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Keramik versus Kunststoff für GaN-Gehäuse

Jahrzehnte lang war MACOM bei der Einführung organischer Packaging-Technologien in HF-, Mikrowellen- und Millimeterwellen-Anwendungen führend und erweiterte den Einsatzbereich und die Einsatzhäufigkeit seiner Bauteilen mit Kunststoff-Gehäusen. In der jüngeren Vergangenheit hat sich MACOM auf die Einführung von Surface-Mount-Kunststoffgehäusen für Bauelemente mit hoher Leistung konzentriert.

Durch GaN im Kunststoffgehäuse können Entwickler mit der herkömmlichen Technik der Oberflächenmontage arbeiten, was zu kleineren Systemgrößen und Gewichtseinsparungen führt.

Der Einsatz von GaN im Kunststoffgehäuse erlaubt Kosteneinsparungen im Herstellungsverfahren sowie eine erhöhte Testeffizienz durch die hochvolumige Produktion.

GaN in Kunststoffgehäusen gibt Systementwicklern eine neue Flexibilität in die Hand, Leistungsstufen von mehr als 90 W ohne die Gewichts- oder Größenhindernisse herkömmlicher Transistorengehäuse zu erreichen.

GaN auf Keramik ist immer noch die Gehäuse-Option der Wahl für Bauelemente, die hermetisch versiegelt sein müssen, um den zuverlässigen Betrieb bei extremen Umgebungsbedingungen zu gewährleisten. GaN-Bauelemente mit Keramikgehäuse sind außerdem in der Lage, eine weitaus größere Ausgangsleistung zu erreichen als die heutzutage erhältlichen Alternativen aus Kunststoff.

Beim Vergleich von GaN-Transistoren mit Keramik- gegenüber solchen mit Kunststoffgehäusen hinsichtlich ihrer Anwendbarkeit und ihrer Einsatzbereiche ist die Soll-Lebensdauer der Endanwendung oftmals der entscheidende Faktor. So erwarten Systementwickler von militärischen Radarsystemen etwa eine stärkere Robustheit gegenüber Umwelteinflüssen als Entwickler vieler Konsumergeräte.

GaN-Bauelemente mit Keramikgehäuse sind ideal für Systeme geeignet, welche über lange Zeiträume extreme betriebliche Zuverlässigkeit bei minimalem Instandhaltungsbedarf erfordern und welche gleichzeitig weniger unter Kostendruck stehen als Systeme für kommerzielle Anwendungen.

Auch beim Packaging und der Montage von GaN-basierten Bauelementen kann die HF- und Mikrowellenbranche sich hier der Best Practices bedienen, die der breitere Elektronikmarkt erzielt hat, um die Kosten bei GaN zu senken.

Genauso wie Silizium-Halbleiterfabriken mit Hochvolumenproduktionen verwendet werden, um niedrige Kostenstrukturen für Verbundhalbleiter zu erreichen, sind auch die (ebenfalls durch Silizium ermöglichten) Gehäuse- und Herstellungsvorteile nutzbar, um die Vermarktung der GaN-Technologie auf dem Massenmarkt zu ermöglichen.

* Doug Carlson ist Director Strategy bei MACOM, Lowell/Massachusetts.

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