Radaranwendungen

Die Leiterplatte für Radaranwendungen übernimmt nicht nur die Funktion eines Schaltungsträgers, sondern entwickelt sich zu einem System, in dem Antennen als Planarversionen realisiert werden. Daher müssen sich sowohl die eingesetzten Materialien wie auch die Fertigungsprozesse neuen Herausforderungen stellen. 

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Ihre Vorteile

  • Radar muss nicht nur Automotiv sein 
  • Eingeschränkte Ätztoleranzen oder hohe Geometriegenauigkeit? Bei KSG Standard. 
  • Vielfalt an speziellen Hochfrequenz-Basismaterialien vorhanden

Hierfür werden meist PTFE-basierte Basismaterialien eingesetzt, die eine Permittivität von ca. 3,00 und einen Verlustfaktor < 0,002 aufweisen. Dabei können diese Materialien anorganische Füllstoffe und/oder Glasgewebe enthalten. Grad und Art der Füllstoffe variiert je nach Produktart und Hersteller. Durch Kupferfolien mit reduziertem Treatment lässt sich die Radarperformance noch weiter optimieren. Alternativ existieren Basismaterialien auf Epoxidharz- oder PPE-Basis, die gleichwertige Eigenschaften erreichen. Der Weg zum vollautonomen Fahren wird durch Radarsensorik bestimmt. Hierzu werden Abstandstempomaten für mittlere und kurze Reichweiten verwendet. Als Kosten- und Konstruktionsvorteil können diese Basismaterialien als Hybrid mit gängigen FR4-Systemen verarbeitet werden und für die sichere Radarfunktion wird auf außenliegende Hochfrequenz- Laminate zurückgegriffen. Der restliche Teil des Multilayers bietet nahezu vollständige Gestaltungsfreiheit. Es gelten die Designregeln für Multilayer Leiterplatten. Trotz der spezifischen Materialeigenschaften des PTFE sind Standardtechnologien wie Laserbohren, mechanische Bearbeitung und die Applikation einer Lötstoppmaske umsetzbar.

AufbauLaminattechnik, Hybrid, 8 Kupferlagen
MaterialRogers RO3003™/FR4
Leiterplattendicke1,1 mm
LeiterplattentechnologieHochfrequenz, durchkontaktiert, beidseitig Lasersacklöcher, einseitig mechanische Sacklöcher, Line/Space: 100 μm/100 μm
OberflächeOSP
BesonderheitenHybridaufbau, reduzierte Ätztoleranz ± 15 μm

Der Frequenzbereich ist eingeschränkt? Im Vergleich zu den 77 GHz-Anwendungen bestehen außerdem geringe Anforderungen an die Hochfrequenz-Performance? In diesen beiden Fällen werden überwiegend hochfreuquenz-optimierte FR4-Basismaterialien eingesetzt. Daraus resultieren nicht nur erhebliche Kostenvorteile in der Leiterplattenfertigung, sondern auch höhere Freiheitsgrade in der Lagenaufbaugestaltung. Typischerweise werden diese Laminate auf der Ober- und Unterseite des Multilayers in einem Hybridsystem mit FR4-Materialien kombiniert. Hochvolumige Typvertreter sind Spurwechselassistent oder Totwinkelwarner. Da sich die Verarbeitung an herkömmliche FR4-Materialien anlehnt, kann ein breites Spektrum von Standardtechnologien angewendet werden – sowie auch HDI-/SBU-Technologien.

AufbauLaminattechnik, Hybrid, 4 Kupferlagen
MaterialRogers RO4835™/FR4
Leiterplattendicke0,7 mm
LeiterplattentechnologieHochfrequenz, durchkontaktiert, einseitig Sacklöcher, Line/Space: 100 μm/120 μm
Oberflächechemisch Nickel/Gold
BesonderheitenHybridaufbau, reduzierte Ätztoleranz ± 25 μm

Im industriellen Umfeld ist die Anwendungsvielfalt für Radarsysteme im Frequenzbereich £ 24 GHz stark angewachsen. Diese Hochfrequenz-Schaltungsträger kommen beispielsweise in der Elektronik von automatischen Türsystemen, Füllstandsensoren, Anlagen zur Verkehrsüberwachung, Antikollisionssystemen in der Robotik auf sowie in Alarmanlagen zur Anwendung. Der große Vorteil der Schaltungsträger, die in diesem Anwendungsfeld verwendet werden: sie benötigen in der Herstellung weder HF-performtes Basismaterial noch angepasste Fertigungsprozesse.

Eine Übersicht der Basismaterialen, die KSG für Ihre Hochfrequenz-Projekte anbietet:

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Porträt von Matthias Schmied

Matthias Schmied
Projektingenieur
Mobil:+49 3721 266-391
matthias.schmied@ksg-pcb.com

Radar muss nicht nur Automotiv sein

Eingeschränkte Ätztoleranzen oder hohe Geometriegenauigkeit? Bei KSG Standard.

Vielfalt an speziellen Hochfrequenz-Basismaterialien vorhanden

Detailaufnahme einer Hochfrequenzleiterplatte