KR20090023364A - 밀리미터 파동 다중-기가비트들 무선 시스템을 위한 모듈, 필터, 및 안테나 기술 - Google Patents

밀리미터 파동 다중-기가비트들 무선 시스템을 위한 모듈, 필터, 및 안테나 기술 Download PDF

Info

Publication number
KR20090023364A
KR20090023364A KR1020087029582A KR20087029582A KR20090023364A KR 20090023364 A KR20090023364 A KR 20090023364A KR 1020087029582 A KR1020087029582 A KR 1020087029582A KR 20087029582 A KR20087029582 A KR 20087029582A KR 20090023364 A KR20090023364 A KR 20090023364A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
module
antenna
top layer
bottom layer
Prior art date
Application number
KR1020087029582A
Other languages
English (en)
Inventor
스테판 피넬
조이 라스카르
Original Assignee
조지아 테크 리서치 코포레이션
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 조지아 테크 리서치 코포레이션 filed Critical 조지아 테크 리서치 코포레이션
Priority to KR1020087029582A priority Critical patent/KR20090023364A/ko
Publication of KR20090023364A publication Critical patent/KR20090023364A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0213—Electrical arrangements not otherwise provided for
    • H05K1/0237—High frequency adaptations
    • H05K1/024—Dielectric details, e.g. changing the dielectric material around a transmission line
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/18—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components
    • H05K1/182—Printed circuits structurally associated with non-printed electric components associated with components mounted in the printed circuit board, e.g. insert mounted components [IMC]
    • H05K1/183—Components mounted in and supported by recessed areas of the printed circuit board
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/0011—Working of insulating substrates or insulating layers
    • H05K3/0044—Mechanical working of the substrate, e.g. drilling or punching
    • H05K3/0047—Drilling of holes
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/02—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding
    • H05K3/04—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed mechanically, e.g. by punching
    • H05K3/043—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which the conductive material is applied to the surface of the insulating support and is thereafter removed from such areas of the surface which are not intended for current conducting or shielding the conductive material being removed mechanically, e.g. by punching by using a moving tool for milling or cutting the conductive material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/08—Radiating ends of two-conductor microwave transmission lines, e.g. of coaxial lines, of microstrip lines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/064—Two dimensional planar arrays using horn or slot aerials
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K2203/00—Indexing scheme relating to apparatus or processes for manufacturing printed circuits covered by H05K3/00
    • H05K2203/02—Details related to mechanical or acoustic processing, e.g. drilling, punching, cutting, using ultrasound
    • H05K2203/0228—Cutting, sawing, milling or shearing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

본 발명은 극초단파 모듈을 제조하는 방법이 개시된다. 방법은 고주파 기판인 상부층을 제공하는 단계; 상부층을 드릴링(drill)하는 단계; 상부층을 밀링(mill)하는 단계; 하부층을 제공하는 단계; 하부층 공동을 형성하도록 하부층을 밀링하는 단계; 상부층 및 하부층을 정렬하는 단계; 및 상부층을 하부층에 부착하는 단계를 포함한다. 본 발명은 또한 초고속에서 작동하는 극초단파 모듈을 포함하며, 모듈은, 상부층 공동을 형성하는 상부층; 하부층 공동을 형성하는 하부층; 및 하부층에 상부층을 부착하는 접착제를 포함하며, 상부층 및 하부층은 인쇄 회로 보드의 대면적 패널상에 제조된다.

