EP4445449A1

EP4445449A1 - Radarsensor sowie ein herstellungsverfahren

Info

Publication number: EP4445449A1
Application number: EP22821300.5A
Authority: EP
Inventors: Xin Wang; Simon HOLZNER; Jürgen Franz; Rainer STECK
Original assignee: Continental Autonomous Mobility Germany GmbH
Current assignee: Aumovio Autonomous Mobility Germany GmbH
Priority date: 2021-12-10
Filing date: 2022-11-14
Publication date: 2024-10-16
Also published as: CN118285019A; DE102021214166A1; WO2023104255A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung umfasst einen Radarsensor, insbesondere ein Radarsensor zur Objekterkennung für ein Fahrzeug, aufweisend eine erste Platine mit mindestens einem Hochfrequenzbauteil zum Erzeugen/Empfangen von HF-Signalen und mindestens einer Öffnung zum Ein- und/oder Auskoppeln der HF-Signale, und eine zweite Platine, wobei die erste Platine und/oder zweite Platine zumindest teilweise metallisiert sind, die erste Platine und/oder zweite Platine zumindest eine Ausnehmung aufweisen, und die erste Platine oder zweite Platine zumindest eine Öffnung zum Abstrahlen und/oder Empfangen der HF-Signale aufweist, und mindestens ein Wellenleiter durch die Ausnehmung in der ersten Platine und/oder zweiten Platine sowie die Anordnung der Platinen zueinander gebildet ist. Ferner umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Radarsensors, insbesondere nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine erste Platine mit mindestens einem Hochfrequenzbauteil zum Erzeugen/Empfangen von HF- Signalen und mindestens einer Öffnung zum Ein- und/oder Auskoppeln der HF-Signale, und, eine zweite Platine, und einem Wellenleiter, wobei der Wellenleiter hergestellt wird, indem die erste Platine und die zweite Platine aneinander angeordnet werden, derart, dass die Ausnehmung als Wellenleiter für die HF-Signale dient.

Description

Radarsensor sowie ein Herstellungsverfahren

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Radarsensor sowie ein Herstellungsverfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Radarsensors.

Technologischer Hintergrund

Moderne Fortbewegungsmittel wie Kraftfahrzeuge oder Motorräder werden zunehmend mit Fahrerassistenzsystemen ausgerüstet, welche mit Hilfe von Sensorsystemen die Umgebung erfassen, Verkehrssituationen erkennen und den Fahrer unterstützen können, z. B. durch einen Brems- oder Lenkeingriff oder durch die Ausgabe einer optischen oder akustischen Warnung. Als Sensorsysteme zur Umgebungserfassung werden regelmäßig Radarsensoren, Lidarsensoren, Kamerasensoren oder dergleichen eingesetzt. Aus den durch die Sensoren ermittelten Sensordaten können anschließend Rückschlüsse auf die Umgebung gezogen werden. Die Umgebungserfassung mittels Radarsensoren basiert auf der Aussendung von gebündelten elektromagnetischen Wellen und deren Reflexion, z. B. durch andere Verkehrsteilnehmer, Hindernissen auf der Fahrbahn oder die Randbebauung der Fahrbahn. Die Erfassung von Fußgängern wird oftmals mit Kamerasensoren durchgeführt, jedoch kommen hierbei auch zunehmend Radarsensoren zum Einsatz.

Für Systeme der oben beschriebenen Art werden Radarsensoren eingesetzt, häufig auch in Fusion mit Sensoren anderer Technologie, wie z. B. Kamera- oder Lidarsensoren. Radarsensoren haben u. a. den Vorteil, dass sie auch bei schlechten Wetterbedingungen zuverlässig arbeiten und neben dem Abstand von Objekten auch direkt deren radiale Relativgeschwindigkeit über den Dopplereffekt messen können. Als Sendefrequenzen werden dabei in der Regel 24 GHz, 77 GHz und 79 GHz eingesetzt. Durch den zunehmenden funktionalen Umfang solcher Systeme erhöhen sich permanent die Anforderungen, insbesondere an die maximale Detektionsreichweite. Gleichzeitig findet aber dennoch ein starker Preisverfall statt. Neben der Umgebungserfassung von Kraftfahrzeugen für Systeme der oben beschriebenen Art rückt mittlerweile auch die Innenraumüberwachung von Kraftfahrzeugen in den Fokus, z. B. zur Erkennung, welche Sitze belegt sind; dabei werden Frequenzen im Bereich 60 GHz eingesetzt.

