KR102054237B1

KR102054237B1 - Chip antenna and chip antenna module having the same

Info

Publication number: KR102054237B1
Application number: KR1020180070357A
Authority: KR
Inventors: 김재영; 안성용; 이상종; 최성희; 한규범; 류정기; 문병철; 최창학
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2018-01-31
Filing date: 2018-06-19
Publication date: 2019-12-10
Also published as: KR20190093103A

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 칩 안테나는 밀리미터파 통신 대역의 무선 통신에 이용되며, 기판에 실장되어 신호처리 소자의 급전 신호를 전달받아 외부로 방사하는 칩 안테나로, 블록 형태를 가지며 서로 반대 방향에 위치하는 제1면과 제2면을 구비하고 상기 급전 신호를 전달받아 방사하는 방사부, 상기 방사부의 제1면과 제2면에 각각 결합되며 유전체로 형성되는 제1 블록과 제2 블록, 블록 형태를 가지며 상기 방사부와 나란하게 상기 제1 블록에 결합되며 상기 방사부에서 방사하는 전자기파를 상기 방사부 측으로 반사하는 접지부, 및 블록 형태를 가지며 상기 방사부와 나란하게 상기 제2 블록에 결합되는 도파기를 포함하며, 상기 접지부, 상기 제1 블록, 및 방사부의 전체 폭은 2mm 이하로 구성되고, 상기 제1 블록은 3.5 이상, 25 이하의 유전율을 갖는다.The chip antenna according to the embodiment of the present invention is used for wireless communication in the millimeter wave communication band, and is a chip antenna mounted on a substrate to receive a feed signal from a signal processing element and radiate to the outside. A radiating part having a first surface and a second surface positioned thereon, the radiating part receiving and receiving the feed signal, and coupled to the first and second surfaces of the radiating part, respectively; A ground portion having a shape and coupled to the first block in parallel with the radiating portion, and reflecting electromagnetic waves emitted from the radiating portion to the radiating portion, and having a block shape and coupled to the second block in parallel with the radiating portion; And a waveguide, wherein a total width of the ground portion, the first block, and the radiating portion is 2 mm or less, and the first block has a dielectric constant of 3.5 or more and 25 or less.

Description

CHIP ANTENNA AND CHIP ANTENNA MODULE HAVING THE SAME}

본 발명은 칩 안테나 모듈 및 이를 포함하는 칩 안테나 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to a chip antenna module and a chip antenna module including the same.

5G　통신 시스템은 보다 높은 데이터 전송율을 달성하기 위해 보다 높은 주파수(mmWave) 대역들, 가령 10Ghz　내지 100GHz　대역들에서 구현되는 것으로 간주된다. 무선파의 전파 손실을 줄이고 전송 거리를 늘리기 위해, 빔포밍, 대규모 MIMO(multiple-input multiple-output), 전차원(full dimensional) MIMO(FD-MIMO), 어레이 안테나, 아날로그 빔포밍, 대규모 스케일의 안테나 기법들이　5G　통신 시스템에서 논의되고 있다.5G communication systems are considered to be implemented in higher frequency (mmWave) bands, such as 10 Ghz to 100 GHz bands, to achieve higher data rates. Beamforming, multiple-input multiple-output (MIMO), full dimensional MIMO (FD-MIMO), array antennas, analog beamforming, and large scale antennas to reduce radio wave propagation losses and increase transmission distances. Techniques are discussed in the 5G telecommunications system.

한편, 무선 통신을 지원하는 핸드폰, PDA, 네비게이션, 노트북 등 이동통신 단말기는 CDMA, 무선랜, DMB, NFC(Near Field Communication) 등의 기능이 부가되는 추세로 발전하고 있으며, 이러한 기능들을 가능하게 하는 중요한 부품 중 하나가 안테나이다.On the other hand, mobile communication terminals such as mobile phones, PDAs, navigation, notebooks that support wireless communication are developing into a trend of adding functions such as CDMA, wireless LAN, DMB, and NFC (Near Field Communication). One of the important parts is the antenna.

한편, 밀리미터파 통신 대역에서는 파장이 수 mm 정도로 작아지기 때문에 종래의 안테나를 이용하기 어렵다. 따라서 밀리미터파 통신 대역에 적합한 안테나 모듈이 요구되고 있다. On the other hand, in the millimeter wave communication band, it is difficult to use a conventional antenna because the wavelength becomes small by several mm. Therefore, there is a need for an antenna module suitable for the millimeter wave communication band.

한국등록특허 제1355865호Korean Registered Patent No. 1355865

본 발명의 목적은 밀리미터파 통신 대역에서 이용할 수 있는 칩 안테나 모듈을 제공하는 데에 있다.An object of the present invention is to provide a chip antenna module that can be used in the millimeter wave communication band.

본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈은, 일면이 접지 영역, 급전 영역, 소자 실장부로 구분되는 기판, 상기 소자 실장부에 실장되어 상기 급전 영역으로 방사 신호를 전송하는 신호 처리 소자, 상기 기판의 일면 실장되어 수평 편파를 방사하는 적어도 하나의 칩 안테나, 및 상기 기판의 타면에 배치되어 수직 편파를 방사하는 적어도 하나의 패치 안테나를 포함하며, 상기 칩 안테나는, 도전성을 갖는 블록 형태의 접지부, 유전체로 형성되는 제1 블록, 도전성을 갖는 블록 형태의 방사부, 유전체로 형성되는 제2 블록, 및 도전성을 갖는 블록 형태의 도파기가 순차적으로 적층되어 구성되고, 상기 접지부는 상기 접지 영역에 실장되며, 상기 방사부는 상기 급전 영역에 실장되고, 상기 칩 안테나와 상기 패치 안테나는 서로 마주보지 않도록 배치된다.An antenna module according to an embodiment of the present invention, a surface is divided into a ground region, a feed region, a device mounting portion, a signal processing element mounted on the device mounting portion to transmit a radiation signal to the power supply region, one surface of the substrate At least one chip antenna mounted and radiating a horizontal polarization, and at least one patch antenna disposed on the other surface of the substrate and radiating vertical polarization, wherein the chip antenna has a conductive block-like ground portion and a dielectric material. The first block is formed of a conductive block, the radiating portion in the form of a block, the second block formed of a dielectric, and the waveguide of the block form having a conductive structure are sequentially stacked, the ground portion is mounted in the ground region, The radiating part is mounted in the feeding area, and the chip antenna and the patch antenna are disposed not to face each other.

본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈은, 일면이 접지 영역과 급전 영역으로 구분되는 기판, 상기 기판에 구비되어 상기 급전 영역으로 방사 신호를 전송하는 신호 처리 소자, 및 상기 기판의 일면 실장되어 수평 편파를 방사하며 다이폴 안테나로 기능하는 한 쌍의 칩 안테나를 포함하며, 각각의 상기 칩 안테나는 도전성을 갖는 블록 형태의 접지부, 유전체로 형성되는 제1 블록, 도전성을 갖는 블록 형태의 방사부, 유전체로 형성되는 제2 블록, 및 도전성을 갖는 블록 형태의 도파기가 순차적으로 적층되어 구성되고, 상기 기판은 상기 방사부에 각각 접합되는 2개의 급전 패드와, 상기 급전 패드에서 각각 연장되어 상기 기판 내부의 배선층과 연결되는 2개의 급전 비아를 구비하며, 상기 2개의 급전 패드는 일직선 상에서 단부가 서로 마주보도록 이격 배치되고, 상기 2개의 급전 비아는 상기 서로 마주보는 단부에 각각 배치된다.According to an embodiment of the present invention, an antenna module includes a substrate having one surface divided into a ground region and a feeding region, a signal processing element provided on the substrate to transmit a radiation signal to the feeding region, and a surface polarization mounted on one surface of the substrate. And a pair of chip antennas that function as a dipole antenna, each chip antenna having a conductive block-like ground portion, a first block formed of a dielectric, a conductive block-shaped radiating portion, and a dielectric And a second block formed of a conductive material, and a waveguide having a block shape having conductivity, are sequentially stacked, and the substrate includes two feed pads respectively bonded to the radiating portion, and the feed pads respectively extend from the feed pads. Two feed vias connected to the wiring layer, the two feed pads being spaced apart so that their ends face each other in a straight line; And the two feed vias are disposed at the opposite ends, respectively.

본 발명의 칩 안테나 모듈은 배선 형태의 다이폴 안테나가 아닌, 칩 안테나를 사용하므로 모듈 크기를 최소화할 수 있다. 또한 송/수신 효율을 개선할 수 있다.Since the chip antenna module of the present invention uses a chip antenna instead of a dipole antenna in a wiring form, the module size can be minimized. In addition, the transmission and reception efficiency can be improved.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 칩 안테나의 사시도
도 2는 도 1에 도시된 칩 안테나의 분해 사시도.
도 3은 도 1에 A-A′에 따른 단면도.
도 4는 칩 안테나의 방사 패턴을 측정한 그래프.
도 5 내지 도 9는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 칩 안테나를 도시한 사시도.
도 10은 도 1에 도시된 칩 안테나를 구비하는 칩 안테나 모듈의 부분 분해 사시도.
도 11는 도 10에 도시된 칩 안테나의 저면도.
또한 도 12는 도 10의 I-I′에 따른 단면도.
도 13은는 본 실시예의 칩 안테나 모듈이 탑재된 휴대 단말기를 개락적으로 도시한 사시도. 1 is a perspective view of a chip antenna according to an embodiment of the present invention
FIG. 2 is an exploded perspective view of the chip antenna shown in FIG. 1. FIG.
3 is a sectional view along AA ′ in FIG. 1;
Figure 4 is a graph measuring the radiation pattern of the chip antenna.
5 to 9 are each a perspective view showing a chip antenna according to another embodiment of the present invention.
10 is a partially exploded perspective view of a chip antenna module having the chip antenna shown in FIG.
FIG. 11 is a bottom view of the chip antenna shown in FIG. 10. FIG.
12 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 10.
Fig. 13 is a perspective view schematically showing a portable terminal on which a chip antenna module of this embodiment is mounted.

본 발명의 상세한 설명에 앞서, 이하에서 설명되는 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념으로 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Prior to the description of the present invention, the terms or words used in the specification and claims described below should not be construed as being limited to the ordinary or dictionary meanings, and the inventors should consider their own invention in the best way. For the purpose of explanation, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention on the basis of the principle that it can be appropriately defined as the concept of term. Therefore, the embodiments described in the present specification and the configuration shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention, and do not represent all of the technical ideas of the present invention, and various equivalents may be substituted for them at the time of the present application. It should be understood that there may be water and variations.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 이때, 첨부된 도면에서 동일한 구성 요소는 가능한 동일한 부호로 나타내고 있음을 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략할 것이다. 마찬가지의 이유로 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In this case, it should be noted that like elements are denoted by like reference numerals as much as possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may blur the gist of the present invention will be omitted. For the same reason, some components in the accompanying drawings are exaggerated, omitted, or schematically illustrated, and the size of each component does not entirely reflect the actual size.

또한, 본 명세서에서 상측, 하측, 측면 등의 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며, 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다.In addition, the expression of the upper side, the lower side, the side, etc. in the present specification are described with reference to the drawings in the drawings, and it will be apparent that it may be expressed differently when the direction of the object is changed.