Description

밀리미터 파동 다중-기가비트들 무선 시스템을 위한 모듈, 필터, 및 안테나 기술{MODULE, FILTER, AND ANTENNA TECHNOLOGY FOR MILLIMETER WAVES MULTI-GIGABITS WIRELESS SYSTEMS}
본 발명은 통신 네트워크들에 관한 것으로서, 특히, 고속 통신 디바이스들의 개선된 패키징에 관한 것이다.
점점 더 전자 디바이스들, 및 휴대용 디바이스들에 의존하게 됨에 따라, 보다 빠르고 보다 편리한 디바이스들에 대한 요구가 계속해서 증가하고 있다. 따라서, 그러한 디바이스들의 제조자들 및 설계자들은 소비자들의 요구를 충족시키기 위해 더 빠르고, 사용이 용이하며, 보다 비용 효율적인 디바이스들을 얻기 위해 노력하고 있다.
실제로, 특히, 다수의 새로운 멀티미디어 애플리케이션들의 출현으로 인하여, 초고 데이터율 무선 통신에 대한 요구가 증가되었다. 이러한 높은 데이터율에서의 몇몇 제한으로 인해, 초고속 PAN(personal area networikng) 및 포인트-투-포인트 또는 포인트-투-멀티포인트 데이터 링크들에 대한 요구가 중대해졌다.
종래의 WLAN(wireless local area networks), 예를 들어, 802.11a, 802.11b, 및 802.11g 표준들은 최상의 경우에, 단 54Mb/s의 데이터율로 제한된다. UWB(ultra wide band)과 같은 다른 고속 무선 통신들, 및 다중-입력/다중-출력(MIMO) 시스템들은 데이터율이 대략 100 Mb/s에 달할 수 있다.
초당 기가비트(Gb/s) 스펙트럼을 뛰어넘도록, 스펙트럼 효율 또는 이용가능한 밴드폭은 증가되어야만 한다. 그 결과, 최근 밀리미터-파동(MMW) 주파수들에서 작동하는 기술들 및 시스템들의 개발은 더 빠른 속도에 대한 이러한 요구와 함께 증가한다.
다행히도, 정부는 60GHz 스펙트럼에서 다수의 GHz(기가헤르츠) 밴드폭의 무면허 기계, 과학, 및 의학 밴드들을 이용가능하게 하였다. 예를 들어, 미국은 FCC(Federal Communications Commission)을 통해 미국에서 무면허의 애플리케이션들에 대하여 57-64 GHz를 할당하였다. 유사하게, 일본은 고속 데이터 통신에 대해 59-66 GHz를 할당하였다. 또한, 유럽은 이동성 광대역 및 WLAN 통신들에 대하여 59-62, 62-63, 및 65-66 GHz를 할당하였다. 이러한 스펙트럼에서 주파수들의 이용가능성은 초고속의 짧은 범위의 무선 통신에 대한 기회를 제시한다.
불행히도, 극초단파 및/또는 초고속에서 작동하는 패키징 디바이스들 및 MMIC(monolothic microwave integrated circuit) 칩세트들은 기술 분야에서 이러한 장점들을 즐길 수 있는 소비자들의 수에 영향을 미친다. MMW 라디오 비용에 대한 종래의 해결책들은 종종 수백 또는 수천 달러가 들어간다. MMW 라디오들의 높은 비용은 낮은 볼륨의 제조와 연관된 비용들 뿐 아니라, 사용되는 물질의 높은 비용들 및 어셈블리 프로세스들로 인한 것이다. 또한, MMW 라디오들을 위한 안테나들은 통상적으로 모듈에 접속되는 금속 뿔(horn) 안테나들 또는 큰 평면 어레이 프린 트 마이크로-스트립들을 사용하여 실행되며, 이는 추가로 제조 비용을 증가시킨다.
종래의 MMW MMIC 칩세트들은 PHEMT(pseudomorphic high electron mobility transistor), 및 벌키(bulky) 금속 하우징에 기초한다. 부가적으로, MMW 패키징은 정제된 형태의 알루미늄 산화물 - 즉, 알루미나 - 또는 Teflon® 기반 마이크로-스트립 기판들, 박막 금속화, 및 동축 또는 도파관 피드-스루 커넥터들을 포함할 수 있다.
이러한 높은 주파수들 및 높은 속도들에 대한 수동 디바이스들을 제조하는 다른 접근법은 모듈 통합을 위한 플랫폼으로서 LTCC(low temperature co-fired ceramic) 다중-층 기판의 사용을 포함한다. LTCC 기판은 상기 개시된 것과 비교하여 물질들의 비용을 감소시킨다. 그러나, 추가의 비용 감소가 경쟁적인 높은 볼륨 제품에 대해 필수적이다.
안테나와 같은, 내장된 기능성 및 저 손실을 특징으로 하는 저비용의 높은 생산가능 모듈 기술과 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 및 SiGe(실리콘 게르마늄) 기술들의 결합이 예를 들어, 60 GHz의 고주파수 기술들의 높은 볼륨의 상업적 사용을 가능하게 하는데 요구된다. 따라서, 안테나 해결책들이 MMW 영역에서 다중-기가비트들 실내 무선 통신에 대하여 요구된다.
따라서, MMW 라디오들의 개선된 패키징이 요구되며, 이는 제조 및 물질 비용을 낮춘다. 본 발명은 그러한 방법 및 디바이스에서 주로 발견된다.
본 발명은 극초단파 모듈을 제조하는 방법으로서, 고주파 기판인 상부층을 제공하는 단계; 상부층에 수직 비아들을 설립하도록 상부층을 드릴링(drill)하는 단계; 칩세트를 수용하기 위한 상부층 공동을 형성하도록 상부층을 밀링(mill)하는 단계; 보강 구조물을 포함하며, 더블 클래드(clad) 코어 및 하부 기판을 갖는 하부층을 제공하는 단계; 하부층의 하부 기판 및 더블 클래드 코어를 부착하는 단계; 하부층 공동을 형성하도록 하부층을 밀링하는 단계; 상부층 및 하부층을 정렬하는 단계; 및 상부층을 하부층에 부착하는 단계를 포함한다.
제조 방법은 하부층 및 상부층의 표면상에 외부 컴포넌트들을 조립하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 방법은 대략 60 GHz에서 극초단파 모듈이 작동하는 것을 가능하게 할 수 있다.
상부층은 액정 중합체를 포함할 수 있으며, 하부층은 파이어 레지스턴트(fire resistant) 4(FR4)를 포함할 수 있다. 제조 방법은 모듈 안에 프린트 필터 및 필터 안테나를 통합하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 제조 방법은 상부층 및 상기 하부층을 캡슐화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
바람직한 일실시예에서, 제조 방법은 인쇄 회로 보드의 대면적 패널상에 상부층 및 하부층을 제조하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 대면적 패널은 대략 12 인치 × 18 인치 이상이다.
바람직한 실시예에서, 접착제는 실온 적층, 접속부들 사이의 고체 전기 접속, 및 상부층 및 하부층의 정확한 정렬을 가능하게 하는 압력 감지식(pressure sensitive) 접착제이다.
초고속에서 작동하는 극초단파 모듈이 추가로 개시된다. 모듈은, 고주파 기판을 갖고 상부층 공동을 형성하는 상부층; 더블 클래드 및 하부 기판을 가지며, 하부층 공동을 형성하는 하부층; 및 하부층에 상부층을 부착하고, 하부의 더블 클래드 및 하부의 하부 기판을 부착하는 접착제를 포함하며, 상부층 및 하부층은 인쇄 회로 보드의 대면적 패널상에 제조된다.
모듈은 대략 60 GHz에서 통신하기 위한 직류 전류(DC) 및 밀리미터-파동 피드-스루(feed-through)(비아 또는 통합 도파관을 사용하여), 내장형 필터, 및 내장형 안테나를 상기 모듈에 통합하는 단계를 더 포함할 수 있다.
모듈은 대략 60 기가헤르츠(GHz)에서 통신하기 위한 안테나를 더 포함할 수 있으며, 안테나는 분당 적어도 2.5 기가비트들(Gb/s)로 무선으로 데이터를 전송하도록 구성된다.
모듈의 안테나는 1 × 4 패치 어레이 안테나, 2 × 2 직렬 패치 어레이 안테나, 2 × 2 듀얼 에지 패치 어레이 안테나, 2 × 2 듀얼 코너 패치 어레이 안테나, 4 × 4 어레이 안테나, 반사기들을 갖춘 또는 갖추지 않은 현수된(suspended) 안테나 어레이로 구성되는 그룹으로부터 선택될 수 있으며, 안테나 어레이는 선형으로 분극되거나 원형으로 분극될 수 있다.