Ein zentrales Element jedes Radarsensors ist die Antenne, sie definiert maßgeblich die Performance und den Preis des Radarsensors. Aktuell werden die Antennen meist in Planartechnologie auf einer Hochfrequenzplatine realisiert, z. B. als Patchantennen. Nachteilig an einer solchen Antennenrealisierung sind Verluste in Zuleitungen und Antennen (was die Reichweite limitiert) sowie ein hoher Kostenaufwand einer solchen Platine, wobei z. B. die Material- und Prozesskosten deutlich höher sind als bei der Verwendung von Standard-PCB-Materialen.

Gattungsgemäße Antennen bestehen in der Regel (vollständig oder teilweise) aus einer Leiterplatte bzw. PCB (Printed Circuit Board) mit einer insbesondere geätzten Meta II Struktur auf einem HF-Substrat und/oder einem Formteil aus Kunststoff. Daraus können Nachteile entstehen, wie z. B. hohe Kosten durch spezielle HF-Substrate, schwankende Material Eigenschaften oder sehr anspruchsvolle Fertigungstoleranzen eines Formteiles. Außerdem ist die Schichtdicke der Oberflächenmetallisierung des Formteils relativ dünn (z. B. typischerweise dünner als 5pm insbesondere inklusive Haftvermittler, Antioxidationsschicht, „Finishing“ für Lötung oder dergleichen), wodurch die HF-Performance, die Lötqualität oder dergleichen beeinträchtigt werden können, d. h. der Radarsensor weniger zuverlässig arbeitet.

Druckschriftlicher Stand der Technik

Aus der DE 102018203 106 A1 ist ein Radarsystem bekannt, das zur Umfelderfassung eines Kraftfahrzeugs eine oder mehrere Einzelantennen zum Senden und/oder Empfangen von Radarsignalen aufweist. Die Antenne wird durch eine Platine und einem separaten Formteil aus Kunststoff gebildet (Kunststoffantenne), wobei die Platine mindestens ein Hochfrequenzbauteil und mindestens eine Öffnung als Ein- bzw. Auskoppelstelle für HF- Signale aufweist. Das Formteil ist dabei aus einem Stück gefertigt und auf der zu dem wenigstens einen Hochfrequenzbauteil gegenüberliegenden Seite der Platine angeordnet. Das mindestens eine abstrahlende bzw. empfangende Element ist dabei derart ausgebildet, dass es in Richtung Platine empfangen bzw. aus Richtung der Platine abstrahlt kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung

Ausgehend vom Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung nunmehr darin, einen Radarsensor mit verbesserter Performance und Zuverlässigkeit sowie ein Herstellungsverfahren eines derartigen Radarsensors zur Verfügung zu stellen, mit dem die Nachteile aus dem Stand der Technik in einfacher und kostengünstiger Weise überwunden sind. Lösung der Aufgabe

Die vorstehende Aufgabe wird durch die gesamte Lehre des Anspruchs 1 sowie des nebengeordneten Anspruchs gelöst. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beansprucht.

Der erfindungsgemäße Radarsensor dient insbesondere zur Objekterkennung und kann praktischerweise im Automotive bzw. Fahrzeugbereich eingesetzt werden. Der Radarsensor umfasst dabei eine erste Platine mit mindestens einem HF-Bauteil bzw. Hochfreguenzbauteil zum Erzeugen und/oder Empfangen von HF-Signalen (bzw. Radarsignale) und mindestens einer Öffnung zum Ein- und/oder Auskoppeln der HF-Signale, und eine zweite Platine, wobei die erste Platine und zweite Platine zumindest teilweise metallisiert sind, die erste Platine und/oder zweite Platine zumindest eine, insbesondere longitudinale, Ausnehmung aufweisen, und die erste Platine oder die zweite Platine zumindest eine Öffnung zum Abstrahlen und/oder Empfangen der HF-Signale aufweist. Ferner wird mindestens ein Wellenleiter durch die Ausnehmung bzw. die Ausnehmungen in der ersten Platine und/oder der zweiten Platine sowie die Anordnung der Platinen zueinander gebildet, d. h. der Wellenleiter entsteht durch den, insbesondere luftgefüllten, Raum innerhalb der Ausnehmung(en), der durch die insbesondere metallisierte Wandung der Ausnehmung in der ersten und/oder zweiten Platine entsteht. Durch die spezielle Anordnung der Platinen und den/der Ausnehmung(en) darin entsteht somit eine Wellenleiterantenne bzw. eine Hohlleiterschlitzantenne, welche die Ausnehmung sowie die Öffnung zum Abstrahlen und/oder Empfangen der HF-Signale umfasst.

