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KR20110076517A - A siw filter structure embeded in circuit board and a method thereof - Google Patents

A siw filter structure embeded in circuit board and a method thereof Download PDF

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KR20110076517A
KR20110076517A KR1020090133258A KR20090133258A KR20110076517A KR 20110076517 A KR20110076517 A KR 20110076517A KR 1020090133258 A KR1020090133258 A KR 1020090133258A KR 20090133258 A KR20090133258 A KR 20090133258A KR 20110076517 A KR20110076517 A KR 20110076517A
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KR
South Korea
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filter
substrate
siw
correction circuit
inner layer
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유찬세
김준철
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전자부품연구원
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: An SIW(Surface Integrated Waveguide) filter embedded in a substrate and a manufacturing method thereof are provided to implement the integration of a system and reduce the weight and size of the device by embedding the SIW filter in the substrate. CONSTITUTION: An SIW filter(100) is formed in an inner layer(60) of a substrate(200). A via(70) is formed between the inner layers of the substrate and a surface layer(50) of the substrate. A correction circuit(80) corrects the distortion of inductance elements due to via. The correction circuit is composed of one series line and two shunt stub lines. The series line is formed on both sides of the correction circuit.

Description

기판 내장용 SIW 필터 및 그 제조 방법{A SIW FILTER STRUCTURE EMBEDED IN CIRCUIT BOARD AND A METHOD THEREOF}Subsidiary filter for board | substrate interior and its manufacturing method {A SIW FILTER STRUCTURE EMBEDED IN CIRCUIT BOARD AND A METHOD THEREOF}

본 발명은 SIW 필터 구조에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 기판에 내장하여 사용할 수 있는 SIW 필터 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a SIW filter structure, and more particularly, to a SIW filter structure that can be embedded and used in a substrate.

종래 마이크로파 이상의 높은 주파수의 전기 에너지나 신호를 전송하기 위한 구조로서 도파관(Waveguide)가 알려져 있다. 도 1은 금속을 이용하여 제작한 종래의 도파관의 형태를 예시한 도면으로, 마이크로스트립라인, 스트립라인 등의 기타 전송선로에 비해 신호의 손실이 매우 작기 때문에 고주파, 저손실을 요하는 국방용이나 항공 우주용으로 널리 사용된다.Background Art A waveguide is known as a structure for transmitting electrical energy or signals of high frequency or higher than conventional microwaves. 1 is a view illustrating the shape of a conventional waveguide fabricated using metal, and since the loss of the signal is very small compared to other transmission lines such as microstrip lines and strip lines, it is necessary for defense or aviation requiring high frequency and low loss. Widely used for space.

그러나, 이런 금속 도파관는 그 크기가 매우 크고 무거워서 집적 시스템에 사용하기 어려운 점이 있기 때문에, 경량화나 소형화가 요구되는 영역에서의 사용은 실질적으로 어려운 실정이다. However, since these metal waveguides are very large and heavy, they are difficult to use in integrated systems. Therefore, they are difficult to use in areas requiring light weight or small size.

한편, 이러한 금속 도파관의 장점인 저손실 특성은 이용하면서도 시스템에 쉽게 집적화될 수 있도록 고안된 것이 SIW(Surface Integrated Waveguide: 표면 집적형 도파관)이다. Meanwhile, surface integrated waveguides (SIWs) are designed to be easily integrated into a system while using the low loss characteristic of the metal waveguide.

도 2는 SIW의 구조를 도시한 도면으로서, 도 2에 도시한 바와 같이, SIW 필터(100)는 기판에 형성된 두 개의 금속 패턴(10,20)과 이 금속 패턴의 주변에 형성된 금속 비아(20)들로 구성되고, 금속 패턴(10,20) 사이에는 일정 유전율을 갖는 유전체(40)로 채워지게 된다. FIG. 2 illustrates the structure of the SIW. As illustrated in FIG. 2, the SIW filter 100 includes two metal patterns 10 and 20 formed on a substrate and metal vias 20 formed around the metal pattern. ) And is filled with a dielectric 40 having a constant dielectric constant between the metal patterns 10 and 20.

