KR102520432B1

KR102520432B1 - Antenna module

Info

Publication number: KR102520432B1
Application number: KR1020180061995A
Authority: KR
Inventors: 김재영; 안성용; 최창학
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2017-12-14
Filing date: 2018-05-30
Publication date: 2023-04-11
Also published as: KR20190071560A

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈은 일면이 접지 영역과 급전 영역으로 구분되는 기판, 상기 기판의 제1면 실장되어 상기 기판과 수평한 방향으로 무선 신호를 방사하는 다수의 칩 안테나, 및 상기 기판의 내부에 배치되거나, 적어도 일부가 상기 기판의 제2면에 배치되어 상기 기판과 수직한 방향으로 무선 신호를 방사하는 적어도 하나의 패치 안테나를 포함하며, 상기 칩 안테나는 몸체부의 양면에 접합되는 접지부와 방사부를 포함하고, 상기 접지부는 상기 접지 영역에 실장되고 상기 방사부는 상기 급전 영역에 실장된다.An antenna module according to an embodiment of the present invention includes a substrate having one surface divided into a ground area and a feeding area, a plurality of chip antennas mounted on the first surface of the substrate and radiating radio signals in a direction horizontal to the substrate, and the substrate. or at least one patch antenna, at least one of which is disposed on the second surface of the substrate and radiates a radio signal in a direction perpendicular to the substrate, wherein the chip antenna is bonded to both surfaces of the body. A branch portion and a radiating portion, wherein the ground portion is mounted on the ground area and the radiating portion is mounted on the feeding area.

Description

Antenna module {ANTENNA MODULE}

본 발명은 안테나 모듈에 관한 것이다.The present invention relates to an antenna module.

LTE(Long Term Evolution)와 같은 4 세대(4G) 통신 시스템들의 배치 이후 증가되고 있는 무선 데이터 트래픽에 대한 수요를 만족시키기 위해 향상된　5G　또는 예비　5G　통신 시스템이 개발되고 있다.An improved 5G or preliminary 5G communication system is being developed to meet the growing demand for wireless data traffic after the deployment of fourth generation (4G) communication systems such as Long Term Evolution (LTE).

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.A 5G communication system is considered to be implemented in higher frequency (mmWave) bands, such as 10Ghz' to 100GHz' bands, in order to achieve a higher data rate. In order to reduce the propagation loss of radio waves and increase the transmission distance, beamforming, large-scale multiple-input multiple-output (MIMO), full dimensional MIMO (FD-MIMO), array antenna, analog beamforming, and large-scale antenna Techniques are being discussed in 5G communication systems.

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 devices, and notebooks that support wireless communication are developing with a trend of adding functions such as CDMA, wireless LAN, DMB, and NFC (Near Field Communication). One of the important parts is the antenna.

그런데 5G　통신 시스템이 적용되는 밀리미터파 통신 대역에서는 파장이 수 mm 정도로 작아지기 때문에 종래의 안테나를 이용하기 어렵다. 따라서 이동통신 단말기에 탑재할 수 있는 초소형의 크기이면서 밀리미터파 통신 대역에 적합한 안테나 모듈이 요구되고 있다. However, in the millimeter wave communication band to which the 5G communication system is applied, it is difficult to use a conventional antenna because the wavelength is as small as several millimeters. Therefore, there is a demand for an antenna module suitable for a millimeter wave communication band that can be mounted on a mobile communication terminal and has a subminiature size.

일본공개특허 제2000-232315호 (2000.08.22 공개)Japanese Laid-open Patent No. 2000-232315 (published on August 22, 2000)

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

또한, 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈은 일면이 접지 영역과 급전 영역으로 구분되는 기판 및 상기 기판의 일면 실장되는 다수의 칩 안테나를 포함하며, 상기 칩 안테나는 몸체부의 양면에 접합되는 접지부와 방사부를 포함하고, 상기 접지부는 상기 접지 영역에 실장되고, 상기 방사부는 상기 접지 영역의 외부에 배치되며, 상기 방사부와 접지 영역 간의 이격 거리는 0.2mm 이상, 1mm 이하로 구성된다.In addition, the antenna module according to an embodiment of the present invention includes a substrate having one surface divided into a ground area and a feeding area, and a plurality of chip antennas mounted on one surface of the substrate, and the chip antenna is a ground unit bonded to both sides of the body. and a radiation part, wherein the ground part is mounted on the ground area, the radiation part is disposed outside the ground area, and the distance between the radiation part and the ground area is 0.2 mm or more and 1 mm or less.

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

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈의 평면도.
도 2는 도 1에 도시된 칩 안테나의 분해 사시도.
도 3은 도 1에 도시된 칩 안테나의 저면도.
도 4는 도 1의 I-I′에 따른 단면도.
도 5는 도 1에 도시된 칩 안테나를 확대하여 도시한 사시도.
도 6은 도 5의 II-II′에 따른 단면도.
도 7 내지 도 10는 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 칩 안테나를 도시한 사시도.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 모듈의 사시도.
도 12는 도 11의 단면도.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나 모듈의 분해 사시도이다.
도 14는 본 실시예의 안테나 모듈이 탑재된 휴대 단말기를 개락적으로 도시한 사시도.
도 15는 도 5에 도시된 칩 안테나의 복사 효율을 측정한 그래프.1 is a plan view of an antenna module according to an embodiment of the present invention;
2 is an exploded perspective view of the chip antenna shown in FIG. 1;
3 is a bottom view of the chip antenna shown in FIG. 1;
Figure 4 is a cross-sectional view taken along II' of Figure 1;
5 is an enlarged perspective view of the chip antenna shown in FIG. 1;
6 is a cross-sectional view taken along line II-II′ of FIG. 5;
7 to 10 are perspective views each illustrating a chip antenna according to another embodiment of the present invention.
11 is a perspective view of an antenna module according to another embodiment of the present invention.
Fig. 12 is a cross-sectional view of Fig. 11;
13 is an exploded perspective view of an antenna module according to another embodiment of the present invention.
Fig. 14 is a perspective view schematically illustrating a portable terminal equipped with an antenna module according to the present embodiment;
15 is a graph measuring radiation efficiency of the chip antenna shown in FIG. 5;

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 detailed description of the present invention, the terms or words used in this specification and claims described below should not be construed as being limited to a common or dictionary meaning, and the inventors should use their own invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention based on the principle that it can be properly defined as a concept of a term for explanation. Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations 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, so various equivalents that can replace 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, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. At this time, it should be noted that the same components in the accompanying drawings are indicated by the same reference numerals as much as possible. In addition, detailed descriptions of well-known functions and configurations that may obscure 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, expressions such as upper side, lower side, side, etc. in this specification are described based on the drawings, and it is made clear in advance that they may be expressed differently if the direction of the object is changed.

본 명세서에 기재된 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 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 antenna module described in this specification operates in a high frequency region and may operate in a 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 antenna module described in this specification may be mounted in an electronic device configured to receive or transmit/receive a radio signal. For example, the chip antenna can be mounted on a mobile phone, a portable laptop, a drone, and the like.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈의 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 안테나 모듈의 분해 사시도이며, 도 3은 도 1에 도시된 안테나 모듈의 저면도이다. 또한 도 4는 도 1의 I-I′에 따른 단면도이다.1 is a plan view of an antenna module according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the antenna module shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a bottom view of the antenna module shown in FIG. Also, FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line II' of FIG. 1 .

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 실시예에 따른 안테나 모듈(1)은 기판(10)과 전자 소자(50), 및 칩 안테나(100)를 포함한다. 1 to 4 , the antenna module 1 according to the present embodiment includes a substrate 10, an electronic element 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 board 10 may be a circuit board on which circuits or electronic components necessary for the wireless antenna are mounted. For example, the substrate 10 may be a PCB that accommodates one or more electronic components therein or has one or more electronic components mounted on a surface thereof. Accordingly, circuit wiring for electrically connecting electronic components may be provided on the board 10 .

기판(10)은 다수의 절연층(17)과 다수의 배선층(16)이 반복적으로 적층되어 형성된 다층 기판일 수 있다. 그러나 필요에 따라 하나의 절연층(17) 양면에 배선층(16)이 형성된 양면 기판을 이용하는 것도 가능하다. The substrate 10 may be a multilayer substrate formed by repeatedly stacking a plurality of insulating layers 17 and a plurality of wiring layers 16 . However, it is also possible to use a double-sided board in which wiring layers 16 are formed on both sides of one insulating layer 17 if necessary.

