[Back]

A Talai, A. Bittner, F. Steinhäußer, U. Schmid, R. Weigel, A Koelpin:
"Poröses LTCC als Substratmaterial für Höchstfrequenzradarsensoren";
Poster: MikroSystemTechnik Kongress 2015, Karlsruhe, D; 10-26-2015 - 10-28-2015; in: "Proceedings MikroSystemTechnik Kongress 2015", VDE Verlag GmbH, Berlin, (2015), ISBN: 978-3800741007; 396 - 399.

A novel porosification process on Low Temperature Cofired Ceramics (LTCC) offers the possibility of a local reduction
of the relative permittivity er. This local reduction of er is required for a direct integration of patch antennas on LTCC,
such as for 77 GHz radar frontends, in order to meet the demands on the focusing capability and radiation efficiency of
today´s millimeter-wave modules. The LTCCs DuPont DP951 and Heraeus CT702 represent suitable materials, which
satisfy both the technical requirements in terms of high-frequency dielectric losses and the chemical requirements in
terms of suitability for porosification. In order to allow the simulation and design of RF circuits on porous LTCC, suitable
3D models are presented in this paper. Starting from a realistic 3D model of the porous LTCC, the simulation data
concerning the permittivity gradient within the porous substrate can be exported into a simplified 3D layer-model. The
presented layer model is suitable to allow circuit design on porous LTCC with today´s computing hardware within CST
Microwave Studio.

Ein neuartiger Porösizierprozess auf Low Temperature Cofired Ceramic (LTCC) bietet die Möglichkeit einer lokalen Verringerung
der relativen Permittivität er. Diese lokale Verringerung von er ist für eine direkte Integration von Patchantennen
auf LTCC, wie beispielsweise für 77 GHz Radar Frontends erforderlich, um die Anforderungen an die Fokussierbarkeit
sowie Abstrahleffizienz heutiger Millimeterwellenmodule zu erfüllen. Die LTCCs DuPont DP951 und Heraeus CT702
stellen hierbei geeignete Materialien dar, welche sowohl die hochfrequenztechnischen Anforderungen bezüglich Verlusten
als auch die chemischen Anforderungen in Bezug auf die Porösizierbarkeit erfüllen. Um die Simulation und das
Design von Hochfrequenzschaltungen auf poröser LTCC zu ermöglichen, werden in diesem Beitrag geeignete 3D Modelle
vorgestellt. Ausgehend von einem realistischen 3D Modell der porösen LTCC, können Simulationsdaten bezüglich
des resultierenden Permittivitätsgradienten in ein vereinfachtes 3D Schichtenmodell exportiert werden. Das vorgestellte
Schichtenmodell ist dazu geeignet, um mit heutiger Rechenhardware einen Schaltungsentwurf in CST Microwave Studio
auf poröser LTCC zu ermöglichen.