JP2019161631A - アンテナモジュール - Google Patents

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Abstract

【課題】高いレベルのアンテナ性能を確保するとともに小型化できるアンテナモジュールを提供する。【解決手段】本発明のアンテナモジュールは、少なくとも一つの配線層及び少なくとも一つの絶縁層を含む連結部材と、ＲＦ信号を送信又は受信するように構成された複数のアンテナ部材、及び一端が複数のアンテナ部材とそれぞれ電気的に連結され、他端が少なくとも一つの配線層に対応する配線とそれぞれ電気的に連結される複数のフィーディングビアを含み、連結部材の第１面上に配置されるアンテナパッケージと、連結部材の第２面上に配置され、ＩＦ信号又はベースバンド信号の伝達を受けてＲＦ信号を伝達するか、又はＲＦ信号の伝達を受けてＩＦ信号又はベースバンド信号を伝達するように、少なくとも一つの配線層に対応する配線と電気的に連結されるＩＣと、ＩＣの外部に配置され、ＩＦ信号又はベースバンド信号をフィルタリングするフィルタと、を含む。【選択図】図１

Description

本発明は、アンテナモジュールに関するものである。
移動通信のデータトラフィック（Ｄａｔａ Ｔｒａｆｆｉｃ）は、毎年飛躍的に増加する傾向にある。かかる飛躍的に増加するデータを無線網でリアルタイムに支援するための活発な技術開発が行われつつある。例えば、ＩｏＴ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇ）ベースのデータコンテンツ化、ＡＲ（Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ Ｒｅａｌｉｔｙ）、ＶＲ（Ｖｉｒｔｕａｌ Ｒｅａｌｉｔｙ）、ＳＮＳと結合したライブＶＲ／ＡＲ、自律走行、シンクビュー（Ｓｙｎｃ Ｖｉｅｗ、超小型カメラを用いてユーザー視点からのリアルタイム映像伝送）などのアプリケーション（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ）は、大容量のデータを送受信できるようにサポートする通信（例えば、５Ｇ通信、ミリ波（ｍｍＷａｖｅ）通信など）を必要とする。
これにより、最近、５世代（５Ｇ）通信を含むミリ波（ｍｍＷａｖｅ）通信が活発に研究されており、これを円滑に実現するアンテナモジュールの商品化／標準化向けの研究も盛んに行われている。
高周波数帯域（例えば、２４ＧＨｚ、２８ＧＨｚ、３６ＧＨｚ、３９ＧＨｚ、６０ＧＨｚなど）のＲＦ信号は、伝達される過程で容易に吸収されて損失につながるため、通信品質が急激に低下する可能性がある。そのため、高周波数帯域の通信向けのアンテナには、従来のアンテナ技術とは異なる技術的アプローチが必要とされ、アンテナ利得（Ｇａｉｎ）の確保、アンテナとＲＦＩＣの一体化、ＥＩＲＰ（Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｒａｄｉａｔｅｄ Ｐｏｗｅｒ）の確保などのための別の電力増幅器などの特殊な技術の開発が要求される。
伝統的に、ミリ波通信環境を提供するアンテナモジュールは、高周波数に応じた高いレベルのアンテナ性能（例えば、送受信率、利得（ゲイン）、直進性（ｄｉｒｅｃｔｉｖｉｔｙ）など）を満足させるために、ＩＣとアンテナを基板上に配置させて同軸ケーブルを介して連結する構造を用いてきた。しかし、かかる構造は、アンテナの配置スペースの不足、アンテナ形状の自由度の制限、アンテナとＩＣの間の干渉の増加、アンテナモジュールのサイズ／コストの増加を誘発することがある。
米国特許第７，５１８，５５３号明細書
本発明は、アンテナならびにＩＣ及びフィルタが効率的に統合された構造を有するようにすることで、高いレベルのアンテナ性能を確保するとともに、小型化することができるアンテナモジュールを提供する。
本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、少なくとも一つの配線層及び少なくとも一つの絶縁層を含む連結部材と、ＲＦ信号を送信又は受信するように構成された複数のアンテナ部材、及び一端が上記複数のアンテナ部材とそれぞれ電気的に連結され、他端が上記少なくとも一つの配線層に対応する配線とそれぞれ電気的に連結される複数のフィーディングビアを含み、上記連結部材の第１面上に配置されるアンテナパッケージと、上記連結部材の第２面上に配置され、ＩＦ信号又はベースバンド信号の伝達を受けてＲＦ信号を伝達するか、又はＲＦ信号の伝達を受けてＩＦ信号又はベースバンド信号を伝達するように、上記少なくとも一つの配線層に対応する配線と電気的に連結されるＩＣと、上記ＩＣの外部に配置され、ＩＦ信号又はベースバンド信号をフィルタリングするフィルタと、を含むことができる。
本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、少なくとも一つの配線層及び少なくとも一つの絶縁層を含む連結部材と、ＲＦ信号を送信又は受信するように構成された複数のアンテナ部材、及び一端が上記複数のアンテナ部材とそれぞれ電気的に連結され、他端が上記少なくとも一つの配線層に対応する配線とそれぞれ電気的に連結される複数のフィーディングビアを含み、上記連結部材の第１面上に配置されるアンテナパッケージと、上記連結部材の第２面上に配置され、ＩＦ信号又はベースバンド信号の伝達を受けてＲＦ信号を伝達するか、又はＲＦ信号の伝達を受けてＩＦ信号又はベースバンド信号を伝達するように、上記少なくとも一つの配線層に対応する配線と電気的に連結されるＩＣと、上記連結部材の第２面上に配置され、ＩＦ信号又はベースバンド信号が通過するように、上記少なくとも一つの配線層に対応する配線と電気的に連結される支持部材と、上記支持部材に配置されるフィルタと、を含むことができる。