절연층(17)의 재료는 특별히 한정되는 않는다. 예를 들어 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들 수지가 무기필러와 함께 유리섬유(Glass Fiber, Glass Cloth, Glass Fabric) 등의 심재에 함침된 수지, 예를 들면, 프리프레그(prepreg), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine) 와 같은 절연 물질이 사용될 수 있다. 필요에 따라서는, 감광성 절연(Photo Imagable Dielectric: PID) 수지를 사용할 수도 있다. The material of the insulating layer 17 is not particularly limited. For example, thermosetting resins such as epoxy resins, thermoplastic resins such as polyimide, or resins in which these resins are impregnated in a core material such as glass fiber (glass fiber, glass cloth, glass fabric) together with an inorganic filler, such as prep An insulating material such as prepreg, Ajinomoto Build-up Film (ABF), FR-4, or Bismaleimide Triazine (BT) may be used. If necessary, a photo-imagable dielectric (PID) resin may be used.

배선층(16)은 후술되는 전자 소자(50)와 안테나들(90, 100)을 전기적으로 연결한다. 또한 전자 소자(50)나 안테나들(90, 100)을 외부와 전기적으로 연결한다. The wiring layer 16 electrically connects the electronic element 50 and the antennas 90 and 100 to be described later. Also, the electronic device 50 or the antennas 90 and 100 are electrically connected to the outside.

배선층(16)의 재료로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질이 사용될 수 있다.The material of the wiring layer 16 is copper (Cu), aluminum (Al), silver (Ag), tin (Sn), gold (Au), nickel (Ni), lead (Pb), titanium (Ti), or these A conductive material such as an alloy of may be used.

절연층(17)의 내부에는 적층 배치되는 배선층들(16)을 상호 연결하기 위한 층간 접속 도체들(18)이 배치된다. Inside the insulating layer 17, interlayer connection conductors 18 for interconnecting the wiring layers 16 that are stacked are disposed.

또한 기판(10)의 표면에는 절연 보호층(19)이 배치될 수 있다. 절연 보호층(19)은 절연층(17)의 상부면과 하부면에서 절연층(17)과 배선층(16)을 모두 덮는 형태로 배치된다. 이에 절연층(17)의 상부면이나 하부면에 배치되는 배선층(16)을 보호한다. In addition, an insulating protective layer 19 may be disposed on the surface of the substrate 10 . The insulating protective layer 19 is disposed on the upper and lower surfaces of the insulating layer 17 to cover both the insulating layer 17 and the wiring layer 16 . Accordingly, the wiring layer 16 disposed on the upper or lower surface of the insulating layer 17 is protected.

절연 보호층(19)은 배선층(16)의 적어도 일부를 노출시키는 개구부를 가질 수 있다. 절연 보호층(19)은 절연수지 및 무기필러를 포함하되, 유리섬유는 포함하지 않을 수 있다. 예를 들어 절연 보호층(19)으로는 솔더 레지스트(solder resist)가 이용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The insulating protection layer 19 may have an opening exposing at least a portion of the wiring layer 16 . The insulating protective layer 19 includes an insulating resin and an inorganic filler, but may not include glass fibers. For example, a solder resist may be used as the insulating protective layer 19, but is not limited thereto.

또한 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. In addition, as the substrate 10 of this embodiment, various types of substrates (eg, 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 the upper surface of the substrate 10, may be divided into an element mounting portion 11a, a ground area 11b, and a power supply area 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 device mounting unit 11a is an area where the electronic device 50 is mounted and is disposed inside a ground area 11b to be described later. A plurality of connection pads 12a to which the electronic device 50 is electrically connected are disposed on the device mounting portion 11a.

접지 영역(11b)은 접지층(16a)이 배치되는 영역으로, 소자 실장부(11a)를 둘러싸는 형태로 배치된다. 따라서, 소자 실장부(11a)는 접지 영역(11b)의 내부에 배치된다. The ground region 11b is a region where the ground layer 16a is disposed, and is disposed in a form surrounding the element mounting portion 11a. Therefore, the element mounting portion 11a is disposed inside the ground region 11b.

여기서, 접지층(16a)은 기판(10)의 배선층(16) 중 하나가 이용될 수 있다. 따라서 접지층(16a)은 절연층(17)의 상부면이나 적층되는 두 절연층(17) 사이에 배치될 수 있다.Here, one of the wiring layers 16 of the substrate 10 may be used as the ground layer 16a. Therefore, the ground layer 16a may be disposed on the upper surface of the insulating layer 17 or between the two insulating layers 17 stacked.

본 실시예에서 소자 실장부(11a)는 사각 형상으로 형성된다. 따라서 접지 영역(11b)은 사각의 링(ring) 형상으로 소자 실장부(11a)를 둘러싸도록 배치된다. 그러나 이에 한정되는 것은 아니다.In this embodiment, the element mounting portion 11a is formed in a rectangular shape. Therefore, the ground region 11b is arranged to surround the element mounting portion 11a in a square ring shape. However, it is not limited thereto.

소자 실장부(11a)의 둘레를 따라 접지 영역(11b)이 배치됨에 따라, 소자 실장부(11a)의 접속 패드(12a)는 기판(10)의 절연층(17)을 관통하는 층간 접속 도체(18)를 통해 외부나 다른 구성 요소들과 전기적으로 연결된다. As the ground region 11b is disposed along the circumference of the device mounting portion 11a, the connection pad 12a of the device mounting portion 11a is an interlayer connection conductor passing through the insulating layer 17 of the substrate 10 ( 18) is electrically connected to the outside or other components.

접지 영역(11b)에는 다수의 접지 패드(12b)가 형성된다. 접지층(16a)이 절연층(17)의 상부면에 배치되는 경우, 접지 패드(12b)는 접지층(16a)을 덮는 절연 보호층(19)을 부분적으로 개방함으로써 형성할 수 있다. 따라서 이 경우 접지 패드(12b)는 접지층(16a)의 일부로 구성된다. 그러나 이에 한정되지 않으며, 접지층(16a)이 두 절연층(17) 사이에 배치되는 경우, 접지 패드(12b)는 절연층(17)의 상부면에 배치되며, 접지 패드(12b)와 접지층(16a)은 층간 접속 도체를 통해 연결될 수 있다. A plurality of ground pads 12b are formed in the ground region 11b. When the ground layer 16a is disposed on the upper surface of the insulating layer 17, the ground pad 12b may be formed by partially opening the insulating protective layer 19 covering the ground layer 16a. Therefore, in this case, the ground pad 12b is formed as a part of the ground layer 16a. However, it is not limited thereto, and when the ground layer 16a is disposed between the two insulating layers 17, the ground pad 12b is disposed on the upper surface of the insulating layer 17, and the ground pad 12b and the ground layer (16a) may be connected through an interlayer connection conductor.

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 arranged to form a pair with a power feeding pad 12c described later. Therefore, it is disposed 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 supply region 11c is disposed outside the ground region 11b. In this embodiment, the power supply region 11c is formed outside the two sides formed by the ground region 11b. Thus, the power supply region 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)가 배치된다. 급전 패드(12c)는 절연층(17)의 상부면에 배치되며, 칩 안테나(100)의 방사부(130a)가 접합된다. A plurality of power feeding pads 12c are disposed in the power feeding region 11c. The feed pad 12c is disposed on the upper surface of the insulating layer 17 and is bonded to the radiating part 130a of the chip antenna 100 .

급전 패드(12c)는 기판(10)의 절연층(17)을 관통하는 층간 접속 도체(18)와 배선층(16)을 통해 전자 소자(50)나 다른 구성 요소들과 전기적으로 연결된다. The power supply pad 12c is electrically connected to the electronic element 50 or other components through the interlayer connection conductor 18 penetrating the insulating layer 17 of the substrate 10 and the wiring layer 16 .

이와 같이 구성되는 소자 실장부(11a)와 접지 영역(11b), 급전 영역(11c)은 상부에 접지층(16a)의 형상이나 위치에 따라 각 영역들이 구분된다. 또한 접속 패드(12a)나 접지 패드(12b), 급전 패드(12c)들은 절연 보호층(19)이 제거된 개구부를 통해 패드 형태로 외부에 노출된다.The device mounting unit 11a, the ground area 11b, and the power supply area 11c configured as described above are divided according to the shape or position of the ground layer 16a on the upper part. In addition, the connection pads 12a, ground pads 12b, and feed pads 12c are exposed to the outside in the form of pads through openings from which the insulating protection layer 19 is removed.