In bevorzugter Weise beinhalten die Platinen des erfindungsgemäßen Radarsensors kein HF-Substrat. Dadurch, dass für die Platinen nicht zwangsläufig HF-Substrat verwendet werden muss, ist der erfindungsgemäße Radarsensor besonders kostengünstig mit geringem Herstellungs- und Zeitaufwand herzustellen. Ferner können die Ausnehmungen in einfacher Weise während des Herstellungsprozesses der Platine mit gefertigt werden, wodurch der Zeit- und Kostenaufwand in besonderem Maße verringert wird. Zudem kann die Platine dadurch mechanische als auch elektromagnetische Funktionen erfüllen.

Als HF-Substrat im Sinne der Erfindung wird ein Substrat verstanden, das speziell auf die Anwendung im Hochfrequenzbereich optimierte und konstante Parameter aufweist. Diese Parameter sind unter anderem eine konstante Permittivität sowie ein möglichst kleiner Verlustwinkel. Der Wert des Verlustwinkels gängiger HF-Substrate beträgt in der Regel bei 10 GHz 0,005 oder weniger. Als Platine im Sinne der Erfindung sind alle Arten von Leiterplatten umfasst, wie z. B. Leiterkarten oder gedruckte Schaltungen (PCB, Printed Circuit Board), welche als Träger für elektronische Bauteile verwendet werden. Die Leiterplatten umfassen dabei ein elektrisch isolierendes Material und in der Regel daran haftende, leitende Verbindungen (sogenannte Leiterbahnen). Als isolierendes Material kann z. B. faserverstärkter Kunststoff oder Hartpapier (insbesondere aus Phenoplast: Faserverbundwerkstoff aus Papier und Phenol- Formaldehyd-Kunstharz) verwendet werden. Die Leiterbahnen werden zumeist aus einer dünnen Schicht Kupfer geätzt, mit einer Dicke im Bereich von z. B. 10-50 pm. Darauf können dann Bauelemente auf Lötflächen (Pads) oder in Lötaugen gelötet werden, z. B. Mikrochips, HF-Chips oder HF-Bauteile, Sende- und Empfangsantennen. Die Leiterplattenarten reichen von einseitigen Leiterplatten über Multilayer bis hin zu Sondertechniken. Als Platinen können dabei sämtliche aus dem Stand der Technik bekannte Platinenarten- und/oder -materialien eingesetzt werden, wie z. B. Standardleiterplatten, einseitige und zweiseitige Leiterplatten, Multilayerplatten mit mehreren Lagen, Flexlam, Dünnstleiterplatten, Dickkupferleiterplatten, beschichtete Leiterplatten, Leiterplatten auf Glas, HDI (High-Density-Interconnect)- Leiterplatten, SBU (Sequential Build Up)-Leiterplatten, LBA (Leiterbild-Aufbau)-Leiterplatten, IMS (Insulated Metal Substrate)-Leiterplatten oder dergleichen. Durch die Auswahl eines verlustbehafteten Leiterplattenmaterials können unerwünschte Substratwellen unterdrückt werden, wodurch es zu weniger Störungen im Bereich der Antenne oder im Richtdiagramm kommt. Ferner kann durch eine geeignete Auswahl von Platinensubstraten bzw. Materialien der „CTE-mismatch“ im Radarsensor gut balanciert werden, insbesondere können erste und zweite Platine aus gleichem oder unterschiedlichem Material gefertigt sein. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann mindestens eine der Platinen ein Feuerwiderstandsmaterial und/oder ein Bismaleimidtrizinharz und/oder ein Polymidmaterial und/oder ein Epoxidmatrixmaterial und/oder dergleichen umfassen, wobei die Verlustwinkel dieser Materialen größer als 0,005 bei 10 GHz sein sollten.

