Implementation of an LTCC RF Front-End Module Considering Parasitic Elements for Wi-Fi and WiMAX Applications

In this paper, a compact RF Front-end module for Wireless Fidelity(Wi-Fi) and Worldwide Interoperability for Microwave Access(WiMAX) applications is realized by low temperature co-fired ceramic(LTCC) technology. The RF Front-end module is composed of three LTCC band-pass filters, a Film Bulk Acoustic Resonator(FBAR) filter, fully embedded matching circuits, an SPDT switch for mode selection, an SPDT switch for Tx/Rx selection, and an SP4T switch for band selection. The parasitic elements of 0.2~0.3 pF are generated by the structure of stacking in the top pad pattern for DC block capacitor of SPDT switch for mode selection. These kinds of parasitic elements break the matching characteristic, and thus, the overall electrical performance of the module is degraded. In order to compensate it, we insert a parallel lumped-element inductor on capacitor pad pattern for DC block, so that we obtain the optimized performance of the RF Front-end module. The fabricated RF front-end module has 12 layers including three inner grounds and it occupies less than $6.0mm{\times}6.0mm{\times}0.728mm$.

기생 성분을 고려한 Wi-Fi와 WiMAX용 LTCC 무선 전단부 모듈의 구현

본 논문에서는 저온 동시 소성 세라믹(Low Temperature Co-fired Ceramic: LTCC) 기술을 이용하여 Wi-Fi와 WiMAX에 적용할 수 있는 무선 전단부(RF front-end) 모듈을 구현하였다. 무선 전단부 모듈은 3개의 LTCC 대역 통과 여파기와 FBAR 여파기, embedded된 정합 회로, Wi-Fi와 WiMAX 모드 선택용 SPDT 스위치, 송 수신택용 SPDT 스위치 그리고 대역 선택용 SP4T 스위치로 구성되어 있다. 모드 선택용 SPDT 스위치의 DC block 패시터를 실장하기 위한 패드 패턴에서 LTCC의 적층 구조의 특성으로 인해 0.2~0.3 pF의 값을 가지는 기생 성분이 생기게 된다. 이러한 기생 성분은 설계된 회로의 매칭을 틀어지게 만들어 결과적으로 모듈의 전기적 성능을 저하시킨다. 따라서 기생 커패시터 성분에 상응하는 칩 인덕터를 DC block 커패시터 패드 패턴과 병렬로 달아서 기생 성분을 상쇄하여 모듈의 특성을 최적화하였다. 제작된 무선 전단부 모듈은 내부 접지(inner GND) 3개 층을 포함한 12층으로 설계되었으며, 크기는 $6.0mm{\times}6.0mm{\times}0.728mm$이다.