Basis für System-in-Package-Lösung

Durch die Nutzung einer nicht-schrumpfenden LTCC-Technologie im Format 8 x 8 Inch² ist es möglich, unterschiedliche Materialien miteinander zu kombinieren, um so den Kapazitäts- sowie den Induktivitätsbereich zu erweitern und dabei gleichzeitig halbleitende Keramik-Materialien für den ESD-/EMI-Schutz mit einzubinden. Die LTCC-Technologie von Epcos ermöglicht, Bauelemente in Gehäuse für Anwendungen unter extremen Temperaturbedingungen zu integrieren. Um LTCC-Bauelemente aus unterschiedlichen Materialien zu realisieren, müssen Tausende von Löchern (Vias) in hoher Qualität schnell gefertigt werden und der Schrumpfprozess muss so erfolgen, dass die einzelnen Schichten sich nicht voneinander lösen und keine Risse um die Metallstrukturen sowie um die Löcher entstehen. Mittels Laser- und Standverfahren können je nach Material und Schichtdicke 500 bis 1000 Löcher pro Sekunde erzielt werden. Das Unternehmen setzt spezielle Mehrfach-Stanzwerkzeuge ein, mit denen der Durchsatz auf bis zu 3000 Löcher pro Sekunde gesteigert werden kann. Beim Non-Shrinkage-Prozess kommt es zu keinen lateralen Schrumpf-Vorgängen durch die Verwendung von oberen Schichten, die nicht schrumpfen. Der restliche Schrumpfvorgang erfolgt lediglich in vertikaler Richtung, so dass eine Ablösung von Schichten vermieden wird. Eine Reduzierung der organischen Bestandteile lässt die Sinterzeit weiter senken. Des Weiteren produziert das Unternehmen GSM-Quadband-Filterbänke, die in einem LTCC-Modul sämtliche für den Abgleich zwischen Transceiver und vier OFW-Filtern notwendigen Bauteile enthalten. Durch die Nutzung der CSSP-Technologie (Chip-sized-Saw-Packaging) konnte die Fläche der Module auf 5 x 2,7 mm² verringert werden. Durch die Nutzung von CMOS-oder GaAs-FET-Schaltern mit Embedded-Decodern wurde die Anzahl der Schichten von LTCC-Keramik auf zehn verringert. Ein solches Quadband-Modul weist Abmessungen von 5,4 x 4,0 x 1,2 mm³ auf und enthält dennoch etwa 30 passive Bauelemente einschließlich der komplexen Anpassung. Der Schalter wird dabei als Flip-Chip montiert, um den Platzbedarf zu verringern. Als nächster Integrationsschritt wird das Frontend-Module (FEM) mit dem Transceiver in einem Bauelement integriert. So wurden die ersten Prototypen bereits bei Abmessungen von lediglich 6 x 9 x 1,2 mm³ entwickelt. Sobald nun der Transceiver-Chip als Flip-Chip anstelle des derzeit nötigen Wire-Bondings montierbar sein wird, kann die Fläche nochmals um rund 30 % verringert werden. Bei diesem Prototypen gelang es, knapp 60 passive Bauelemente zu integrieren.

EPP 449