Suppression of Parasitic Resonance Modes for the Millimeter-Wave SiP Applications

밀리미터파 SiP 응용을 위한 기생 공진 모드 억제

  • Lee Young-Chul (Division of Marine Electronics and Communication, Mokpo National Maritime University)
  • 이영철 (국립목포해양대학교 해양전자통신공학부)
  • Published : 2006.09.01

Abstract

In this paper, parasitic resonance modes generated in a conductor backed coplanar wave guide(CBCPW) and stripline band pass filter(BPF) and the oscillation phenomena of a 40 GHz power amplifier module(PAM) are analyzed and several methods to suppress them are presented for low-temperature co-fired ceramic(LTCC) based millimeter-wave RF System-in-Package(SiP) applications. Parasitic rectangular wave guide(RWG) modes of the CBCPW structure are completely suppressed in the operation frequency band by decreasing the distance between its vias and by increasing the mode frequency. In the stripline structure, RWG resonance modes are clearly eliminated by removing some vias facing each other and by placing them diagonally. In the case of the 40 GHz PAM, in order to reduce a cross talk due to radiation that is generated from interconnection discontinuities, high isolation structures such as embedded DC bas lines and CPW signal lines are used and then the oscillated PAM is improved.

본 논문에서는 저온 소성 세라믹(Low-Temperature Co-fired Ceramic: LTCC)에 기초한 밀리미터파 RF SiP(System-in-Package) 모듈 응용을 위하여, CBCPW(Conductor Backed CPW) 전송선과 스트립 라인 대역 통과필터(BPF)에서 기생적으로 발생하는 공진 모드들과 40 GHz 전력 증폭기 모듈의 발진 현상을 분석하고 이를 제거하기 위한 방법들을 제안하였다. CBCPW 구조에서의 기생 구형 도파관(RWG) 모드는 비아의 간격을 줄여 공진 주파수를 높게 하여 동작 주파수 내에서 완전히 억제하였다. 스트립 라인 구조에서는 마주 보는 비아 중한 쪽을 제거하여 대각선으로 비아를 배치함으로써 완전히 제거하였다. CBCPW의 마이크로스트립 패치 공진기 모드들을 제거하기 위하여, 갭을 통한 커플링을 감소시키기 위해 갭에 인접하게 비아를 배치하였다. 그 결과 기생 공진 모드들이 완전히 제거되었다. 40 GHz 대역의 능동 증폭기 모듈의 경우, 상호 연결(interconnection)불연속 효과로 발생한 방사에 의한 인한 누설(cross talk)을 억제하기 위해, LTCC 기판 내부에 내장된 DC 전원 배선과 CPW 전송선의 고 격리 구조를 사용하여 발진 현상을 개선하였다.

Keywords

References

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