本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、アンテナならびにＩＣ及びフィルタが効率的に統合された構造を有するようになるため、高いレベルのアンテナ性能を有するとともに、小型化が容易な構造を有することができる。
本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、フィルタが配置される空間の構造を多様化することができるため、様々なタイプ／数のフィルタを備えることができる。
本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、フィルタが配置される空間の電磁シールド性能を向上させることができるため、フィルタのフィルタリング性能を向上させることができる。
本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、フィルタをＩＦ信号又はベースバンド信号の経路に隣接して配置することができるため、フィルタのフィルタリング効率を向上させることができる。
本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、複数のアンテナ部材のそれぞれに対応するＲＦ信号用のフィルタを備える必要が低くなるため、基準アンテナ性能を確保しながらも小型化することができる。
本発明の一実施形態によるアンテナモジュールを示すブロック図である。 本発明の一実施形態によるアンテナモジュールがＩＦ ＩＣをさらに含む構造を示すブロック図である。 本発明の一実施形態によるアンテナモジュールを示す側面図である。 本発明の一実施形態によるアンテナモジュールがＩＦ ＩＣをさらに含む構造を示す側面図である。 本発明の一実施形態によるアンテナモジュールにおいて、フィルタが連結部材に配置された構造を示す図である。 本発明の一実施形態によるアンテナモジュールにおいて、フィルタが支持部材の上面に配置された構造を示す図である。 本発明の一実施形態によるアンテナモジュールにおいて、フィルタが支持部材の内層に配置された構造を示す図である。 本発明の一実施形態によるアンテナモジュールにＩＣとＩＦ ＩＣがともに配置された構造を示す図である。 本発明の一実施形態によるアンテナモジュールにおいて、フィルタと収容空間を示す図である。 本発明の一実施形態によるアンテナモジュールにおいて、フィルタが第２連結部材に配置された構造を示す図である。 本発明の一実施形態によるアンテナモジュールに配置されるフィルタの様々な形態を例示する図である。 本発明の一実施形態によるアンテナモジュールの上面を例示する図である。 本発明の一実施形態によるアンテナモジュールのアンテナパッケージのうちキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）の一例を示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるアンテナモジュールのアンテナパッケージのうちキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）の一例を示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるアンテナモジュールのアンテナパッケージのうちキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）の一例を示す斜視図である。 本発明の一実施形態によるアンテナモジュールのアンテナパッケージの一例を示す斜視図である。 電子機器システムの例を概略的に示すブロック図である。 電子機器の一例を概略的に示す斜視図である。 ファン−イン半導体パッケージのパッケージング前後を概略的に示す断面図である。 ファン−イン半導体パッケージのパッケージング前後を概略的に示す断面図である。 ファン−イン半導体パッケージのパッケージング工程を概略的に示す断面図である。 ファン−イン半導体パッケージがインターポーザ基板上に実装されて、最終的に電子機器のメインボードに実装された場合を概略的に示す断面図である。 ファン−イン半導体パッケージがインターポーザ基板内に内蔵されて、最終的に電子機器のメインボードに実装された場合を概略的に示す断面図である。 ファン−アウト半導体パッケージの概略的な形状を示す断面図である。 ファン−アウト半導体パッケージが電子機器のメインボードに実装された場合を概略的に示す断面図である。
以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために拡大縮小表示（又は強調表示や簡略化表示）がされることがある。
図１は本発明の一実施形態によるアンテナモジュールを示すブロック図である。
図１を参照すると、本発明の一実施形態によるアンテナモジュール１は、アンテナ１０ａならびにＩＣ ２０ａ及びフィルタ３０ａが統合された構造を有することができる。
アンテナ１０ａは、ＲＦ（ｒａｄｉｏ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号を遠隔受信又は送信することができ、受信したＲＦ信号をＩＣ ２０ａに伝達するか、又は送信のためのＲＦ信号の伝達をＩＣ ２０ａから受けることができる。上記アンテナ１０ａは、複数のアンテナ部材を含むことにより、アンテナ性能をさらに向上させることができる。