모듈의 상부층은 LCP를 포함할 수 있으며, 하부층은 FR4를 포함한다. 부가적으로, 상부층은 모놀리식 마이크로파 통합 회로를 수용하기 위한 공동을 형성한다. 하부층은 바람직하게는 현수된 구조물들(필터들, 천이들, 등) 및/또는 반사기-타입 안테나들을 가능하게 하기 위한 공동을 형성한다.
극초단파 다중-섹터 모듈로서, 고주파 기판; 강한 전기적 물질; 강한 전기적 물질에 고주파 기판을 접속시키는 접착제를 포함하며, 적어도 두 개의 모듈들은 그 사이에 각도를 생성하도록 서로에 접속되어, 상이한 각도들로부터의 신호들이 다중-섹터 모듈에 의하여 수신되게 하는 것을 가능하게 한다. 다중-섹터 모듈은 대략 60 GHz의 주파수에서 작동할 수 있다.
상부층은 액정 중합체를 포함할 수 있으며, 하부층은 파이어 레지스턴트 4를 포함한다. 하부층은 강한 전기적 물질에 트렌치를 형성할 수 있으며, 파이어 레지스턴트 4의 일부는 삭제되고, 상부층은 다중-섹터 모듈의 구부러진 형태가 가능하도록 플렉서블하다. 멀티-섹터 모듈은 방위각을 360도를 커버하기 위한 피라미드 형태를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 이러한 그리고 다른 목적들, 특징들 및 장점들은 첨부된 도면들과 함께 하기의 상세한 설명을 읽음으로써 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모듈의 바람직한 제조 단계들의 흐름도를 도시한다.
도 2a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모듈의 상부층의 횡단면도를 도시한다.
도 2b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모듈의 하부층의 횡단면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모듈을 형성하기 위하여 결합된 상부층 및 하부층을 도시하는, 모듈의 횡단면도를 도시한다.
도 4a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모듈의 횡단면도를 도시한다.
도 4b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 모듈의 원근도를 도시한다.
도 5a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 홈이 파인 패치 필터가 직렬로 공급되는 액정 중합체 평면의 상부도를 도시한다.
도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 홈이 파인 패치 필터가 직렬로 공급되는 액정 중합체의 삽입 손실 대 주파수의 그래픽 도면을 도시한다.
도 6a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정 중합체, BCPW(backed co-planar wave) 필터의 상부도를 도시한다.
도 6b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정 중합체 BCPW 필터의 삽입 손실 대 주파수의 그래픽 도면을 도시한다.
도 7a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정 중합체 평면 타원형 필터의 상부도를 도시한다.
도 7b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 액정 중합체 평면 타원형 필터의 삽입 손실 대 주파수의 그래픽 도면을 도시한다.
도 8a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 1 × 4 패치 어레이 안테나의 상부도를 도시한다.
도 8b-8c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 1 × 4 패치 어레이 안테나의 성능의 그래픽 도면을 도시한다.
도 9a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2 × 2 직렬 패치 어레이 안테나 의 상부도를 도시한다.
도 9b-9c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2 × 2 직렬 패치 어레이 안테나의 성능을 나타내는 그래픽 도면을 도시한다.
도 10a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2 × 2 듀얼 에지 패치 어레이 안테나의 상부도를 도시한다.
도 10b-10c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2 × 2 듀얼 에지 패치 어레이 안테나의 성능의 그래픽 도면을 도시한다.
도 11a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2 × 2 듀얼 코너 패치 어레이 안테나의 상부도를 도시한다.
도 11b-11c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2 × 2 듀얼 코너 패치 어레이 안테나의 그래픽 도면을 도시한다.
도 12a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 1 × 2 원형 분극 안테나의 상부도를 도시한다.
도 12b-12c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 1 × 2 원형 분극 안테나의 성능의 그래픽 도면을 도시한다.
도 13a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2 × 2 원형 분극 안테나의 상부도를 도시한다.
도 13b-13c는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2 × 2 원형 분극 안테나의 성능의 그래픽 도면을 도시한다.
도 14a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 60 GHz 다중-기가비트 링크의 테스트 환경의 상부도를 도시한다.
도 14b-14d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 테스트 환경의 측정된 전력 링크들을 도시한다.
도 15는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 다중-섹터 모듈의 측면도를 도시한다.
도 16a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엔드-파이어(end-fire) 밀리미터 파동 안테나의 원근도를 도시한다.
도 16b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 엔드-파이어 밀리미터 파동 안테나의 하부층의 상부도를 도시한다.
도 17은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공동을 형성하는 하부층을 갖는 모듈을 도시한다.
도 18a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 60 GHz 더블 캐패시티 라디오 모듈의 도면들(하부 기판 없이)을 도시한다.
도 18b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 더블 캐패시터 라디오 모듈에서 사용되는 60 GHz 안테나의 측정된 성능의 그래픽 도면을 도시한다.
도 19a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 피라미드형 다중-섹터 안테나를 도시한다.
도 20a는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2 × 2 원형 직렬 어레이의 상부도를 도시한다.
도 20b-20d는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 2 × 2 원형 직렬 어레이의 성능의 그래픽 도면을 도시한다.
본 발명의 원리 및 특징들의 이해를 용이하게 하기 위하여, 본 명세서에서는 본 발명이 도식적인 실시예들에서의 실행을 참조하여 설명될 것이다. 특히, 본 발명은 극초단파 및 초고 데이터 통신 속도에서의 작동을 위한 무선 모듈이라는 문맥으로 설명될 것이다.
