Lokale Modifikation dielektrischer Eigenschaften von glaskeramischen Hochfrequenzsubstraten

Abstract:
Die Anforderungen an moderne Hochfrequenzsubstrate sind auf Grund unterschiedlicher Baugruppen teilweise konträr. Neben möglichst geringen dielektrischen Verlusten und einer hohen Integrationsdichte durch einen Mehrlagenaufbau sind je nach Funktionalität Bereiche mit unterschiedlicher Permittivitäten des Substrates wünschenswert. Daher werden für Hochfrequenzplatinen oftmals glaskeramische LTCC (engl.: Low Temperature Cofired Ceramics) Substrate verwendet. Diese haben für viele Anwendungen eine akzeptable Dielektrizitätskonstante bei niedrigen dielektrischen Verlusten, die jedoch im Bereich von Hochfrequenzantennen zu hoch sind. In diesem Beitrag werden zwei unterschiedliche Verfahren vorgestellt, um lokal die dielektrischen Eigenschaften der Glaskeramik zu ändern. Im ersten Ansatz wird Polyimid, in das Glashohlkugeln eingerührt werden, im Aufschleuderverfahren auf LTCC Substrate aufgebracht, wobei im zweiten die LTCC in einem selektiven, nasschemischen Ätzverfahren porosiziert wird. Anschließend werden Hochfrequenzmessungen vorgestellt, bei dem eine Reduktion der Dielektrizitätskonstante des 820 µm dicken Substrates von ε r = 7,8 auf ε r = 6,45 durch das Ätzverfahren bzw. auf ε r = 6,6 durch Aufbringen der organischen Schicht ermittelt wird. Eine weitere Erniedrigung kann durch Verwendung von dünneren Tapedicken erreicht werden.