Modul-Miniaturisierung durch innovative Filter-Integration

Ziel des Projekts ist die Miniaturisierung von Sende- und Empfangsmodulen für Mobiltelefone.

Es ist allgemein bekannt, dass Smartphones heute weitgehend in Südostasien gefertigt werden. Weniger bekannt ist, dass dabei auch bayerische Firmen wesentliche Beiträge leisten. So sind in den meisten Mobiltelefonen Hochfrequenzfilter eingebaut, die in München bei RF360 (bis Februar 2017 EPCOS) entwickelt und hergestellt werden. Die Firmen ASM und Christian Koenen entwickeln und fertigen in Bayern Werkzeuge und Maschinen, mit denen neben Smartphones auch viele andere elektronische Geräte gefertigt werden.

Der Markt für elektronische Bauelemente für Mobiltelefone ist seit 15 Jahren geprägt von den Anforderungen nach stetiger Miniaturisierung und Kostensenkung. Dies gilt auch für Hochfrequenzfilter (HF-Filter) und Hochfrequenzmodule, die im Sende- und Empfangspfad die gewünschten Frequenzbereiche selektieren. Um langfristig erfolgreich zu sein, ist mit jeder neuen Produktgeneration eine deutliche Miniaturisierung der Bauelemente notwendig. Aktueller Stand der Technik sind HF-Filter mit kleinsten Abmessungen von 0,4 x 0,6 mm². Inzwischen werden diese Bauelemente fast ausschließlich in HF-Modulen verbaut (siehe Abbildung). Diese Module, werden dann auf den Leiterplatten der Telefone montiert.

Stand der Technik bei HF-Filtern ist ein kleinster Abstand der Anschlüsse von etwa 200 µm. Für eine weitere Miniaturisierung der Bauelemente müssen diese Abstände weiter reduziert werden. Die aktuell verwendete Verbindungstechnologie mit bleifreien Lotkugeln stößt hier jedoch an Grenzen. Im Projekt wird deshalb eine neue Technologie für die Verbindung der Filter mit Modulsubstraten entwickelt. Außerdem werden neue Methoden für den Lotpastendruck und Prozesse für die hochgenaue Bestückung der miniaturisierten HF-Filter erarbeitet.