광전회로 PCB에서 반사특성 개선을 위한 덤벨 형태의 CPW 전송선 설계

Design of Dumbbell-type CPW Transmission Lines in Optoelectric Circuit PCBs for Improving Return Loss

  • 이종혁 (경희대학교 전자정보학부 무선통신회로연구실) ;
  • 김회경 (경희대학교 전자정보학부 무선통신회로연구실) ;
  • 임영민 (경희대학교 전자정보학부 무선통신회로연구실) ;
  • 장승호 (경희대학교 전자정보학부 무선통신회로연구실) ;
  • 김창우 (경희대학교 전자정보학부 무선통신회로연구실)
  • 투고 : 2009.10.10
  • 심사 : 2010.04.06
  • 발행 : 2010.04.30

초록

플립 칩(Flip-Chip) 본딩을 적용하는 광 송신용 모듈에서 구동 IC(Driver IC)와 VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 사이의 전송선에서 반사특성을 개선시키기 위한 덤벨 형태의 CPW 전송선 구조를 제안하였다. 제안된 구조는 반사특성을 개선시키기 위하여 기판 측면의 플립 칩 본딩 구조에 그라운드 더미 솔더 볼을 이용하여 CPW 전송선 구조를 유지하였고, 덤벨 형태의 CPW 전송선으로 설계하여 반사특성을 개선시켰다. 시뮬레이션 결과, 덤벨형태의 CPW 전송선의 반사 특성이 일반적인 CPW 전송선보다 13 dB 정도 우수한 것으로 나타났으며, CPW 전송선의 형태를 유지시키는 더미 그라운드 솔더 볼이 있을 때 4 dB 정도 반사특성이 개선되었다. 구동 IC 와 VCSEL의 임피던스 변화에 기인하는 전송선의 입출력 임피던스의 변화에 따른 반사특성의 변화율은 ${\pm}2.5\;dB$ 정도로 나타났다.

A dumbbell-type CPW transmission-line structure has been proposed to improve the return loss of the transmission line between a driver IC and flip-chip-bonding VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser) in a hybrid opto-electric circuit board(OECB). The proposed structure used a pair of dummy ground solder balls on the ground lines for flip-chip bonding of the VCSEL and designed the dumbbell-type CPW transmission line to improve reflection characteristics. The simulated results revealed that the return loss of the dumbbell-type CPW transmission line was 13-dB lower than the conventional CPW transmission line. A 4-dB improvement in the return loss was obtained using the dummy ground solder balls on the ground lines. The variation rate of the reflection characteristic with the variation of terminal impedances of the transmission line (at the output terminal of the driver IC and the input terminal of the VCSEL) is about ${\pm}2.5\;dB$.

키워드

참고문헌

  1. "Optical backplanes - A global market and technology review", BPA Consulting, Dorking Survey, UK, 2001
  2. Thermal mechanical and optical modeling of VCSEL packaging
  3. Young K Song, Chin C. Lee "Millimeter-wave Coplanar Strip (CPS) Line Flip Chip Packaging on PCBs", 2005 Electronic Components and Technology Conference, University of California, Irvien, 1809-1813, 2003.
  4. Young K Song, Chin C. Lee "RF Modeling and Design of Flip Chip Configurations of Microwave Devices on PCBs", 2004 Electronic Components and Technology Conference, University of California, Irvien, 1837-1842, 2004.
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  6. 60 GHz Broadband MS-to-CPW Hot-via Flip Chip Interconnects
  7. Simulations, measurements and equibalent circuit for a CPW-CPW vertical interconnection
  8. Rigorous Field Theory Analsis of Flip-Chip