JQL/TEBO neu bei EMCO: HF-Komponenten und Custom Design

JQL/TEBO Technologies neu im Portfolio von EMCO Elektronik

EMCO Elektronik erweitert sein Angebot im Bereich HF-Komponenten und Mikrowellentechnik um die Produkte und Entwicklungskapazitäten von JQL/TEBO Technologies. EMCO ist damit der technische Vertriebs- und Ansprechpartner für Kunden in Deutschland, Österreich und der Schweiz.

Die Erweiterung richtet sich insbesondere an Entwickler, Systemintegratoren, technische Einkäufer und Projektverantwortliche, die nicht nur einzelne Standardkomponenten benötigen. Das Angebot verbindet ein umfangreiches Portfolio passiver HF- und Mikrowellenkomponenten mit kundenspezifischer Entwicklung, Prototypenbau sowie der Entwicklung und Bestückung elektronischer Baugruppen.

Aus Kundensicht ist diese Kombination relevant, wenn elektrische Anforderungen, mechanische Integration, thermische Belastbarkeit und Qualitätsvorgaben gemeinsam betrachtet werden müssen. Statt eine Komponente ausschließlich anhand ihres Frequenzbereichs auszuwählen, kann die gesamte Einbindung in die HF-Signalkette und in die übergeordnete Elektronik berücksichtigt werden.

Zwei Kompetenzbereiche für HF-Komponenten und elektronische Baugruppen

Das Portfolio vereint zwei sich ergänzende Kompetenzbereiche. JQL Technologies entwickelt und fertigt HF- und Mikrowellenkomponenten wie Filter, Isolatoren, Zirkulatoren, Coupler, Power Divider und weitere passive Bauelemente. JQL TEBO ergänzt dieses Angebot um die Entwicklung und Fertigung elektronischer Baugruppen und Geräte.

TEBO verfügt über Erfahrung in der Entwicklung und Bestückung von Leiterplatten und elektronischen Geräten in SMT- und THT-Technologie. Der Entwicklungsprozess kann dabei eine Machbarkeitsanalyse, die Auswahl geeigneter Komponenten, die Erstellung der Elektronik sowie die Vorbereitung der Fertigung und Prüfung umfassen.

Für kundenspezifische Systeme entsteht dadurch eine durchgängige Projektkette:

• Definition der elektrischen und mechanischen Anforderungen: Festlegung der benötigten HF-Funktion, der Schnittstellen, der Bauform und der Einsatzbedingungen.
• Auswahl oder Anpassung der HF-Komponenten: Einsatz vorhandener Standardprodukte oder Entwicklung einer anwendungsspezifischen Variante.
• Entwicklung der elektronischen Baugruppe: Integration der HF-Komponente in eine Leiterplatte, ein Subsystem oder ein vollständiges elektronisches Gerät.
• Prototypenbau und Verifikation: Aufbau erster Muster und Prüfung der elektrischen sowie funktionalen Eigenschaften.
• Überführung in die Fertigung: Vorbereitung reproduzierbarer SMT-, THT- oder gemischter Produktionsprozesse.

Passive Komponenten für unterschiedliche Aufgaben in der HF-Signalkette

Das JQL-Portfolio umfasst zahlreiche Bausteine, die für die Führung, Aufteilung, Kombination, Filterung, Entkopplung oder Terminierung von HF-Signalen eingesetzt werden. Die einzelnen Produktfamilien erfüllen dabei unterschiedliche Aufgaben innerhalb einer Sende-, Empfangs- oder Verteilstruktur.