또한 본 실시예에서 급전 패드(12c)는 칩 안테나(100)의 방사부(130a)의 하부면(또는 접합면)보다 작은 면적으로 형성된다. 예컨대, 급전 패드(12c)의 면적은 칩 안테나(100)의 방사부(130a)의 하부면(또는 접합면) 면적의 절반 이하로 형성될 수 있다. 이에 급전 패드(12c)는 방사부(130a)의 하부면 전체에 접합되지 않고, 방사부(130a)의 하부면 중 일부분에만 접합된다. Also, in this embodiment, the feeding pad 12c is formed with a smaller area than the lower surface (or bonding surface) of the radiating part 130a of the chip antenna 100. For example, the area of the feed pad 12c may be less than half of the area of the lower surface (or bonding surface) of the radiation part 130a of the chip antenna 100 . Accordingly, the power supply pad 12c is not bonded to the entire lower surface of the radiation portion 130a, but only partially bonded to the lower surface of the radiation portion 130a.

한편, 급전 패드(12c)가 과도하게 작은 면적으로 구성되는 경우, 칩 안테나(100)와 기판(10)과의 접합 신뢰성이 저하될 수 있다. 이에, 본 실시예의 급전 패드(12c)는 사각 형상으로 형성되되, 가장 긴 변이 방사부(130a)의 폭(W2) 이상의 길이로 형성된다.On the other hand, if the power feeding pad 12c is configured with an excessively small area, the reliability of bonding between the chip antenna 100 and the substrate 10 may deteriorate. Thus, the feed pad 12c of this embodiment is formed in a square shape, and the longest side is formed to a length greater than or equal to the width W2 of the radiation portion 130a.

또한 본 실시예에서 급전 패드(12c)는 2개씩 쌍을 이루어 배치된다. 도 1을 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.Also, in this embodiment, the power feeding pads 12c are arranged in pairs of two. Referring to FIG. 1 , a total of four pairs of power supply pads 12c are disposed, two each. However, the configuration of the present invention is not limited thereto, and the number of pairs formed by the feeding pads 12c may be changed depending on the size of the module and the like.

쌍을 이루는 2개의 급전 패드(12c)는 인접하게 배치된다. 이에 한 쌍의 급전 패드(12c)에 접합되는 2개의 칩 안테나는 각각 방사부(130a)의 끝단 부분이 급전 패드(12c)에 접합된다. The two feeding pads 12c forming a pair are disposed adjacently. Accordingly, in each of the two chip antennas bonded to the pair of feed pads 12c, the end portion of the radiating portion 130a is bonded to the feed pad 12c.

따라서, 2개의 칩 안테나(100)에 구비되는 2개의 방사부(130a)는 일렬로 배치되되, 급전 패드(12c)와 접합되는 부분에서 최대한 인접하게 배치된다. Accordingly, the two radiating units 130a provided in the two chip antennas 100 are arranged in a line, but are disposed as close to each other as possible at the portion where they are joined to the feeding pads 12c.

한편, 본 발명에 따른 급전 패드(12c)는 상기 구성으로 한정되지 않으며 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어 급전 패드(12c)는 칩 안테나(100)의 방사부(130a)의 하부면 면적과 동일하거나 유사한 면적으로 형성될 수 있다. 이 경우, 칩 안테나(100)와 기판(10)과의 접합 신뢰성을 높일 수 있다.Meanwhile, the feeding pad 12c according to the present invention is not limited to the above configuration and various modifications are possible. For example, the feeding pad 12c may be formed to have the same area as or a similar area to that of the lower surface of the radiating part 130a of the chip antenna 100 . In this case, bonding reliability between the chip antenna 100 and the substrate 10 can be improved.

급전 패드(12c)는 층간 접속 도체(18)를 통해 전자 소자와 전기적으로 연결된다. 이를 위해, 층간 접속 도체(18)는 급전 패드(12c)와 수직한 방향으로 기판(10) 내부에 연장되며, 기판(10) 내부의 배선층(16)과 연결된다.The power supply pad 12c is electrically connected to an electronic device through an interlayer connection conductor 18 . To this end, the interlayer connection conductor 18 extends inside the substrate 10 in a direction perpendicular to the feed pad 12c and is connected to the wiring layer 16 inside the substrate 10 .

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

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 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 패치 안테나(90)는 급전 전극(92)과 무급전 전극(94)으로 구성되는 급전부(91)를 포함한다. As shown in FIGS. 3 and 4 , the patch antenna 90 includes a feeding part 91 composed of a feeding electrode 92 and a non-feeding 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 embodiment, in the patch antenna 90, a plurality of power feeding units 91 are distributed and disposed on the second surface of the substrate 10. In this embodiment, four power feeding units 91 are provided, but are 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, a non-powered electrode) is disposed on the second surface of the substrate 10 . However, it is not limited thereto, and various modifications such as arranging the entire patch antenna 90 inside the substrate 10 are possible.

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 power feeding electrode 92 is formed of a metal layer in the form of a flat piece having a certain area, and is composed of one conductive plate. The power supply electrode 92 may have a polygonal structure and is formed in a quadrangular shape in this embodiment. However, various modifications, such as forming in a circular shape, are possible.

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 power supply electrode 92 may be connected to the electronic device 50 through the interlayer connection conductor 18 . In this case, the interlayer connection conductor 18 may be connected to the electronic element 50 through a 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 spaced apart from the power-feeding electrode 92 by a predetermined distance, and is composed of one flat conductor plate having a predetermined area. The non-powered electrode 94 has the same or similar area as the powered electrode 92 . For example, the non-powered electrode 94 may be formed to have a larger area than the power-feeding electrode 92 and face the entire power-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 power supply electrode 94 is disposed on the surface side of the substrate 10 rather than the power supply electrode 92 and functions as a waveguide. Therefore, the parasitic electrode 94 may be disposed on the wiring layer 16 disposed at the lowermost part of the substrate 10, in this case, the parasitic electrode 94 is an insulating protective layer disposed on the lower surface of the insulating layer 17 ( 19) is protected by

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 this embodiment includes a ground structure 95. The ground structure 95 is arranged around the power supply unit 91 and is configured in the form of a container accommodating the power supply unit 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 4를 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. 4 , the first ground layer 97a is disposed on the same plane as the parasitic electrode 94 and is disposed around the parasitic electrode 94 in a form surrounding the parasitic electrode 94 . At this time, 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 different wiring layer 16 from the first ground layer 97a. For example, the second ground layer 97b may be disposed between the feeding electrode 92 and the first surface of the substrate 10 . In this case, the feeding electrode 92 is disposed between the non-feeding 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 entirely disposed on the corresponding wiring layer 16 and may be partially removed only at a portion where the interlayer connection conductor 18 connected to the power supply 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 connection conductor electrically connecting the first ground layer 97a and the second ground layer 97b, and surrounds the power supply unit 91 along the circumference of the power supply unit 91. multiple are placed. In the present embodiment, a case in which the ground vias 18a are arranged in one row is taken as an example, but various modifications such as arranging the ground vias 18a in a plurality of rows are possible 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 this 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 row define the side surface of the container shape.

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 power feeding parts 91 of this embodiment are each disposed within the container shape. Accordingly, interference between the power feeding units 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 container-shaped side surface 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 aforementioned cavity, the power supply unit 91 is isolated from other adjacent power supply units 91 . In addition, since the container-shaped ground structure 95 serves as a reflector, radiation characteristics of the patch antenna 90 can 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 feeding unit 91 of the patch antenna 90 configured as described above radiates a radio signal in a thickness direction (eg, a downward 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. 이는 후술되는 칩 안테나에서 방사되는 무선 신호와 접지구조(95) 간의 간섭을 최소화하기 위한 구성이나 이에 한정되는 것은 아니다. Meanwhile, referring to FIG. 3 , in the present embodiment, the first ground layer 97a and the second ground layer 97b are areas facing the feeding area (11c in FIG. 2 ) defined on the first surface of the substrate 10. are not placed in This is a configuration for minimizing interference between a radio signal radiated from a chip antenna described later and the ground structure 95, but is not limited thereto.

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 this embodiment, a case in which the patch antenna 90 includes the feeding electrode 92 and the non-feeding electrode 94 is taken as an example, but various modifications such as configuring to include only the feeding electrode 92 as necessary this is possible

전자 소자(50)는 기판(10)의 소자 실장부(11a)에 실장된다. 전자 소자(50)는 도전성 접착제를 매개로 소자 실장부(11a)의 접속 패드(12a)에 접합될 수 있다. The electronic device 50 is mounted on the device mounting portion 11a of the board 10 . The electronic device 50 may be bonded to the connection pad 12a of the device mounting unit 11a via a conductive adhesive.

본 실시예에서는 소자 실장부(11a)에 하나의 전자 소자(50)가 실장되는 경우를 예로 들고 있으나, 필요에 따라 다수의 전자 소자들이 실장될 수도 있다.In this embodiment, a case in which one electronic element 50 is mounted on the element mounting unit 11a is taken as an example, but a plurality of electronic elements may be mounted as needed.