Zweckmäßigerweise können die erste Platine und die zwei Platine über Lötstellen (z. B. Lötperlen oder Löttropfen, insbesondere präzise definiert durch eine sogenannte Soldermaske) miteinander verbunden sein, d. h. sie sind durch einen Lötvorgang miteinander verbunden. Insbesondere kann mit einer Standard-Soldermaske die Lötqualität, z. B. in Hinblick auf Löt-Breite und -Höhe, in einfacher Weise kontrolliert und verbessert werden.

Alternativ oder zusätzlich können die erste Platine und die zwei Platine auch mittels Kleben, Verpressen, Zusammendrücken oder dergleichen miteinander verbunden sein, Vorzugsweise sind die Ausnehmungen bzw. die Wandung der Ausnehmung bzw. auch die Platinen zumindest teilweise metallisiert. Daraus resultiert der Vorteil, dass die Metallschicht der insbesondere gefrästen Wellenleiterantenne massiver bzw. dicker im Vergleich zu herkömmlichen mittels PVD-Prozessen aufgebrachten Schichten des Formteils ist sowie einfacher herzustellen und zu implementieren ist.

Ferner kann die Wellenleiterantenne bzw. der Wellenleiter auf der zu dem wenigstens einen Hochfrequenzbauteil gerichteten Seite der ersten Platine oder auf der entgegengesetzten Seite gebildet werden bzw. angeordnet sein, wobei das mindestens eine abstrahlende bzw. empfangende Element in Richtung zur zweiten Platine abstrahlt (oder zur Antenne) bzw. aus Richtung der zweiten Platine (oder aus Richtung Antenne) empfängt. Explizit umfasst die Erfindung somit alle Ausgestaltungen, bei denen die Antenne entweder in Richtung des HF- Bauteils oder entgegengesetzt angeordnet ist.

Ferner beansprucht die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Radarsensors, der eine erste Platine mit mindestens einem Hochfrequenzbauteil zum Erzeugen/Empfangen von HF-Signalen und eine zweite Platine umfasst, wobei die erste Platine und/oder zweite Platine vorzugsweise zumindest teilweise metallisiert sind. Dabei werden mindestens eine Ausnehmung in der ersten und/oder zweiten Platine und eine Öffnung zum Ein- und/oder Auskoppeln der HF-Signale in der ersten Platine erzeugt, und es wird mindestens eine Öffnung zum Abstrahlen und/oder Empfangen der HF-Signale in der ersten Platine oder der zweiten Platine erzeugt. Zudem wird ein Wellenleiter hergestellt, indem die erste Platine und die zweite Platine aneinander angeordnet werden, derart, dass die Ausnehmung als Wellenleiter für die HF-Signale dient. In vorteilhafter Weise muss die Wellenleiterantenne bzw. der Wellenleiter, der durch die spezielle Anordnung der Platinen und der Ausnehmung entsteht, nicht als separates Bauteil vorgesehen werden, sondern wird in einfacher und kostengünstiger Weise durch die Anordnung der Platinen und die Ausnehmungen in der/den Platinen beim Fertigungsprozess gebildet.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens weist dieses die folgenden Verfahrensschritte auf:

Bereitstellen einer ersten Platine und einer zweiten Platine,

Erzeugen einer Ausnehmung in der ersten Platine und/oder zweiten Platine, und Erzeugen einer Öffnung zum Ein- und/oder Auskoppeln der HF-Signale in der ersten Platine, und

Erzeugen einer Öffnung zum Abstrahlen und/oder Empfangen der HF-Signale in der ersten Platine oder der zweiten Platine, und Anordnen der ersten Platine und der zweiten Platine aneinander.