ＩＣ ２０ａは、伝達されたＲＦ信号をＩＦ（ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）信号又はベースバンド（ｂａｓｅ ｂａｎｄ）信号に変換することができ、変換されたＩＦ信号又はベースバンド信号をアンテナモジュール１の外部に配置されたＩＦ ＩＣ、ベースバンドＩＣ、又は通信モデムに伝達することができる。また、ＩＣ ２０ａは、アンテナモジュール１の外部に配置されたＩＦ ＩＣ、ベースバンドＩＣ、又は通信モデムからの伝達を受けたＩＦ信号又はベースバンド信号をＲＦ信号に変換することができ、変換されたＲＦ信号をアンテナ１０ａに伝達することができる。ここで、ＲＦ信号の周波数（例えば、２４ＧＨｚ、２８ＧＨｚ、３６ＧＨｚ、３９ＧＨｚ、６０ＧＨｚ）はＩＦ信号（例えば、２ＧＨｚ、５ＧＨｚ、１０ＧＨｚなど）の周波数よりも大きい。一方、ＩＣ ２０ａは、周波数変換、増幅、フィルタリング、位相制御、及び電源生成のうち少なくとも一部を行うことにより、変換された信号を生成することができる。
フィルタ３０ａは、ＩＣ ２０ａによって変換されたＩＦ信号又はベースバンド信号をフィルタリングすることができる。また、フィルタ３０ａは、ＩＣ ２０ａの外部に配置されることができる。尚、フィルタ３０ａは、一例として、所定の通過帯域（例えば、８００ＭＨｚ、２．４ＧＨｚ）を有するバンドパスフィルタであってもよく、所定のカットオフ周波数（例えば、１２ＧＨｚ、１５ＧＨｚ）を有するハイパスフィルタ又はローパスフィルタであってもよい。
フィルタ３０ａのフィルタリングにより、ＩＦ信号又はベースバンド信号に含まれたノイズは減少することができる。ＲＦ信号に含まれたノイズは、ＩＦ信号又はベースバンド信号に含まれているノイズに依存することから、ＲＦ信号に含まれたノイズは、ＩＦ信号又はベースバンド信号に含まれているノイズが減少するにつれてともに減少することができる。
これにより、アンテナモジュール１は、ＲＦ信号をフィルタリングする追加のフィルタを用いることなく、ノイズ特性の要求仕様を容易に満たすことができる。その結果、アンテナモジュール１によると、ＲＦ信号をフィルタリングする追加のフィルタが占める空間だけのサイズを減らすことができる。
また、アンテナ１０ａが、アンテナ性能（例えば、送受信率、利得（ゲイン）、直進性など）のために、複数のアンテナ部材を含む場合、ＲＦ信号をフィルタリングする追加のフィルタの数はさらに多くなる必要がある。これに対し、アンテナモジュール１は、フィルタ３０ａを用いることにより、複数のアンテナ部材のそれぞれに対応する追加のフィルタを省略することができる。これにより、アンテナモジュール１は、アンテナ性能を確保しながらも、複数のフィルタが占める空間だけのサイズを減らすことで小型化することができる。
図２は本発明の一実施形態によるアンテナモジュールがＩＦ ＩＣをさらに含む構造を示すブロック図である。
図２を参照すると、本発明の一実施形態によるアンテナモジュール２は、アンテナ１０ｂ、ＩＣ ２０ｂ、ＩＦ ＩＣ ２５ｂ、及びフィルタ３０ｂが統合された構造を有することができる。
アンテナ１０ｂは、ＲＦ信号を遠隔受信又は送信することができ、受信したＲＦ信号をＩＣ ２０ｂに伝達するか、又は送信のためのＲＦ信号の伝達をＩＣ ２０ｂから受けることができる。上記アンテナ１０ｂは、複数のアンテナ部材を含むことにより、アンテナ性能をさらに向上させることができる。
ＩＣ ２０ｂは、伝達されたＲＦ信号をＩＦ信号に変換することができ、変換されたＩＦ信号をＩＦ ＩＣ ２５ｂに伝達することができる。また、ＩＣ ２０ｂは、ＩＦ ＩＣ ２５ｂからの伝達を受けたＩＦ信号をＲＦ信号に変換することができ、変換されたＲＦ信号をアンテナ１０ｂに伝達することができる。ここで、ＲＦ信号の周波数（例えば、２４ＧＨｚ、２８ＧＨｚ、３６ＧＨｚ、３９ＧＨｚ、６０ＧＨｚ）は、ＩＦ信号（例えば、２ＧＨｚ、５ＧＨｚ、１０ＧＨｚなど）の周波数よりも大きい。
ＩＦ ＩＣ ２５ｂは、伝達されたＩＦ信号をベースバンド（ｂａｓｅ ｂａｎｄ）信号に変換することができ、変換されたベースバンド信号をアンテナモジュール２の外部に配置されたベースバンドＩＣ又は通信モデムに伝達することができる。また、ＩＦ ＩＣ ２５ｂは、アンテナモジュール２の外部に配置されたベースバンドＩＣ又は通信モデムからの伝達を受けたベースバンド信号をＩＦ信号に変換することができ、変換されたＩＦ信号をＩＣ ２０ｂに伝達することができる。
フィルタ３０ｂは、ＩＣ ２０ｂによって変換されたＩＦ信号をフィルタリングすることができる。また、フィルタ３０ｂは、ＩＣ ２０ｂの外部に配置されることができる。尚、フィルタ３０ｂは、一例として、所定の通過帯域（例えば、８００ＭＨｚ、２．４ＧＨｚ）を有するバンドパスフィルタであってもよく、所定のカットオフ周波数（例えば、１２ＧＨｚ、１５ＧＨｚ）を有するハイパスフィルタ又はローパスフィルタであってもよい。
フィルタ３０ｂのフィルタリングにより、ＩＦ信号に含まれたノイズは減少することができる。ＲＦ信号に含まれたノイズは、ＩＦ信号に含まれているノイズに依存することから、ＲＦ信号に含まれたノイズは、ＩＦ信号に含まれているノイズが減少するにつれてともに減少することができる。
これにより、アンテナモジュール２は、ＲＦ信号をフィルタリングする追加のフィルタを用いることなく、ノイズ特性の要求仕様を容易に満たすことができる。その結果、アンテナモジュール２によると、ＲＦ信号をフィルタリングする追加のフィルタが占める空間だけのサイズを減らすことができる。
また、アンテナ１０ｂが、アンテナ性能（例えば、送受信率、利得（ゲイン）、直進性など）のために、複数のアンテナ部材を含む場合、ＲＦ信号をフィルタリングする追加のフィルタの数はさらに多くなる必要がある。これに対し、アンテナモジュール２は、フィルタ３０ｂを用いることにより、複数のアンテナ部材のそれぞれに対応する追加のフィルタを省略することができる。これにより、アンテナモジュール２は、アンテナ性能を確保しながらも、複数のフィルタが占める空間だけのサイズを減らすことで小型化することができる。
図３は本発明の一実施形態によるアンテナモジュールを示す側面図である。
