Research to Business
Angebot: 520

Schicht um Schicht

Gedruckte keramische Schichten für die drahtlose Kommunikation und Sensorik.

Eine vollständig integrierte Gruppenantenne für elektronische Strahlschwenkung auf einer siebgedruckten BST-Dickschicht.

Zukünftige Kommunikations- und Sensorsysteme erfordern eine ständig wachsende Funktionalität, verknüpft  mit einer immer höheren Integrierbarkeit und Flexibilität der eingesetzten Komponenten, vor allem im  analogen Hochfrequenz-Frontend. Für die kostengünstige Herstellung von elektronisch steuerbaren  Mikrowellenkomponenten, die ihre Funktionalität und Charakteristik an die jeweilige Anwendung anpassen können, eignen sich beispielsweise Dickschichten aus Barium-Strontium-Titanat (BST). Durch Anlegen eines elektrischen Steuerfeldes an entsprechende Kondensatoren können die dielektrischen Eigenschaften dieses Materialsystems quasi leistungslos verändert werden. Hiermit sind elektronisch steuerbare Mikrowellenkomponenten, wie in Mittenfrequenz und Bandbreite steuerbare Multibandantennen, adaptive Filter und Anpassnetzwerke, elektronisch phasengesteuerte Gruppenantennen sowie chiplose RFID- und Temperatursensoren, realisierbar. Wissenschaftler des Instituts für Angewandte Materialien (IAM-WPT) haben in Kooperation mit der TU Darmstadt Werkstoffe für den Einsatz als steuerbare Mikrowellendielektrika weiterentwickelt, so dass diese an die spezifischen Anforderungen einzelner Anwendungen angepasst werden können. Die gedruckten keramischen Dickschichten können gezielt durch den Einsatz dotierter Materialien und optimierter Gefüge beeinflusst werden. Mittels Tintenstrahldruck sind neue Komponentendesigns flexibel und schnell umsetzbar. Das Ausgangsmaterial BST wird über einen modifizierten Sol-Gel-Prozess hergestellt. Durch Dotierung, das Einbringen von Fremdatomen ins Material, werden dessen Eigenschaften für die Hochfrequenztechnik optimiert. Spezielle Dotierungen können dielektrische Verluste des Materials reduzieren oder wirken sich positiv auf die Steuerbarkeit aus. Als vorteilhaft haben sich dabei Akzeptor-Donator-Kodotierungen erwiesen, die insgesamt zu einer Steigerung der Performance führen. Die BST-Pulver werden zu einer Paste bzw. Tinte weiterverarbeitet. Durch Sieb- oder Tintenstrahldruck und anschließendes Sintern werden BST-Dickschichten mit Schichtdicken von 1 bis 10 Mikrometer erzeugt. Im letzten Prozessschritt, der Metallisierung, werden aus den Dickschichten die Mikrowellenkomponenten gefertigt. Sie können für Anwendungen in der drahtlosen Kommunikation oder Sensorik eingesetzt werden. Das KIT sucht Kooperationspartner zur industriellen Herstellung der Komponenten oder Anwender der Technologie.

Ihr Ansprechpartner für dieses Angebot

Dr. Aude Pélisson-Schecker, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Innovationsmanagerin Energie, Innovations- und Relationsmanagement (IRM)
Telefon: +49 721 608-25335

E-Mail: pelisson-schecker@kit.edu

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