多層 プリント基板によるMMIC
ベ ガ テクノロ ジ ー 株 式 会 社
1 'WG(Post wa‖ Wave Cuide)
マイクロ波周波数帯以 にのl_送 路としての代表例に
導波管 (Wave cuidc)が ある。これは繊前からのレーダ
研究の 環として 高電力のマイタロ破をllt給 できる●
送筵としては最適であった.し かし、
金属で製造された導
波書は■く 大きいために小型化は不tr能 であった。近
年ではプラスチッタで製辻し、
内部のま面に金属壁をコーティ
ングしたものがあるが、
軽量 化
ら仲びたパターンは に ドに誘電体を決み、
その外側 に14
体が広がっているので Sl´ (St■ p L ne)を 形成する
"i澪になる。ANTと SL間 にあるパ ターンはMatching
こと
鋼板を18μ から35μ へ Vく することにより十分を圧着力を
る
件てヤヽ
① バッケージ内部のAir4間 は夫振 器として勁 iす る場
Stubと してANTと SLの
合があるので、
頭過市域から共振周 波数を避ける
“ ことが
必要となる。小 型化を■要 祝するために 共攘 周波数を
整 命を取 っている。SLを
通った後に L都 が A[空
間となりMSが 形藤 れる。
高職に移動させるのが 最llと 言えるので、
P板 内のAir空
間￨ま 出来るだけ悔 を狭 くして本構を少なくした。また、
鋼
製のカバーのAr空 間もマッチングが取れるように立ち H
力
置を4■ の位置に合わせ 幅と高さを衝ました.
SLと MS]￨・ lの 段 差補
)パ ターンはsLと MSL
正σ
間 の 不連続 性 を補 にす
"位 側にPost Wan(GND)が 企計8個 ある力 これら
OSL“
るもので SLと MSL山 の
整令を取っている。
はPWGと Airバ ッケージのイ
上切りとして動作 している。し
かしlAj側 の4個 については■切りだけではなく、
SLと の距
'、
口‐
21
SL部 とMViCは WB 'WCに
よ0′ ,ケ ージ●遺(趣 式●
その理 由は導 波 督 にはカット
オフ周 波 数があり 伝 送す る
周波数によりその日経が決 定
される。以下にその寸法を決定
する算出式を国‐
11導 置ヽ の
昴 11
■凛●●カットオフ潤漱豫
また、
PWCと MMIcパ ッケーン間にある、
合,「 8価 のス
ルーホールは遁邊帯域と 幸合に効果があり、
通りをflr
置関係により広帯域の整合を取
ること力i● lrと なった。
22は Simula● 。n結 果 で
国‐
あリ ー2011'Rcturn LOss,″ 城
は、
その比番電半によ噂 波書のカットオフ周波数は ドが
ることになる.力 ′トオフ周波数を人気の時のように戻すに
は率波管 円口部 の長 千 ■法 Wを 短 くすることにな/..し
は 18GHzを 超 えて いる ,ま た 、
周波 数に無 関係 となっているが 、 ―
苺波 管 の 絆 入授 失と伝送 モード
が極■に変化しない範 闘であれば
、を小さくした方が内部誘電体によ
る伝撤 損 失を少なくすることが
“
==二 =■ =■=
されているPICと MSLと の 変換特性 は .l
現在
=案
波数帯城が狭 く、
変換 損失も大きいためにアイデアとして
よく,絆 山曖として持 oさ れているが、
実際 の使 lr"は
口 22 PWOバ ッタージの
Sバ ラメータ
ヒ電界分お
"摯
けtが 現 れている。このことは一例としてMMICパ ッケー
ジ内部のヽ L部 をLPFに 置き換えると 低損 失の広ヤ技
BPF(Band Pas、 Fnter)ヵ {形 成できることになる。その
場 今はbias,Ortは 不要なので、気に特性 の改善が 見込
める。バイアス1帖 のオートを大きくしているのはパイパス
コンデンサの賀割を兼ねた効来があり、
今までは単板 コン
デンサを導電性接着剤 (ア ミコン)又 は●理にて間着して
いた力(PWCを 3層 にすることで、
bias portと CNDP3の
誘電体 〈
レみ()3mm程 度 )で バ イパスコンアンすが形成
される.20C.Hz‖ 以 Lで はパィパ ス効 果はさらに大きくな
能である.
広仕域化の検討でます着日したのは PWC Aヽ l SI
を示す。
OPWG内
PWGを 通 り、基板 jlの ANT部 で受●される。ANT部 か
PWC Package2個 を陳間
部のANrに ついてはRcturn l.ossを 考慮し
てPWGの Ⅲ面とANTの 距麟を最適な位置とした.
