2000nH 표면 실장 인덕터 마이크로 와이어 RF 초크 인덕터 10MHz - 40GHz

제품 개요

HALT68005는 밀리미터파 바이어스 티 DC 주입 네트워크에 최적화된 광대역 원뿔형 인덕터입니다. 2000 nH(2.0 μH)의 공칭 인덕턴스를 제공하며, 이는 광대역 원뿔형 인덕터 시리즈 중 가장 높은 값입니다. 0.05mm(50 μm)의 초미세 무산소 구리선으로 연속적으로 테이퍼링된 에어 코어 원뿔형 구조로 감겨 있습니다. 이 부품은 200mA의 연속 DC 바이어스 전류 정격이며, -55°C ~ +125°C의 온도 범위에서 10MHz ~ 40GHz까지 작동합니다.

바이어스 티에서 초크 인덕터는 활성 장치에 DC 바이어스 전류를 전달하는 동시에 신호 대역폭 전체에 걸쳐 높은 RF 임피던스를 제공합니다. HALT68005의 2000 nH 인덕턴스는 저주파 차단 하한을 10MHz까지 확장하여 40G/100G 광 플러그형 모듈 및 위상 배열 시스템의 바이어스 라인에 실리는 감독 톤, 원격 측정 변조 및 느린 제어 신호를 포함합니다. 밀리미터파 끝에서는 0.05mm 와이어가 턴 간 도체 표면적을 최소화하여 기생 커패시턴스를 억제하고 40GHz까지 진정한 인덕티브 동작을 유지합니다.

0.05mm 와이어는 제품 시리즈 중 가장 가는 게이지입니다. 감소된 상위 주파수에서 더 높은 DC 전류가 필요한 애플리케이션의 경우 맞춤 주문 시 0.08mm 와이어 구성도 선택적으로 사용할 수 있습니다. 에어 코어 구조는 자기 포화를 제거하여 0-200mA DC 전류 범위 전체에서 2000 nH의 전체 인덕턴스를 유지합니다. 이 부품은fixture-characterized .s2p Touchstone 데이터(10 MHz–40 GHz, 201 포인트, TRL-de-embedded), 3D STEP 기계 모델 및 정확한 PCB 공동 시뮬레이션을 위한 파라미터화된 HFSS EM 모델과 함께 제공됩니다.

기술 사양

40 GHz 작동을 위한 바이어스 티 회로 설계

RF 통과 경로

50Ω 마이크로스트립 또는 접지된 동축 평면 도파관(GCPW)이 포트 1에서 포트 2로 연결됩니다. 인덕터의 좁은 정점 끝은 티 접합부의 이 트레이스에 납땜됩니다. 정점에서의 약 0.40mm OD는 40GHz까지 S21을 유지하면서 최소한의 병렬 커패시턴스를 제공합니다. 이 접합부에서 인덕터는 RF 에너지에 대해 높은 임피던스의 개방 회로로 나타나고 DC 전류에 대해서는 저항이 낮은 경로로 나타납니다.

DC 바이어스 주입 노드

넓은 베이스 끝은 DC 피드 패드에 연결됩니다. 광대역 바이패스 커패시터 네트워크는 이 패드에서 1mm 이내에 배치됩니다:

• 100 pF 세라믹(밀리미터파 디커플링용)
• 10 nF 세라믹(마이크로파 디커플링용)
• 옵션 1 μF(저주파 공급 리플 제거용)

정격 200mA에서 약 3.5Ω의 권선 DCR은 약 0.7V의 DC 전압 강하를 발생시키며, 이는 바이어스 공급 장치가 이 IR 강하를 보상할 수 있는 활성 장치 바이어스 회로에 허용됩니다.

RF-DC 절연

2000 nH 인덕턴스는 정격 대역 전체에 걸쳐 >2.2 kΩ의 임피던스를 생성하며, 이는 50Ω에 참조된 RF-DC 절연에서 >66 dB에 해당합니다. 이는 측정 및 통신 애플리케이션에서 깨끗한 바이어스 티 작동에 필요한 일반적인 40-50 dB 절연을 초과합니다.

다중 주파수 성능 검증

200 mA DC 바이어스 작동을 위한 열 설계

정격 전류에서의 I²R 소산은 약 3.5Ω의 일반적인 DCR을 기준으로 25°C 주변 온도에서 약 140mW입니다. 열 설계는 이를 다음과 같이 처리합니다:

• 온도 상승 제한:ΔT ≤ 15°C로 정격, 상승된 온도가 구리 저항률(+0.39%/°C)을 증가시켜 소산을 더욱 증가시키는 양의 TCR 피드백 루프 방지.
• 자연 대류:노출된 에어 코어 구조는 자유롭게 복사 및 대류합니다. 코일 본체 주위의 최소 0.5mm 공기 간격은 정격 작동을 지원합니다.
• 절연 마진:폴리이미드 에나멜 절연은 200°C 연속 작동 정격으로, +125°C 주변 온도에서 15°C 자체 가열 시 최악의 경우 접합 온도보다 상당한 열 헤드룸을 제공합니다.
• 제로 코어 손실:히스테리시스 및 와전류를 통해 추가 에너지를 소산하는 페라이트 초크와 달리, 에어 코어 HALT68005는 자기 손실 구성 요소가 없습니다. 모든 소산은 구리 I²R 손실만으로 예측 가능합니다.

상세 조립 절차

1단계 – 물리적 정렬

작은 끝(원뿔 끝)을 아래쪽으로 향하게 하고 RF 전송 마이크로스트립 라인에 수직(≈90°)으로 배치합니다. 각도 편차는 20GHz 이상에서 S11 반사 손실을 저하시키는 비대칭 자기 결합을 유발합니다. 10배 배율의 스테레오 현미경으로 방향을 확인합니다.

2단계 – 정점 리드를 RF 트레이스에 연결

정점 플라잉 리드를 50Ω 마이크로스트립에 직접 납땜합니다. 납땜 필렛과 첫 번째 권선 사이의 리드를 ≤0.3mm로 트리밍합니다. 40GHz에서 과도한 리드 0.5mm마다 원치 않는 직렬 인덕턴스 약 0.3nH가 추가되어 입력 매칭을 변경하고 유효 대역폭을 줄입니다. 확대하여 정밀 플러시 커터를 사용합니다.

3단계 – 베이스 리드를 DC 바이어스 노드에 연결

넓은 베이스 리드를 DC 바이어스 입력 패드에 납땜합니다. 100pF 및 10nF 세라믹 바이패스 커패시터를 이 패드에서 1mm 이내에 배치하고, 밀리미터파 주파수에서 가장 낮은 직렬 인덕턴스를 위해 더 작은 값의 커패시터를 패드에 가장 가깝게 배치합니다. 옵션 1μF 커패시터를 인접하게 배치하여 저주파 디커플링을 할 수 있습니다.

4단계 – 에폭시 안정화

기판과 접촉하는 권선 측면에 비전도성, 저휘발성 에폭시(Epotek H70E 또는 H65 권장) 한 방울(≤0.3mm 직경)을 바릅니다. 이 단계는 필수입니다. 에폭시 고정 없이는 지지되지 않은 에어 코어 코일이 음향 또는 기계적 여기 시 마이크론 규모에서 턴 간격을 변조하여 RF 캐리어에 위상 노이즈 측대역을 생성할 수 있습니다. 코일을 완전히 밀봉하지 마십시오. 과도한 유전체는 밀리미터파 성능을 저하시키는 기생 병렬 커패시턴스를 추가합니다.

5단계 – 솔더링 열 프로파일

0.05mm 와이어는 더 두꺼운 게이지보다 더 짧은 열 예산을 필요로 합니다:

• 팁 온도:280–320°C, 제어된 마이크로 솔더링 인두
• 지속 시간:조인트당 ≤2초 (0.08mm 와이어의 경우 3초 대비). 0.05mm 도체는 단면적이 약 60% 적고 납땜 온도에 더 빨리 도달합니다. 장시간 가열은 인발된 구리를 풀어서 정밀 테이퍼링된 권선을 부드럽게 만듭니다.
• 합금 호환성:SAC305(무연), AuSn 공융(고온), PbSn(표준). 세 가지 모두 완전히 호환됩니다.
• 검사:20배 스테레오 현미경으로 필렛 커버리지를 확인합니다. 재작업은 조인트당 한 번의 열 사이클로 제한됩니다.

신뢰성 인증

• 온도 사이클링:CTE 불일치 없음 – 구리 권선이 유일한 구조 재료입니다. -55°C ~ +125°C 사이클링 시 균열이 발생할 페라이트-구리 또는 세라믹-구리 인터페이스가 없습니다.
• 진동:에폭시 안정화된 어셈블리는 MIL-STD-202 방법 204(진동) 및 방법 213(기계적 충격)을 통과합니다. <5mg 코일 질량은 일반적인 여기 스펙트럼보다 높은 기계적 공진을 유지합니다.리드 산화 저항:
• 금/주석 도금은 클린룸 환경에서 20–25°C, 40–60% RH의 정격 보관 기간 동안 구리 리드를 보호합니다.애플리케이션 시나리오

시장

Q: 표준 0.05mm 대신 0.08mm 와이어 옵션을 선택해야 하는 경우는 언제입니까?

A: 0.05mm(표준) 와이어는 200mA 용량으로 최대 40GHz 대역폭을 제공합니다. 0.08mm 맞춤 옵션은 권선 DCR을 줄여 더 높은 전류 용량을 제공하지만, 턴 간 커패시턴스가 증가하여 사용 가능한 상위 주파수가 감소합니다. 바이어스 티가 20GHz 이상에서 작동하고 전류가 200mA 미만인 경우 0.05mm를 선택하십시오. 전류 처리가 우선 순위인 20GHz 미만 애플리케이션의 경우 0.08mm 옵션을 선택하십시오.
Q: HALT68005가 0.08mm 와이어 변형보다 ≤2초의 솔더링 지속 시간을 요구하는 이유는 무엇입니까?

A: 0.05mm 와이어는 0.08mm 와이어보다 단면적이 약 60% 적습니다. 솔더링 온도에 더 빨리 도달하고 열 질량이 적어 열을 발산합니다. 장시간 가열은 가공 경화된 인발 구리를 풀어서 정밀 테이퍼링된 권선을 영구적으로 부드럽게 만들어 분산 커패시턴스 프로파일을 변경하고 SRF를 이동시킬 수 있습니다.
Q: 에폭시 안정화가 누락될 경우 실패 메커니즘은 무엇입니까?

A: 에폭시 고정 없이는 지지되지 않은 에어 코어 코일이 음향 또는 기계적 여기 시 진동할 수 있습니다. 마이크론 규모의 진동은 턴 간 간격을 변조하여 RF 캐리어에 위상 노이즈 측대역을 도입합니다. 고진동 환경에서는 지지되지 않은 리드가 시간이 지남에 따라 납땜 필렛 응력 집중부에서 피로 파괴될 수 있습니다.
Q: 이 모델은 HALT68005A와 어떻게 다릅니다?

A: 둘 다 동일한 코어 사양(2000nH, 0.05mm 와이어, 10MHz–40GHz, 200mA)을 공유합니다. HALT68005는 밀리미터파 바이어스 티 DC 주입 네트워크에 대한 애플리케이션별 지침을 제공합니다: 완전한 바이어스 티 회로 토폴로지 및 부품 값, 200mA 연속 작동을 위한 열 분석, 광학 검사 기준이 포함된 상세 5단계 조립 SOP, 환경 신뢰성 인증 데이터. HALT68005A는 HALT6005 시리즈와의 비교 매트릭스와 함께 범용 초광대역 원뿔형 인덕터 문서를 제공합니다.