본 명세서에 기재된 칩 안테나 모듈은 고주파 영역에서 동작하며, 밀리미터파 통신 대역에서 동작할 수 있다. 예를 들어, 칩 안테나 모듈은 20GHz ~ 60GHz 사이의 주파수 대역에서 동작할 수 있다. 또한 본 명세서에 기재된 칩 안테나 모듈은 무선신호를 수신 또는 송수신하도록 구성된 전자기기에 탑재될 수 있다. 예를 들어, 칩 안테나는 휴대용 전화기, 휴대용 노트북, 드론 등에 탑재될 수 있다.The chip antenna module described herein operates in the high frequency region and may operate in the millimeter wave communication band. For example, the chip antenna module may operate in a frequency band between 20 GHz and 60 GHz. In addition, the chip antenna module described herein may be mounted on an electronic device configured to receive or transmit or receive a radio signal. For example, the chip antenna may be mounted in a portable telephone, a portable notebook, a drone, or the like.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 칩 안테나의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 칩 안테나의 분해 사시도이다. 또한 도 3은 도 1에 A-A′에 따른 단면도이다.1 is a perspective view of a chip antenna according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view of the chip antenna shown in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A 'in FIG.

도 1 내지 도 3을 참조하여 본 실시예에 따른 칩 안테나를 설명한다.A chip antenna according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 3.

칩 안테나(100)는 전체적으로 육면체 형상으로 형성되며, 솔더와 같은 도전성 접착제 등을 통해 기판 상에 실장될 수 있다.The chip antenna 100 may be formed in a hexahedral shape as a whole and may be mounted on a substrate through a conductive adhesive such as solder.

칩 안테나(100)는 몸체부(120), 방사부(130a), 접지부(130b), 및 도파기(130c)를 포함한다. The chip antenna 100 includes a body portion 120, a radiating portion 130a, a ground portion 130b, and a waveguide 130c.

몸체부(120)는 방사부(130a), 접지부(130b) 사이에 배치되는 제1 블록(120a), 그리고 방사부(130a)와 도파기(130b) 사이에 배치되는 제2 블록(120b)을 포함한다. The body portion 120 includes a radiating portion 130a, a first block 120a disposed between the ground portion 130b, and a second block 120b disposed between the radiating portion 130a and the waveguide 130b. It includes.

따라서, 본 실시예의 칩 안테나(100)는 도전성을 갖는 블록 형태의 접지부(130b), 유전체로 형성되는 제1 블록(120a), 도전성을 갖는 블록 형태의 방사부(130a), 유전체로 형성되는 제2 블록(120b), 및 도전성을 갖는 블록 형태의 도파기(130b)가 순차적으로 적층되어 구성된다. Therefore, the chip antenna 100 of the present embodiment is formed of a conductive block-type ground portion 130b, a first block 120a formed of a dielectric, a block-shaped radiating portion 130a of a conductive form, and a dielectric. The second block 120b and the waveguide 130b having a conductive shape are sequentially stacked.

제1 블록(120a)과 제2 블록(120b)은 모두 육면체 형상을 가지며, 유전체(dielectric substance)로 형성된다. 예컨대, 몸체부(120)는 유전율을 가지는 폴리머나 세라믹 소결체로 형성될 수 있다.Both the first block 120a and the second block 120b have a hexahedral shape and are formed of a dielectric substance. For example, the body portion 120 may be formed of a polymer or ceramic sintered body having a dielectric constant.

본 실시예에 따른 칩 안테나는 밀리미터파 통신 대역에서 사용되는 칩 안테나이다. 따라서 파장의 길이에 대응하여, 방사부(130a), 제1 블록, 및 접지부(130b)가 형성하는 전체 폭(W4+W1+W3)이 2 mm 이하로 형성된다. 또한, 본 실시예에 따른 칩 안테나는 상기한 주파수 대역에서 공진 주파수를 조절하기 위해, 길이(L)가 0.5mm ~ 2mm의 범위 내에서 선택적으로 형성될 수 있다.The chip antenna according to the present embodiment is a chip antenna used in the millimeter wave communication band. Accordingly, the total width W4 + W1 + W3 formed by the radiating portion 130a, the first block, and the grounding portion 130b is formed to correspond to the length of the wavelength to be 2 mm or less. In addition, the chip antenna according to the present embodiment may be selectively formed in the range (L) of 0.5mm ~ 2mm in order to adjust the resonant frequency in the above-described frequency band.

제1 블록(120a)의 유전율이 3.5 미만인 경우, 칩 안테나(100)가 정상적으로 동작하기 위해서는 방사부(130a)와 접지부(130b) 사이의 거리가 증가되어야 한다. When the dielectric constant of the first block 120a is less than 3.5, the distance between the radiating unit 130a and the grounding unit 130b must be increased in order for the chip antenna 100 to operate normally.

테스트 결과, 제1 블록(120a)의 유전율이 3.5 미만인 경우, 20GHz ~ 60GHz 대역에서 칩 안테나(100)는 방사부(130a), 제1 블록, 및 접지부(130b)가 형성하는 전체 폭(W4+W1+W3)이 2mm 이상으로 형성되어야 정상적으로 기능하는 것으로 측정되었다. 그러나 2mm 보다 크게 칩 안테나를 구성하는 경우, 칩 안테나의 전체 크기가 증가되므로 박형의 휴대 기기에 탑재되기 어렵다. As a result of the test, when the permittivity of the first block 120a is less than 3.5, the chip antenna 100 has a total width W4 formed by the radiator 130a, the first block, and the ground 130b in the 20 GHz to 60 GHz band. + W1 + W3) was measured to function more than 2mm. However, when the chip antenna is configured to be larger than 2 mm, the overall size of the chip antenna is increased, so that it is difficult to be mounted in a thin portable device.

또한 제1 블록(120a)의 유전율이 25를 초과하는 경우, 칩 안테나의 사이즈가 0.3mm 이하로 작아져야 하며, 이 경우 안테나의 성능이 오히려 저하되는 것으로 측정되었다. In addition, when the dielectric constant of the first block (120a) exceeds 25, the size of the chip antenna should be reduced to less than 0.3mm, in this case it was measured that the performance of the antenna rather deteriorated.

따라서 상기한 전체 폭을 2mm 이하로 구성하면서 안테나의 성능을 유지하기 위해 본 실시예에서 제1 블록(120a)은 유전율이 3.5 이상, 25 이하인 유전체로 제조된다.Therefore, in order to maintain the performance of the antenna while configuring the overall width as 2 mm or less, in the present embodiment, the first block 120a is made of a dielectric having a dielectric constant of 3.5 or more and 25 or less.

제2 블록(120b)은 제1 블록(120a)과 동일한 재질로 형성된다. 제2 블록(120b)의 폭(W2)은 제1 블록(120a) 폭(W1)의 50 ~ 60% 크기로 구성된다. 또한 제2 블록(120b)의 길이(L)와 두께(T)는 제1 블록과 동일하게 구성된다. The second block 120b is formed of the same material as the first block 120a. The width W2 of the second block 120b is configured to be 50 to 60% of the width W1 of the first block 120a. In addition, the length L and the thickness T of the second block 120b are the same as those of the first block.

따라서 제2 블록(120b)은 제1 블록(120a)과 동일한 재질, 동일한 길이 및 동일한 두께로 구성되며, 폭에 있어서만 차이를 갖는다.Accordingly, the second block 120b is formed of the same material, the same length, and the same thickness as the first block 120a, and has a difference only in width.

그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 제2 블록(120b)을 제1 블록(120a)과 다른 재질로 구성하는 것도 가능하다. 필요에 따라 제2 블록(120b)은 제1 블록(120a)과 유전율이 다른 재질로 형성될 수 있으며, 예컨대, 제2 블록(120b)은 제1 블록(120a)보다 높은 유전율을 갖는 재질로 구성될 수 있다.However, the present invention is not limited thereto, and the second block 120b may be formed of a material different from that of the first block 120a as necessary. If necessary, the second block 120b may be formed of a material having a different dielectric constant from that of the first block 120a. For example, the second block 120b may be formed of a material having a higher dielectric constant than that of the first block 120a. Can be.

방사부(130a)는 제1면이 제1 블록(120a)의 제1면에 결합된다. 그리고 접지부(130b)는 제1 블록(120a)의 제2면에 결합된다. 여기서 제1면과 제2면은 육면체로 형성되는 제1 블록(120a)에서 반대 방향을 향하는 두 면을 의미한다. The radiating part 130a has a first surface coupled to the first surface of the first block 120a. The ground portion 130b is coupled to the second surface of the first block 120a. Here, the first surface and the second surface mean two surfaces facing in opposite directions in the first block 120a formed of a hexahedron.

또한 방사부의 제2면은 제2 블록(120b)의 제1면에 결합되며, 도파기(130c)는 제2 블록(120b)의 제2면에 결합된다. 제2 블록(120b)의 제1면과 제2면은 육면체로 형성되는 제2 블록(120b)에서 반대 방향을 향하는 두 면을 의미한다. In addition, the second surface of the radiator is coupled to the first surface of the second block 120b, and the waveguide 130c is coupled to the second surface of the second block 120b. The first and second surfaces of the second block 120b refer to two surfaces facing in opposite directions in the second block 120b formed of a hexahedron.

본 실시예에서 제1 블록(120a)의 폭(W1)은 제1 블록(120a)의 제1면과 제2면 사이의 거리로 정의된다. 그리고 제2 블록(120b)의 폭(W2)은 제2 블록(120b)의 제1면과 제2면 사이의 거리로 정의된다. 따라서, 제1면에서 제2면을 향하는 방향(또는 제2면에서 제1면을 향하는 방향)은 제1 블록 또는 칩 안테나의 폭방향으로 정의된다.In the present embodiment, the width W1 of the first block 120a is defined as the distance between the first and second surfaces of the first block 120a. The width W2 of the second block 120b is defined as the distance between the first and second surfaces of the second block 120b. Thus, the direction from the first surface to the second surface (or the direction from the second surface to the first surface) is defined as the width direction of the first block or chip antenna.

그리고 접지부(130b)와 방사부(130a)의 폭(W4, W3), 도파기(130c)의 폭(W5)은 상기한 칩 안테나의 폭방향의 거리로 정의된다. 이에 따라, 방사부(130a)의 폭(W4)은 제1 블록(120a)의 제1면에 접합되는 방사부(130a)의 접합면에서 제2 블록(120b)과의 접합면까지의 최단 거리를 의미하고, 접지부(130b)의 폭(W3)은 제1 블록(120a)의 제2면에 접합되는 접지부(130b)의 접합면(제1면)에서 상기 접합면의 반대면(제2면)까지의 최단 거리를 의미한다.In addition, the widths W4 and W3 of the ground portion 130b, the radiation portion 130a, and the width W5 of the waveguide 130c are defined as distances in the width direction of the chip antenna. Accordingly, the width W4 of the radiating part 130a is the shortest distance from the joining surface of the radiating part 130a joined to the first surface of the first block 120a to the joining surface with the second block 120b. The width W3 of the grounding portion 130b is the opposite surface of the bonding surface (first surface) of the bonding surface (first surface) of the grounding portion 130b bonded to the second surface of the first block 120a. Means the shortest distance to 2).

또한 도파기(130c)의 폭(W5)은 제2 블록(120b)에 접합되는 도파기(130c)의 접합면에서 상기 접합면의 반대면까지의 최단 거리를 의미한다.In addition, the width W5 of the waveguide 130c means the shortest distance from the bonding surface of the waveguide 130c to the second block 120b to the opposite surface of the bonding surface.

방사부(130a)는 제1 블록(120a)의 6면 중 한 면에만 접촉하며 제1 블록(120a)에 결합된다. 마찬가지로 접지부(130b)도 제1 블록(120a)의 6면 중 한 면에만 접촉하며 제1 블록(120a)에 결합된다. The radiator 130a contacts only one of six surfaces of the first block 120a and is coupled to the first block 120a. Similarly, the grounding part 130b also contacts only one of six surfaces of the first block 120a and is coupled to the first block 120a.

