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A. Bittner, F. Steinhäußer, A Talai, A Koelpin, R. Weigel, Th. Rittweg, D. Schwanke, G. Sandulache, W. Hansal, U. Schmid:
"Modellierung nasschemischer Porosizierverfahren auf LTCC für elektromagnetische Hochfrequenz-Feldsimulation";
Talk: MikroSystemTechnik Kongress 2015, Karlsruhe, D; 10-26-2015 - 10-28-2015; in: "Proceedings MikroSystemTechnik Kongress 2015", VDE Verlag GmbH, Berlin, (2015), ISBN: 978-3800741007; 258 - 261.

LTCC (low temperature cofired ceramics) glass-ceramics are commonly used as high frequency substrate due to their
beneficial dielectric properties. For frequencies above 60 GHz it would be desirable to have a tunable permittivity εr; a
comparable high εr for the distribution network in order to have low radiation losses and a low εr for an optimal radiation
of the antenna elements. Hence, the LTCC material CT702 from Heraeus is investigated regarding its porousification
behaviour. By this wet chemical procedure, the permittivity can be lowered by introducing air into the monolithic body.
For this etching process, phosphoric acid is utilized at different concentrations and temperatures. The permittivity of the
resulting material is measured by the ring-resonator method. The ring resonator consists of a highly conductive silver
metallization deposited onto the porous surface. A sputter deposited seed layer is used for the galvanic film deposited by
an advance pulse-plating process. The high frequency characterization is performed up to 85 GHz and consequently the
permittivity determined by means of numerical simulations. By that, a constant reduction of permittivity from εr= 7.4 to
εr= 6.6 over the complete frequency range is measured.

LTCC (low temperature cofired ceramics) Glaskeramiksubstrate werden aufgrund ihrer dielektrischen Eigenschaften
bevorzugt als Substratmaterial für Höchstfrequenzanwendungen verwendet. Für den Frequenzbereich über 60 GHz
wäre eine einstellbare Permittivität wünschenswert, um im Bereich der Verteilnetzwerke möglichst wenig Strahlungsverluste
zu generieren, andererseits im Bereich der Patchantennen eine optimierte Abstrahlcharakteristik zu erreichen.
In dieser Beitrag wird das LTCC-Material CT702 von Heraeus auf die Eignung zur Porosizierung untersucht, wodurch
lokal die Permittivität gesenkt werden kann. Für den nasschemischen Ätzprozess wird Phosphorsäure bei unterschiedlichen
Temperaturen und verschiedenen Konzentrationen untersucht. Die anschließende Messung der Permittivität
erfolgt mithilfe von Ringresonatorern. Die Resonatoren werden lithographisch aus einer hochleitfähigen Silbermetallisierung
hergestellt, die auf die entstandene poröse Oberfläche abgeschieden werden. Dafür wird eine gesputterte
Schicht als Startschicht verwendet, um anschließend auf diese mit dem Pulse-Plating-Verfahren eine galvanische
Schicht abzuscheiden. Bei der Hochfrequenzcharakterisierung werden die Resonanzen bis 85 GHz vermessen und
mittels Feldsimulation auf die relativen Permittivitäten zurückgerechnet. Dabei lässt sich eine messbare Reduktion der
Permittivität konstant über den gemessenen Frequenzbereich von εr= 7,4 auf εr= 6,6 ablesen.