OANTと Sし についてはその間にtaperを 付けてミスマッ
チングの低減を行った。
OSLと MSLの 幅の違 いはtaperに より不■競 面の政青
を41っ た。
:
近が改 善するヽ 性能の変イ
ヒは
発生するが 籠 々のパッケージで
Return Lossと 周 波載 帯域 が
1分 取れていれば、
接 続 による 国 3
劣イ
ヒは少ないこと力う かる.ま た 岩拙:廃 え;繁 :零 性
特性結 果から60Gllz以 卜に1" は 固無し)と e,,ぉ
城力t広 くなる可能性も+分 に考えられる。
5.礎 棄 の モ ジュー ル 機 緞 方 法 と
,WGパ ッケ ー ジによる盤 機方 法 の比 較
41に 示すように、
従来のマイクロ波以 卜の部15は 国‐
金属ケースにKコ ネタタまたはVコ ネクタを取りつけ 各々
を
・lllコ ネクタ及び
・ l軸 ケープル または
・ l軸 コネクタ(P/P)
で接続するものであった。国‐
41は モジュールの配には
自
4Tえ るが 同機コネクタと同鮨ケープルの
損失
"に くなり、
モジュール,日 のReturn Lossや "入
が大き
数をt
つの 金属
41の
ケース ●部に 国 ‐
1卜
ILモ ンュール3個 分の
"波
MMiC十 導 体 チ ップ を
.「
〆
メ .́_
“
.“
41
n● コネク,ユ び
□
同●ケープルI=よ るl■ 饉
MMIC PICバ
ッケージ
に搭載するので、●
l議 コネ
クタ及び1● 軸ケープルを4吏
用しなくてもヽい。
したかっ
て 本 バッケージを収納 す
ることにより 従来の高価な 口‐
42
H:C'WGバ ッケー´tよ うll薔
金 型 による金 属 製 の モ (モ ジュール内部の菫大田
)
ンュールは必 要が無くなり、
モジュールの総数も減少する。また
OWBは MSLと 半導体 MSし の最も外 鱒にBondingを 2
MMIC PwGバ ッケー
ジ等の 交換も容易となり、
これらの 部●
●を,め た鑢 質長 と
製遭 コストは大 幅に減少する。将 来 ￨￨に 1ま 術え
型
",小ミリ
高周波部 品にも応用が ●
r能 でぁリ マイクロ波すから
波薪以 Lで も使,1で きる本パッケージを撥厳したRFプ ロッ
本打ち、
不遮続面を経裁した。テフコン基板 へ のWBは テ
フロン材が柔らかいために十分を圧 着力が弱 いが 屁延
タは高周波 伝送路を備えた高用波 モジェール部品として
の新しい利用形態を提案するものである.
OSiと MSLの 変換 は、sLSの L部 を切取ることにより
MS∫ を形成し 切取る幅を調整することで■全をとった。
OMSLを パッケージ内 部に突 alさ せ 、パッヶ―ジ内 副
Ai絆 田との■今をとり ■つTBの lL置 を●I択 した.
口 求 No
E0000
'の
¨
ヨ・
︵日＝＝Ｈ日闘ロロ︶‘５ ２ζ・
う０い・
●●ヨけ、
，
伝送路が累なり を夏界で発生する不連続部によるミスマッ
チング(不 立 今 )が 大きな問題であった。以下に整金対策
バツケージ内部の信 サ経路を説明する。
に、
輩 ミリエ信 号 はPortlか ら人 力し プリント基板 による
■織線による特性の変化
が劣イ
とする.
42は
国‐
3.不 運 籠 口 の 補 正 に よ る 菫 含 方 法
MSL WB‐ +導 体MSLの 各部の信 号経路でそれぞれの
MSl.部 を桜続する.MMICの 電漂はRrF,人 力に対
して直 rrに 2方 向から供給する.こ の班合は土VOcを 供給
するものとしてモデル化したものである。日‐
21に 示すよう
4.MMiC PWG′ ヽッケージの
露
曇
圏
懲
実 用化するためには″理を広 くし、
挿 入‖矢をヽ減す
ることが必 要になる。また、
他のfr送 路との変換 効率も
`
慮しなければならない。
片面にアルミニウム枚を貼り付けた0精 プリントル板によ
るPWCの 中をくり貫き、
その中をバ ソケージとしてMMIC
を収 納 する。M MIcは アミコンまたは0饉 にて出着し、
WB(Wirc BOnding)に てMMiCと パッケー ジ内部の
..
重 接 続 で は 35Gllz∼ 40CIIzイ 」
:騒
ほとんど,い と考えられる.
2.PWGに よるMMiC′ ヽッケージの構成
を想定している
単体 のReturn Lossよ 35GHz
と4861lzイ 」近が少し劣イ
とするが、
るので 従来の 性板 コンデンサは不アとなる。本 モデルで
はbias portの 面 fAは 小さいが さらに大きくすることも,F
れている。
ラインが bias pOrttと 2に 接続きれているが これは本パ ソ
ケージ内にMMICを 搭 載した場 0に 使 ,"す る電線ボート
Simulationに よるMMiC
Il径 を小さくし、
11の 式 によつ導波■ のカットオフ
以上の対策の需果 として国
・21の 様な構辻となり 特
22の 結果 となる。国 ‐
21の +V biasと 一V bias
性 は国 ‐
無く接続したIItの 特性 の変イ
ヒを
国‐
3に 示す.
inserlon Lossも Simula10n絆
果 によると 2組 の 変換
を経
"l路 わず
出しているにもかかわらず
導波管 の 内部に誘電体を計め込むと実現 iI能 になるが、 か0 1dB程 度となっている.
この 導波管の 製造邊 程は複雑になる.ISに 湾面部分
PWCを 経 山していることで ヽ
`t
ついてはMIけ が生して伝搬特性に彰語が 1る .ま た 導
25GH夕 のCu1 0fr周 波数以 卜は
波ヽ の 厚み 子法 tに ついては国 ‐
,た 鷲 によるハ イパ スフィルタの
“
,́て ,尊 波常を小型にするために1ユ
離を迪工 に取ることにより、
広‖球性 を供ちなから整金を
取ること力｀
出来るのである
.
適になる。
11の 式から導波管の 内部が大気であれば ar■ 1
国‐
となるが 例えば導波督の Al部 に誘電体をjT入 した場合
たが
)
で磁 続 される。幅 の広 い MSLの 口:燿 か ら幅 の よ ,'
MMicの MsLの 両佃2本 のワイヤボンディングを行うこと
によリ パッケーンのMSLと MMICの MSL間 の華金が 最
はできるめ`大 きさは同じである.
カットオフ周波数に示す。
PWGパ ッケージの研究
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