Alternativ aber bevorzugt das Anordnen eines HF-Bauteils auf der ersten Platine (beispielsweise kann dieses durch Löten angebracht werden),

Insbesondere können die Verfahrensschritte in Ihrer Reihenfolge variieren, indem beispielsweise die Öffnungen zum Ein- und/oder Auskoppeln der HF-Signale und die Öffnungen zum Abstrahlen und/oder Empfangen Ausnehmungen der HF-Signale parallel (z. B. durch Tiefenfräsen) oder nacheinander erzeugt werden. Oder dass das HF-Bauteil vor oder nach der Zusammenanordnung der zwei Platinen an der ersten Platine angebracht wird.

Zweckmäßigerweise kann die mindestens eine Ausnehmung durch Fräsen insbesondere kontrolliertes Tiefenfräsen erzeugt werden. Diese Technik bietet den Vorteil, dass die Ausnehmungen besonders einfach, kostengünstig und schnell erzeugt werden können. Die Ausnehmungen können dabei in Form von Schlitzen, Röhren, runden und/oder rechteckförmigen Kanälen ausgestaltet sein.

Zweckmäßigerweise können die Öffnungen mittels kontrolliertem Tiefenfräsen, Bohren und/oder Lasertechnik erzeugt werden.

Ferner können die erste Platine und die zweite Platine durch Löten miteinander verbunden werden.

In vorteilhafter Weise kann für das Löten dabei eine Soldermaske herangezogen werden, wobei mehrere Lötpunkte an festlegbaren Stellen vorgesehen sind, um den Verbindungsvorgang und die spätere Verbindung in besonderem Maße zu verbessern. Der Begriff „Soldermaske“ im Sinne der Erfindung umfasst insbesondere alle bekannten Ausgestaltungen, wie Lötstopplack, Lötstoppmaske, Soldermask oder Stopplack.

Alternativ oder zusätzlich können die erste Platine und die zweite Platine auch durch (Niedertemperatur-)Versintern und/oder Verschweißen und/oder Zusammendrücken und/oder Kleben (insbesondere mittels leitfähigem Material) miteinander verbunden werden.

Vorzugsweise kann das Verfahren den Verfahrensschritt Metallisieren oder teilweises Metallisieren der Ausnehmungen aufweisen. In praktischer Weise werden auf der Platine dabei zunächst die Ausnehmung(en) für den Wellenleiter, danach die Öffnungen und anschließend, nach der mechanischen Arbeit, die Metallisierung erzeugt. Die Bestückung der Platine mit dem HF-Bauteil (z. B. MMIC - Monolithic Microwave Integrated Circuit) kann dann wahlweise als Schritt nach der Herstellung der ersten Platine aber auch nach dem Verbinden bzw. Zusammenlöten/Kleben der Platinen erfolgen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von zweckmäßigen Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Hochfrequenzplatine eines Radarsystems nach dem Stand der Technik;

Fig. 2 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Radarsensors;

Fig. 3 eine vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Radarsensors;

Fig. 4 eine vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Radarsensors;

Fig. 5 eine vereinfachte schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Radarsensors, sowie

Fig. 6 eine vereinfachte Darstellung einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens.

Gattungsgemäße Antennen für Radarsysteme zur Umfelderfassung werden meist als planare Antennen auf einer Hochfrequenzplatine realisiert. In Fig. 1 ist eine Hochfrequenzplatine mit einem Hochfrequenzbauteil, einem sogenannten MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit) und mit drei Sendeantennen (TX) sowie vier Empfangsantennen (RX) gezeigt, wobei die Antennen jeweils aus mehreren Einzelstrahlern zusammengesetzt sind. Die Antennen sind als planare Patchantennen realisiert.

Die Antennen und ihre Zuleitungen vom Hochfrequenzchip benötigen auf der Oberlage der Hochfrequenzplatine ein spezielles Substrat mit für Hochfrequenz geeigneten Materialdaten (z. B. definierte Dicke, definierte Dielektrizitätskonstante, sehr geringer Verlustwinkel). Insbesondere die Materialkosten dieses speziellen Substrats und seine Prozessierung (auch wegen der erforderlichen hohen Strukturgenauigkeiten) führen auf um Faktoren erhöhte Kosten gegenüber einer reinen Niederfrequenzplatine gleicher Größe und gleicher Lagenanzahl. Neben den Kosten sind aber auch die Signalverluste in den Antennen und ihren Zuleitungen nachteilig.

