Integrated Waveguides in Nanoporous Alumina Membrane for Millimeter-Wave Interposer

Bertrand, Matthieu; Rehder, Gustavo P.; Serrano, Ariana L. C.; Gomes, Leonardo G.; Pinheiro, Julio M.; Alvarenga, Rogerio C. A.; Kabbani, Noureddine; Kaddour, Darine; Puyal, Vincent; Pistono, Emmanuel; Ferrari, Philippe

doi:10.1109/lmwc.2018.2887193

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“…Several very promising results were obtained with the MnM interposer that allows the design of transmission lines with high and low characteristic impedances (from 10 Ω to 140 Ω) [8], Through Substrate Vias (TSVs) [9], 3D inductors [10], Substrate Integrated Waveguides (SIW) [11,12], among others. Fig.…”

Section: Mnm Interposermentioning

confidence: 99%

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Integrated Antennas on MnM Interposer for the 60 GHz Band

Ouvrier-Buffet

Gomes

et al. 2022

J. Microw. Optoelectron. Electromagn. Appl.

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Section: Mnm Interposermentioning

confidence: 99%

“…The antenna was fabricated on an anodic aluminum oxide membrane (AAO) from Inredox with nanopores with 40 nm in diameter. The fabrication process used was the same as described in [12] with electrodeposited copper layer of 3 µm.…”

Section: A Patch Antenna On Mnmmentioning

confidence: 99%

Integrated Antennas on MnM Interposer for the 60 GHz Band

Ouvrier-Buffet

Gomes

et al. 2022

J. Microw. Optoelectron. Electromagn. Appl.

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“…Alumina is well-known for its low loss at high frequencies, which allows high-performance devices [14]. Nevertheless, as a ceramic material, it is difficult to be holed, rendering the fabrication of vias difficult.…”

Section: Mems Logicmentioning

confidence: 99%

“…The hybrid coupler design requires the optimization of the transmission lines' dimensions (widths and lengths) to achieve a scattering matrix as close as possible to (1). Even if a rough approximation of these parameters can be obtained through analytical expressions, these expressions do not consider some significant electromagnetic effects at the T-junctions [14]. Full-wave numerical solvers, such as Finite Element Method (FEM) available on the commercial software Ansys HFSS, are then used to refine the values of the dimensions that lead to the desired behavior.…”

Section: Hybrid Couplermentioning

confidence: 99%

Implementation of a Millimeter-Wave Butler Matrix on Metallic Nanowires-Filled Membrane Platform

Verona,

Simionato,

Palomino

et al. 2024

IEEE Access

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Wireless communications with greater transmission capacities are possible in the millimeter wave (mmWave) region. However, to overcome the significant propagation losses in this frequency band, it is necessary to employ more efficient and intelligent antennas based on MIMO and beam-steering phased array technologies. This paper demonstrates the fabrication of a beam steerable array antenna using a 4 × 4 Butler matrix at 60 GHz employing the metallic nanowire membrane (MnM) substrate. This substrate has the advantage of interconnecting two metallization layers by vias fabricated through its nanopores. Experimental characterization of the fabricated samples shows that the MnM platform represents a highpotential candidate for millimeter-wave front-ends supporting the beam-steering technique.

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“…Figura 24 Ű Geometria do acoplador híbrido em quadratura Fonte: Pozar (2011) O modelo montado no HFSS é mostrado na Figura 25. A membrana foi modelada como um substrato maciço de 50 µm e com constante dielétrica de 6,7, obtida através dos dados de caracterização dos trabalhos mais recentes publicados pelo grupo (BERTRAND et al, 2019). A espessura das metalizações foi Ąxada em 2 µm e possíveis perdas no substrato (i.e., condutividade, tangente de perdas e rugosidade) foram desprezadas nessa etapa.…”

Section: Projeto Dos Acopladoresunclassified

Matriz de Butler em interposer MnM para aplicações em ondas milimétricas.

Verona¹

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Este trabalho teve por objetivo projetar, fabricar e caracterizar um protótipo de uma Matriz de Butler operando na faixa de ondas milimétricas (mmW ) utilizando a plataforma Metallic-Nanowire-Membrane (MnM). Para isso, uma metodologia de fabricação foi proposta e aprimorada, na qual, a partir de uma sequência de processos de microfabricação composta por etapas de litograĄa, deposição de Ąlmes Ąnos e espessamento por eletrodeposição, construíram-se dispositivos nos substratos de alumina nanoporosa, constituídos por até duas camadas de metalização interconectadas por vias formadas nos nanoporos. Essa tecnologia foi usada para construir linhas de transmissão, acopladores híbridos e crossovers, blocos fundamentais para a montagem da Matriz de Butler. Os acopladores fabricados exibiram perdas de inserção entre 3,6 dB e 3,9 dB e diferença de fase de 90,8°nas saídas em 60 GHz e perdas de retorno e isolação melhores que 15 dB para uma banda de aproximadamente 10 GHz em torno dessa frequência. Já os crossovers foram projetados usando o cruzamento de linhas microstrip, no qual um dos trechos do sinal é desviado para uma linha coplanar waveguide (CPW) nas costas do substrato através das vias. Os crossovers fabricados apresentaram, em 60 GHz, perdas de retorno de 15 dB e 25 dB para os trechos direto e com vias, respectivamente, perdas de inserção inferiores que 0,7 dB e isolação superior a 20 dB para o layout mais compacto. Utilizando os resultados de projeto dos componentes, construiu-se uma Matriz de Butler 4 × 4 completa acoplada a um array linear de quatro antenas patch. Os diagramas de radiação do array de antenas foram medidos inserindo potência em cada uma das quatro entradas da Matriz, indicando que o protótipo fabricado foi capaz de irradiar o sinal nas direções de aproximadamente ±10°e ±40°em relação à direção normal ao plano do substrato na frequência de 60 GHz, resultados os quais apresentaram boa concordância com as previsões obtidas por simulações usando o Método dos Momentos. Esses resultados são pioneiros no Brasil e mostram a viabilidade e o potencial da plataforma MnM para a construção de front-ends RF completos que suportem a técnica de beamsteering.

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Integrated Waveguides in Nanoporous Alumina Membrane for Millimeter-Wave Interposer

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Integrated Antennas on MnM Interposer for the 60 GHz Band

Integrated Antennas on MnM Interposer for the 60 GHz Band

Implementation of a Millimeter-Wave Butler Matrix on Metallic Nanowires-Filled Membrane Platform

Matriz de Butler em interposer MnM para aplicações em ondas milimétricas.

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