이처럼 방사부(130a)와 접지부(130b)는 제1 블록(120a)의 제1면과 제2면 외에 다른 면에는 배치되지 않으며, 제1 블록(120a)을 사이에 두고 서로 평행하게 배치된다.As such, the radiating unit 130a and the grounding unit 130b are not disposed on other surfaces other than the first and second surfaces of the first block 120a, and are disposed in parallel with each other with the first block 120a therebetween. .

방사부(130a)와 접지부(130b)가 제1 블록(120a)의 제1면과 제2면에만 결합되는 경우, 칩 안테나는 방사부(130a)와 접지부(130b) 사이의 유전체(예컨대, 제1 블록)로 인하여 커패시턴스를 가지므로, 이를 이용하여 커플링 안테나를 설계하거나, 공진주파수를 튜닝할 수 있다.When the radiating unit 130a and the grounding unit 130b are coupled to only the first and second surfaces of the first block 120a, the chip antenna may have a dielectric (for example, between the radiating unit 130a and the grounding unit 130b). Since the first block has a capacitance, the coupling antenna can be designed or the resonant frequency can be tuned using the first block.

도파기(130c)는 방사부(130a)와 동일한 크기로 형성되며 제2 블록(120b)의 6면 중 한 면(예컨대 제2면)에만 접촉하며 제2 블록(120b)에 결합된다. The waveguide 130c is formed to have the same size as the radiator 130a and is in contact with only one of six surfaces of the second block 120b (eg, the second surface) and is coupled to the second block 120b.

따라서 도파기(130c)는 제2 블록(120b)에 의해 방사부(130a)와 이격 배치되며, 방사부(130a)와 나란하게 배치된다. Therefore, the waveguide 130c is spaced apart from the radiating part 130a by the second block 120b and is disposed in parallel with the radiating part 130a.

전술한 바와 같이, 제2 블록(120b)의 폭(W2)이 제1 블록(120a)의 폭(W1)보다 작으므로, 방사부(130a)는 접지부(130b)보다 도파기(130c) 측에 인접하게 배치된다.As described above, since the width W2 of the second block 120b is smaller than the width W1 of the first block 120a, the radiation part 130a is closer to the waveguide 130c than the ground part 130b. Disposed adjacent to.

도 4는 칩 안테나의 방사 패턴을 측정한 그래프로, (a)는 제2 블록(120b)과 도파기(130c)가 생략된 칩 안테나의 방사 패턴을 측정한 그래프이며, (b)는 제2 블록(120b)과 도파기(130c)를 구비하는 도 1에 도시된 칩 안테나의 방사 패턴을 측정한 그래프이다.4 is a graph measuring the radiation pattern of the chip antenna, (a) is a graph measuring the radiation pattern of the chip antenna without the second block 120b and the waveguide 130c, (b) is a second The radiation pattern of the chip antenna illustrated in FIG. 1 having a block 120b and a waveguide 130c is measured.

본 측정에 이용된 칩 안테나는, 방사부(130a), 접지부(130b), 도파기(130c)의 폭(W3, W4, W5)이 각각 0.2mm, 제1 블록(120a)의 폭(W1)이 0.6mm, 제2 블록(120b)의 폭(W2)이 0.3mm로 구성되고, 두께(T)는 0.5mm로 구성되었다.The chip antenna used for this measurement has a width W3, W4, W5 of the radiating part 130a, the grounding part 130b, and the waveguide 130c, respectively 0.2mm, and the width W1 of the first block 120a. ) Was 0.6 mm, the width W2 of the second block 120b was 0.3 mm, and the thickness T was 0.5 mm.

도 4의 (a)를 참조하면, 도파기(130c)가 없는 칩 안테나는 28GHz에서 3.54dBi이고, (b)를 참조하면 도파기(130c)를 구비하는 칩 안테나는 28GHz에서 4.25dBi로 나타나 본 실시예에 따른 칩 안테나에서 이득(Gain)이 개선되는 것을 확인하였다.Referring to (a) of FIG. 4, the chip antenna without the waveguide 130c is 3.54 dBi at 28 GHz, and (b) the chip antenna with waveguide 130c is 4.25 dBi at 28 GHz. It was confirmed that the gain is improved in the chip antenna according to the embodiment.

따라서, 본 실시예와 같이 칩 안테나가 도파기(130c)를 포함하는 경우, 방사 효율이 현저하게 증가함을 알 수 있다. Therefore, when the chip antenna includes the waveguide 130c as in the present embodiment, it can be seen that the radiation efficiency is significantly increased.

한편, 본 실시예에 따른 칩 안테나는 방사부(130a)와 접지부(130b)의 폭(W4, W3)이 증가할수록 반사 손실(S11)이 감소하는 것으로 측정되었다. 그리고 방사부(130a)와 접지부(130b)의 폭(W4, W3)이 100㎛ 이하인 구간에서 높은 감소율로 반사 손실(S11)이 감소하고, 폭(W4, W3)이 100㎛를 초과하는 구간에서는 상대적으로 낮은 감소율로 반사 손실(S11)이 감소하는 것으로 측정되었다. On the other hand, in the chip antenna according to the present embodiment, the reflection loss S11 decreases as the widths W4 and W3 of the radiator 130a and the ground 130b increase. In the section where the widths W4 and W3 of the radiating section 130a and the ground section 130b are 100 µm or less, the reflection loss S11 decreases with a high reduction rate, and the sections W4 and W3 exceed 100 µm. In, it was measured that the reflection loss (S11) decreases with a relatively low reduction rate.

따라서 본 실시예에서 방사부(130a)의 폭(W4)과 접지부(130b)의 폭(W3)은 각각 100㎛이상으로 규정된다.Therefore, in the present embodiment, the width W4 of the radiating portion 130a and the width W3 of the grounding portion 130b are each defined to be 100 μm or more.

또한, 방사부(130a)와 접지부(130b)의 폭(W4, W3)이 제1 블록(120a)의 폭(W1)보다 크게 형성되는 경우, 외부 충격이나 기판 실장 시 방사부(130a)나 접지부(130b)가 몸체부(120)로부터 박리될 수 있다. 따라서 본 실시예에서 방사부(130a)나 접지부(130b)의 최대 폭(W4, W3)은 제1 블록(120a) 폭(W1)의 50% 이하로 규정된다. In addition, when the widths W4 and W3 of the radiating unit 130a and the grounding unit 130b are larger than the width W1 of the first block 120a, the radiating unit 130a may be used when external impact or substrate is mounted. The ground portion 130b may be peeled off from the body portion 120. Therefore, in the present embodiment, the maximum widths W4 and W3 of the radiating part 130a or the grounding part 130b are defined to be 50% or less of the width W1 of the first block 120a.

박형의 휴대 기기에 칩 안테나를 탑재하기 위해서, 전술한 바와 같이 방사부(130a), 제1 블록, 및 접지부(130b)가 형성하는 전체 폭(W4+W1+W3)은 2mm 이하로 형성될 필요가 있다. 이에 방사부(130a)와 접지부(130b)를 동일한 폭으로 구성하는 경우 방사부(130a)나 접지부(130b)의 최대 폭은 대략 500㎛, 최소 폭은 100㎛로 규정된다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 방사부(130a)와 접지부(130b)의 폭이 서로 다른 경우, 상기한 최대 폭은 변경될 수 있다. In order to mount the chip antenna on the thin portable device, as described above, the overall width (W4 + W1 + W3) formed by the radiator 130a, the first block, and the ground unit 130b may be formed to be 2 mm or less. There is a need. Therefore, when the radiating part 130a and the grounding part 130b have the same width, the maximum width of the radiating part 130a or the grounding part 130b is approximately 500 µm and the minimum width is set to 100 µm. However, the configuration of the present invention is not limited thereto, and when the widths of the radiating part 130a and the grounding part 130b are different from each other, the maximum width may be changed.

한편, 본 실시예의 칩 안테나(100)는 길이(L)를 증가시키는 경우, 반사 손실(S11)이 감소될 수 있으나, 동시에 공진 주파수가 낮아진다. 따라서, 칩 안테나는 길이(L)는 공진 주파수를 최적화하거나, 반사 손실(S11)을 줄이기 위해 조정될 수 있다.On the other hand, in the chip antenna 100 of the present embodiment, when the length L is increased, the reflection loss S11 may be reduced, but at the same time, the resonance frequency is lowered. Thus, the chip antenna length L can be adjusted to optimize the resonant frequency or to reduce the return loss S11.

방사부(130a), 접지부(130b), 도파기(130c)는 모두 동일한 재질로 형성될 수 있다. The radiating part 130a, the grounding part 130b, and the waveguide 130c may all be formed of the same material.

도 3에 도시된 바와 같이, 방사부(130a), 접지부(130b), 도파기(130c)는 각각 제1 도체(131)와 제2 도체(132)를 포함할 수 있다. As shown in FIG. 3, the radiating unit 130a, the grounding unit 130b, and the waveguide 130c may include a first conductor 131 and a second conductor 132, respectively.

제1 도체(131)는 제1 블록(120a) 또는 제2 블록(120b)에 직접 접합되는 도체이며 블록 형태로 형성된다. 그리고 제2 도체(132)는 제1 도체(132)의 표면을 따라 막(layer　)의 형태로 형성된다. The first conductor 131 is a conductor directly bonded to the first block 120a or the second block 120b and is formed in a block shape. The second conductor 132 is formed in the form of a layer along the surface of the first conductor 132.

제1 도체(131)는 인쇄공정 또는 도금 공정을 통해 제1 블록(120a) 또는 제2 블록(120b) 상에 형성되며, Ag, Au, Cu, Al, Pt, Ti, Mo, Ni, W 중에서 선택된 1종이거나 혹은 2종 이상의 합금으로 구성될 수 있다. 또한 금속에 폴리머(polymer), 글라스(glass) 등의 유기물이 함유된 전도성 페이스트나 전도성 에폭시로 구성하는 것도 가능하다.The first conductor 131 is formed on the first block 120a or the second block 120b through a printing process or a plating process, and among the Ag, Au, Cu, Al, Pt, Ti, Mo, Ni, and W It may be composed of one or two or more alloys selected. In addition, the metal may be made of a conductive paste or a conductive epoxy containing an organic material such as a polymer or glass.

제2 도체(132)는 도금 공정을 통해 제1 도체(131)의 표면에 형성될 수 있다. 제2 도체(132)는 니켈(Ni) 층과 주석(Sn) 층을 차례로 적층하거나, 아연(Zn) 층과 주석(Sn) 층을 차례로 적층하여 형성할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The second conductor 132 may be formed on the surface of the first conductor 131 through a plating process. The second conductor 132 may be formed by sequentially stacking a nickel (Ni) layer and a tin (Sn) layer, or by sequentially stacking a zinc (Zn) layer and a tin (Sn) layer, but is not limited thereto.

제1 도체(131)는 제1 블록(120a) 및 제2 블록(120b)과 동일한 두께 및 동일한 높이로 형성된다. 따라서, 도 3에 도시된 바와 같이 방사부(130a), 접지부(130b), 도파기(130c)의 두께(t2)는 제1 도체(131)의 표면에 형성된 제2 도체(132)에 의해 제1 블록(120a)의 두께(t1)보다 두껍게 형성될 수 있다. The first conductor 131 is formed to have the same thickness and the same height as the first block 120a and the second block 120b. Therefore, as illustrated in FIG. 3, the thickness t2 of the radiating part 130a, the grounding part 130b, and the waveguide 130c is formed by the second conductor 132 formed on the surface of the first conductor 131. It may be formed thicker than the thickness t1 of the first block 120a.