본 발명의 다양한 엘리먼트들을 구성하는 것으로 개시된 물질들은 도식적인 것이며, 제한하기 위함이 아니다. 본 명세서에 개시된 물질들과 동일하거나 유사한 기능을 수행할 다수의 적절한 물질들이 본 발명의 범위 내에서 채택되도록 의도된다. 본 명세서에 개시되지 않은 그러한 다른 물질들은 예를 들어, 발명의 전개 이후에 전개되는 물질들을 포함할 수 있으며, 여기 제한되지는 않는다.
본 발명은 무선 모듈(100)이다. 모듈(100)은 바람직하게는 상부층(200), 하부층(300), 및 상부층(200)을 하부층(300)에 접속하기 위한 접착제(400)를 포함한다.
무선 모듈(100)은 초고속으로 극초단파들을 수신/전송하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 바람직하게는 무선 모듈(100)은 대략 10 Gb/s로 대략 60 GHz에서 작동할 수 있다.
도 1은 모듈(100)의 제조 단계의 흐름도를 도시한다. 모듈(100)을 제조하는 방법(105)은 상부층(200)을 제공하는 단계를 포함한다. 상부층(200)은 수동 밀리미터-파동 회로(210)(즉, 상호접속부, 필터, 및 안테나)를 형성하기 위하여 더블- 클래드 고주파 유전체 기판(205)의 더블-측면 패터닝을 포함할 수 있다.
따라서, 단계(110)에서 방법(105)은 구리를 갖는 회로(210)를 금속화시키며, 구리는 바람직하게는 9 내지 18 미크론 사이의 두께, 단계(120) 이후에 대략 50 미크론의 두께를 갖는다. 또한, 회로(210)의 금 도금은 와이어 결합, 표면 장착, 및 부가적인 보호를 위해 바람직하다.
액정 중합체(이하에서는 "LCP")는 바람직한 고주파 기판(205)이며, 상부층(200)을 포함할 수 있다. Rogers Corporation은 본 발명의 LCP의 바람직한 제조자이다. 따라서, 바람직한 LCP는 Rogers Cor[poration에 의해 제조되는 RO3600이다. 고주파 기판(205) - LCP층 - 의 두께는 물질 이용가능성 및 설계 요구조건들에 따라 4 내지 10 mils의 범위일 수 있다.
그러나, RO4003 또는 RO3003(우연히, 또한 Rogers Corporation에 의해 제조됨)과 같은 보다 공통적인 물질들, 또는 심지어 다른 동등한 유전체 물질들이 추가로 상부층(200)을 위해 사용될 수 있다.
단계(120)에서, 방법(105)은 상부층(200)의 수직 비아(215)를 실현시키기 위하여 고주파 기판(205)의 드릴링 및 도금 단계를 더 포함한다. 다음으로, 단계(130)에서, 공동(220)을 밀링하는 단계가 발생할 수 있다. 상부층(200)의 공동(220)은 MMIC(모놀리식 마이크로파 집적 회로) 칩세트(도 2a 참조)에 상주할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 상부층(220)의 공동(220)은 MMIC 칩세트를 수용할 정도로 충분히 크다.
하부층(300)이 제공될 수 있다. 단계(140)에서, 방법(105)은 하부층(300)의 드릴링 및 도금 단계를 더 포함한다. 하부층(300)은 더블 클래드 코어(305) 및 하부 기판(310)을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 하부 기판(310)은 FR4를 포함한다. FR4는 Flame Resistant 4에 대한 축약어이다. FR4는 인쇄 회로 보드들(PCB들)의 제조에 종종 사용되는 직조된(woven) 섬유 유리 매트로 보강된 에폭시 물질이다. FR4는 고급 소비자 및 상업 전자 장비에게 널리 사용되기 때문에, 이는 널리 이용가능하고, 따라서, 비용 면에서 효율적이다.
바람직하게, 단계(150)에서, 제조 방법(105)은 전기적으로 도전성인 압력 감지식 접착제(400)를 사용하여 FR4 코어 기판(310)의 양쪽 측면을 적층하는 단계를 더 포함한다. 실제로, 3M®에 의해 제조되는 3M-9713 접착 테잎이 사용될 수 있다. 다음으로, 단계(160)에서, 방법(105)은 하부층(300)의 FR4 코어 기판(305)의 공동(315)을 밀링하는 단계를 더 포함한다(도 2b 참조).
단계(170)에서, 방법(105)은 고주파 기판(205), FR4 코어(305), 및 FR4 하부 기판(310), 즉, 상부층(200) 및 하부층(300)을 정렬하는 단계 및 적층하는 단계를 더 포함할 수 있다. 압력 감지식 접착제(400)의 사용은 층의 우수한 정확성의 정렬 뿐 아니라, 실온 적층, 3개 기판들(205, 305 및 310) 간의 우수한 전기적 접속을 가능하게 할 수 있다(도 3 참조).
단계(180)에서, 방법(105)의 바람직한 다음 단계는 모듈(100) 위에 컴포넌트들 - 즉, 표면 장착된 그리고 와이어 결합된 컴포넌트들 - 을 조립하는 단계를 포함한다. 고주파 기판(205)안에 공동(220)의 적절한 깊이는 MMIC와 모듈(100) 사이 의 매우 짧은 와이어-결합 길이를 허용한다. 최종적으로, 단계(190)에서, 캡슐화 단계가 발생할 수 있다. 캡슐화는 금속 캡, FR4 기반 캡, 글롭탑(globtop) 등과 같은 종래의 디바이스를 사용하여 발생할 수 있다. 캡슐화 단계는 모듈(100)을 절연시키고, 보호하며, 둘러쌀 수 있다.
방법(105) 및 결과적인 모듈(105) 토폴로지는 MMIC, 프린트 필터, 프린트 안테나, 및 단일 제조 대면적(즉, 대략 12 × 18 인치 및/또는 대략 18 × 24 인치) 인쇄 와이어 보드(PWB) 프로세스에서 밀리미터-파동 애플리케이션들을 위한 다수의 다른 프린트 수동 디바이스들의 효율적이며 동시적인 통합을 가능하게 할 수 있다. 모듈을 제조하기 위하여 가능한 치수 범위는 대략 60 GHz 근처의, 즉, 54-66 GHz의 범위의 작동 주파수들에 대한 설계 조건들과 호환가능할 수 있다. 본 기술 분야의 당업자들이 인식할 수 있는 바와 같이, 상부층(200) 및 하부층(300)의 치수들은 모듈(100)의 주파수를 증가시키거나 감소시키기 위하여 용이하게 변경될 수 있다.
모듈(100)의 바람직한 토폴로지는 MMIC에 대한 유사-밀봉(quasi-hermetic) 패키징 해결책을 지지할 수 있다. 토폴로지는 추가로, 직류 전류 및 밀리미터 파동 피드-스루 상호접속부, 평면 필터들, 통합 도파관 필터, 브로드사이드(broadside), 엔드-파이어(end-fire), 반사기, 양방향성 초광대역폭 선형, 원형 분극 안테나 어레이들 등의 통합을 가능하게 할 수 있다.
도 2a는 모듈의 상부층(200)의 횡단면도를 도시한다. 상부층(200)은 바람직하게는 LCP를 포함하는 고주파 기판(205)을 포함할 수 있다. 본 기술 분야의 당업자들이 알 수 있는 바와 같이, 상기 개시된 것과 다른 물질들로 실행될 수 있다. 예를 들어, Rogers Corporation은 RO4003 및 RO3003을 제조하며, 이는 상부층(200)에서 사용될 수 있다.
LCP는 밀리미터 파동 모듈 실행을 위한 저비용 대안을 제공한다. 실제로, LCP는 대면적 프로세싱 용량들 뿐 아니라, 저비용으로 두드러지게 우수한 마이크로파 및 기계적 성능들을 결합시킨다.
상부층(200)의 두께는 4 내지 10 mils의 범위일 수 있다.
상부층(200)의 공동(220)은 MMIC 회로를 수용하도록 구성될 수 있으며, 따라서, 공동(220)은 바람직하게는 MMIC 회로를 수용하기에 충분히 크다.
도 2b는 모듈(100)의 하부층(300)의 횡단면도를 도시한다. 하부층(300)은 바람직하게는 안정되고 강한 물질을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 하부층(300)은 FR4를 포함한다.
하부층(300)의 두께는 더블 클래드 코어(305) 및 하부 기판(310)을 포함한다. 더블 클래드 코어(305)의 두께는 대략 35 내지 45 mils의 범위이다. 하부 기판(310)의 두께는 바람직하게는 대략 15 내지 25 mils의 범위이다.