이 구조에서 금속 패턴 사이에 형성된 복수의 비아(30)들이 금속벽 역할을 하기 때문에 근사적으로 도 1에 나타난 금속 도파관과 같이 동작하게 되고 아울러 유전체의 유전율이 공기의 유전율인 1보다 크기 때문에 공진기의 크기도 소형화할 수 있는 장점이 있다. In this structure, the plurality of vias 30 formed between the metal patterns serve as metal walls, and thus operate similarly to the metal waveguide shown in FIG. There is an advantage that the size can also be miniaturized.

이러한 SIW 구조를 이용한 대역통과 필터들이 개발되어 왔는데, 대역통과 필터를 구성하기 위해서는 공진기간 자계결합(magnetic coupling)과 공진기간 전계결합(electric coupling)을 필요로 한다.Bandpass filters using such a SIW structure have been developed. To construct the bandpass filter, a magnetic resonance period and an electromagnetic coupling are required.

도 3의 (a)는 공진기간 자계결합을 예시한 도면이고, 도 3의 (b)는 공진기간 전계결합을 예시한 도면이다. 이러한 자계결합 및 전계결합의 구조를 적절히 조합하면 도 4의 (a) 및 도 4의 (b)에 나타낸 것과 같은 대역통과 필터를 구성할 수 있다. Figure 3 (a) is a diagram illustrating the resonance period magnetic field coupling, Figure 3 (b) is a diagram illustrating the resonance period field coupling. By appropriately combining the structures of the magnetic field coupling and the electric field coupling, a bandpass filter as shown in Figs. 4A and 4B can be constituted.

도 5에는 이렇게 구현된 60㎓ 필터의 특성을 나타낸 도면인데, 공진기의 품질계수값이 다른 전송선로보다 크기 때문에 필터의 선택도 특성이 매우 우수함을 알 수 있다. 그러나, 전술한 SIW(Surface Integrated Waveguide) 필터는 항상 기판 표면, 즉 기판의 최상위층에 존재하기 때문에 모듈 집적화 및 소형화에 적합하지 않다. FIG. 5 shows the characteristics of the 60 ㎓ filter implemented as described above. As the quality factor value of the resonator is larger than that of other transmission lines, it can be seen that the selectivity characteristic of the filter is very excellent. However, the aforementioned Surface Integrated Waveguide (SIW) filter is always present on the substrate surface, i.e., the top layer of the substrate, and thus is not suitable for module integration and miniaturization.

도 6은 기판 표면(50)에 형성된 SIW 필터를 도시한 도면으로서, 이와 같이 SIW 필터가 기판의 표면(50)에 형성됨에 따라, 실제 시스템 모듈 구현시에는 MMIC등의 반도체 칩들이 SIW 필터(100)가 위치된 기판 표면 영역 사실상 활용하지 못하는 영역이 되어 버려, 모듈 집적화, 소형화에 기여하지 못한다는 문제점이 있다. FIG. 6 is a view illustrating a SIW filter formed on the substrate surface 50. As the SIW filter is formed on the surface 50 of the substrate, semiconductor chips such as MMIC may be used to implement the SIW filter 100 in actual system module implementation. ) Becomes a region that is not practically utilized, and thus does not contribute to module integration and miniaturization.

따라서 본 발명은 전술한 문제점에 기반하여, 기존의 SIW 필터를 기판 내부로 내장하면서 SIW 필터의 특성을 보존할 수 있는 SIW 대역 통과 필터의 구조를 제안하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to propose a structure of a SIW band pass filter capable of preserving characteristics of a SIW filter while embedding an existing SIW filter into a substrate.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위한 발명인 것으로 표면 집적형 도파관(SIW:surface integated waveguide) 필터를 포함하는 전기소자에 있어서, 기판; 상기 기판 내부층에 삽입되는 SIW 필터; 일측단이 상기 기판의 표면층에 형성되고 타측단은 상기 SIW 필터가 형성된 상기 기판의 내부층에 형성되어 있는 비아; 상기 기판의 내부층에 형성된 비아의 타측단으로부터 상기 SIW 필터까지 연결되어 상기 비아에 의해 야기되는 인덕턴스 성분의 왜곡을 보정하기 위한 보정회로를 포함하는 것을 구성적 특징으로 포함한다.The present invention provides an electrical device including a surface integated waveguide (SIW) filter, which is an invention for achieving the above object, comprising: a substrate; An SIW filter inserted into the substrate inner layer; A via formed at an inner side of the substrate having one side end formed at a surface layer of the substrate and the other end formed at the SIW filter; And a correction circuit connected to the SIW filter from the other end of the via formed in the inner layer of the substrate to correct the distortion of the inductance component caused by the via.

