3D 이종 집적 수동소자 기술을 기반으로 한 우수한 선택성을 갖춘 소형화된 광대역 대역 통과 필터
소환
Zhou, Y., et al.: 3D 이종 집적 수동 소자 기술을 기반으로 한 우수한 선택성을 가진 소형화된 광대역 대역 통과 필터. IET Microw. Antennas Propag. 18(4), 266–271 (2024). https://doi.org/10.1049/mia2.12447
키워드
- 5G 이동통신
- 집적회로 설계
- 마이크로파 장치
- 광대역 대역 통과 필터
- 3D 이종 집적 수동소자 기술
- 주파수 선택성
- 넓은 스톱밴드
- GaAs 기반
- 유리 기반
- 마이크로나노 스케일 프로세스
- 품질 요인
- 삽입 손실
- 전송 제로(TZ)
- 이기종 통합
- 플립칩 본딩
- 볼 그리드 어레이(BGA)
- 유리관통(TGV)
짧은
본 논문에서는 3D 이기종 집적 수동소자 기술을 사용하여 설계된, 우수한 주파수 선택성과 넓은 저지대역을 갖춘 소형화된 광대역 대역 통과 필터를 소개합니다.
요약
이 논문은 3D 이종 집적 수동 소자(IPD) 기술을 사용하여 우수한 주파수 선택성과 넓은 정지 대역을 보이는 소형화된 광대역 대역 통과 필터(BPF)에 대한 새로운 설계를 제시합니다. 이 기술은 GaAs와 유리 기판 모두에 구성 요소를 통합하여 성능을 향상시킵니다.
주요 측면에 대한 분석은 다음과 같습니다.
- 문제점: 광대역 BPF를 설계하는 기존 방법은 소형 크기, 낮은 삽입 손실, 고주파 선택성 및 넓은 정지 대역을 달성하는 데 한계가 있습니다. 이러한 측면을 개선하기 위한 기존 기술은 종종 크기와 손실이 증가하는 결과를 초래합니다.
- 해결책: 제안된 BPF는 3D 이종 통합을 통해 구현된 6차 고역통과-저역통과 토폴로지를 활용합니다. 여기에는 유리 기판의 3D 나선형 인덕터와 GaAs 기판의 고밀도 커패시터를 결합하는 것이 포함됩니다.
- 장점:
- 소형 크기: 필터 면적은 0.014 × 0.018 λ0<sup>2</sup>(1.1 × 1.42 mm<sup>2</sup>)에 불과하여 고밀도 집적에 적합합니다.
- 우수한 선택성: 이 설계는 통과 대역 근처에 여러 개의 전송 제로(TZ)를 통합하여 선택성과 저지 대역 제거를 향상시킵니다.
- 낮은 손실: 유리 위의 3D 나선형 인덕터는 기존 평면 인덕터에 비해 더 높은 Q 인자를 나타내어 삽입 손실이 낮습니다.
- 제작 및 결과: BPF를 제작하여 테스트한 결과, 중심 주파수는 3.875GHz, 3dB 분수 대역폭(FBW)은 42%, 20dB 제거 범위는 5.22~20GHz(5.15 f0)였습니다. 측정 결과는 시뮬레이션 성능과 거의 일치했습니다.
결론적으로, 이 연구는 5G 장비와 같이 소형화와 신호 필터링이 중요한 첨단 무선 통신 시스템에 적용할 수 있는 소형화되고 고성능 광대역 BPF를 개발하는 데 유망한 접근 방식을 소개합니다.
출처: https://ietresearch.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1049/mia2.12447