Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTSDie enormen Fortschritte in der Halbleitertechnologie (SiGe, CMOS, GaAs usw.) der zurückliegenden Jahre (z.B. Grenzfrequenzen weit über 400 GHz für Silizium) erlauben in Zukunft eine hohe Integration von Schaltkreisen, selbst bei Frequenzen im Bereich der Millimeterwellen (mmW). Dies ermöglicht eine Vielzahl von Anwendungen im Bereich Automotive (Bsp.: Abstandsradarsensoren), Industrie 4.0 (Bsp.: Füllstandsradar) oder Kommunikationstechnik (Bsp.: 5G-Netze bzw. Satellitenkommunikation). Dem gegenüber kann die Entwicklung von kostengünstigen, zuverlässigen und miniaturisierten Packagings für mmW-Schaltkreise nur langsam schritthalten.
Für Frequenzen bis ca. 100 GHz haben sich Platinen, basierend auf speziellen polymeren Hochfrequenzsubstraten, als kostengünstige und massentaugliche Variante etabliert. Jedoch sind aufgrund der Materialeigenschaften der Substrate Zuverlässigkeitsprobleme bei harschen Umweltbedingungen zu erwarten. Ein weiterer Nachteil der polymeren Hochfrequenz (HF)-Substrate ist die durch die höhere Dämpfung geringere Performance gegenüber höherwertigeren Materialien wie LTCC – Keramik (Low Temperature Cofired Ceramic).
Der Ansatz der Arbeitsgruppe LTCC, HTCC und Mikrosysteme ist es daher, LTCC-Materialien als Packaging-Basissubstrate für mmW-Anwendungen zu verwenden. Diese Materialien bieten höchste Zuverlässigkeit, bei gleichzeitiger optimaler thermomechanischer Anpassung an die mmW-Halbleiter und die Option einer echten hermetischen Hausung. Ab 100 GHz bieten die LTCC-Materialien in Kombination mit neuartigen Strukturierungstechnologien einzigartige dämpfungsarme Eigenschaften. In den weiterführenden Links werden die jeweiligen LTCC-Applikationen und Möglichkeiten im Detail beschrieben.