In Fig. 2 ist eine Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Radarsensors 1 bzw. einer Sensorvorrichtung gezeigt. Der Radarsensor 1 umfasst eine erste Platine 2 und eine zweite Platine 3. Die erste Platine 2 weist eine Metallisierung 2a auf ihrer Oberfläche und ein daran angebrachtes HF-Bauteil 4 zum Senden von HF-Signalen bzw. Radarsignalen auf. Das HF- Bauteil 4 ist über Lötperlen 8 an der Platine 2 befestigt. Die zweite Platine 3 weist Ebenfalls eine Metallisierung 3a auf. Die Metallisierungen 2a, 3a in Fig. 2 ist durchgehend, jedoch umfasst die Erfindung explizit auch Ausgestaltungen des Radarsensors 1, bei dem die Metallisierung 2a, 3a nicht umlaufend, sondern nur teilweise auf den Platinen 2, 3 verwirklicht ist. In einfacher Weise werden die Platinen 2, 3 aneinander angeordnet und miteinander verbunden, indem diese beispielsweise aneinander gelötet werden. Für den Lötvorgang weist die Platine 3 eine Soldermaske 10 auf, die dazu dient, das Lot 9 aufzunehmen, so dass die Lötverbindung an festzulegenden Punkten erfolgt. Explizit umfasst die Verbindung jedoch auch Ausgestaltungen, bei denen die Soldermaske nicht nur auf einer der Platinen 2, 3 vorgesehen ist, sondern sich auf beiden Platinen 2, 3 eine Soldermaske 10 befindet. Ferner umfasst die erste Platine 2 eine Öffnung 5 zum Ein- und/oder Auskoppeln der HF-Signale. Darüber hinaus weist die zweite Platine 3 eine Ausnehmung 6 auf, die vorzugsweise mittels kontrollierter Tiefenfrästechnik erzeugt worden ist und als Wellenleiter dient, die HF-Signale können somit im HF-Bauteil 4 erzeugt werden, durch die Öffnung 5 in den Wellenleiter bzw. die Ausnehmung 6 eingekoppelt werden, durch diese weitergeleitet und schließlich durch die Öffnung 7 abgestrahlt werden. In gleicher Weise können auch Radarsignale bzw. HF-Signale durch die Öffnung 7 empfangen, durch den Wellenleiter bzw. die Ausnehmung 6 zur Öffnung 5 geleitet und schließlich durch die Öffnung 5 zum HF-Bauteil 4 hin ausgekoppelt werden. Die Wellenleiterantenne des Radarsensors 2 wird hierbei gebildet durch den Raum, der durch die Ausnehmung 6 und die daran angrenzenden Wandlungen der Platinen 2, 3 entsteht, und die Öffnung 7 zum Abstrahlen/Empfangen Von HF-Signalen.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Radarsensors 1 gezeigt. Im Gegensatz zur Ausgestaltung nach Fig. 2 weist die erste Platine 2, welche das HF-Bauteil 4 umfasst, neben der Öffnung 5 zum Ein- bzw. Auskoppeln der Radarsignale auch die Ausnehmung 6 und die Öffnung 7 zum Abstrahlen und oder empfangen der HF-Signale auf. Die Platine 3 dient hierbei lediglich zum Begrenzen des Raumes, der durch die Ausnehmung 6 entsteht. Die Platinen 2, 3 werden hierbei ebenfalls über Lote bzw. Lot 9, die in beidseitig an jeder der Platine 2, 3 angeordneten Soldermasken 10 aufgetragen werden, aneinander angeordnet bzw. miteinander verbunden.

