Einfach, platzsparend, kostengünstig

Antennen fürs IoT im IC-Gehäuse

14. Januar 2021, 19:32 Uhr   |  Heinz Arnold

Antennen fürs IoT im IC-Gehäuse
© LPKF

60-GHz-mmWave-Dual-Dipole-Antenne für Antenne-on/in-Package (AoP/ AiP). Sie finden in der Hochferqenztechnik, der Sensorik, der Messtechnik und im Imaging Ensatz. Rechts engefügt sind Messungen des Antennen Gain und Reflection Coefficient Messung.

Eine neue Packaging-Technik erlaubt es, in das bisher nicht genutzte Volumen der Epoxid Vergussmasse eines ICs planare HF-Antennen zu integrieren.

Active Mold Packaging (AMP) heißt das von LPKF entwickelte Verfahren. Es ist für ganz unterschiedliche Branchen interessant, von der Unterhaltungselektronik über die Automobilindustrie bis hin zur Luft- und Raumfahrt.

Mit Hilfe von AMP lassen sich zusätzliche Metallisierungsschichten auf der Oberfläche und im Volumen der Vergussmasse (Epoxy Mold Compound, kurz EMC) integrieren. Das Verfahren öffnet die  Tür für neue Hochfrequenz-Anwendungen, vor allem im mm-Wellenbereich. Die Technologie basiert auf drei bewährten und standardisierten Elektronikfertigungstechnologien: Dem Vergießen des EMC, der Laserbearbeitung mittels Laser Direct Structuring (LDS) und dem selektiven Metallisieren der gelaserten Bereiche mit Kupfer. Deshalb ist sie einfach, zeitsparend und zuverlässig. AMP erreicht eine Auflösung von 25 µm (Linienbreite und -abstand). Somit können minimale Pitches von lediglich 50 µm erzielt werden.

In Bezug auf das Design und die Herstellung von mmWave-Antennen in ICs- und auch sogenannten. System-in-Packages, kurz SiPs, ist der AMP-Prozess eine Alternative zu den bisherigen Ansätzen. Ein Vorteil dieses Verfahrens liegt in der direkten Verbindung zur darunter liegenden und gekapselten Schaltung. Leitungslängen und Impedanz können auf einfachere Weise ausgelegt und abgestimmt werden. Durch diese einfach Optimierungsmöglichkeiten werden zusätzlich die parasitären Kapazitäten und Induktivitäten der Schaltung reduziert. Weitere Zuverlässigkeits- und Lebensdauerprobleme, die sich bei anderen Verfahren aus komplexeren Verbindungen zwischen Antenne und Zuleitung ergeben, werden dank AMP stark minimiert.

Das Lasersystem für die Fertigung von Antennen auf EMC-Compounds: Die AMP 3000 von LPKF.
© LPKF

Das Lasersystem für die Fertigung von Antennen auf EMC-Compounds: Die AMP 3000 von LPKF.

AMP deckt ein breites Spektrum von HF-Anwendungen ab:  Einsatzbereiche rund um die 5G und »beyond 5G« (B5G) - auch als 6G bekannt – umfassen unter anderem Waveguides und Striplines sowie mmWave-Antennen als Antenna-in/on-Package-Module (AiP/AoP). Sie arbeiten beispielsweise in den sub-6GHz, 24-GHz-, 61 GHz- und 121-GHz-ISM-Bändern.

Mit AMP sind auch Kfz-Radarmodule realisierbar, die zwischen 76 GHz und 81 GHz operieren, genauso wie 5G-Verstärker oder auch EMV-Abschirmungen. Weitere Anwendungen des Verfahrens sind Package-on-Package (PoP), 2L-Interposer, Multi-Chip-Module (MCM), Thermal Management und SiP-Verbindungen.

Auf Facebook teilen Auf Twitter teilen Auf Linkedin teilen Via Mail teilen

Verwandte Artikel

LPKF Laser & Electronics AG