전자 소자(50)는 적어도 하나의 능동 소자를 포함하며, 예를 들어 안테나의 방사부(130a)에 급전 신호를 인가하는 신호 처리 소자를 포함할 수 있다. 또한 필요에 따라 수동 소자를 포함할 수도 있다. The electronic element 50 includes at least one active element, and may include, for example, a signal processing element for applying a power supply signal to the radiation unit 130a of the antenna. In addition, a passive element may be included as needed.

칩 안테나(100)는 기가 헤르츠 주파수 대역의 무선 통신에 이용되며, 기판(10)에 실장되어 전자 소자(50)로부터 급전 신호를 전달받아 외부로 방사한다.The chip antenna 100 is used for wireless communication in a gigahertz frequency band, is mounted on a substrate 10, receives a power supply signal from the electronic element 50, and radiates it to the outside.

칩 안테나(100)는 전체적으로 육면체 형상으로 형성되며, 솔더와 같은 도전성 접착제를 통해 양단이 기판(10)의 급전 패드(12c)와 접지 패드(12b)에 각각 접합되며 기판(10)에 실장된다.The chip antenna 100 is formed in a hexahedral shape as a whole, and both ends are bonded to the power supply pad 12c and the ground pad 12b of the board 10 through a conductive adhesive such as solder, and mounted on the board 10.

도 5는 도 1에 도시된 칩 안테나를 확대하여 도시한 사시도이고, 도 6은 도 5의 I-I′에 따른 단면도이다.FIG. 5 is an enlarged perspective view of the chip antenna shown in FIG. 1 , and FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line II' of FIG. 5 .

도 5 및 도 6을 참조하면, 칩 안테나(100)는 몸체부(120), 방사부(130a), 및 접지부(130b)를 포함한다. Referring to FIGS. 5 and 6 , the chip antenna 100 includes a body portion 120, a radiating portion 130a, and a ground portion 130b.

몸체부(120)는 육면체 형상을 가지며, 유전체(dielectric substance)로 형성된다. 예컨대, 몸체부(120)는 유전율을 가지는 폴리머나 세라믹 소결체로 형성될 수 있다.The body portion 120 has a hexahedral shape and is formed of a dielectric substance. For example, the body portion 120 may be formed of a polymer having a permittivity or a ceramic sintered body.

전술한 바와 같이 본 실시예에 따른 칩 안테나는 3GHz ~ 30GHz 대역에서 사용되는 칩 안테나이다. As described above, the chip antenna according to the present embodiment is a chip antenna used in a band of 3 GHz to 30 GHz.

3GHz ~ 30GHz까지 전자기파의 파장(λ)은 100mm ~ 0.75mm로 안테나의 길이는 이론적으로 λ, λ/2, λ/4가 가능하다. 따라서, 안테나의 방사부 안테나의 길이는 대략 50mm ~ 25mm의 크기로 구성되어야 한다. 그러나 본 실시예와 같이 유전율이 공기 보다 높은 물질로 몸체부(120)를 구성하면, 그 길이를 현저하게 축소할 수 있다.The wavelength (λ) of electromagnetic waves from 3GHz to 30GHz is 100mm to 0.75mm, and the length of the antenna is theoretically possible to be λ, λ/2, or λ/4. Therefore, the length of the antenna of the radiation part of the antenna should be approximately 50 mm to 25 mm. However, if the body portion 120 is made of a material having a higher permittivity than air, as in the present embodiment, the length thereof can be remarkably reduced.

본 실시예의 칩 안테나는 유전율이 3.5~ 25 인 재료로 몸체부(120)를 구성한다. 이 경우, 칩 안테나의 최대 길이를 0.5 ~ 2mm 범위 내에서 제조할 수 있다. In the chip antenna of this embodiment, the body portion 120 is made of a material having a permittivity of 3.5 to 25. In this case, the maximum length of the chip antenna can be manufactured within the range of 0.5 to 2 mm.

몸체부(120)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 body portion 120 is less than 3.5, the distance between the radiating portion 130a and the ground portion 130b must be increased in order for the chip antenna 100 to operate normally.

테스트 결과, 몸체부(120)의 유전율이 3.5 미만인 경우, 3GHz ~ 30GHz 대역에서 칩 안테나(100)는 최대 폭(W)이 2mm 이상으로 형성되어야 정상적으로 기능하는 것으로 측정되었다. 그러나 이 경우, 칩 안테나의 전체 크기가 증가되므로 박형의 휴대 기기에 탑재되기 어렵다. As a result of the test, when the permittivity of the body portion 120 is less than 3.5, it was measured that the chip antenna 100 functions normally only when the maximum width (W) is formed to be 2 mm or more in the 3 GHz to 30 GHz band. However, in this case, since the overall size of the chip antenna is increased, it is difficult to mount it in a thin portable device.

따라서 본 실시예의 칩 안테나는 파장의 길이와 실장 크기에 고려하여, 가장 긴 변의 길이를 2 mm 이하로 형성한다. 예컨대, 본 실시예에 따른 칩 안테나는 상기한 주파수 대역에서 공진 주파수를 조절하기 위해, 가장 긴 변의 길이가 0.5 ~ 2mm로 형성될 수 있다.Therefore, the length of the longest side of the chip antenna of this embodiment is formed to be 2 mm or less in consideration of the length of the wavelength and the mounting size. For example, the chip antenna according to the present embodiment may have a length of the longest side of 0.5 to 2 mm in order to adjust the resonant frequency in the above frequency band.

또한 몸체부(120)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 body portion 120 exceeds 25, the size of the chip antenna should be reduced to 0.3 mm or less, and in this case, it was measured that the performance of the antenna is rather deteriorated.

따라서 본 실시예에 따른 칩 안테나의 몸체부(120)는 유전율이 3.5 이상, 25 이하인 유전체로 구성된다.Accordingly, the body 120 of the chip antenna according to the present embodiment is made of a dielectric having a permittivity of 3.5 or more and 25 or less.

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

본 실시예에서 몸체부(120)의 폭(W1)은 제1면과 제2면 사이의 거리로 정의된다. 따라서, 몸체부(120)의 제1면에서 제2면을 향하는 방향(또는 몸체부(120)의 제2면에서 제1면을 향하는 방향)은 몸체부(120) 또는 칩 안테나(100)의 폭방향으로 정의된다.In this embodiment, the width W1 of the body 120 is defined as the distance between the first surface and the second surface. Therefore, the direction from the first surface of the body 120 to the second surface (or the direction from the second surface of the body 120 to the first surface) of the body 120 or the chip antenna 100 defined in the width direction.

이에 방사부(130a)와 접지부(130b)의 폭(W2, W3)은 상기한 칩 안테나의 폭방향의 거리로 정의된다. 따라서, 방사부(130a)의 폭(W2)은 몸체부(120)의 제1면에 접합되는 방사부(130a)의 접합면에서 상기 접합면의 반대면까지의 최단 거리를 의미하고, 접지부(130b)의 폭(W3)은 몸체부(120)의 제2면에 접합되는 접지부(130b)의 접합면에서 상기 접합면의 반대면까지의 최단 거리를 의미한다.Accordingly, the widths W2 and W3 of the radiating part 130a and the grounding part 130b are defined as distances in the width direction of the chip antenna. Therefore, the width W2 of the radiation part 130a means the shortest distance from the bonding surface of the radiation part 130a bonded to the first surface of the body 120 to the opposite surface of the bonding surface, and The width W3 of (130b) means the shortest distance from the bonding surface of the ground part 130b bonded to the second surface of the body part 120 to the opposite surface of the bonding surface.

방사부(130a)는 몸체부(120)의 6면 중 한 면에만 접촉하며 몸체부(120)에 결합된다. 마찬가지로 접지부(130b)도 몸체부(120)의 6면 중 한 면에만 접촉하며 몸체부(120)에 결합된다. The radiation part 130a contacts only one of the six surfaces of the body part 120 and is coupled to the body part 120 . Similarly, the ground portion 130b also contacts only one of the six surfaces of the body portion 120 and is coupled to the body portion 120 .

이처럼 방사부(130a)와 접지부(130b)는 몸체부(120)의 제1면과 제2면 외의 다른 면에는 배치되지 않으며, 몸체부(120)를 사이에 두고 서로 평행하게 배치된다.As such, the radiation portion 130a and the ground portion 130b are not disposed on surfaces other than the first and second surfaces of the body portion 120, and are disposed parallel to each other with the body portion 120 interposed therebetween.