• Cavity Filter und Ceramic Filter: Das Programm umfasst Bandpass-, High-Pass-, Low-Pass- und Notch-Filter. Hinzu kommen Duplexer, Diplexer, Triplexer, Quadplexer, Multiplexer, DTMA-Lösungen, PIM Testing Filter und Switch Filter Banks.
• RF-Isolatoren: Nichtreziproke Ferritkomponenten zur Entkopplung von Stufen innerhalb einer HF-Signalkette. Sie können beispielsweise dazu beitragen, eine empfindliche Quelle oder Verstärkerstufe gegenüber reflektierter Leistung zu entkoppeln.
• RF-Zirkulatoren: Mehrtorige, nichtreziproke Komponenten, die HF-Leistung in einer definierten Richtung von Port zu Port führen. Ihre konkrete Funktion hängt von der Beschaltung und der jeweiligen Systemarchitektur ab.
• Directional Coupler und Tapper: Komponenten zur definierten Auskopplung oder Verteilung eines Teils der HF-Leistung, beispielsweise für Monitoring-, Mess- oder Verteilaufgaben.
• Power Splitter und Combiner: Reaktive und Wilkinson-Strukturen für die Aufteilung oder Zusammenführung von HF-Signalen.
• Hybrid Combiner und Hybrid Matrices: Komponenten für Signalverteilungs- und Kombinationsaufgaben, bei denen neben der Leistung auch definierte Phasenbeziehungen relevant sein können.
• Low-PIM-Komponenten: Dazu gehören unter anderem Attenuators, Terminations, Directional Coupler, DC Blocks und Bias Tees für Anwendungen mit erhöhten Anforderungen an die passive Intermodulation.
• DC Blocks und Bias Tees: Komponenten zur Trennung beziehungsweise Kombination von HF- und Gleichstrompfaden.
• Terminations und CVD Diamond Terminations: Abschlusskomponenten zur Aufnahme von HF-Leistung. Die zulässige Leistung und die thermischen Randbedingungen sind für jedes Modell gesondert zu prüfen.
• Waveguide-Komponenten: Das Portfolio umfasst unter anderem Waveguide-Ausführungen von Isolatoren und Zirkulatoren sowie entsprechende Adapter.

Die Produktdatenbank enthält Lösungen für unterschiedliche Frequenzbereiche, Leistungen und Integrationsformen. Konkrete Werte für Einfügedämpfung, Isolation, Rückflussdämpfung, VSWR, Dauerleistung, Spitzenleistung und Betriebstemperatur sind modellabhängig und müssen anhand des jeweiligen Datenblatts bewertet werden.

Koaxial, Drop-in, SMT, Microstrip oder Waveguide

Besonders bei Isolatoren und Zirkulatoren ist nicht nur die elektrische Spezifikation entscheidend. JQL bietet diese Ferritkomponenten in mehreren mechanischen und elektrischen Integrationsformen an:

• Koaxiale Ausführung: Geeignet für den Einbau in verkabelte HF-Signalwege oder modulare Systeme mit definierten Koaxialschnittstellen.
• Drop-in-Ausführung: Für die direkte mechanische und elektrische Integration in ein HF-Modul oder ein gefrästes Gehäuse.
• Surface Mount: Für eine kompakte Leiterplattenintegration und automatisierbare Bestückungsprozesse.
• Microstrip-Ausführung: Für die Einbindung in planare HF-Schaltungen mit anwendungsspezifischem Leiterplatten- und Gehäusedesign.
• Waveguide-Ausführung: Für Hohlleitersysteme in entsprechenden Mikrowellen- und Millimeterwellenanwendungen.

Die Auswahl der Bauform beeinflusst den benötigten Platz, die Übergänge zwischen Leiterplatte, Gehäuse und HF-Schnittstelle, das thermische Verhalten sowie die erreichbare Reproduzierbarkeit. Bei Drop-in-, Microstrip- und SMT-Komponenten muss insbesondere das Layout der Leiterplatte beziehungsweise des Trägermoduls als Teil der HF-Funktion betrachtet werden.

Für die technische Bewertung sind daher nicht nur die nominalen S-Parameter der Komponente relevant. Ebenso wichtig sind die Referenzebene der Messung, die Gestaltung der Masseanbindung, die Gehäusemoden, die mechanischen Toleranzen und die Wärmeableitung unter realen Betriebsbedingungen.

Custom Design, Prototypenbau und Serienüberführung

Neben den Standardprodukten bietet JQL kundenspezifische Entwicklungen von Komponenten und Subsystemen an. Das ist insbesondere dann relevant, wenn ein vorhandenes Produkt die geforderte Frequenzabdeckung, Bandbreite, Sperrdämpfung, Isolation, Belastbarkeit, Baugröße oder Schnittstelle nicht vollständig erfüllt.