図３を参照すると、本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、アンテナ１０ｃ、第２方向アンテナ１５ｃ、ＩＣ ２０ｃ、フィルタ３０ｃ、受動部品４０ｃ、基板５０ｃ、及びサブ基板６０ｃを含むことができる。
基板５０ｃは、少なくとも一つの配線層５１ｃと、少なくとも一つの絶縁層５２ｃと、を含むことができ、複数の配線層を電気的に連結するように、絶縁層を貫通する少なくとも一つのビアを含むことができる。例えば、基板５０ｃは、プリント回路基板として実現されることができ、上端のアンテナパッケージと下端の連結部材が結合した構造を有することができる。例えば、アンテナパッケージはＲＦ信号の送受信効率の観点から設計されることができ、連結部材は配線効率の観点から設計されることができる。
アンテナ１０ｃは、上面方向にＲＦ信号を送受信するように、基板５０ｃの上端に配置されることができ、複数のアンテナ部材で実現されることができる。例えば、上記アンテナ１０ｃは、パッチ（ｐａｔｃｈ）アンテナの構造を有し、基板５０ｃの上面に隣接して配置されることができる。
第２方向アンテナ１５ｃは、側面方向にＲＦ信号を送受信するように、基板５０ｃの側面に隣接して配置されることができる。例えば、上記第２方向アンテナ１５ｃは、ダイポール（ｄｉｐｏｌｅ）アンテナ又はマイクロストリップ（ｍｉｃｒｏｓｔｒｉｐ）アンテナの構造を有することができる。
本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、アンテナ１０ｃ及び第２方向アンテナ１５ｃを両方とも含むことにより、全方向に（ｏｍｎｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ）放射パターンを形成することができる。
ＩＣ ２０ｃ及び受動部品４０ｃは、基板５０ｃの下面に隣接して配置されることができる。受動部品４０ｃは、ＩＣ ２０ｃに必要なインピーダンスを提供するように、キャパシタ（例えば、多層セラミックキャパシタ（ＭＬＣＣ））、インダクタ、又はチップ抵抗器を含むことができる。
サブ基板６０ｃは、基板５０ｃの下面上に配置されることができ、ＩＦ信号又はベースバンド信号の経路を提供することができる。上記サブ基板６０ｃは、アンテナモジュールの外部に据え付けられて、アンテナモジュールを支持するように、支持部材として実現されることができる。
フィルタ３０ｃはサブ基板６０ｃに配置されることができる。これにより、上記フィルタ３０ｃは、ＩＦ信号又はベースバンド信号の経路に隣接してＩＦ信号又はベースバンド信号をフィルタリングすることができるため、フィルタリング性能を向上させることができる。また、基板５０ｃは、上記フィルタ３０ｃに対応する余裕空間を確保することができるため、サイズを減少させるか、又は配線効率をさらに向上させることができる。
図４は本発明の一実施形態によるアンテナモジュールがＩＦ ＩＣをさらに含む構造を示す側面図である。
図４を参照すると、本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、アンテナ１０ｄ、第２方向アンテナ１５ｄ、ＩＣ ２０ｄ、ＩＦ ＩＣ ２５ｄ、フィルタ３０ｄ、基板５０ｄ、及びサブ基板６０ｄを含むことができる。
基板５０ｄは、少なくとも一つの配線層５１ｄと、少なくとも一つの絶縁層５２ｄと、を含むことができ、複数の配線層を電気的に連結するように、絶縁層を貫通する少なくとも一つのビアを含むことができる。
第２方向アンテナ１５ｄは、側面方向及び／又は上面方向にＲＦ信号を送受信するように基板５０ｃの上面及び側面に隣接して配置されることができ、チップ（ｃｈｉｐ）アンテナのように立体構造を有することができる。
ＩＣ ２０ｄ及びＩＦ ＩＣ ２５ｄならびにフィルタ３０ｄは、基板５０ｄの下面上に配置されることができる。例えば、フィルタ３０ｄは、ＩＦ ＩＣ ２５ｄに隣接して配置されるか、又はＩＣ ２０ｄとＩＦ ＩＣ ２５ｄの間に配置されることができる。これにより、フィルタ３０ｄは、ＩＦ信号の経路に隣接してＩＦ信号をフィルタリングすることができるため、フィルタリング性能を向上させることができる。
図５は本発明の一実施形態によるアンテナモジュールにおいて、フィルタが連結部材に配置された構造を示す図である。
図５を参照すると、本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、アンテナパッケージ１００ａと連結部材２００ａが結合した構造を有する基板を含むことができる。
アンテナパッケージ１００ａは、ＲＦ信号を送信又は受信するように構成された複数のアンテナ部材１１５ａと、一端が複数のアンテナ部材１１５ａとそれぞれ電気的に連結され、他端が連結部材２００ａの少なくとも一つの配線層２１０ａに対応する配線とそれぞれ電気的に連結される複数のフィーディングビア１２０ａと、連結部材２００ａの少なくとも一つの絶縁層２２０ａの厚さよりも厚い厚さを有する誘電層１４０ａと、を含むことができ、連結部材２００ａの上端に配置されることができる。これにより、本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、上面方向に放射パターンを形成することで、ＲＦ信号を送受信することができる。
フィーディングビア１２０ａの長さ及び誘電層１４０ａの厚さにより、複数のアンテナ部材１１５ａのＲＦ信号の送受信動作のための境界条件は自由に設計されることができ、不要な境界条件（例えば、層間間隔、層間挿入物など）は除去されることができる。つまり、フィーディングビア１２０ａ及び誘電層１４０ａは、複数のアンテナ部材１１５ａのＲＦ信号の送受信動作に有利な境界条件（例えば、小さい製造公差、短い電気的長さ、滑らかな表面、大きい余裕空間、誘電定数の調節など）を提供することができるため、複数のアンテナ部材１１５ａのアンテナ性能を向上させることができる。
