaktierende Kontaktfläche bzw. mit dem zu kontaktierenden Kontaktanschluss realisiert. Das erste Ende 6₁ des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 weist hierzu eine Stirnfläche auf, die derart orientiert ist, dass sie im Kontaktierungszustand parallel bzw. näherungsweise parallel zu den zu kontaktierenden Kontaktflächen ausgerichtet ist. Auf diese Weise ist ein ausreichender elektrischer Kontakt mit einem guten Übergangswiderstand zwischen dem außenleiter- und dem innenleiterseitigen Kontaktierungsbereich 7₁₁ und 7₁₂ am ersten Ende 6₁ des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 und den zu kontaktierenden innenleiter- und außenleiterseitigen Kontaktflächen auf einer Leiterplatte, einem IC-Gehäuse oder einen IC-Substrat möglich.

[0100] Auf der Stirnfläche im außenleiter- und innenleiterseitigen Kontaktierungsbereich 7₁₁ und 7₁₂ ist hierzu eine außenleiter- bzw. innenleiterseitige Beschichtung 5₁ bzw. 5₂ vorgesehen. Die laterale Ausdehnung der innenleiterseitigen und außenleiterseitigen Beschichtung 5₁ und 5₂ ist dabei derart zu bemessen, dass jeweils eine ausreichende Berührungsfläche mit dem jeweils zu kontaktierenden Kontaktflächen und damit ein guter Übergangswiderstand vorliegt. Um dies bei stark miniaturisierten Kontaktelementen gemäß der Erfindung mit einem vergleichsweise minimal ausgeführten Außendurchmesser des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements zu verwirklichen, ist der Außendurchmesser des Grundkörperteils 1 und damit der Außendurchmesser des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 im außenleiterseitigen Kontaktierungsbereich 7₁₁ vergrößert. Um durch diese technische Maßnahme die Impedanz des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 am ersten Ende 6₁ nicht nachteilig zu vergrößern, wird die effektive Permittivität am ersten Ende 6₁ im gleichen Maße reduziert. Hierzu wird nicht nur die Beschichtung 5 im stirnseitigen Bereich zwischen der innenleiterseitigen und der außenleiterseitigen Beschichtung 5₁ und 5₂, sondern auch ein ausreichender Bereich 10 des darunterliegenden dielektrischen Grundkörperteils 1 entfernt.

[0101] Eine mehrteilige technische Lösung für die innenleiter- und außenleiterseitigen Kontaktierungsbereiche eines erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 ist in Fig. 5B dargestellt. Hierbei wird die Vergrößerung der Berührungsfläche in den innenleiter- und außenleiterseitigen Kontaktierungsbereichen 7₁₁ und 7₁₂ und dem jeweils zu kontaktierenden Kontaktflächen bzw. Kontaktanschlüssen dadurch realisiert, dass im Bereich der innenleiterseitigen und der außenleiterseitigen Kontaktierungsbereiche 7₁₁ und 7₁₂ auf das beschichtete Grundkörperteil 1 jeweils eine Kontaktkrone 11₁ bzw. 11₂ aufgesetzt wird. Diese Kontaktkrone 11₁ bzw. 11₂ wird jeweils aus einem elektrisch gut leitfähigen Metall hergestellt und bevorzugt mittels Lötung mit der innenleiterseitigen bzw. außenleiterseitigen Beschichtung 5₁ und 5₂ verbunden.

[0102] Eine weitere Variante einer mehrteiligen technischen Lösung für die innenleiter- und außenleiterseitigen Kontaktierungsbereiche eines erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 geht aus Fig. 5C hervor. Hierbei werden als Bauteile zur Kontaktierung jeweils Kontaktspitzen 12₁, 12₂, 12₃ verwendet. Die einzelnen Kontaktspitzen 12₁, 12₂, 12₃ werden jeweils aus einem elektrisch gut leitenden Metall hergestellt und weisen jeweils einen Schaft auf, mit dem sie in eine zugehörige Bohrung des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 eingefügt werden. Zur Innenleiterkontaktierung wird bevorzugt eine einzige Kontaktspitze 12₁ mit ihrem Schaft in der Durchführung 4 des beschichteten Grundkörperteils 1 eingefügt und mit der innenleiterseitigen Beschichtung verlötet. Für die Außenleiterkontaktierung werden bevorzugt mehrere Kontaktspitzen 12₂, 12₃ vorgesehen, die jeweils mit ihrem Schaft in einer im Bereich der außenleiterseitigen Beschichtung 5₂ angeordneten Bohrung eingefügt werden. Die Kontaktspitzen 12₂, 12₃ werden hierbei bevorzugt in äquidistanten Winkelabschnitten auf einem Kreis um die Längsachse 3 des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 angeordnet.

[0103] Aus Fig. 5D geht eine weitere Variante einer mehrteiligen technischen Lösung für die innenleiter- und außenleiterseitigen Kontaktierungsbereiche eines erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 hervor. Die Bauteile zur Kontaktierung sind hierbei jeweils elastisch ausgeführt. Diese elastischen Bauteile zur Kontaktierung 13₁, 13₂, 13₃ können alternativ oder ergänzend zur obig dargestellten Elastizität im Verbindungsbereich 8 realisiert sein. Bei den elastischen Bauteilen zur Kontaktierung 13₁, 13₂, 13₃ handelt es sich hierbei um federarmförmige Bauteile, die zusätzlich zur Erhöhung der Elastizität entlang des Federarms hohl ausgeführt werden. Die elastischen Bauteile zur Kontaktierung 13₁, 13₂, 13₃ weisen ebenfalls einen Schaft auf, mit dem sie in einer Bohrung am ersten Ende 6₁ eingefügt werden. Die einzelnen elastischen Bauteile zur Kontaktierung 13₁, 13₂, 13₃ werden innenleiterseitig und außenleiterseitig jeweils bevorzugt äquivalent zur Anordnung der Kontaktspitzen in Fig. 5C angeordnet.

[0104] Aufgrund der technischen Möglichkeit der additiven Fertigungstechnologie, auch sehr komplizierte geometrische Ausformungen herzustellen, können die komplizierteren Geometrien in der Kontaktierung gemäß der Figuren 5C und 5D - nämlich Kontaktspitze und federarmförmiges Kontaktelement - auch einteilig in Kombination mit dem Verbindungsbereich 8 als einteiliges dielektrisches Grundkörperteil 1 in einem additiven Fertigungsprozess und durch anschließendes metallisches Beschichten hergestellt werden. Diese Realisierungsform ist auf die außenleiterseitige Kontaktierung beschränkt. Alternativ können die einzelnen Geometrien eines Bauteils zur Kontaktierung jeweils als dielektrische Grundkörperteile separat in einem additiven Fertigungsprozess hergestellt werden und anschließend in Kombination mit dem dielektrischen Grundkörperteil 1, der den Verbindungsbereich 8 enthält, in einem fortgesetzten additiven Fertigungsprozess zu einem einteiligen und vollständigen Grundkörperteil 1 aufgebaut werden. Anschließend erfolgt die metallische Beschichtung dieses einteiligen und vollständigen Grundkörperteils 1.

[0105] Selbstverständlich können die außenleiter- und innenleiterseitigen Kontaktierungsbereiche 7₂₁ und 7₂₂ am zweiten Ende 6₂ des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 äquivalent zu den in Fig. 5A bis 5D für das erste Ende 6₁ jeweils dargestellten Ausprägungen einer Kontaktierung ausgeführt werden.

[0106] Neben diesen in den vorherigen Figuren jeweils dargestellten Kontaktierungsgeometrien sind auch noch andere Ausformungen einer Kontaktierung vorstellbar und von der Erfindung mit abgedeckt.