이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 칩 안테나(100)는 20GHz 이상 60GHz 이하의 고주파 대역에서 사용할 수 있으며, 방사부(130a), 제1 블록, 및 접지부(130b)가 형성하는 전체 폭(W4+W1+W3)이나, 전체 길이(L)가 2mm 이하의 크기로 형성되어 박형의 휴대 기기에 용이하게 탑재될 수 있다.The chip antenna 100 according to the present embodiment configured as described above may be used in a high frequency band of 20 GHz or more and 60 GHz or less, and the overall width W4 formed by the radiating unit 130a, the first block, and the grounding unit 130b. + W1 + W3) or the total length L is 2 mm or less in size, and can be easily mounted on a thin portable device.

또한, 방사부(130a)와 접지부(130b)가 각각 제1 블록(120a)의 한 면에만 접촉하므로 공진 주파수의 튜닝이 용이하다.In addition, since the radiating unit 130a and the grounding unit 130b respectively contact only one surface of the first block 120a, tuning of the resonance frequency is easy.

더하여, 본 실시예에 따른 칩 안테나(100)는 도파기(130c)를 구비하며 접지부(130b)가 반사기(reflector)의 기능을 수행하므로, 빔 직진성과 이득을 향상시킬 수 있어 방사 효율을 높일 수 있다. In addition, since the chip antenna 100 according to the present embodiment includes a waveguide 130c and the ground portion 130b functions as a reflector, beam straightness and gain can be improved to increase radiation efficiency. Can be.

한편, 도시되어 있지 않지만, 유전체와 도전체 사이에는 접합부가 개재될 수 있다. 접합부는 제1 블록과 방사부(130a) 사이, 그리고 제1 블록과 접지부(130b) 사이에 각각 배치된다. 또한 제2 블록과 방사부 사이, 그리고 제2 블록과 도파기 사이에도 각각 배치될 수 있다.Although not shown, a junction may be interposed between the dielectric and the conductor. The junction is disposed between the first block and the radiating part 130a and between the first block and the grounding part 130b, respectively. It may also be disposed between the second block and the radiator, and also between the second block and the waveguide.

접합부는 제1 도체(131)와 몸체부(120)를 상호 접합한다. 따라서, 방사부(130a), 접지부(130b), 도파기(130c)는 접합부를 매개로 하여 몸체부(120)에 접합될 수 있다.The junction part joins the first conductor 131 and the body part 120 to each other. Therefore, the radiating part 130a, the grounding part 130b, and the waveguide 130c may be bonded to the body part 120 through the bonding part.

접합부는 방사부(130a), 접지부(130b), 도파기(130c)를 몸체부(120)에 견고하게 결합시키기 위해 구비된다. 따라서 접합부는 방사부(130a), 접지부(130b), 도파기(130c)의 제1 도체(131) 및 몸체부(120)와 용이하게 접합될 수 있는 재질로 형성될 수 있다.The junction part is provided to firmly couple the radiating part 130a, the grounding part 130b, and the waveguide 130c to the body part 120. Therefore, the junction portion may be formed of a material that can be easily bonded to the radiating portion 130a, the grounding portion 130b, the first conductor 131 and the body portion 120 of the waveguide 130c.

예를 들어 접합부는 Cu, Ti, Pt, Mo, W, Fe, Ag, Au, Cr 중 적어도 하나가 이용될 수 있다. 또한 은 페이스트(Ag-paste), 구리 페이스트(Cu-paste), 은-구리 페이스트(Ag-Cu paste), 니켈 페이스트(Ni-Paste), 솔더 페이트스(solder paste) 중 어느 하나를 이용하여 형성할 수 있다. For example, at least one of Cu, Ti, Pt, Mo, W, Fe, Ag, Au, and Cr may be used as the junction. Also formed by using any one of silver paste (Ag-paste), copper paste (Cu-paste), silver-copper paste (Ag-Cu paste), nickel paste (Ni-Paste), solder paste (solder paste) can do.

또한 접합부는 유기 화학물, 유리(glass), SiO₂ 및 그래핀(graphene) 또는 산화 그래핀(graphene oxide) 등의 물질로 형성될 수 있다.The junction may also be formed of organic chemicals, glass, SiO ₂ and materials such as graphene or graphene oxide.

접합부는 하나의 층(layer)로 형성될 수 있으며, 예들 들어 10㎛ ~ 50㎛의 두께로 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 복수의 층을 적층하여 접합부를 형성하는 등 다양한 변형이 가능하다.The junction may be formed in one layer, and for example, may be formed in a thickness of 10 μm to 50 μm. However, the present invention is not limited thereto, and various modifications may be made, such as forming a junction by stacking a plurality of layers.

한편, 본 발명에 따른 칩 안테나는 전술한 구성으로 한정되지 않으며 다양한 변형이 가능하다. On the other hand, the chip antenna according to the present invention is not limited to the above-described configuration and various modifications are possible.

도 5 내지 도 9는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 칩 안테나를 도시한 사시도이다. 5 to 9 are each a perspective view showing a chip antenna according to another embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 칩 안테나는 도파기(130c)의 길이(L2)가 방사부(130a)의 길이(L1)보다 짧게 형성된다. 예컨대, 도파기(130c)의 길이(L2)는 방사부(130a) 길이보다 5% 짧게 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. In the chip antenna illustrated in FIG. 5, the length L2 of the waveguide 130c is shorter than the length L1 of the radiator 130a. For example, the length L2 of the waveguide 130c may be formed to be 5% shorter than the length of the radiator 130a, but is not limited thereto.

이 경우, 도파기(130c)의 중심은 방사부(130a)의 중심과 일직선상에 배치된다. In this case, the center of the waveguide 130c is disposed in line with the center of the radiating part 130a.

도 6에 도시된 칩 안테나는 도파기(130c)와 함께 제2 블록(120b)도 방사부(130a) 길이(L1)보다 짧게 형성된다. 본 실시예에서 제2 블록(120b)은 도파기(130c)와 동일한 길이(L2)로 형성된다. 따라서, 도파기(130c)와 제2 블록(120b)은 방사부(130a) 길이보다 5% 짧게 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예들 들어, 제2 블록(120b)을 도파기(130c)보다 길게 형성하거나 짧게 형성하는 등 다양한 변형이 가능하다. In the chip antenna illustrated in FIG. 6, the second block 120b is also formed shorter than the length L1 of the radiator 130a together with the waveguide 130c. In the present embodiment, the second block 120b is formed to have the same length L2 as the waveguide 130c. Therefore, the waveguide 130c and the second block 120b may be formed to be 5% shorter than the length of the radiator 130a, but are not limited thereto. For example, various modifications are possible, such as forming the second block 120b longer or shorter than the waveguide 130c.

도 7에 도시된 칩 안테나는 접지부(130b)의 폭(W3)이 방사부(130a)의 폭(W4)보다 두껍게 형성된다. 접지부(130b)는 반사기(reflector)로 기능하므로, 폭(W3)을 증가시킴으로써 길이를 연장하는 효과를 볼 수 있다. In the chip antenna illustrated in FIG. 7, the width W3 of the ground portion 130b is thicker than the width W4 of the radiating portion 130a. Since the ground part 130b functions as a reflector, the length Wb can be extended by increasing the width W3.

본 발명에 따른 칩 안테나는 야기 우다(Yagi-Uda) 안테나와 유사한 구조를 가진다. 따라서, 야기 우다 안테나와 마찬가지로 복사기로 기능하는 방사부(130a)에서 전자기파를 방사하고, 도파기(130c)는 방사부(130a)에서 방사된 전자기파로 인해 유도된 전자기파를 방사하게 된다. 이때 위상차에 의해 방사부(130a)와 도파기(130c)에 의해 형성된 파장은 보강 간섭을 일으켜 안테나의 이득을 증가시킨다. 그리고 방사부(130a)의 반대측(접지부 방향)으로 방사되는 전자기파는 반사기로 기능하는 접지부(130b)에 의해 도파기(130c) 측으로 반사되어 방사 효율을 높인다. The chip antenna according to the present invention has a structure similar to that of Yagi-Uda antenna. Therefore, the radiator 130a, which acts as a copier, radiates electromagnetic waves, and the waveguide 130c radiates electromagnetic waves induced by the electromagnetic waves radiated from the radiator 130a. At this time, the wavelength formed by the radiator 130a and the waveguide 130c due to the phase difference causes constructive interference to increase the gain of the antenna. In addition, the electromagnetic waves radiated to the opposite side (the direction of the ground portion) of the radiating portion 130a are reflected toward the waveguide 130c by the ground portion 130b functioning as a reflector to increase radiation efficiency.

일반적인 야기 우다(Yagi-Uda) 안테나는 반사기를 복사기보다 길게 형성한다. 그러나 본 발명에 따른 칩 안테나는 크기가 제한되므로, 접지부(130b)의 폭(W3)을 방사부(130a)의 폭(W4)보다 두껍게 형성한다. 예컨대, 접지부(130b)의 폭(W3)은 방사부(130a) 폭(W4)의 150%로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. Typical Yagi-Uda antennas form reflectors longer than copiers. However, since the size of the chip antenna according to the present invention is limited, the width W3 of the ground portion 130b is formed to be thicker than the width W4 of the radiating portion 130a. For example, the width W3 of the ground portion 130b may be formed to 150% of the width W4 of the radiating portion 130a, but is not limited thereto.

도 8에 도시된 칩 안테나는 접지부가 서로 이격 배치되는 제1 접지부(130b1)와 제2 접지부(130b2)를 포함한다. 그리고 방사부는 서로 이격 배치되는 제1 방사부(130a1)와 제2 방사부(130a2)를 포함하며, 도파기도 서로 이격 배치되는 제1 도파기(130c1)와 제2 도파기(130c2)를 포함한다. The chip antenna illustrated in FIG. 8 includes a first ground portion 130b1 and a second ground portion 130b2 in which the ground portions are spaced apart from each other. The radiator includes a first radiator 130a1 and a second radiator 130a2 spaced apart from each other, and the waveguide includes a first waveguide 130c1 and a second waveguide 130c2 spaced apart from each other. .

제1 접지부(130b1)와 제1 방사부(130a1), 제1 도파기(130c1)는 모두 일직선 상에 배치된다. 마찬가지로, 제2 접지부(130b2)와 제2 방사부(130a2), 제2 도파기(130c2)도 모두 일직선상에 배치된다. The first ground portion 130b1, the first radiating portion 130a1, and the first waveguide 130c1 are all disposed in a straight line. Similarly, the second ground portion 130b2, the second radiating portion 130a2, and the second waveguide 130c2 are also arranged in a straight line.

이와 같이 구성되는 칩 안테나는 하나의 칩 안테나 내에서 다이폴 안테나 구조가 구현될 수 있다. In the chip antenna configured as described above, a dipole antenna structure may be implemented in one chip antenna.

따라서 도 10에 도시된 바와 같이 다이폴 안테나 구조를 구성하기 위해 2개의 칩 안테나가 아닌, 하나의 칩 안테나만 이용할 수 있다. Therefore, as shown in FIG. 10, only one chip antenna, not two chip antennas, may be used to construct a dipole antenna structure.

한편, 본 실시예에서는 제1 블록(120a)은 하나의 몸체로 구성되나, 제2 블록(120b)은 2개로 분리되어 제1 방사부(130a1)와 제1 도파기(130c1) 사이, 그리고 제2 방사부(130a2)와 제2 도파기(130c2) 사이에 각각 배치된다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 후술되는 도 9의 제2 블록처럼 하나의 몸체로 구성하는 등 다양한 변형이 가능하다. Meanwhile, in the present exemplary embodiment, the first block 120a is formed of one body, but the second block 120b is divided into two, between the first radiator 130a1 and the first waveguide 130c1, and the first block 120a. 2 is disposed between the radiating part 130a2 and the second waveguide 130c2, respectively. However, the configuration of the present invention is not limited thereto, and various modifications are possible, such as a single body, such as the second block of FIG. 9.

