Funktionale Via-Strukturen in keramischen Multilagensubstraten
Unter „Low Temperature Cofired Ceramcis“ (LTCC) wird eine Technologie verstanden, die sich im Gegensatz zu herkömmlichen Technologien von Leiterplatten, bzw. „Printed Circuit Boards“ (PCB), durch eine hohe Permittivität, niedrige dielektrische Verluste und geringe Fertigungstoleranzen auszeichnet. Die LTCC-Technologie bietet sich daher besonders für Anwendungen im Bereich der Hochfrequenztechnik an und kann hier, bedingt durch die mechanische Festigkeit und hohe thermische Leitfähigkeit, für eine hohe Integrationsdichte von HF-Bauelementen und HF-Komponenten sorgen. Zu diesem Zweck sollen funktionale Via-Strukturen (als Ersatz, bzw. Alternative zu Mikrostreifenleitungen) für den Entwurf von Filtern, Kopplern und Anpassnetzwerken verwendet werden. Dies ist bislang nur für PCBs bis 20 GHz erfolgreich umgesetzt worden und soll nun in LTCC-Multilagensubstraten auf 70 GHz erweitert werden. Hierfür müssen bestehende Modellierungsverfahren für Vias angepasst und erweitert werden. Anschließend sollen geeignete Teststrukturen sowohl entworfen als auch, mittels geeigneter Verfahren, messtechnisch erfasst werden.
Finanzierung: Freie und Hansestadt Hamburg
Kontakt: Ömer Faruk Yildiz, M.Sc.
Start Datum: 01.01.2017
Entwurf passiver Mikrowellen-Komponentnen auf Multilagen-Leiterplatten mit Hilfe funktionaler Vias
Promotion Andreas Hardock. 01.01.2011 – 31.03.2015
Diese Arbeit behandelt den Entwurf von passiven Hochfrequenzkomponenten wie Filter, Koppler und Anpassnetzwerke auf Basis von funktionalen Vias (Durchkontaktierungen) in mehrlagigen Leiterplatten. Zu diesem Zweck werden die eigentlich parasitären elektrischen Eigenschaften der Vias detailliert analysiert und funktional eingesetzt. Die Entwürfe der Komponenten erfolgen auf theoretischer sowie auf simulativer Ebene und werden durch begleitende Streuparametermessungen bis zu 35 GHz validiert. Durch Vergleiche mit klassischen Hochfrequenzentwürfen auf Basis von Mikrostreifenleitungen werden die Vorteile und Nachteile in Bezug auf die elektrischen Eigenschaften und Platzbedarf diskutiert.
Relevante Publikationen:
Design of Passive Microwave Components on Multilayered Printed Circuit Boards using Functional Vias Promotionsarbeit 2016, ISBN: 978-3-8440-4615-1. |
Modeling of Mutual Coupling between Coaxial Probes in Flat Metallic Casings Using the Contour Integral Method Inproceedings 2015 International Conference on Electromagnetics in Advanced Applications (ICEAA), Turin, Italy, September 07-11, 2015. |
Physics-Based Via and Waveguide Models for Efficient SIW Simulations in Multilayer Substrates Artikel IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques , 63 (6), 2015. |
Efficient Calculation of External Fringing Capacitances for Physics-Based PCB Modeling Workshop 2015 IEEE 19th Workshop on Signal and Power Integrity (SPI), Berlin, Germany, May 10-13, 2015. |
Chebyshev Filter Design Using Vias as Quasi-Transmission Lines in Printed Circuit Boards Artikel IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 63 (3), 2015. |
High Frequency Measurement Techniques for Vias in Printed Circuit Boards Artikel IEEE Electromagnetic Compatibility Magazine, 3 (4), 2014. |
Using Via Stubs in Periodic Structures for Microwave Filter Design Artikel IEEE Transactions on Components, Packaging and Manufacturing Technology, 4 (7), 2014. |
IEEE Electromagnetic Compatibility Magazine, 3 (1), 2014. |