誘電層１４０ａは、エポキシ樹脂のような熱硬化性樹脂、ポリイミドのような熱可塑性樹脂、又はこれら樹脂が無機フィラーとともにガラス繊維（Ｇｌａｓｓ Ｆｉｂｅｒ、Ｇｌａｓｓ Ｃｌｏｔｈ、Ｇｌａｓｓ Ｆａｂｒｉｃ）などの芯材に含浸された樹脂、例えば、プリプレグ（ｐｒｅｐｒｅｇ）、ＡＢＦ（Ａｊｉｎｏｍｏｔｏ Ｂｕｉｌｄ−ｕｐ Ｆｉｌｍ）、ＦＲ−４、ＢＴ（Ｂｉｓｍａｌｅｉｍｉｄｅ Ｔｒｉａｚｉｎｅ）などで実現されることができ、設計に応じて、感光性絶縁（Ｐｈｏｔｏ Ｉｍａｇｅａｂｌｅ Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ：ＰＩＤ）樹脂で実現されることもできる。例えば、上記誘電層１４０ａは、要求される材料の特性に応じて、一般的な銅箔積層板（Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｌａｄ Ｌａｍｉｎａｔｅ、ＣＣＬ）、又はガラスやセラミック（ｃｅｒａｍｉｃ）系の絶縁材で実現されることができる。設計に応じて、上記誘電層１４０ａは、連結部材２００ａの少なくとも一つの絶縁層２２０ａよりも高い誘電定数（Ｄｋ）を有する材料で実現されることができる。
設計に応じて、上記アンテナパッケージ１００ａは、複数のアンテナ部材１１５ａ上に配置され、複数のアンテナ部材１１５ａとともに第１ＲＦ信号を送信又は受信するように構成された複数のディレクター（ｄｉｒｅｃｔｏｒ）部材１１０ａをさらに含むことができる。上記複数のディレクター部材１１０ａが形成された層の数は、アンテナモジュールの利得（ｇａｉｎ）及び高さの設計条件に応じて決定されることができる。そのため、上記層の数は１個に限定されない。
また、設計に応じて、上記アンテナパッケージ１００ａは、フィーディングビア１２０ａのそれぞれの側面を囲むように配置されて、複数のキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）をなすメッキ部材１６０ａを含むことができる。上記複数のキャビティは、複数のアンテナ部材１１５ａの放射パターンの形成に有利な境界条件（例えば、小さい製造公差、短い電気的長さ、滑らかな表面、大きい余裕空間、誘電定数の調節など）を提供することができ、複数のアンテナ部材１１５ａとの隔離度を向上させることができる。
尚、設計に応じて、上記アンテナパッケージ１００ａは、連結部材２００ａに隣接して配置されたキャビティグランド層１６５ａをさらに含むことができる。上記キャビティグランド層１６５ａは、アンテナパッケージ１００ａと連結部材２００ａの間の隔離度を向上させることができる。
さらに、設計に応じて、上記アンテナパッケージ１００ａは、複数のアンテナ部材１１５ａ上に配置される仕上げ（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）部材１５０ａをさらに含むことができる。上記仕上げ部材１５０ａは、液体状態で下に一部染み込んだ状態で、液体状態から固体状態に変化することができる。これにより、アンテナパッケージ１００ａの構造的安定性が向上することができる。また、上記仕上げ部材１５０ａは、形成過程で複数のディレクター部材１１０ａとともに形成されることができる。上記仕上げ部材１５０ａは、ＰＩＥ（Ｐｈｏｔｏ Ｉｍａｇｅａｂｌｅ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｎｔ）、ＡＢＦ（Ａｊｉｎｏｍｏｔｏ Ｂｕｉｌｄ−ｕｐ Ｆｉｌｍ）、エポキシモールディングコンパウンド（Ｅｐｏｘｙ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ、ＥＭＣ）などで実現されることができるが、これらに限定されない。
一方、ディレクター部材１１０ａ、アンテナ部材１１５ａ、フィーディングビア１２０ａ、メッキ部材１６０ａ、及びキャビティグランド層１６５ａは、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、スズ（Ｓｎ）、金（Ａｕ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉛（Ｐｂ）、チタン（Ｔｉ）、又はこれらの合金などの導電性物質で実現されることができ、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、ＰＶＤ（Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）、スパッタリング（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）、サブトラクティブ（Ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ）、アディティブ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ）、ＳＡＰ（Ｓｅｍｉ−Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ）、ＭＳＡＰ（Ｍｏｄｉｆｉｅｄ Ｓｅｍｉ−Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ）などのメッキ方法によって形成されることができるが、これらに限定されない。
図５を参照すると、連結部材２００ａは、少なくとも一つの配線層２１０ａ、少なくとも一つの絶縁層２２０ａ、配線ビア２３０ａ、接続パッド２４０ａ、パッシベーション層２５０ａ、及び電気連結構造体２９０ａを含むことができ、銅再配線層（Ｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｌａｙｅｒ、ＲＤＬ）と類似の構造を有することができる。