저주파 대역에 이용되는 종래의 칩 안테나는 몸체부의 하부면에 방사부와 접지부가 박막 형태로 배치된다. 이 경우, 방사부와 접지부 사이의 거리가 가까우므로 인덕턴스에 의한 손실이 발생하게 된다. 또한 제조 과정에서 방사부(130a)와 접지부(130b) 사이의 거리를 정밀하게 제어하기 어려우므로, 정확한 커패시턴스를 예측할 수 없으며, 공진점을 조절하기 힘들어 임피던스의 튜닝이 어렵다.In a conventional chip antenna used for a low frequency band, a radiating part and a grounding part are disposed in the form of a thin film on the lower surface of the body. In this case, since the distance between the radiation part and the ground part is close, loss due to inductance occurs. In addition, since it is difficult to precisely control the distance between the radiation part 130a and the ground part 130b during the manufacturing process, it is difficult to accurately predict the capacitance and difficult to adjust the resonance point, making it difficult to tune the impedance.

그러나 본 발명에 따른 칩 안테나는 방사부(130a)와 접지부(130b)가 블록 형태로 형성되어 몸체부(120)의 제1면과 제2면에 각각 결합된다. 본 실시예에서 방사부(130a)와 접지부(130b)는 각각 육면체 형태로 형성되며, 육면체의 일면이 몸체부(120)의 제1면과 제2면에 각각 접합된다.However, in the chip antenna according to the present invention, the radiating part 130a and the grounding part 130b are formed in a block shape and coupled to the first and second surfaces of the body 120, respectively. In this embodiment, each of the radiating part 130a and the grounding part 130b is formed in a hexahedral shape, and one surface of the hexahedron is bonded to the first and second surfaces of the body 120, respectively.

이처럼 방사부(130a)와 접지부(130b)가 몸체부(120)의 제1면과 제2면에만 결합되는 경우, 방사부(130a)와 접지부(130b)의 이격 거리는 몸체부(120)의 크기에 의해서만 규정되므로 상기한 문제들을 모두 해소할 수 있다. In this way, when the radiating part 130a and the grounding part 130b are coupled only to the first and second surfaces of the body 120, the distance between the radiating part 130a and the grounding part 130b is the body 120 Since it is defined only by the size of , all of the above problems can be solved.

또한 본 발명의 칩 안테나는 방사부(130a)와 접지부(130b) 사이의 유전체(예컨대, 몸체부)로 인하여 커패시턴스를 가지므로, 이를 이용하여 커플링 안테나를 설계하거나, 공진주파수를 튜닝할 수 있다.In addition, since the chip antenna of the present invention has capacitance due to the dielectric (eg, body) between the radiating part 130a and the grounding part 130b, a coupling antenna can be designed using this capacitance or a resonant frequency can be tuned. there is.

방사부(130a)와 접지부(130b)는 동일한 재질로 형성될 수 있다. 또한 동일한 형상 및 동일한 구조로 형성될 수 있다. 이 경우, 방사부(130a)와 접지부(130b)는 기판(10)에 실장될 때 접합되는 패드의 종류에 따라 구분될 수 있다. The radiation portion 130a and the ground portion 130b may be formed of the same material. It may also be formed in the same shape and structure. In this case, the radiation part 130a and the ground part 130b may be distinguished according to the type of pads bonded when mounted on the board 10 .

예컨대, 본 실시예에 따른 칩 안테나는 기판(10)의 급전 패드(12c)에 접합되는 부분이 방사부(130a)로 기능하고, 기판(10)의 접지 패드(12b)에 접합되는 부분은 접지부(130b)로 기능할 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니다. For example, in the chip antenna according to the present embodiment, the portion bonded to the feed pad 12c of the substrate 10 functions as a radiating part 130a, and the portion bonded to the ground pad 12b of the substrate 10 functions as a radiation unit 130a. It can function as a branch (130b). However, the configuration of the present invention is not limited thereto.

방사부(130a)와 접지부(130b)는 제1 도체(131)와 제2 도체(132)를 포함한다. The radiation part 130a and the ground part 130b include a first conductor 131 and a second conductor 132 .

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

제1 도체(131)는 인쇄공정 또는 도금 공정을 통해 몸체부(120) 일면에 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 one surface of the body portion 120 through a printing process or a plating process, and is one or more selected from among Ag, Au, Cu, Al, Pt, Ti, Mo, Ni, and W. may be made of an alloy. In addition, it is also possible to configure a conductive paste or conductive epoxy containing an organic material such as a polymer or glass in a metal.

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 sequentially stacking a zinc (Zn) layer and a tin (Sn) layer, but is not limited thereto.

도 5 및 도 6을 참조하면, 방사부(130a)와 접지부(130b)의 두께(t2)는 몸체부(120)의 두께(t1)보다 두껍게 형성된다. 또한 방사부(130a)와 접지부(130b)의 길이(d2)도 몸체부(120)의 길이(d1)보다 크게 형성된다.Referring to FIGS. 5 and 6 , the thickness t2 of the radiation portion 130a and the ground portion 130b is thicker than the thickness t1 of the body portion 120 . Also, the length d2 of the radiation portion 130a and the ground portion 130b is greater than the length d1 of the body portion 120 .

그러나, 제1 도체(131)는 몸체부(120)의 두께(t1) 및 길이(d1)와 동일한 두께 및 동일한 길이로 형성된다. However, the first conductor 131 is formed to have the same thickness and length as the thickness t1 and length d1 of the body 120 .

따라서, 방사부(130a)와 접지부(130b)는 제1 도체(131)의 표면에 형성된 제2 도체(132)에 의해 몸체부(120)의 두께보다 두껍고 몸체부(120)보다 길게 형성된다. Therefore, the radiation portion 130a and the ground portion 130b are thicker than the body portion 120 and longer than the body portion 120 by the second conductor 132 formed on the surface of the first conductor 131. .

도 15는 도 5에 도시된 칩 안테나의 복사 효율을 측정한 그래프로, 28GHz 대역에서 방사부(130a)와 접지부(130b)의 폭(W2, W3)을 증가시키며 따른 칩 안테나의 반사 손실(S11)을 측정하였다. FIG. 15 is a graph measuring the radiation efficiency of the chip antenna shown in FIG. 5, and the return loss ( S11) was measured.

측정에 사용된 칩 안테나는 몸체부(120)의 폭(W1)을 1mm, 방사부(130a)와 접지부(130b)의 두께(t2)를 0.6 mm, 길이(d2)를 1.3mm로 고정하였으며, 폭(W2, W3)만 변화를 주며 측정하였다.The chip antenna used in the measurement fixed the width W1 of the body 120 to 1 mm, the thickness t2 of the radiating part 130a and the ground part 130b to 0.6 mm, and the length d2 to 1.3 mm. , and only the widths (W2, W3) were changed and measured.

도 15를 참조하면, 본 실시예에 따른 칩 안테나는 방사부(130a)와 접지부(130b)의 폭(W2, W3)이 증가할수록 반사 손실(S11)이 감소하는 것으로 나타났다. 그리고 방사부(130a)와 접지부(130b)의 폭(W2, W3)이 100㎛ 이하인 구간에서 높은 감소율로 반사 손실(S11)이 감소하고, 폭(W2, W3)이 100㎛를 초과하는 구간에서는 상대적으로 낮은 감소율로 반사 손실(S11)이 감소하는 것으로 측정되었다. Referring to FIG. 15 , in the chip antenna according to the present embodiment, as the widths W2 and W3 of the radiating portion 130a and the ground portion 130b increase, return loss S11 decreases. In addition, the reflection loss S11 decreases at a high rate in the section where the widths W2 and W3 of the radiating portion 130a and the ground portion 130b are 100 μm or less, and the section where the widths W2 and W3 exceed 100 μm. In , it was measured that the return loss (S11) decreases with a relatively low rate of decrease.

따라서 본 실시예에서 몸체부(120)의 폭(W1)이 1mm 인 경우, 방사부(130a)의 폭(W2)과 접지부(130b)의 폭(W3)은 각각 100㎛이상으로 규정된다.Therefore, in this embodiment, when the width W1 of the body portion 120 is 1 mm, the width W2 of the radiation portion 130a and the width W3 of the ground portion 130b are each defined to be 100 μm or more.

이에, 본 실시예에 따른 칩 안테나는 몸체부(120)의 폭(W1)과 방사부(130a)의 폭(W2)과 관련하여 다음의 식 1을 만족한다.Accordingly, the chip antenna according to the present embodiment satisfies Equation 1 below in relation to the width W1 of the body portion 120 and the width W2 of the radiating portion 130a.