[0107] Eine spezielle Variante einer Kontaktierung zwischen dem erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement 2 und den zu kontaktierenden Kontaktflächen bzw. Kontaktanschlüssen ergibt sich aus den Figuren 5E und 5F:
Die Kontaktierung erfolgt hierbei primär in radialer Richtung zwischen dem innenleiterseitigen Kontaktierungsbereich 7₁₂ des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 und einer Lotkugel 14₁ und zwischen dem außenleiterseitigen Kontaktierungsbereich 7₁₁ des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 und bevorzugt mehreren Lotkugeln 14₂ und 14₃. Die Lotkugeln 14₁, 14₂ und 14₃ sind auf einer Leiterplatte 15, aufgelötet und mit zugehörigen Leiterbahnen verbunden. Alternativ zur Leiterplatte 15 kann auch eine Kontaktierung mit einem Gehäuse einer integrierten Schaltung oder direkt mit einem Substrat erfolgen. Die mit dem außenleiterseitigen Kontaktierungsbereich in einem elektrischen Kontakt stehenden Lotkugeln 14₂ und 14₃ sind bevorzugt gemäß Fig. 5F auf einem Kreis angeordnet, der sich koaxial zur Lotkugel 14₁ befindet, die den innenleiterseitigen Kontaktierungsbereich 7₁₂ des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 kontaktiert. Der Abstand zwischen der inneren Lotkugeln 14₁ und den äußeren Lotkugeln 14₂, 14₃, 14₄, 14s, 14₆, und 14₇ ist an den Durchmesser des beschichteten dielektrischen Grundkörperteils 1 im innenleiter- bzw. außenleiterseitigen Kontaktierungsbereich 7₁₂ bzw. 7₁₁ anzupassen.

[0108] Zur besseren elektrischen Kontaktierung zwischen den Lotkugeln 14₁, 14₂ und 14₃ und dem außenleiterseitigen bzw. innenleiterseitigen Kontaktierungsbereich 7₁₁ bzw. 7₁₂ des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 weisen die außenleiterseitigen bzw. innenleiterseitigen Kontaktierungsbereiche 7₁₁ bzw. 7₁₂ des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 im Übergangsbereich zwischen der Durchführung 4 und der Stirnfläche bzw. zwischen der Außenmantelfläche und der Stirnfläche jeweils eine Fase auf. Anstelle einer Fase kann im außenleiterseitigen bzw. innenleiterseitigen Kontaktierungsbereich 7₁₁ bzw. 7₁₂ des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 jeweils eine Stufe vorgesehen sein. Die Kontaktierung weist hierbei nicht nur eine radial gerichtete Komponente, sondern auch eine axial gerichtete Komponente auf.

[0109] Da zwischenzeitlich extrem kleine Lotkugeln in einem extrem geringen Abstand zueinander auf einer Leiterplatte, einem IC-Gehäuse oder einem IC-Substrat platziert werden können, eignet sich diese Kontaktierungstechnik auch für extrem miniaturisierte erfindungsgemäße Hochfrequenz-Kontaktelemente, die mittels additiver Fertigungsprozesstechnik in kleinsten Ausmessungen fertigbar sind.

[0110] Anstelle von Lotkugeln mit jeweils einer sphärischen Kontaktfläche können alternativ auch andere rotationssymmetrische Kontaktkörper verwendet werden. Bevorzugt eignen sich Kontaktkörper, die eine konisch geformte Kontaktfläche aufweisen, beispielsweise kegelförmige oder kegelstumpfförmige Kontaktkörper. Im Fall von erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelementen mit Elastizität sind auch zylinderförmige Kontaktkörper vorstellbar.

[0111] Alternativ können die Lotkugeln auch als Bauteile zur Kontaktierung in Anlehnung an die Varianten der Figuren 5B, 5C und 5D zum erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement 2 gehören und mit dem beschichteten dielektrischen Grundkörperteil 1 des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 verbunden sein. In diesem Fall kontaktieren die Lotkugeln entsprechend gewölbte, d.h. konkav geformte, Kontaktflächen in einer Leiterplatte, in einem IC-Gehäuse oder direkt in einem IC-Substrat.

[0112] An dieser Stelle sei erwähnt, dass im Grundkörperteil 1 benachbart zu den Kontaktierungsbereichen 7₁₁, 7₁₂, 7₂₁ und 7₂₂ jeweils Magnete mit einer bestimmten Polarität eingefügt werden können. Diese Magnete können mit magnetischen oder magnetisierbaren Bereichen, die in den zu kontaktierenden Kontaktflächen bzw. Kontaktanschlüssen oder benachbart zu den zu kontaktierenden Kontaktflächen bzw. Kontaktanschlüssen angeordnet sind, zusammenwirken und eine bessere Kontaktieren ermöglichen.

[0113] Im Folgenden werden die einzelnen Ausprägungen eine Impedanzanpassung innerhalb des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements zwischen dem jeweils zu kontaktierenden Kontaktflächen bzw. Kontaktanschlüssen anhand der Figuren 6A und bis 6H vorgestellt:
Typischerweise weisen die Eingangsimpedanzen der zu kontaktierenden Kontaktflächen jeweils identische, standardisierte Werte, beispielsweise 50 Q, auf. Weisen die von den Kontaktierungsbereichen 7₁₁ bzw. 7₁₂ und 7₂₁ bzw. 7₂₂ am ersten und zweiten Ende 6₁ und 6₂ des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 jeweils zu kontaktierenden innenleiter- und außenleiterseitigen Kontaktflächen jeweils unterschiedliche Durchmesser auf, so sind im Hinblick auf eine Impedanzanpassung und gleichzeitig eine geometrische Anpassung die zugehörigen Kontaktierungsbereichen 7₁₁ bzw. 7₁₂ und 7₂₁ bzw. 7₂₂ am ersten und zweiten Ende 6₁ und 6₂ an die Impedanz- und Geometrieverhältnisse der zu kontaktierenden Kontaktflächen anzupassen. Gleichzeitig ist bei Beibehaltung einer konstanten Impedanz ein möglichst stetiger Übergang zwischen den unterschiedlichen Geometrieverhältnissen, d.h. zwischen den unterschiedlichen Durchmesserverhältnissen, der Kontaktierungsbereiche 7₁₁ bzw. 7₁₂ und 7₂₁ bzw. 7₂₂ am ersten und zweiten Ende 6₁ und 6₂ des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 zu verwirklichen.

[0114] Liegen die mit den Kontaktierungsbereichen 7₁₁ bzw. 7₁₂ und 7₂₁ bzw. 7₂₂ am ersten und zweiten Ende 6₁ und 6₂ jeweils zu kontaktierenden Kontaktflächen jeweils symmetrisch zur Längsachse 3 des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2, so nimmt das beschichtete Grundkörperteil 1 des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 gemäß Fig. 6A die Form eines Kegelstumpfes an. Der Außendurchmesser des Hochfrequenz-Kontaktelements 2 ändert sich zwischen dem ersten und zweiten Ende 6₁ und 6₂ im gleichen Verhältnis wie der Innendurchmesser.

[0115] Liegen die mit den Kontaktierungsbereichen 7₁₁ bzw. 7₁₂ und 7₂₁ bzw. 7₂₂ am ersten und zweiten Ende 6₁ und 6₂ jeweils zu kontaktierenden Kontaktflächen jeweils asymmetrisch versetzt zueinander und ist das erfindungsgemäße Hochfrequenz-Kontaktelement 2' elastisch als Federarm realisiert, so ergibt sich eine geometrische Ausformung des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2' gemäß Fig. 6B. Entlang der Längserstreckung des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2' ist das Verhältnis zwischen dem Außen- und Innendurchmesser de_s Hochfrequenz-Kontaktelements 2 und damit die Impedanz des Hochfrequenz-Kontaktelements 2 stetig konstant.