여기서, 보정 회로는 보정 회로의 양단에 각각 형성되는 하나의 시리즈(series) 선로와 상기 시리즈 선로로부터 측방향으로 돌출한 두 개의 션트 스터브 라인으로 구성되어, 상기 비아에 의해 야기되는 인덕턴스 성분의 왜곡을 보정할 수 있다. 또한 보정 회로는 기판 내부에서 상기 SIW 필터와 상기 비아에 결합되어 상기 SIW 필터의 상부로 반도체 칩이 실장될 수 있도록 한다.Here, the correction circuit is composed of one series line formed at both ends of the correction circuit and two shunt stub lines protruding laterally from the series line, so as to eliminate distortion of inductance components caused by the vias. You can correct it. In addition, the correction circuit is coupled to the SIW filter and the via in the substrate to allow the semiconductor chip to be mounted on the SIW filter.

또한 본 발명에 따른 표면 집적형 도파관 필터를 포함하는 전기소자의 제조 방법은, 기판 내부층에 표면 집적형 도파관 필터(SIW 필터)를 형성하는 단계; 상기 기판의 표면층으로부터 상기 SIW 필터가 형성된 기판의 내부층으로 비아를 형성하는 단계; 상기 기판의 내부층에 형성된 비아의 일단부로부터 상기 SIW 필터의 일단부에 보정회로를 형성하는 단계; 상기 SIW 필터의 상부층으로 반도체 칩을 실장하는 단계를 포함하고, 상기 보정회로는 상기 비아에 의해 야기되는 인덕턴스 성분의 왜곡을 보정하도록 적응된 것을 구성적 특징으로 한다.In addition, the manufacturing method of the electric device comprising a surface-integrated waveguide filter according to the present invention, forming a surface-integrated waveguide filter (SIW filter) in the substrate inner layer; Forming a via from the surface layer of the substrate to an inner layer of the substrate on which the SIW filter is formed; Forming a correction circuit at one end of the SIW filter from one end of the via formed in the inner layer of the substrate; And mounting a semiconductor chip on top of the SIW filter, wherein the correction circuit is configurable to correct distortion of inductance components caused by the via.

비아에 의해 야기되는 인덕턴스 성분의 왜곡 보정은, 상기 보정 회로의 양단에 형성되는 하나의 시리즈(series) 선로와 상기 시리즈 선로로부터 측방향으로 돌출한 두 개의 션트 스터브 라인을 형성함으로써 이루어짐으로써, SIW 필터를 기판 내부에 형성하더라도 필터의 특성을 이끌어낼 수 있다.The distortion correction of the inductance component caused by the via is made by forming one series line formed at both ends of the correction circuit and two shunt stub lines protruding laterally from the series line, so that the SIW filter Even if the inside of the substrate is formed, the characteristics of the filter can be derived.

본 발명에 따르면, 기존의 SIW 필터를 기판 내부로 내장하면서 SIW 필터의 특성을 보존할 수 있는 보정회로를 제공함에 따라 SIW 필터의 특성을 보존하면서 SIW 필터를 기판 내부에 실장할 수 있기 때문에, 소자의 소형화 및 경량화 그리고 시스템의 집적화에 매우 유리한 작용효과가 얻어질 수 있다.According to the present invention, since the SIW filter can be mounted inside the substrate while preserving the characteristics of the SIW filter by providing a correction circuit capable of preserving the characteristics of the SIW filter while embedding the existing SIW filter into the substrate. A very advantageous effect can be obtained in miniaturization and weight reduction of the system and integration of the system.

이하, 본 발명에 따른 기판 내장용 SIW 필터 구조에 대해 첨부한 도면을 참조하여 이하에 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the board | substrate built-in SIW filter structure which concerns on this invention is demonstrated below with reference to attached drawing.