Application of Vias as Functional Elements in Microwave Coupling Structures Artikel IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 61 (10), 2013. |
Analytical Extraction of Via Near-Field Coupling Using a Multiple Scattering Approach Workshop EEE Workshop on Signal and Power Integrity (SPI) Paris, Frankreich, 2013. |
Minimizing Displacement Return Currents in Multilayer Via Structures Inproceedings IEEE Conference on Electrical Performance of Electronic Packaging and Systems (EPEPS), Tempe, USA, October 21-24, 2012. |
Double Stub Matching in Multilayered Printed Circuit Board using Vias Inproceedings Electronic Components and Technology Conference (ECTC), San Diego, USA, May 29-June 1, 2012. |
Kontaktierungstechnik für breitbandige Multitormessungen in der digitalen Aufbau- und Verbindungstechnik
Promotion Miroslav Kotzev. 01.10.2007 – 29.02.2013
Diese Arbeit befasst sich mit der Testsignalkontaktierung und Signaleinführungstechniken für breibandige Multitor-Messungen im Bereich der Aufbau- und Verbindungstechnik für digitale Systeme im Frequenzbereich von wenigen MHz bis 50 GHz. Drei verschiedene Signaleinführungstechniken werden im Zeit- und Frequenzbereich untersucht. Zuerst wird die Leistungsfähigkeit der Kontaktierung mit koaxialen Steckern in Messungen des Übersprechens von Backplane-Stecker analysiert. Im nächsten Schritt wird die „Recessed Probe Launche“-Technik präsentiert, wobei die Ergebnisse aus aktuellen Untersuchen in Bezug auf ihre Kalibration, ihre Anwendungen für Messungen von eingebetteten Multilagen-Strukturen und mögliche Modifizierungen für die Verbesserung der Messbandbreite im Mittelpunkt stehen. Schließlich wird das Konzept eines neuartigen Multitor-Adapters in den Messungen von dichten Via Array Strukturen reduziert und die Ergenisse mit Micorprobe-Messspitzen basierten Messungen validiert. Basierend auf 3D Vollwellen-Simulationen werden Vorschläge für die Optimierung des Layouts gemacht, die für die Anwendbarkeit dieser Technik für Datenraten bis 20 Gbit/s und darüber hinaus notwendig sind.
TUHH Universitätsbibliothek. TUBDok Link: http://doku.b.tu-harburg.de/volltexte/2013/1210/
Relevante Publikationen:
Probing and Fixturing Techniques for Wideband Multiport Measurements in Digital Packaging Promotionsarbeit 2013, ISBN: 978-3-8440-1910-0. |
IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 61 (12), 2012. |
Electrical Performance of a Multiport Interposer for Measurements of Dense Via Arrays Workshop IEEE Workshop on Signal Propagation on Interconnects (SPI), Naples, Italy, May 8-11, 2011. |
Custom-Made Calibration Standards for Measurements of Multilayer Substrates Inproceedings German Microwave Conference (GeMic), Darmstadt, Germany, March 14-16, 2011. |
Effect of Via Stubs on the TRL Calibration Technique for Measurement of Embedded Multilayer Structures Inproceedings European Microwave Conference (EuMC), Paris, France, September 28-30, 2010. |
IEEE Conference of Electronics System Integration Technology (ESTC), Berlin, Germany, September 13-16, 2010. |
Multiport Measurement and Deembedding Techniques for Crosstalk Study in Via Arrays Workshop IEEE Workshop on Signal Propagation on Interconnects (SPI), Hildesheim, Germany, May 9-12, 2010. |
IEEE Workshop on Signal Propagation on Interconnects (SPI), Strasbourg, France, May 12-15, 2009. |
Bandwidth Study of Recessed Probe Launch Variations for Broadband Measurement of Embedded PCB Structures Inproceedings German Microwave Conference (GeMic), Munich, Germany, March 16-18, 2009. |