[0116] Liegt der Sonderfall vor, dass die Eingangsimpedanzen der mit den Kontaktierungsbereichen 7₁₁ bzw. 7₁₂ und 7₂₁ bzw. 7₂₂ am ersten und zweiten Ende 6₁ und 6₂ jeweils zu kontaktierenden Kontaktflächen jeweils unterschiedlich sind, so ist die Impedanz in den Kontaktierungsbereichen 7₁₁ bzw. 7₁₂ und 7₂₁ bzw. 7₂₂ an den Impedanz in den zugehörigen zu kontaktierenden Kontaktflächen anzupassen und gleichzeitig ein weitest möglich stetiger Impedanzübergang zwischen dem ersten und zweiten Ende 6₁ und 6₂ im Verbindungsbereich 8 des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 zu schaffen. Eine derartige Impedanzangleichung (englisch: tapering) kann beispielsweise mit einem innenleiter- und außenleiterseitigen Durchmessersprung oder mehreren innenleiter- und außenleiterseitigen Durchmessersprüngen, wie sie in den Kontaktierungsbereichen 7₁₁ bzw. 7₁₂ und 7₂₁ bzw. 7₂₂ der Fig. 4B dargestellt sind, realisiert werden.

[0117] Eine weitere Variante einer impedanzangepassten Übertragung innerhalb des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements zwischen mit den Kontaktierungsbereichen 7₁₁ bzw. 7₁₂ und 7₂₁ bzw. 7₂₂ jeweils zu kontaktierenden Kontaktflächen mit jeweils einer identischen Eingangsimpedanz ist in Fig. 6C dargestellt:
Während bei diesem erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement 2 der Innendurchmesser über die gesamte Längserstreckung des Kontaktelements konstant bleibt, vergrößert sich der Außendurchmesser vom ersten Ende 6₁ bis zum zweiten Ende 6₂ über mehrere Stufen.

[0118] Um die Impedanz des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 über seine gesamte Längserstreckung konstant zu halten, wird das dielektrische Grundkörperteil 1 mittels mehrerer in Längserstreckung gestapelter Schichten 16₁, 16₂, 16₃ und 16₄ aus einem dielektrischen Material mit jeweils einer unterschiedlichen relativen Permittivität aufgebaut. Die relative Permittivität der einzelnen dielektrischen Schichten 16₁, 16₂, 16₃ und 16₄ nimmt hierbei vom ersten Ende 6₁ zum zweiten Ende 6₂ des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 im Hinblick auf eine konstante Impedanz ab.

[0119] Generell ändert sich die relative Permittivität der einzelnen dielektrischen Schichten innerhalb des dielektrischen Grundkörperteils 1 indirekt proportional zur Änderung des Verhältnisses zwischen Außen- und Innendurchmesser in den einzelnen Schichten. Somit kann bei einem über die Längserstreckung konstanten Außendurchmesser und eine über die Längserstreckung veränderlichen Innendurchmesser die relative Permittivität der einzelnen dielektrischen Schichten äquivalent im Hinblick auf eine konstante Impedanz angepasst werden.

[0120] Die Anzahl der gestuften Außen- und/oder Innendurchmessersprünge und damit einhergehend die Anzahl der dielektrischen Schichten mit jeweils unterschiedlicher relativer Permittivität ist an der technischen Möglichkeit orientiert, dielektrische Materialien mit jeweils unterschiedlich gestuften relativen Permittivität für den additiven Fertigungsprozess zu finden und anzuwenden.

[0121] Eine weitere technische Variante einer Impedanzanpassung entlang der Längserstreckung des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 liegt in der Modifikation der effektiven Permittivität des dielektrischen Grundkörperteils 1 entlang seiner Längserstreckung. Im einfachsten Fall werden hierzu gemäß Fig. 6D Hohlräume 17 innerhalb des dielektrischen Grundkörperteils 1 vorgesehen, die vollständig vom dielektrischen Material des Grundkörperteils 1 umgeben sind und bevorzugt mit Luft gefüllt sind. Da die relative Permittivität von Luft bei eins liegt und somit geringer als die relative Permittivität jedes anderen im Grundkörperteil 1 verwendeten dielektrischen Materials ist, ist die effektive Permittivität in den Längsabschnitten des Grundkörperteils 1 mit Hohlräumen 17 gegenüber den Längsabschnitten des Grundkörperteils 1 ohne Hohlräume 16 reduziert.

[0122] Während in Fig. 6D die Anzahl, die Anordnung und die geometrische Ausformung und Ausdehnung der einzelnen Hohlräume 17 nur schematisch dargestellt sind, kann in einem realen erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement 2 durch geeignete Anordnung und Ausformung der einzelnen Hohlräume 17 innerhalb des dielektrischen Grundkörperteils 1 eine gestufte oder idealerweise eine stetige Änderung der effektiven Permittivität entlang der Längserstreckung des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 erzielt werden. Auf diese Weise lässt sich bei einer mehrfach gestuften oder stetigen Außen- und Innendurchmesseränderung durch eine gegenläufige mehrfach gestufte oder stetige Änderung der effektiven Permittivität eine konstante Impedanz entlang der Längserstreckung des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 erzielen.

[0123] Anstelle der bevorzugten Befüllung der einzelnen Hohlräume 17 mit Luft kann auch eine Befüllung mit einem anderen gasförmigen Stoff, einem flüssigen Stoff oder einen festen dielektrischen Material erfolgen. Mit all diesen technischen Maßnahmen kann die effektive Permittivität des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 entlang seiner Längserstreckung gezielt beeinflusst werden.

[0124] Anstelle von Hohlräumen 17, die gemäß Fig. 6D vollständig von einem dielektrischen Material eingeschlossen sind, können im dielektrischen Grundkörperteil 1 auch Schlitze 28 mittels additiven Fertigungsprozess realisiert werden, die gemäß der Figuren 6E bis 6G über die gesamte radiale Erstreckung des Grundkörperteils 1 verlaufen. Auch durch eine geeignete Anzahl, Anordnung und geometrische Ausformung von derartigen Schlitzen 28 kann die effektive Permittivität entlang der Längserstreckung des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 gezielt beeinflusst werden und zur Impedanzanpassung entlang der Längserstreckung des Hochfrequenz-Kontaktelements 2 benutzt werden.

[0125] Erstrecken sich diese Schlitze 28 jeweils parallel zueinander in Längsachsrichtung des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2, so kann über diese Schlitze 28 zusätzlich auch die Elastizität des erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 gezielt beeinflusst werden. Durch die parallele Schlitzung in Längserstreckungsrichtung kann sich nämlich das erfindungsgemäße Hochfrequenz-Kontaktelement 2 bei einer Kompression in Längsachsrichtung vergleichsweise einfach in radialer Richtung ausdehnen.

[0126] Um ein Hochfrequenzsignal über ein derart geschlitztes Hochfrequenz-Kontaktelement zu übertragen, ist die Schlitzbreite der einzelnen Schlitze kleiner, bevorzugt deutlich kleiner, als die Wellenlänge des zu übertragenden Hochfrequenzsignals auszulegen.

[0127] Zur Realisierung von derartigen Schlitzen 28 sind im additiven Fertigungsprozess in diesen Schlitzen 28 im Gegensatz zum übrigen Grundkörperteil 1 jeweils Schichten aus einem dielektrischen Material aufzubauen, die bei der metallischen Beschichtung des Grundkörperteils 1 eine Metallisierung der Seitenwände der Schlitze 28 verhindern und im Anschluss an den Beschichtungsprozess wieder entfernbar sind. Als dielektrisches Material für derartige Opferschichten kann beispielsweise Fotolack verwendet werden, der ebenfalls in additiver Fertigungstechnologie selektiv innerhalb des Grundkörperteils 1 aufbaubar ist. Um diese Opferschichten nach der Metallisierung des Grundkörperteils 1 mittels eines geeigneten Lösungsmittels, beispielsweise mittels Azeton, wieder zu entfernen, muss die außenleiterseitige Beschichtung 5₁ im Bereich der schlitzförmigen Hohlräume 17' entfernt werden. Zur Kennzeichnung dieser Schlitze 28 gegenüber den übrigen Bereichen des dielektrischen Grundkörperteils 1 ist die Außenoberfläche der einzelnen Schlitze 28 beispielsweise gewölbt, d.h. konkav oder konvex, auszuformen. Die metallische Schicht auf den einzelnen Schlitzen 28 ist somit leicht für eine optische Vorrichtung, beispielsweise eine LaserVorrichtung, erkennbar, die die metallische Beschichtung in diesen Bereichen entfernt. Nach der Entfernung der dielektrischen Opferschichten innerhalb der einzelnen Schlitze 28 ist die zugehörige innenleiterseitige Beschichtung 5₂ im Bereich der Schlitze 28 beispielsweise mittels eines optischen Verfahrens zu entfernen.

