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Dienstag, 16 Februar 2021 10:59

Neue Impulse für HF-Anwendungen

von Volker Tisken
Geschätzte Lesezeit: 1 - 2 Minuten
Abb. 1: 60 GHz mmWave Dual-Dipole Antenne für Antenne-on/in-Package (AoP/ AiP) für HF-Anwendungen, Sensorik, Messtechnik und Imaging. Zusätzlich sind die Messergebnisse für Antennen-Gain- und Reflection coefficient-Messung abgebildet Abb. 1: 60 GHz mmWave Dual-Dipole Antenne für Antenne-on/in-Package (AoP/ AiP) für HF-Anwendungen, Sensorik, Messtechnik und Imaging. Zusätzlich sind die Messergebnisse für Antennen-Gain- und Reflection coefficient-Messung abgebildet

Eine neue Lösung von LPKF ermöglicht, zeit- und platzsparend gehäuseintegrierte Antennen in SiPs zu erzeugen. Das Active Mold Packaging (AMP) genannte Verfahren arbeitet mit Laser Direct Structuring (LDS). Anschließend werden die gelaserten Bereiche selektiv mit Kupfer metallisiert.

Für HF-Anwendungen in den Branchen Unterhaltungselektronik, Automobilindustrie oder Luft- und Raumfahrt ist Active Mold Packaging (AMP) ein raumsparendes, einfaches und zuverlässiges Verfahren zur Integration planarer Antennen direkt in oder auf Packages.

Das neue Verfahren im Bereich der Aufbau- und Verbindungstechnologie (AVT) für Fertigung von integrierten Schaltkreisen (ICs) wandelt bisher nicht genutztes Volumen der Epoxid Vergussmasse (Epoxy Mold Compound EMC) eines ICs in einen aktiven Träger der elektrischen Funktionalität um.

AMP ermöglicht zusätzliche Metallisierungsschichten auf der Oberfläche und im Volumen des EMCs und bietet damit einen neuen Entwicklungsansatz für Hochfrequenz Anwendungen – vor allem im mm-Wellen Bereich. Die Technologie basiert dabei auf drei bewährten und standardisierten Elektronikfertigungstechnologien:

  • Vergießen des EMC
  • Laserbearbeitung mittels Laser Direct Structuring (LDS)
  • Selektives Metallisieren der gelaserten Bereiche mit Kupfer

Die Technologie bietet eine Auflösung von 25 µm Linienbreite und -abstand. Somit können minimale Pitches von lediglich 50 µm erzielt werden.

In Bezug auf das Design und die Herstellung von mmWave-Antennen in ICs- und auch sogenannten System-in-Packages (SiPs) ist der AMP-Prozess eine zukunftsweisende Alternative zu den bisherigen Ansätzen. Ein Vorteil des innovativen Verfahrens liegt in der direkten Verbindung zur darunter liegenden und gekapselten Schaltung. Leitungslängen und Impedanz können auf einfachere Weise ausgelegt und abgestimmt werden. Durch diese Optimierungsmöglichkeiten werden zusätzlich die parasitären Kapazitäten und Induktivitäten der Schaltung reduziert. Weitere Zuverlässigkeits- und Lebensdauerprobleme, die sich bei anderen Verfahren aus komplexeren Verbindungen zwischen Antenne und Zuleitung ergeben, werden dank AMP stark minimiert.Abb. 2: Das Lasersystem für die Fertigung von Antennen auf EMC-Compounds: LPKF AMP 3000Abb. 2: Das Lasersystem für die Fertigung von Antennen auf EMC-Compounds: LPKF AMP 3000

AMP deckt ein breites Spektrum von HF-Anwendungen ab – Einsatzbereiche rund um die 5G-Technologie sowie darüberhinausgehende ‚beyond 5G' (B5G) – auch als 6G bezeichnete – HF-Technologien. Sie umfassen beispielsweise Waveguides und Striplines sowie mmWave-Antennen als Antenna-in/on-Package (AiP/ AoP) Module. Diese arbeiten z. B. in den sub6GHz, 24 GHz, 61 GHz und 121 GHz ISM-Bändern.

Mit der Technologie sind auch Kfz-Radarmodule realisierbar, die zwischen 76 GHz und 81 GHz operieren sowie 5G-Verstärker oder EMV-Abschirmungen. Weitere Anwendungen des Verfahrens liegen im Bereich Package-on-Package (PoP), 2L-Interposer, Multi-Chip-Module (MCM), Thermal Management und SiP-Verbindungen.

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