Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTSIn der Hochfrequenztechnik sind Linsen von entscheidender Bedeutung für die Manipulation und Führung elektromagnetischer Wellen. Sie ermöglichen eine präzise Steuerung der Ausbreitungsrichtung von Signalen im Mikrowellen- und Millimeterwellenbereich und sind daher für die Entwicklung effizienter Antennen- und Übertragungssysteme unverzichtbar. Ein Typ von HF-Linsen sind Gradientenindexlinsen (GRIN-Linsen). Diese Linsen nutzen ein abgestuftes Brechungsindexprofil, um die Richtung der Wellenausbreitung zu beeinflussen. Im Rahmen unserer Arbeiten implementieren wir GRIN-Linsen für Millimeterwellen-Frequenzen in LTCC-Technologie.
Die Herstellung der GRIN-Linsen beginnt mit dem Schneiden und Stanzen der flexiblen LTCC-Folien. Im dargestellten Beispiel (Abbildung 2) besteht die Struktur aus vier Zonen, die die zylindrische oder pyramidale Geometrie widerspiegeln. Im nächsten Fertigungsschritt werden in jedes LTCC-Tape etwa 5000 Löcher mit jeweils 100 µm großen Öffnungen eingebracht (Abbildung 1). Anschließend werden die Teilzonen der Linsen in einem speziellen Werkzeug anhand der Ausrichtungsmarkierungen hochpräzise gestapelt und die Linsenzonen aus dem Vorlaminat ausgeschnitten. Danach werden die vier Linsenbereiche übereinandergestapelt und laminiert. Abschließend erfolgt die Sinterung in einem LTCC-Sinterofen. Abbildung 2 zeigt die GRIN-Linse nach der Sinterung.