도 7은 본 발명에 따른 기판에 내장된 SIW 필터를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 7에 도시한 바와 같이, SIW 필터(100)는 기판(200)의 표면층(50) 아래의 내부층(60)으로부터 기판 하측 방향으로 형성되어 있다.7 is a view schematically showing a SIW filter embedded in a substrate according to the present invention. As shown in FIG. 7, the SIW filter 100 is formed from the inner layer 60 under the surface layer 50 of the substrate 200 in the lower direction of the substrate.

도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, SIW 필터(100)는 기판에 형성된 두 개의 금속 패턴(10,20)과 이 금속 패턴의 주변에 형성된 금속 비아(20)들로 구성되고, 금속 패턴(10,20) 사이에는 일정 유전율을 갖는 유전체(40)로 채워져 있다. SIW 필터(100)가 기판 내부에 형성됨에 따라, 이 필터의 특성을 추출해 내기 위해 기판(200)의 표면층(50)에서 내부층(60)으로는 비아(70)가 형성된다. As described with reference to FIG. 2, the SIW filter 100 is composed of two metal patterns 10 and 20 formed on a substrate and metal vias 20 formed around the metal pattern. 20) are filled with a dielectric 40 having a constant dielectric constant. As the SIW filter 100 is formed inside the substrate, vias 70 are formed from the surface layer 50 of the substrate 200 to the inner layer 60 to extract the characteristics of the filter.

그러나, 기판 표면층(50)으로부터 기판 내부층(60)으로 비아(70)를 통해 연결하여 필터(100)의 특성을 추출해내면, 이 때 내부층(60)과 표면층(50)을 연결하는 비아(70)에 의해 인덕턴스 성분 야기되고, 야기된 비아(70)의 인덕턴스 성분으로 인해 필터(100)의 특성이 왜곡되어 버리게 되어 실제 시스템에는 적용될 수 없게 된다. However, when the characteristics of the filter 100 are extracted from the substrate surface layer 50 through the via 70 from the substrate surface layer 50, the vias connecting the inner layer 60 and the surface layer 50 may be extracted. 70 is caused by the inductance component, and the inductance component of the via 70 caused causes the characteristics of the filter 100 to be distorted and thus cannot be applied to the actual system.

본 발명에서는 이러한 특성 왜곡을 보정하여 필터(100) 특성을 복원하기 위 해, 비아(70)의 인덕턴스 성분을 보정할 수 있는 보정회로를 필터(100)의 주변부에 형성한다.In the present invention, to correct the characteristic distortion to restore the filter 100 characteristics, a correction circuit capable of correcting the inductance component of the via 70 is formed in the periphery of the filter 100.

도 8은 기판(200)의 내부층(60)에 SIW 필터(100)를 형성해 두고, 기판의 표면층(50)과 기판의 내부층(60) 사이에 비아(70)를 형성함과 동시에 비아(70)의 인덕턴스 성분을 보정할 수 있는 보정 회로(transition)(80)를 내층(60)에 삽입하도록 한다. 만일 보정 회로(80)에 의해 비아(70)로 야기되는 인덕턴스 성분을 보정할 수 있다면, 도 8에 도시한 바와 같이 SIW 필터를 기판 내부에 형성함에 따라 MMIC(300)와 같은 반도체 칩을 SIW 필터(100)의 형성면 위에 실장할 수 있게 됨에 따라 소형화 및 경량화에 있어서 보다 유리한 장점을 갖게 된다. 8 shows the SIW filter 100 formed on the inner layer 60 of the substrate 200, and forms a via 70 between the surface layer 50 of the substrate and the inner layer 60 of the substrate. A correction circuit 80 capable of correcting the inductance component of 70 is inserted into the inner layer 60. If the inductance component caused by the via 70 can be corrected by the correction circuit 80, as shown in FIG. 8, the SIW filter is formed inside the substrate, so that a semiconductor chip such as the MMIC 300 is formed into the SIW filter. As it can be mounted on the forming surface of (100), it has a more advantageous advantage in miniaturization and light weight.