[0128] Die einzelnen Hohlräume 17 und Schlitze 28 gemäß der vierten und fünften Ausführungsform der Erfindung können auch so angeordnet und ausgeformt sein, dass ein stetiger oder gestufter Übergang zwischen zwei unterschiedlichen Impedanzen am ersten und zweiten Ende 6₁ und 6₂ realisierbar ist.

[0129] In Fig. 7 ist eine besondere Ausprägung eines erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 dargestellt, in der ein Hochfrequenz-Kontaktelement 2 durch ein zusätzliches elastisches Element 18 elastisch gelagert wird. Das zusätzliche elastische Element 18 ist zwischen dem erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement 2 und einem weiter unten noch zu erläuternden Verbindungsteil 20 befestigt. Alternativ kann das zusätzliche elastische Element 18 auch mit einer vom erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement 2 zu kontaktierenden Leiterplatte 15 verbunden sein.

[0130] Bei dem elastischen Element 18 kann es sich, wie in Fig. 7 dargestellt ist, bevorzugt um eine Torsionsfeder handeln. Daneben sind auch andere elastische Elemente, beispielsweise eine Tellerfeder, eine Biegefeder oder ein Federarm, möglich. Während bei all diesen elastischen Elementen die Elastizität durch die geometrische Ausformung des elastischen Elements verwirklicht wird, kann alternativ auch ein vergleichsweise einfach geformtes Element, beispielsweise ein zylinderförmiges Element, aus einem elastischen Material, beispielsweise aus einem Elastomer, Verwendung finden.

[0131] Das Verbindungsteil 20 kann eine Verbindungsplatte sein, die mit erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement 2 direkt oder unter Zwischenschaltung eines Bauelements zur Kontaktierung verbunden ist. Alternativ kann das elastische Element 18 auch eine Leiterplatte 15 sein, die vom erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement kontaktiert wird.

[0132] Im Folgenden werden verschiedene Varianten einer erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung 19 anhand der Figuren 8A bis 8F vorgestellt, die jeweils mindestens ein erfindungsgemäßes Hochfrequenz-Kontaktelement 2 enthalten:
Bei der erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung 19 kann es sich einerseits um eine Anordnung von miteinander verbundenen erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelementen 2 handeln, die nur im Fertigungsprozess, bevorzugt im additiven Fertigungsprozess, gemeinsam miteinander verbunden werden und anschließend für die technische Anwendung vereinzelt werden. Daneben kann die erfindungsgemäße Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung 19 andererseits mehrere in der technischen Anwendung auf Dauer miteinander verbundene erfindungsgemäße Hochfrequenz-Kontaktelemente 2 enthalten. Im zweiten Fall kann es sich beispielsweise um eine Interposer-Anordnung handeln, in der mehrere parallel miteinander verbundene erfindungsgemäße Hochfrequenz-Kontaktelemente 2 jeweils zueinander parallele Kontaktflächen bzw. Kontaktanschlüsse auf einer Leiterplatte, auf einem IC-Gehäuse oder direkt auf einem IC-Substrat parallel kontaktieren. Schließlich können im zweiten Fall die einzelnen erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelemente 2, die jeweils parallel miteinander verbunden werden, so ausgeformt werden, dass ihre Längserstreckung auch eine Querkomponente aufweist. Mit derartigen beispielsweise winkelförmig verlaufenden Hochfrequenz-Kontaktelementen, wie sie beispielsweise in der Fig. 7 dargestellt ist, ist auch eine Übersetzung zwischen zu kontaktierenden Kontaktflächen in einem ersten Rasterabstand und zu kontaktierenden Kontaktflächen in einem vom ersten Rasterabstand unterschiedlichen zweiten Rasterabstand möglich. In diesem Anwendungsfall dient die erfindungsgemäße Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung als Abstandsübersetzungs-Baugruppe (englisch: space translator).

[0133] In einer ersten Variante gemäß Fig. 8A sind mehrere erfindungsgemäße Hochfrequenz-Kontaktelemente 2 jeweils auf der Oberseite eines als Verbindungsplatte 20 realisierten Verbindungsteil 20 über innenleiter- und außenleiterseitigen Kontaktbauteile 21 mit zugehörigen innenleiter- und außenleiterseitigen Kontaktflächen auf der Oberseite der Verbindungsplatte 20 verbunden. Äquivalent sind mehrere erfindungsgemäße Hochfrequenz-Kontaktelemente 2 auf der Unterseite der Verbindungsplatte 20 jeweils über innenleiter- und außenleiterseitige Kontaktbauteile 21 mit zugehörigen innenleiter- und außenleiterseitigen Kontaktflächen auf der Unterseite der Verbindungsplatte 20 verbunden.

[0134] Die Verbindungsplatte 20 ist hierbei aus einem elektrisch nicht leitenden, d.h. dielektrischen, Material hergestellt. Die Kontaktbauteile 21 sind aus einem elektrisch leitenden Material hegestellt.

[0135] Die Verbindungsplatte 20 kann dabei in einem separaten konventionellen oder additiven Fertigungsprozess hergestellt werden. Die einzelnen erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelemente 2 können auf der Ober- und Unterseite der Verbindungsplatte jeweils in einer Reihe in einem bestimmten konstanten oder in einem unterschiedlichen Abstand angeordnet sein. Alternativ ist auch eine Anordnung in einem zweidimensionalen Raster in einem bevorzugt konstanten oder auch in einem veränderlichen Rasterabstand zueinander möglich. Im Fall einer einzig auf die Fertigung beschränkten Verbindung der einzelnen erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelemente 2 ist auch eine Anordnung der Hochfrequenz-Kontaktelemente in einem dreidimensionalen Raster mit mehreren parallelen Verbindungsplatten und einzelnen die parallelen Verbindungsplatten jeweils verbindenden Verbindungsstegen möglich.

[0136] Eine Bohrung 22 mit einer elektrisch leitenden Beschichtung realisiert jeweils eine innenleiterseitige Verbindung zwischen einem innenleiterseitigen Kontaktbauteil 21 auf der Oberseite und auf der Unterseite der Verbindungsplatte 20 und damit zwischen einem erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement 2 auf der Ober- und der Unterseite der Verbindungsplatte 20. Die außenleiterseitige Kontaktbauteile 21 realisieren jeweils eine außenleiterseitige Verbindung zwischen den einzelnen erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelementen 2 und einem Kontaktanschluss einer gemeinsamen Masse auf der Unter- bzw. Oberseite der Verbindungsplatte 19.

[0137] Die einzelnen erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelemente 2 werden jeweils innenleiter- und außenleiterseitig mit den zugehörigen innenleiter- bzw. außenleiterseitigen Kontaktbauteilen 21 bevorzugt mittels Lötung verbunden, welche wiederum mit der elektrisch leitenden Innenbeschichtung der zugehörigen Bohrung 22 bzw. mit dem zugehörigen Kontaktanschluss der gemeinsamen Masse der Verbindungsplatte 20 bevorzugt mittels Lötung verbunden werden. Die innenleiterseitigen und außenleiterseitigen Kontaktierungsbereiche der einzelnen erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelemente 2 können alternativ ohne Zwischenschaltung von innenleiter- und außenleiterseitigen Kontaktbauteilen 21 direkt mit der elektrisch leitenden Innenbeschichtung der zugehörigen Bohrung 22 bzw. mit dem zugehörigen Kontaktanschluss der gemeinsamen Masse der Verbindungsplatte 20 verbunden sein.

