Selektive Metallisierung 3D-gedruckter Wellenleiter
Laufzeit: 01.01.2026 – 31.12.2027
Beschreibung
Die technologischen Anforderungen an Kommunikation, Sicherheitstechnik und Radarsensorik steigen kontinuierlich an, wodurch klassische planare Leiterplattentechniken an ihre Grenzen stoßen. Insbesondere bei Frequenzen über 60 GHz sind daher neue Ansätze erforderlich, um die elektrische Leistungsfähigkeit von Hochfrequenzkomponenten wie Wellenleiter, Wellentypwandler und Antennen zu steigern. Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines Herstellungsprozesses zur selektiven Metallisierung additiv gefertigter Hohlleiter. Mittels einer gezielten Strukturierung der metallischen Außenwand kann die Dispersion dieser Wellenleiter gezielt beeinflusst werden, wodurch sich enorme Vorteile für Anwendungen wie bildgebende Radarsysteme oder die Hochgeschwindigkeitskommunikation ergeben.
Ein besonderer Schwerpunkt des Projekts liegt auf der Bewertung und Anwendung verschiedener additiver Fertigungsverfahren für die Herstellung von Hochfrequenzkomponenten. Die Eignung der folgenden Verfahren für die wirtschaftliche Kleinserienfertigung soll evaluiert werden: Laserdirektstrukturierung, Plasmaspritzen, Inkjet, Piezojet und Nanojet. Die Fertigung eines Demonstrators im E-Band (60–90 GHz), bestehend aus Speisenetzwerken und Antennenelementen, veranschaulicht die Anwendbarkeit der Technologie.
Additive Fertigungsverfahren ermöglichen eine ökonomisch effiziente Kleinserienproduktion, bei der kleinere Stückzahlen spezifisch auf die Kundenanforderungen zugeschnitten werden können. Zudem bieten sie eine hohe Flexibilität im Design, wodurch Unternehmen schnell auf neue Anforderungen reagieren und Anpassungen ohne große Vorlaufzeiten umsetzen können. Darüber hinaus eröffnet die Evaluation innovativer Fertigungsmethoden für räumliche Hochfrequenzkomponenten neue Möglichkeiten, die den aktuellen Branchentrend „weg von der Leiterplatte“ unterstützen. Dies verschafft Unternehmen einen wichtigen Technologievorsprung und stärkt ihre Wettbewerbsposition im wachsenden Markt der Hochfrequenztechnik.
Forschungsziel
Die Erforschung eines Herstellungsprozesses mit dem Ziel, die elektrischen Übertragungseigenschaften von teilweise oder vollständig gefüllten Wellenleitern gezielt zu beeinflussen, ermöglicht eine neuartige Ausgestaltung von HF-Frontends. Dies wird durch den Einsatz einer strukturierten Außenmetallisierung erreicht, wobei auf Strukturierungsverfahren, die sonst zum Herstellen von Leitbahnen verwendet werden, zurückgegriffen wird. Diese sind unter anderem LDS, Plasmabeschichtung, Piezojet und Aerosoljet.
Die für den Zielfrequenzbereich von 50 bis 140 GHz benötigten Strukturgrößen liegen im Bereich von 200 bis 500 µm, wobei der Querschnitt des Wellenleiters selbst bei einigen wenigen Millimetern liegt, also weitaus größer als im Vergleich zu den Strukturgrößen, die in der planaren Streifenleitertechnik nötig wären. Dies soll genutzt werden, um im Hinblick auf eine spätere wirtschaftliche Umsetzung eine möglichst zuverlässige Kombination von wenigen Einzelprozessschritten zu erhalten.
Nutzen und wirtschaftliche Bedeutung für KMU
- Bewertung der Anwendbarkeit verschiedener additiver Fertigungsverfahren für die Herstellung von
Hochfrequenzkomponenten - Additive Fertigungsverfahren ermöglichen wirtschaftliche Kleinserienherstellung und schnelle und
flexible Entwurfsanpassungen - Evaluation von innovativen Fertigungsmethoden von räumlichen HF-Komponenten eröffnen
Unternehmen im Trend der HF-Technik „weg von der Leiterplatte“ einen Technologievorsprung
Forschungsinstitute
Für weitere Kontaktdaten, kontaktieren Sie bitte die Geschäftsstelle. E-Mail an Geschäftsstelle
- FAU Erlangen-Nürnberg Lehrstuhl für Hochfrequenztechnik
- FAU Erlangen-Nürnberg Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik
Dokumente
Hier werden die Berichte zum Forschungsprojekt erscheinen.
Falls Sie noch kein Mitglied sind, finden Sie hier Informationen zur Mitgliedschaft.
Weitere aktuelle Projekte finden Sie hier.
