Wir stellen vor: DFG Forschungsgruppe 3D-HF-MID
Ob Automobil- und Luftfahrtindustrie, ob Telekommunikations- und Informationstechnik – viele in Deutschland erfolgreiche Branchen stehen vor der Herausforderung, dass die konventionelle Aufbau- und Verbindungstechnik für Hochfrequenz-Baugruppen bereits an ihre technologischen Grenzen stößt. Gesucht wird daher eine Entwurfs – und Fertigungsmethodik, welche den Aufbau solcher Baugruppen mit herausragender Oberflächenqualität, größerer Materialauswahl und einem wirtschaftlichen Herstellungsverfahren auf drei dimensionalen Grundkörpern ermöglicht. Dieses Themengebiet bilden den Kern der DFG-Forschungsgruppe „3D-HF-MID“.
Mit dem Einsatz so genannter Mechatronic Integrated Devices (MID) – eröffnen sich völlig neue Möglichkeiten zur räumlichen Gestaltung von Hochfrequenz-Komponenten. Ein interdisziplinäres Team der FAU (Lehrstühle Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik – FAPS, Hochfrequenztechnik – LHFT und Institute Materials for Electronics and Energy Technology – i-MEET) und des Helmholtz-Instituts Erlangen-Nürnberg wird die gesamte Prozesskette, einschließlich der Materialsynthese, der geometrischen Gestaltung und der Fertigungsprozesse, sowohl simulativ als auch physisch erforschen. Dadurch werden in fachbereichsübergreifender Zusammenarbeit die Grundlagen einer neu durchdachten Entwurfsmethodik und Herstellungsprozesstechnologie für räumliche Hochfrequenz-Systeme geschaffen.
Der Lehrstuhl für Hochfrequenztechnik (LHFT) bringt seine Expertise in das Teilprojekt 1 (TP1) (Dr.-Ing. Gerald Gold, M. Sc. Tobias Bader) sowie das Teilprojekt 8 (TP8) (Prof. Dr.-Ing. Martin Vossiek, M. Sc. Hannes Hartmann) ein.
Dabei fokussiert sich TP1 auf die Modellierung der Hochfrequenzeigenschaften gedruckter Materialien und deren Oberflächen. Hierbei werden die im Projekt entwickelten Materialien zunächst messtechnisch charakterisiert. Mithilfe feldtheoretischer Modellierung werden diese Messdaten anschließend in effektive Parameter überführt, welche die Grundlage für den simulativen Entwurf neuer Komponenten bilden. Auf diese Weise lassen sich die effektiven Materialparameter direkt als Funktion der Prozessparameter beschreiben.
Darauf aufbauend widmet sich TP8 der Konzeptionierung, dem Entwurf und der messtechnischen Verifizierung von 3D-funktionalen HF-Komponenten. Unter Verwendung der in TP1 generierten Parameter werden neuartige Komponenten entwickelt, die das volle Potenzial des 3D-Drucks ausschöpfen. Durch gezielt graduelle Änderungen der Permittivität und Leitfähigkeit, sowie die Nutzung neuer geometrischer Freiheitsgrade wird eine Leistungsfähigkeit erreicht, die über die klassischer Komponenten hinausgeht. Neben dem Entwurf und der messtechnischen Validierung der Komponenten ist das übergeordnete Ziel der Aufbau eines vollständigen HF-Systems.
Weiterführende Informationen zum Projekt finden Sie auf der Website http://www.3d-hf-mid.de oder auf www.linkedin.com/company/dfg-forschungsgruppe-3d-hf-mid.