[0138] Die Ausgestaltung der einzelnen mit der Verbindungsplatte 20 verbundenen erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement 2 muss nicht zwingend, wie in Fig. 8A dargestellt ist, hohlzylindrisch ausgeführt sein, sondern kann jede der obig dargestellten Ausprägungen annehmen. Auch müssen nicht alle erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelemente 2 innerhalb der erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung dieselbe Ausprägung aufweisen. Beispielsweise können die Hochfrequenz-Kontaktelemente an der Unterseite der Verbindungsplatte 20 jeweils nicht elastische und hohlzylindrisch ausgeformte Hochfrequenz-Kontaktelemente sein, während die Hochfrequenz-Kontaktelemente an der Oberseite der Verbindungsplatte 20 jeweils als Federarm ausgeformte elastische Hochfrequenz-Kontaktelemente ausgeführt sein können. Auf diese Weise lässt sich einerseits eine elastische Kontaktierung der oberhalb der Verbindungsplatte 20 zu kontaktierenden Kontaktflächen und andererseits eine Übersetzung des Rasterabstandes zwischen den oberhalb der Verbindungsplatte 20 zu kontaktierenden Kontaktflächen und den unterhalb der Verbindungsplatte 20 zu kontaktierenden Kontaktflächen realisieren.

[0139] Aus Fig. 8B geht eine weitere Variante einer erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung 19' hervor, in der die einzelnen erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelemente 2' zusammen mit der Verbindungsplatte 20' in einem gemeinsamen additiven Fertigungsprozess hergestellt werden. Hierbei liegen keine getrennten Hochfrequenz-Kontaktelemente auf der Ober- und Unterseite der Verbindungsplatte 20', sondern pro Rasterpunkt nur noch ein einziges erfindungsgemäßes Hochfrequenz-Kontaktelement 2' vor. Die Verbindungsplatte 20' verbindet nur noch die in jedem Rasterpunkt jeweils angeordneten Hochfrequenz-Kontaktelemente 2' miteinander. Die innenleiterseitige Beschichtung 5₂ des einzelnen erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2' erstreckt sich folglich vom innenleiterseitigen Kontaktierungsbereich 7₁₂ oberhalb der Verbindungsplatte 20' über eine Innenbohrung der Verbindungsplatte 20' bis zum innenleiterseitigen Kontaktierungsbereich 7₂₂ unterhalb der Verbindungsplatte 20'.

[0140] Die außenleiterseitige Beschichtung 5₁ des einzelnen erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2' erstreckt sich jeweils zwischen den oberhalb der Verbindungsplatte 20' jeweils befindlichen außenleiterseitigen Kontaktierungsbereichen 7₁₁ aller Hochfrequenz-Kontaktelemente 2' und der als gemeinsamen Masse dienenden Oberseite der Verbindungsplatte 20' sowie zwischen den unterhalb der Verbindungsplatte 20' jeweils befindlichen außenleiterseitigen Kontaktierungsbereichen 7₂₁ aller Hochfrequenz-Kontaktelemente 2' und der als gemeinsamen Masse dienenden Unterseite der Verbindungsplatte 20' .

[0141] Für die einzelnen erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelemente 2' ober- und unterseitig der Verbindungsplatte 20' können in der zweiten Variante der erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung 19' gemäß Fig. 8B in Äquivalenz zur ersten Variante gemäß Fig. 8A alle obig bereits erläuterten Ausführungen eines erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements verwendet werden. Auch ist eine unterschiedliche Ausformung der einzelnen erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelemente 2' jeweils ober- und unterseitig der Verbindungsplatte 20' möglich.

[0142] Die Position der Verbindungsplatte 20' entlang der Längserstreckung der einzelnen Hochfrequenz-Kontaktelement 2' muss nicht zwingend mittig zur Längserstreckung sein, sondern kann auch an jeder anderen Position zwischen dem ersten und zweiten Ende 6₁ und 6₂ der Hochfrequenz-Kontaktelemente 2' liegen. Anstelle einer einzigen Verbindungsplatte 20' können zur erhöhten mechanischen Stabilisierung der einzelnen erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelemente 2' auch mehrere geeignet voneinander beabstandete Verbindungsplatten 20' eingesetzt werden.
Fig. 8C stellt eine Anordnung von mehreren in einem zweidimensionalen Raster jeweils angeordneten erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelementen 2 zwischen zwei zu kontaktierenden Leiterplatten 15₁ und 15₂, IC-Gehäusen 15₁ und 15₂ oder IC-Substraten 15₁ und 15₂ dar. Die erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelemente 2 weisen aufgrund ihrer im Mittenbereich der Längserstreckung vorliegenden torsionsfederförmigen Ausformung jeweils eine Elastizität auf. Die Anordnung von parallelen Kontaktelementen 2 ist in der Variante der Fig. 8C ohne eine Verbindungsplatte 20 bzw. ohne Verbindungsstege 20 realisiert, um bei einer Kompression der einzelnen elastischen Hochfrequenz-Kontaktelemente 2 in einem größeren Ausmaß zusätzlich zur Kompression der einzelnen Kontaktelemente 2 in Längsrichtung auch noch ein begrenztes Verbiegen der einzelnen elastischen Hochfrequenz-Kontaktelement 2 in Querrichtung zu ermöglichen.

[0143] Aus Fig. 8D geht eine Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung hervor, in der sich mehrere in einem zweidimensionalen Raster jeweils angeordnete erfindungsgemäße Hochfrequenz-Kontaktelemente 2 zwischen zwei zu kontaktierenden Leiterplatten 15₁ und 15₂, IC-Gehäusen 15₁ und 15₂ oder IC-Substraten 15₁ und 15₂ befinden. Die einzelnen erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelemente 2 sind einerseits jeweils gewinkelt, bevorzugt zweifach gewinkelt, ausgeformt und andererseits jeweils hinsichtlich ihres Außendurchmessers gestuft ausgeführt. Auf diese Weise ist es möglich, mit der erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung 19 einzelne, in einem vergleichsweise engen Raster angeordnete Kontaktflächen auf einer Leiterplatte 15₁, einem IC-Gehäuse 15₁ oder einem IC-Substrat 15₁ elektrisch zu kontaktieren und mit zugehörigen in einem größeren Raster angeordneten Kontaktflächen auf einer Leiterplatte 15₂, einem IC-Gehäuse 15₂ oder einem IC-Substrat 15₂ zu verbinden. Somit ist eine sogenannte Hochfrequenz-Abstandsübersetzer-Baugruppe (Space-Translator-Anordnung) geschaffen, mit der mehrere Kontaktflächen parallel kontaktiert werden können, eine Übersetzung von einem feineren Rasterabstand zu einem gröberen Rasterabstand realisierbar ist und die Impedanz über die gesamte Längserstreckung aller Hochfrequenz-Kontaktelemente 2 konstant gehalten ist. Der gröbere Rasterabstand ermöglicht die Verwendung einer einfacheren und damit kostengünstigeren Herstellungstechnologie auf der Leiterplatte 15₂, auf dem IC-Gehäuse 15₂ oder auf dem IC-Substrat 15₂. Daneben lässt sich damit eine Anbindung an Hochfrequenzkabel, -leitungen und - stecker, die typischerweise eine größere Ausdehnung aufweisen, verwirklichen.

