플라스틱 실장된 MMIC 마이크로스트립의 전송 특성 해석

The Transmission Characteristics Analysis of Plastic-Packaged MMIC Microstrip

플라스틱 실장된 GaAs(ε/sub r/=13) MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuits) 마이크로스트립의 플라스틱 유전체에 의한 영향을 SDM (Spectral Domain Method)을 이용하여 해석하였다. 현재 초고주파 실장용 및 PCB 기판 재료로 널리 사용되는 FR-4 composites(ε/sub r/=4.2)를 이용하여 플라스틱 실장할 경우, GaAs MMIC 마이크로스트립의 특성 임피던스는 실장 전에 비하여 약 6 % 감소하고, 유효 유전상수는 약 13 % 증가한다. 이러한 플라스틱 유전체에 의한 기생 특성은 실장된 고주파 집적회로의 성능 저하를 초래할 수 있으므로 본 논문에서는 이러한 플라스틱 유전체 영향을 고려하여 실장후에도 50 Ω 정합 특성을 유지할 수 있는 스트립 폭을 계산하였다. 본 연구의 결과는 저가격 플라스틱의 실장 구조를 최적화시킴으로써 그 응용 범위를 확대하는데 유용하게 사용될 수 있다.

The dielectric effects of plastic packages on GaAs($\varepsilon$$_{r}$=13) MMIC microstrip characteristics are analyzed using the spectral domain method (SDM). As being packaged by typical FR-4 composites ($\varepsilon$$_{r}$=14.2) for PCB substrates and plastic packages, the characteristic impedance is reduced by about 6 %, but the effective dielectric constant is increased by 13 % from those of bare microstrip, respectively. The parasitic effects of the packaging materials can greatly degrade the performance of the packaged MMIC. We also calculated the optimum microstrip width, which maintains the 50 $\Omega$ matching condition after plastic packaging. These calculated results can be used to optimize the plastic packages, and extend the application ranges for low cost MMIC production.n.