例えば、上記連結部材２００ａに含まれる少なくとも一つの配線層２１０ａ、少なくとも一つの絶縁層２２０ａ、及び配線ビア２３０ａのそれぞれの一部と残りは、独立して製造された後、接続パッド２４０ａ、パッシベーション層２５０ａ、及び電気連結構造体２９０ａを介して互いに連結されることができる。設計に応じて、少なくとも一つの配線層２１０ａ、少なくとも一つの絶縁層２２０ａ、及び配線ビア２３０ａが統合的に製造されることができるため、上記接続パッド２４０ａ、パッシベーション層２５０ａ、及び電気連結構造体２９０ａは省略することができる。
図５を参照すると、本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、ＩＣ ３００ａ、受動部品３５０ａ、及びサブ部材４００ａをさらに含むことができる。
ＩＣ ３００ａは、少なくとも一つの配線層２１０ａと電気的に連結される活性面（例えば、上面）と、上記活性面の反対側に配置される非活性面（例えば、下面）と、を有し、ＲＦ信号をアンテナパッケージ１００ａに伝達し、アンテナパッケージ１００ａからＲＦ信号の伝達を受けることができる。
サブ部材４００ａは、ＩＦ信号又はベースバンド信号の伝達をアンテナモジュールの外部から受けるか、又はＩＦ信号又はベースバンド信号を外部に伝達することができる。例えば、上記サブ部材４００ａは、支持部材として実現されることができるが、設計に応じて、同軸ケーブルのコネクタや収容口として実現されることができる。
図５を参照すると、本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、連結部材２００ａに配置されたフィルタ２８０ａを含むことができる。例えば、上記フィルタ２８０ａは、少なくとも一つの配線層２１０ａと同一の層に配置されることができ、少なくとも一つの配線層２１０ａに対応する配線と電気的に連結されることができる。
図６は本発明の一実施形態によるアンテナモジュールにおいて、フィルタが支持部材の上面に配置された構造を示す図である。
図６を参照すると、本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、アンテナパッケージ１００ａ、連結部材２００ａ、ＩＣ ３００ｂ、封止材３０５ｂ、上端配線層３１０ｂ、下端配線層３２０ｂ、電気連結構造体３４０ｂ、支持部材３５５ｂ、コア絶縁層３５６ｂ、コアビア３６０ｂ、及びコアメッキ部材３６５ｂを含むことができる。
ＩＣ ３００ｂは、少なくとも一つの配線層２１０ａと電気的に連結される活性面（例えば、上面）と、上記活性面の反対側に配置される非活性面（例えば、下面）と、を有し、ＲＦ信号をアンテナパッケージ１００ａに伝達し、アンテナパッケージ１００ａからＲＦ信号の伝達を受けることができる。
封止材３０５ｂは、ＩＣ ３００ａの少なくとも一部を封止することができる。上記封止材３０５ｂは、外部の電気的／物理的／化学的衝撃から保護することができ、ＰＩＥ（Ｐｈｏｔｏ Ｉｍａｇｅａｂｌｅ Ｅｎｃａｐｓｕｌａｎｔ）、ＡＢＦ（Ａｊｉｎｏｍｏｔｏ Ｂｕｉｌｄ−ｕｐ Ｆｉｌｍ）、エポキシモールディングコンパウンド（Ｅｐｏｘｙ Ｍｏｌｄｉｎｇ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ、ＥＭＣ）などで実現されることができるが、これらに限定されない。
上端配線層３１０ｂは、支持部材３５５ｂの上端に配置されるか、又は連結部材２００ａに隣接して配置されることができ、ＩＣ ３００ｂの活性面とコアビア３６０ｂの間を電気的に連結することができる。これにより、ＩＣ ３００ｂは、ＩＦ信号又はベースバンド信号の伝達経路を確保することができる。
下端配線層３２０ｂは、支持部材３５５ｂの下端に配置されることができ、コアビア３６０ｂと電気的に連結されることができる。
電気連結構造体３４０ｂは、支持部材３５５ｂの下端においてコアビア３６０ｂとアンテナモジュールの外部とを電気的に連結することができる。例えば、上記電気連結構造体３４０ｂは、半田ボール（ｓｏｌｄｅｒ ｂａｌｌ）、ピン（ｐｉｎ）、ランド（ｌａｎｄ）のような構造を有することができる。
支持部材３５５ｂは、少なくとも一つのコア配線層、少なくとも一つのコア絶縁層３５６ｂ、及びコアビア３６０ｂを含むことができる。コアビア３６０ｂは、ＩＦ信号又はベースバンド信号の通過経路であればよい。
すなわち、ＩＦ信号又はベースバンド信号は、電気連結構造体３４０ｂ、コアビア３６０ｂ、上端配線層３１０ｂ、及びＩＣ ３００ｂの順に通過することができる。
コアメッキ部材３６５ｂは、ＩＣ ３００ｂに向かう方向において支持部材３５５ｂの側面に配置されることができる。上記コアメッキ部材３６５ｂは、ＩＣ ３００ｂと支持部材３５５ｂの間の隔離度を向上させることができるため、ＩＦ信号又はベースバンド信号のノイズを低減させることができる。また、上記コアメッキ部材３６５ｂは、ＩＣ ３００ｂで発生した熱をアンテナモジュールの外部に効率的に放出することができる。
図６を参照すると、本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、支持部材３５５ｂの上端に配置されたフィルタ２８０ｂを含むことができる。上記フィルタ２８０ｂは、上端配線層３１０ｂを介してコアビア３６０ｂ又はＩＣ ３００ｂと電気的に連結されることができる。
図７は本発明の一実施形態によるアンテナモジュールにおいて、フィルタが支持部材の内層に配置された構造を示す図である。
図７を参照すると、本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、支持部材３５５ｂの内部に配置されたフィルタ３８０ｂを含むことができる。すなわち、上記フィルタ３８０ｂは、支持部材３５５ｂのコア配線層に配置されることができる。例えば、上記フィルタ３８０ｂは、複数のコア配線層を用いて立体構造を有することができる。これにより、導波管（ｗａｖｅｇｕｉｄｅ）構造又はウェハ（ｗａｆｅｒ）ベースの構造を有することができる。すなわち、本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、様々な構造のフィルタを含むことができる。