또한 도 5 및 도 6에 도시된 실시예와 유사하게, 제1 도파기(130c1)와 제2 도파기(130c2)의 길이는 각각 제1 방사부(130a1)와 제2 방사부(130a2)보다 짧게 형성될 수 있다. 5 and 6, the lengths of the first waveguide 130c1 and the second waveguide 130c2 are respectively greater than those of the first radiation portion 130a1 and the second radiation portion 130a2. It can be formed short.

도 9에 도시된 칩 안테나는 방사부가 서로 이격 배치되는 제1 방사부(130a1)와 제2 방사부(130a2)를 포함하며, 도파기는 서로 이격 배치되는 제1 도파기(130c1)와 제2 도파기(130c2)를 포함한다. 그리로 접지부(130b)는 하나의 몸체로 구성된다. The chip antenna shown in FIG. 9 includes a first radiating part 130a1 and a second radiating part 130a2 in which the radiating parts are spaced apart from each other, and the waveguide is provided with the first waveguide 130c1 and the second waveguide spaced from each other. Group 130c2. Thus, the grounding part 130b is composed of one body.

또한 제1 블록(120a)은 하나의 몸체로 구성되어 방사부(130a1, 130a2)와 접지부(130b) 사이에 배치되고, 제2 블록(120b)도 하나의 몸체로 구성되어 방사부(130a1, 130a2)와 도파기(130c1, 130c2) 사이에 배치된다. In addition, the first block 120a is composed of one body and is disposed between the radiating parts 130a1 and 130a2 and the ground part 130b, and the second block 120b is also composed of one body and is formed of the radiating part 130a1, 130a2) and the waveguides 130c1 and 130c2.

이와 같이 구성되는 칩 안테나는 접지부(130b)의 길이가 방사부(130a1, 130a2)의 길이보다 길게 형성되므로, 전자기파의 반사 효율을 높일 수 있다.In the chip antenna configured as described above, since the length of the ground portion 130b is longer than the lengths of the radiating portions 130a1 and 130a2, the reflection efficiency of the electromagnetic wave may be increased.

한편 도 5 및 도 6에 도시된 실시예와 유사하게, 제1 도파기(130c1)와 제2 도파기(130c2)의 길이는 각각 제1 방사부(130a1)와 제2 방사부(130a2)보다 짧게 형성될 수 있다. 5 and 6, the lengths of the first waveguide 130c1 and the second waveguide 130c2 are longer than that of the first radiation portion 130a1 and the second radiation portion 130a2, respectively. It can be formed short.

도 10은 도 1에 도시된 칩 안테나를 구비하는 칩 안테나 모듈의 부분 분해 사시도이고, 도 11는 도 10에 도시된 칩 안테나의 저면도이다. 또한 도 12는 도 10의 I-I′에 따른 단면도이다.FIG. 10 is a partially exploded perspective view of the chip antenna module including the chip antenna illustrated in FIG. 1, and FIG. 11 is a bottom view of the chip antenna illustrated in FIG. 10. 12 is a cross-sectional view taken along line II ′ of FIG. 10.

도 10 내 도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 칩 안테나 모듈(1)은 기판(10)과 전자 소자(50), 및 칩 안테나(100)를 포함한다. 10 and 12, the chip antenna module 1 according to the present exemplary embodiment includes a substrate 10, an electronic device 50, and a chip antenna 100.

기판(10)은 무선 안테나에 필요한 회로 또는 전자부품이 탑재되는 회로 기판일 수 있다. 예를 들어, 기판(10)은 하나 이상의 전자부품을 내부에 수용하거나 또는 하나 이상의 전자부품이 표면에 탑재된 PCB일 수 있다. 따라서 기판(10)에는 전자부품들을 전기적으로 연결하는 회로 배선이 구비될 수 있다. The substrate 10 may be a circuit board on which a circuit required for a wireless antenna or an electronic component is mounted. For example, the substrate 10 may be a PCB that accommodates one or more electronic components therein or a surface on which one or more electronic components are mounted. Therefore, the circuit board 10 may be provided with circuit wiring for electrically connecting the electronic components.

따라서 기판(10)은 다수의 절연층과 다수의 배선층이 반복적으로 적층되어 형성된 다층 기판일 수 있다. 그러나 필요에 따라 하나의 절연층 양면에 배선층이 형성된 양면 기판을 이용하는 것도 가능하다. Accordingly, the substrate 10 may be a multilayer substrate formed by repeatedly stacking a plurality of insulating layers and a plurality of wiring layers. However, if necessary, it is also possible to use a double-sided substrate having wiring layers formed on both surfaces of one insulating layer.

본 실시예의 기판(10)으로는 당 기술분야에서 잘 알려진 다양한 종류의 기판(예를 들어, 인쇄 회로 기판, 연성 기판, 세라믹 기판, 유리 기판 등)이 이용될 수 있다. As the substrate 10 of the present embodiment, various kinds of substrates (for example, a printed circuit board, a flexible substrate, a ceramic substrate, a glass substrate, etc.) well known in the art may be used.

기판(10)의 상부면인 제1면은 소자 실장부(11a)와 접지 영역(11b), 급전 영역(11c)으로 구분될 수 있다.The first surface, which is an upper surface of the substrate 10, may be divided into an element mounting portion 11a, a ground region 11b, and a power feeding region 11c.

소자 실장부(11a)는 전자 소자(50)가 실장되는 영역으로 후술되는 접지 영역(11b)의 내부에 배치된다. 소자 실장부(11a)에는 전자 소자(50)가 전기적으로 연결되는 다수의 접속 패드(12a)가 배치된다. The element mounting portion 11a is a region in which the electronic element 50 is mounted, and is disposed inside the ground region 11b to be described later. In the device mounting portion 11a, a plurality of connection pads 12a to which the electronic device 50 is electrically connected are disposed.

접지 영역(11b)은 접지층이 배치되는 영역으로, 소자 실장부(11a)를 둘러싸는 형태로 배치된다. 본 실시예에서 소자 실장부(11a)는 사각 형상으로 형성된다. 따라서 접지 영역(11b)은 사각의 링(ring) 형상으로 소자 실장부(11a)를 둘러싸도록 배치된다.The ground region 11b is a region where the ground layer is disposed, and is disposed in a form surrounding the element mounting portion 11a. In this embodiment, the element mounting portion 11a is formed in a square shape. Therefore, the ground region 11b is disposed to surround the element mounting portion 11a in a rectangular ring shape.

소자 실장부(11a)의 둘레를 따라 접지 영역(11b)이 배치됨에 따라, 소자 실장부(11a)의 접속 패드(12a)는 기판(10)의 절연층을 관통하는 층간 접속 도체(미도시)를 통해 외부나 다른 구성 요소들과 전기적으로 연결된다. As the ground region 11b is disposed along the circumference of the element mounting portion 11a, the connection pad 12a of the element mounting portion 11a passes through the insulating layer of the substrate 10 (not shown). It is electrically connected to the outside or other components.

접지 영역(11b)에는 다수의 접지 패드(12b)가 형성된다. 접지층이 최상위 배선층에 배치되는 경우, 접지 패드(12b)는 접지층을 덮는 절연 보호층(미도시)을 부분적으로 개방함으로써 형성할 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 접지층이 최상위 배선층이 아닌 다른 배선층들 사이에 배치된 경우, 접지 패드(12b)를 최상위 배선층에 배치하고 층간 접속 도체를 통해 접지 패드(12b)와 접지층이 연결되도록 구성하는 것도 가능하다. A plurality of ground pads 12b are formed in the ground region 11b. When the ground layer is disposed on the uppermost wiring layer, the ground pad 12b can be formed by partially opening an insulating protective layer (not shown) covering the ground layer. However, the present invention is not limited thereto, and when the ground layer is disposed between the wiring layers other than the uppermost wiring layer, the ground pad 12b is disposed on the uppermost wiring layer, and the ground pad 12b is connected to the ground layer through the interlayer connection conductor. It is also possible.

접지 패드(12b)는 후술되는 급전 패드(12c)와 쌍을 이루도록 배치된다. 따라서 급전 패드(12c)와 인접한 위치에 배치된다.The ground pad 12b is disposed to be paired with the power feeding pad 12c described later. Therefore, it is arrange | positioned in the position adjacent to the feeding pad 12c.

급전 영역(11c)은 접지 영역(11b)의 외측에 배치된다. 본 실시예에서는 접지 영역(11b)이 형성하는 2개의 변 외측에 급전 영역(11c)이 형성된다. 따라서, 급전 영역(11c)은 기판의 테두리를 따라 배치된다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. The power feeding area 11c is disposed outside the ground area 11b. In this embodiment, the power supply region 11c is formed outside the two sides formed by the ground region 11b. Therefore, the feed area 11c is disposed along the edge of the substrate. However, the configuration of the present invention is not limited thereto.

급전 영역(11c)에는 다수의 급전 패드(12c)와 다수의 더미 패드(12d)가 배치된다. 급전 패드(12c)는 접속 패드(12a)와 마찬가지로 최상위 배선층에 배치되며, 절연층을 관통하는 층간 접속 도체를 통해 전자 소자(50)나 다른 구성 요소들과 전기적으로 연결된다. In the power feeding area 11c, a plurality of feeding pads 12c and a plurality of dummy pads 12d are disposed. The feed pad 12c is disposed on the uppermost wiring layer similarly to the connection pad 12a and is electrically connected to the electronic device 50 or other components through an interlayer connecting conductor passing through the insulating layer.

본 실시예에서 급전 패드(12c)는 2개씩 쌍을 이루어 배치된다. 도 10을 참조하면 급전 패드(12c)는 2개씩 총 4개이 쌍이 배치된다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 급전 패드(12c)가 형성하는 쌍의 개수는 모듈의 크기 등에 따라 변경될 수 있다.In this embodiment, the feed pads 12c are arranged in pairs of two. Referring to FIG. 10, four pairs of two feeding pads 12c are disposed. However, the configuration of the present invention is not limited thereto, and the number of pairs formed by the feeding pad 12c may be changed according to the size of the module.

또한 본 실시예에서 급전 패드(12c)는 방사부(130a)의 하부면(또는 접합면)과 동일하거나 유사한 길이로 형성된다. 예컨대, 급전 패드(12c)의 면적은 칩 안테나(100)의 방사부(130a)의 하부면 면적 기준 80% ~ 120%의 범위로 구성될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, in the present embodiment, the feed pad 12c is formed to have the same or similar length as the bottom surface (or the bonding surface) of the radiating portion 130a. For example, the area of the feed pad 12c may be configured to be 80% to 120% of the area of the lower surface of the radiating unit 130a of the chip antenna 100. However, it is not limited thereto.

이에 따라, 쌍을 이루는 2개의 급전 패드(12c)는 각각 선형으로 형성되며 일직선 상에서 단부가 서로 마주보도록 이격 배치된다. Accordingly, the pair of two feeding pads 12c are each linearly arranged and spaced apart so that their ends face each other on a straight line.

이처럼 급전 패드(12c)의 면적을 칩 안테나(100)의 방사부(130a)의 하부면 면적과 유사하게 구성하는 경우, 칩 안테나(100)와 기판(10)과의 접합 신뢰성을 높일 수 있다.As such, when the area of the feed pad 12c is configured to be similar to the area of the lower surface of the radiating part 130a of the chip antenna 100, the bonding reliability between the chip antenna 100 and the substrate 10 may be improved.

