InTeRaPID – Interconnected Technologies for Radio Frequency PCB Integrated Devices

Das Vorhaben befasste sich mit der Erforschung einer neuartigen leitungswellenwiderstandsrichtigen Präzisionsverbindungstechnik für leiterplattenbasierte Submounts. Diese tragen neben den integrierten Schaltungen (ICs) auch passive Bauteile.

Das Einbetten von integrierten Schaltungen (ICs) in herkömmliche Leiterplatten-Substrate erlaubt kostengünstige und hochintegrierte Baugruppen. Aufgrund der zunehmenden Herausforderungen an die Fertigungsgenauigkeit bei Anwendungsfrequenzen im zweistelligen GHz-Bereich wurde dies bis jetzt allerdings nur bei ICs für weit geringere Frequenzen angewendet. Bei höheren Frequenzen hat man stattdessen auf relativ toleranzarme aber teure keramische Schaltungsträger zurückgegriffen. Zur Kostenreduktion und besseren Kompatibilität mit der Trägerplatine wäre jedoch ein hochfrequenztauglicher Schaltungsträger auf Leiterplattenbasis, ein sogenannter Submount, von großem Vorteil.

Ziel des Projekts war eine funktionsgerechte Signalübertragung bei Frequenzen bis in den Mikrowellenbereich. Dazu mussten alle Übergänge vollständig in 3D-Simulationen modelliert, analysiert und optimiert werden. Die hohe Integrationsdichte erforderte zudem einen neuen Entwurfsprozess für den elektrischen und mechanischen Aufbau. Wegen der zu erwartenden Verlustleistungsdichten von bis zu 25 W/mm⊃2; waren neuartige mechanische Konstruktionen zur Gewährleistung der Wärmeabfuhr und der thermo-mechanischen Anpassung erforderlich. Zum Nachweis der Funktionalität und Zuverlässigkeit dieser neuen Submounts wurde außerdem eine gegenüber dem bisherigen Stand der Technik signifikant verbesserte, auf Leitelastomeren basierende, temporäre Kontaktiertechnologie untersucht und erfolgreich für den angestrebten Einsatzfrequenzbereich qualifiziert.