- Ursprungligen handlade det om två olika projektförslag. Ett från bilindustrin kring nästa generations kapsling av elektronik, och inte specifikt för mikrovågsområdet. Ett från telekom och bilindustrin för hur man gör mikrovågselektronik enklare och billigare, förklarar Thomas Lewin på Ericsson Microwave and High Speed Electronics Research Center.

De två förslagen var inkomna till det europeiska forskningsprogrammet Medea+, där man tyckte att de var för små var för sig, men att de kunde kombineras till ett projekt. Det är ett litet projekt även kombinerat, för att vara Medea+. Totalt rör det sig om 50 manår, från april 2001 till juni 2004.

Leds av svenskar
De svenska deltagarna är Ericsson och Chalmers. Ericsson ägnar sig åt att utveckla två demonstratorer, en mikrovågsmodul för att sända och ta emot signaler i 23 GHz gjord med kiselgermanium och en för 60 GHz i galliumarsenid. Bägge är tänkta för datakommunikation, till exempel för kommande WLAN-tekniker.

Med dagens kommersiella teknik skulle man använda galliumarsenid vid 23 GHz och specialkomponenter vid 60 GHz. Jämfört med det senare är galliumarsenid betydligt billigare och enklare att massproducera, medan kiselgermanium, som är mindre än ett processteg från vanlig BiCMOS, är ännu mer lämpat för massproduktion.

Lågpristeknik
- Det handlar om att utvärdera möjligheten att göra mikrovågsteknik billigare genom att använda sig av teknik som används vid lägre frekvenser såsom kiselkretsar och flipchip. Att göra tekniken billigare är en förutsättning för tillämpningar som kräver mycket låga kostnader och möjlighet att producera i volym, förklarar Thomas Lewin.

Tyska Robert Bosch utvecklar en egen demonstrator för bilindustrin. Tillsammans med ST Microelectronics analyserar de också olika framtida kapslingstekniker för bilelektronik.

Här är tillförlitligheten en viktig faktor, till exempel för kretsar för bromsstyrning. Projektdeltagarnas intressen möts i tankar kring nästa generations sensorer, till exempel bilradar och kommunikationsmoduler.

- Bilradar har vi inte sett så mycket av än, men det kan bli en produkt med stora volymer. Det är alltid bra med en produkt som kan gå i volymproduktion inom både telekom och bilindustri, anser Thomas Lewin.

Letar partner
Från början var även Epcos med i projektet, men de valde att hoppa av, och projektet letar nu för fullt efter en ny samarbetspartner. Tills dess fyller Ericsson och Chalmers tomrummet efter dem.

På Chalmers utvecklar man Galliumarsenidkretsar för 60 GHz-demonstratorn samt gör elektromagnetiska simuleringar av egenskaperna hos olika förbindningstekniker.

Kretsarna tas fram på OMMIC i Frankrike. På Ericsson har arbetet inriktats mot att ta fram kiselgermaniumkretsarna för 23 GHz-demonstratorn samt konstruktion av själva demonstratormodulerna. Modulkonstruktionen innefattar även utveckling av lämpliga antenner för frekvensområdena. De hoppas på att ha fungerande prototyper att börja testa på redan vid slutet av året.

Flipchip nyckel
Kontakteringstekniken som används får stor betydelse vid 20-60 GHz radio, och Ericsson och Chalmers har valt att koncentrera sig på flipchip-tekniken. Med flipchip läggs små lödkulor på kretsens anslutningsytor som sedan löds mot bäraren. Jämfört med dagens dominerande teknik, trådbondning, får man betydligt bättre elektriska egenskaper med god repeterbarhet.

- Bond-tråden har ju faktiskt en viss längd med induktans, som får betydelse i mikrovågsområdet. Med flipchip får man betydligt mindre induktans, förklarar Thomas Lewin.

Men flipchip kräver att man anpassar layouten på kretsen så att förbindningskulorna fördelar sig någorlunda jämnt över kretsens yta. Man måste dessutom lägga på kulorna på hela kiselskivan vid tillverkningen.

Två parallella projekt
Även de analysmetoder som Robert Bosch och ST Microelectronics arbetar med kommer in i bilden så småningom, men det är i ett senare skede av projektet. Först ska de ha hårdvara att mäta på. Man kan lätt uppfatta projektet som en smula kluvet.

- I den meningen att det handlar om två projekt med viss koppling är det det ja. Men det sker en hel del kunskapsutbyte och vi har mycket kontakt med folket på Robert Bosch. Chalmers simuleringar används också av bägge projekten, förklarar Thomas Lewin.

I och med att projektet Hi-Micro är en del av Medea+ programmet är det delvis finansierat av EU-pengar. Robert Bosch och ST Microelectronics får hälften av pengarna från EU, resten betalar de själva. I Sverige får däremot Ericsson stå för sina kostnader själva, medan Chalmers del finansieras av Vinnova.

Elias Nordling