Nach Angaben des Herstellers kann das R&D-Team Produktkonzepte in Prototypen überführen und diese anschließend für eine Serienfertigung weiterentwickeln. JQL nennt eine typische Durchlaufzeit von zwei bis vier Wochen für Prototypen. In einzelnen Fällen sollen Produktdatenblätter innerhalb von 48 Stunden erstellt und erste Muster bereits nach drei Tagen bereitgestellt werden können. Diese Zeitangaben sind als Herstellerangaben zu verstehen und hängen von Spezifikation, Komplexität, Materialverfügbarkeit und Prüfaufwand des jeweiligen Projekts ab.

Für eine belastbare kundenspezifische Anfrage sollten möglichst früh konkrete Anforderungen definiert werden:

• Elektrische Parameter: Frequenzbereich, Bandbreite, Einfügedämpfung, Isolation, Rückflussdämpfung, Sperrdämpfung oder Kopplungsfaktor.
• Leistungsprofil: Dauerleistung, Spitzenleistung, Pulsbreite, Duty Cycle sowie zulässige Vorwärts- und Rückwärtsleistung.
• Linearität: Zulässige Intermodulationsprodukte und gegebenenfalls Anforderungen an Low PIM.
• Mechanische Integration: Abmessungen, Footprint, Befestigung, Anschlüsse, Portanordnung und maximale Bauhöhe.
• Thermische Bedingungen: Betriebstemperatur, Kühlkonzept, thermische Kontaktfläche und verfügbare Wärmeabfuhr.
• Umgebungsanforderungen: Vibration, Schock, Feuchtigkeit und weitere projektspezifische Belastungen.
• Prüf- und Dokumentationsumfang: Messdaten, Rückverfolgbarkeit, Abnahmekriterien und benötigte Qualifikationsnachweise.

TEBO kann die Entwicklung durch die Konstruktion und Bestückung von SMT- und THT-Baugruppen ergänzen. Die italienische Organisation beschreibt dabei auch die Entwicklung dedizierter Teststände, wenn vorhandene Functional-Test- oder In-Circuit-Testverfahren für die jeweilige Baugruppe nicht ausreichen.

Qualitätssicherung und Rückverfolgbarkeit

Bei HF-Komponenten können kleine Abweichungen in Material, Geometrie, Montage oder Kontaktierung messbare Auswirkungen auf Einfügedämpfung, Isolation, Anpassung oder passive Intermodulation haben. Ein kontrollierter Fertigungs- und Prüfprozess ist deshalb insbesondere bei Serienprodukten und qualifikationspflichtigen Projekten von hoher Bedeutung.

JQL nennt für seinen Standort in Mundelein in den USA Zertifizierungen nach ISO 9001, ISO 14001 und AS9100. Darüber hinaus beschreibt der Hersteller eine vertikale Integration, zu der auch die eigene Herstellung von Ferritmaterial gehört.

Für Entwicklung, Fertigung und Verifikation werden unter anderem folgende Einrichtungen genannt:

• Röntgenprüfung: Zur zerstörungsfreien Kontrolle interner Strukturen und Verbindungen.
• Temperature-Shock-Prüfung: Zur Bewertung von Bauteilen und Verbindungen bei schnellen Temperaturwechseln.
• ICT und elektrische Prüfungen: Für die Kontrolle elektronischer Baugruppen und elektrischer Produkteigenschaften.
• Anechoic Chamber: Für ausgewählte HF- und elektromagnetische Messaufgaben.
• PIM Testing Station: Für die Prüfung passiver Intermodulation bei entsprechend spezifizierten Komponenten.
• Power Testing: Für Messungen unter den vorgesehenen HF-Leistungsbedingungen.
• Vibration Testing: Für die Untersuchung mechanischer Belastungen.

JQL beschreibt außerdem eine chargenbezogene Materialrückverfolgbarkeit über Barcodes und ein ERP-/MES-System. Nach Herstellerangabe erfolgt bei der abschließenden Qualitätsprüfung eine vollständige elektrische Prüfung, deren Messkurven gespeichert werden. Der konkrete Prüfplan, die Messunsicherheit und die Akzeptanzgrenzen bleiben jedoch produkt- und projektspezifisch.

Space Qualified Komponenten: Qualifikation muss projektspezifisch definiert werden

Die EMCO-Ankündigung nennt Space Qualified Isolatoren, Zirkulatoren und Filter in unterschiedlichen Bauformen. Für Raumfahrt- und andere High-Reliability-Anwendungen ist die Bezeichnung allein jedoch nicht ausreichend, um die Eignung für ein konkretes Programm zu bewerten.

Die bereitgestellten Informationen nennen keine allgemein gültige Qualifikationsstufe für das gesamte Portfolio. Auch die jeweils anzuwendenden Standards, Screening-Level, Strahlungsanforderungen, Materialvorgaben, Lot-Acceptance-Tests und Dokumentationspakete sind nicht pauschal spezifiziert.

Für ein Space-Projekt sollten deshalb unter anderem folgende Punkte frühzeitig abgestimmt werden:

• Missionsprofil: Einsatzdauer, Orbit, Temperaturzyklen und mechanische Belastungen.
• Elektrische Derating-Vorgaben: Zulässige HF-Leistung und thermische Belastung mit den geforderten Sicherheitsmargen.
• Material- und Prozessanforderungen: Rückverfolgbarkeit, zulässige Materialien, Oberflächen und Fertigungsprozesse.
• Screening und Qualifikation: Erforderliche Prüfsequenzen, Stichprobengröße und Abnahmekriterien.
• Dokumentation: Prüfberichte, Materialnachweise, Konfigurationskontrolle und Freigabestatus.
• Losbezogene Verifikation: Festlegung, ob eine Typqualifikation, eine Losprüfung oder eine Einzelstückprüfung erforderlich ist.

Die konkrete Space-Qualifikation muss daher anhand der jeweiligen Teilenummer und der Programmspezifikation geprüft werden. Eine AS9100-Zertifizierung eines Standorts ersetzt nicht automatisch eine produkt- oder missionsspezifische Qualifikation.

Typische Anwendungen und technische Auswahl mit EMCO

JQL/TEBO adressiert Anwendungen in Wireless Infrastructure, Public Safety, DAS, Radio Link, Radar, SatCom, Defense und industrieller Elektronik. Je nach System können einzelne passive Komponenten, kundenspezifische HF-Baugruppen oder vollständige elektronische Subsysteme benötigt werden.

• Wireless Infrastructure und DAS: Filterung und Verteilung von Signalen sowie Einsatz von Low-PIM-Komponenten in leistungsführenden Signalwegen.
• Public-Safety-Kommunikation: Frequenzselektive Komponenten, Coupler und Verteilstrukturen für entsprechende Funkinfrastrukturen.
• Radio Links: Kompakte Isolatoren, Filter und weitere passive Komponenten für Mikrowellen-Funkstrecken.
• Radar: Ferritkomponenten, Filter, Waveguide-Bauteile und Signalverteilkomponenten für projektspezifische Architekturen.
• SatCom: Filter, Multiplexer, Isolatoren, Zirkulatoren und Waveguide-Komponenten für Boden- oder andere Satellitenkommunikationssysteme.
• Defense und Space: Kundenspezifische Komponenten und Baugruppen, bei denen Qualifikation, Rückverfolgbarkeit und Dokumentation Teil der technischen Spezifikation sind.
• Industrielle Elektronik: Entwicklung, Bestückung und Prüfung kundenspezifischer SMT- und THT-Baugruppen.

EMCO unterstützt Kunden bei der Einordnung der benötigten HF-Funktion, der Auswahl einer geeigneten Komponentenfamilie und der Abstimmung kundenspezifischer Anforderungen. Dazu gehört insbesondere die Klärung von Frequenzbereich, Leistung, Isolation, Einfügedämpfung, Bauform, Schnittstellen, thermischer Integration und erforderlichem Prüf- beziehungsweise Qualifikationsumfang.

Damit ergänzt JQL/TEBO das EMCO-Portfolio nicht nur um weitere passive HF- und Mikrowellenkomponenten. Die Verbindung aus Komponentenentwicklung, Elektronikdesign, Prototypenbau und Fertigung schafft auch eine Grundlage für Projekte, bei denen eine Standardkomponente allein nicht ausreicht.