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Wednesday, February 24, 2010, Saal I 3:00 PM Zuverlässiges Systemdesign |
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Eine vergleichende Studie planarer Leitungen in verschiedener Substrattechnologie für High-Speed-Übertragungssysteme |
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Robert Erxleben* / Fraunhofer Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration, Deutschland Ivan Ndip / Fraunhofer IZM, Deutschland Stephan Guttowski/ Fraunhofer IZM, Deutschland Herbert Reichl/ TU Berlin / Fraunhofer IZM, Deutschland Uwe Maaß/ TU Berlin / Fraunhofer IZM, Deutschland |
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Abhängig von der Konfiguration werden verschieden Leiterstrukturen Mikrostreifen-, Koplanare oder Triplateleitung) in mehrlagigen Aufbauten verwendet. Da für jede dieser Anordnung die Wellenübertragung unterschiedlich ist, sind auch die frequenzabhängigen Verluste dieser Leitungen unterschiedlich. So können durch die Auswahl einer optimalen Übertragungsstrecke die Verluste minimiert werden. Bis zum jetzigen Zeitpunkt gibt es umfangreiche Untersuchungen zu den einzelnen Leitungsstrukturen welche analytische und numerische Methoden sowie Messungen beinhalten. Uns ist jedoch noch keine Studie bekannt, welche einen Vergleich dieser Strukturen im Hinblick ihrer Verluste abhängig von der Substrattechnologie bietet. Das Ziel dieser Veröffentlichung ist eine vergleichende Studie der Verluste (Leiter-, Dielktrische und Abstrahlverluste) von planaren Leiterstrukturen (Mikrostreifen-, Triplate- Coplanar und Grounded Coplanar) in FR-4, Glas, Keramik und Dünnfilmpolymertechnologie. Zu diesem Zweck nutzen wir analytische Ausdrücke, welche aus quasistatischen Näherungen der Maxwell-Gleichungen basieren. Diese Ausdrücke geben ein direktes Verhältnis von geometrischen Dimensionen und den betrachteten Verlusten wieder. Dieser Weg bietet ein gutes Verständnis der auftretenden Verlustmechanismen. In höheren Frequenzbereichen wo diese Ausdrücke versagen, verwenden wir numerische Feldsimulatoren um die Abstrahleffekte zu erfassen, da diese von quasistatischen Ausdrücken nicht berücksichtigt werden. Um die gewonnenen Ergebnisse messtechnisch zu verifizieren werden Teststrukturen entworfen, gefertigt und vermessen. Aus dem Resultat dieser Studie kann für eine gegebene Technologie und Frequenzbereich die optimale Leiterkonfiguration gefunden werden. |