2000nH 表面マウントインダクター マイクロワイヤー RF ストックインダクター 10MHz - 40GHz

製品概要

HALT68005は、ミリ波バイアスタードDC注入ネットワーク用に最適化された広帯域コニカルインダクタです。公称インダクタンスは2000 nH (2.0 μH)で、広帯域コニカルインダクタシリーズの中で最も高い値です。0.05 mm (50 μm)の超細線無酸素銅線を使用し、連続的にテーパー状になった空芯コニカル形状に巻かれています。定格DCバイアス電流は200 mAで、-55℃から+125℃の温度範囲で10 MHzから40 GHzで動作します。

バイアスタードでは、チョークインダクタはアクティブデバイスにDCバイアス電流を供給すると同時に、信号帯域幅全体で高いRFインピーダンスを提供します。HALT68005の2000 nHのインダクタンスは、低周波遮断フロアを10 MHzまで拡張し、40G/100G光トランシーバモジュールやフェーズドアレイシステムで、バイアスラインに乗る監視トーン、テレメトリ変調、低速制御信号をカバーします。ミリ波側では、0.05 mmの細線がターン間の導体表面積を最小限に抑え、寄生容量を抑制して40 GHzまで真のインダクタンス特性を維持します。

0.05 mmの細線は、製品シリーズの中で最も細いゲージです。カスタムオーダーでは、より高いDC電流が必要で、上限周波数が低い用途向けに、オプションで0.08 mmのワイヤ構成も利用可能です。空芯構造は磁気飽和を排除し、0～200 mAのDC電流範囲全体で2000 nHのインダクタンスが維持されることを保証します。本製品には、フィクスチャで特性評価された.s2p Touchstoneデータ（10 MHz～40 GHz、201点、TRLデエンベデッド）、3D STEPメカニカルモデル、および正確なPCBコシミュレーション用のパラメータ化されたHFSS EMモデルが付属しています。

技術仕様

40 GHz動作用バイアスタード回路設計

RFスルーパス

50Ωマイクロストリップまたは接地共平面導波路（GCPW）がポート1とポート2を接続します。インダクタの細い頂点端が、ティー接合部でこのトレースにハンダ付けされます。頂点部の約0.40 mmのODは、最小限のシャント容量を提供し、40 GHzまでのS21を維持します。この接合部では、インダクタはRFエネルギーに対して高インピーダンスのオープン回路として機能し、DC電流に対しては低抵抗パスとして機能します。

DCバイアス注入ノード

広い基端がDCフィードパッドに接続されます。広帯域バイパスコンデンサネットワークがこのパッドから1 mm以内に配置されます：

• 100 pFセラミック（ミリ波デカップリング用）
• 10 nFセラミック（マイクロ波デカップリング用）
• オプション 1 μF（低周波電源リップル除去用）

定格200 mAでは、約3.5Ωの巻線DCRが約0.7 VのDC電圧降下を生じます。これは、IRドロップを補償できるバイアス電源を備えたアクティブデバイスバイアス回路では許容範囲内です。

RF-DCアイソレーション

2000 nHのインダクタンスは、定格帯域全体で>2.2 kΩのインピーダンスを生成し、50Ω基準で>66 dBのRF-DCアイソレーションに相当します。これは、測定および通信アプリケーションにおけるクリーンなバイアスタード動作に必要な典型的な40～50 dBのアイソレーションを超えています。

マルチ周波数性能検証

200 mA DCバイアス動作のための熱設計

定格電流でのI²R損失は、約3.5Ωの標準DCRに基づくと、25℃の周囲温度で約140 mWです。熱設計は以下の方法でこれに対処します：

• 温度上昇制限: ΔT ≤ 15℃ で定格されており、高温が銅の抵抗率（+0.39%/℃）を増加させ、さらに損失を増加させる正のTCRフィードバックループを防ぎます。
• 自然対流:露出した空芯構造は自由に放射および対流します。コイル本体の周囲に最低0.5 mmの空気ギャップを設けることで、定格動作をサポートします。
• 絶縁マージン:ポリイミドエナメル絶縁は200℃の連続動作定格であり、+125℃の周囲温度で15℃の自己発熱が発生した場合の最悪ケースの接合温度を大幅に上回る熱ヘッドルームを提供します。
• コア損失ゼロ:ヒステリシスや渦電流によって追加のエネルギーを散逸させるフェライトチョークとは異なり、空芯HALT68005には磁気損失成分がありません。すべての散逸は、銅のI²R損失のみから予測可能です。

詳細な組み立て手順

ステップ1 — 物理的アライメント

小さな端（コーンの先端）を下向きに、RF伝送マイクロストリップラインに対して垂直（約90°）に配置します。角度のずれは非対称な磁気結合を引き起こし、20 GHz以上のS11リターンロスを低下させます。10倍の倍率でステレオ顕微鏡下で向きを確認してください。

ステップ2 — 頂点リードをRFトレースに接続

頂点フライングリードを50Ωマイクロストリップに直接ハンダ付けします。ハンダフィレットと最初の巻線ターンの間のリードを≤0.3 mmにトリミングします。40 GHzでは、0.5 mmの余分なリードごとに約0.3 nHの不要なシリーズインダクタンスが追加され、入力マッチングがシフトし、実効帯域幅が低下します。倍率下で精密なフラッシュカッターを使用してください。

ステップ3 — 基端リードをDCバイアスノードに接続

広い基端リードをDCバイアス入力パッドにハンダ付けします。100 pFおよび10 nFのセラミックバイパスコンデンサをこのパッドから1 mm以内に配置し、ミリ波周波数で最も低いシリーズインダクタンスを得るために、小容量のコンデンサをパッドに最も近づけます。オプションの1 μFコンデンサを隣接して配置して、低周波デカップリングを行うことができます。

ステップ4 — エポキシ安定化

基板に接触する巻線の側面に、非導電性で低アウトガス性のエポキシ（Epotek H70EまたはH65推奨）を1つのマイクロドット（≤0.3 mm直径）塗布します。このステップは必須です。エポキシ固定がない場合、音響または機械的励振によってミクロン単位でターン間隔が変調され、RFキャリアに位相ノイズサイドバンドが発生します。コイル全体を完全に封止しないでください。過剰な誘電体は寄生シャント容量を追加し、ミリ波性能を低下させます。

ステップ5 — はんだ付け熱プロファイル

0.05 mmの細線は、より太いゲージよりも短い熱予算が必要です：

• チップ温度: 280～320℃、制御されたマイクロはんだごて
• 保持時間: 1ジョイントあたり≤2秒（0.08 mmワイヤの場合は3秒）。0.05 mm導体は断面積が約60%少なく、はんだ付け温度に早く到達します。過度の加熱は、引き抜き加工された銅を焼きなまし、精密テーパー巻線を軟化させます。
• 合金互換性: SAC305（鉛フリー）、AuSn共晶（高温）、PbSn（標準）。すべて完全に互換性があります。
• 検査: 20倍ステレオ顕微鏡下でフィレットのカバレッジを確認します。再作業は、ジョイントあたり1回の熱サイクルに制限されます。

信頼性認定

• 温度サイクル: CTE不整合なし—銅巻線が唯一の構造材料です。フェライトと銅、またはセラミックと銅の接合部がないため、-55℃から+125℃のサイクルで割れることはありません。
• 振動:エポキシ安定化アセンブリは、MIL-STD-202 Method 204（振動）およびMethod 213（機械的衝撃）に合格します。コイル質量<5 mgは、機械的共振を典型的な励振スペクトルより上に保ちます。リード酸化耐性:
• 金/錫メッキは、クリーンルーム環境で20～25℃、40～60% RHの定格保管期間中に銅リードを保護します。アプリケーションシナリオ

市場

Q: 標準の0.05 mmワイヤオプションではなく、0.08 mmワイヤオプションを選択すべきなのはいつですか？

A: 0.05 mm（標準）ワイヤは、200 mA容量で最大40 GHzの帯域幅を提供します。0.08 mmカスタムオプションは、巻線DCRを低減してより高い電流容量を実現しますが、ターン間容量の増加により使用可能な上限周波数が低下します。バイアスタードが20 GHz以上で動作し、電流が200 mA未満の場合は0.05 mmを選択してください。電流処理が優先される20 GHz未満のアプリケーションの場合は、0.08 mmオプションを選択してください。
Q: HALT68005が0.08 mmワイヤバリアントで3秒許容されるのに対し、≤2秒のはんだ付け保持時間を必要とするのはなぜですか？

A: 0.05 mmワイヤは、0.08 mmワイヤと比較して断面積が約60%少なくなっています。はんだ付け温度に早く到達し、熱を放散する熱質量が少なくなります。過度の加熱は、加工硬化させた引き抜き銅を焼きなまし、精密テーパー巻線を軟化させ、分布容量プロファイルを変化させ、SRFをシフトさせる可能性があります。
Q: エポキシ安定化を省略した場合の故障メカニズムは何ですか？

A: エポキシ固定がない場合、支持されていない空芯コイルは、音響または機械的励振下で振動する可能性があります。ミクロンスケールの振動はターン間隔を変調し、RFキャリアに位相ノイズサイドバンドを導入します。高振動環境では、支持されていないリードは、時間の経過とともにハンダフィレットの応力集中部で疲労する可能性があります。
Q: このモデルはHALT68005Aとどのように異なりますか？

A: 両方とも同一のコア仕様（2000 nH、0.05 mmワイヤ、10 MHz～40 GHz、200 mA）を共有しています。HALT68005は、ミリ波バイアスタードDC注入ネットワークに特化したアプリケーションガイダンスを提供します。完全なバイアスタード回路トポロジとコンポーネント値、200 mA連続動作のための熱解析、光学検査基準を含む詳細な5ステップの組み立てSOP、および環境信頼性認定データが含まれます。HALT68005Aは、一般的な超広帯域コニカルインダクタのドキュメントと、HALT6005シリーズとの比較マトリックスを提供します。