Entwicklung eines konformen Millimeterwellen-Antennen-Arrays in LDS-MID-Technologie (KOM-MID)

Entwicklung eines kostengünstigen Moduls für 5G Anwendungen bei Millimeterwellenfrequenzen (ca. 30-40 GHz) mit omnidirektional-schwenkbarer („360 Scan“) Strahlungscharakteristik auf Basis eines laserdirektstrukturierten Molded Interconnect Device (LDS-MID).

Die 3D-Designfreiheit von LDS-MID erlaubt 3D-Leitungsstrukturen und neuartige Antennenkonzepte, welche auf planaren Schaltungsträgern nicht realisierbar sind und eine verbesserte Funkleistung bei gleicher elektrischer Leistungsaufnahme versprechen. Dazu müssen aus technologischer Perspektive der prozesssichere Aufbau des Hochfrequenzchips (RF-IC) auf dem 3D-Schaltungsträger sowie dessen Entwärmung und Zuverlässigkeit nachgewiesen werden.

Um die Entwärmung der RF-ICs zu gewährleisten wird ein Entwärmungskonzept basierend auf wärmeleitfähigen LDS-Thermoplasten, dem Ausformen von Kühlrippen auf dem 3D-Schaltungsträger und der Herstellung von Heatspreading-Strukturen erarbeitet und simulatorisch optimiert. Die Zuverlässigkeit des Gesamtaufbaus wird dann über thermo-mechanische Simulationen und experimentelle Zuverlässigkeitsuntersuchungen überprüft. Die Kontaktierung des RF-ICs und die Verbindung zur Antenne wird optimiert um das RF-Signal optimal und mit minimierten Verlusten bis zur Antenne zu führen. Für die Antenne werden verschiedene Konzepte erarbeitet und bewertet.

Die Performance des neuartigen Moduls wird anhand eines praxisnahen Demonstrators aufgezeigt.