JP2023525554A - 集積型サーキュレータシステム - Google Patents
集積型サーキュレータシステム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023525554A JP2023525554A JP2022568850A JP2022568850A JP2023525554A JP 2023525554 A JP2023525554 A JP 2023525554A JP 2022568850 A JP2022568850 A JP 2022568850A JP 2022568850 A JP2022568850 A JP 2022568850A JP 2023525554 A JP2023525554 A JP 2023525554A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- port
- magnetic material
- impedance matching
- metallic coating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims abstract description 121
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 96
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 29
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 claims abstract description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 144
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 107
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 81
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 81
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 42
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 18
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 claims description 5
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 4
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 2
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 2
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/32—Non-reciprocal transmission devices
- H01P1/38—Circulators
- H01P1/383—Junction circulators, e.g. Y-circulators
- H01P1/387—Strip line circulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/32—Non-reciprocal transmission devices
- H01P1/36—Isolators
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
- H03H7/38—Impedance-matching networks
Landscapes
- Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
一例は、ジャンクションを備える集積型サーキュレータシステムを含む。ジャンクションは、第1のポート、第2のポート、および第3のポートを含む。ジャンクションは、第1、第2、および第3のポートが設けられる基板材料層をも含む。ジャンクションは、基板層に結合された磁性材料層をも含む。ジャンクションは、第1、第2、および第3のポートに結合され、磁性材料層によって提供される磁場に基づいて、第1のポートから第2のポートへ、および第2のポートから第3のポートへの信号伝送を提供する共振器をさらに含む。
Description
本開示は、概して、電子回路に関し、詳しくは、集積型サーキュレータシステムに関する。
信号、特に高周波信号を通過させる回路部品は、通信およびコンピュータシステムにとってますます重要な機能となっている。そのような回路部品の1つは、個別のポートに供給される信号を非可逆的にサーキュレータデバイスの異なるポートに向けるように構成されたサーキュレータである。一例として、サーキュレータは、回路の異なる部分に信号をルーティングするように実装することができる。別の例として、サーキュレータは、ポートのうちの1つが信号終端を提供するアイソレータとして形成され得る。その結果、第1のポートに入力される無線周波数(RF)信号を第2のポートから出力することができ、第2のポートで供給されるスプリアスRF信号を終端用の第3のポートに供給することができる。例えば、そのようなアイソレータデバイスは、ソリッドステート部品が意図した安全なデバイス動作の限界外にバイアスされないことを保証にするためにアイソレータデバイスに対して上流側の回路を保護することができる。
一例は、ジャンクション(junction)を備える集積型サーキュレータシステムを含む。ジャンクションは、第1のポート、第2のポート、および第3のポートを含む。ジャンクションは、第1、第2、および第3のポートが設けられる基板材料層をも含む。ジャンクションは、基板層に結合された磁性材料層をも含む。ジャンクションは、第1、第2、および第3のポートに結合され、磁性材料層によって提供される磁場に基づいて、第1のポートから第2のポートへ、および第2のポートから第3のポートへの信号伝送を提供する共振器をさらに含む。
別の例は、集積型サーキュレータシステムを製造する方法を含む。方法は、基板層の第1の表面の一部に第1の金属コーティングを選択的に適用すること(applying)を含む。第1の金属コーティングは、集積型サーキュレータシステムに関連付けられた信号ポートに対応する。方法は、磁性材料層の第1の表面の一部に第2の金属コーティングを選択的に適用することを含む。第2の金属コーティングは、集積型サーキュレータシステムに関連付けられた信号ポートに対応する。方法は、磁性材料層および基板層の各々の対向する第1の表面により基板層と磁性材料層とを位置合わせして、第1の金属コーティングと第2の金属コーティングとの間に電気接続性を提供する相互接続層を形成することを含む。方法は、第1の表面の反対側の磁性材料層の第2の表面に共振器を適用することと、共振器と第1および第2の金属コーティングとの間に電気接続性を提供することとをさらに含む。
別の例は、集積型サーキュレータシステムを備える集積回路(IC)を含む。集積型サーキュレータシステムは、ジャンクションを含む。ジャンクションは、第1のポート、第2のポート、および第3のポートを含む。ジャンクションは、第1、第2、および第3のポートが設けられる基板材料層をも含む。ジャンクションは、基板層に結合された磁性材料層をも含む。ジャンクションは、第1、第2、および第3のポートに結合され、磁性材料層によって提供される磁場に基づいて、第1のポートから第2のポートへ、および第2のポートから第3のポートへの信号伝送を提供する共振器をさらに含む。集積型サーキュレータシステムは、第1のポートと一体である第1のインピーダンス整合ネットワークを含み、第1のインピーダンス整合ネットワークは、RF信号を集積型サーキュレータシステムに伝搬するように構成された第1のマイクロストリップ伝送線に結合される。集積型サーキュレータシステムは、第2のポートと一体である第2のインピーダンス整合ネットワークをさらに含み、第2のインピーダンス整合ネットワークは、集積型サーキュレータシステムからのRF信号を伝搬するように構成された第2のマイクロストリップ伝送線に結合される。
本開示は、概して、電子回路に関し、詳しくは、集積型サーキュレータシステムに関する。集積型サーキュレータシステムは、様々な無線周波数(RF)信号通信システムのいずれかにおいても実施することができる。例えば、集積型サーキュレータシステムは、非可逆的に信号をルーティングすることに基づいて、伝送線上でRF信号の一方向伝搬を提供するための信号アイソレータとして実施され得る。集積型サーキュレータシステムは、ジャンクションと、ジャンクションに関連付けられた少なくとも2つの信号ポートの各々に関連付けられた1組のインピーダンス整合ネットワークとを含むことができる。従って、インピーダンス整合ネットワークは、関連付けられたサーキュレータと、RF信号(例えば、入力信号および出力信号)が伝搬する伝送線との間の遷移インピーダンス整合を提供することができる。別の例として、集積型サーキュレータシステムは、出力ポートに提供されるスプリアス入力信号をシンクする(sink)アイソレータ機能を提供するように、ジャンクションのポートのうちの1つに対するインピーダンス整合ネットワークの代わりに終端抵抗器を含むことができる。