또한 본 실시예에서 급전 패드(12c)에 연결되는 층간 접속 도체(18b, 이하 급전 비아)는 급전 패드(12c)의 단부에 각각 배치된다. 급전 비아(18b)는 급전 패드(12c)와 수직한 방향으로 기판(10) 내에 연장되어 기판 내부의 배선층(16)과 연결된다. In this embodiment, the interlayer connecting conductors 18b (hereinafter referred to as feed vias) connected to the feed pad 12c are disposed at ends of the feed pad 12c, respectively. The feed via 18b extends in the substrate 10 in a direction perpendicular to the feed pad 12c and is connected to the wiring layer 16 inside the substrate.

전술한 바와 같이, 급전 패드(12c)는 2개가 쌍을 이루며 배치된다. 따라서 급전 패드(12c)에 연결되는 급전 비아(18b)도 2개가 쌍을 이루며 배치된다. As described above, the two feeding pads 12c are arranged in pairs. Therefore, two feed vias 18b connected to the feed pad 12c are also arranged in pairs.

쌍을 이루는 2개의 급전 비아(18b)는 쌍을 이루는 2개의 급전 패드(12c)가 서로 마주보는 단부에 각각 배치되며 나란하게 배치된다. 급전 비아(18b)는 인접하게 배치될 수 있으며, 예컨대, 2개의 급전 비아(18b)는 0.5mm 이하로 이격 배치될 수 있다. 또한 상기한 2개의 급전 비아들(18b) 간의 이격 거리는 쌍을 이루는 2개의 급전 패드들(12c) 간의 이격 거리와 동일하거나 유사하게 구성될 수 있다.The pair of two feed vias 18b are arranged side by side with the pair of two feed pads 12c disposed at the ends facing each other. The feed vias 18b may be disposed adjacent, for example, the two feed vias 18b may be spaced apart by 0.5 mm or less. In addition, the separation distance between the two feeding vias 18b may be the same as or similar to the separation distance between the two feeding pads 12c.

다수의 더미 패드(12d)는 급전 패드(12c)와 마찬가지로 최상위 배선층에 배치될 수 있다. 그러나 기판의 다른 구성 요소들과 전기적으로 연결되지 않으며, 기판에 실장되는 칩 안테나(100)의 도파기(130c)와 접합된다. The plurality of dummy pads 12d may be disposed on the uppermost wiring layer similarly to the power feeding pad 12c. However, it is not electrically connected to other components of the substrate and is bonded to the waveguide 130c of the chip antenna 100 mounted on the substrate.

더미 패드(12d)는 도파기(130c)와 기판(10) 내의 회로를 전기적으로 연결하기 위해 구비되는 구성이 아닌, 칩 안테나(100)를 기판(10)에 보다 견고하게 접합시키기 위해 구비되는 구성이다. 따라서, 급전 패드(12c)와 접지 패드(12a)만으로 칩 안테나(100)가 기판(10)에 견고하게 고정될 수 있다면, 더미 패드(12d)는 생략될 수 있다. 이 경우, 도파기(130c)는 기판(10)과 접촉할 수 있으나, 전기적으로는 연결되지 않는다.The dummy pad 12d is not configured to electrically connect the waveguide 130c and a circuit in the substrate 10, but is configured to more firmly bond the chip antenna 100 to the substrate 10. to be. Therefore, if the chip antenna 100 can be firmly fixed to the substrate 10 only by the feed pad 12c and the ground pad 12a, the dummy pad 12d can be omitted. In this case, the waveguide 130c may be in contact with the substrate 10 but is not electrically connected.

이와 같이 구성되는 소자 실장부(11a)와 접지 영역(11b), 급전 영역(11c)은 상부에 접지층(16a)의 형상이나 위치에 따라 각 영역들이 구분되며, 최상위 절연층 상부에 적층 배치되는 절연 보호층에 의해 보호된다. 또한 접속 패드(12a)나 접지 패드(12b), 급전 패드(12c), 더미 패드(12d)들은 절연 보호층(19)이 제거된 개구부를 통해 패드 형태로 외부에 노출된다.The device mounting portion 11a, the ground region 11b, and the power supply region 11c configured as described above are divided into regions according to the shape or position of the ground layer 16a on the upper side, and are stacked on the uppermost insulating layer. Protected by an insulating protective layer. In addition, the connection pad 12a, the ground pad 12b, the power feeding pad 12c, and the dummy pad 12d are exposed to the outside in the form of a pad through an opening in which the insulating protective layer 19 is removed.

한편, 본 발명에 있어서 급전 패드의 구성은 상기한 구성으로 한정되지 않으며 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어, 급전 패드(12c)의 면적을 칩 안테나(100)의 방사부(130a)의 하부면(또는 접합면) 면적의 절반 이하로 형성할 수 있다. 이 경우 급전 패드(12c)는 선(line)이 아닌 점(point)의 형상으로 형성되며 방사부(130a)의 하부면 전체에 접합되지 않고, 방사부(130a)의 하부면 중 일부분에만 접합된다. On the other hand, the configuration of the power supply pad in the present invention is not limited to the above configuration, and various modifications are possible. For example, the area of the power feeding pad 12c may be formed to less than half the area of the lower surface (or junction surface) of the radiating portion 130a of the chip antenna 100. In this case, the feed pad 12c is formed in the shape of a point, not a line, and is not bonded to the entire lower surface of the radiating portion 130a, but only to a part of the lower surface of the radiating portion 130a. .

기판(10)의 내부나 하부면인 제2면에는 패치 안테나(90)가 배치된다. The patch antenna 90 is disposed on a second surface, which is an inner surface or a bottom surface of the substrate 10.

패치 안테나(90)는 기판(10)에 구비되는 배선층(16)에 의해 구성될 수 있다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다. The patch antenna 90 may be configured by the wiring layer 16 provided on the substrate 10. However, it is not limited thereto.

도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 패치 안테나(90)는 급전 전극(92)과 무급전 전극(94)으로 구성되는 급전부(91)를 포함한다. As shown in FIG. 11 and FIG. 12, the patch antenna 90 includes a feed part 91 composed of a feed electrode 92 and a non-feed electrode 94.

본 실시예에서 패치 안테나(90)는 다수개의 급전부(91)가 다수개가 기판(10)의 제2면 측에 분산 배치된다. 본 실시예에서는 4개의 급전부(91)가 구비되나, 이에 한정되는 것은 아니다. In the present exemplary embodiment, the patch antenna 90 includes a plurality of feed units 91 distributed on the second surface side of the substrate 10. In the present embodiment, four power feeding units 91 are provided, but the present invention is not limited thereto.

본 실시예에서 패치 안테나(90)는 일부(예컨대, 무급전 전극)가 기판(10)의 제2면에 배치되도록 구성된다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 패치 안테나(90) 전체를 기판(10)의 내부에 배치하는 등 다양한 변형이 가능하다.In this embodiment, the patch antenna 90 is configured such that a portion (eg, non-powered electrode) is disposed on the second surface of the substrate 10. However, the present invention is not limited thereto, and various modifications are possible, such as the entire patch antenna 90 is disposed inside the substrate 10.

급전 전극(92)은 일정한 면적을 갖는 편평한 편 형태의 금속층으로 형성되며, 하나의 도체판으로 구성된다. 급전 전극(92)은 다각형 구조를 가질 수 있으며 본 실시예에서는 사각 형상으로 형성된다. 그러나 원 형상으로 형성하는 등 다양한 변형이 가능하다.The feed electrode 92 is formed of a flat plate-like metal layer having a constant area, and is composed of one conductor plate. The feed electrode 92 may have a polygonal structure and is formed in a square shape in this embodiment. However, various modifications are possible, such as forming in a circular shape.

급전 전극(92)은 층간 접속 도체(18)를 통해 전자 소자(50)와 연결될 수 있다. 이때, 층간 접속 도체(18)는 후술되는 제2 접지층(97b)을 관통하여 전자 소자(50)와 연결될 수 있다.The feed electrode 92 may be connected to the electronic device 50 through the interlayer connection conductor 18. In this case, the interlayer connecting conductor 18 may be connected to the electronic device 50 through the second ground layer 97b to be described later.

무급전 전극(94)은 급전 전극(92)과 일정 거리 이격 배치되며, 일정한 면적을 갖는 편평한 하나의 도체판으로 구성된다. 무급전 전극(94)은 급전 전극(92)과 동일하거나 유사한 면적을 갖는다. 예컨대, 무급전 전극(94)은 급전 전극(92)보다 넓은 면적으로 형성되어 급전 전극(92) 전체와 대면하도록 배치될 수 있다. The non-powered electrode 94 is arranged to be spaced apart from the power feeding electrode 92 by a predetermined distance, and is composed of one flat conductive plate having a predetermined area. The non-powered electrode 94 has the same or similar area as that of the powered electrode 92. For example, the non-feeding electrode 94 may be formed to have a larger area than the feed electrode 92 so as to face the entire feeding electrode 92.

무급전 전극(94)은 급전 전극(92)보다 기판(10)의 표면 측에 배치되어 도파기(director)로 기능한다. 따라서 무급전 전극(94)은 기판(10)의 최하부에 배치되는 배선층(16)에 배치될 수 있으며, 이 경우 무급전 전극(94)은 절연층(17)의 하부면 배치되는 절연 보호층(19)에 의해 보호된다.The non-powered electrode 94 is disposed on the surface side of the substrate 10 rather than the power feeding electrode 92 and functions as a director. Accordingly, the non-powered electrode 94 may be disposed on the wiring layer 16 disposed at the lowermost portion of the substrate 10, and in this case, the non-powered electrode 94 may be an insulating protective layer disposed on the lower surface of the insulating layer 17. Protected by 19).

또한 본 실시예의 기판(10)은 접지구조(95)를 포함한다. 접지구조(95)는 급전부(91)의 주변에 배치되어 급전부(91)를 내부에 수용하는 용기 형태로 구성된다. 이를 위해, 접지구조(95)는 제1 접지층(97a), 제2 접지층(97b), 및 접지 비아(18a)를 포함한다.In addition, the substrate 10 of the present embodiment includes a ground structure 95. The ground structure 95 is configured in the form of a container disposed around the feeder 91 to accommodate the feeder 91 therein. To this end, the ground structure 95 includes a first ground layer 97a, a second ground layer 97b, and a ground via 18a.

도 12를 참조하면, 제1 접지층(97a)은 무급전 전극(94)과 동일한 평면 상에 배치되며, 무급전 전극(94)을 감싸는 형태로 무급전 전극(94)의 주위에 배치된다. 이때, 제1 접지층(97a)은 무급전 전극(94)과 일정 거리 이격 배치된다.Referring to FIG. 12, the first ground layer 97a is disposed on the same plane as the non-powered electrode 94 and is disposed around the non-powered electrode 94 in a form surrounding the non-powered electrode 94. In this case, the first ground layer 97a is spaced apart from the non-powered electrode 94 by a predetermined distance.

제2 접지층(97b)은 제1 접지층(97a)과 다른 배선층(16)에 배치된다. 예를 들어, 제2 접지층(97b)은 급전 전극(92)과 기판(10)의 제1면 사이에 배치될 수 있다. 이 경우, 급전 전극(92)은 무급전 전극(94)과 제2 접지층(97b) 사이에 배치된다. The second ground layer 97b is disposed on a wiring layer 16 different from the first ground layer 97a. For example, the second ground layer 97b may be disposed between the feed electrode 92 and the first surface of the substrate 10. In this case, the feed electrode 92 is disposed between the non-feed electrode 94 and the second ground layer 97b.