In Fig. 4 ist eine weitere Ausgestaltung eines Erfindungsgemäßen Radarsensors 1 gezeigt. Im Gegensatz zur Ausgestaltung nach Fig. 3 weisen die erste Platine 2 und die zweite Platine 3 jeweils eine Ausnehmung 6a, 6b auf, d. h. die Ausnehmungen 6a, 6b bilden somit eine gemeinsame Ausnehmung 6, welche zur Wellenleitung dient. Die Abstrahlung der Radarsignale bzw. HF-Signale erfolgt gemäß Fig. 4 ausgehend vom HF-Bauteil 4 durch die Öffnung 5, den Raum, der durch die Ausnehmungen 6a, 6b gebildet wird, und die Öffnung 7 d. h. entgegen der Abstrahlrichtung des HF-Bauteils 4.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausgestaltung eines Erfindungsgemäßen Radarsensors 1 gezeigt. Im Gegensatz zur Ausgestaltung gemäß Fig. 4 befindet sich die Öffnung 7 zum Abstrahlen und/oder Empfangen der HF-Signale nicht in der ersten Platine 2, sondern in der zweiten Platine 3. Die Abstrahlung der Radarsignale erfolgt gemäß Fig. 5 ausgehend vom HF-Bauteil 4 durch die Öffnung 5 den Raum, der durch die Ausnehmungen 6a, 6b gebildet wird, und die Öffnung 7, d. h. in gleicher Abstrahlrichtung des HF-Bauteils 4.

Fin Fig. 6 ist eine Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Verfahrensablaufs zur Herstellung eines Radarsensors gezeigt. Bereitstellen (Schritt I) einer ersten Platine 2 und einer zweiten Platine 3. Erzeugen mindestens einer Ausnehmung 6, 6a, 6b auf der ersten Platine 2 und/oder der zweiten Platine 3 (Schritt II), bevorzugt werden hierbei mehrere longitudinale bzw. schlitz-, röhren- oder rechteckförmige Ausnehmungen 6, 6a, 6b mittels Tiefenfrästechnik auf/in der ersten Platine 2 und/oder zweiten Platine 3 erzeugt. Danach erfolgen die Verfahrensschritte: Erzeugen einer ersten Öffnung 5 zum Ein- und/oder Auskoppeln der HF-Signale in der ersten Platine (Schritt III) und Erzeugen einer zweiten Öffnung 7 zum Abstrahlen und/oder Empfangen der HF-Signale in der ersten Platine oder der zweiten Platine (Schritt IV). Danach werden die Platinen 2, 3 - alternativ auch nur die Wände der Ausnehmung(en) 6, 6a, 6b - und die Wände der Öffnungen 5, 7 metallisiert (Schritt V). Ferner kann ein Hochfrequenzbauteil bzw. HF-Bauteil 4 auf der ersten Platine 1 angeordnet werden (Schritt VI), indem dieses vorzugsweise über Lötperlen 8 mit der ersten Platine 2 verbunden wird. Im Anschluss daran wird der Wellenleiter bzw. die Wellenleiterantenne erzeugt bzw. hergestellt, indem die erste Platine 2 und die zweite Platine 3 aneinander angeordnet (Schritt VII) und verbunden (Schritt VIII) werden, z. B. durch Löten. Die Reihenfolge der Verfahrensschritte (Schritt ll-VIII) kann hierbei explizit entsprechend des bestmöglichen Verfahrensablaufes festgelegt werden.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung des Verfahrensablaufes könnte das Herstellungsverfahren nach dem Bereitstellen (Schritt I), der mechanischen Bearbeitung gemäß Schritte ll-IV und der anschließenden Metallisierung (Schritt V) die Schritte Selektives Ätzen, Aufträgen der Soldermaske 10 und Finishing der Oberfläche umfassen, bevor dann die Bestückung (z. B. mit dem HF-Bauteil gemäß Schritt VI) und das aneinander Anordnen (gemäß Schritt VII bzw. Schritt VII und Schritt VIII) erfolgt.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Radarsensor

