Modellierung nass-chemischer Porösizierverfahren auf LTCC für elektromagnetische Hochfrequenz Feldsimulation

Inhalt:
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.