一方、本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、上端配線層３１０ｂに配置され、上端においてフィルタ３８０ｂをオーバーラップする上端グランドパターン（不図示）と、下端配線層３２０ｂに配置され、下端においてフィルタ３８０ｂをオーバーラップする下端グランドパターンと、を含むことができる。これにより、アンテナモジュールの外部又はアンテナパッケージ１００ａからフィルタ３８０ｂに与えるノイズが減少することができる。
図８は本発明の一実施形態によるアンテナモジュールにＩＣとＩＦ ＩＣがともに配置された構造を示す図である。
図８を参照すると、本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、連結部材２００ａの下面上に配置されるＩＣ ３０１ｂ及びＩＦ ＩＣ ３０２ｂを含むことができる。
ＩＣ ３０１ｂとＩＦ ＩＣ ３０２ｂは、上端配線層３１０ｂ、又は連結部材２００ａの少なくとも一つの配線層２１０ａを介して電気的に連結されることができる。支持部材３５５ｂは、ＩＣ ３０１ｂとＩＦ ＩＣ ３０２ｂをそれぞれ囲むように配置されることができる。支持部材３５５ｂの一部は、ＩＣ ３０１ｂとＩＦ ＩＣ ３０２ｂの間に配置されることができる。コアメッキ部材３６５ｂが支持部材３５５ｂの側面に配置されることから、ＩＣ ３０１ｂとＩＦ ＩＣ ３０２ｂ同士が互いに与える否定的な影響（例えば、電磁波ノイズ、熱）を低減することができる。
ここで、フィルタ３８０ｂは、支持部材３５５ｂ内に配置されることができ、ＩＦ ＩＣ ３０２ｂと電気的に連結されてＩＦ信号をフィルタリングすることができる。
一方、フィルタ３８０ｂは、支持部材３５５ｂのコアビア３６０ｂを介して支持部材３５５ｂのコア配線層、上端配線層３１０ｂ、又は下端配線層３２０ｂと電気的に連結されることができる。
図９は本発明の一実施形態によるアンテナモジュールにおいて、フィルタと収容空間を示す図である。
図９を参照すると、本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、連結部材２００ａの下面上に配置され、支持部材３５５ｂの収容空間３０７ｃ内に配置されたフィルタ２８０ｃを含むことができる。
すなわち、支持部材３５５ｂは、フィルタ２８０ｃの体積が大きい場合、収容空間３０７ｃを用いてフィルタ２８０ｃの配置スペースを提供することができる。これにより、本発明の一実施形態によるアンテナモジュールでは、様々な種類／サイズのフィルタ２８０ｃを用いることができる。
図１０は本発明の一実施形態によるアンテナモジュールにおいて、フィルタが第２連結部材に配置された構造を示す図である。
図１０を参照すると、本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、連結部材２００ａの下面上に配置される第２連結部材３９０ｄと、第２連結部材３９０ｄの下面上に配置されるＩＣ ３００ｂと、を含むことができる。
第２連結部材３９０ｄは、少なくとも一つの第２配線層３９１ｄと、少なくとも一つの第２絶縁層３９２ｄと、を含むことができ、連結部材２００ａの上面及び下面の面積よりも小さい面積の上面及び下面を有することができる。
連結部材２００ａは、アンテナパッケージ１００ａの下面から層単位で順に形成されることができ、第２連結部材３９０ｄは、ＩＣ ３００ｂの上面から層単位で順に形成されることができる。その後、連結部材２００ａの下面と第２連結部材３９０ｄの上面は互いに接合されることができる。これにより、本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、多くの数の配線層と絶縁層を確保することができるため、ＩＣ ３００ｂにさらに多くのグランドを提供することで、ＩＣ ３００ｂの動作をより効率的に補助するか、又はＩＣ ３００ｂとアンテナパッケージ１００ａの間の配線効率を向上させることができる。
また、本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、第２連結部材３９０ｄの少なくとも一つの第２配線層３９１ｄに配置されたフィルタ３８０ｄを含むことができる。連結部材２００ａ及び第２連結部材３９０ｄにより、多くの数の配線層と絶縁層を確保したアンテナモジュールは、フィルタ３８０ｄの配置スペースを安定的に提供することができる。
一方、本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、第２連結部材３９０ｄの下面上に配置される第２支持部材３８５ｄ、第２コア絶縁層３８６ｄ、及び第２コアメッキ部材３８７ｄを含むことができる。これにより、ＩＣ ３００ｂ、コアビア３６０ｂ、又はフィルタ３８０ｄとの隔離度は向上することができる。
図１１は本発明の一実施形態によるアンテナモジュールに配置されるフィルタの様々な形態を例示する図である。
図１１を参照すると、本発明の一実施形態によるアンテナモジュールに配置されるフィルタ２８０ｅ、２８０ｆ、２８０ｇ、２８０ｈは、ＩＦ信号の周波数に対応するインピーダンスを有する様々な形態の導体パターンで実現されることができ、連結部材又は支持部材の絶縁層２２０ｅ、２２０ｆ、２２０ｇ、２２０ｈに配置されることができる。