2 erste Platine

2a Metallisierung

3 Platine

3a Metallisierung

4 HF-Bauteil

5 Öffnung

6 Ausnehmung

6a Ausnehmung

6b Ausnehmung

7 Öffnung

8 Lotperle

9 Lot

10 Soldermaske

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Radarsensor (1), insbesondere zur Objekterkennung für ein Fahrzeug, aufweisend eine erste Platine (2) mit mindestens einem Hochfrequenzbauteil (4) zum Erzeugen/Empfangen von HF-Signalen und mindestens einer Öffnung (5) zum Ein- und/oder Auskoppeln der HF-Signale, und eine zweite Platine (3), wobei die erste Platine (2) und/oder zweite Platine (3) zumindest teilweise metallisiert sind, die erste Platine (2) und/oder zweite Platine (3) zumindest eine Ausnehmung (6, 6a, 6b) aufweisen, und die erste Platine (2) oder zweite Platine (3) zumindest eine Öffnung (7) zum Abstrahlen und/oder Empfangen der HF-Signale aufweist, und ein Wellenleiter durch die Ausnehmung (6, 6a, 6b) in der ersten Platine (2) und/oder zweiten Platine (3) sowie die Anordnung der Platinen (2, 3) zueinander gebildet ist.

2. Radarsensor (1), nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Platine (2) und die zweite Platine (3) über Lötstellen (9) miteinander verbunden sind.

3. Radarsensor (1), nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Platine (2) und die zweite Platine (3) über mechanischen Druck und/oder Kleben verbunden sind.

4. Radarsensor (1), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (6, 6a, 6b) zumindest teilweise metallisiert ist.

5. Radarsensor (1), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Platine (2) und/oder zweite Platine (3) zumindest teilweise metallisiert sind.

6. Radarsensor (1), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Platinen (2, 3) ein Feuerwiderstandsmaterial und/oder ein Bismaleimidtrizinharz und/oder ein Polymidmaterial und/oder ein Epoxidmatrixmaterial und/oder dergleichen umfasst.

7. Radarsensor (1), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Soldermaske (10) auf mindestens einer der Platinen (2, 3) vorgesehen ist.

8. Radarsensor (1), nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenleiter auf der dem Hochfrequenzbauteil gegenüberliegenden Seite der ersten Platine (1) gebildet wird.

9. Verfahren zur Herstellung eines Radarsensors (1), insbesondere nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend eine erste Platine (2) mit mindestens einem Hochfrequenzbauteil (4) zum Erzeugen/Empfangen von HF-Signalen, und eine zweite Platine (3), wobei mindestens eine Ausnehmung (6, 6a, 6b) in der ersten Platine (2) und/oder in der zweiten Platine (3) erzeugt wird, mindestens eine Öffnung (5) zum Ein- und/oder Auskoppeln der HF-Signale in der ersten Platine (2) erzeugt wird, und mindestens eine Öffnung (7) zum Abstrahlen und/oder Empfangen der HF- Signale in der ersten Platine (2) oder der zweiten Platine (3) erzeugt wird, und ein Wellenleiter hergestellt wird, indem die erste Platine (2) und die zweite Platine (3) aneinander angeordnet werden, derart, dass die Ausnehmung (6, 6a, 6b) als Wellenleiter für die HF-Signale dient.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Verfahrensschritte aufweist:

- Bereitstellen einer ersten Platine (2) und einer zweiten Platine (3),

- Erzeugen einer Ausnehmung (6, 6a, 6b) in der ersten Platine (2) und/oder zweiten Platine (3), und

- Erzeugen einer Öffnung (5) zum Ein- und/oder Auskoppeln der HF-Signale in der ersten Platine (2),

- Erzeugen einer Öffnung (7) zum Abstrahlen und/oder Empfangen der HF-

Signale in der ersten Platine (2) oder der zweiten Platine (3), und

- Anordnen der ersten Platine (2) und der zweiten Platine (3) aneinander.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Ausnehmung (6, 6a, 6b) durch kontrolliertes Tiefenfräsen erzeugt wird. 14

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (5, 7) mittels kontrolliertes Tiefenfräsen und/oder Bohren und/oder Lasertechnik erzeugt werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Platine (2) und die zweite Platine (3) durch Löten miteinander verbunden werden.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass für das Löten eine Soldermaske (10) herangezogen wird.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Platine (2) und die zweite Platine (3) durch (Niedertemperatur-)Versintern und/oder Verschweißen und/oder Zusammendrücken und/oder Kleben miteinander verbunden werden.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis15, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner folgenden Verfahrensschritt aufweist:

- Metallisieren oder teilweises Metallisieren der Platinen (2, 3) und/oder der Ausnehmung (6, 6a, 6b).