In this these, BCB coaxial line and rectangular air coaxial line for high isolation are described. In the chapter 2, The BCB coaxial line has good performance for signal isolation because its closed structure. The measured isolation level is below -60dB(2mm coupling length, 200um distance), and less than -0.08dB/mm attenuation level to 20GHz frequency range. In chapter 3, the air rectangular coaxial line is developed. The air coaxial line has also high isolation performance and additionally low loss attenuation property because of its air dielectric material. The attenuation of the air coaxial line is less than 0.07dB/mm to 38GHz frequency range. The isolation is below -52dB(2mm coupling length, 60um coupling distance). To fabricate the air coaxial line, air multi-layer process is developed. The key process step of the air multi-layer, is using patterned Au seed metal as plating seed metal. Pattern seed metal can prevent plating metal attack during removing seed metal process. Because the pattern seed process, it is possible to develop air multi-layer process. In the chapter 4, some other transmission line and device such as buried microstrip line, air gap coplanar waveguide, air strip line and air gap inductors, are described. The attenuation of the air coplanar waveguide, BMSL, and strip line are 0.07, 0.08, 0.18 respectively, due to air dielectric material. The elevated inductor has very high Q factor. Some inductor has above 130 maximum Q factor, and high resonance frequency property because it use loss less dielectric material.
Recently, the development of next-generation digital wireless communication system is placing increasing demands on circuit interconnection techniques for high frequency operation and high isolation performance. So the monolithic integrated coaxial line is good solution to meet these demands.
본 논문에서는 높은 신호 격리를 위한 BCB 또는 공기를 이용한 동축 구조의 전송선 제작하고, 제작된 전송선의 특성을 기술하였다. 또한 공기를 이용한 사각 형태의 동축 전송선 제작시 개발 되었든 패턴이 형성된 희생 금속 기술을 이용하여 여러 가지 구조의 전송선과 인덕터를 구현할 수 있었다. 먼저 2장에서는 BCB를 유전 물질로 하여 구현된 동축 구조의 전송선의 구현 방법 및 측정에 대한 결과를 기술한 것으로, 구현된 전송선은 20GHz까지 60dB 이상의 신호 격리도와 mm 당 약 0.08dB의 신호 손실 특성을 보이고 있으며, 2mm 길이에서 약 -30dB 이상의 반사 손실 특성이 측정 되었다. 위 전송선은 평탄화 공정에 있어서 기존의 식각 공정 대신 단순히 BCB 물질을 사진 현상 기법만을 이용하여 평탄화 공정을 수행함으로써 제작 공정을 단순화하고, 식각에 의한 유전 물질의 특성 저하를 방지하는 효과를 볼 수 있었다.
제 3장에서는 공기를 유전 물질로 하는 사각 동축 형태의 전송선 제작 방법과 특성에 대해 기술하였다. 제작된 사각 동축 형태의 전송선은 측정 주파수 40GHz 까지 mm당 약 0.08dB의 신호 손실 특성을 보이고, 약 -55dB이상의 신호 격리도 특성을 보였다. 특히 위 전송선은 패턴이 형성된 희생 금속을 사용함으로써, 미세한 선폭의 도금을 가능하게 하게 희생 금속 식각시 도금 금속의 희생을 방지할 수 있는 장점이 있다.
제 4장에서는 3장에서 개발된 희생 금속 기술을 적용하여 strip line, BMSL, CPW등의 전송선을 공기 중에 형성하고 그 특성을 기술하였고, 소자에서는 인덕터를 단일층 혹은 2층 구조로 형성하여 품질 계수가 매우 우수하고 공진 주파수가 높은 인덕터를 제작하였다.
최근 개인 휴대 통신이나 무선 통신의 발달로 인해 요구 되는 소형 초고주파 시스템 개발에 있어 위 언급된 동축 구조 전송선은 높은 신호 격리도와 작은 전송 손실 특성으로 좋은 대안이 될 수 있을 것이다.