(식 1) W2/W1 ≥ 1/10 (Equation 1) W2/W1 ≥ 1/10

한편, 방사부(130a)와 접지부(130b)의 폭(W2, W3)이 몸체부(120)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(W2, W3)은 몸체부(120) 폭(W1)의 50% 이하로 규정된다. On the other hand, when the widths W2 and W3 of the radiation portion 130a and the ground portion 130b are larger than the width W1 of the body portion 120, the radiation portion 130a or the ground portion 130a or the grounding portion 130a or the grounding portion 130a is subjected to an external shock or is mounted on a substrate. The branch 130b may be separated from the body 120 . Therefore, in this embodiment, the maximum widths W2 and W3 of the radiation portion 130a or the ground portion 130b are defined as 50% or less of the width W1 of the body portion 120 .

전술한 바와 같이, 본 실시예에 따른 칩 안테나의 최대 길이는 2mm이므로, 방사부(130a)와 접지부(130b)를 동일한 폭으로 구성하는 경우 방사부(130a)나 접지부(130b)의 최대 폭은 500㎛으로 규정될 수 있다. 그러나 본 발명의 구성이 이에 한정되는 것은 아니며, 방사부(130a)와 접지부(130b)의 폭이 서로 다른 경우, 상기한 최대 폭은 변경될 수 있다.As described above, since the maximum length of the chip antenna according to this embodiment is 2 mm, when the radiating part 130a and the grounding part 130b are configured to have the same width, the maximum length of the radiating part 130a or the grounding part 130b The width may be defined as 500 μm. However, the configuration of the present invention is not limited thereto, and when the widths of the radiation portion 130a and the ground portion 130b are different from each other, the maximum width may be changed.

이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 칩 안테나는 3GHz 이상 30GHz 이하의 고주파 대역에서 사용할 수 있으며, 긴 변이 2mm 이하의 크기로 형성되어 박형의 휴대 기기에 용이하게 탑재될 수 있다.The chip antenna according to the present embodiment configured as described above can be used in a high frequency band of 3 GHz or more and 30 GHz or less, and is formed with a long side of 2 mm or less, so that it can be easily mounted in a thin portable device.

또한, 방사부(130a)와 접지부(130b)가 각각 몸체부(120)의 한 면에만 접촉하므로 공진 주파수의 튜닝이 용이하며, 안테나 체적 조절을 통해 안테나 방사 효율 극대화할 수 있다. In addition, since the radiation part 130a and the ground part 130b contact only one surface of the body part 120, tuning of the resonance frequency is easy, and antenna radiation efficiency can be maximized by adjusting the volume of the antenna.

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

도 7 내지 도 10은 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 칩 안테나를 도시한 사시도이다. 7 to 10 are perspective views each illustrating a chip antenna according to another embodiment of the present invention.

도 7 내지 도 9는 각각 접지부(130b)의 형상을 다양하게 변형시킨 칩 안테나를 도시하고 있다. 구체적으로, 도 7에 도시된 칩 안테나는 2개의 접지부(130b)가 이격 배치된다. 이에 따라 2개의 접지부(130b) 사이에는 빈 공간이 구비되며, 접지부(130b) 전체 크기는 방사부(130a)보다 작게 형성된다. 7 to 9 each show a chip antenna in which the shape of the ground portion 130b is variously modified. Specifically, in the chip antenna shown in FIG. 7, two ground parts 130b are spaced apart from each other. Accordingly, an empty space is provided between the two ground parts 130b, and the overall size of the ground part 130b is smaller than that of the radiation part 130a.

도 8에 도시된 칩 안테나는 접지부(130b)가 방사부(130a)의 대략 절반 정도의 길이로 구성되며, 몸체부의 제2면에서 일측으로 치우친 위치에 배치된다. 또한 도 9에 도시된 칩 안테나는 접지부(130b)가 방사부(130a)의 절반 이하의 길이로 구성되며, 몸체부(120)의 제2면에 중심에 배치된다.In the chip antenna shown in FIG. 8 , the ground portion 130b has a length approximately half that of the radiating portion 130a, and is disposed at a position biased toward one side on the second surface of the body portion. In addition, in the chip antenna shown in FIG. 9 , the ground portion 130b has a length less than half of that of the radiating portion 130a and is centrally disposed on the second surface of the body portion 120 .

한편, 상기한 실시예들에서는 접지부(130b)의 구조를 변형시킨 경우를 예로 들었으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며 접지부(130b)가 아닌 방사부(130a)의 형상을 변형시켜 이용하는 것도 가능하다. On the other hand, in the above embodiments, the case where the structure of the grounding part 130b is modified is taken as an example, but the present invention is not limited thereto, and the shape of the radiating part 130a instead of the grounding part 130b is modified and used. possible.

도 10은 접지부(130b)가 방사부(130a)보다 큰 체적을 갖는다. 본 실시예에서는 접지부(130b)의 폭(W3)이 방사부(130a)의 폭(W2)의 2배 정도 크게 형성된다. 예를 들어, 방사부(130a)의 폭(W2)은 접지부(130b)의 폭(W3)보다 50㎛ 이상 두껍게 형성될 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 10 , the ground portion 130b has a larger volume than the radiation portion 130a. In this embodiment, the width W3 of the ground portion 130b is about twice as large as the width W2 of the radiation portion 130a. For example, the width W2 of the radiation portion 130a may be formed to be 50 μm or more thicker than the width W3 of the ground portion 130b. However, the present invention is not limited thereto.

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

본 실시예에서는 패치 안테나가 기판의 제2면에 배치되는 경우를 예로 들고 있으나, 패치 안테나를 기판의 제1면에 배치하고 기판의 제2면에 소자 실장부와 칩 안테나들을 배치하는 등 다양한 변형이 가능하다. In this embodiment, the case where the patch antenna is disposed on the second surface of the board is taken as an example, but various modifications such as disposing the patch antenna on the first surface of the board and disposing the device mounting part and chip antennas on the second surface of the board. this is possible

이상에서 설명한 본 실시예에 따른 칩 안테나(100)는 2개가 쌍을 이루며 2개의 급전 패드(12c)에 각각 접합된다. 이때 전술한 바와 같이, 2개의 방사부(130a)는 급전 패드(12c)와 접합되는 부분에서 최대한 인접하도록 배치되며, 이에 상기한 2개의 칩 안테나(100)는 다이폴 안테나(dipole antenna)의 구조를 갖는다. 여기서, 상기한 2개의 칩 안테나(100)가 이격되는 거리(또는 2개의 급전 패드(12c)가 이격되는 거리)는 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.Two chip antennas 100 according to the present embodiment described above form a pair and are respectively bonded to the two feeding pads 12c. At this time, as described above, the two radiating units 130a are arranged to be as close as possible to each other at the portion where they are joined to the feeding pad 12c, and thus the two chip antennas 100 described above have a structure of a dipole antenna. have Here, the distance at which the two chip antennas 100 are separated (or the distance at which the two feed pads 12c are separated) may be defined as 0.2 mm to 0.5 mm. If the separation distance is less than 0.2 mm, interference may occur between the two chip antennas, and if it is greater than 0.5 mm, the function as a dipole antenna may deteriorate.

한편, 칩 안테나 대신 기판(10)의 배선층(16)을 이용하여 회로 배선으로 다이폴 안테나를 구성하는 것도 고려해 볼 수 있다. 그러나 다이폴 안테나는 방사부(130a)의 길이가 해당 주파수의 반파장 길이로 형성되어야 하므로, 기판(10)의 배선층(16)을 이용하여 다이폴 안테나를 형성하게 되면 다이폴 안테나가 기판(10)에서 차지하는 영역이 비교적 크다. On the other hand, it is also possible to consider constructing a dipole antenna with circuit wiring using the wiring layer 16 of the substrate 10 instead of the chip antenna. However, in the dipole antenna, since the length of the radiating part 130a must be formed to be half a wavelength of the corresponding frequency, when the dipole antenna is formed using the wiring layer 16 of the substrate 10, the dipole antenna occupies the substrate 10 area is relatively large.

Ghz 대역에서 전파가 송/수신될 때 파장은 몸체부(120)의 유전율에 의해 축소된다. 따라서, 본 실시예와 같이 칩 안테나(100)를 이용하게 되면, 몸체부(120)의 유전율(예컨대 10 이상)을 통해 방사부(130a)와 접지 영역(11b) 사이의 거리(도 2의 P)를 줄일 수 있으며, 이에 급전 영역(11c)이나 칩 안테나(100)가 기판(10)에 실장되는 영역을 최소화할 수 있다. When radio waves are transmitted/received in the Ghz band, the wavelength is reduced by the permittivity of the body portion 120. Therefore, when the chip antenna 100 is used as in the present embodiment, the distance between the radiating part 130a and the ground region 11b (P in FIG. ) can be reduced, and thus the area where the power supply area 11c or the chip antenna 100 is mounted on the substrate 10 can be minimized.