비아의 인덕턴스 성분을 보정하기 위해 이들 특성을 먼저 추출할 필요가 있다. 도 9는 특별한 보정회로 없이 비아와 마이크로스트립라인 선로로만 연결된 구조를 도시한 도면으로, 이런 구조에서의 필터 특성을 살펴 보면, 도 10의 라인 14로 도시한 바와 같이, 삽입손실이 매우 증가하게 되고 매칭특성 역시 라인 15로 도시한 바와 같이 매우 나빠지는 것을 볼 수 있다. 따라서 내장형 필터(100)는 자신의 특성을 잃어버리게 되는 것을 알 수 있다.In order to correct the inductance component of the via, these characteristics need to be extracted first. FIG. 9 is a view illustrating a structure in which only vias and microstripline lines are connected without a special compensation circuit. Referring to the filter characteristics in this structure, as shown in line 14 of FIG. The matching characteristic can also be seen to be very bad, as shown by line 15. Therefore, it can be seen that the built-in filter 100 loses its characteristics.

도 11a는 본 발명에 따른 보정회로(80)를 구비한 필터 구조를 도시한다. 도 11a에 도시한 바와 같이, 보정회로(80)는 시리즈(series) 선로(81)와 두 개의 션트 스터브(82)로 구성된다. 보정회로(80)를 포함한 SIW 필터의 구조는 도 11b에 도시한 바와 같다.11A shows a filter structure having a correction circuit 80 according to the present invention. As shown in FIG. 11A, the correction circuit 80 is composed of a series line 81 and two shunt stubs 82. The structure of the SIW filter including the correction circuit 80 is as shown in Fig. 11B.

도 11b에 도시한 바와 같이, 기판의 최상부층에는 MMIC와 같은 반도체 칩이 실장되는 공간과 트랜지션부(90)가 형성된다. 트랜지션부(90)의 연장부로부터 비아(70)가 형성되어 내부층(60)에 형성된 보정회로(80)의 일단부에 연결된다. 보정회로(80)는 마이크로스트립라인으로 형성되어 SIW의 단부에 연결된다.As shown in FIG. 11B, a space in which a semiconductor chip such as an MMIC is mounted and a transition portion 90 are formed in the uppermost layer of the substrate. Via 70 is formed from an extension of transition portion 90 and is connected to one end of correction circuit 80 formed in inner layer 60. The correction circuit 80 is formed of a microstrip line and connected to the end of the SIW.

도 12는 본 발명에 따른 보정회로(70)에 의해 임피던스 매칭이 이루어지는 과정을 개략적으로 도시한 도면으로, 비아(70)에 의한 입력 임피던스는 도 12의 지점 a1으로 나타낸 바와 같이 중앙으로부터 어긋나 왜곡되어 있는데, 시리즈 선로(81)에 의해 지점 a2로 먼저 이동하게 되고, 다시 션트 스터브(82)에 의해 지점 a3으로 이동하게 되어 임피던스 매칭이 실현된다. 12 is a view schematically showing a process of impedance matching by the correction circuit 70 according to the present invention. The input impedance by the via 70 is distorted and distorted from the center as indicated by the point a1 of FIG. 12. In this case, the series line 81 first moves to the point a2, and the shunt stub 82 moves to the point a3, so that impedance matching is realized.

다시 도 10을 참조하면, 이런 보정회로(80)가 삽입된 구조의 특성이 도 10에 나타나 있는데, 보정회로가 들어간 경우 삽입손실은 라인 21로 나타낸 바와 같이 급격히 감소하고, 또한 매칭특성도 라인 22로 나타낸 바와 같이 크게 향상됨을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 10 again, the characteristic of the structure in which the correction circuit 80 is inserted is shown in FIG. It can be seen that greatly improved as shown.

표면 집적형 도파관 필터를 포함하는 전기소자의 제조 방법은, 먼저 기판 내 부층에 표면 집적형 도파관 필터(SIW 필터)를 형성하고, 기판의 표면층으로부터 SIW 필터가 형성된 기판의 내부층으로 비아를 형성한다. 이어서, 기판의 내부층에 형성된 비아의 일단부로부터 상기 SIW 필터의 일단부에 보정회로를 형성하여 연결한다. In the method of manufacturing an electric device including a surface integrated waveguide filter, first, a surface integrated waveguide filter (SIW filter) is formed in a sublayer in a substrate, and a via is formed from the surface layer of the substrate to an inner layer of the substrate on which the SIW filter is formed. . Subsequently, a correction circuit is formed at one end of the SIW filter from one end of the via formed in the inner layer of the substrate and connected thereto.

