Širokopásmové propoje mezi koplanárními vedeními

Abstract

Práce vznikla v rámci mé spolupráce na projektu katedry elektromagnetického pole pro firmu Argotech a.s. První fází projektu bylo vytvořit propojení mezi dvěma totožnými CPWG vedeními. Toto propojení je realizováno pomocí technologie bondování a je složeno z několika signálových a zemních drátkových bondů s kruhovým průřezem. Propojována je dvojice vedení s šířkou signálového pásku 100 μm a mezerou mezi signálovým páskem a zemí 60 μm. A dvojice vedení s šířkou signálového pásku 60 μm a mezerou 35 μm. Propojení musí fungovat do frekvence 67 GHz, respektive 110 GHz dle zmíněného rozměru vedení. Oba rozměrové typy vedení byly ještě zkoumány v provedení se zakončovací zemní propojkou, viz další text. Práce prezentuje několik variant propojů, které mají dle simulací v programu CST Studio Suite dobré výsledky, zejména velikost odrazu pod -20 dB. Z nich jsou vybrány a vyrobeny nejnadějnější varianty, které byly následně podrobeny měření na vektorovém analyzátoru. Bohužel se výroba trochu odchýlila od zadání a výsledky nejsou tak dobré, jak měly být. Nicméně stále se podařilo u některých variant dosáhnout velikosti odrazu alespoň pod -10 dB v celém pásmu. Práce také obsahuje simulace variant, které dobré výsledky nemají, ale naznačují trend závislosti parametrů na způsobu provedení propoje. V další etapě projektu, už mimo tuto práci, se budou zde získané zkušenosti aplikovat na propojení CPWG vedení s čipem.

This thesis was created as part of my collaboration on a project of the Department of Electromagnetic Field for the company Argotech a.s. The first phase of the project involved creating a connection between two identical CPWG lines. This connection is realized by bonding technology and consists of multiple signal and ground wire bonds with circular cross-section. The first connected pair of lines features a signal strip width of 100 μm and a gap between the signal strip and ground of 60 μm. The second pair features a signal strip width of 60 μm and a gap of 35 μm. The connection must operate up to a frequency of 67 GHz or 110 GHz, depending on the line dimensions. Both dimensional types of lines were also examined in a version with ground ending, as described further in the text. The thesis presents several variants of connections, which, according to simulations in the CST Studio Suite program, yield satisfactory results, especially a magnitude of the reflection coefficient below -20 dB. From those, the most promising variants were selected, manufactured, and then subsequently measured using a vector network analyzer. Unfortunately, fabrication deviated somewhat from specified design and results are not as satisfying as they should have been. However, some variants still manage to achieve the magnitude of the reflection coefficient below -10 dB across the entire band. The thesis also includes simulations of unsuccessful variants because they help illustrate a trend of dependence of parameters on the connection design. In the next phase of the project, outside the scope of this thesis, experience gained will be applied to a case of the connection between a CPWG line and a chip.