[0144] In Fig. 8E ist ein Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung 19 dargestellt, bei der das Hochfrequenz-Kontaktelement 2 mit einer die einzelnen Hochfrequenz-Kontaktelement 2 verbindenden Verbindungsplatte 20 verbunden ist, die jeweils als elektrischer Schaltungsträger ausgeführt ist. Die elektrische Signalleitungen 23 können hierbei auf der Oberseite 24 und/oder auf der Unterseite 25 der Verbindungsplatte 20 angebracht sein.

[0145] Diese elektrische Signalleitungen 23 verbinden die einzelnen erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelemente 2, die sich oberhalb und/oder unterhalb der als elektrischer Schaltungsträger dienenden Verbindungsplatte 20 befinden, mit zugehörigen aktiven oder passiven Elektronikkomponenten auf der Oberseite 24 oder Unterseite 25 der Verbindungsplatte 20. Beispielsweise können die von den erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement 2 jeweils kontaktierten und übertragenen Hochfrequenzsignale über diese elektrischen Signalleitungen 23, die bevorzugt als hochfrequenztechnisch optimierte Streifenleitungen realisiert sind, zu einem gemeinsamen Hochfrequenz-Stecker geführt sein, der an einer geeigneten Stelle auf der Verbindungsplatte 20 positioniert ist.

[0146] Die außenleiterseitigen Beschichtung 5₁ der einzelnen erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelements 2 wird dabei jeweils direkt mit einer zugehörigen auf der Oberseite 24 und/oder auf der Unterseite 25 aufgebrachten Signalleitung 23 verbunden, die die Masseleitung einer Streifenleitung darstellt. Die innenleiterseitige Beschichtung 5₂ der einzelnen erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelemente 2 wird dabei jeweils über eine innerhalb der Verbindungsplatte 20 verlaufende elektrische Signalleitung 26 mit einer auf der Oberseite 24 und/oder auf der Unterseite 25 aufgebrachten elektrischen Signalleitung 23 verbunden.

[0147] Die typischerweise parallel zur Ober- bzw. Unterseite 24 bzw. 25 und innerhalb der Verbindungsplatte 20 verlaufende elektrische Signalleitung 26 ist bei einer gemäß Fig. 8B einteilig realisierten erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung 19' direkt mit der innenleiterseitigen Beschichtung 5₂ des Hochfrequenz-Kontaktelements 2 verbunden. Bei einer mehrteiligen Realisierung der erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung 19 gemäß Fig. 8A ist die innerhalb der Verbindungsplatte 20 verlaufende elektrische Signalleitung 26 mit der elektrischen Beschichtung einer zur Durchführung 4 des Hochfrequenz-Kontaktelements 2 fluchtend verlaufenden Bohrung 22 innerhalb der Verbindungsplatte 20 verbunden. Die elektrisch leitende Beschichtung der Bohrung 22 innerhalb der Verbindungsplatte 20 kontaktiert hierbei die innenleiterseitigen Beschichtung 5₂ des Hochfrequenz-Kontaktelements 2.

[0148] Die elektrische Verbindung zwischen der innerhalb der Verbindungsplatte 20 verlaufende elektrische Signalleitung 26 und der auf der Ober- bzw. Unterseite 24 bzw. 25 der Verbindungsplatte 20 verlaufenden elektrischen Signalleitung 23 erfolgt über eine elektrisch leitende Beschichtung einer Bohrung 22', die mit einer elektrischen Signalleitung 23 auf der Ober- bzw. Unterseite 24 bzw. 25 der Verbindungsplatte 20 aufgebracht wird. Diese elektrische Signalleitung 23 stellt den Innenleiter einer Streifenleitung dar.

[0149] Aus Fig. 8F geht schließlich eine erfindungsgemäße Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung 19 hervor, die einzig im Herstellungsprozess die einzelnen erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelemente 2 in einem bestimmten Raster zusammenhält und als Stützgeometrie dient. Vor dem Einsatz werden die einzelnen erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelemente 2 innerhalb der Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung 19 voneinander getrennt. Zum einfacheren Trennen der einzelnen Hochfrequenz-Kontaktelemente ist in der Verbindungsplatte 20, die auch aus einzelnen Verbindungstegen 20 zwischen den einzelnen erfindungsgemäßen Hochfrequenz-Kontaktelementen 2 zusammengesetzt sein kann, jeweils eine Sollbruchstelle 27 vorgesehen.

[0150] Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele vorstehend vollständig beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Art und Weise modifizierbar.

Bezugszeichenliste

[0151] 

1

Grundkörperteil

2

Hochfrequenz-Kontaktelement

3

Längsachse

4, 4₁, 4₂

Durchführung

5, 5₁, 5₂, 5₂¹, 5₂²

Beschichtung

6₁, 6₂

erstes und zweites Ende

7₁₁, 7₁₂, 7₂₁, 7₂₂

Kontaktierungsbereich

8

Verbindungsbereich

9₁, 9₂

Bereich ohne Beschichtung

10

Bereich

11₁, 11₂

Kontaktkrone

12₁, 12₂, 12₃

Kontaktspitze

13₁, 13₂, 13₃

elastisches Bauteil zur Kontaktierung

14₁, 14₂, 14₃, 14₄, 14₅, 14₆

Lotkugel

15, 15₁, 15₂

Leiterplatte oder IC-Gehäuse oder IC-Substrat

16₁, 16₂, 16₃, 16₄

dielektrische Schichten

17

Hohlraum

18

elastisches Element

19,19'

Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung

20,20'

Verbindungsteil, Verbindungsplatte, Verbindungssteg

21

Kontaktbauteil

22,22'

Bohrung in Verbindungsplatte

23

elektrische Signalleitung auf Verbindungsplatte

24

Oberseite der Verbindungsplatte

25

Unterseite der Verbindungsplatte

26

elektrische Signalleitung innerhalb der Verbindungsplatte

27

Sollbruchstelle

28

Schlitz

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von mindestens einem Hochfrequenz-Kontaktelement (2) oder von einer Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung (19) aus mindestens einem derartigen Hochfrequenz-Kontaktelement (2) mit folgenden Verfahrensschritten:

• Herstellen eines Grundkörperteils (1) jedes Hochfrequenz-Kontaktelements (2) aus einem dielektrischen Material mittels eines additiven Fertigungsverfahrens, wobei das Grundkörperteil (1) eine Durchführung (4; 4₁, 4₂) zwischen einem ersten Ende (6₁) und einem zweiten Ende (6₂) einer Längserstreckung des Grundkörperteils (1) aufweist,

• Beschichten des dielektrischen Grundkörperteils (1) mit einer elektrisch leitfähigen Schicht, gekennzeichnet durch den weiteren Verfahrensschritt:

• Entfernen der elektrisch leitfähigen Schicht in einem die Durchführung (4; 4₁, 4₂) umschließenden Bereich (9₁, 9₂) am ersten Ende (6₁) und am zweiten Ende (6₂) des Grundkörperteils (1) zur Ausbildung einer elektrisch leitfähigen außenleiterseitigen Beschichtung (5₁) und einer elektrisch leitfähigen innenleiterseitigen Beschichtung (5₂).

2. Verfahren nach Patentanspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Beschichten derart ausgeführt wird, dass die Durchführung (4; 4₁, 4₂) vollständig mit der elektrisch leitfähigen Schicht ausgefüllt wird.

3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Beschichten des dielektrischen Grundkörpers (1) ein Beschichten mit mehreren metallischen Schichten ist, wobei die metallischen Schichten jeweils aus einem unterschiedlichen metallischen Material sind.

4. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Kontaktelement (2) in mindestens einem Bereich jeweils elastisch ausgebildet wird, wobei der mindestens eine elastisch ausgebildete Bereich des Kontaktelements (2) jeweils aus einem elastischen dielektrischen Material hergestellt wird oder durch eine elastische Formgebung ausgebildet wird, wobei die elastische Formgebung insbesondere durch Ausbildung einer Torsionsfeder oder eines Federarms hergestellt wird.

5. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Impedanzverlauf des Hochfrequenz-Kontaktelements (2) zwischen dem ersten Ende (6₁) und dem zweiten Ende (6₂) durch Material und/oder Formgebung des Grundkörperteils (1) eingestellt wird.

6. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Grundkörperteil (1) mit einem sich ändernden innenleiterseitigen und außenleiterseitigen Durchmesser (1) zwischen dem ersten Ende (6₁) und dem zweiten Ende (6₂) aufgebaut wird, wobei ein Verhältnis zwischen dem innenleiterseitigen Durchmesser und dem außenleiterseitigen Durchmesser des Grundkörperteils (1) zwischen dem ersten Ende (6₁) und dem zweiten Ende (6₂) konstant ausgebildet wird.

7. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Grundkörperteil (1) mit einem sich ändernden innenleiterseitigen und außenleiterseitigen Durchmesser zwischen dem ersten Ende (6₁) und dem zweiten Ende (6₂) aufgebaut wird, wobei ein sich stetig zwischen dem ersten Ende (6₁) und dem zweiten Ende (6₂) änderndes Verhältnis zwischen dem innenleiterseitigen Durchmesser und dem außenleiterseitigen Durchmesser des Grundkörperteils (1) ausgebildet wird.

8. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass innerhalb des dielektrischen Grundkörperteils (1) mindestens ein Hohlraum (17) ausgeformt wird, welcher mit einem weiteren dielektrischen Material, insbesondere mit Luft, gefüllt wird, wobei eine relative Permittivität des weiteren dielektrischen Materials unterschiedlich zu einer relativen Permittivität des dielektrischen Materials des Grundkörperteils (1) ist.

9. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass innerhalb des dielektrischen Grundkörperteils (1) mehrere in einer Längserstreckung des Kontaktelements (2) parallel verlaufende Schlitze (28) jeweils so ausgeformt werden, dass sie über eine gesamte radiale Erstreckung des Grundkörperteils (1) verlaufen.

10. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass in mehreren Schichten des dielektrischen Grundkörperteils (1) entlang der Längserstreckung des Grundkörperteils (1) jeweils dielektrische Materialien mit unterschiedlicher relativer Permittivität verwendet werden.

11. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Grundkörperteil (1) am ersten Ende (6₁) und am zweiten Ende (6₂) des Kontaktelements (2) jeweils innenleiterseitig und außenleiterseitig jeweils mit einem Bauteil zur Kontaktierung, insbesondere mit einem elastischen Bauteil zur Kontaktierung, verbunden wird.

12. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass mehrere Hochfrequenz-Kontaktelemente (2) über mindestens ein Verbindungsteil (20; 20') aus dem dielektrischen Material zusammenhängend hergestellt werden.

13. Verfahren nach Patentanspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
dass ein Entfernen von mindestens einem Verbindungsteil (20; 20') und ein Entfernen der jeweils elektrisch leitfähigen Schicht am ersten Ende (6₁) und zweiten Ende (6₂) jedes Kontaktelements (2) im selben Fertigungsschritt durchgeführt wird.

14. Verfahren nach Patentanspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass zwischen dem Verbindungsteil (20; 20') und mindestens einem Hochfrequenz-Kontaktelement (20) jeweils ein zusätzliches elastisches Element (18) zur elastischen Lagerung des Hochfrequenz-Kontaktelements am Verbindungsteil ausgebildet wird.

15. Verfahren nach einem der vorstehenden Patentansprüche, wobei am ersten Ende (6₁) und/oder am zweiten Ende (6₂) des Grundkörperteils (1) jeweils ein innenleiterseitiger und außenleiterseitiger Kontaktierungsbereich (7₁₁, 7₂₁, 7₁₂, 7₂₂) mit jeweils einer in einer radialen Erstreckung des Grundkörperteils (1) gerichteten Kontaktierung so ausgebildet werden, dass der innenleiterseitige Kontaktierungsbereich (7₁₂, 7₂₂) mit einer ersten Kontaktfläche, insbesondere mit einer sphärischen Kontaktoberfläche einer Lotkugel, und der außenleiterseitige Kontaktierungsbereich (7₁₁, 7₂₁) mit mehreren Kontaktflächen, insbesondere mit jeweils einer sphärischen Kontaktoberfläche von mehreren Lotkugeln, in der radialen Erstreckungsrichtung kontaktieren.

16. Hochfrequenz-Kontaktelement (2) oder Hochfrequenz-Kontaktelement-Anordnung (19; 19'), jeweils hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 15.

Claims

1. A method for producing at least one high-frequency contact element (2) or a high-frequency contact element arrangement (19) from at least one such high-frequency contact element (2) with the following method steps:

• Production of a main body part (1) of each high-frequency contact element (2) from a dielectric material by means of an additive manufacturing process, wherein the main body part (1) has a feedthrough (4; 4₁, 4₂) between a first end (6₁) and a second end (6₂) of a longitudinal extension of the main body part (1),

• Coating the dielectric main body part (1) with an electrically conductive layer, characterized by the further method step:

• Removal of the electrically conductive layer in a region (9₁, 9₂) surrounding the feedthrough (4; 4₁, 4₂) on the first end (6₁) and on the second end (6₂) of the main body part (1) in order to form an electrically conductive outer conductive-side coating (5₁) and an electrically conductive inner conductor-side coating (5₂).

2. The method according to patent claim 1,
characterized in
that the coating is carried out in such a manner that the feedthrough (4; 4₁, 4₂) is completely filled with the electrically conductive layer.

3. The method according to patent claim 1 or 2,
characterized in
that the coating of the dielectric main body (1) is a coating with a plurality of metallic layers, wherein the metallic layers are in each case made of a different metallic material.

4. The method according to any one of patent clams 1 to 3,
characterized in
that the contact element (2) is in each case elastically formed in at least one region, wherein the at least one elastically formed region of the contact element (2) is produced in each case from an elastic dielectric material or is formed by an elastic shaping, wherein the elastic shaping is produced, in particular, by forming a torsion spring or a spring arm.

5. The method according to any one of patent claims 1 to 4,
characterized in
that an impedance curve of the high-frequency contact element (2) between the first end (6₁) and/or the second end (6₂) is set by material and/or shaping of the main body part (1).

6. The method according to any one of patent claims 1 to 5,
characterized in
that the main body part (1) is constructed with a changing inner conductor-side and outer conductor-side diameter (1) between the first end (6₁) and the second end (6₂), wherein a ratio between the inner conductor-side diameter and the outer conductor-side diameter of the main body part (1) is designed so as to be constant between the first end (6₁) and the second end (6₂).

7. The method according to any one of patent claims 1 to 5,
characterized in
that the main body part (1) is constructed with a changing inner conductor-side and outer conductor-side diameter between the first end (6₁) and the second end (6₂), wherein a ratio between the inner conductor-side diameter and the outer conductor-side diameter of the main body part (1) is formed, which ratio continuously changes between the first end (6₁) and the second end (6₂).

8. The method according to any one of patent claims 1 to 7,
characterized in
that within the dielectric main body part (1) at least one cavity (17) is formed, which is filled with further dielectric material, in particular, with air, wherein a relative permittivity of the further dielectric material is different from a relative permittivity of the dielectric material of the main body part (1).

9. The method according to any one of patent claims 1 to 8,
characterized in
that within the dielectric main body part (1) a plurality of slots (28) extending in parallel in a longitudinal extension of the contact element (2) are in each case formed so that they extend over an entire radial extension of the main body part (1).

10. The method according to any one of patent claims 1 to 9,
characterized in
that in a plurality of layers of the dielectric main body part (1) along the longitudinal extension of the main body part (1) in each case dielectric materials with different relative permittivity are used.