이때, 비아에 의해 야기되는 인덕턴스 성분의 왜곡 보정은, 보정 회로의 양단에 형성되는 하나의 시리즈(series) 선로와 상기 시리즈 선로로부터 측방향으로 돌출한 두 개의 션트 스터브 라인을 형성함으로써 이루어질 수 있다. 본 발명에서의 보정 회로는 비아에 의해 야기되는 인덕턴스 성분의 왜곡을 보정하도록 적응되어 있다.In this case, the distortion correction of the inductance component caused by the via may be achieved by forming one series line formed at both ends of the correction circuit and two shunt stub lines protruding laterally from the series line. The correction circuit in the present invention is adapted to correct distortion of inductance components caused by vias.

도 13은 도 11에 도시한 보정 회로(80)의 실제 치수들이 제시되어 있는데, 보정회로는 필터가 아닌 기타 부품과의 비아를 통한 수직연결시 비아에 의한 특성을 왜곡을 보정할 수 있는 회로이다. 도 13에 도시한 바와 같이, L1의 값은 300㎛, L2는 500㎛, L3는 1500㎛, SL1은 250㎛, SW는 150㎛, W1은 100㎛, W2는 470㎛, W3는 200㎛, SL2는 250㎛, G1=G2=80㎛로 최적화 설계되었다.FIG. 13 shows actual dimensions of the correction circuit 80 shown in FIG. 11, which is a circuit capable of correcting distortion caused by vias in the vertical connection through vias with other components other than a filter. . As shown in Fig. 13, the value of L1 is 300 µm, L2 is 500 µm, L3 is 1500 µm, SL1 is 250 µm, SW is 150 µm, W1 is 100 µm, W2 is 470 µm, W3 is 200 µm, SL2 was designed to be 250µm and G1 = G2 = 80µm.

도 14는 전술한 설계값으로 최적화된 보정회로를 포함하는 내장형 필터의 특성을 나타낸 도면이다. 도 14에 도시한 바와 같이, 최적화된 보정회로(80)를 내장형 SIW 필터(100)에 연결하여 특성을 추출하였을 때, 보정회로가 적용되지 않은 경 우의 삽입 손실을 타나내는 라인 23에 비해 보정회로(80)가 적용된 경우의 삽입 손실을 라인 24에서 삽입손실이 크게 감소했음을 볼 수 있다. FIG. 14 is a diagram illustrating a characteristic of a built-in filter including a correction circuit optimized to the aforementioned design value. As shown in FIG. 14, when the optimized correction circuit 80 is connected to the built-in SIW filter 100 to extract the characteristic, the correction circuit is compared with the line 23 indicating the insertion loss when the correction circuit is not applied. It can be seen that the insertion loss in the case where (80) is applied is significantly reduced in line 24.

또한 도 15는 임피던스 매칭 특성을 도시한 도면으로, 보정회로가 들어가지 않은 경우(라인 26)에 비해 보정회로가 들어간 경우(라인 26)에 있어서 임피던스 매칭 특성이 개선되었음을 알 수 있다. 15 is a diagram showing the impedance matching characteristic, and it can be seen that the impedance matching characteristic is improved when the correction circuit is inserted (line 26) compared with the case where the correction circuit is not included (line 26).

도 16은 본 발명에서 예시된 SIW 필터의 구조 및 치수를 나타낸 도면으로서, 보정회로와 마찬가지로 필터 역시 기판 내부에 내장될 때 그 구조 및 치수들이 최적화되어야 하는데, 도 16은 이 구조 및 치수값들을 나타내고 있다.FIG. 16 is a view showing the structure and dimensions of the SIW filter illustrated in the present invention. Like the correction circuit, the structure and the dimensions thereof should be optimized when the filter is embedded in the substrate. have.

또한, 도 17은 본 발명의 실시예에 따라 제작된 실제작된 내장형 필터의 형상을 나타낸 도면이다.In addition, Figure 17 is a view showing the shape of the actual built-in filter produced in accordance with an embodiment of the present invention.