一例として、集積型サーキュレータシステムは、様々な回路システムのいずれかにおいて実施することができ、集積回路製造プロセスにおいて製造することができる。例えば、集積型サーキュレータシステム、個々のインピーダンス整合ネットワークに結合される任意の回路、およびそれらの間を相互接続する任意のマイクロストリップ伝送線は全て、集積製造プロセスにおいて単一の集積回路上に製造することができる。従って、インピーダンス整合ネットワークは、プリント回路基板(PCB)または集積回路(IC)チップ上の個々のマイクロストリップ伝送線に結合することができる。例えば、インピーダンス整合ネットワークは、集積型サーキュレータシステムが製造されるのと同じ基板などの基板上に製造することができる。一例として、第1のマイクロストリップ伝送線は、第1のインピーダンス整合ネットワークを介してジャンクションの第1のポートにRF信号を供給することができる。従って、サーキュレータシステム100は、RF信号を第2のポートにルーティングして、RF信号を第2のインピーダンス整合ネットワークに出力して、別のマイクロストリップ伝送線を介してRF信号を伝搬することができる。従って、第2のポートに供給されるRF信号を、サーキュレータシステムを介して第3のインピーダンス整合ネットワークに結合された第3のポートに供給することができる。
図1は、一例の集積型サーキュレータシステム100を示す。集積型サーキュレータシステム100は、様々なRF信号通信システムのいずれにおいても実施することができる。本明細書で説明するように、集積型サーキュレータシステム100は、集積回路製造プロセスで製造することができる。
集積型サーキュレータシステム100は、第1のポート104、第2のポート106、および第3のポート108を含むジャンクション102を含む。本明細書で説明するように、ポート104、106、および108のうちの所与の1つに供給されるRF信号は、ジャンクション102の周りの次のポートに供給される。従って、第1のポート104に供給されるRF信号は、ジャンクション102によって第2のポート106に供給され、第2のポート106に供給されるRF信号は、ジャンクション102によって第3のポート108に供給され、第3のポート108に供給されるRF信号は、ジャンクション102によって第1のポート104に供給される。図1の例では、ジャンクションは、本明細書でより詳細に説明するように、ポート104、106、および108の間のRF信号転送を実施するように構成された共振器110を含む。
図1の例では、集積型サーキュレータシステム100は、第1のポート104に結合された第1のインピーダンス整合ネットワーク112と、第2のポート106に結合された第2のインピーダンス整合ネットワーク114と、第3のポート108に結合された第3のインピーダンス整合ネットワーク116とを含む。一例として、集積型サーキュレータシステム100、個々のインピーダンス整合ネットワーク112、114および116に結合される任意の回路、ならびにそれらの間を相互接続する任意のマイクロストリップ伝送線は全て、本明細書で説明するように、集積製造プロセスにおいて単一の集積回路上に製造することができる。従って、インピーダンス整合ネットワーク112、114および116は、ジャンクション102と、ジャンクション102に結合されるマイクロストリップ伝送線との間のインピーダンス整合を提供することができる。
例えば、第1のインピーダンス整合ネットワーク112は、第1のインピーダンス整合ネットワーク112を介してジャンクション102の第1のポート104にRF信号を提供するマイクロストリップ伝送線(図示せず)に結合される。サーキュレータシステム100は、RF信号を第2のポート106にルーティングして、RF信号を第2のインピーダンス整合ネットワーク114に出力して、別のマイクロストリップ伝送線(図示せず)上に出力することができる。従って、第2のポート106に供給される任意のRF信号は、第3のインピーダンス整合ネットワーク116に結合された第3のポート108に供給される。別の例として、本明細書でより詳細に説明するように、集積型サーキュレータシステム100が信号アイソレータとして構成されていることなどに基づいて、第3のインピーダンス整合ネットワーク116は、代わりに、終端抵抗器として配置することができる。
図2は、集積型サーキュレータシステム(例えば、集積型サーキュレータシステム100)のジャンクション200の一例を示す。ジャンクション200は、集積型サーキュレータシステム100のジャンクション102に対応することができる。従って、図2の例に関する以下の説明では、図1の例を参照する。
ジャンクション200は、基板層202と、相互接続層204と、磁性材料層206と、共振器208とを含む。基板層202は、伝送線(例えば、マイクロストリップ伝送線)が信号(例えば、RF信号)を伝導するようにパターニングされ得る、種々の基板材料(例えば、GaAsまたは種々の半導体材料もしくは誘電体材料のいずれか)のいずれかとすることができる。磁性材料層206は、相互接続層204が基板層202と磁性材料層206とを相互接続することができるように、基板層202の上に重ね合わされている。共振器208は、相互接続層204に対して磁性材料層206の反対側の表面上に配置される。一例として、磁性材料層206は、サーキュレータシステムの個々のポート(例えば、集積型サーキュレータシステム100のポート104、106および108)間で共振器208を通る信号の非可逆ルーティングを可能にする直流(DC)磁場を提供するために、フェライト材料スラブとして形成され得る。一例として、磁性材料層206は、ヘキサフェライト材料(例えば、バリウムまたはストロンチウム)などの自己バイアスフェライト材料(self-biased ferrite material)とすることができ、または外部磁場発生器(図示せず)に応答してDCバイアスを供給するフェライト材料とすることができる。層の順序及び構成は、図2の例に示されるように限定されることを意図するものではなく、代わりに様々な方法のいずれかで配置することができる。
一例として、共振器208は、第1、第2、および第3のポート104、106および108が互いに対して効果的に短絡され得るように、第1、第2、および第3のポート104、106および108に接続される金属の連続片として電気的に構成され得る。別の例として、複数のトレースは、共振器208から延在することができるとともに、複数の電気ビアに接触することができる。電気ビアは、磁性材料層206の下側のトレースに接触することができ、相互接続層204は、導電接続を基板材料202の表面まで延長することができる。一例として、第1、第2、および第3のポート104、106および108は、基板材料202上にプローブされ(probed)得る。
一例として、相互接続層204は、選択的メタライゼーション堆積プロセスを介して(例えば、金属コーティングまたはリソグラフィプロセスを介して)基板層202および磁性材料層206の対向する表面の各々の上に選択的に堆積される金属コーティングとして配置され得る。相互接続層204はまた、基板層202上の金属コーティングと磁性材料層206との間に電気接続性を提供する複数の相互接続導体を含むことができる。例えば、相互接続導体は、基板層202の表面上の金属コーティングと磁性材料層206の対向する表面との間に低損失電気接続を提供するために、様々な導電性材料(例えば、金属コーティングと融合することができるはんだボールまたは軟質導電性材料)のいずれかとして構成することができる。従って、製造プロセス中に、サーキュレータシステム100の信号ポート104、106、および108間、ならびにサーキュレータシステム100の接地面間の電気接続を提供するために、磁性材料層206が基板層202に精密に位置合わせされ得る。
一例として、基板層202は、上層(例えば、相互接続層204、磁性材料層206、および共振器208)の縁部を越えて延在することができる。従って、一例として、第1のインピーダンス整合ネットワーク112、第2のインピーダンス整合ネットワーク114、および第3のインピーダンス整合ネットワーク116は、上層の縁部を越えるなどのように、基板層202上に製造することができる。例えば、信号ポート104、106、及び108は、基板層202上の金属コーティング及び/又は磁性材料層206上の金属コーティングから製造することができる。別の例として、信号ポート104、106、および108に対応する基板層202および磁性材料層206の金属コーティングの部分は、磁性材料層206の反対側の表面上の共振器208への電気接続性を提供するために、磁性材料層206を貫通して延在する個々の電気ビアに結合され得る。
従って、ジャンクション200の構成に基づいて、第1のポート104に関連付けられた基板層202の表面上の金属コーティングにおいて、第1のインピーダンス整合ネットワーク112を通してジャンクション102の第1のポート104に提供されるRF信号は、相互接続層204の1つまたは複数の相互接続導体を介して、第1のポート104に関連付けられた磁性材料層206の表面上の対応する金属コーティングに電気的に接続され得る。従って、RF信号は、磁性材料層206を貫通する導電性ビアを通って共振器208にルーティングされ、磁性材料層206を貫通する別の導電性ビアを通って第2のポート106に関連付けられた磁性材料層206の表面上の金属コーティングにルーティングされ得る。従って、RF信号は、相互接続導体を通って、第2のポート106に関連付けられた基板層202の表面上の金属コーティングに伝搬することができ、かつジャンクション200から第2のインピーダンス整合ネットワーク114に出力されることができる。第2および第3のポート106および108に提供される信号は、同様に、サーキュレータシステム100を通って同様に伝搬することができる。
本明細書で説明するように、ジャンクション200は、関連する回路およびそれらの間の相互接続とともに、集積製造プロセスにおいて集積型サーキュレータシステム100の一部として製造することができる。従って、集積型サーキュレータシステム100は、個別部品として実装される典型的なサーキュレータ回路および/またはアイソレータ回路よりもはるかにコンパクトに実装することができる。例えば、典型的なサーキュレータおよびアイソレータは個別部品として実装されるので、個別デバイス間のはんだ接続および/または機械的導電接続に基づいて信号損失が生じる可能性があるとともに、個別デバイスが占める物理的体積が著しく大きくなる可能性がある。さらに、基板層202および磁性材料層206の個々の表面上に金属コーティングを含んだ相互接続層204の構成に基づいて、集積型サーキュレータシステム100の機能を基板層202と磁性材料層206との間で分割することができる。