바람직하게는 모듈(100)의 상부층(200) 및 하부층(300)은 접속된다. 상부층(200) 및 하부층(300)은 접착제(400)를 통해 접속될 수 있다. 접착제(400)는 바람직하게는 전기적 도전성 테잎인, 3M®의 9713과 같은, 압력 감지식 접착제이다. 실제로, 9713 테잎은 등방성 전기 도전성을 갖는 압력 감지식 접착제(400) 전달 테잎이다. 9713의 혁신적인 도전성 섬유들은 접착제(400) 위에 펼쳐져, 기판들 사이 에 고체 전기 접속을 보장한다(이러한 경우에, 상부층(200)과 하부층(300) 사이에). 본 기술 분야의 당업자들은 본 발명에서 상부층(20)을 하부층(300)에 접속시키는데 다른 물질들이 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있을 것이다.
상부층(200)(바람직하게는 LCP를 포함), 하부층(300)(바람직하게는 FR4를 포함), 및 접착제(400)(바람직하게는 3M-9713 포함)가 모듈(100)을 위한 저비용 패키징 시스템을 제공하기 위하여 결합된다(총괄적으로 "층들"). 또한, 층들은 대면적 패널(대략 12 × 18 인치 이상)상에 제조될 수 있다; 따라서, 많은 수량이 제조될 때 더욱 비용을 감소시킬 수 있다. 모듈(100)은 완성되었을 때 1mm2 내지 층들(200 및 300)의 전체 크기의 다수의 크기들로 만들어질 수 있다.
도 3은 모듈(100)의 횡단면도를 도시하며, 층들(200 및 300)은 접착제(400)와 접속된다.
도 4a는 모듈(100)의 횡단면도를 도시하며, 층들(200 및 300)이 접속된다. 도 4b는 모듈(100)의 원근도를 도시한다. 안테나 어레이(250)가 상부층(200)상에 보여진다. 또한, 상부층(200) 또는 하부층(300)의 표면이 상부층(200)상에 보여진다. 컴포넌트들(255)은 표면 장착되거나 쓰루-홀(through-hole) 형태일 수 있다.
예시적인 실시예들에서 도시된 바와 같이, 모듈(100)상에 프린트 필터들의 효율적인 통합은 다양한 실시예들에 의해 입증되며, 다수의 예시적인 실시예들이 도 5a-5b, 6a-6b 및 7a-7b에 도시된다.
도 5a는 홈이 파인 패치 필터(500)가 직렬로 공급되는 LCP 평면을 도시한다. 홈이 파인 패치 필터(500)에서, 밴드폭은 대략 55 내지 65 GHz의 범위이다. 결과적인 삽입 손실은 대략 60 GHz에서 대략 -1.5 dB(데시벨)이다. 도 5b는 직렬의 홈이 파인 패치 필터(500)의 성능을 그래픽적 도면이며, 이는 삽입 손실 대 주파수의 예시적인 관계를 그래프로 나타낸다. 측정된 것과 시뮬레이션된 것이 도시된다.
도 6a는 LCP BCPW(backed co-planar wave) 필터(600)를 도시한다. LCP BCPW 필터(600)에서, 밴드폭은 대략 57 내지 64 GHz의 범위이다. 결과적인 삽입 손실은 60.3 GHz에서 대략 -1.85 dB이다. 도 6b는 BCPW 필터(600)의 성능의 그래픽적 도면을 도시하며, 이는 삽입 손실 대 주파수의 예시적인 관계를 그래프로 나타낸다. 측정된 것과 시뮬레이션 된 것이 도시된다.
도 7a는 LCP 평면 타원형 필터(700)를 도시한다. 타원형 필터(700)에서, 밴드폭은 64 내지 72 GHz의 범위이다. 결과적인 삽입 손실은 대략 68 GHz에서 대략 -2.6 dB이다. 도 7b는 타원형 필터(700)의 성능의 그래픽적 도면을 도시하며, 이는 삽입 손실 대 주파수를 그래프로 나타낸다. 측정된 것과 시뮬레이션 된 것이 도시된다.
도 8a-8c, 9a-9c, 10a-10c, 및 11a-11c는 1 × 2, 1 × 4, 1 × 6, 2 × 2, 2 × 4, 4 × 4 어레이 안테나 설계들을 포함하는, LCP상에 통합된 다수의 60 GHz 안테나 어레이 해법들의 예시적인 결과들을 도시한다. 제조된 안테나들은 바람직하게는 150 미크론 두께의 LCP 기판상에서 수행될 수 있다. 이러한 안테나들의 목표된 이득은 대략 10 dBi를 초과하는 것으로 결정되어, WPAN(wirdless personal area networking) 애플리케이션들에 대하여 신뢰성 있는 60 GHz 링크를 가능하게 한다.
도 8a-8c, 9a-9c, 10a-10c, 및 11a-11c는 전개된 선형 분극 안테나의 실시예들을 도시한다. 표 Ⅰ은 추가로 이러한 도면들을 요약한다.
표 Ⅰ - 선형 분극 안테나 어레이 성능들의 요약
안테나 토폴로지 이득(dBi) 10dB 밴드폭(GHz) 빔-폭 방위각/양각(Deg.)
1 × 2 12 1.5 60/15
2 × 2 11 ~2 40/40
2 × 2 - 듀얼 에지 공급 11 ~2 40/40
2 × 2 - 듀얼 코너 공급 11 ~2 40/40
도 8a는 1 × 4 패치 어레이 안테나(80)의 상부도를 도시한다. 도 8b 및 8c는 1 × 4 패치 어레이 안테나(800)의 예시적인 성능들의 그래픽 도면을 도시한다; 도 8b 및 8c는 측정된 결과들 및 시물레이션된 결과들을 도시한다. 도 8b는 리턴 손실(dB) 대 주파수(GHz)의 그래픽적 도면을 도시한다. 도 8c는 1 × 4 패치 어레이 안테나(800)의 방사 경로의 그래픽적 도면을 도시한다.
도 9a는 2 × 2 직렬 패치 어레이 안테나(900)의 상부도를 도시한다. 도 9b 및 9c는 2 × 2 직렬 패치 어레이 안테나(900)의 예시적인 성능들의 그래픽적 도면을 도시한다; 도 9b 및 9c는 측정된 결과들 및 시물레이션된 결과들을 도시한다. 도 9b는 리턴 손실(dB) 대 주파수(GHz)의 그래픽적 도면을 도시한다. 도 9c는 2 × 2 직렬 패치 어레이 안테나(900)의 방사 경로의 그래픽적 도면을 도시한다.
도 10a는 2 × 2 듀얼 에지 패치 어레이 안테나(1000)의 상부도를 도시한다. 도 10b 및 10c는 2 × 2 듀얼 에지 패치 어레이 안테나(1000)의 예시적인 성능들의 그래픽적 도면을 도시한다; 도 10b 및 10c는 측정된 결과들 및 시물레이션된 결과들을 도시한다. 도 10b는 리턴 손실(dB) 대 주파수(GHz)의 그래픽적 도면을 도시 한다. 그러나, 도 10c는 2 × 2 듀얼 에지 패치 어레이 안테나(1000)의 방사 경로의 그래픽적 도면을 도시한다.
도 11a는 2 × 2 듀얼 코너 패치 어레이 안테나(1100)의 상부도를 도시한다. 도 11b 및 11c는 2 × 2 듀얼 코너 패치 어레이 안테나(1100)의 예시적인 성능들의 그래픽적 도면을 도시한다; 도 11b 및 11c는 측정된 결과들 및 시물레이션된 결과들을 도시한다. 도 11b는 리턴 손실(dB) 대 주파수(GHz)의 그래픽적 도면을 도시한다. 그러나, 11c는 2 × 2 듀얼 코너 패치 어레이 안테나(1100)의 방사 경로의 그래픽적 도면을 도시한다.
도 12a-12d, 13a-13d, 및 20a-20d는 테스트된 원형 분극 안테나의 실시예들, 안테나들의 시뮤레이션된 그리고 측정된 특성들의 그래픽적 도면들을 도시한다. 이러한 안테나들은 대략 2 내지 9 GHz의 입력 매칭 범위를 갖는, 대략 10 dBi를 초과하는 이득을 나타내며, 이는 다중-기가비트 WPAN 애플리케이션들에 대한 해법을 제공한다. 또한, 결과적인 축비(axial ratio) 성능은 WPAN 시나리오에서 발생하는 다중-경로 효과를 완화시키는 능력을 생성한다.
도 12a는 1 × 2 원형 분극 안테나(1200)를 도시한다. 도 12b는 1 × 2 어레이 안테나(1200)의 그래픽적 도면을 도시하며, 이는 리턴 손실(dB) 대 주파수(GHz)를 도시한다. 도 12c는 1 × 2 어레이 안테나(1200)의 방사 경로의 그래픽적 도면을 도시한다. 도 12d는 축비(dB) 대 주파수(GHz)의 그래픽적 도면을 도시한다.
도 13a는 2 × 2 어레이 안테나(1300)의 상부도를 도시한다. 도 13b는 2 × 2 어레이 안테나(1300)의 그래픽적 도면을 도시하며, 이는 리턴 손실(dB) 대 주파수(GHz)을 도시한다. 도 13c는 2 × 2 어레이 안테나(1300)의 방사 경로의 그래픽적 도면을 도시한다. 도 13d는 축비(dB) 대 주파수(GHz)의 그래픽적 도면을 도시한다.