11. The method according to any one of patent claims 1 to 10,
characterized in
that the main body part (1) on the first end (6₁) and on the second end (6₂) of the contact element (2) are connected in each case on the inner conductor-side and outer conductor-side in each case to a component for making contact, in particular, to an elastic component for making contact.

12. The method according to any one of patent claims 1 to 11,
characterized in
that a plurality of high-frequency contact elements (2) are produced in a cohesive manner via at least one connecting part (20; 20') made of the dielectric material.

13. The method according to patent claim 12,
characterized in
that a removal of at least one connecting part (20; 20') and a removal of the in each case electrically conductive layer on the first end (6₁) and the second end (6₂) of each contact element (2) is carried out in the same manufacturing step.

14. The method according to patent claim 12 or 13,
characterized in
that between the connecting part (20; 20') and at least one high-frequency element (20) in each case an additional elastic element (18) is formed for elastically mounting the high-frequency contact element on the connecting part.

15. The method according to any one of the preceding patent claims, wherein on the first end (6₁) and/or on the second end (6₂) of the main body part (1) in each case an inner conductor-side and outer conductor-side contacting region (7₁₁, 7₂₁, 7₁₂, 7₂₂) are formed with in each case a contacting directed in a radial extension of the main body part (1), so that the inner conductor-side contacting region (7₁₂, 7₂₂) makes contact with a first contact surface, in particular, with a spherical contact surface of a solder ball, and the outer conductor-side contacting region (7₁₁, 7₂₁) makes contact with a plurality of contact surfaces, in particular, with in each case a spherical contact surface of a plurality of solder balls, in the radial extension direction.

16. A high-frequency contact element (2) or high-frequency contact element arrangement (19; 19'), produced in each case according to a method according to any one of patent claims 1 to 15.

Revendications

1. Procédé de fabrication d'au moins un élément de contact à haute fréquence (2) ou d'une disposition d'éléments de contact à haute fréquence (19), constituée d'au moins un tel élément de contact à haute fréquence (2), avec les étapes suivantes :

• fabrication d'une partie de corps de base (1) de chaque élément de contact à haute fréquence (2) à partir d'un matériau diélectrique au moyen d'un procédé de fabrication additif, dans lequel la partie de corps de base (1) comprend un passage (4 ; 4₁, 4₂) entre une première extrémité (6₁) et une deuxième extrémité (6₂) d'une extension longitudinale de la partie de corps de base (1),

• revêtement de la partie de corps de base (1) avec une couche électroconductrice, caractérisé par l'étape supplémentaire suivante :

• élimination de la couche électroconductrice dans une zone (9₁, 9₂) entourant le passage (4 ; 4₁, 4₂) au niveau de la première extrémité (6₁) et de la deuxième extrémité (6₂) de la partie de corps de base (1) pour la formation d'un revêtement électroconducteur côté conducteur externe (5₁) et d'un revêtement électroconducteur côté conducteur interne (5₂).

2. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
le revêtement est réalisé de façon à ce que le passage (4 ; 4₁, 4₂) soit entièrement rempli avec la couche électroconductrice.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2
caractérisé en ce que
le revêtement du corps de base diélectrique (1) est un revêtement avec plusieurs couches métalliques, dans lequel les couches métalliques sont constituées chacune d'un matériau métallique différent.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que
l'élément de contact (2) est conçu, dans au moins une zone, de manière élastique, dans lequel l'au moins une zone conçue de manière élastique de l'élément de contact (2) est constituée d'un matériau diélectrique élastique ou est réalisée à l'aide d'un formage élastique, dans lequel le formage élastique est réalisé plus particulièrement par la formation d'un ressort de torsion ou d'un bras à ressort.

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce que
un tracé d'impédance de l'élément de contact à haute fréquence (2) entre la première extrémité (6₁) et la deuxième extrémité (6₂) est ajusté à l'aide du matériau et/ou du formage de la partie de corps de base (1).

6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5,
caractérisé en ce que
la partie de corps de base (1) est réalisé avec un diamètre côté conducteur interne et côté conducteur externe variable (1) entre la première extrémité (6₁) et la deuxième extrémité (6₂), dans lequel un rapport entre le diamètre côté conducteur interne et le diamètre côté conducteur externe de la partie de corps de base (1) est constant entre la première extrémité (6₁) et la deuxième extrémité (6₂).

7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5,
caractérisé en ce que
la partie de corps de base (1) est réalisé avec un diamètre côté conducteur interne et côté conducteur externe variable entre la première extrémité (6₁) et la deuxième extrémité (6₂), dans lequel le rapport entre le diamètre côté conducteur interne et le diamètre côté conducteur externe de la partie de corps de base (1) est variable en permanence entre la première extrémité (6₁) et la deuxième extrémité (62).

8. Procédé selon l'une des revendications 1 à 7,
caractérisé en ce que
à l'intérieur de la partie de corps de base diélectrique (1) est formée au moins une cavité (17) qui est remplie avec un autre matériau diélectrique, plus particulièrement de l'air, dans lequel une permittivité relative de l'autre matériau diélectrique est différente d'une permittivité relative du matériau diélectrique de la partie de corps de base (1).

9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8,
caractérisé en ce que
à l'intérieur de la partie de corps de base diélectrique (1), sont formées plusieurs fentes (28) s'étendant parallèlement dans une extension longitudinale de l'élément de contact (2), de façon à ce qu'elles s'étendent sur toute l'extension radiale de la partie de corps de base (1).

10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9,
caractérisé en ce que
dans plusieurs couches de la partie de corps de base diélectrique (1), le long de l'extension longitudinale de la partie de corps de base (1), sont utilisés des matériaux diélectriques avec des permittivités relatives différentes.

11. Procédé selon l'une des revendications 1 à 10,
caractérisé en ce que
la partie de corps de base (1) est reliée, au niveau de la première extrémité (6₁) et de la deuxième extrémité (6₂) de l'élément de contact (2), respectivement côté conducteur interne et côté conducteur externe, avec un composant pour une mise en contact, plus particulièrement, avec un composant élastique de mise en contact.

12. Procédé selon l'une des revendications 1 à 11,
caractérisé en ce que
plusieurs éléments de contact à haute fréquence (2) sont fabriqués de manière cohérente à partir du matériau diélectrique sur au moins une partie de connexion (20 ; 20').

13. Procédé selon la revendication 12,
caractérisé en ce que
une élimination d'au moins une partie de liaison (20 ; 20') et une élimination de la couche électroconductrice au niveau de la première extrémité (6₁) et de la deuxième extrémité (6₂) de chaque élément de contact (2) sont effectuées dans la même étape de fabrication.

14. Procédé selon la revendication 12 ou 13,
caractérisé en ce que
entre la partie de liaison (20 ; 20') et au moins un élément de contact à haute fréquence (20), est réalisé un élément élastique (18) supplémentaire pour le montage élastique de l'élément de contact à haute fréquence sur la partie de liaison.

15. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, au niveau de la première extrémité (6₁) et/ou de la deuxième extrémité (6₂) de la partie de corps de base (1), est réalisée une zone de mise en contact (7₁₁, 7₂₁, 7₁₂, 7₂₂), respectivement côté conducteur interne et côté conducteur externe, avec chacune une mise en contact orientée dans une extension radiale de la partie de corps de base (1), de façon à ce que la zone de mise en contact côté conducteur interne (7₁₂, 7₂₂) entre en contact, avec une première surface de contact, plus particulièrement avec une surface de contact sphérique d'une bille de soudure et zone de mise en contact côté conducteur externe (7₁₁, 7₂₁) entre en contact avec plusieurs surfaces de contact, plus particulièrement avec une surface de contact sphérique de plusieurs billes de soudure, dans la direction d'extension radiale.

16. Élément de contact à haute fréquence (2) avec une disposition d'éléments de contact à haute fréquence (19 ; 19'), fabriqués chacun selon un procédé selon l'une des revendications 1 à 15.

Zeichnung