図3は、集積アイソレータシステム300の一例の図表を示す。集積アイソレータシステム300は、集積型サーキュレータシステム100と同様に構成することができる。集積アイソレータシステム300は、一方向RF信号伝搬を提供するために、様々なRF信号通信システムのいずれかにおいて実装され得る。
図3の例では、集積アイソレータシステム300はジャンクション302を含む。ジャンクション302は、RF入力ポート304(「入力ポート」)、RF出力ポート306(「出力ポート」)、および終端ポート308(「終端ポート」)を含む。一例として、集積アイソレータシステム300のジャンクション302は、図2の例におけるジャンクション200と実質的に同じに構成することができる。従って、図3の例では、ジャンクション302は、基板層310、相互接続層312、磁性材料層314、および共振器316を含む。基板層310は、伝送線(例えば、マイクロストリップ伝送線)が信号(例えば、RF信号)を伝導するようにパターニングされ得る、種々の基板材料(例えば、GaAsまたは種々の半導体材料もしくは誘電体材料のいずれか)のいずれとすることができる。図3の例では、RF入力ポート304、RF出力ポート306、および終端ポート308は、基板層310に結合されるものとして示されている。例えば、図2の例において上述され、本明細書においてより詳細に説明されるように、基板層310及び磁性材料層314の金属コーティングの部分は、RF入力ポート304、RF出力ポート306、及び終端ポート308に対応することができる。しかしながら、RF入力ポート304、RF出力ポート306、および終端ポート308の構成は、基板層310上に製造されることに限定されず、代わりに、磁性材料層314上の金属コーティング上に製造され得る。
図2の例において上述したのと同様に、磁性材料層314は、相互接続層312が基板層310と磁性材料層314とを相互接続することができるように、基板層310の上に重ね合わされている。一例として、磁性材料層314は、ヘキサフェライト材料(例えば、バリウムまたはストロンチウム)などの自己バイアスフェライト材料とすることができ、または外部磁場発生器(図示せず)に応答してDCバイアスを供給するフェライト材料とすることができる。共振器316は、相互接続層312に対して磁性材料層314の反対側の表面上に配置される。一例として、磁性材料層314は、RF入力ポート304からRF出力ポート306へ、およびRF出力ポート306から終端ポート308への共振器316を通る信号の非可逆ルーティングを可能にするDC磁場を提供するために、フェライト材料スラブとして形成され得る。
図3の例では、集積アイソレータシステム300はまた、RF入力信号RFINを受信するためにRF入力ポート304に結合された第1のインピーダンス整合ネットワーク318と、RF出力信号RFOUTを提供するためにRF出力ポート306に結合された第2のインピーダンス整合ネットワーク320とを含む。図3の例では、集積アイソレータシステム300は、終端ポート308に結合された終端分岐(termination branch)322をさらに含む。終端分岐322は、第2のインピーダンス整合ネットワーク320を介してジャンクション302のRF出力ポート306に提供されたRF信号を終端するように構成される。例えば、終端分岐322は、ジャンクション302を低電圧レール(例えば、接地)に相互接続する1つまたは複数の終端回路部品(例えば、抵抗器及び/又は能動部品)を含むことができる。以前に説明したのと同様に、集積アイソレータシステム300が、RF信号RFINおよびRFOUTを伝搬するためにマイクロストリップ伝送線を介して集積アイソレータシステム300に結合された1つまたは複数の追加の回路を有する集積回路内に形成され得るように、集積アイソレータシステム300は、集積製造プロセスで製造することができる。例えば、集積アイソレータシステム300は、第1のインピーダンス整合ネットワーク318、第2のインピーダンス整合ネットワーク320、および終端分岐322、ならびに第1のインピーダンス整合ネットワーク318および第2のインピーダンス整合ネットワーク320に結合されたマイクロストリップ伝送線と共に一体的に製造することができる。
上述したように、ジャンクション302は、RF入力ポート304からRF出力ポート306へ、およびRF出力ポート306から終端ポート308への共振器316を通る信号の非可逆ルーティングを可能にすることができる。従って、ジャンクション302の信号ルーティング特性に基づいて、集積アイソレータシステム300は、RF出力ポート306からRF出力信号RFOUTを提供するために、RF入力ポート304からRF出力ポート306へのRF入力信号RFINの一方向伝搬を提供するように構成される。同様に、集積アイソレータシステム300は、終端分岐322で終端されるように、RF出力ポート306で提供される信号が終端ポート308に提供される一方向伝搬を提供するように構成される。従って、集積アイソレータシステム300は、信号の一方向伝搬を提供することができる。
図4は、一例の集積回路400を示す。集積回路400は、集積回路製造プロセスを介して、ウェハ上に形成され、かつ、ICチップ内にパッケージングされ得る。集積回路400は、図4の例では増幅器として示される回路402と、アイソレータ404とを含む。アイソレータ404は、図3の例における集積アイソレータシステム300に対応することができる。図4の例では、RF信号RFAが回路402に供給され、回路402は、RF信号を伝搬(例えば、増幅)して、(例えば、第1のインピーダンス整合ネットワーク318を介して)アイソレータ404にRF信号をRF入力信号RFINとして供給することができる。従って、アイソレータ404は、(例えば、第2のインピーダンス整合ネットワーク114を介して)RF信号をRF出力信号RFOUTとして提供することができる。一例として、(例えば、第2のインピーダンス整合ネットワーク320を介して)アイソレータ404の出力に提供され得るスプリアスRF信号は、接地に結合された抵抗器として図4の例に示されているアイソレータ404の終端分岐406に提供され得る。従って、アイソレータ404は、アイソレータ404の出力に提供されるスプリアスRF信号から生じる損傷またはノイズから回路402を保護することができる。
回路402は増幅器に限定されず、代わりに様々な他のタイプの回路のいずれかとして構成することができる。さらに、集積回路400は、アイソレータ404の出力に結合されるような他の回路を含むことができる。さらに、集積回路400は、アイソレータ404を含むことに限定されず、代わりに、3つ以上のポート間で非可逆的に信号(例えば、RF信号)をルーティングするために、本明細書で説明されるようなサーキュレータを含むことができる。集積回路400は、集積回路製造プロセスにより共に集積された回路402およびアイソレータ404を含むことができるので、結果として得られる回路は、個別部品として実装される典型的なサーキュレータおよび/またはアイソレータ回路よりもはるかにコンパクトに実装することができる。例えば、典型的なサーキュレータおよびアイソレータは個別部品として実装されるので、個別デバイス間のはんだ接続および/または機械的導電接続に基づいて信号損失が生じる可能性があるとともに、個別デバイスが占める物理的体積が著しく大きくなる可能性がある。従って、本明細書で説明するサーキュレータ/アイソレータを実装する集積回路400は、広範囲のRF信号周波数(例えば、K帯域からE帯域まで)において強化された機能を提供するために、はるかにコンパクトかつ安価な方法で製造することができる。
図5は、一例のアイソレータ500を示す。アイソレータ500は、図3および図4の個々の例におけるアイソレータ300またはアイソレータ404に対応することができる。アイソレータ500は、第1の図502、第2の図504、および第3の図506に示されている。第1の図502は、共振器508および磁性材料層510を含む俯瞰図として示されている。アイソレータ500は、第1のインピーダンス整合ネットワーク318に対応し得るかまたは結合され得る入力512と、第2のインピーダンス整合ネットワーク320に対応し得るかまたは結合され得る出力514と、終端分岐322に対応し得るとともに接地抵抗器として示される終端分岐516とを含む。入力512は、磁性材料層510を貫通して延在する導電性ビア518を介して共振器508に電気的に接続され、出力514は、磁性材料層510を貫通して延在する導電性ビア520を介して共振器508に電気的に接続され、終端分岐516は、磁性材料層510を貫通して延在する導電性ビア522を介して共振器508に電気的に接続される。
第2の図504は、第1の図502の線「A」に沿った断面図である。第2の図504は、共振器508、磁性材料層510、基板層524、および磁性材料層510と基板層524との間の電気接続性を提供する相互接続層526を示す。相互接続層526は、基板層524の第1の表面上に堆積された第1の金属コーティング528と、基板層524の第1の表面の反対側の磁性材料層510の第1の表面上に堆積された第2の金属コーティング530とを含むとともに、第1の金属コーティング528と第2の金属コーティング530との間に電気接続性を提供する複数の相互接続導体532(例えば、はんだバンプまたは金属融着材料)をさらに含む。その結果、磁性材料層510と基板層524との精密な位置合わせに応じて、相互接続導体532は、相互接続層526の信号部分と相互接続層526の接地部分との間に電気接続性を提供することができる。
