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KRAFAS Radarsensoren 30 Prozent günstiger

| Redakteur: Claudia Mallok

Das Bundes-Projekt KRAFAS, koordiniert von Bosch, soll die Herstellkosten von Radarsensoren für aktive Fahrerassistenzsysteme deutlich reduzieren. Einsparungen bis zu 30 Prozent werden erwartet.

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Radarsensoren werden schon heute in Serienfahrzeugen verbaut, etwa bei der adaptiven Geschwindigkeitsregelung (ACC). Mittlerweile kommen sie auch für aktive Sicherheitsfunktionen als Bremsassistent oder zur Kollisionswarnung zum Einsatz. Bislang profitierten davon nur Fahrer von Wagen der oberen Preisklasse, weil die Herstellkosten der radarbasierten, das Umfeld erfassenden Systeme für eine breite Markteinführung bis hin zur unteren Mittelklasse noch deutlich zu hoch sind. Das soll sich ändern.

Die Experten für Aufbau- und Verbindungstechnik am Fraunhofer IZM in Berlin haben gemeinsam mit Industriepartnern ein Konzept entwickelt, das trotz gestiegener technologischer Anforderungen an die Sensoren im Hinblick auf Zuverlässigkeit, Detektionseigenschaften und -sicherheit zu einer deutlichen Reduzierung der Herstellungskosten beiträgt.

Durch die in dem Projekt „Kostenoptimierter Radarsensor für aktive Fahrerassistenzsysteme – KRAFAS“ angestrebte Integration von 77 GHz Komponenten in ein Polymergehäuse mit hierauf prozessierter Umverdrahtung und integrierten Antennenelementen sollen sich die Kosten um bis zu 30 Prozent der bisherigen Kosten reduzieren. Die höheren Anforderungen aktiver Sicherheitssysteme an die Detektionsleistung der Sensorik sollen durch neue Frontend-Konzepte z.B. durch die elektronische digitale Strahlformung (Digital Beamforming - DBF) erfüllt werden.

Packaging-Konzept kombiniert zwei Embedded-Technologien

Für das HF-Modul wird ein neuer Herstellprozess entwickelt, bei dem mittels der Kombination zweier innovativer Embedded-Techniken ein kostengünstiges „System-in-Package“ entsteht. Zunächst werden die aktiven und passiven Bauelemente oberflächenbündig mit freigestellter aktiver Seite auf einem speziellen Leadframe bestückt und mittels Transfer-Molding in ein Kunststoffgehäuse verpackt (Chip in Duromer). Auf diese Weise lassen sich die Bauelemente hochpräzise und schnell platzieren. Der anschließende Moldprozess sorgt für die dauerhafte, präzise Ausrichtung der Komponenten zueinander.

Die Module werden dann in einem Standardbestückprozess auf die Leiterplatte aufgebracht, durch Laminieren eingebettet und hochfrequenztauglich kontaktiert (Chip-in-Polymer-Technik). Anschließend werden eine zweite Lage HF-tauglichen Leiterplattenmaterials auflaminiert und die entsprechenden Antennenstrukturen ausgebildet. Über Mikrovias werden die beiden Lagen elektrisch verbunden.

Gute Hochfrequenz-Eigenschaften durch Einbetten

Durch das Einbetten sind die verwendeten Materiale thermisch wesentlich besser aufeinander abgestimmt, was im System insgesamt zu weniger Ausfällen infolge mangelnder Zuverlässigkeit führt. Weil sich beim Einbetten die Impedanz der elektrischen Verbindungen anpassen lässt, verfügt das System-in-Package außerdem über hervorragende Hochfrequenz-Eigenschaften.

Das Projekt des Bundesministeriums für Bildung und Forschung wird von der Robert Bosch GmbH koordiniert. Beteiligt sind außerdem: W+G GmbH, CWM GmbH, Würth Elektronik KG sowie die Universitäten Erlangen-Nürnberg und Stuttgart.

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