전술한 바와 같은 본 발명에 따르면 기존의 SIW 필터를 기판 내부로 내장하면서 SIW 필터의 특성을 보존할 수 있는 보정회로를 제공함에 따라 SIW 필터의 특성을 보존하면서 SIW 필터를 기판 내부에 실장할 수 있기 때문에, 소자의 소형화 및 경량화에 매우 유리하다.According to the present invention as described above, it is possible to mount the SIW filter inside the substrate while preserving the characteristics of the SIW filter by providing a correction circuit capable of preserving the characteristics of the SIW filter while embedding the existing SIW filter into the substrate. Therefore, it is very advantageous for miniaturization and weight reduction of the device.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으 로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

도 1은 종래 금속 도파관을 도시한 도면.1 shows a conventional metal waveguide;

도 2는 SIW 필터의 구조를 개략적으로 도시한 도면.2 schematically shows the structure of a SIW filter;

도 3의 (a)는 SIW 필터의 자계 결합을 개략적으로 도시한 구성이고, 도 3의 (b)는 전계 결합을 개략적으로 도시한 구성.Figure 3 (a) is a configuration schematically showing the magnetic field coupling of the SIW filter, Figure 3 (b) is a configuration schematically showing the field coupling.

도 4의 (a) 및 (b)는 대역통과필터로 설계된 SIW 필터를 개략적으로 도시한 도면으로, (a)는 SIW 필터의 설계도 및 (b)실제작된 SIW 필터를 도시한 도면.4 (a) and 4 (b) schematically show an SIW filter designed as a bandpass filter, and (a) shows a schematic drawing of the SIW filter and (b) a fabricated SIW filter.

도 5는 SIW 대역통과필터의 특성값을 나타내는 그래프.5 is a graph showing characteristic values of the SIW bandpass filter.

도 6은 SIW 필터가 기판 표면에 실장된 일례를 도시한 도면.6 shows an example in which a SIW filter is mounted on a substrate surface.

도 7은 SIW 필터가 기판 내부에 실장된 일례를 도시한 도면.7 shows an example in which a SIW filter is mounted inside a substrate.

도 8은 SIW 필터가 기판 내부에 실장된 이후, SIW 필터가 실장된 기판 표면으로 MMIC 칩을 실장한 일례를 도시한 도면.8 is a view showing an example in which the MMIC chip is mounted on the surface of the substrate on which the SIW filter is mounted after the SIW filter is mounted inside the substrate.

도 9는 보정회로 없이 마이크로스트립 라인으로 결합한 예를 도시한 도면.9 illustrates an example of coupling to a microstrip line without a correction circuit.

도 10은 보정회로의 유무에 따른 주파수 특성을 도시한 도면.10 is a diagram illustrating a frequency characteristic with or without a correction circuit.

도 11a은 보정회로가 있는 마이크로스트립 라인으로 결합한 예를 도시한 도면.11A illustrates an example of coupling to a microstrip line with a correction circuit.

도 11b는 보정회로를 구비한 SIW 필터의 층구조를 개략적으로 도시한 도면.FIG. 11B schematically illustrates the layer structure of an SIW filter with a correction circuit; FIG.

도 12는 보정회로의 시리즈 라인과 션트 라인에 의한 임피던스 보정을 개략적으로 도시한 도면.12 is a diagram schematically showing impedance correction by a series line and a shunt line of a correction circuit.

도 13은 도 11에 도시한 회로에 있어서의 치수값을 도시한 도면.FIG. 13 is a diagram showing dimension values in the circuit shown in FIG. 11; FIG.

도 14는 도 13의 설계값으로 최적화된 보정회로를 포함하는 내장형 필터의 특성을 나타낸 도면.FIG. 14 is a view showing characteristics of a built-in filter including a correction circuit optimized to the design value of FIG. 13. FIG.

도 15는 보정회로가 들어가지 않은 경우와 보정회로가 들어간 경우에 있어서 임피던스 매칭 특성을 도시한 그래프.Fig. 15 is a graph showing the impedance matching characteristics when the correction circuit is not included and when the correction circuit is entered.

도 16은 SIW 대역통과필터와 그 치수값을 도시한 도면.FIG. 16 is a diagram showing a SIW bandpass filter and dimension values thereof; FIG.