제2 접지층(97b)은 해당 배선층(16)에 전체적으로 배치될 수 있으며, 급전 전극(92)과 연결되는 층간 접속 도체(18)가 배치되는 부분에만 부분적으로 제거될 수 있다. The second ground layer 97b may be disposed on the corresponding wiring layer 16 as a whole, and may be partially removed only at a portion where the interlayer connecting conductor 18 connected to the feed electrode 92 is disposed.

접지 비아(18a)는 제1 접지층(97a)과 제2 접지층(97b)을 전기적으로 연결하는 층간 접속 도체로, 급전부(91)의 둘레를 따라 급전부(91)를 둘러싸는 형태로 다수개가 배치된다. 본 실시예에서는 하나의 열로 접지 비아들(18a)이 배치되는 경우를 예로 들고 있으나, 필요에 따라 다수의 열로 접지 비아(18a)를 배치하는 등 다양한 변형이 가능하다. The ground via 18a is an interlayer connecting conductor that electrically connects the first ground layer 97a and the second ground layer 97b. The ground via 18a surrounds the feed portion 91 along the periphery of the feed portion 91. Many are arranged. In this embodiment, the ground vias 18a are arranged in one row, but various modifications are possible, such as arranging the ground vias 18a in a plurality of rows as necessary.

이와 같은 구성에 따라 급전부(91)는 제1 접지층(97a)과 제2 접지층(97b), 그리고 접지 비아(18a)에 의해 용기 형상으로 형성되는 접지구조(95) 내에 배치된다. 이때, 일렬로 배치되는 복수의 접지 비아 (18a)는 상기한 용기 형상의 측면을 획정한다.According to such a configuration, the power supply unit 91 is disposed in the ground structure 95 formed in a container shape by the first ground layer 97a, the second ground layer 97b, and the ground via 18a. At this time, the plurality of ground vias 18a arranged in a line define side surfaces of the container shape described above.

본 실시예의 급전부들(91)은 각각 상기 용기 형상 내에 배치된다. 따라서 각 급전부들(91) 간의 간섭은 접지구조(95)에 의해 차단된다. 예컨대, 기판(10)의 수평 방향을 따라 전달되는 노이즈는 복수의 접지 비아(18a)가 구성하는 용기 형상의 측면에 의해 차단될 수 있다. The feeders 91 of this embodiment are each disposed in the container shape. Therefore, the interference between the respective power feeding portions 91 is blocked by the ground structure (95). For example, noise transmitted along the horizontal direction of the substrate 10 may be blocked by the side of the container shape formed by the plurality of ground vias 18a.

접지 비아들(18a)이 상기한 캐비티의 측면을 형성함에 따라, 급전부(91)는 인접한 다른 급전부들(91)과 격리된다. 또한 용기 형상의 접지구조(95)가 반사기(reflector) 역할을 하므로, 패치 안테나(90)의 방사 특성을 높일 수 있다.As the ground vias 18a form the sides of the cavity described above, the feed portion 91 is isolated from other adjacent feed portions 91. In addition, since the container-shaped ground structure 95 serves as a reflector, the radiation characteristics of the patch antenna 90 may be improved.

이와 같이 구성되는 패치 안테나(90)의 급전부(91)는 기판(10)의 두께 방향(예컨대 하부 방향)으로 무선 신호를 방사한다. The power supply unit 91 of the patch antenna 90 configured as described above emits a radio signal in the thickness direction (for example, the lower direction) of the substrate 10.

한편 도 3을 참조하면, 본 실시예에서 제1 접지층(97a)과 제2 접지층(97b)은 기판(10)의 제1면에서 규정되는 급전 영역(도 2의 11c)과 마주보는 영역에는 배치되지 않는다. 보다 구체적으로, 본 실시예에서 패치 안테나(90)는 접지 영역(11b), 소자 실장부(11a)와 마주보는 영역에만 배치되며, 이에 칩 안테나(100)와 패치 안테나(90)는 서로 마주보지 않도록 배치된다. 이는 후술되는 칩 안테나에서 방사되는 무선 신호와 접지구조(95) 간의 간섭을 최소화하기 위한 구성이다. Meanwhile, referring to FIG. 3, in the present embodiment, the first ground layer 97a and the second ground layer 97b are areas facing the power feeding area (11c of FIG. 2) defined on the first surface of the substrate 10. It is not placed in. More specifically, in this embodiment, the patch antenna 90 is disposed only in an area facing the ground region 11b and the element mounting portion 11a, so that the chip antenna 100 and the patch antenna 90 do not face each other. Are arranged to avoid. This is a configuration for minimizing interference between the radio signal radiated from the chip antenna to be described later and the ground structure (95).

또한 본 실시예에서는 패치 안테나(90)가 급전 전극(92)과 무급전 전극(94)을 포함하여 구성되는 경우를 예로 들고 있으나, 필요에 따라 급전 전극(92)만 구비하도록 구성하는 등 다양한 변형이 가능하다. In addition, in the present embodiment, the patch antenna 90 includes a feeding electrode 92 and a non-feeding electrode 94 as an example, but various modifications, such as configured to include only the feeding electrode 92 as necessary This is possible.

이와 같이 구성되는 패치 안테나(90)는 기판(10)의 두께 방향(즉 기판에 수직한 방향)으로 무선 신호를 방사한다. The patch antenna 90 configured as described above emits a radio signal in the thickness direction of the substrate 10 (that is, the direction perpendicular to the substrate).

전자 소자(50)는 기판(10)의 소자 실장부(11a)에 실장된다. 본 실시예에서는 하나의 전자 소자(50)가 실장되는 경우를 예로 들고 있으나, 필요에 따라 다수의 전자 소자들이 실장될 수도 있다.The electronic element 50 is mounted on the element mounting portion 11a of the substrate 10. In this embodiment, a case where one electronic device 50 is mounted is taken as an example, but a plurality of electronic devices may be mounted as necessary.

전자 소자(50)는 적어도 하나의 능동 소자를 포함하며, 예를 들어 안테나의 급전부에 방사 신호를 인가하는 신호 처리 소자를 포함할 수 있다. 또한 필요에 따라 수동 소자를 포함할 수도 있다. The electronic device 50 may include at least one active device, and may include, for example, a signal processing device that applies a radiation signal to a power supply of the antenna. It may also include a passive element as needed.

칩 안테나(100)는 전술한 실시예의 칩 안테나 중 어느 하나가 이용될 수 있으며, 솔더와 같은 도전성 접착제 등을 통해 기판에 실장된다. The chip antenna 100 may use any one of the chip antennas of the above-described embodiments, and is mounted on a substrate through a conductive adhesive such as solder.

본 실시예의 칩 안테나(100)는 접지부(130b)가 접지 영역에 실장되고, 방사부와 도파기는 급전 영역에 실장된다. 보다 구체적으로, 칩 안테나(100)의 접지부(130b), 방사부(130a), 및 도파기(130c)는 각각 기판(10)의 접지 패드(12b), 급전 패드(12c), 및 더미 패드(12d)에 접합되며 실장된다.In the chip antenna 100 of the present embodiment, the ground portion 130b is mounted in the ground region, and the radiator and the waveguide are mounted in the feed region. More specifically, the ground portion 130b, the radiating portion 130a, and the waveguide 130c of the chip antenna 100 may be the ground pad 12b, the feed pad 12c, and the dummy pad of the substrate 10, respectively. It is bonded and mounted at 12d.

이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 칩 안테나 모듈은 칩 안테나를 이용하여 수평 편파를 방사하고, 패치 안테나를 이용하여 수직 편파를 방사한다. 즉, 칩 안테나들은 기판의 모서리와 인접한 위치에 배치되어 기판의 면 방향(예컨대 기판의 수평 방향)으로 전파를 방사하고, 패치 안테나는 기판의 제2면에 배치되어 기판의 두께 방향(예컨대 기판의 수직 방향)으로 전파를 방사한다. 따라서 전파의 방사 효율을 높일 수 있다.The chip antenna module according to the present embodiment configured as described above emits horizontally polarized waves using a chip antenna and emits vertically polarized waves using a patch antenna. That is, the chip antennas are disposed at positions adjacent to the edges of the substrate to radiate radio waves in the plane direction of the substrate (eg, the horizontal direction of the substrate), and the patch antennas are disposed on the second surface of the substrate to form the thickness direction of the substrate (eg, Radiation in the vertical direction). Therefore, the radiation efficiency of radio waves can be improved.

또한, 본 실시예에 따른 칩 안테나 모듈은 쌍으로 배치되는 2개의 칩 안테나들이 다이폴 안테나로 기능할 수 있다.In addition, in the chip antenna module according to the present embodiment, two chip antennas arranged in pairs may function as a dipole antenna.

쌍으로 배치되는 2개의 칩 안테나들(100)은 일정 간격 이격 배치되며, 하나의 다이폴 안테나 구조를 제공한다. 여기서, 2개의 칩 안테나들(100)이 이격되는 거리는 0.2mm ~ 0.5mm로 규정될 수 있다. 상기한 이격 거리가 0.2mm 미만인 경우, 2개의 칩 안테나들 사이에 간섭이 발생할 수 있으며, 0.5mm 이상인 경우, 다이폴 안테나로서의 기능이 저하될 수 있다.The two chip antennas 100 arranged in pairs are spaced apart at regular intervals and provide one dipole antenna structure. Here, the distance between the two chip antennas 100 may be defined as 0.2mm ~ 0.5mm. When the separation distance is less than 0.2 mm, interference may occur between two chip antennas, and when 0.5 mm or more, function as a dipole antenna may be degraded.

한편, 칩 안테나 대신 기판의 배선층을 이용하여 다이폴 안테나를 구성하는 것도 고려해 볼 수 있다. 그러나 이 경우 다이폴 안테나는 방사부의 길이가 해당 주파수의 반파장 길이로 형성되어야 하므로, 다이폴 안테나가 배치되는 급전 영역이 기판에서 차지하는 크기가 비교적 넓다. On the other hand, it is also possible to consider the configuration of the dipole antenna using the wiring layer of the substrate instead of the chip antenna. However, in this case, since the length of the radiating part must be formed with a half-wavelength of the corresponding frequency, the dipole antenna has a relatively large size occupied by the feeding area on which the dipole antenna is disposed.

반면에 본 실시예와 같이 칩 안테나를 이용하는 경우, 제1 블록의 유전율(예컨대 10 이상)을 통해 칩 안테나의 크기를 최소화할 수 있다.On the other hand, when using a chip antenna as in the present embodiment, the size of the chip antenna can be minimized through the dielectric constant (eg, 10 or more) of the first block.

예를 들어, 다이폴 안테나를 기판의 제1면에 배선 패턴으로 형성하는 경우, 다이폴 안테나의 급전 라인은 접지 영역에서부터 1 mm 이상 이격 배치되어야 한다. 반면에 칩 안테나를 적용하는 경우, 급전 패드는 접지 영역으로부터 1 mm 이하로 설계가 가능하다. For example, when the dipole antenna is formed in a wiring pattern on the first surface of the substrate, the feed line of the dipole antenna should be spaced at least 1 mm from the ground area. On the other hand, when the chip antenna is applied, the feeding pad can be designed to be 1 mm or less from the ground area.

따라서 다이폴 안테나를 이용하는 경우에 비해 급전 영역의 크기를 줄일 수 있으며, 이에 안테나 모듈의 전체 크기를 최소화할 수 있다.Therefore, compared with the case of using a dipole antenna, the size of the feeding area can be reduced, thereby minimizing the overall size of the antenna module.

