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Angebot: 547

Modulare Steckkunst

Integration und Miniaturisierung von hochfrequenten elektronischen Schaltungen.

Die Aufbau- und Verbindungstechnik von komplexen Modulen für Halbleiterschaltungen, insbesondere im Sub-Millimeterwellenbereich von über 100 Gigahertz, steht bei der Entwicklung leistungsstarker Mikrochips im Vordergrund. Aufgrund der Skalierung von elektronischen Baugruppen mit steigender Frequenz wird ein sehr hoher Miniaturisierungsgrad erreicht. Diese Module finden Einsatz in der Radarsensorik und in der industriellen Automation, beispielsweise zur hochgenauen Abstandsmessung. In der Spektroskopie können sie bei der Materialerkennung und in der Medizintechnik zur berührungslosen Detektion von Puls und Atmung verwendet werden. Bisher müssen die dazu erforderlichen Halbleiterbauelemente, die abstrahlenden Elemente (Antennen) und die Bauteile zur Gleichstromversorgung kostspielig und aufwendig zusammengefügt werden. Forscher am Institut für Hochfrequenztechnik und Elektronik des KIT haben in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik (IAF) ein Verfahren entwickelt, mit dem die Schaltungen für ein Modul gleichzeitig zusammengesetzt und signaltechnisch angebunden werden können. Diese Methode ermöglicht die Integration von Antennen oder Hohlleiterübergängen, aber auch der kompletten Gleichspannungsversorgung und weiterer passiver Strukturen, wie beispielsweise spezielle Transformatoren oder verschiedene Wellenleiter für hochfrequente Signale. Bei der Flip-Chip-Montage wird ein Chip mit integrierter Halbleiterschaltung mit der aktiven Kontaktierungsseite nach unten gedreht und über elektrisch leitende Goldkugeln unmittelbar mit einer Trägerfolie verbunden. Die mehrlagige Folie enthält Hochfrequenz-Leitungsstrukturen zur elektrischen Verbindung des Halbleiterbauelements mit den anderen hochfrequenten Komponenten. Um die Verlustwärme abzuführen, wird das Halbleiterbauelement mit der freien Oberseite thermisch angebunden. Die Integration verschiedener Halbleiterkomponenten in einem Modul  verkürzt und vereinfacht den Fertigungsprozess. Die Module können kompakter aufgebaut werden und bieten aufgrund weniger Einzelkomponenten und guter Wärmeabfuhr eine höhere Ausfallsicherheit. Das KIT sucht Partner zum industriellen Einsatz des Verfahrens.

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Ihr Ansprechpartner für dieses Angebot

Dr.-Ing. Philipp Scherer, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Innovationsmanager Mobilität, Innovations- und Relationsmanagement (IRM)
Telefon: +49 721 608-28460

E-Mail: philipp.scherer@kit.edu

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