예를 들어, 다이폴 안테나를 기판(10)의 제1면에 배선층으로 형성하는 경우, 다이폴 안테나의 급전 라인은 접지 영역에서부터 1 mm 이상 이격 배치되어야 한다. 반면에 본 실시예의 칩 안테나를 적용하는 경우, 방사부(130a)와 접지 영역(11b)의 이격 거리(P)는 1mm 이하로 설계가 가능하다. For example, when the dipole antenna is formed as a wiring layer on the first surface of the substrate 10, the feed line of the dipole antenna must be spaced apart from the ground area by 1 mm or more. On the other hand, when the chip antenna of this embodiment is applied, the distance P between the radiating part 130a and the ground region 11b can be designed to be 1 mm or less.

따라서 다이폴 안테나를 이용하는 경우에 비해 급전 영역(11c)의 크기를 줄일 수 있으며, 이에 안테나 모듈의 전체 크기를 최소화할 수 있다.Accordingly, the size of the feeding region 11c can be reduced compared to the case of using a dipole antenna, and thus the overall size of the antenna module can be minimized.

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 radiating part 130a and the ground region 11b of the chip antenna 100 is less than 0.2 mm, the resonance frequency of the chip antenna 100 may change. Therefore, in this embodiment, the radiation portion 130a of the chip antenna 100 and the ground area 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.Also, the chip antenna 100 is disposed at a position not facing the patch antenna along the vertical direction of the substrate. In the description of 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. , it means a position where the chip antenna is disposed so as not to overlap with the patch antenna.

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 arranged so as not to face the ground structure 95 as well. However, it is not limited thereto, and may be arranged to partially face the ground structure 95 as needed.

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 interference between the chip antenna 100 and the patch antenna 90.

도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 안테나 모듈의 사시도이고, 도 12는 도 11의 단면도로, 도 4와 대응하는 단면을 도시하고 있다.11 is a perspective view of an antenna module according to another embodiment of the present invention, and FIG. 12 is a cross-sectional view of FIG. 11, showing a cross section corresponding to FIG.

도 11 및 도 12를 참조하면, 본 실시예에 따른 안테나 모듈은 기판(10)과 전자 소자(50), 및 칩 안테나(100)를 포함한다. 여기서 전자 소자(50), 및 칩 안테나(100)는 전술한 실시예와 유사하게 구성되므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. Referring to FIGS. 11 and 12 , the antenna module according to the present embodiment includes a substrate 10, an electronic element 50, and a chip antenna 100. Since the electronic element 50 and the chip antenna 100 are configured similarly to those of the above-described embodiment, a detailed description thereof will be omitted.

본 실시예의 기판(10)은 전술한 실시예와 유사하게 구성되되, 기판(10)의 상부면인 제1면에 배치되는 접지 영역(11b)과 급전 영역(11c)의 형상에 있어서 차이를 갖는다. The substrate 10 of this embodiment is configured similarly to the above-described embodiment, but has a difference in the shape of the ground region 11b and the power supply region 11c disposed on the first surface, which is the upper surface of the substrate 10. .

접지 영역(11b)은 기판(10)의 제1면 중 소자 실장부(11a)를 제외한 나머지 영역 전체를 덮는 형태로 배치된다. 그리고 급전 영역(11c)은 접지 영역(11b)을 부분적으로 파고들어 접지 영역(11b)의 폭을 축소하는 형태로 배치된다. 여기서 접지 영역(11b)의 폭은 소자 실장부(11a)와 급전 영역(11c) 사이에 배치되는 접지 영역의 길이를 의미한다.The ground region 11b is disposed to cover the entire first surface of the substrate 10 except for the device mounting portion 11a. Further, the power supply region 11c is disposed in a form of partially digging into the ground region 11b to reduce the width of the ground region 11b. Here, the width of the ground area 11b means the length of the ground area disposed between the device mounting part 11a and the power feeding area 11c.

또한 급전 영역(11c)은 전술한 실시예와 같이 연속적인 선형으로 형성되지 않고, 기판(10)의 테두리를 따라 다수 개의 영역이 이격 배치되는 형태로 구성된다. In addition, the feeding region 11c is not formed in a continuous linear shape as in the above-described embodiment, but is configured in a form in which a plurality of regions are spaced apart along the edge of the substrate 10 .

이에 따라, 급전 영역(11c)이 배치되지 않은 부분에서는 접지 영역(11b)의 윤곽이 기판(10)의 윤곽과 인접하게 배치된다. 그러나 이에 한정되지 않으며 기판(10)의 윤곽과 동일하게 배치될 수도 있다. Accordingly, the contour of the ground region 11b is disposed adjacent to the contour of the substrate 10 in a portion where the power supply region 11c is not disposed. However, it is not limited thereto and may be disposed identically to the outline of the substrate 10 .

한편 전술한 바와 같이, 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 실시예에서도 칩 안테나의 방사부(130a)와 기판(10)의 접지 영역(11b) 간의 이격 거리(P)는 0.2mm 이상으로 규정된다. 또한 안테나 모듈의 크기를 최소화하기 위해, 방사부(130a)와 기판(10)의 접지 영역(11b) 간의 이격 거리(P)는 1mm 이하로 규정될 수 있다.Meanwhile, as described above, when the distance P between the radiating portion 130a and the ground region 11b of the chip antenna 100 is less than 0.2 mm, the resonance frequency of the chip antenna 100 may change. Therefore, in this embodiment, the separation distance P between the radiating part 130a of the chip antenna and the ground area 11b of the substrate 10 is defined as 0.2 mm or more. In addition, in order to minimize the size of the antenna module, the distance P between the radiating part 130a and the ground area 11b of the substrate 10 may be defined as 1 mm or less.

본 실시예의 경우, 접지 영역이 칩 안테나의 제3면(방사부와 접지 영역이 모두 보이는 면) 측에도 위치하므로, 칩 안테나의 제3면과 접지 영역(11b)도 0.2mm 이상, 1mm 이하의 범위로 이격된다.In this embodiment, since the ground area is also located on the third surface of the chip antenna (the surface where both the radiating part and the ground area are visible), the third surface of the chip antenna and the ground area 11b also have a range of 0.2 mm or more and 1 mm or less. is separated by

이처럼 본 실시예에서 급전 영역 (11c) 의 크기는 칩 안테나의 크기에 대응하여 규정된다.As such, in this embodiment, the size of the feed area 11c is defined corresponding to the size of the chip antenna.

한편, 패치 안테나(90)의 경우 급전 영역 (11c) 의 크기나 형상에 종속되지 않는다. 따라서 본 실시예의 패치 안테나(90)는 급전 영역 (11c) 의 위치에 상관없이 배치될 수 있다. On the other hand, in the case of the patch antenna 90, it is not dependent on the size or shape of the feeding region 11c. Therefore, the patch antenna 90 of this embodiment can be disposed regardless of the location of the feeding area 11c.

이와 같이 구성되는 본 실시예에 따른 안테나 모듈은 급전 영역 (11c) 의 크기를 최소화할 수 있으며, 이에 안테나 모듈의 전체적인 크기를 줄일 수 있다. The antenna module according to the present embodiment configured as described above can minimize the size of the power feeding region 11c, thereby reducing the overall size of the antenna module.

도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 안테나 모듈의 분해 사시도이다. 13 is an exploded perspective view of an antenna module according to another embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 본 실시예에 따른 안테나 모듈은 도 2에 도시된 안테나 기판과 유사하게 구성되며, 급전 패드(12c)의 구조에 있어서 차이를 갖는다. Referring to FIG. 13 , the antenna module according to the present embodiment is configured similarly to the antenna substrate shown in FIG. 2 , and has a difference in the structure of the feeding pad 12c.

본 실시예의 급전 패드(12c)는 칩 안테나(100)의 방사부(130a)의 하부면 면적과 동일하거나 유사한 면적으로 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.The feeding pad 12c of this embodiment is formed with the same area as or similar to the area of the lower surface of the radiating part 130a of the chip antenna 100 . For example, the area of the feed pad 12c may be in the range of 80% to 120% based on the area of the lower surface of the radiating part 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, each of the two feeding pads 12c forming a pair is formed in a linear shape and is spaced apart from each other so that 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.In this way, 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, reliability of bonding between the chip antenna 100 and the substrate 10 can 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 addition, in this embodiment, interlayer connection conductors 18b (hereinafter referred to as feeding vias) connected to the feeding pad 12c are disposed at ends of the feeding pad 12c. 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, two power supply pads 12c are arranged in pairs. Accordingly, two power supply vias 18b connected to the power supply pad 12c are also disposed in pairs.