표 Ⅱ는 추가로 도 12a-12d 및 13a-13d를 요약한다.
표 Ⅱ - 원형 분극 안테나 어레이 성능들의 요약
안테나 토폴로지 이득 (dBi) 10dB 밴드폭 (GHz) 빔-폭 방위각/양각 (Deg.) 3dB 축비 밴드폭 (GHz)
1 × 2 9 ~2 60/30 1
1 × 6 12 9 60/8 3.5
2 × 2 11 ~5 40/40 0.75
도 20a는 2 × 2 원형 분극 어레이(2000)의 상부도를 도시한다. 도 20b는 2 × 2 원형 분극 어레이(2000)의 그래픽적 도면을 도시하며, 이는 리턴 손실(dB) 대 주파수(GHz)을 도시한다. 도 20c는 2 × 2 원형 분극 어레이(2000)의 방사 경로의 그래픽적 도면을 도시한다. 도 20d는 축비(dB) 대 주파수(GHz)의 그래픽적 도면을 도시한다.
도 14a는 채널들의 외부를 입증하기 위하여 60 GHz 다중-기가비트 링크들의 성능들의 테스트 환경(1400)을 도시한다. 도 14b는 테스트 환경(1400)의 측정된 전력 링크를 도시한다.
도 14a는 대략 3 내지 5 미터의 거리에서 대략 2.5 Gb/s의 무선 데이터율을 목표로 하는 테스트 환경(1400)을 도시한다. LCP 기판상에서, 상기 개시된 빌딩 블럭들을 사용하여, 대략 60 GHz 프론트-엔드(front-end) 모듈이 실행된다. 제1 위상에서, PHEMT(pseudomorphic high electron mobility transistor) 상업적 MMIC(monolithic microwave integrated circuit)이 모듈 통합 개념을 입증하는데 사용될 수 있다. 제2 위상에서, 실리콘 MMIC가 사용될 수 있다.
도 14a는 테스트 환경(1400)의 동작을 도시한다. 비트 에러율 테스터(BERT)(1405)가 10 Gb/s까지 신호(1410)를 제공한다. 약 3.5 Gb/s만이 단순한 BPSK(Biphase Shift Keying) 변조를 사용하여 허가되지 않은 밴드(57-64 GHz) 내에서 전송될 수 있다. 이러한 속도는 QPSK(Quadrature Phase SHift Keying) 변조를 사용하여 두배가 되어 7 Gb/s에 달하고, 듀얼 캐패시터 QPSK 변조 설계들을 사용하여 4배가 되어 14 Gb/s에 달할 수 있다. 신호(1410)는 필터(1415)를 통해 필터링될 수 있다. 신호는 그 후 제1 모듈(1420)에 진입한다. 연속파 신호 발생기(1425)는 제1 모듈(1420)로 버퍼링된다. 바람직하게, 연속파 신호 발생기(1425)는 30 GHz에서 작동하며, 서브-하모니 혼합기들의 사용은 60 GHz 혼합 작동들을 가능하게 한다. 결합된 신호가 제1 모듈(1420)로부터 전송된다. 제1 모듈(1420)로부터 50 센티미터 내지 5 미터 거리의 제2 모듈(1430)은 제1 모듈(1420)로부터 전송된 신호(1435)를 수신한다. 제1 모듈(1420)로부터의 신호가 변조 및 더블 캐패시터 전송 설계의 사용에 따라, 10 Gb/s에 달하는 속도로 제2 모듈(1430)로 전송된다. 전송된 신호(1435)는 그 후 필터(1440)를 통해 필터링되며, 그 후 BERT(1405)에 전송된다. 제2 모듈(1430)은 또한 제1 모듈(1420)의 신호 발생기(1425)와 동기화되는 부착된 신호 발생기(1445)를 갖는다.
도 14b-14d는 테스트 환경의 경로 손실(dB) 대 주파수(GHz) 결과의 그래픽적 도면을 도시한다. 전송기 전방향성 안테나 및 4 × 4 펜슬 빔(pencil beam) 안테 나 어레이를 갖는 수신기를 이용하여 수행되는 전력 링크 측정이 도시된다. 대략 2 GHz 무선 채널이 깨끗하게 열리고, 대략 63.5 GHz에 집중된다.
도 15는 모듈로부터 수신되고/수신되거나 모듈로 전송하기 위하여 다수의 각들을 이용하는, 다중-섹터 모듈(1500) 또는 각진 모듈을 도시한다. 능동 컴포넌트들(1505)이 또한 다중-섹터 모듈(1500)의 표면상에 도시된다. 다중-섹터 모듈(1500) 서계의 결과, 적어도 하나의 트렌치(1510)가 LCP 층(상부층(200))들의 적층 이후에, FR4 코어 기판(하부층(300))에서 실행될 수 있다. 따라서, FR4 하부 기판(310)의 일부분이 부분적으로 제거된다. FR4 층은 다중-섹터 모듈(1500)에 안정성을 제공한다. LCP(상부층(200))의 기계적 특성은 유연성을 부여하고, 따라서, 다중-섹터 모듈(1500)의 구부러진(또는 각진) 형태를 가능하게 한다. 따라서, LCP는 다중-섹터 컨포멀(conformal) 모듈(1500)의 용이하고 저렴한 비용의 제조를 가능하게 하는, 고성능의 저 손실 플렉서블 상호접속부로서 기능할 수 있다. 이러한 접근법의 장점들 중 하나는 각각의 엘리먼트가 개별적으로 세워지는 다중-섹터 시스템의 조립 작업들을 최소화시키는 것이다.
다중-섹터 모듈(1500)은 다수의 섹터들, 또는 모듈들은 모듈(1500)이 상이한 각도들로부터 신호들을 수신하는 것을 가능하게 하도록 구성되는 것을 가능하게 할 수 있다. 따라서, 통상적인 모듈은 다수의 각도들로부터 다수의 신호들을 수신하기 위하여 개선된다.
도 16a는 엔드-파이어(end-fire) MMW 안테나(1600)를 도시한다. 도 16b는 하부층(300)의 상부도를 도시한다. 도 16a를 참조하여, 하부층(300)은 FR4 코어 기판에 형성되는 공동(1605)을 형성한다(도 16b 참조). 하부(300)의 공동(1605)은 바람직하게는 상부층(200)(LCP)의 적층 이전에 생성된다. 따라서, LCP는 고성능의 저손실 유전체 막으로서 수행될 수 있다. 최종 결과는 엔드-파이어 야기(Yagi) 안테나 어레이의 용이하고 저비용의 제조일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예가 도 17에 도시된다. 도 17은 모듈(1700)을 도시하며, 공동(1705)은 하부층(300)에 집중된다. 따라서, 하부층(300)에는 공동(1705)이 형성될 수 있다. 바람직하게는, 공동(1705)은 LCP층들(상부층(200))의 적층 이전에 생성된다. 따라서, LCP는 고성능의 저손실 유전체 막으로서 기능할 수 있으며, 이는 현수된(suspended) 필터 및 양방향성 패치 안테나 어레이의 용이한 저비용 제조를 가능하게 한다.
도 18a는 통합 듀얼 극성, 10 Gb/s 무선 링크를 위한 듀얼 캐패시터 안테나 어레이를 갖는 60 GHz 라디오 모듈(1800)로서 사용하기 위한 바람직한 토폴로지를 도시하며, 하부 공동(315)은 원형 극성 안테나 설계를 위한 금속 반사기를 생성하는데 사용될 수 있으며(310상에 수행된), 이는 듀얼 캐패시티 BPSK 또는 QPSK 10 Gb/s에 이르는 시스템을 실행하는데 필수적인, 넓은 축비(<2 dB) 밴드폭(>5 GHz)를 가능하게 한다. 특히, 본 실시예에서 듀얼 캐패시티 시스템은 반사기 위에 현수된 두 개의 듀얼 마름모꼴 안테나를 이용하여 실행된다. 도 18b는 10 Gb/s 무선 링크에 대한 통합 듀얼 극성, 듀얼 캐패시티 안테나 어레이의 성능을 도시한다.
도 19a는 60 GHz 무선 도킹(docking) 스테이션을 위한 피라미드형 다중-섹터 안테나(1900)를 도시한다. 피라미드형 안테나(1900)는 방위각을 360도를 커버할 수 있다. 각각의 섹터는 요구되는/원하는 범위에 따라, 낮은 내지는 중간 이득의, 단일 패치 안테나 또는 1 × 2 패치 안테나 어레이(1910)를 지지한다. 추가로, 선형 또는 원형 극성이 사용될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 피라미드형 안테나(1900)의 치수는 1.8 × 1.8 × 1.8 세제곱 센티미터 체적에서 그것의 집적과 호환가능하다.
본 발명은 바람직한 형태로 설명되었으나, 다양한 변경들, 부가들, 삭제들이 본 발명과 그것의 동등물들의 정신 및 범위를 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것이 본 기술 분야의 당업자들에게 명백할 것이며, 본 발명의 범위는 하기의 청구항들에서 진술된다.

