Für spätere messtechnische Anwendungen wurden bei diesem Forschungsprojekt zuverlässige Schaltungsträger mit signifikant erweiterter Signalfrequenz im hohen zweistelligen Gigahertz-Bereich untersucht.
Komplexe Leiterplatten, sog. Multilayer, dienen gerade im Hoch- und Höchstfrequenzbereich als funktionales elektrisches Schlüsselelement der Schaltungstechnik. Besonders die außerordentlichen Anforderungen an Breitbandigkeit und Zuverlässigkeit für die Mess- und Prüfgerätetechnik bis hin zu höchsten Frequenzen konnten bisher nur durch Einsatz sehr kostenintensiver Technologien mit langen Produktionszeiten erreicht werden.
rechts: HF-Leiterplattentester bis 67 GHz (Quelle: Rohde & Schwarz GmbH & Co. KG, Werk Teisnach)
Das Projekt PHERES zielte auf die Entwicklung neuer Technologien mit neuen Verfahren zur Materialcharakterisierung, zur Entwurfs- und Simulationstechnik, zur Aufbau- und Verbindungstechnik sowie zur Produktion und Prüftechnik als Basis für die kostengünstige Volumenfertigung von Multilayern im zweistelligen GHz-Bereich. Neuartige Charakterisierungsverfahren erlauben die genaue Bestimmung dielektrischer Eigenschaften von Leiterplattenmaterial in diesem Frequenzbereich. Leiterverluste können durch ein neues physikalisches Modell unter realitätsnaher Berücksichtigung der Leiterrauigkeit in der Simulation berücksichtigt werden.
Der direkte Vergleich geometrischer und materialbezogener Parameter funktionaler Strukturen (Bild 1) konnte sowohl für Verbesserungen im Design als auch im Fertigungsprozess herangezogen werden. Durch einen innovativen Fertigungsprozess wurde die Strukturierung hochgenauer Leiterzüge ermöglicht, die hinreichend kleine Toleranzen aufweisen. Mittels Folientechnik können damit auch Widerstände integriert werden, um den Bestückungsaufwand zu minimieren. Die neuen Technologien werden eine weit wirtschaftlichere Fertigung von Hochfrequenzbaugruppen auch unter Industriebedingungen erlauben. Für die automatisierte Prüfung von Multilayern im Frequenzbereich bis 67 GHz wurde ein robotergeführter Tester realisiert (Bild 2), der eine Positioniergenauigkeit im Bereich weniger Mikrometer zulässt.