쌍을 이루는 2개의 급전 비아(18b)는 쌍을 이루는 2개의 급전 패드(12c)가 서로 마주보는 단부에 각각 배치된다. 예컨대, 급전 비아(18b)는 최대한 인접하게 배치될 수 있다. 이 경우, 상기한 2개의 급전 비아들(18b) 간의 이격 거리는 쌍을 이루는 2개의 급전 패드들(12c) 간의 이격 거리와 동일하거나 유사하게 구성될 수 있다.The two feeding vias 18b forming a pair are respectively disposed at ends where the two feeding pads 12c forming a pair face each other. For example, the feed vias 18b may be arranged as close to each other as possible. In this case, the separation distance between the two power supply vias 18b described above may be identical to or similar to the distance between the two power supply pads 12c forming a pair.

도 14는 본 실시예의 안테나 모듈이 탑재된 휴대 단말기를 개락적으로 도시한 사시도이다. 14 is a perspective view schematically illustrating a portable terminal equipped with an antenna module according to the present embodiment.

도 14를 참조하면, 본 실시예의 안테나 모듈(1)은 휴대 단말기(200)의 모서리 부분에 배치된다. 이때, 안테나 모듈(1)은 칩 안테나(100)가 휴대 단말기(200)의 모서리와 인접하도록 배치된다. Referring to FIG. 14 , the antenna module 1 of this embodiment is disposed at a corner of the portable terminal 200 . At this time, the antenna module 1 is disposed such that the chip antenna 100 is adjacent to the corner of the portable terminal 200 .

본 실시예에서는 휴대 단말기의 네 모서리에 모두 안테나 모듈이 배치되는 경우를 예로 들고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 휴대 단말기의 내부 공간이 부족한 경우, 휴대 단말기의 대각 방향으로 두 개의 안테나 모듈만 배치하는 등 안테나 모듈의 배치 구조는 필요에 따라 다양한 형태로 변형될 수 있다. In this embodiment, a case in which antenna modules are disposed at all four corners of the portable terminal is taken as an example, but is not limited thereto, and when the internal space of the portable terminal is insufficient, only two antenna modules are disposed in a diagonal direction of the portable terminal. The arrangement structure of the back antenna module may be modified in various forms as needed.

또한 안테나 모듈은 급전 영역이 휴대 단말기의 테두리와 인접하게 배치되도록 휴대 단말기에 결합된다. 이에 안테나 모듈의 칩 안테나를 통해 방사되는 전파는 휴대 단말기의 외부를 향해 휴대 단말의 면 방향으로 방사된다. 그리고 안테나 모듈의 패치 안테나를 통해 방사되는 전파는 휴대 단말기의 두께 방향으로 방사된다. In addition, the antenna module is coupled to the portable terminal so that the feeding area is disposed adjacent to the edge of the portable terminal. Accordingly, radio waves radiated through the chip antenna of the antenna module are radiated toward the outside of the portable terminal in the direction of the surface of the portable terminal. Further, radio waves radiated through the patch antenna of the antenna module are radiated in the thickness direction of the portable 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 are possible without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be obvious to those skilled in the art. In addition, each embodiment may be implemented in combination with each other.

1: 안테나 모듈
10: 기판
50: 전자 소자
90: 패치 안테나
100: 칩 안테나
120: 몸체부
130a: 방사부
130b: 접지부1: antenna module
10: substrate
50: electronic element
90: patch antenna
100: chip antenna
120: body part
130a: radiation unit
130b: grounding part

Claims

A substrate having one surface divided into a grounding area and a feeding area;
a plurality of chip antennas mounted on the first surface of the board and radiating radio signals in a direction parallel to the board; and
at least one patch antenna disposed inside the substrate or at least partially disposed on a second surface of the substrate to radiate radio signals in a direction perpendicular to the substrate;
The chip antenna includes a grounding part and a radiating part bonded to both sides of the body part,
The grounding part is mounted on the ground area and the radiation part is mounted on the feeding area.
The antenna module of claim 1 , wherein a plurality of chip antennas are disposed along a first edge and a second edge extending in different directions of the substrate.

The method of claim 1, wherein the chip antenna
Two antenna modules formed in pairs and mounted on the substrate.

The method of claim 1, wherein one surface of the substrate,
Further comprising an element mounting unit in which electronic elements are mounted,
The element mounting unit is disposed inside the ground area.

The method of claim 3, wherein the substrate,
A plurality of feeding pads disposed in the feeding region and bonded to the radiation portion;
The feeding pad is an antenna module electrically connected to the electronic element.

According to claim 4,
The feeding pads are arranged in pairs of two,
An area of the feeding pad is formed to be less than half of an area of a lower surface of the radiation part.

According to claim 4,
The antenna module of claim 1 , wherein the chip antenna is disposed at a position not facing the patch antenna along a vertical direction of the substrate.

The method of claim 4, wherein at least two of the plurality of power supply pads,
It is formed in a linear shape and arranged spaced apart so that the ends face each other on a straight line,
Feed vias are connected to each of the at least two feed pads,
The feeding vias are disposed at ends facing each other, respectively.

According to claim 7,
The antenna module configured to have a separation distance between the at least two power feeding pads of 0.2 mm or more and 0.5 mm or less.

The method of claim 3, wherein the power supply area,
An antenna module disposed along the first edge and the second edge of the substrate.

The method of claim 3, wherein the power supply area,
An antenna module having a plurality of regions spaced apart from each other along the first edge and the second edge of the substrate.

11. The method of claim 10, wherein the feeding area,
An antenna module disposed in a form in which the width of the ground area is reduced.

The method of claim 1, wherein the separation distance between the radiation part and the ground area,
Antenna module composed of 0.2mm or more and 1.0mm or less.

The method of claim 1, wherein the chip antenna,
It is used for wireless communication in the frequency band of gigahertz, and is mounted on the substrate to receive the power supply signal of the signal processing element and radiate it to the outside,
The body portion is formed in a hexahedral shape having a permittivity and has a first surface and a second surface opposite to the first surface,
The radiation part is formed in a hexahedron shape and coupled to the first surface of the body part,
The antenna module of claim 1 , wherein the ground portion is formed in a hexahedral shape and coupled to the second surface of the body portion.

14. The method of claim 13, wherein the chip antenna,
An antenna module having a long side of 2 mm or less and satisfying the following Equation 1 in relation to a width W1 of the body portion and a width W2 of the radiating portion.
(Equation 1) W2/W1 ≥ 1/10

The method of claim 14, wherein the body portion,
An antenna module composed of a dielectric having a dielectric constant of 3.5 or more and 25 or less.

14. The method of claim 13, wherein the chip antenna,
An antenna module in which a width of the radiation part or a width of the ground part is 50% or less of a width of the body part.

The method of claim 1, wherein the patch antenna,
a power supply electrode disposed within the substrate; and
non-powered electrodes spaced apart from each other by a predetermined distance so as to face the power-feeding electrode;
Antenna module comprising a.

The method of claim 17, wherein the substrate,
The antenna module further includes a container-shaped ground structure disposed around the patch antenna and accommodating the patch antenna.

The method of claim 18, wherein the ground structure,
An antenna module including a plurality of ground vias disposed along the circumference of the patch antenna to block noise transmitted along a horizontal direction of the substrate.

A substrate having one surface divided into a grounding area and a feeding area; and
a plurality of chip antennas mounted on one side of the substrate;
Including,
The chip antenna includes a grounding part and a radiating part bonded to both sides of the body part,
The grounding part is mounted on the grounding area, the radiation part is disposed outside the grounding area,
The separation distance between the radiation part and the ground area is configured to be 0.2 mm or more and 1 mm or less,
The antenna module of claim 1 , wherein a plurality of chip antennas are disposed along a first edge and a second edge extending in different directions of the substrate.

The method of claim 20, wherein the power supply area,
An antenna module having a plurality of regions spaced apart from each other along the first edge and the second edge of the substrate.

21. The method of claim 20, wherein the chip antenna,
It is used for wireless communication in the frequency band of gigahertz, and is mounted on the substrate to receive the power supply signal of the signal processing element and radiate it to the outside,
The body portion is formed in a hexahedral shape having a permittivity and has a first surface and a second surface opposite to the first surface,
The radiation part is formed in a hexahedron shape and coupled to the first surface of the body part,
The antenna module of claim 1 , wherein the ground portion is formed in a hexahedral shape and coupled to the second surface of the body portion.