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F. Steinhäußer, A Talai, A Koelpin, R. Weigel, A. Bittner, U. Schmid:
"Einfluss der Materialverteilung in porosizierter LTCC auf die effektive Permittivität durch finite 3D Feld-Simulation";
Poster: Mikrosystemtechnik Kongress 2013, Aachen, D; 14.10.2013 - 16.10.2013; in: "Proceedings MikroSystemTechnik Kongress 2013", VDE VERLAG GMBH, Berlin und Offenbach, Bismarckstraße 33, 10625 Berlin, (2013), ISBN: 978-3-8007-3555-6; S. 860 - 863.

Ihre, im Vergleich zu organischen Materialien, hohe Permittivität ist neben anderen Vorteilen ein zentraler Grund, warum
sich die LTCC (Low Temperature Cofired Ceramics) Mehrlagentechnik in den vergangenen Jahren in der Hochfrequenztechnik
etabliert hat. Reduzierte Abstrahlverluste sind aber nicht in jeder Anwendung erwünscht. So benötigen
Antennen eine möglichst geringe Permittivität, um maximale Abstrahlungen realisieren zu können. Die chemische Phasenzusammensetzung
der LTCC macht es allerdings möglich, durch einen selektiven Ätzprozess Luft lokal in das Substrat
einzubringen. Aufgrund des selektiven und diffusionskontrollierten Prozesses wird eine Porosizierung erreicht,
welche nicht homogen über der Eindringtiefe verläuft. Anhand real gemessener lateraler Materialverteilungen kann deren
Einfluss auf die effektive Permittivität durch 3D Feldsimulation gezeigt werden. Die Verteilungen werden durch ein
grafisches Verfahren, welches als Grundlage Ionenstrahl technisch erzeugte Schnitte im Submillimeterbereich auswertet,
berechnet. Aus den komplexen Verläufen kann man Rückschlüsse auf die Veränderungen der inneren Phasenverteilung,
sowie die Qualität und die Tragfähigkeit der Oberfläche ziehen.

Apart from other advantages, such as its robustness, the high permittivity of LTCC (Low Temperature Cofired Ceramics)
multi layer technology is one of the most important reasons why it is nowadays well established in high frequency
devices and systems. However, reduced emission is not desired in every application. Antennas require a substrate with a
low permittivity in order to achieve maximum emitter efficiencies. The chemical composition of LTCC allows the local
introduction of air by means of a selective etch process. Due to this selective and diffusion controlled process the generated
porousification is not homogeneous depending on the penetration depth. On the basis of measured lateral material
distributions, the effect on the effective permittivity can be shown by performing 3D field simulations. The distributions
are graphically derived from material cuts, which were realized by focused ion beam technology. From the complex
trends, conclusion regarding the alteration of the inner chemical phase distribution as well as the quality and the bearing
capability of the surface can be obtained.