Claims (23)

  1. 극초단파 모듈을 제조하는 방법으로서,
    고주파 기판인 상부층을 제공하는 단계;
    상기 상부층에 수직 비아들을 설립하도록 상기 상부층을 드릴링하는 단계;
    칩세트를 수용하기 위한 상부층 공동을 형성하도록 상기 상부층을 밀링하는 단계;
    보강 구조물을 포함하며, 더블 클래드(clad) 코어 및 하부 기판을 갖는 하부층을 제공하는 단계;
    상기 하부층의 상기 하부 기판 및 상기 더블 클래드 코어를 부착하는 단계;
    하부층 공동을 형성하도록 상기 하부층을 밀링하는 단계;
    상기 상부층 및 상기 하부층을 정렬하는 단계; 및
    상기 상부층을 상기 하부층에 부착하는 단계
    를 포함하는, 극초단파 모듈 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 극초단파 모듈은 대략 60GHz에서 작동하는 것을 특징으로 하는 극초단파 모듈 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 상부층은 액정 중합체를 포함하며, 상기 하부층은 파이어 레지스턴트(fire resistant) 4를 포함하는 것을 특징으로 하는 극초단파 모듈 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 모듈 안에 프린트 필터 및 필터링된 안테나를 통합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 극초단파 모듈 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    DC 및 밀리미터-파동 피드-스루(feed-through), 내장형 필터, 및 내장형 안테나를 상기 모듈에 통합하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 극초단파 모듈 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 상부층 및 상기 하부층을 캡슐화하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 극초단파 모듈 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    인쇄 회로 보드의 대면적 패널상에 상기 상부층 및 상기 하부층을 제조하는 단계를 더 포함하며, 상기 대면적 패널은 대략 12 인치 × 18 인치 이상인 것을 특징으로 하는 극초단파 모듈 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 더블 클래드 코어 및 상기 하부 기판을 부착하는 단계 및 상기 상부층을 상기 하부층에 부착하는 단계는 접착제를 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 극초단파 모듈 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 접착제는 실온 적층, 접속부들 사이의 고체 전기 접속, 및 상기 상부층 및 상기 하부층의 정확한 정렬을 가능하게 하는 압력 감지식(pressure sensitive) 접착제인 것을 특징으로 하는 극초단파 모듈 제조 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 접착제는 실온 적층, 접속부들 사이의 고체 전기 접속, 및 상기 상부층 및 상기 하부층의 정확한 정렬을 가능하게 하는 전기 도전성 압력 감지식 접착제인 것을 특징으로 하는 극초단파 모듈 제조 방법.
  11. 초고속으로 작동하는 극초단파 모듈로서,
    고주파 기판을 가지며, 상부층 공동을 형성하는 상부층;
    더블 클래드 및 하부 기판을 가지며, 하부층 공동을 형성하는 하부층; 및
    상기 하부층에 상기 상부층을 부착하고, 상기 하부의 상기 더블 클래드 및 상기 하부의 상기 하부 기판을 부착하는 접착제
    를 포함하며, 상기 상부층 및 상기 하부층은 인쇄 회로 보드의 대면적 패널로부터 형성되는, 극초단파 모듈.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 모듈은 대략 60GHz에서 통신하기 위한 안테나를 더 포함하며, 상기 안테나는 적어도 초당 2.5 기가비트들로 무선으로 데이터를 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 극초단파 모듈.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 안테나는 1 × 4 패치 어레이 안테나, 2 × 2 직렬 패치 어레이 안테나, 2 × 2 듀얼 에지 패치 어레이 안테나, 2 × 2 듀얼 코너 패치 어레이 안테나, 4 × 4 어레이 안테나, 선형 분극 안테나, 및 원형 분극 안테나로 구성되는 그룹으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 극초단파 모듈.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 하부 공동은 넓은 축비 대역폭이 10 Gb/s까지 듀얼 캐패시티 BPSK 또는 QPSK를 실행하는 것을 가능하게 하는 안테나에 대한 반사기를 생성하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 극초단파 모듈.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 상부층은 액정 중합체를 포함하고, 상기 하부층은 파이어 레지스턴트 4를 포함하는 것을 특징으로 하는 극초단파 모듈.
  16. 제9항에 있어서,
    수용되는 모놀리식 마이크로파 통합 회로는 상기 상부층 공동 내에 위치되는 것을 특징으로 하는 극초단파 모듈.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 프린트 안테나는 상기 하부층 공동 내에 위치되는 것을 특징으로 하는 극초단파 모듈.
  18. 극초단파 모듈의 결합물로서,
    고주파 기판;
    강한 전기적 물질;
    상기 강한 전기적 물질에 상기 고주파 기판을 접속시키는 접착제
    를 포함하며, 적어도 두 개의 모듈들이 그 사이에 각도가 생성되도록 서로 접속되며, 상기 적어도 두 개의 모듈들은 상이한 각도들로부터의 신호들이 수신되는 것을 가능하게 하는, 극초단파 모듈의 결합물.
  19. 제15항의 모듈의 결합물로서,
    적어도 두 개의 모듈들의 각각의 모듈은 대략 60 GHz의 주파수에서 작동하는 것을 특징으로 하는 극초단파 모듈들의 결합물.
  20. 제16항의 모듈들의 결합물로서,
    상기 고주파 기판은 액정 중합체를 포함하며, 상기 강한 전기적 물질은 파이어 레지스턴트 4를 포함하는 것을 특징으로 하는 극초단파 모듈들의 결합물.
  21. 제15항의 모듈들의 결합물로서,
    강한 전기적 물질에 트렌치가 형성되며, 상기 강한 전기적 물질의 일부는 제거되고, 상기 고주파 기판은 다중-섹터 모듈의 구부러진 형태가 가능하도록 플렉서블한 것을 특징으로 하는 극초단파 모듈들의 결합물.
  22. 제18항의 모듈들의 결합물로서,
    상기 모듈들의 결합물은 방위각을 360도를 커버하기 위한 피라미드 형태를 생성하는 것을 특징으로 하는 극초단파 모듈들의 결합물.
  23. 제18항의 모듈들의 결합물로서,
    상기 모듈은 다중-섹터 모듈을 만드는 것을 특징으로 하는 극초단파 모듈들의 결합물.
KR1020087029582A 2008-12-03 2006-05-04 밀리미터 파동 다중-기가비트들 무선 시스템을 위한 모듈, 필터, 및 안테나 기술 KR20090023364A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020087029582A KR20090023364A (ko) 2008-12-03 2006-05-04 밀리미터 파동 다중-기가비트들 무선 시스템을 위한 모듈, 필터, 및 안테나 기술