도 17은 실제작된 기판 내장형의 SIW 필터를 도시한 도면.Fig. 17 is a diagram showing a practical built-in SIW filter.

Claims (5)

표면 집적형 도파관(SIW:surface integated waveguide) 필터를 포함하는 전기소자에 있어서,In an electrical device comprising a surface integated waveguide (SIW) filter, 기판;Board; 상기 기판 내부층에 삽입되는 SIW 필터;An SIW filter inserted into the substrate inner layer; 일측단이 상기 기판의 표면층에 형성되고 타측단은 상기 SIW 필터가 형성된 상기 기판의 내부층에 형성되어 있는 비아;A via formed at an inner side of the substrate having one side end formed at a surface layer of the substrate and the other end formed at the SIW filter; 상기 기판의 내부층에 형성된 비아의 타측단으로부터 상기 SIW 필터까지 연결되어 상기 비아에 의해 야기되는 인덕턴스 성분의 왜곡을 보정하기 위한 보정회로를 포함하는 것을 특징으로하는 표면 집적형 도파관 필터를 기판의 내부층에 포함하는 전기소자.A surface integrated waveguide filter including a correction circuit connected to the SIW filter from the other end of the via formed in the inner layer of the substrate to correct distortion of an inductance component caused by the via. Electrical element included in the layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 보정 회로는 보정 회로의 양단에 각각 형성되는 하나의 시리즈(series) 선로와 상기 시리즈 선로로부터 측방향으로 돌출한 두 개의 션트 스터브 라인으로 구성되는 것을 특징으로 하는 표면 집적형 도파관 필터를 기판의 내부층에 포함하는 전기소자.The correction circuit includes a surface integrated waveguide filter including a series line formed at both ends of the correction circuit and two shunt stub lines protruding laterally from the series line. Electrical element included in the layer. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 보정 회로는 기판 내부에서 상기 SIW 필터와 상기 비아에 결합되는 것을 특징으로 하는 표면 집적형 도파관 필터를 기판의 내부층에 포함하는 전기소자.And the correction circuit includes a surface integrated waveguide filter in the inner layer of the substrate, wherein the surface integrated waveguide filter is coupled to the SIW filter and the via in the substrate. 표면 집적형 도파관 필터를 포함하는 전기소자의 제조 방법에 있어서,In the manufacturing method of the electric element comprising a surface-integrated waveguide filter, 기판 내부층에 표면 집적형 도파관 필터(SIW 필터)를 형성하는 단계;Forming a surface integrated waveguide filter (SIW filter) in the substrate inner layer; 상기 기판의 표면층으로부터 상기 SIW 필터가 형성된 기판의 내부층으로 비아를 형성하는 단계;Forming a via from the surface layer of the substrate to an inner layer of the substrate on which the SIW filter is formed; 상기 기판의 내부층에 형성된 비아의 일단부로부터 상기 SIW 필터의 일단부에 보정회로를 형성하는 단계;Forming a correction circuit at one end of the SIW filter from one end of the via formed in the inner layer of the substrate; 상기 SIW 필터의 상부층으로 반도체 칩을 실장하는 단계를 포함하고,Mounting a semiconductor chip as an upper layer of said SIW filter, 상기 보정회로는 상기 비아에 의해 야기되는 인덕턴스 성분의 왜곡을 보정하도록 적응된 것을 특징으로 하는 표면 집적형 도파관 필터를 기판의 내부층에 포함하는 전기소자의 제조 방법.And the correction circuit is adapted to correct distortion of inductance components caused by the vias in the inner layer of the substrate. 제4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 비아에 의해 야기되는 인덕턴스 성분의 왜곡 보정은, 상기 보정 회로의 양단에 형성되는 하나의 시리즈(series) 선로와 상기 시리즈 선로로부터 측방향으로 돌출한 두 개의 션트 스터브 라인을 형성함으로써 이루어지는 것을 특징으로 하는 표면 집적형 도파관 필터를 기판의 내부층에 포함하는 전기소자의 제조 방법.The distortion correction of the inductance component caused by the via is formed by forming one series line formed at both ends of the correction circuit and two shunt stub lines protruding laterally from the series line. A method of manufacturing an electrical device comprising a surface integrated waveguide filter to the inner layer of the substrate.
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