WLCSP技術を用いた次世代通信向け高性能・低コストMMICの開発

摘要

Cost effective Ku-band up-mixer and down-mixer MMIC's, that use a three-dimensional MMIC technology optimized for flip-chip implementation, are presented. These MMIC chips require no package, as well as can be directly assembled on PC board. The up-mixer MMIC is composed of a pair of balanced mixers, which are doubly balanced with additional quadrature couplers, and a LO amplifier. The down-mixer is composed of an image-rejection mixer, a LO amplifier and a low-noise amplifier with a noise figure of 3.2 dB. The amplifiers are very linear and provide an OIP3 of nearly 25dBm. The up-mixer exhibits a conversion loss of the 12dB, the IMD ratios of nearly -55dBc at -5dBm 2-tone IF input. The LO-to-RF leakage suppression is as well as -30dBc. The down-mixer exhibits a conversion gain of 6.5dB, a noise figure of nearly 3.7dB, and an IIP3 of OdBm to 5dBm between 12GHz and 16GHz. The die size of them is 2.4mm× 2.4mm and consumes 36mA and 72mA, respectively, fed from 5V power supply.%Ku帯を用いた次世代無線通信向けに、WLCSP技術を採用した送信用アップコンバータと受信用ダウンコンバータMMICの開発を行った。WLCSP MMICは、フリップチップ形態でPCボードに直接実装され、装置の小型化と低コスト化が図られる。MMIC回路は3次元配線技術を用いて4層の配線層とポリイミド/SiNの層間膜で形成されている。開発したアップコンバータMMICは、ブロードサイドカブを有したダブルバランスミキサとLO増幅器で構成され、その変換損失は13dB、IM3特性は、IFポートへの入力電力レベルー5dBm（2波入力）時に-55dBcが得られ、またRFポートへのLO漏れ電力量は-30dBcを実現した。ダウンコンバータは、イメージ抑圧型ミキサ、LO増幅器および低雑音増幅器よって構成され、変換利得は6.5dB．NF特性は約3.7dBがそれぞれ達成され、また帯域内のIIP3特性は0～5dBmが得られた。チップサイズはいずれも2.4mnx2.4mmで、5V動作時におけるそれぞれの消費電流は36mA（アップコンバータ）と72mA（ダウンコンバータ）と良好である。