JP2002314026A - Wide-band amplifier and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信等の広帯域
信号を扱う通信分野において、送信側のシステム内で信
号の持つ特性を劣化することなく、信号レベルを増幅す
る広帯域アンプ及び広帯域アンプの製造方法に関するも
のである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wide-band amplifier and a wide-band amplifier for amplifying a signal level without deteriorating the characteristics of the signal in a transmission side system in a communication field which handles a wide band signal such as optical communication. It relates to a manufacturing method.
【0002】[0002]
【従来の技術】広帯域信号を扱う通信分野、特に光通信
等において、大量の情報を伝送するには、FM一括変調
等を用いて送信側の入力信号を広帯域信号とし、伝送を
行う方法がとられる。一例として、図11に示すファイ
バー・トゥ・ザ・ホーム(FTTH)システムの場合で
は、数十チャンネルの電気信号であるアナログ画像信号
及びデジタル画像信号が、信号源10からケーブルテレ
ビ等の画像信号として発信される。上記信号源10から
の画像信号は、光送信装置11において一旦FM変調さ
れた後、光信号に変換され、光ファイバー14を介して
各家庭36に送信される。2. Description of the Related Art To transmit a large amount of information in a communication field dealing with a wideband signal, particularly in optical communication, there is a method of transmitting an input signal on the transmission side into a wideband signal by using FM batch modulation and the like. Can be As an example, in the case of a fiber-to-the-home (FTTH) system shown in FIG. 11, an analog image signal and a digital image signal, which are electric signals of several tens of channels, are converted from a signal source 10 into an image signal of a cable television or the like. Be sent. The image signal from the signal source 10 is once FM-modulated in the optical transmission device 11, converted into an optical signal, and transmitted to each home 36 via the optical fiber 14.
【0003】上記光送信装置11の構成を図12に示
す。上記光送信装置11は、FM変調装置15と、広帯
域アンプ16と、電気−光変換装置17と、光増幅器1
8とを備える。図11の信号源10からの画像信号は、
図12の上記光送信装置11に備えられる上記FM変調
装置15によりFM変調され、次に上記広帯域アンプ1
6において、光信号に変換する為に必要な信号レベルま
で増幅される。上記広帯域アンプ16により増幅された
画像信号は、上記電気−光変換装置17により電気信号
から光信号へと変換され、その後、図11に示す各家庭
36に届ける為に必要な光の強さまで、上記光増幅器1
8により増幅され、発信される。FIG. 12 shows the configuration of the optical transmission device 11. The optical transmitter 11 includes an FM modulator 15, a broadband amplifier 16, an electro-optical converter 17, and an optical amplifier 1
8 is provided. The image signal from the signal source 10 in FIG.
12 is FM-modulated by the FM modulator 15 provided in the optical transmitter 11 of FIG.
At 6, the signal is amplified to a signal level required for conversion to an optical signal. The image signal amplified by the broadband amplifier 16 is converted from an electric signal to an optical signal by the electro-optical converter 17, and thereafter, until the intensity of light required to reach each home 36 shown in FIG. The above optical amplifier 1
8 and transmitted.
【0004】信号を劣化することなく送信する為、広帯
域アンプ16では、帯域内においてゲイン及び遅延特性
が信号の周波数に対して変化せず、ある一定の値を取る
平坦な特性を有することが望まれる。FM変調された信
号を増幅する場合、図13に示すように周波数に対する
遅延特性である群遅延特性41bの帯域44内における
偏差43bが大きくなると、上記広帯域アンプ16から
の出力信号42bをFM復調しても、入力信号40どお
りに再生されなくなる。従って、システム全体の伝送特
性が著しく劣化してしまう。尚、光通信に用いるFM信
号の場合、1GHz程度から最大11GHz程度までの
広帯域が必要となる。In order to transmit a signal without deteriorating, it is desirable that the wide-band amplifier 16 has a flat characteristic in which the gain and delay characteristics do not change with respect to the frequency of the signal within the band and take a certain value. It is. In the case of amplifying the FM-modulated signal, as shown in FIG. 13, when the deviation 43b of the group delay characteristic 41b, which is the delay characteristic with respect to frequency, in the band 44 increases, the output signal 42b from the broadband amplifier 16 is FM demodulated. However, reproduction is not performed according to the input signal 40. Therefore, the transmission characteristics of the entire system are significantly deteriorated. In the case of an FM signal used for optical communication, a wide band from about 1 GHz to a maximum of about 11 GHz is required.
【0005】従来から、広帯域アンプ16を含む高周波
アンプは、電界効果トランジスタ(FET)を備えた回
路により構成されている。尚、上記広帯域アンプ16に
おける帯域44は、上記広帯域アンプ16の有する特性
インピーダンスにより決定される。古くより用いられる
広帯域アンプ16として、パッケージングされたFET
チップを備えたものが知られている。図14は、パッケ
ージングされたFETチップ25を備えた広帯域アンプ
400を示したものである。FETパッケージ24は、
ストリップ導体2によって回路パターンが形成された回
路基板27にリード26を半田付けすることで接続され
ている。上記FETパッケージ24内では、本体である
FETチップ25の電極と、上記リード26とがワイヤ
29により接続されており、上記ワイヤ29及び上記リ
ード26の長さが、増幅すべき信号の波長に対してイン
ダクタンス成分が無視できない長さである、信号の波長
に対して数分の1程度の長さとなる。従って、上記ワイ
ヤ29及び上記リード26を伝送線路として見た場合、
上記広帯域アンプ400に求められている帯域44を決
定する回路全体の特性インピーダンスに不整合が生じ
る。Conventionally, a high-frequency amplifier including a wide-band amplifier 16 is constituted by a circuit having a field-effect transistor (FET). The band 44 of the wideband amplifier 16 is determined by the characteristic impedance of the wideband amplifier 16. A packaged FET as a widely used wideband amplifier 16
Those with chips are known. FIG. 14 shows a wideband amplifier 400 including the packaged FET chip 25. FET package 24
The lead 26 is connected to a circuit board 27 on which a circuit pattern is formed by the strip conductor 2 by soldering. In the FET package 24, the electrode of the FET chip 25, which is the main body, and the lead 26 are connected by a wire 29, and the length of the wire 29 and the length of the lead 26 correspond to the wavelength of the signal to be amplified. Therefore, the length is about one-seventh with respect to the wavelength of the signal, where the inductance component cannot be ignored. Therefore, when the wire 29 and the lead 26 are viewed as a transmission line,
A mismatch occurs in the characteristic impedance of the entire circuit that determines the band 44 required for the wideband amplifier 400.
【0006】特性インピーダンスに不整合が生じること
で、広帯域アンプ400のある周波数においてゲイン及
び群遅延特性にピークが生じるようになる。従って、特
性インピーダンスの不整合を補償する為、上記回路基板
28上にチップ抵抗、チップコンデンサ、チップコイル
等のチップ部品28を実装し、特性インピーダンスの整
合をとるようにしている。但し、上記チップ部品28を
実装するだけでは広帯域にわたって特性インピーダンス
の整合をとることが不可能な為、上記リード26等の半
田付けの部分で、半田の量及び形状を変化させ、上記広
帯域アンプ400にて必要とされる帯域44となるよう
に、特性インピーダンスを調整していた。[0006] The mismatch in the characteristic impedance causes peaks in the gain and group delay characteristics at a certain frequency of the wideband amplifier 400. Therefore, in order to compensate for the characteristic impedance mismatch, a chip component 28 such as a chip resistor, a chip capacitor, or a chip coil is mounted on the circuit board 28 so that the characteristic impedance is matched. However, since it is impossible to match the characteristic impedance over a wide band only by mounting the chip component 28, the amount and shape of the solder are changed at the soldering portion such as the lead 26, and the wide band amplifier 400 The characteristic impedance was adjusted so that the band 44 required in the above was obtained.
【0007】図14に示す構成の場合、半田付けによる
調整では、調整に用いる半田の量を定量化することがで
きず、調整に時間を要することとなる。又、調整方法が
経験則によるものである為、定義することができず、特
定の者でなければ調整することできないという問題点が
ある。上記問題を解決する構成として、図15に示すよ
うに、ベアチップのFET30をワイヤボンディングで
入力基板7、出力基板8及びチップ部品6と接続するこ
とで回路が構成される広帯域アンプ500が知られてい
る。図15に示す広帯域アンプ500では、グランドと
なる筐体9の上面に、ベアチップであるFET30と、
チップ部品6と、入力基板7と、出力基板8とが夫々、
半田或いは導電性接着剤にて接着することで実装されて
いる。上記FET30及び上記チップ部品6は、上面の
みに電極を備え、上記入力基板7及び上記出力基板8
は、夫々ストリップ導体2を備え、接地導体5にて上記
筐体9の上面に接地される。そして、上記FET30
と、上記チップ部品6と、上記入力基板7と、上記出力
基板8とは、夫々ワイヤ35にてワイヤボンディングさ
れることで接続される。In the case of the configuration shown in FIG. 14, in the adjustment by soldering, the amount of solder used for the adjustment cannot be quantified, and the adjustment requires time. In addition, since the adjustment method is based on an empirical rule, it cannot be defined, and there is a problem that the adjustment can be made only by a specific person. As a configuration for solving the above problem, as shown in FIG. 15, there is known a wideband amplifier 500 whose circuit is formed by connecting a bare chip FET 30 to an input substrate 7, an output substrate 8 and a chip component 6 by wire bonding. I have. In the broadband amplifier 500 shown in FIG. 15, a bare chip FET 30 is provided on the upper surface of the housing 9 serving as a ground.
The chip component 6, the input board 7, and the output board 8, respectively,
It is mounted by bonding with solder or a conductive adhesive. The FET 30 and the chip component 6 have electrodes only on the upper surface, and the input substrate 7 and the output substrate 8
Are each provided with a strip conductor 2 and are grounded on the upper surface of the housing 9 by a ground conductor 5. Then, the FET 30
The chip component 6, the input board 7, and the output board 8 are connected by wire bonding with wires 35, respectively.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】図15に示す構成の場
合、上記FET30を含む各部品6、7、8、30間を
接続するワイヤ35の長さを図14に示すFETパッケ
ージ24に備えられるワイヤ35の長さとリード26の
長さとの総和よりも比較的短くすることができる。しか
し、図15に示す構成においても、各部品6、7、8、
30間を接続するワイヤ35の長さは、隣接する部品間
の高さに差がある場合は1〜2mm程度、隣接する部品
間の高さが同じ場合でも0.3mm程度、必要となる。
従って、上記ワイヤ35のインダクタンス成分は、無視
することができない。又、図16に示す上記チップ部品
6の一種であるチップ抵抗34では、電極19の内、抵
抗として働くのは抵抗体20を挟む部分19aのみであ
り、抵抗体20を挟む部分19a以外ののワイヤボンデ
ィングされる部分19bは、コイルとして働く。これ
は、チップ抵抗34に限らず、チップコンデンサの場合
において上記抵抗体20に相当する部分が誘電体の場合
であっても同様である。従って、上記ワイヤ35のイン
ダクタンス成分の他に、上記各部品チップ6の電極19
のインダクタンス成分が、広帯域アンプ500における
特性インピーダンスに付加されることとなる。特性イン
ピーダンスに上記インダクタンス成分が付加されること
で、ある周波数においてゲイン及び群遅延特性にピーク
が生じることがある。広帯域アンプ500の帯域44内
においてピークが生じる場合、入力信号を増幅するとき
に、信号の持つ特性が劣化されることとなる。In the case of the structure shown in FIG. 15, the length of the wire 35 connecting the components 6, 7, 8, and 30 including the FET 30 is provided in the FET package 24 shown in FIG. The length can be relatively shorter than the sum of the length of the wire 35 and the length of the lead 26. However, also in the configuration shown in FIG. 15, each of the components 6, 7, 8,
The length of the wire 35 connecting the 30 parts is required to be about 1 to 2 mm when there is a difference in height between adjacent parts, and about 0.3 mm even when the height between adjacent parts is the same.
Therefore, the inductance component of the wire 35 cannot be ignored. In the chip resistor 34, which is a kind of the chip component 6 shown in FIG. 16, only the portion 19a of the electrode 19 that sandwiches the resistor 20 functions as a resistor, and other than the portion 19a that sandwiches the resistor 20. The portion 19b to be wire-bonded functions as a coil. This is not limited to the chip resistor 34, and is the same even when the portion corresponding to the resistor 20 is a dielectric in the case of a chip capacitor. Therefore, in addition to the inductance component of the wire 35, the electrode 19 of each component chip 6
Is added to the characteristic impedance of the broadband amplifier 500. When the inductance component is added to the characteristic impedance, peaks may occur in gain and group delay characteristics at a certain frequency. If a peak occurs in the band 44 of the wideband amplifier 500, the characteristic of the signal is degraded when the input signal is amplified.
【0009】又、上記チップ抵抗34では、上面のみに
電極19が配置される為、電極19と接地面32との間
に電位差が生じ、碍子部31が誘電体として働くことで
浮遊容量33が生じる。長軸方向の長さが1.0mm、
短軸方向の長さが0.5mm、厚さが0.35mmのチ
ップ抵抗の場合、計算では、0.17pFの浮遊容量が
存在する。チップ抵抗34の浮遊容量33、特にFET
30のゲートからドレインへフィードバックをかける為
のチップ抵抗34における浮遊容量33は、広帯域アン
プ500の帯域44を狭くするだけでなく、群遅延特性
に対してある周波数においてピークを発生させる結果を
もたらす。In the chip resistor 34, since the electrode 19 is disposed only on the upper surface, a potential difference occurs between the electrode 19 and the ground plane 32, and the floating capacitance 33 is formed by the insulator 31 functioning as a dielectric. Occurs. The length in the long axis direction is 1.0 mm,
In the case of a chip resistor having a length in the short axis direction of 0.5 mm and a thickness of 0.35 mm, a stray capacitance of 0.17 pF is present in the calculation. Stray capacitance 33 of chip resistor 34, especially FET
The stray capacitance 33 in the chip resistor 34 for providing feedback from the gate to the drain of 30 not only narrows the band 44 of the broadband amplifier 500, but also results in a peak at a certain frequency for group delay characteristics.
【0010】又、図15に示す構造においてFET30
が複数実装されている場合、ワイヤ35の長さを短くす
る為にFET30を含む各部品6、7、8、30同士の
距離を詰めておくと、近接するFET30の信号の持つ
エネルギーの一部が電磁波として他のFET30に対す
る入力側のワイヤ35に伝播することで、信号の発振を
生じることがある。In the structure shown in FIG.
When a plurality of are mounted, if the distance between the components 6, 7, 8, and 30 including the FET 30 is shortened in order to shorten the length of the wire 35, a part of the energy of the signal of the adjacent FET 30 is reduced. Is propagated as an electromagnetic wave to the wire 35 on the input side of the other FET 30, which may cause signal oscillation.
【0011】本発明は、上述した問題点を解決する為に
なされたものであり、送信側のシステム内で信号の持つ
特性を劣化させることなく、信号レベルを増幅すること
を可能とする広帯域アンプ及び該広帯域アンプの製造方
法を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and has a broadband amplifier capable of amplifying a signal level without deteriorating characteristics of a signal in a transmitting system. And a method for manufacturing the wideband amplifier.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明の第1態様である
広帯域アンプは、広帯域信号を増幅する広帯域アンプに
おいて、接地導体を備えた誘電体である基板、及び上記
基板を挟んで上記接地導体に対向し、回路パターンを構
成するストリップ導体にて形成されるマイクロストリッ
プ線路と、上記回路パターン上にフリップチップ実装さ
れる電界効果トランジスタと、を備え、上記マイクロス
トリップ線路が有する線路特性インピーダンス及び上記
電界効果トランジスタが有するインダクタンス成分によ
り、上記広帯域アンプの想定された帯域を定める特性イ
ンピーダンスを決定することを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a wide-band amplifier for amplifying a wide-band signal, comprising: a dielectric substrate having a ground conductor; and the ground conductor sandwiching the substrate. A microstrip line formed of a strip conductor forming a circuit pattern, and a field-effect transistor flip-chip mounted on the circuit pattern. A characteristic impedance that determines an assumed band of the broadband amplifier is determined by an inductance component of the field effect transistor.
【0013】上記線路特性インピーダンスは、上記スト
リップ導体の幅と、上記基板の厚み及び誘電率とによっ
て決定することができる。The line characteristic impedance can be determined by the width of the strip conductor, the thickness and the dielectric constant of the substrate.
【0014】上記インダクタンス成分は、上記電界効果
トランジスタと、上記ストリップ導体とを接続するバン
プの高さにて決定することができる。The inductance component can be determined by the height of the bump connecting the field effect transistor and the strip conductor.
【0015】上記バンプの高さは、上記特性インピーダ
ンスが上記広帯域信号内の高周波信号の波長に対して上
記線路特性インピーダンスのみにて構成される高さにす
ることができる。[0015] The height of the bumps may be such that the characteristic impedance is constituted only by the line characteristic impedance with respect to the wavelength of the high-frequency signal in the broadband signal.
【0016】複数の上記電界効果トランジスタが上記マ
イクロストリップ線路上にフリップチップ実装されると
き、隣接する上記各電界効果トランジスタをカスケード
接続する電界効果トランジスタ接続導体におけるバンプ
間接続長さは、第2電界効果トランジスタからの出力信
号のエネルギーが電磁波として第1電界効果トランジス
タに伝播しない長さにすることができる。When a plurality of the field-effect transistors are flip-chip mounted on the microstrip line, the connection length between the bumps in the field-effect transistor connection conductor that cascade-connects each of the adjacent field-effect transistors is equal to the second electric field. The energy of the output signal from the effect transistor can be set to a length that does not propagate as electromagnetic waves to the first field-effect transistor.
【0017】上記ストリップ導体にて形成される回路パ
ターン上に表面実装されることで上記広帯域アンプにお
ける電気的特性を調整するチップ抵抗を更に備えてもよ
い。[0017] A chip resistor for adjusting electric characteristics of the broadband amplifier by being surface-mounted on a circuit pattern formed by the strip conductor may be further provided.
【0018】上記基板上に抵抗材を塗布することで形成
され、上記ストリップ導体を接続することで上記広帯域
アンプにおける電気的特性を調整する抵抗部を更に備え
てもよい。[0018] A resistor portion formed by applying a resistive material on the substrate and connecting the strip conductor to adjust electric characteristics of the wideband amplifier may be further provided.
【0019】本発明の第2態様である広帯域アンプ製造
方法は、接地導体を備えた誘電体である基板に、導体に
て形成され、かつ、上記基板を挟んで上記接地導体に対
向するストリップ導体でマイクロストリップ線路の回路
パターンを形成し、広帯域アンプの帯域を決定する上記
広帯域アンプの特性インピーダンスを決定するように、
上記回路パターン上に電界効果トランジスタをフリップ
チップ実装することを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a broadband amplifier, comprising: a strip conductor formed of a conductor on a dielectric substrate having a ground conductor and opposed to the ground conductor with the substrate interposed therebetween. Form the circuit pattern of the microstrip line with and determine the characteristic impedance of the wideband amplifier that determines the band of the wideband amplifier,
A field effect transistor is flip-chip mounted on the circuit pattern.
【0020】上記回路パターンの形成時において、厚み
及び誘電率が決定された上記基板上に、上記マイクロス
トリップ線路の有する線路特性インピーダンスが上記広
帯域アンプの特性インピーダンスとなるように上記スト
リップ導体を形成することができる。In forming the circuit pattern, the strip conductor is formed on the substrate whose thickness and permittivity are determined so that the line characteristic impedance of the microstrip line becomes the characteristic impedance of the wide band amplifier. be able to.
【0021】上記電界効果トランジスタをフリップチッ
プ実装する前に、上記ストリップ導体と、上記電界効果
トランジスタとを接続するバンプの高さを高周波信号の
波長に対して上記線路特性インピーダンスに付加される
インダクタンス成分が無視できる高さとなるように形成
することができる。Before flip-chip mounting the field-effect transistor, the height of the bump connecting the strip conductor and the field-effect transistor is determined by the inductance component added to the line characteristic impedance with respect to the wavelength of a high-frequency signal. Can be formed to have a negligible height.
【0022】上記電界効果トランジスタをフリップチッ
プ実装して上記広帯域アンプを形成した後、上記ストリ
ップ導体をトリミングして幅及び形状を変化させること
で、上記広帯域アンプの特性インピーダンスを調整して
もよい。After the field effect transistor is flip-chip mounted to form the broadband amplifier, the strip conductor may be trimmed to change the width and shape to adjust the characteristic impedance of the wideband amplifier.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】本発明の実施形態である広帯域ア
ンプ及び広帯域アンプの製造方法について、図を参照し
ながら以下に示す。尚、各図において同一部材には、同
一の参照符号を付している。図1及び図2は、本発明の
第1実施形態である広帯域アンプ100の構成を示した
ものである。上記広帯域アンプ100は、下面に接地導
体5を備える誘電体の基板1上に形成され、かつ、上記
接地導体5と平行な平板状のストリップ導体2と、ベア
チップである電界効果トランジスタ(FET)3とを備
える。尚、上記基板1と、上記ストリップ導体2と、上
記接地導体5とでマイクロストリップ線路50が形成さ
れる。上記FET3は、上記ストリップ導体2によって
構成される回路パターン上にフリップチップ実装されて
おり、図10に示すように上記FET3の電極面3c上
に形成されたバンプ4と、上記ストリップ導体2とを導
電性接着剤45等で接着することで実装されている。
又、上記広帯域アンプ100を構成する回路の電気的特
性を調整するのに必要な抵抗として、一般的に用いられ
る角型のチップ抵抗21が、上記回路パターン上に表面
実装されている。尚、上記広帯域アンプ100は、光通
信に用いるものであり、1GHz程度から最大11GH
z程度の高周波信号までの広帯域信号が増幅できるよう
に、上記広帯域アンプ100における特性インピーダン
スが決定されている。上記広帯域アンプ100の特性イ
ンピーダンスは、上記マイクロストリップ線路50の有
する特性インピーダンスである線路特性インピーダンス
と、フリップチップ実装される上記FET3のバンプ4
のインダクタンス成分とで決定される。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A wide-band amplifier and a method of manufacturing a wide-band amplifier according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same members are denoted by the same reference numerals. 1 and 2 show a configuration of a wideband amplifier 100 according to a first embodiment of the present invention. The broadband amplifier 100 is formed on a dielectric substrate 1 having a ground conductor 5 on its lower surface, and is a flat strip conductor 2 parallel to the ground conductor 5, and a field effect transistor (FET) 3 as a bare chip. And The substrate 1, the strip conductor 2, and the ground conductor 5 form a microstrip line 50. The FET 3 is flip-chip mounted on a circuit pattern formed by the strip conductor 2, and as shown in FIG. 10, a bump 4 formed on an electrode surface 3 c of the FET 3 and the strip conductor 2 It is mounted by bonding with a conductive adhesive 45 or the like.
In addition, a generally used square chip resistor 21 is surface-mounted on the circuit pattern as a resistor required to adjust the electrical characteristics of the circuit constituting the wideband amplifier 100. The broadband amplifier 100 is used for optical communication, and has a frequency of about 1 GHz to a maximum of 11 GHz.
The characteristic impedance of the wideband amplifier 100 is determined so that a wideband signal up to a high frequency signal of about z can be amplified. The characteristic impedance of the broadband amplifier 100 is defined by the line characteristic impedance which is the characteristic impedance of the microstrip line 50 and the bump 4 of the FET 3 mounted on the flip chip.
And the inductance component.
【0024】上記広帯域アンプ100は、最大11GH
z程度の高周波信号までの広帯域信号を増幅する為、上
記基板1は、セラミック基板等の高周波用基板を用いて
いる。又、上記ストリップ導体2の幅2aと、上記基板
1の厚み1a及び誘電率は、上記マイクロストリップ線
路50の有する特性インピーダンスである線路特性イン
ピーダンスが、上記広帯域アンプ100の帯域が1GH
z程度から最大11GHz程度となる、上記広帯域アン
プ100の特性インピーダンスを取るように設計されて
いる。又、上記線路特性インピーダンスが途中で変化し
ないように、上記ストリップ導体2の幅2aが一定の値
を保つように設計される。The wideband amplifier 100 has a maximum of 11 GHz.
In order to amplify a wideband signal up to a high frequency signal of about z, the substrate 1 uses a high frequency substrate such as a ceramic substrate. The width 2 a of the strip conductor 2, the thickness 1 a of the substrate 1, and the permittivity are such that the line characteristic impedance, which is the characteristic impedance of the microstrip line 50, is 1 GHz.
It is designed to take the characteristic impedance of the broadband amplifier 100 from about z up to about 11 GHz. The width 2a of the strip conductor 2 is designed to keep a constant value so that the line characteristic impedance does not change on the way.
【0025】又、図10に示す上記FET3と、上記ス
トリップ導体2とを接続する上記バンプ4の高さ4a
は、50〜60μm程度で統一されており、10GHz
の高周波信号の波長に対して1/150程度の高さとな
る。逆にいうと、上記バンプ4の高さ4aは、高周波信
号に対してインダクタンス成分が十分無視できる程度の
高さである。The height 4a of the bump 4 connecting the FET 3 and the strip conductor 2 shown in FIG.
Is about 50-60 μm, and is 10 GHz
Is about 1/150 with respect to the wavelength of the high-frequency signal. Conversely, the height 4a of the bump 4 is such that the inductance component can be sufficiently ignored for a high-frequency signal.
【0026】又、上記チップ抵抗21を上記ストリップ
導体2にて構成される回路パターン上に表面実装するこ
とで、上記チップ抵抗21の電極には、電位差がほとん
ど生じなくなる。従って、図16に示す上面のみに電極
19を備えたチップ抵抗34よりも浮遊容量33を抑え
ることができる。Further, since the chip resistor 21 is surface-mounted on the circuit pattern formed by the strip conductor 2, almost no potential difference occurs between the electrodes of the chip resistor 21. Therefore, the stray capacitance 33 can be suppressed more than the chip resistor 34 having the electrode 19 only on the upper surface shown in FIG.
【0027】上記線路特性インピーダンスは、上記スト
リップ導体2の幅2aと、上記基板1の厚み1aと、上
記基板1の誘電率により大略決定される。よって、上記
マイクロストリップ線路50では、信号の周波数の変化
による信号の透過率及び遅延の変化をほとんど生じな
い。更に、上記線路特性インピーダンスに付加される上
記バンプ4のインダクタンス成分は、十分無視できるも
のとなる為、上記広帯域アンプ100における特性イン
ピーダンスの不整合は、ほとんど生じなくなる。従っ
て、上記広帯域アンプ100では、帯域内におけるゲイ
ン及び群遅延特性の平坦さを損なう要因がほとんど除去
される。又、上記線路特性インピーダンスを上記広帯域
アンプ100の特性インピーダンスとみなすことで、帯
域が1GHz程度から最大11GHz程度となる広帯域
アンプ100を容易に構成することができる。又、上記
チップ抵抗21に生じる浮遊容量を抑えることが可能な
為、上記広帯域アンプ100は、帯域を広くすることが
可能となり、更に、群遅延特性におけるピークの発生を
抑えることが可能となる。従って、上記広帯域アンプ1
00では、信号の特性を劣化させることなく、帯域内に
おける信号レベルを増幅することが可能となる。The line characteristic impedance is substantially determined by the width 2a of the strip conductor 2, the thickness 1a of the substrate 1, and the dielectric constant of the substrate 1. Therefore, in the microstrip line 50, the change in the signal transmittance and the delay due to the change in the signal frequency hardly occurs. Further, since the inductance component of the bump 4 added to the line characteristic impedance is sufficiently negligible, mismatching of the characteristic impedance in the wideband amplifier 100 hardly occurs. Therefore, in the wideband amplifier 100, factors that impair the flatness of the gain and group delay characteristics in the band are almost eliminated. In addition, by regarding the line characteristic impedance as the characteristic impedance of the wideband amplifier 100, the wideband amplifier 100 having a band from about 1 GHz to a maximum of about 11 GHz can be easily configured. In addition, since the stray capacitance generated in the chip resistor 21 can be suppressed, the band of the broadband amplifier 100 can be widened, and the occurrence of a peak in the group delay characteristic can be suppressed. Therefore, the wideband amplifier 1
In the case of 00, the signal level in the band can be amplified without deteriorating the characteristics of the signal.
【0028】図3は、第1実施形態のストリップ導体2
上にFET3をフリップチップ実装した広帯域アンプ1
00と、図15に示す従来のワイヤボンディングでFE
T3が接続される広帯域アンプ500とのゲインのシミ
ュレーション結果を比較したものである。又、図4は、
第1実施形態のストリップ導体2上にFET3をフリッ
プチップ実装した広帯域アンプ100と、図15に示す
従来のワイヤボンディングでFET3が接続される広帯
域アンプ500との群遅延特性のシミュレーション結果
を比較したものである。図3に示すように、従来の広帯
域アンプ500では、12GHz付近においてゲインに
ピークが発生するが、本発明の第1実施形態である広帯
域アンプ100では、ゲインにおいてピークが発生しな
い。又、図4に示すように、従来の広帯域アンプ500
では、6GHz付近から群遅延特性は増加を示し、12
GHz付近においてピークが発生する。しかし、本発明
の第1実施形態である広帯域アンプ100では、1GH
z程度から11GHz程度までの広帯域において、群遅
延特性は平坦となる。従って、本発明の第1実施形態で
ある広帯域アンプ100では、光通信を行う為に必要な
帯域の信号の特性を劣化させることなく増幅することが
可能となることがわかる。FIG. 3 shows a strip conductor 2 according to the first embodiment.
Broadband amplifier 1 with flip chip mounted FET3
00 and FE by the conventional wire bonding shown in FIG.
It is a comparison of the simulation result of the gain with the wideband amplifier 500 to which T3 is connected. Also, FIG.
Simulation results of group delay characteristics of the wideband amplifier 100 in which the FET 3 is flip-chip mounted on the strip conductor 2 of the first embodiment and the conventional wideband amplifier 500 to which the FET 3 is connected by wire bonding shown in FIG. It is. As shown in FIG. 3, in the conventional wideband amplifier 500, a peak occurs in the gain near 12 GHz, but in the wideband amplifier 100 according to the first embodiment of the present invention, no peak occurs in the gain. In addition, as shown in FIG.
, The group delay characteristic shows an increase from around 6 GHz,
A peak occurs around GHz. However, in the broadband amplifier 100 according to the first embodiment of the present invention, 1 GHz
In a wide band from about z to about 11 GHz, the group delay characteristic becomes flat. Accordingly, it is understood that the wideband amplifier 100 according to the first embodiment of the present invention can amplify a signal in a band required for optical communication without deteriorating the characteristics of the signal.
【0029】尚、上記マイクロストリップ線路50は、
上記基板1を挟んで上記ストリップ導体2と上記接地導
体5とが対向して形成されればよい為、上記接地導体5
を上記基板1の上面に配置し、上記ストリップ導体2を
上記基板1の下面に配置してもよい。又、上記広帯域ア
ンプ100は、光通信以外においてもオシロスコープ等
の高周波用の測定機器に増幅回路として使用することが
可能であり、上記ストリップ導体2の幅2aと、上記基
板1の厚み1a及び誘電率とは、使用する信号の帯域に
応じて設計すればよい。又、上記バンプ4の高さ4a
は、信号の波長に対してインダクタンス成分が無視でき
る高さであればよい為、50〜60μm程度とは限らな
い。又、上記バンプ4は、上記ストリップ導体2側に形
成されたものであってもよい。又、上記チップ抵抗21
は、浮遊容量の発生を抑えることができるものならばよ
い為、上記ストリップ導体2にて形成される回路パター
ン上に表面実装できるものであればよい。又、上記広帯
域アンプ100を構成する回路上に抵抗が不要ならば、
上記チップ抵抗21を備えなくてもよい。The microstrip line 50 is
The strip conductor 2 and the ground conductor 5 may be formed facing each other with the substrate 1 interposed therebetween.
May be arranged on the upper surface of the substrate 1, and the strip conductor 2 may be arranged on the lower surface of the substrate 1. In addition, the broadband amplifier 100 can be used as an amplifier circuit in a high-frequency measuring device such as an oscilloscope other than the optical communication, and the width 2a of the strip conductor 2, the thickness 1a of the substrate 1, and the dielectric The ratio may be designed according to the band of the signal to be used. Also, the height 4a of the bump 4
Is not limited to about 50 to 60 μm as long as the inductance component can be negligible with respect to the wavelength of the signal. Further, the bump 4 may be formed on the strip conductor 2 side. In addition, the above chip resistor 21
Is sufficient as long as it can suppress the generation of stray capacitance, so long as it can be surface-mounted on the circuit pattern formed by the strip conductor 2. Also, if a resistor is not required in the circuit configuring the wideband amplifier 100,
The chip resistor 21 need not be provided.
【0030】第1実施形態の広帯域アンプ100の変形
例として、図1及び図2に示すチップ抵抗21の代わり
に、図5及び図6に示すように抵抗材を上記基板1上に
塗布することで形成される抵抗部22を備えてもよい。
上記抵抗部22は、上記ストリップ導体2にて形成され
る回路パターンの一部として形成されることで、広帯域
アンプ200の電気的特性を調整する為に回路上必要な
抵抗として働く。又、上記抵抗部22は、浮遊容量に対
して図1及び図2に示すチップ抵抗21と同様の効果を
奏する。更に、上記抵抗部22を実装前に形成しておく
ことで、チップ抵抗21を実装する必要がなくなり、実
装時における部品点数の削減を実現することができる。As a modification of the broadband amplifier 100 of the first embodiment, a resistor material is applied on the substrate 1 as shown in FIGS. 5 and 6 instead of the chip resistor 21 shown in FIGS. May be provided.
Since the resistor portion 22 is formed as a part of a circuit pattern formed by the strip conductor 2, the resistor portion 22 functions as a resistor necessary for a circuit in order to adjust electric characteristics of the broadband amplifier 200. The resistor section 22 has the same effect on the stray capacitance as the chip resistor 21 shown in FIGS. Further, by forming the resistor portion 22 before mounting, it is not necessary to mount the chip resistor 21, and it is possible to reduce the number of components at the time of mounting.
【0031】次に、図1及び図2に示す上記広帯域アン
プ100の製造方法について、以下に説明する。まず、
上記広帯域アンプ100にて増幅すべき信号の帯域を1
GHz程度から11GHz程度までと決定し、上記広帯
域アンプ100の帯域を決定する、上記広帯域アンプ1
00の特性インピーダンスを決定する。次に、上記線路
特性インピーダンスが上記広帯域アンプ100の特性イ
ンピーダンスをとるように、上記接地導体5が備えられ
た上記基板1の厚み1a及び誘電率を求め、求められた
上記基板1の厚み1a及び誘電率に対応するように、上
記ストリップ導体2にて回路パターンを形成する。次
に、バンプ4の高さ4aが50〜60μm程度で統一さ
れるように形成された、ベアチップの上記FET3を上
記回路パターン上にフリップチップ実装する。また、実
装作業時に、上記チップ抵抗21も表面実装する。上述
したように上記広帯域アンプ100の想定された帯域を
決定する上記広帯域アンプ100の特性インピーダンス
を決定するように、上記マイクロストリップ線路50の
ストリップ導体2で構成された回路パターン上にFET
3をフリップチップ実装する実装方法を特性インピーダ
ンス決定用実装とする。又、該特性インピーダンス決定
用実装が行われるマイクロストリップ線路50におい
て、基板1の厚み、誘電率、及びストリップ導体2の幅
2aの各値は、上記特性インピーダンスを満足させる値
に設定している。よって、上記特性インピーダンス決定
実装を満足するように制御される要素は、上記バンプ4
の高さ4aである。Next, a method of manufacturing the wideband amplifier 100 shown in FIGS. 1 and 2 will be described below. First,
The band of the signal to be amplified by the broadband amplifier 100 is 1
The broadband amplifier 1 determines the band from about GHz to about 11 GHz, and determines the band of the broadband amplifier 100.
The characteristic impedance of 00 is determined. Next, the thickness 1a and the dielectric constant of the substrate 1 provided with the ground conductor 5 are determined so that the line characteristic impedance takes the characteristic impedance of the broadband amplifier 100. A circuit pattern is formed by the strip conductor 2 so as to correspond to the dielectric constant. Next, the FET 3 of a bare chip, formed so that the height 4a of the bump 4 is unified to about 50 to 60 μm, is flip-chip mounted on the circuit pattern. During the mounting operation, the chip resistor 21 is also surface-mounted. As described above, the FET is placed on the circuit pattern formed by the strip conductor 2 of the microstrip line 50 so as to determine the characteristic impedance of the broadband amplifier 100 which determines the assumed band of the wideband amplifier 100.
The mounting method for flip-chip mounting 3 is referred to as characteristic impedance determining mounting. Further, in the microstrip line 50 on which the mounting for determining the characteristic impedance is performed, each value of the thickness, the dielectric constant, and the width 2a of the strip conductor 2 is set to a value that satisfies the characteristic impedance. Therefore, the elements controlled to satisfy the characteristic impedance determination mounting are the bumps 4
Height 4a.
【0032】上記線路特性インピーダンスは、上記スト
リップ導体2の幅2aと、上記基板1の厚み1a及び誘
電率によって決定される為、図7に示すレーザートリミ
ング装置23にて上記ストリップ導体2をトリミング
し、上記ストリップ導体2の幅2a及び形状を変化させ
ることで、上記線路特性インピーダンスを調整すること
が可能となる。又、上記バンプ4のインダクタンス成分
は十分無視できるものであり、上記チップ抵抗21に生
じる浮遊容量は発生が抑えられる為、上記広帯域アンプ
100における帯域内でのゲイン及び群遅延特性は、上
記線路特性インピーダンスにより、ほとんど決定され
る。従って、上記線路特性インピーダンスを調整するこ
とで、上記広帯域アンプ100における帯域内でのゲイ
ン及び群遅延特性を調整することが可能となる。Since the line characteristic impedance is determined by the width 2a of the strip conductor 2, the thickness 1a of the substrate 1, and the dielectric constant, the strip conductor 2 is trimmed by a laser trimming device 23 shown in FIG. By changing the width 2a and the shape of the strip conductor 2, the line characteristic impedance can be adjusted. Further, since the inductance component of the bump 4 is sufficiently negligible and the stray capacitance generated in the chip resistor 21 is suppressed, the gain and group delay characteristics in the band of the broadband amplifier 100 are determined by the line characteristics. Mostly determined by impedance. Therefore, by adjusting the line characteristic impedance, it is possible to adjust the gain and group delay characteristics within the band of the wideband amplifier 100.
【0033】又、図5及び図6に示す抵抗部22を図7
に示すレーザートリミング装置23にてトリミングし、
上記抵抗部22の幅及び形状を変化させることで、上記
広帯域アンプ100における帯域内でのゲイン及び群遅
延特性の調整の幅を広げることも可能である。更に、上
記ストリップ導体2のトリミング加工、或いは図5及び
図6に示す抵抗部22のトリミング加工を自動化するこ
とで、上記広帯域アンプ100の調整に要する時間を抑
えることもできる。尚、トリミング加工は、上記レーザ
ートリミング装置23以外のものを用いて行ってもよい
が、上記ストリップ導体2の幅2a及び形状の変化が微
小な場合でも上記線路特性インピーダンスは大きく変化
する為、微細なトリミングが可能な上記レーザートリミ
ング装置23を用いるのが望ましい。The resistor 22 shown in FIG. 5 and FIG.
Trimming with the laser trimming device 23 shown in
By changing the width and shape of the resistor section 22, it is also possible to widen the range of adjusting the gain and group delay characteristics within the band in the wideband amplifier 100. Further, by automating the trimming of the strip conductor 2 or the trimming of the resistor portion 22 shown in FIGS. 5 and 6, the time required for adjusting the broadband amplifier 100 can be reduced. The trimming process may be performed by using a device other than the laser trimming device 23. However, even when the width 2a and the shape of the strip conductor 2 change very little, the line characteristic impedance greatly changes. It is desirable to use the above-mentioned laser trimming device 23 capable of performing a perfect trimming.
【0034】第1実施形態における広帯域アンプ100
では、1個のFET3にて広帯域信号の増幅を行うが、
複数のFET3を用いて広帯域信号を増幅してもよい。
図8及び図9は、本発明の第2実施形態における広帯域
アンプ300の構造を示したものである。図8及び図9
に示すように上記広帯域アンプ300では、2個の隣接
したFET3がストリップ導体2を介してカスケード接
続されている。ここで、先に広帯域信号が入力される1
段目のFET3を第1FET3aとし、第1FET3a
にて増幅された広帯域信号が入力される2段目のFET
3を第2FET3bとする。又、上記第1FET3aと
上記第2FET3bとを接続するストリップ導体2bを
電界効果トランジスタ(FET)接続導体とする。尚、
第2実施形態における広帯域アンプ300のバンプ4の
高さ4a、ストリップ導体2の幅2a、基板1の厚み1
a及び誘電率、信号の帯域等その他の構成は、第1実施
形態における広帯域アンプ100と同様とする。[0034] Broadband amplifier 100 in the first embodiment
Then, one FET3 amplifies the wideband signal,
A wideband signal may be amplified using a plurality of FETs 3.
FIGS. 8 and 9 show the structure of the broadband amplifier 300 according to the second embodiment of the present invention. 8 and 9
As shown in FIG. 2, in the wideband amplifier 300, two adjacent FETs 3 are cascaded via the strip conductor 2. Here, first, a wideband signal is input.
The first-stage FET 3 is defined as a first FET 3 a, and the first FET 3 a
2nd stage FET to which the wideband signal amplified by is input
3 is a second FET 3b. The strip conductor 2b connecting the first FET 3a and the second FET 3b is a field effect transistor (FET) connection conductor. still,
The height 4a of the bump 4, the width 2a of the strip conductor 2, and the thickness 1 of the substrate 1 of the broadband amplifier 300 in the second embodiment.
Other configurations such as a, dielectric constant, signal band, and the like are the same as those of the broadband amplifier 100 in the first embodiment.
【0035】上記FET接続導体2bにおける第1FE
T3aのバンプ4の接続点から第2FET3Bのバンプ
4の接続点までの長さ2cを2mm以上とし、上記第1
FET3aと上記第2FET3bとの間隔を十分に設け
ることで、上記第2FET3bにて増幅された出力信号
のエネルギーの一部が、電磁波として上記第1FET3
aの入力側のバンプ4及びマイクロストリップ線路50
からなる伝送線路40a、40b、特に上記第1FET
3aのゲートに接続される伝送線路40bに伝播するこ
とで生じる信号の発振を抑えることができる。以下、上
記FET接続導体2bにおける第1FET3aのバンプ
4の接続点から第2FET3Bのバンプ4の接続点まで
の長さ2cをバンプ間接続長さとする。The first FE in the FET connection conductor 2b
The length 2c from the connection point of the bump 4 of T3a to the connection point of the bump 4 of the second FET 3B is set to 2 mm or more.
By providing a sufficient distance between the FET 3a and the second FET 3b, part of the energy of the output signal amplified by the second FET 3b is converted into electromagnetic waves by the first FET 3a.
The bump 4 and the microstrip line 50 on the input side of FIG.
Transmission lines 40a and 40b, in particular, the first FET
Oscillation of a signal caused by propagation to the transmission line 40b connected to the gate of 3a can be suppressed. Hereinafter, the length 2c between the connection point of the bump 4 of the first FET 3a and the connection point of the bump 4 of the second FET 3B in the FET connection conductor 2b is referred to as a connection length between bumps.
【0036】尚、上記広帯域アンプ300に備えられる
FET3の個数は、2個とは限らない。即ち、更に多く
のFET3を直列でカスケード接続し、出力信号を更に
増幅してもよい。又、1個のFET3に対して、複数の
FET3を並列してカスケード接続してもよい。又、複
数のFET3を接続する上記FET接続導体2bにおけ
るバンプ間接続長さ2cは、隣接する各FET3の信号
が持つエネルギーの一部が、電磁波として互いに伝播し
ない長さでなければならない。各FET3における出力
信号の増幅率が大きくなれば、出力信号のエネルギーも
又、大きくなり、出力信号のエネルギーの一部である電
磁波も又、大きなものとなる。従って、上記FET接続
導体2bにおけるバンプ間接続長さ2cは、2mmより
も更に長くなる。又、複数のFET3を備える場合にお
いても、上記広帯域アンプ300における回路上必要な
抵抗として、図1及び図2に示すチップ抵抗21を上記
ストリップ導体2にて形成される回路パターン上に実装
してもよく、図5及び図6に示す抵抗部22にて、上記
ストリップ導体2を接続してもよい。又、上記ストリッ
プ導体2をトリミングし、特性インピーダンスを調整す
ることで、上記広帯域アンプ300における帯域内での
ゲイン及び群遅延特性を調整してもよい。第2実施形態
における広帯域アンプ400も又、第1実施形態におけ
る広帯域アンプ100と同様に、光通信以外の広帯域信
号を増幅する為に用いてもよい。The number of FETs 3 provided in the wideband amplifier 300 is not limited to two. That is, more FETs 3 may be cascaded in series to further amplify the output signal. Further, a plurality of FETs 3 may be connected in cascade to one FET 3. Further, the inter-bump connection length 2c in the FET connection conductor 2b connecting the plurality of FETs 3 must be a length such that part of the energy of the signal of each adjacent FET 3 does not propagate as an electromagnetic wave to each other. If the amplification factor of the output signal in each FET 3 increases, the energy of the output signal also increases, and the electromagnetic wave that is a part of the energy of the output signal also increases. Therefore, the inter-bump connection length 2c of the FET connection conductor 2b is longer than 2 mm. When a plurality of FETs 3 are provided, the chip resistor 21 shown in FIGS. 1 and 2 is mounted on a circuit pattern formed by the strip conductor 2 as a necessary resistor in the circuit of the broadband amplifier 300. Alternatively, the strip conductor 2 may be connected to the resistor 22 shown in FIGS. Further, the gain and group delay characteristics within the band of the wideband amplifier 300 may be adjusted by trimming the strip conductor 2 and adjusting the characteristic impedance. The wideband amplifier 400 according to the second embodiment may also be used to amplify a wideband signal other than optical communication, similarly to the wideband amplifier 100 according to the first embodiment.
【0037】[0037]
【発明の効果】本発明の第1態様である広帯域アンプ及
び本発明の第2態様である広帯域アンプの製造方法で
は、ストリップ導体にて回路パターンが構成されるマイ
クロストリップ線路と、電界効果トランジスタとで上記
広帯域アンプを構成する。このとき、上記広帯域アンプ
の帯域を決定する上記広帯域アンプの特性インピーダン
スを上記マイクロストリップ線路の線路特性インピーダ
ンスと上記電界効果トランジスタのインダクタンス成分
で決定するように、上記電界効果トランジスタを上記回
路パターン上にフリップチップ実装する。よって、上記
特性インピーダンスによって決定された帯域内において
ゲイン及び群遅延特性が平坦となる為、上述した方法を
用いて製造される上記広帯域アンプは、上記帯域内にお
ける信号の持つ特性を劣化させることなく増幅すること
ができる。According to the wide-band amplifier according to the first aspect of the present invention and the method of manufacturing the wide-band amplifier according to the second aspect of the present invention, a microstrip line having a circuit pattern formed by strip conductors, a field effect transistor, Constitutes the wideband amplifier. At this time, the field effect transistor is placed on the circuit pattern so that the characteristic impedance of the wide band amplifier that determines the band of the wide band amplifier is determined by the line characteristic impedance of the microstrip line and the inductance component of the field effect transistor. Flip chip mounting. Therefore, since the gain and group delay characteristics are flat in the band determined by the characteristic impedance, the wideband amplifier manufactured using the method described above does not deteriorate the characteristics of the signal in the band. Can be amplified.
【0038】又、上記マイクロストリップ線路が有する
線路特性インピーダンスが上記広帯域アンプの特性イン
ピーダンスをとるように、上記ストリップ導体の幅と、
上記ストリップ導体が備えられる基板の厚み及び誘電率
とを決定することで、上記マイクロストリップ線路にお
ける信号の周波数の変化による信号の透過率及び遅延の
変化を無くすことができる。又、上記線路特性インピー
ダンスを上記広帯域アンプの特性インピーダンスとして
みなすことで、上記広帯域アンプを容易に構成すること
ができる。又、上記インダクタンス成分は電界効果トラ
ンジスタと上記ストリップ導体とを接続するバンプの高
さにて決定されることから、上記バンプの高さを上記特
性インピーダンスが広帯域信号内の高周波信号の波長に
対して上記線路特性インピーダンスのみにて構成される
高さにすることで、上記広帯域アンプにおける特性イン
ピーダンスの不整合をほとんど生じなくさせることがで
きる。よって、上述した構成を用いることで、上記帯域
内における信号の持つ特性を劣化させることなく増幅す
ることが可能な広帯域アンプを構成することが容易にな
る。Further, the width of the strip conductor is set so that the line characteristic impedance of the microstrip line takes the characteristic impedance of the wide band amplifier.
By determining the thickness and dielectric constant of the substrate on which the strip conductor is provided, it is possible to eliminate changes in signal transmittance and delay due to changes in signal frequency in the microstrip line. Further, the wideband amplifier can be easily configured by regarding the line characteristic impedance as the characteristic impedance of the wideband amplifier. Further, since the inductance component is determined by the height of the bump connecting the field-effect transistor and the strip conductor, the height of the bump is determined by the characteristic impedance with respect to the wavelength of the high-frequency signal in the broadband signal. By setting the height to be constituted only by the line characteristic impedance, it is possible to make the characteristic impedance mismatch in the broadband amplifier hardly occur. Therefore, by using the above-described configuration, it becomes easy to configure a wideband amplifier capable of amplifying without deteriorating characteristics of a signal in the band.
【0039】又、複数の上記電界効果トランジスタが上
記ストリップ導体上にフリップチップ実装されるとき、
隣接する第1電界効果トランジスタ及び第2電界効果ト
ランジスタをカスケード接続する電界効果トランジスタ
接続導体におけるバンプ間接続長さを第2電界効果トラ
ンジスタが発する電磁波が第1電界効果トランジスタに
伝播しない長さにすることで、広帯域信号が発振するこ
とを抑えることができる。When a plurality of the field effect transistors are flip-chip mounted on the strip conductor,
The connection length between the bumps in the field-effect transistor connection conductor that cascade-connects the adjacent first and second field-effect transistors is set to a length that does not allow the electromagnetic waves generated by the second field-effect transistor to propagate to the first field-effect transistor. Thus, oscillation of the broadband signal can be suppressed.
【0040】又、上記広帯域アンプに備えられ、上記広
帯域アンプの電気的特性を調整するチップ抵抗を上記回
路パターン上に表面実装することで、チップ抵抗におけ
る浮遊容量の発生を抑えることができる。よって、広帯
域アンプにおける帯域を広くすることが可能となり、更
に、群遅延特性におけるピークの発生を抑えることが可
能となる。又、上記チップ抵抗の代わりに、上記回路パ
ターンの一部として上記基板上に塗布された抵抗材にて
抵抗部を形成しても、上記チップ抵抗と同様の効果を奏
することができる。Further, by mounting a chip resistor for adjusting the electrical characteristics of the broadband amplifier on the surface of the circuit pattern, it is possible to suppress the generation of stray capacitance in the chip resistor. Therefore, it is possible to widen the band in the wideband amplifier, and it is possible to suppress the occurrence of a peak in the group delay characteristic. Further, the same effect as the above-described chip resistor can be obtained even if the resistor portion is formed of a resistor material applied on the substrate as a part of the circuit pattern instead of the above-described chip resistor.
【0041】又、上記ストリップ導体をトリミングして
広帯域アンプにおける特性インピーダンスを調整するこ
とで、上記広帯域アンプにおける帯域内でのゲイン及び
群遅延特性を調整することが可能となる。Also, by adjusting the characteristic impedance of the wide band amplifier by trimming the strip conductor, the gain and group delay characteristics within the band of the wide band amplifier can be adjusted.
【図1】 本発明の第1実施形態である広帯域アンプの
斜視図である。FIG. 1 is a perspective view of a broadband amplifier according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 図1に示す広帯域アンプのII−II断面図であ
る。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of the broadband amplifier shown in FIG.
【図3】 図1に示す広帯域アンプと、図15に示す従
来の広帯域アンプとのゲインのシミュレーション結果を
示すグラフである。3 is a graph showing gain simulation results of the wideband amplifier shown in FIG. 1 and the conventional wideband amplifier shown in FIG.
【図4】 図1に示す広帯域アンプと、図15に示す従
来の広帯域アンプとの群遅延特性のシミュレーション結
果を示すグラフである。4 is a graph showing simulation results of group delay characteristics of the wideband amplifier shown in FIG. 1 and the conventional wideband amplifier shown in FIG.
【図5】 図1に示す広帯域アンプの変形例の斜視図で
ある。FIG. 5 is a perspective view of a modification of the broadband amplifier shown in FIG. 1;
【図6】 図5に示す広帯域アンプの変形例のVI−VI断
面図である。6 is a sectional view taken along line VI-VI of a modification of the wideband amplifier shown in FIG.
【図7】 図1に示す広帯域アンプの調整方法を示す広
帯域アンプの斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of the broadband amplifier showing a method of adjusting the wideband amplifier shown in FIG. 1;
【図8】 本発明の第2実施形態である広帯域アンプの
斜視図である。FIG. 8 is a perspective view of a broadband amplifier according to a second embodiment of the present invention.
【図9】 図8に示す広帯域アンプのIX−IX断面図であ
る。FIG. 9 is a sectional view taken along line IX-IX of the broadband amplifier shown in FIG.
【図10】 図2に示す広帯域アンプに備えられる電界
効果トランジスタのバンプの拡大断面図であるFIG. 10 is an enlarged sectional view of a bump of a field-effect transistor provided in the broadband amplifier shown in FIG. 2;
【図11】 FTTHシステムにおける信号の伝送工程
を示す工程図である。FIG. 11 is a process chart showing a signal transmission process in the FTTH system.
【図12】 図11に示すFTTHシステムに備えられ
る光送信装置内における、信号の変換工程を示す工程図
である。FIG. 12 is a process chart showing a signal conversion process in the optical transmission device provided in the FTTH system shown in FIG. 11;
【図13】 群遅延特性と、入力信号及び出力信号との
関係を示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a relationship between a group delay characteristic, an input signal, and an output signal.
【図14】 従来の広帯域アンプの断面図である。FIG. 14 is a sectional view of a conventional wideband amplifier.
【図15】 図14に示す広帯域アンプの改良例であ
る、従来の広帯域アンプの断面図である。15 is a cross-sectional view of a conventional wide-band amplifier, which is an improved example of the wide-band amplifier shown in FIG.
【図16】 図15に示す広帯域アンプに備えられるチ
ップ部品の一種である、チップ抵抗の斜視図である。FIG. 16 is a perspective view of a chip resistor, which is a kind of chip component provided in the broadband amplifier shown in FIG.
1…基板、1a…基板の厚み、2…ストリップ導体、2
a…ストリップ導体の幅、2b…電界効果トランジスタ
接続導体、2c…電界効果トランジスタ接続導体の長
さ、3…電界効果トランジスタ、3a…上段の電界効果
トランジスタ、3b…下段の電界効果トランジスタ、4
…バンプ、5…接地導体、21…チップ抵抗、22…抵
抗部、50…マイクロストリップ線路、100…広帯域
アンプ。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate, 1a ... Substrate thickness, 2 ... Strip conductor, 2
a: width of strip conductor, 2b: field effect transistor connection conductor, 2c: length of field effect transistor connection conductor, 3: field effect transistor, 3a: upper field effect transistor, 3b: lower field effect transistor, 4,
... Bumps, 5 ground conductors, 21 chip resistors, 22 resistance sections, 50 microstrip lines, 100 broadband amplifiers.
フロントページの続き (72)発明者 尾田 勝哉 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内Continuation of front page (72) Inventor Katsuya Oda 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Claims (11)
00)において、 接地導体(5)を備えた誘電体である基板(1)、及び
上記基板を挟んで上記接地導体に対向し、回路パターン
を構成するストリップ導体(2)にて形成されるマイク
ロストリップ線路(50)と、 上記回路パターン上にフリップチップ実装される電界効
果トランジスタ(3)と、を備え、上記マイクロストリ
ップ線路が有する線路特性インピーダンス及び上記電界
効果トランジスタが有するインダクタンス成分により、
上記広帯域アンプの想定された帯域を定める特性インピ
ーダンスを決定することを特徴とする、広帯域アンプ。A wide band amplifier (1) for amplifying a wide band signal.
00), a substrate (1), which is a dielectric having a ground conductor (5), and a strip conductor (2) which is opposed to the ground conductor with the substrate interposed therebetween and which forms a circuit pattern. A strip line (50), and a field effect transistor (3) flip-chip mounted on the circuit pattern, wherein a line characteristic impedance of the microstrip line and an inductance component of the field effect transistor
A wide-band amplifier, which determines a characteristic impedance that defines an assumed band of the wide-band amplifier.
トリップ導体の幅(2a)と、上記基板の厚み(1a)
及び誘電率とによって決定される、請求項1記載の広帯
域アンプ。2. The line characteristic impedance is defined by a width (2a) of the strip conductor and a thickness (1a) of the substrate.
The wideband amplifier according to claim 1, wherein the wideband amplifier is determined by:
果トランジスタと、上記ストリップ導体とを接続するバ
ンプ(4)の高さ(4a)にて決定される、請求項1又
は2記載の広帯域アンプ。3. The wideband amplifier according to claim 1, wherein said inductance component is determined by a height (4a) of a bump (4) connecting said field effect transistor and said strip conductor.
ダンスが上記広帯域信号内の高周波信号の波長に対して
上記線路特性インピーダンスのみにて構成される高さで
ある、請求項3記載の広帯域アンプ。4. The wide band amplifier according to claim 3, wherein the height of the bump is such that the characteristic impedance is constituted only by the line characteristic impedance with respect to the wavelength of the high frequency signal in the wide band signal. .
ストリップ導体上にフリップチップ実装されるとき、 隣接する第1電界効果トランジスタ(3a)及び第2電
界効果トランジスタ(3b)をカスケード接続する電界
効果トランジスタ接続導体(2b)におけるバンプ間接
続長さ(2c)は、上記第2電界効果トランジスタから
の出力信号のエネルギーが電磁波として上記第1電界効
果トランジスタに伝播しない長さである、請求項1から
4のいずれかに記載の広帯域アンプ。5. A field effect transistor which cascade-connects adjacent first and second field effect transistors when a plurality of the field effect transistors are flip-chip mounted on the strip conductor. The connection length between bumps (2c) in the connection conductor (2b) is a length that does not allow energy of an output signal from the second field-effect transistor to propagate as electromagnetic waves to the first field-effect transistor. The wideband amplifier according to any one of the above.
パターン上に表面実装されることで上記広帯域アンプに
おける電気的特性を調整するチップ抵抗(21)を更に
備える、請求項1から5のいずれかに記載の広帯域アン
プ。6. The device according to claim 1, further comprising a chip resistor (21) that is surface-mounted on a circuit pattern formed by the strip conductor to adjust an electrical characteristic of the broadband amplifier. The wide-band amplifier according to 1.
記回路パターンの一部として形成され、上記広帯域アン
プにおける電気的特性を調整する抵抗部(22)を更に
備える、請求項1から5のいずれかに記載の広帯域アン
プ。7. A resistor part (22) formed as a part of the circuit pattern by applying a resistive material on the substrate and adjusting an electrical characteristic of the broadband amplifier. The wideband amplifier according to any one of the above.
板(1)に形成され、かつ、上記基板を挟んで上記接地
導体に対向するマイクロストリップ線路(50)のスト
リップ導体(2)で回路パターンを形成し、 広帯域アンプ(100)の帯域を決定する上記広帯域ア
ンプの特性インピーダンスを決定するように、上記回路
パターン上に電界効果トランジスタ(3)をフリップチ
ップ実装する、広帯域アンプ製造方法。8. A strip conductor (2) of a microstrip line (50) formed on a dielectric substrate (1) having a ground conductor (5) and facing the ground conductor with the substrate interposed therebetween. Forming a circuit pattern with the circuit pattern, and flip-chip mounting a field effect transistor (3) on the circuit pattern so as to determine a characteristic impedance of the wide band amplifier (100). .
み(1a)及び誘電率が決定された上記基板上に、上記
マイクロストリップ線路の有する線路特性インピーダン
スが上記広帯域アンプの特性インピーダンスとなるよう
に上記ストリップ導体を形成する、請求項8記載の広帯
域アンプ製造方法。9. When forming the circuit pattern, the microstrip line has a characteristic impedance of the broadband amplifier on the substrate whose thickness (1a) and permittivity are determined. The method for manufacturing a broadband amplifier according to claim 8, wherein a strip conductor is formed.
チップ実装する前に、上記ストリップ導体と、上記電界
効果トランジスタとを接続するバンプ(4)の高さ(4
a)を高周波信号の波長に対して上記線路特性インピー
ダンスに付加されるインダクタンス成分が無視できる高
さとなるように形成する、請求項8又は9記載の広帯域
アンプ製造方法。10. The bump (4) connecting the strip conductor and the field effect transistor before the field effect transistor is flip-chip mounted.
The method according to claim 8 or 9, wherein a) is formed such that an inductance component added to the line characteristic impedance has a negligible height with respect to a wavelength of a high-frequency signal.
チップ実装して上記広帯域アンプを形成した後、上記ス
トリップ導体をトリミングして幅(2a)及び形状を変
化させることで、上記広帯域アンプの特性インピーダン
スを調整する、請求項8から10のいずれかに記載の広
帯域アンプ製造方法。11. The wide-band amplifier is formed by flip-chip mounting the field-effect transistor, and then the strip conductor is trimmed to change the width (2a) and shape, thereby adjusting the characteristic impedance of the wide-band amplifier. The method for manufacturing a broadband amplifier according to claim 8, wherein
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001116950A JP2002314026A (en) | 2001-04-16 | 2001-04-16 | Wide-band amplifier and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001116950A JP2002314026A (en) | 2001-04-16 | 2001-04-16 | Wide-band amplifier and its manufacturing method |
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---|---|---|---|
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100847501B1 (en) * | 2005-07-04 | 2008-07-22 | 가부시키가이샤 리코 | Device with mounted electronic parts, method of producing the same, protection circuit module of secondary battery, and battery package |
KR100855011B1 (en) | 2007-02-22 | 2008-08-28 | 알에프 에이치아이씨 주식회사 | Broband Pre impedance matching HFET, And method for HFET |
-
2001
- 2001-04-16 JP JP2001116950A patent/JP2002314026A/en active Pending
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KR100855011B1 (en) | 2007-02-22 | 2008-08-28 | 알에프 에이치아이씨 주식회사 | Broband Pre impedance matching HFET, And method for HFET |
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