マイクロ波技術 - RF／マイクロ波回路基板における薄膜受動素子

における大部分の薄膜受動素子 RF /マイクロ波回路基板 多層セラミック焼成技術にも基づいている, 高導電性金属合金電極層および低損失セラミック絶縁層の複数の層が必要な容量値を得るために千鳥化される. 次いで、得られた積層体を高温で焼成して、モノリシック構造を形成する. このプロセスは、コンデンサおよび高出力コンデンサの大容量の必要性を依然としてよく満たしている.

しかし, 多層セラミックプロセスは、RFにとって重要な特定のパラメータにおいて、バッチとの間の差を同じバッチ内の製品とすることができる デザインer, Q値のような, ESR, 絶縁抵抗の変化, そして、指定された許容範囲の上の静電容量値の変化. これらのパラメータ変化が否定的な影響を持たない多くのアプリケーションがあります, 薄膜素子製造分野における現在の技術進歩 デザイン生産に代わるもの 高周波マイクロ波 板 元素.

半導体を製造するために使用される同じ薄膜技術を使用して、厳しい電気的および物理的特性を有する薄膜受動部品を製造することもできる。ワイヤ幅及び絶縁層の厚さは、それぞれ1×1／4 m、10 nmとすることができる。厳密な線幅寸法は、厳しいパラメータ公差（インダクタンス値および静電容量値）を導き、いくつかの他の電気的性能の利点をさらに最適化することができる。高い真空電極蒸着プロセスにより，esrバッチは製品バッチと異なるバッチ間の非常に安定である。化学蒸着（cvd）プロセスによって得られた超清浄及び低k絶縁層はqとesr値を非常に安定にする。インピーダンス値は広い周波数範囲で安定で予測可能である。フラットグリッドアレイ（lga）パッケージプロセスは，寄生パラメータを低減することを可能にする。

薄膜素子のこれらの性能利点は、設計に影響を及ぼす。しばしば、特定の回路機能を達成するために必要な部品の数を減らすことができる。使用するコンポーネントの数を減らすことによって、設計サイズを小さくするだけでなく、組立時間とコストも節約でき、製品の信頼性が向上する。加えて、このコンポーネントを使用している製品の全体的な電気的性能は、より安定した電気的性能およびより低い損失により改善されるであろう。

典型的な応用例では、狭帯域ノッチフィルタは、複雑で広い範囲のマルチバンド無線受信機によって生成された偶発的な差動周波数および高調波を減衰させるために使用される。フィルムのほぼ完全な性質のために、ダブルT設計において、使用される6つのコンポーネントを単一の高品質フィルムコンデンサに置き換えることが可能である。

A thin-film capacitor (shown in Figure 1) also has an unmentioned performance advantage: it responds to only one resonant point because the device is packaged as a multilayer ceramic capacitor (MLCC) using a single insulating layer デザイン. 図2は、このフィルムコンデンサのための部分的なS 21順方向伝送損失特性曲線を示す.

フィルムコンデンサの構造

図2前方伝送損失特性曲線

フィルムコンデンサ構成要素を選ぶことによって, PCBメーカー 単層キャパシタの優れた電気性能を得ることができ、MLCCタイプ部品の利点を享受することができる. 図3は、電極および酸化物層の厚さに対するフィルムキャパシタの性能の安定性の影響を示す, 絶縁層のK値に対する品質の影響.

フィルムコンデンサの周波数応答は、優れた再現性を有する

バンド・ストップ・フィルタとしてのフィルム・コンデンサの使用が制限を有することを理解しなければならない. フィルムコンデンサは通常、小さなキャパシタンス値, それらは、比較的高周波数帯域阻止フィルタ デザインs. 低周波なら デザインsが関与, 代替フィルタメソッドを使用する必要があります, usually using high Q multilayer RF /マイクロ波回路基板 コンデンサ.

フィルムインダクタンス.

フィルムインダクタは、空気コアインダクタに対して多くの実用的利点を有している（ただし、同じQを達成しない）。表面実装の間、フィルムインダクタは、空気コアインダクタよりも容易にグラブして配置される。また、アセンブリにおいて一般的に使用されるIR、気相法及び波プロセスを用いることも便利である。加えて、フィルムインダクタは、これらのプロセスの間、それらのインダクタンス値を維持することができ、ハンドリングおよび強い振動環境においても可能である。空気コアインダクタを使用することができるので、回路で調整することはできないが、ある回路機能を実現するために必要な正確なインダクタンス値を決定すると、空気コアインダクタの代わりに薄膜インダクタを使用することができる（Q値が十分であると仮定する）。

フィルムコンデンサの場合と同様に、薄膜インダクタのESR及び損失は、ライン幅制御及び絶縁層堆積の品質／精度により著しく低下する。これにより、完成したサイズを0402パッケージに還元し、0.05 nHに近い精度を許容しながら、ほぼ任意のインダクタンス値を達成することができる。さらに、安定した金属化プロセスによって、フィルムインダクタが高い電流容量を有することが可能になる。電流容量は、1000 mAまでの製品から製品に変化する。

薄膜インダクタは、広帯域増幅器の周波数補償のために使用することができる。以前は、抵抗／インダクタの組み合わせを使用した。薄膜コンデンサの場合と同様に、薄膜インダクタの使用により、回路で使用される部品の数を減らすことができ、結果として、完成したサイズを減少させ、重量を減少させ、アセンブリを簡素化し、コストを削減し、信頼性を向上させることができる。フィルムコンデンサのように、フィルムインダクタは小さなインダクタンス値を提供することができるので、それらの応用は制限される。

と, 薄膜インダクタは デザイン非常に高い周波数で良好な解を持つER. 一般的な応用例は、数ギガヘルツまでの周波数を有する発振器である. 高周波で, このような小さなインダクタンス値を有するワイヤ巻回されたインダクタを製造する技術が利用できないので、ワイヤ巻き型インダクタを使用することは非実用的である. このタイプのアプリケーションで, デザインERには2つのオプションしかない PCBコアイットボードデザイン 低インダクタンス値を得る, または微小表面カプセル化フィルムインダクタを選択する.