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020087029582A KR20090023364A (ko) 2008-12-03 2006-05-04 밀리미터 파동 다중-기가비트들 무선 시스템을 위한 모듈, 필터, 및 안테나 기술

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20090023364A true KR20090023364A (ko) 2009-03-04

Family

ID=40692843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087029582A KR20090023364A (ko) 2008-12-03 2006-05-04 밀리미터 파동 다중-기가비트들 무선 시스템을 위한 모듈, 필터, 및 안테나 기술

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20090023364A (ko)

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8319689B2 (en) 2009-09-08 2012-11-27 Electronics And Telecommunications Research Institute Patch antenna with wide bandwidth at millimeter wave band
US8884823B2 (en) 2011-05-11 2014-11-11 Electronics And Telecommunications Research Institute Antenna with via fence
WO2015130132A1 (ko) * 2014-02-28 2015-09-03 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 빔 영역을 확장하기 위한 방법 및 장치
WO2015105906A3 (en) * 2014-01-07 2015-09-11 Tactus Technology, Inc. Dynamic tactile interface
US9372565B2 (en) 2008-01-04 2016-06-21 Tactus Technology, Inc. Dynamic tactile interface
US9405417B2 (en) 2012-09-24 2016-08-02 Tactus Technology, Inc. Dynamic tactile interface and methods
US9448630B2 (en) 2008-01-04 2016-09-20 Tactus Technology, Inc. Method for actuating a tactile interface layer
US9477308B2 (en) 2008-01-04 2016-10-25 Tactus Technology, Inc. User interface system
US9495055B2 (en) 2008-01-04 2016-11-15 Tactus Technology, Inc. User interface and methods
US9557915B2 (en) 2008-01-04 2017-01-31 Tactus Technology, Inc. Dynamic tactile interface
US9588683B2 (en) 2008-01-04 2017-03-07 Tactus Technology, Inc. Dynamic tactile interface
US9588684B2 (en) 2009-01-05 2017-03-07 Tactus Technology, Inc. Tactile interface for a computing device
US9619030B2 (en) 2008-01-04 2017-04-11 Tactus Technology, Inc. User interface system and method
US9626059B2 (en) 2008-01-04 2017-04-18 Tactus Technology, Inc. User interface system
US9720501B2 (en) 2008-01-04 2017-08-01 Tactus Technology, Inc. Dynamic tactile interface
US9760172B2 (en) 2008-01-04 2017-09-12 Tactus Technology, Inc. Dynamic tactile interface

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9477308B2 (en) 2008-01-04 2016-10-25 Tactus Technology, Inc. User interface system
US9448630B2 (en) 2008-01-04 2016-09-20 Tactus Technology, Inc. Method for actuating a tactile interface layer
US9495055B2 (en) 2008-01-04 2016-11-15 Tactus Technology, Inc. User interface and methods
US9557915B2 (en) 2008-01-04 2017-01-31 Tactus Technology, Inc. Dynamic tactile interface
US9372565B2 (en) 2008-01-04 2016-06-21 Tactus Technology, Inc. Dynamic tactile interface
US9619030B2 (en) 2008-01-04 2017-04-11 Tactus Technology, Inc. User interface system and method
US9430074B2 (en) 2008-01-04 2016-08-30 Tactus Technology, Inc. Dynamic tactile interface
US9626059B2 (en) 2008-01-04 2017-04-18 Tactus Technology, Inc. User interface system
US9588683B2 (en) 2008-01-04 2017-03-07 Tactus Technology, Inc. Dynamic tactile interface
US9760172B2 (en) 2008-01-04 2017-09-12 Tactus Technology, Inc. Dynamic tactile interface
US9720501B2 (en) 2008-01-04 2017-08-01 Tactus Technology, Inc. Dynamic tactile interface
US9588684B2 (en) 2009-01-05 2017-03-07 Tactus Technology, Inc. Tactile interface for a computing device
US8319689B2 (en) 2009-09-08 2012-11-27 Electronics And Telecommunications Research Institute Patch antenna with wide bandwidth at millimeter wave band
US8884823B2 (en) 2011-05-11 2014-11-11 Electronics And Telecommunications Research Institute Antenna with via fence
US9405417B2 (en) 2012-09-24 2016-08-02 Tactus Technology, Inc. Dynamic tactile interface and methods
WO2015105906A3 (en) * 2014-01-07 2015-09-11 Tactus Technology, Inc. Dynamic tactile interface
WO2015130132A1 (ko) * 2014-02-28 2015-09-03 삼성전자주식회사 무선 통신 시스템에서 빔 영역을 확장하기 위한 방법 및 장치
US10381736B2 (en) 2014-02-28 2019-08-13 Samsung Electronics Co., Ltd. Method and device for extending beam area in wireless communication system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8286328B2 (en) Method of fabricating a module, for millimeter wave multi-gigabit wireless systems
KR20090023364A (ko) 밀리미터 파동 다중-기가비트들 무선 시스템을 위한 모듈, 필터, 및 안테나 기술
JP2009535973A (ja) ミリメートル波のマルチギガビット無線システムのためのモジュール、フィルタおよびアンテナ技術
US9196951B2 (en) Millimeter-wave radio frequency integrated circuit packages with integrated antennas
US7127808B2 (en) Spiral couplers manufactured by etching and fusion bonding
US20100073238A1 (en) Microstrip patch antenna with high gain and wide band characteristics
CN111987435B (zh) 一种低剖面双极化天线、阵列天线及无线通信设备
Hwang et al. 28 GHz and 38 GHz dual-band vertically stacked dipole antennas on flexible liquid crystal polymer substrates for millimeter-wave 5G cellular handsets
CN109494489B (zh) 滤波集成式基站天线
CN114614257B (zh) 一种平面式高隔离度K/Ka频段共口径相控阵天线
CN1815806B (zh) 介质基片辐射增强腔式天线
US11575194B2 (en) Antenna structure and antenna array
CN112787089B (zh) 毫米波封装天线及阵列天线
CN113937482A (zh) 一种天线及移动终端
WO2020217689A1 (ja) アンテナモジュールおよびそれを搭載した通信装置
US11824281B1 (en) Surface mount antenna elements for use in an antenna array
JP2020501461A (ja) ラジエータおよび給電回路を有するプリント配線板
Kim et al. 5G mmWave patch antenna on multi-layered alumina ribbon ceramic substrates
WO2022111965A1 (en) Improved ultra-wideband circular-polarized radiation element with integrated feeding
US6774743B2 (en) Multi-layered spiral couplers on a fluropolymer composite substrate
US20230207999A1 (en) Multilayer substrate, antenna module, filter, communication device, transmission line, and multilayer substrate manufacturing method
US20190103666A1 (en) Mountable Antenna Fabrication and Integration Methods
US20210057820A1 (en) Antenna module and communication apparatus equipped with the same
CN219144485U (zh) 一种天线装置
CN116722342B (zh) 一种毫米波滤波超表面天线模块及通信设备

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination