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[국내논문] 35 GHz 대역을 위한 LCP 기판 적용된 커패시터 및 인덕터 구현
Implementation of Capacitor and Inductor Applied LCP Substrate for 35-GHz frequency band 원문보기

마이크로전자 및 패키징 학회지 = Journal of the Microelectronics and Packaging Society, v.27 no.4, 2020년, pp.67 - 75  

이지연 (한국전자기술연구원 ICT.디바이스패키징연구센터) ,  유종인 (한국전자기술연구원 ICT.디바이스패키징연구센터) ,  최세환 (한국전자기술연구원 ICT.디바이스패키징연구센터) ,  이재영 (한국전자기술연구원 ICT.디바이스패키징연구센터)

초록
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본 논문에서는 LCP(Liquid Crystal Polymer) 기판을 적용하여 35 GHz 대역 회로에서 사용될 수 있는 커패시터인덕터를 다양한 용량으로 구현하였다. 회로에 적용하는 데에 따라 높은 용량을 갖는 수동소자가 필요하고, 이는 기본 구조인 전극형 커패시터와 Spiral 구조 인덕터로 설계할 수 있으나, 이 구조는 SRF(Self-Resonant Frequency)가 사용 주파수인 35 GHz 보다 낮아 고주파 영역에서는 사용 불가능하다. 이러한 주파수 한계를 발견하여, 본 논문에서는 DC와 고주파 영역 사용 수동소자를 분류하여 고안하였다. 기본 구조는 DC와 같은 낮은 주파수 사용에 적합하며, 35 GHz 대역인 고주파용으로는 마이크로스트립 λ/8 길이 stub 구조로 설계하였으며, open 및 short stub 구조는 각각 커패시터 및 인덕터로 동작하고, stub의 임피던스로부터 계산식을 통해 용량 값을 추출할 수 있다. 유전율 2.9인 LCP 기판으로 제작하고 측정하여, DC 사용 기본 구조 커패시터와 인덕터는 각각 1.12 ~ 13.9 pF, 0.96 ~ 4.69 nH 용량의 라이브러리를 구성하였다. 고주파 영역에서 사용 가능한 stub 구조의 커패시터와 인덕터는 각각 0.07 ~ 2.88 pF, 0.34 ~ 1.27 nH 으로 라이브러리를 구축하였다. 측정을 통해 용량 값을 다양화하는 방법을 검증하였으므로 더욱 세분화된 라이브러리를 구축할 수 있으며, 이들은 사용 주파수 35 GHz 대역의 TRM(Transmit-Receive Module)에서 동작 회로와 집적화가 가능하고, 회로에 적절히 활용될 수 있는 수동소자의 대안이 될 것이다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, by applying LCP substrate, the capacitor and inductor are implemented with a variety of value that can be used in 35 GHz circuits. Depending on how to apply it to the circuit, it is required high value by designing the basic structures such as electrode capacitor and spiral inductor. ...

Keyword

표/그림 (22)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 35 GHz 대역에서 동작하는 TRM(Transmit-Receive Module)에 적용하기 위해 다양한 용량 값을 갖는 커패시터와 인덕터가 필요하며, 본 논문에서는 이에 따른 라이브러리를 구성하였다. LCP를 적층하여 다층 구조의 수동소자를 설계하면 단층에 비해 더 넓은 범위의 용량으로 구현이 가능하다.
  • 회로에서 높은 용량을 갖는 수동소자가 필요할 때, 이는 SRF(Self-Resonant Frequency)가 사용 주파수인 35 GHz 보다 낮아 고주파 영역에서는 사용 불가능하다. 이를 해결하기 위해, 본 논문에서는 LCP기판으로 DC, 고주파 영역 사용 수동소자를 분류하여 고안하였다.

가설 설정

  • [Fig. 2]의 (a)와 같이 2개의 전극만으로 큰 용량 값으로 커패시터를 설계하게 되면, 전극의 면적이 커져 회로 기판에 사용될 경우 비효율적이다. 이를 보완하기 위해, 본 논문에서는 [Fig.
  • 25 pF(@100 MHz). (b) λ/8-line open stub structure of 0.24 pF(@35 GHz) from -j0.37Ω normalized.
  • 7 nH(@100 MHz). (b) λ/8-line short stub structure of 0.51 nH(@35 GHz) from j2.25Ω normalized.
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참고문헌 (9)

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  8. S. J. Hwang, H. J. Kang, J. O. Kim, and J. P. Jung, "Laser Micro-Joining and Soldering", J. Microelectron. Packag. Soc., 26(3), 7 (2019). 

  9. M. V. Schneider, "Microstrip Lines for Microwave Integrated Circuits", Bell System Technical Journal, 48(5), 1421(1969). 

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