Additive Technologien für dreidimensionale passive Komponenten im Millimeterwellenbereich

• Antragsteller: Professor Dr. Jan Hesselbarth; Professor Dr. Ralf Zichner
• Fachliche Zuordnung: Kommunikationstechnik und -netze, Hochfrequenztechnik und photonische Systeme, Signalverarbeitung und maschinelles Lernen für die Informationstechnik
• Förderung: Förderung seit 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 528098204

Die Leistungsparameter von passiven Bauteilen im Frequenzbereich der Millimeterwellen, wie sie beispielsweise für Anwendungen in der Kommunikations- und Radartechnik benötigt werden, werden in hohem Masse von den zu ihrer Herstellung verwendeten Materialien und Technologien bestimmt. Daher gibt es einen grossen Bedarf für innovative, kosteneffiziente und performante Verfahren zur Herstellung dieser Bauteile. Dieses Projekt erforscht die grundlegenden Aspekte für die kosteneffiziente Fertigung von dreidimensional formbaren, passiven Millimeterwellenkomponenten mittels additiver Drucktechnologien. Die Projektarbeiten umfassen Einzellagen- und Mehrlagenfertigung von dreidimensionalen, elektrischen Verbindungselementen und Schaltungsbauteilen mittels zahlreicher unterschiedlicher Druckverfahren. Gedruckte dielektrische Lagen sollen mit gedruckten metallischen Lagen kombiniert werden und die Eigenschaften der resultierenden Strukturen werden im Hinblick auf die Anforderungen der passiven Millimeterwellen-Schaltungskomponenten evaluiert. Im Projekt sollen verschiedene Druckverfahren (inkjet, dispensing, 3D filament printing) hinsichtlich ihrer Eignung für den Anwendungsfall der Millimeterwellenkomponenten untersucht werden. Die umfassende Untersuchung der verwendeten Materialien und der erzeugten Teststrukturen wird es erlauben, verallgemeinerungstaugliche Schlüsse im Hinblick auf Verwendbarkeit und auf die im Millimeterwellenbereich zu erwartenden Leistungseigenschaften zu etablieren. Im Rahmen des Projektes werden zahlreiche anwendungstypische Beispielkomponenten für Frequenzen von 30 GHz bis zu 140 GHz optimiert, produziert und charakterisiert werden, darunter verschiedene Hochfrequenzleitungen, Antennen und Übergänge von planaren Leitungen zu Wellenleitern.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen