Impedance Standard Substrate;ISS

전자부품
1. 네트워크분석
  1. Impedance Standard Substrate;ISS, ISS
2. 참조
  1. E-Cal
주로, FormFactor 회사 https://www.formfactor.com/ 공급하는 제품을 말한다.
1. 이 회사는 2016년에 Cascade Microtech 회사를 인수했다.
  1. 위키페디아 https://en.wikipedia.org/wiki/Cascade_Microtech
2. Probes - VNA Calibration Tools - Substrates 에는 3가지가 있다.
  1. Impedance Standard Substrates
    1. GSG, 100~250um 피치, 101-190
  2. CSR Cal Substrates
    1. |Z| Probe, CSR-8, GSG, 100~250um 피치
  3. Multiline TRL Cal Substrates
    1. ISS Map 172-887, (Multi-line TRL Substrate, WR3.4, WR4.3, WR5.1), 75~100um 피치
ISS 101-190, 67GHz까지 사용가능하다.
1. 데이터 시트에서
  - 40개 SLT가 있다. 그리고 아래 8개 O가 있다.
2. 고유번호(S/N) 455555 ISS에 해당되는, Precision 50 ohm load가 형성된 위치 표시.
  - 출하성적서 종이에 27군데 빨강으로 인쇄되어 있다.
3. 전체
  - 년도 및 고유번호는 맞지 않음
4. SOLT 패턴. Open 패턴에서 open cal.을 수행하지 않고 허공에서 수행해도 큰 문제가 없다고 함.
  - Short
  - Open (위치가 따로 존재함.)
  - Load 50Ω
  - Thru
5. Thru 패턴에 프루브 팁 접촉 자국이 있는 이유. 양쪽 프루브 팁 접촉이 정상적으로 이루어졌는지 확인용으로 이렇게 접촉할 수 있다. (어차피 거의 사용하지 않는 패턴이므로)
  - 프루브 팁을 thru 전극 중간에 찍으면 마이크로스트립 필터의 stub 가 추가되므로 cal.하면 안된다.
6. 수명 - (사용경험이 없기 때문에 추측으로 생각)
  1. 금속이 밀려 형성되는 마이크로스트립 필터가 되는 stub 문제
    1. ISS에 형성된 (금)전극이 프루브 팁에 의해 기계적으로 밀리면서 물리적으로 길이가 길어지는 stub(스텁;그루터기)가 발생될 때 문제가 될 것이다.
    2. 늘어난 stub 길이가 high frequency에 영향을 주는데, 사용주파수 5GHz 미만에서는 거의 영향을 주지 않을 것이다.
    3. stub가 없는 깨끗한 패턴과 서로 비교하여 판단하면 될 것이다.
  2. 접촉저항문제
    1. 같은 자리를 찍으면 접촉저항은 높아진다. short 패턴에만 영향을 줄 것이다.
    2. 금도금이므로 산화에 의한 접촉저항 상승은 없을 것이고, 프루브 팁이 금표면에 산화막이 있더라도 파괴하여 아무런 문제가 없을 것이다.
  3. 접촉저항 문제가 없는 Open은 8개뿐이고, 접촉저항을 고려해야 하는 SLT는 40개를 형성시킨 이유로 수명이 어떻게 결정되는지 유추할 수 있다.
  4. 판정 소프트웨어가 최대 67GHz 기준이 아니라, 고객 사용주파수 별로 존재할 것이다.
7. calibration integrity(교정 무결성) 판정
  1. ISS 내에는 여러 개의 SOLT가 있기 때문에, 이 모든 SOLT 군을 잘못 만들지 않는 이상 서로 비교하면 무결성을 판단할 수 있다.
  2. 어느 한 SOLT 세트로 cal.한 후, 다른 SOLT를 판정하면 된다.
8. Thru 문제
  1. 사용자 패턴은 (프루브 팁 피치에 맞춰 설계할 수밖에 없다.) 길이가 다를 것이다. 이 때는 Thru가 문제가 된다.
  2. Thru는 그럼 cal.에서 isolation 교정은 생략한다.
  3. 사용자 패턴에 맞는 electrical length만 추가하여 phase 매칭만 하면 될 것이다.
  4. 단위 길이당 손실은 ISS가 제공하는 기다란 thru 패턴을 측정해서 이를 원하는 길이에 해당하는 손실로 보정하면 될 것이다.
  5. 이를 못 믿는다면, 결국 사용자 패턴에 맞는 thru를 직접 만들어서, 이 home made Thru로 교정하면 된다.
9. ISS를 반드시 접지금속에 올려놓고 사용해야 하는가? 평면 전송라인으로 분석함.
  1. 치수측정
    - thru 패턴 설계 치수
  2. 해석
    - CBCPW(conductor backed coplanar waveguide)로 해석하면. 50.1Ω
    - no groundplane을 갖는 coplanar waveguide로 해석하면. 46.0Ω
  3. 결론 - 이 ISS는 금속척을 갖는 프루버에서 항상 사용하므로, 반드시 기판 뒷면은 접지 금속과 닿아야 한다.