Einfluss der Materialverteilung in porosizierter LTCC auf die effektive Permittivität durch finite 3D Feld-Simulation

Konferenz: Mikrosystemtechnik 2013 - Von Bauelementen zu Systemen
14.10.2013 - 16.10.2013 in Aachen, Deutschland

Tagungsband: Mikrosystemtechnik 2013

Seiten: 4Sprache: DeutschTyp: PDF

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Autoren:
Steinhäußer, F.; Bittner, A.; Schmid, U. (Technische Universität Wien, Institut für Sensor- und Aktuatorsysteme, Floragasse 7, 1040 Wien, Österreich)
Talai, A.; Koelpin, A.; Weigel, R. (Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Lehrstuhl für Technische Elektronik, Cauerstr. 9, 91058 Erlangen, Deutschland)

Inhalt:
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.