한편, 칩 안테나(100)의 방사부(130a)와 접지 영역(11b) 간의 이격 거리(P)가 0.2mm 미만인 경우, 칩 안테나(100)의 공진 주파수가 변할 수 있다. 따라서 본 실시예에서 칩 안테나(100)의 방사부(130a)와 기판(10)의 접지 영역(11b)은 0.2mm 이상, 1mm 이하의 범위로 이격될 수 있다.Meanwhile, when the separation distance P between the radiator 130a of the chip antenna 100 and the ground region 11b is less than 0.2 mm, the resonance frequency of the chip antenna 100 may be changed. Therefore, in the present embodiment, the radiating portion 130a of the chip antenna 100 and the ground region 11b of the substrate 10 may be spaced apart in a range of 0.2 mm or more and 1 mm or less.

또한, 칩 안테나(100)는 기판의 수직 방향을 따라 패치 안테나와 대면하지 않는 위치에 배치된다. 본 발명을 설명함에 있어서, 칩 안테나(100)는 기판의 수직 방향을 따라 패치 안테나와 대면하지 않는 위치란, 기판의 수직 방향을 따라 칩 안테나(100)를 기판(10)의 제2면에 투영하였을 때, 칩 안테나가 패치 안테나와 서로 겹쳐지지 않도록 배치되는 위치를 의미한다.In addition, the chip antenna 100 is disposed at a position not facing the patch antenna along the vertical direction of the substrate. In describing the present invention, the position where the chip antenna 100 does not face the patch antenna along the vertical direction of the substrate means that the chip antenna 100 is projected onto the second surface of the substrate 10 along the vertical direction of the substrate. In this case, it means a position where the chip antennas are arranged so as not to overlap with the patch antennas.

본 실시예에서는 칩 안테나(100)가 접지구조(95)와도 대면하지 않도록 배치된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니며, 필요에 따라 접지구조(95)와 부분적으로 대면하도록 배치될 수 있다. In this embodiment, the chip antenna 100 is disposed so as not to face the ground structure 95. However, the present invention is not limited thereto, and may be disposed to partially face the ground structure 95 as necessary.

이러한 구성을 통해, 본 실시예에 따른 안테나 모듈은 칩 안테나(100)와 패치 안테나(90) 간의 간섭을 최소화한다.Through this configuration, the antenna module according to the present embodiment minimizes the interference between the chip antenna 100 and the patch antenna 90.

도 13은 본 실시예의 칩 안테나 모듈이 탑재된 휴대 단말기를 개락적으로 도시한 사시도이다. 13 is a perspective view schematically showing a portable terminal on which the chip antenna module of the present embodiment is mounted.

도 13을 참조하면, 본 실시예의 칩 안테나 모듈(1)은 휴대 단말기(200)의 모서리 부분에 배치된다. 이때, 칩 안테나 모듈(1)은 칩 안테나(100)가 휴대 단말기(200)의 모서리(또는 꼭지점)와 인접하도록 배치된다. Referring to FIG. 13, the chip antenna module 1 of the present embodiment is disposed at a corner portion of the mobile terminal 200. In this case, the chip antenna module 1 is disposed such that the chip antenna 100 is adjacent to an edge (or a vertex) of the mobile terminal 200.

본 실시예에서는 휴대 단말기의 네 모서리에 모두 칩 안테나 모듈이 배치되는 경우를 예로 들고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 휴대 단말기의 내부 공간이 부족한 경우, 휴대 단말기의 대각 방향으로 두 개의 칩 안테나 모듈만 배치하는 등 칩 안테나 모듈의 배치 구조는 필요에 따라 다양한 형태로 변형될 수 있다. In this embodiment, the case in which the chip antenna modules are disposed at all four corners of the mobile terminal is illustrated as an example. However, the present invention is not limited thereto. The arrangement of the chip antenna module may be modified in various forms as necessary.

또한 칩 안테나 모듈은 급전 영역이 휴대 단말기의 테두리와 인접하게 배치되도록 휴대 단말기에 결합된다. 이에 칩 안테나 모듈의 칩 안테나를 통해 방사되는 전파는 휴대 단말기의 외부를 향해 휴대 단말의 면 방향으로 방사된다. 그리고 칩 안테나 모듈의 패치 안테나를 통해 방사되는 전파는 휴대 단말기의 두께 방향으로 방사된다. In addition, the chip antenna module is coupled to the portable terminal such that the feed area is disposed adjacent to the edge of the portable terminal. Accordingly, the radio waves radiated through the chip antenna of the chip antenna module are radiated toward the outside of the mobile terminal in the plane direction of the mobile terminal. The radio wave radiated through the patch antenna of the chip antenna module is radiated in the thickness direction of the mobile terminal.

이상에서 본 발명의 실시 예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다. 또한 각 실시예들은 서로 조합되어 실시될 수 있다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations can be made without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be obvious to those of ordinary skill in the field. In addition, the embodiments may be implemented in combination with each other.

1: 칩 안테나 모듈
100: 칩 안테나
10: 기판
120: 몸체부
120a: 제1 블록
120b: 제2 블록
130a: 방사부
130b: 접지부
130c: 도파기1: chip antenna module
100: chip antenna
10: Substrate
120: body
120a: first block
120b: second block
130a: radiating part
130b: ground
130c: waveguide

Claims

A chip antenna used for wireless communication in the millimeter wave communication band and mounted on a substrate to receive a feed signal from a signal processing element and radiate to the outside.
A radiator having a block shape and having a first surface and a second surface positioned in opposite directions and radiating the feed signal;
First and second blocks coupled to the first and second surfaces of the radiator, respectively, and formed of a dielectric;
A ground part having a block shape and coupled to the first block in parallel with the radiating part, and reflecting electromagnetic waves emitted from the radiating part toward the radiating part; And
A waveguide having a block shape and coupled to the second block in parallel with the radiating part;
Including;
The overall width of the ground portion, the first block, and the radiation portion is composed of 2mm or less,
The first block has a dielectric constant of 3.5 or more and 25 or less,
The radiator, the ground, and the waveguide,
A first conductor bonded to at least one of the first block and the second block; And
A second conductor formed on the surface of the first conductor;
Chip antennas each comprising a.

The method of claim 1, wherein the second block,
Chip antenna formed of the same material as the first block.

delete

The method of claim 1,
The first block includes a first surface to which the radiating part is joined and a second surface to which the ground part is joined,
The second block includes a first surface to which the radiator is bonded and a second surface to which the waveguide is bonded,
And a distance between the first surface and the second surface of the first block is greater than a distance between the first surface and the second surface of the second block.

The method of claim 1, wherein the ground portion,
And a distance between the first surface bonded to the first block and the second surface opposite to the first surface is greater than the distance between the first surface and the second surface of the radiating portion.

The waveguide according to claim 1, wherein
Chip antenna having the same size as the radiating portion.

The waveguide according to claim 1, wherein
Chip antenna formed to have a length shorter than the length of the radiating portion.

The method of claim 7, wherein the second block,
Chip antenna having the same length as the waveguide.

The method of claim 1,
The radiating part includes a first radiating part and a second radiating part spaced apart from each other,
The waveguide comprises a first waveguide and a second waveguide disposed to be spaced apart from each other.

A chip antenna used for wireless communication in the millimeter wave communication band and mounted on a substrate to receive a feed signal from a signal processing element and radiate to the outside.
A radiator having a block shape and having a first surface and a second surface positioned in opposite directions and radiating the feed signal;
First and second blocks coupled to the first and second surfaces of the radiator, respectively, and formed of a dielectric;
A ground part having a block shape and coupled to the first block in parallel with the radiating part, and reflecting electromagnetic waves radiated from the radiating part toward the radiating part; And
A waveguide having a block shape and coupled to the second block in parallel with the radiating part;
Including;
The overall width of the ground portion, the first block, and the radiation portion is composed of 2mm or less,
The first block has a dielectric constant of 3.5 or more and 25 or less,
The radiating part includes a first radiating part and a second radiating part spaced apart from each other,
The waveguide includes a first waveguide and a second waveguide disposed to be spaced apart from each other.
The ground portion,
A first ground portion spaced apart from each other and disposed in line with the first radiating portion and the first waveguide; And
A second ground portion spaced apart from each other and disposed in line with the second radiating portion and the second waveguide;
Chip antenna comprising a.

A substrate having one surface divided into a ground region, a feed region, and an element mounting unit;
A signal processing element mounted on the element mounting unit to transmit a radiation signal to the power supply region;
At least one chip antenna mounted on one surface of the substrate to radiate horizontal polarization; And
At least one patch antenna disposed on the other surface of the substrate to radiate vertical polarization;
Including;
The chip antenna,
A conductive block-type ground portion, a first block formed of a dielectric, a radiating block portion of a conductive form, a second block formed of a dielectric, and a waveguide formed of a conductive block form are sequentially stacked,
The ground portion is mounted in the ground region, the radiating portion is mounted in the feed region,
And the chip antenna and the patch antenna are disposed not to face each other.

The method of claim 11, wherein the feeding area,
And at least one dummy pad, wherein the waveguide is bonded to the dummy pad.

The method of claim 11, wherein the waveguide,
An antenna module that is not electrically connected to the substrate.

The method of claim 11, wherein the patch antenna,
An antenna module disposed only in an area facing the ground area and the device mounting part.

The method of claim 11, wherein the radiating unit,
An antenna module spaced apart from the ground area by 0.2 mm or more.

The method of claim 11,
At least one pair of chip antennas mounted on the substrate so that the radiating parts face each other, and functioning as a dipole antenna,
An antenna module having a separation distance of 0.2 mm or more and 0.5 mm or less between the pair of chip antennas.

The method of claim 16, wherein the feeding area,
An antenna module disposed along an edge of the substrate.

The method of claim 11,
The radiating unit receives the radiation signal directly from the signal processing element via a feed pad disposed in the feed area to radiate to the outside.

The method of claim 11, wherein the patch antenna,
A feed electrode disposed in the substrate and electrically connected to the signal processing element; And
A non-feeding electrode disposed to be spaced apart from the feeding electrode at a predetermined distance and disposed to face the feeding electrode;
Antenna module comprising a.

A substrate whose one surface is divided into a ground region and a feed region;
A signal processing element provided on the substrate to transmit a radiation signal to the feeding area; And
A pair of chip antennas mounted on one surface of the substrate to radiate horizontal polarization and function as a dipole antenna;
Including;
Each of the chip antennas includes a conductive block-type ground portion, a first block formed of a dielectric, a radiating block portion of a conductive form, a second block formed of a dielectric, and a waveguide having a conductivity type in sequence. Are stacked and
The substrate has two feed pads respectively bonded to the radiating portion, and two feed vias each extending from the feed pad and connected to a wiring layer inside the substrate.
And the two feeding pads are spaced apart from each other in a straight line so that the ends face each other, and the two feeding vias are disposed at the opposite ends, respectively.

The method of claim 20,
And a patch antenna disposed on the other surface of the substrate to radiate vertical polarization.

A chip antenna used for wireless communication in the millimeter wave communication band and mounted on a substrate to receive a feed signal from a signal processing element and radiate to the outside.
A radiator having a block shape and having a first surface and a second surface positioned in opposite directions and radiating the feed signal;
First and second blocks coupled to the first and second surfaces of the radiator, respectively, and formed of a dielectric;
A ground part having a block shape and coupled to the first block in parallel with the radiating part, and reflecting electromagnetic waves emitted from the radiating part toward the radiating part; And
A waveguide having a block shape and coupled to the second block in parallel with the radiating part;
Including;
The overall width of the ground portion, the first block, and the radiation portion is composed of 2mm or less,
The first block has a dielectric constant of 3.5 or more and 25 or less,
One surface of the radiating portion is used as a bonding surface bonded to the feeding pad formed on the substrate,
One surface of the ground portion is used as a bonding surface bonded to the ground pad formed on the substrate.