第3の図506は、基板層524および/または磁性材料層510の第1の表面上の金属コーティングのレイアウトを示す。一例として、金属コーティングは、様々な導電性金属材料(例えば、金、銀、銅)のいずれかとすることができる。別の例として、相互接続導体532は、はんだ材料として構成され得るか、または金属コーティングと融合するために個々の金属コーティングと同じ材料であり得る。第3の図506は、信号部分に対応する金属コーティング部分534であって、導電性ビア518、520、および522にそれぞれ結合された金属コーティング部分534を示す。従って、基板層524上の金属コーティング部分534は、個々のインピーダンス整合ネットワークおよび終端分岐に結合される個々の第1、第2、および第3のポートに対応することができる。また、第3の図は、接地面に対応する金属コーティング部分536を示す。例えば、相互接続導体532のうちの少なくとも1つは、基板層524の金属コーティング部分534の各々を磁性材料層510の金属コーティング部分534の個々の1つに(例えば、はんだ接合または材料溶融接合により)結合して、個々の組の金属コーティング部分534の間に導電性を提供することができる。別の例として、相互接続導体の少なくとも1つ(例えば、アレイまたはパターン)は、基板層524上の金属コーティング部分536を磁性材料層510上の対応する金属コーティング部分536に(例えば、複数の位置で)結合して、金属コーティング部分536間に導電性を提供することができる。金属コーティング部分534および536の幾何学的形状は、図5の例に示されるように限定されず、代わりに、相互接続層526にわたって電気接続性を提供するように、種々の方法のうちのいずれかで構成され得ることを理解されたい。
図5の例はアイソレータを示しているが、図1および図2の例において上述したように、3ポートサーキュレータデバイスに対して同じか、または類似の構成を提供することができる。別の例として、アイソレータ500は、共振器がパターニングされる表面が基板の表面に面するように、反転された方法で製造され得る。反転製造の場合、一例として、RF信号がビアに沿って磁性材料を貫通するように伝搬する代わりに、ビアは、アイソレータ500の上面に接地基準を提供することができる。代替的に、アイソレータ500は、ビアを含まなくてもよく、接地は、外部ハウジングまたはモジュールへのワイヤボンディングによって提供されてもよい。従って、アイソレータ500または同様に製造されたサーキュレータは、様々な方法で製造することができる。
上記した構造的および機能的特徴を考慮して、本発明の様々な態様による方法は、図6を参照することにより、よりよく理解されるであろう。説明を簡単にするために、図6の方法は順次実行されるものとして示され説明されているが、本発明に従って、いくつかの態様は、本明細書に示し説明したものとは異なる順序で、および/または別の態様と同時に生じ得るので、本発明が例示された順序によって限定されないことを理解および認識されたい。さらに、本発明の一態様による方法を実施するために、図示された全ての特徴が必要とされるわけではない。
図6は、集積型サーキュレータシステム(例えば、サーキュレータシステム100)を製造するための方法600の一例を示す。602において、第1の金属コーティング(例えば、第1の金属コーティング528)が、基板層(例えば、基板層202)の第1の表面の一部に選択的に適用される。第1の金属コーティングは、集積型サーキュレータシステムに関連付けられた信号ポート(例えば、信号ポート104、106、および108)に対応することができる。604において、第2の金属コーティング(例えば、第2の金属コーティング530)が、磁性材料層(例えば、磁性材料層206)の第1の表面の一部に選択的に適用される。第2の金属コーティングは、集積型サーキュレータシステムに関連付けられた信号ポートに対応することができる。606において、基板層及び磁性材料層は、磁性材料層及び基板層の各々の対向する第1の表面を介して位置合わせされて、第1の金属コーティングと第2の金属コーティングとの間に電気接続性を提供する相互接続層(例えば、相互接続層204)を形成する。608において、共振器(例えば、共振器208)は、第1の表面とは反対側の磁性材料層の第2の表面に適用される。610において、共振器と第1および第2の金属コーティングとの間に電気接続性が提供される。
上記で説明したものは例である。もちろん、構成要素または方法の考えられる全ての組み合わせを説明することは不可能であるが、当業者は、さらに多くの組み合わせおよび置換が可能であることを認識するであろう。従って、本開示は、添付の特許請求の範囲を含む本出願の範囲内に含まれる全てのそのような代替形態、修正形態、および変形形態を包含することを意図している。本明細書で使用される場合、「含む(includes)」という用語は、含むがこれに限定されないことを意味し、「含んでいる(including)」という用語は、含んでいるがこれに限定されないことを意味する。「に基づく」という用語は、少なくとも部分的に基づくことを意味する。さらに、開示または請求項が「a」、「an」、「a first」、または「another」要素、またはそれらの同等物を記載する場合、1つまたは複数のそのような要素を含むものと解釈されるべきであり、2つ以上のそのような要素を要求も除外もしない。
上記で説明したものは例である。もちろん、構成要素または方法の考えられる全ての組み合わせを説明することは不可能であるが、当業者は、さらに多くの組み合わせおよび置換が可能であることを認識するであろう。従って、本開示は、添付の特許請求の範囲を含む本出願の範囲内に含まれる全てのそのような代替形態、修正形態、および変形形態を包含することを意図している。本明細書で使用される場合、「含む(includes)」という用語は、含むがこれに限定されないことを意味し、「含んでいる(including)」という用語は、含んでいるがこれに限定されないことを意味する。「に基づく」という用語は、少なくとも部分的に基づくことを意味する。さらに、開示または請求項が「a」、「an」、「a first」、または「another」要素、またはそれらの同等物を記載する場合、1つまたは複数のそのような要素を含むものと解釈されるべきであり、2つ以上のそのような要素を要求も除外もしない。
以下に、上記実施形態から把握できる技術思想を付記として記載する。
[付記1]
ジャンクションを備える集積型サーキュレータシステムであって、
前記ジャンクションは、
第1のポート、第2のポート、及び第3のポートと、
前記第1、第2および第3のポートが設けられた基板材料層と、
基板層に結合された磁性材料層であって、自己バイアスフェライト材料から形成される前記磁性材料層と、
前記第1、第2、および第3のポートに結合され、前記磁性材料層によって提供される磁場に基づいて、前記第1のポートから前記第2のポートへ、および前記第2のポートから前記第3のポートへの信号伝送を提供する共振器と、を含む、集積型サーキュレータシステム。
[付記2]
前記磁性材料層は、前記基板層上に重ね合わされ、前記共振器は、前記磁性材料層上に重ね合わされ、前記システムはさらに、
前記磁性材料層を貫通して延在し、前記第1のポートと前記共振器とを相互接続する第1の導電ビアと、
前記磁性材料層を貫通して延在し、前記第2のポートと前記共振器とを相互接続する第2の導電ビアと、
前記磁性材料層を貫通して延在し、前記第3のポートと前記共振器とを相互接続する第3の導電性ビアとを備える、付記1に記載のシステム。
[付記3]
前記磁性材料層と前記基板とを相互接続する相互接続層をさらに備え、
前記相互接続層は、
前記基板層の第1の表面上に配置された第1の金属コーティングと、
前記基板層の第1の表面上に配置された第2の金属コーティングと、
前記第1の金属コーティングと前記第2の金属コーティングとの間に配置され、前記磁性材料層および前記基板層の各々の対向する第1の表面により前記磁性材料層および前記基板層を位置合わせした上で、前記第1の金属コーティングと前記第2の金属コーティングとの間に電気接続性を提供する複数の導電性相互接続導体と、を含む、付記1に記載のシステム。
[付記4]
前記第1および第2の金属コーティングの各々は、前記第1、第2、および第3のポートの各々にそれぞれ関連付けられた選択的メタライゼーションコーティングと、接地面とを含む、付記3に記載のシステム。
[付記5]
前記複数の導電性相互接続導体は、
前記第1のポートに関連付けられた前記第1および第2の金属コーティングの各々の第1の部分の間に電気接続性を提供するように構成された少なくとも1つの第1の導電性相互接続導体と、
前記第2のポートに関連付けられた前記第1および第2の金属コーティングの各々の第2の部分の間に電気接続性を提供するように構成された少なくとも1つの第2の導電性相互接続導体と、
前記第3のポートに関連付けられた前記第1および第2の金属コーティングの各々の第3の部分の間に電気接続性を提供するように構成された少なくとも1つの第3の導電性相互接続導体と、
前記接地面に関連付けられた前記第1及び第2の金属コーティングの各々の第4の部分の間に電気接続性を提供するように構成された少なくとも1つの第4の導電性相互接続導体と、を含む、付記4に記載のシステム。
[付記6]
前記第1のポートと一体である第1のインピーダンス整合ネットワークであって、RF信号を前記集積型サーキュレータシステムに伝搬するように構成された第1のマイクロストリップ伝送線に結合される前記第1のインピーダンス整合ネットワークと、
前記第2のポートと一体である第2のインピーダンス整合ネットワークであって、前記集積型サーキュレータシステムからの前記RF信号を伝搬するように構成された第2のマイクロストリップ伝送線に結合される前記第2のインピーダンス整合ネットワークと、をさらに備える付記1に記載のシステム。
[付記7]
付記1に記載の集積型サーキュレータシステムを備える信号アイソレータであって、前記第2のポートを介して前記信号アイソレータに提供されるRF信号を分離するために前記第3のポートに結合された少なくとも1つの終端回路部品を備える、信号アイソレータ。
[付記8]
付記1に記載の集積型サーキュレータシステムを備える集積回路(以下、ICとする)チップであって、前記ICチップは、第1のインピーダンス整合ネットワークおよび第2のインピーダンス整合ネットワークと共に集積された少なくとも1つの回路をさらに備える、ICチップ。
[付記9]
前記少なくとも1つの回路は、無線周波数(以下、RFとする)信号を前記第1のインピーダンス整合ネットワークに提供するために、前記第1のインピーダンス整合ネットワークと共に集積されたRF増幅器回路を備える、付記8に記載のICチップ。
[付記10]
前記少なくとも1つの回路は、マイクロストリップ伝送線を介して、個々の第1および第2のインピーダンス整合ネットワークのうちの個々の少なくとも1つに電気的に結合される、付記8に記載のICチップ。
[付記11]
集積型サーキュレータシステムを製造する方法であって、
基板層の第1の表面の一部に第1の金属コーティングを選択的に適用するステップであって、前記第1の金属コーティングは、前記集積型サーキュレータシステムに関連付けられた信号ポートに対応している、前記第1の金属コーティングを選択的に適用するステップと、
磁性材料層の第1の表面の一部に第2の金属コーティングを選択的に適用するステップであって、前記磁性材料層が自己バイアスフェライト材料から形成され、前記第2の金属コーティングは、前記集積型サーキュレータシステムに関連付けられた前記信号ポートに対応している、前記第2の金属コーティングを選択的に適用するステップと
前記基板層および前記磁性材料層の各々の対向する第1の表面により前記基板層と前記磁性材料層とを位置合わせして、前記第1の金属コーティングと前記第2の金属コーティングとの間に電気接続性を提供する相互接続層を形成するステップと、
前記第1の表面の反対側の前記磁性材料層の第2の表面に共振器を適用するステップと、
前記共振器と前記第1および第2の金属コーティングとの間に電気接続性を提供するステップと、を含む方法。
[付記12]
前記第1の金属コーティングを選択的に適用するステップは、前記第1の金属コーティングの第1の部分を前記基板層の前記第1の表面に選択的に適用することを含み、前記第2の金属コーティングを選択的に適用するステップは、前記第2の金属コーティングの第1の部分を前記磁性材料層の前記第1の表面に選択的に適用することを含み、前記第1および第2の金属コーティングの前記第1の部分は、前記集積型サーキュレータシステムに関連付けられた前記信号ポートに対応しており、前記方法は、
前記基板層の前記第1の表面に前記第1の金属コーティングの第2の部分を選択的に適用するステップであって、前記第2の部分は、前記集積型サーキュレータシステムに関連付けられた接地面に対応している、前記第1の金属コーティングの第2の部分を選択的に適用するステップと、
前記磁性材料層の前記第1の表面に前記第2の金属コーティングの第2の部分を選択的に適用するステップであって、前記第2の部分は、前記集積型サーキュレータシステムに関連付けられた前記接地面に対応している、第2の金属コーティングの第2の部分を選択的に適用するステップと、をさらに含む、付記11に記載の方法。
[付記13]
前記第1の金属コーティングおよび前記第2の金属コーティングのうちの少なくとも1つの前記第1の部分および前記第2の部分に複数の導電性相互接続導体を適用するステップをさらに含み、前記基板層と前記磁性材料層とを位置合わせすることが、前記磁性材料層および前記基板層の各々の対向する第1の表面により前記基板層と前記磁性材料層とを位置合わせして、前記導電性相互接続導体の第1の部分により前記第1および第2の金属コーティングの前記第1の部分の間に電気接続性を提供し、前記導電性相互接続導体の第2の部分により前記第1および第2の金属コーティングの前記第2の部分の間に電気接続性を提供することを含む、付記12に記載の方法。
[付記14]
前記共振器と前記第1および第2の金属コーティングとの間に電気接続性を提供するステップが、前記第1および第2の金属コーティングから前記磁性材料層を貫通して前記共振器まで延在する複数のビアを提供することを含む、付記11に記載の方法。
[付記15]
前記集積型サーキュレータシステムの前記信号ポートのうちの第1のポートに対して第1のインピーダンス整合ネットワークを一体的に製造するステップと、
前記集積型サーキュレータシステムの前記信号ポートのうちの第2のポートに対して第2のインピーダンス整合ネットワークを一体的に製造するステップと、をさらに含む、付記11に記載の方法。
[付記16]
集積型サーキュレータシステムを備える集積回路(以下、ICとする)であって、
前記集積型サーキュレータシステムは、ジャンクションを備え、
前記ジャンクションは、
第1のポート、第2のポート、及び第3のポートと、
前記第1、第2および第3のポートが設けられた基板材料層と、
基板層に結合された磁性材料層であって、自己バイアスフェライト材料から形成される前記磁性材料層と、
前記第1、第2および第3のポートに結合され、前記磁性材料層によって提供される磁場に基づいて、前記第1のポートから前記第2のポートへ、および前記第2のポートから前記第3のポートへの信号伝送を提供する共振器と、
前記第1のポートと一体である第1のインピーダンス整合ネットワークであって、RF信号を前記集積型サーキュレータシステムに伝搬するように構成された第1のマイクロストリップ伝送線に結合される前記第1のインピーダンス整合ネットワークと、
前記第2のポートと一体である第2のインピーダンス整合ネットワークであって、前記集積型サーキュレータシステムからの前記RF信号を伝搬するように構成された第2のマイクロストリップ伝送線に結合される前記第2のインピーダンス整合ネットワークと、を含む、IC。
[付記17]
前記磁性材料層は、前記基板層上に重ね合わされ、前記共振器は、前記磁性材料層上に重ね合わされ、システムはさらに、
前記磁性材料層を貫通して延在し、前記第1のポートと前記共振器とを相互接続する第1の導電ビアと、
前記磁性材料層を貫通して延在し、前記第2のポートと前記共振器とを相互接続する第2の導電ビアと、
前記磁性材料層を貫通して延在し、前記第3のポートと前記共振器とを相互接続する第3の導電性ビアとを備える、付記16に記載のIC。
[付記18]
前記磁性材料層と基板とを相互接続する相互接続層をさらに備え、
前記相互接続層は、
前記基板層の第1の表面上に配置された第1の金属コーティングと、
前記基板層の第1の表面上に配置された第2の金属コーティングと、
前記第1の金属コーティングと前記第2の金属コーティングとの間に配置され、前記磁性材料層および前記基板層の各々の対向する第1の表面により前記磁性材料層および前記基板層を位置合わせした上で、前記第1の金属コーティングと前記第2の金属コーティングとの間に電気接続性を提供する複数の導電性相互接続導体と、を含む、付記16に記載のIC。
[付記19]
前記第1および第2の金属コーティングの各々は、前記第1、第2、および第3のポートの各々にそれぞれ関連付けられた選択的メタライゼーションコーティングと、接地面とを含み、
前記複数の導電性相互接続導体は、
前記第1のポートに関連付けられた前記第1および第2の金属コーティングの各々の第1の部分の間に電気接続性を提供するように構成された少なくとも1つの第1の導電性相互接続導体と、
前記第2のポートに関連付けられた前記第1および第2の金属コーティングの各々の第2の部分の間に電気接続性を提供するように構成された少なくとも1つの第2の導電性相互接続導体と、
前記第3のポートに関連付けられた前記第1および第2の金属コーティングの各々の第3の部分の間に電気接続性を提供するように構成された少なくとも1つの第3の導電性相互接続導体と、
前記接地面に関連付けられた前記第1及び第2の金属コーティングの各々の第4の部分の間に電気接続性を提供するように構成された少なくとも1つの第4の導電性相互接続導体と、を含む、付記18に記載のIC。
[付記20]
前記第2のポートを介して前記集積型サーキュレータシステムに提供されるRF信号を分離するために前記第3のポートに結合された少なくとも1つの終端回路部品をさらに備える、付記16に記載のIC。
以下に、上記実施形態から把握できる技術思想を付記として記載する。
[付記1]
ジャンクションを備える集積型サーキュレータシステムであって、
前記ジャンクションは、
第1のポート、第2のポート、及び第3のポートと、
前記第1、第2および第3のポートが設けられた基板材料層と、
基板層に結合された磁性材料層であって、自己バイアスフェライト材料から形成される前記磁性材料層と、
前記第1、第2、および第3のポートに結合され、前記磁性材料層によって提供される磁場に基づいて、前記第1のポートから前記第2のポートへ、および前記第2のポートから前記第3のポートへの信号伝送を提供する共振器と、を含む、集積型サーキュレータシステム。
[付記2]
前記磁性材料層は、前記基板層上に重ね合わされ、前記共振器は、前記磁性材料層上に重ね合わされ、前記システムはさらに、
前記磁性材料層を貫通して延在し、前記第1のポートと前記共振器とを相互接続する第1の導電ビアと、
前記磁性材料層を貫通して延在し、前記第2のポートと前記共振器とを相互接続する第2の導電ビアと、
前記磁性材料層を貫通して延在し、前記第3のポートと前記共振器とを相互接続する第3の導電性ビアとを備える、付記1に記載のシステム。
[付記3]
前記磁性材料層と前記基板とを相互接続する相互接続層をさらに備え、
前記相互接続層は、
前記基板層の第1の表面上に配置された第1の金属コーティングと、
前記基板層の第1の表面上に配置された第2の金属コーティングと、
前記第1の金属コーティングと前記第2の金属コーティングとの間に配置され、前記磁性材料層および前記基板層の各々の対向する第1の表面により前記磁性材料層および前記基板層を位置合わせした上で、前記第1の金属コーティングと前記第2の金属コーティングとの間に電気接続性を提供する複数の導電性相互接続導体と、を含む、付記1に記載のシステム。
[付記4]
前記第1および第2の金属コーティングの各々は、前記第1、第2、および第3のポートの各々にそれぞれ関連付けられた選択的メタライゼーションコーティングと、接地面とを含む、付記3に記載のシステム。
[付記5]
前記複数の導電性相互接続導体は、
前記第1のポートに関連付けられた前記第1および第2の金属コーティングの各々の第1の部分の間に電気接続性を提供するように構成された少なくとも1つの第1の導電性相互接続導体と、
前記第2のポートに関連付けられた前記第1および第2の金属コーティングの各々の第2の部分の間に電気接続性を提供するように構成された少なくとも1つの第2の導電性相互接続導体と、
前記第3のポートに関連付けられた前記第1および第2の金属コーティングの各々の第3の部分の間に電気接続性を提供するように構成された少なくとも1つの第3の導電性相互接続導体と、
前記接地面に関連付けられた前記第1及び第2の金属コーティングの各々の第4の部分の間に電気接続性を提供するように構成された少なくとも1つの第4の導電性相互接続導体と、を含む、付記4に記載のシステム。
[付記6]
前記第1のポートと一体である第1のインピーダンス整合ネットワークであって、RF信号を前記集積型サーキュレータシステムに伝搬するように構成された第1のマイクロストリップ伝送線に結合される前記第1のインピーダンス整合ネットワークと、
前記第2のポートと一体である第2のインピーダンス整合ネットワークであって、前記集積型サーキュレータシステムからの前記RF信号を伝搬するように構成された第2のマイクロストリップ伝送線に結合される前記第2のインピーダンス整合ネットワークと、をさらに備える付記1に記載のシステム。
[付記7]
付記1に記載の集積型サーキュレータシステムを備える信号アイソレータであって、前記第2のポートを介して前記信号アイソレータに提供されるRF信号を分離するために前記第3のポートに結合された少なくとも1つの終端回路部品を備える、信号アイソレータ。
[付記8]
付記1に記載の集積型サーキュレータシステムを備える集積回路(以下、ICとする)チップであって、前記ICチップは、第1のインピーダンス整合ネットワークおよび第2のインピーダンス整合ネットワークと共に集積された少なくとも1つの回路をさらに備える、ICチップ。
[付記9]
前記少なくとも1つの回路は、無線周波数(以下、RFとする)信号を前記第1のインピーダンス整合ネットワークに提供するために、前記第1のインピーダンス整合ネットワークと共に集積されたRF増幅器回路を備える、付記8に記載のICチップ。
[付記10]
前記少なくとも1つの回路は、マイクロストリップ伝送線を介して、個々の第1および第2のインピーダンス整合ネットワークのうちの個々の少なくとも1つに電気的に結合される、付記8に記載のICチップ。
[付記11]
集積型サーキュレータシステムを製造する方法であって、
基板層の第1の表面の一部に第1の金属コーティングを選択的に適用するステップであって、前記第1の金属コーティングは、前記集積型サーキュレータシステムに関連付けられた信号ポートに対応している、前記第1の金属コーティングを選択的に適用するステップと、
磁性材料層の第1の表面の一部に第2の金属コーティングを選択的に適用するステップであって、前記磁性材料層が自己バイアスフェライト材料から形成され、前記第2の金属コーティングは、前記集積型サーキュレータシステムに関連付けられた前記信号ポートに対応している、前記第2の金属コーティングを選択的に適用するステップと
前記基板層および前記磁性材料層の各々の対向する第1の表面により前記基板層と前記磁性材料層とを位置合わせして、前記第1の金属コーティングと前記第2の金属コーティングとの間に電気接続性を提供する相互接続層を形成するステップと、
前記第1の表面の反対側の前記磁性材料層の第2の表面に共振器を適用するステップと、
前記共振器と前記第1および第2の金属コーティングとの間に電気接続性を提供するステップと、を含む方法。
[付記12]
前記第1の金属コーティングを選択的に適用するステップは、前記第1の金属コーティングの第1の部分を前記基板層の前記第1の表面に選択的に適用することを含み、前記第2の金属コーティングを選択的に適用するステップは、前記第2の金属コーティングの第1の部分を前記磁性材料層の前記第1の表面に選択的に適用することを含み、前記第1および第2の金属コーティングの前記第1の部分は、前記集積型サーキュレータシステムに関連付けられた前記信号ポートに対応しており、前記方法は、
前記基板層の前記第1の表面に前記第1の金属コーティングの第2の部分を選択的に適用するステップであって、前記第2の部分は、前記集積型サーキュレータシステムに関連付けられた接地面に対応している、前記第1の金属コーティングの第2の部分を選択的に適用するステップと、
前記磁性材料層の前記第1の表面に前記第2の金属コーティングの第2の部分を選択的に適用するステップであって、前記第2の部分は、前記集積型サーキュレータシステムに関連付けられた前記接地面に対応している、第2の金属コーティングの第2の部分を選択的に適用するステップと、をさらに含む、付記11に記載の方法。
[付記13]
前記第1の金属コーティングおよび前記第2の金属コーティングのうちの少なくとも1つの前記第1の部分および前記第2の部分に複数の導電性相互接続導体を適用するステップをさらに含み、前記基板層と前記磁性材料層とを位置合わせすることが、前記磁性材料層および前記基板層の各々の対向する第1の表面により前記基板層と前記磁性材料層とを位置合わせして、前記導電性相互接続導体の第1の部分により前記第1および第2の金属コーティングの前記第1の部分の間に電気接続性を提供し、前記導電性相互接続導体の第2の部分により前記第1および第2の金属コーティングの前記第2の部分の間に電気接続性を提供することを含む、付記12に記載の方法。
[付記14]
前記共振器と前記第1および第2の金属コーティングとの間に電気接続性を提供するステップが、前記第1および第2の金属コーティングから前記磁性材料層を貫通して前記共振器まで延在する複数のビアを提供することを含む、付記11に記載の方法。
[付記15]
前記集積型サーキュレータシステムの前記信号ポートのうちの第1のポートに対して第1のインピーダンス整合ネットワークを一体的に製造するステップと、
前記集積型サーキュレータシステムの前記信号ポートのうちの第2のポートに対して第2のインピーダンス整合ネットワークを一体的に製造するステップと、をさらに含む、付記11に記載の方法。
[付記16]
集積型サーキュレータシステムを備える集積回路(以下、ICとする)であって、
前記集積型サーキュレータシステムは、ジャンクションを備え、
前記ジャンクションは、
第1のポート、第2のポート、及び第3のポートと、
前記第1、第2および第3のポートが設けられた基板材料層と、
基板層に結合された磁性材料層であって、自己バイアスフェライト材料から形成される前記磁性材料層と、
前記第1、第2および第3のポートに結合され、前記磁性材料層によって提供される磁場に基づいて、前記第1のポートから前記第2のポートへ、および前記第2のポートから前記第3のポートへの信号伝送を提供する共振器と、
前記第1のポートと一体である第1のインピーダンス整合ネットワークであって、RF信号を前記集積型サーキュレータシステムに伝搬するように構成された第1のマイクロストリップ伝送線に結合される前記第1のインピーダンス整合ネットワークと、
前記第2のポートと一体である第2のインピーダンス整合ネットワークであって、前記集積型サーキュレータシステムからの前記RF信号を伝搬するように構成された第2のマイクロストリップ伝送線に結合される前記第2のインピーダンス整合ネットワークと、を含む、IC。
[付記17]
前記磁性材料層は、前記基板層上に重ね合わされ、前記共振器は、前記磁性材料層上に重ね合わされ、システムはさらに、
前記磁性材料層を貫通して延在し、前記第1のポートと前記共振器とを相互接続する第1の導電ビアと、
前記磁性材料層を貫通して延在し、前記第2のポートと前記共振器とを相互接続する第2の導電ビアと、
前記磁性材料層を貫通して延在し、前記第3のポートと前記共振器とを相互接続する第3の導電性ビアとを備える、付記16に記載のIC。
[付記18]
前記磁性材料層と基板とを相互接続する相互接続層をさらに備え、
前記相互接続層は、
前記基板層の第1の表面上に配置された第1の金属コーティングと、
前記基板層の第1の表面上に配置された第2の金属コーティングと、
前記第1の金属コーティングと前記第2の金属コーティングとの間に配置され、前記磁性材料層および前記基板層の各々の対向する第1の表面により前記磁性材料層および前記基板層を位置合わせした上で、前記第1の金属コーティングと前記第2の金属コーティングとの間に電気接続性を提供する複数の導電性相互接続導体と、を含む、付記16に記載のIC。
[付記19]
前記第1および第2の金属コーティングの各々は、前記第1、第2、および第3のポートの各々にそれぞれ関連付けられた選択的メタライゼーションコーティングと、接地面とを含み、
前記複数の導電性相互接続導体は、
前記第1のポートに関連付けられた前記第1および第2の金属コーティングの各々の第1の部分の間に電気接続性を提供するように構成された少なくとも1つの第1の導電性相互接続導体と、
前記第2のポートに関連付けられた前記第1および第2の金属コーティングの各々の第2の部分の間に電気接続性を提供するように構成された少なくとも1つの第2の導電性相互接続導体と、
前記第3のポートに関連付けられた前記第1および第2の金属コーティングの各々の第3の部分の間に電気接続性を提供するように構成された少なくとも1つの第3の導電性相互接続導体と、
前記接地面に関連付けられた前記第1及び第2の金属コーティングの各々の第4の部分の間に電気接続性を提供するように構成された少なくとも1つの第4の導電性相互接続導体と、を含む、付記18に記載のIC。
[付記20]
前記第2のポートを介して前記集積型サーキュレータシステムに提供されるRF信号を分離するために前記第3のポートに結合された少なくとも1つの終端回路部品をさらに備える、付記16に記載のIC。
Claims (20)
- ジャンクションを備える集積型サーキュレータシステムであって、
前記ジャンクションは、
第1のポート、第2のポート、及び第3のポートと、
前記第1、第2および第3のポートが設けられた基板材料層と、
基板層に結合された磁性材料層であって、自己バイアスフェライト材料から形成される前記磁性材料層と、
前記第1、第2、および第3のポートに結合され、前記磁性材料層によって提供される磁場に基づいて、前記第1のポートから前記第2のポートへ、および前記第2のポートから前記第3のポートへの信号伝送を提供する共振器と、を含む、集積型サーキュレータシステム。 - 前記磁性材料層は、前記基板層上に重ね合わされ、前記共振器は、前記磁性材料層上に重ね合わされ、前記システムはさらに、
前記磁性材料層を貫通して延在し、前記第1のポートと前記共振器とを相互接続する第1の導電ビアと、
前記磁性材料層を貫通して延在し、前記第2のポートと前記共振器とを相互接続する第2の導電ビアと、
前記磁性材料層を貫通して延在し、前記第3のポートと前記共振器とを相互接続する第3の導電性ビアとを備える、請求項1に記載のシステム。 - 前記磁性材料層と前記基板とを相互接続する相互接続層をさらに備え、
前記相互接続層は、
前記基板層の第1の表面上に配置された第1の金属コーティングと、
前記基板層の第1の表面上に配置された第2の金属コーティングと、
前記第1の金属コーティングと前記第2の金属コーティングとの間に配置され、前記磁性材料層および前記基板層の各々の対向する第1の表面により前記磁性材料層および前記基板層を位置合わせした上で、前記第1の金属コーティングと前記第2の金属コーティングとの間に電気接続性を提供する複数の導電性相互接続導体と、を含む、請求項1に記載のシステム。 - 前記第1および第2の金属コーティングの各々は、前記第1、第2、および第3のポートの各々にそれぞれ関連付けられた選択的メタライゼーションコーティングと、接地面とを含む、請求項3に記載のシステム。
- 前記複数の導電性相互接続導体は、
前記第1のポートに関連付けられた前記第1および第2の金属コーティングの各々の第1の部分の間に電気接続性を提供するように構成された少なくとも1つの第1の導電性相互接続導体と、
前記第2のポートに関連付けられた前記第1および第2の金属コーティングの各々の第2の部分の間に電気接続性を提供するように構成された少なくとも1つの第2の導電性相互接続導体と、
前記第3のポートに関連付けられた前記第1および第2の金属コーティングの各々の第3の部分の間に電気接続性を提供するように構成された少なくとも1つの第3の導電性相互接続導体と、
前記接地面に関連付けられた前記第1及び第2の金属コーティングの各々の第4の部分の間に電気接続性を提供するように構成された少なくとも1つの第4の導電性相互接続導体と、を含む、請求項4に記載のシステム。 - 前記第1のポートと一体である第1のインピーダンス整合ネットワークであって、RF信号を前記集積型サーキュレータシステムに伝搬するように構成された第1のマイクロストリップ伝送線に結合される前記第1のインピーダンス整合ネットワークと、
前記第2のポートと一体である第2のインピーダンス整合ネットワークであって、前記集積型サーキュレータシステムからの前記RF信号を伝搬するように構成された第2のマイクロストリップ伝送線に結合される前記第2のインピーダンス整合ネットワークと、をさらに備える請求項1に記載のシステム。 - 請求項1に記載の集積型サーキュレータシステムを備える信号アイソレータであって、前記第2のポートを介して前記信号アイソレータに提供されるRF信号を分離するために前記第3のポートに結合された少なくとも1つの終端回路部品を備える、信号アイソレータ。
- 請求項1に記載の集積型サーキュレータシステムを備える集積回路(以下、ICとする)チップであって、前記ICチップは、第1のインピーダンス整合ネットワークおよび第2のインピーダンス整合ネットワークと共に集積された少なくとも1つの回路をさらに備える、ICチップ。
- 前記少なくとも1つの回路は、無線周波数(以下、RFとする)信号を前記第1のインピーダンス整合ネットワークに提供するために、前記第1のインピーダンス整合ネットワークと共に集積されたRF増幅器回路を備える、請求項8に記載のICチップ。
- 前記少なくとも1つの回路は、マイクロストリップ伝送線を介して、個々の第1および第2のインピーダンス整合ネットワークのうちの個々の少なくとも1つに電気的に結合される、請求項8に記載のICチップ。
- 集積型サーキュレータシステムを製造する方法であって、
基板層の第1の表面の一部に第1の金属コーティングを選択的に適用するステップであって、前記第1の金属コーティングは、前記集積型サーキュレータシステムに関連付けられた信号ポートに対応している、前記第1の金属コーティングを選択的に適用するステップと、
磁性材料層の第1の表面の一部に第2の金属コーティングを選択的に適用するステップであって、前記磁性材料層が自己バイアスフェライト材料から形成され、前記第2の金属コーティングは、前記集積型サーキュレータシステムに関連付けられた前記信号ポートに対応している、前記第2の金属コーティングを選択的に適用するステップと
前記基板層および前記磁性材料層の各々の対向する第1の表面により前記基板層と前記磁性材料層とを位置合わせして、前記第1の金属コーティングと前記第2の金属コーティングとの間に電気接続性を提供する相互接続層を形成するステップと、
前記第1の表面の反対側の前記磁性材料層の第2の表面に共振器を適用するステップと、
前記共振器と前記第1および第2の金属コーティングとの間に電気接続性を提供するステップと、を含む方法。 - 前記第1の金属コーティングを選択的に適用するステップは、前記第1の金属コーティングの第1の部分を前記基板層の前記第1の表面に選択的に適用することを含み、前記第2の金属コーティングを選択的に適用するステップは、前記第2の金属コーティングの第1の部分を前記磁性材料層の前記第1の表面に選択的に適用することを含み、前記第1および第2の金属コーティングの前記第1の部分は、前記集積型サーキュレータシステムに関連付けられた前記信号ポートに対応しており、前記方法は、
前記基板層の前記第1の表面に前記第1の金属コーティングの第2の部分を選択的に適用するステップであって、前記第2の部分は、前記集積型サーキュレータシステムに関連付けられた接地面に対応している、前記第1の金属コーティングの第2の部分を選択的に適用するステップと、
前記磁性材料層の前記第1の表面に前記第2の金属コーティングの第2の部分を選択的に適用するステップであって、前記第2の部分は、前記集積型サーキュレータシステムに関連付けられた前記接地面に対応している、第2の金属コーティングの第2の部分を選択的に適用するステップと、をさらに含む、請求項11に記載の方法。 - 前記第1の金属コーティングおよび前記第2の金属コーティングのうちの少なくとも1つの前記第1の部分および前記第2の部分に複数の導電性相互接続導体を適用するステップをさらに含み、前記基板層と前記磁性材料層とを位置合わせすることが、前記磁性材料層および前記基板層の各々の対向する第1の表面により前記基板層と前記磁性材料層とを位置合わせして、前記導電性相互接続導体の第1の部分により前記第1および第2の金属コーティングの前記第1の部分の間に電気接続性を提供し、前記導電性相互接続導体の第2の部分により前記第1および第2の金属コーティングの前記第2の部分の間に電気接続性を提供することを含む、請求項12に記載の方法。
- 前記共振器と前記第1および第2の金属コーティングとの間に電気接続性を提供するステップが、前記第1および第2の金属コーティングから前記磁性材料層を貫通して前記共振器まで延在する複数のビアを提供することを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記集積型サーキュレータシステムの前記信号ポートのうちの第1のポートに対して第1のインピーダンス整合ネットワークを一体的に製造するステップと、
前記集積型サーキュレータシステムの前記信号ポートのうちの第2のポートに対して第2のインピーダンス整合ネットワークを一体的に製造するステップと、をさらに含む、請求項11に記載の方法。 - 集積型サーキュレータシステムを備える集積回路(以下、ICとする)であって、
前記集積型サーキュレータシステムは、ジャンクションを備え、
前記ジャンクションは、
第1のポート、第2のポート、及び第3のポートと、
前記第1、第2および第3のポートが設けられた基板材料層と、
基板層に結合された磁性材料層であって、自己バイアスフェライト材料から形成される前記磁性材料層と、
前記第1、第2および第3のポートに結合され、前記磁性材料層によって提供される磁場に基づいて、前記第1のポートから前記第2のポートへ、および前記第2のポートから前記第3のポートへの信号伝送を提供する共振器と、
前記第1のポートと一体である第1のインピーダンス整合ネットワークであって、RF信号を前記集積型サーキュレータシステムに伝搬するように構成された第1のマイクロストリップ伝送線に結合される前記第1のインピーダンス整合ネットワークと、
前記第2のポートと一体である第2のインピーダンス整合ネットワークであって、前記集積型サーキュレータシステムからの前記RF信号を伝搬するように構成された第2のマイクロストリップ伝送線に結合される前記第2のインピーダンス整合ネットワークと、を含む、IC。 - 前記磁性材料層は、前記基板層上に重ね合わされ、前記共振器は、前記磁性材料層上に重ね合わされ、システムはさらに、
前記磁性材料層を貫通して延在し、前記第1のポートと前記共振器とを相互接続する第1の導電ビアと、
前記磁性材料層を貫通して延在し、前記第2のポートと前記共振器とを相互接続する第2の導電ビアと、
前記磁性材料層を貫通して延在し、前記第3のポートと前記共振器とを相互接続する第3の導電性ビアとを備える、請求項16に記載のIC。 - 前記磁性材料層と基板とを相互接続する相互接続層をさらに備え、
前記相互接続層は、
前記基板層の第1の表面上に配置された第1の金属コーティングと、
前記基板層の第1の表面上に配置された第2の金属コーティングと、
前記第1の金属コーティングと前記第2の金属コーティングとの間に配置され、前記磁性材料層および前記基板層の各々の対向する第1の表面により前記磁性材料層および前記基板層を位置合わせした上で、前記第1の金属コーティングと前記第2の金属コーティングとの間に電気接続性を提供する複数の導電性相互接続導体と、を含む、請求項16に記載のIC。 - 前記第1および第2の金属コーティングの各々は、前記第1、第2、および第3のポートの各々にそれぞれ関連付けられた選択的メタライゼーションコーティングと、接地面とを含み、
前記複数の導電性相互接続導体は、
前記第1のポートに関連付けられた前記第1および第2の金属コーティングの各々の第1の部分の間に電気接続性を提供するように構成された少なくとも1つの第1の導電性相互接続導体と、
前記第2のポートに関連付けられた前記第1および第2の金属コーティングの各々の第2の部分の間に電気接続性を提供するように構成された少なくとも1つの第2の導電性相互接続導体と、
前記第3のポートに関連付けられた前記第1および第2の金属コーティングの各々の第3の部分の間に電気接続性を提供するように構成された少なくとも1つの第3の導電性相互接続導体と、
前記接地面に関連付けられた前記第1及び第2の金属コーティングの各々の第4の部分の間に電気接続性を提供するように構成された少なくとも1つの第4の導電性相互接続導体と、を含む、請求項18に記載のIC。 - 前記第2のポートを介して前記集積型サーキュレータシステムに提供されるRF信号を分離するために前記第3のポートに結合された少なくとも1つの終端回路部品をさらに備える、請求項16に記載のIC。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US202063038572P | 2020-06-12 | 2020-06-12 | |
US63/038,572 | 2020-06-12 | ||
PCT/US2021/032406 WO2021252132A1 (en) | 2020-06-12 | 2021-05-14 | Integrated circulator system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023525554A true JP2023525554A (ja) | 2023-06-16 |
Family
ID=76270103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022568850A Pending JP2023525554A (ja) | 2020-06-12 | 2021-05-14 | 集積型サーキュレータシステム |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20210391633A1 (ja) |
EP (1) | EP4165718A1 (ja) |
JP (1) | JP2023525554A (ja) |
TW (1) | TWI783489B (ja) |
WO (1) | WO2021252132A1 (ja) |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5185587A (en) * | 1991-06-17 | 1993-02-09 | Renaissance Electronics Corp. | Compact tandem non-reciprocal circuit |
US8040199B2 (en) * | 2008-07-30 | 2011-10-18 | Raytheon Company | Low profile and compact surface mount circulator on ball grid array |
US8344820B1 (en) * | 2011-01-17 | 2013-01-01 | The Boeing Company | Integrated circulator for phased arrays |
WO2015053213A1 (ja) * | 2013-10-11 | 2015-04-16 | 三菱電機株式会社 | 非可逆回路 |
GB2573895B (en) * | 2017-03-07 | 2021-12-08 | Mitsubishi Electric Corp | Nonreciprocal Circuit Element and Method of Manufacturing the Same |
CA3058793C (en) * | 2017-04-28 | 2021-12-28 | 3D Glass Solutions, Inc. | Rf circulator |
US10340570B2 (en) * | 2017-10-26 | 2019-07-02 | Northrop Grumman Systems Corporation | Microelectronic RF substrate with an integral isolator/circulator |
US10811750B2 (en) * | 2018-09-11 | 2020-10-20 | Qorvo Us, Inc. | Circulator system |
-
2021
- 2021-05-14 WO PCT/US2021/032406 patent/WO2021252132A1/en unknown
- 2021-05-14 EP EP21730061.5A patent/EP4165718A1/en active Pending
- 2021-05-14 JP JP2022568850A patent/JP2023525554A/ja active Pending
- 2021-05-14 US US17/320,527 patent/US20210391633A1/en not_active Abandoned
- 2021-05-19 TW TW110118080A patent/TWI783489B/zh active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW202220280A (zh) | 2022-05-16 |
US20210391633A1 (en) | 2021-12-16 |
EP4165718A1 (en) | 2023-04-19 |
TWI783489B (zh) | 2022-11-11 |
WO2021252132A1 (en) | 2021-12-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4821007A (en) | Strip line circuit component and method of manufacture | |
JPH0321089B2 (ja) | ||
US7613009B2 (en) | Electrical transition for an RF component | |
JP2020536376A (ja) | プリント回路基板および回路基板形成方法(プリント回路基板へのジョセフソン増幅器またはジョセフソン・ミクサの組み込み) | |
US9093442B1 (en) | Apparatus and method for achieving wideband RF performance and low junction to case thermal resistance in non-flip bump RFIC configuration | |
CN110854105A (zh) | 电磁屏蔽微电子组合件和其制造方法 | |
US6495770B2 (en) | Electronic assembly providing shunting of electrical current | |
US5662816A (en) | Signal isolating microwave splitters/combiners | |
JP2000510299A (ja) | コプレーナ導波路結合器 | |
JP4145241B2 (ja) | 統合マイクロストリップ接続ポートを持つ反転型コプレーナ線路 | |
US5160907A (en) | Multiple layer semiconductor circuit module | |
CA1301949C (en) | Device for interconnection and protection of a bare microwave componentchip | |
CN113270395A (zh) | 集成电路以及包括通过穿过集成电路路由的同步信号而被电耦合的多个集成电路的电子设备 | |
TWI783489B (zh) | 整合式循環器系統、其製造方法和使用其之隔離器電路 | |
EP1480286A1 (en) | Microwave frequency surface mount components and methods of forming same | |
US7042307B2 (en) | Coupler resource module | |
JPH0522001A (ja) | 伝送線路構造 | |
JPH08250911A (ja) | 高周波気密モジュール | |
KR200294942Y1 (ko) | 인쇄회로기판 상의 노이즈 감소 레이아웃 및 이인쇄회로기판을 사용하는 커넥터 | |
US9949361B1 (en) | Geometrically inverted ultra wide band microstrip balun | |
JP3913937B2 (ja) | 半導体装置 | |
US6476477B2 (en) | Electronic assembly providing shunting of electrical current | |
US12022608B2 (en) | Radio frequency crossover with high isolation in microelectronics H-frame device | |
JPH1183936A (ja) | 素子評価回路 | |
KR100386728B1 (ko) | 다단 결합선로를 이용한 방향성 결합기 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221111 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20221111 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20231221 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20240116 |