一方、本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、ＩＣの外部に配置され、基準周波数の通過帯域を有し、且つＩＦ信号又はベースバンド信号をフィルタリングする第１フィルタと、ＩＣの外部に配置され、基準周波数よりも低い周波数の通過帯域を有し、且つＩＦ信号又はベースバンド信号をフィルタリングする第２フィルタと、ＩＣの外部に配置され、基準周波数よりも高い周波数の通過帯域を有し、且つＩＦ信号又はベースバンド信号をフィルタリングする第３フィルタと、を含むことができる。すなわち、本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、様々なＩＦ信号をそれぞれフィルタリングすることができるため、様々な通信規格に最適化して動作することができる。
図１２は本発明の一実施形態によるアンテナモジュールの上面を例示する図である。
図１２を参照すると、複数のディレクター部材１１０−１、１１０−２、１１０−３、１１０−４、１１０−５、１１０−６、１１０−７、１１０−８、１１０−９はそれぞれ、対応するメッキ部材１６０−１、１６０−２、１６０−３、１６０−４、１６０−６、１６０−７、１６０−８、１６０−９、及び複数の遮蔽ビア１９０−１、１９０−２、１９０−３、１９０−４、１９０−５、１９０−６、１９０−７、１９０−８、１９０−９のうち少なくとも一つによって囲まれることができる。もし、アンテナモジュールが複数のディレクター部材を含んでいない場合には、上記複数のディレクター部材１１０−１、１１０−２、１１０−３、１１０−４、１１０−５、１１０−６、１１０−７、１１０−８、１１０−９は、複数のアンテナ部材で置き換えられることができる。
一方、図１２に示された複数のディレクター部材又は複数のアンテナ部材の数、配置及び形状は、特に限定されない。例えば、図１２に示された複数のアンテナ部材の数は４個であってもよく、又は１６個であってもよい。
また、図１２に示された複数の遮蔽ビアはメッキ部材で置き換えられることができ、図１２に示されたメッキ部材は、複数の遮蔽ビアで置き換えられることができる。
図１３ａ〜図１３ｃは、本発明のアンテナパッケージのうちキャビティ（ｃａｖｉｔｙ）の一例をそれぞれ示した斜視図である。
図１３ａを参照すると、キャビティは、ディレクター部材１１０ｅ、アンテナ部材１１５ｅ、フィーディングビア、電気連結構造体、誘電層１３０ｅ、及びメッキ部材１６０ｅのうち少なくとも一部を含むことができる。ここで、メッキ部材１６０ｅは、キャビティの側面を包囲するように配置されることができる。すなわち、キャビティの下面は、連結部材の上面に配置されたグランドパターンによってカバーされることができる。
図１３ｂを参照すると、キャビティは、ディレクター部材１１０ｆ、アンテナ部材１１５ｆ、フィーディングビア１２０ｆ、電気連結構造体１２５ｆ、誘電層１３０ｆ、及びメッキ部材１６０ｆのうち少なくとも一部を含むことができる。ここで、メッキ部材１６０ｆは、キャビティの下面の一部をカバーするように配置されることができる。すなわち、キャビティの側面は、連結部材上の絶縁部材の側面に配置されたメッキ部材によって包囲されることができる。これにより、アンテナパッケージの連結部材及びＩＣとの隔離度は向上することができる。
図１３ｃを参照すると、キャビティは、アンテナ部材１１０ｇ、フィーディングビア１２０ｇ、電気連結構造体１２５ｇ、及び誘電層１３０ｇのうち少なくとも一部を含むことができる。
一方、上記電気連結構造体１２５ｆ、１２５ｇは、アンテナパッケージと連結部材が結合する際に、連結部材の少なくとも一つの配線層に対応する配線と連結されることができる。例えば、上記電気連結構造体１２５ｆ、１２５ｇは、電極、ピン（ｐｉｎ）、半田ボール（ｓｏｌｄｅｒ ｂａｌｌ）、ランド（ｌａｎｄ）などで実現されることができる。
図１４は本発明の一実施形態によるアンテナパッケージの一例を示す斜視図である。
図１４を参照すると、アンテナパッケージは、複数のディレクター部材１１０ｄ、キャビティ１３０ｄ、誘電層１４０ｄ、メッキ部材１６０ｄ、複数の第２方向アンテナ部材１７０ｃ、１７０ｄ、及び複数のダイポールアンテナ１７５ｃ、１７５ｄを含むことができるため、本発明の一実施形態によるアンテナモジュールは、全方向に（ｏｍｎｉ−ｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌｌｙ）放射パターンを形成することができる。
複数のディレクター部材１１０ｄは、対応するアンテナ部材とともに、ｚ軸方向にＲＦ信号を送受信することができる。
複数の第２方向アンテナ部材１７０ｃ、１７０ｄは、アンテナパッケージの端に隣接して、ｚ軸方向に立てられて配置されることができる。複数の第２方向アンテナ部材１７０ｃ、１７０ｄのうち、一方はｘ軸方向に第２ＲＦ信号を送受信することができ、他方はｙ軸方向に第２ＲＦ信号を送受信することができる。
複数のダイポールアンテナ１７５ｃ、１７５ｄは、アンテナパッケージの端に隣接して誘電層１４０ｄと仕上げ部材の間に配置されることができる。複数のダイポールアンテナ１７５ｃ、１７５ｄのうち、一方はｘ軸方向に第３ＲＦ信号を送受信することができ、他方はｙ軸方向に第３ＲＦ信号を送受信することができる。設計に応じて、上記複数のダイポールアンテナ１７５ｃ、１７５ｄのうち少なくとも一部は、モノポール（ｍｏｎｏｐｏｌｅ）アンテナで置き換えられることができる。
一方、本明細書に記載の連結部材、支持部材、コアビア、ＩＣ、ＩＦ ＩＣは、後述するファン−アウト半導体パッケージに基づいて実現されることができる。以下、図１５〜図２２を参照して、上記ファン−アウト半導体パッケージの理解を助けるために付け加えて説明する。
図１５は電子機器システムの例を概略的に示すブロック図である。
図１５を参照すると、電子機器１０００はメインボード１０１０を収容する。メインボード１０１０には、チップ関連部品１０２０、ネットワーク関連部品１０３０、及びその他の部品１０４０などが物理的及び／又は電気的に連結される。これらは、後述する他の部品とも結合して様々な信号ライン１０９０を形成する。
チップ関連部品１０２０としては、揮発性メモリ（例えば、ＤＲＡＭ）、不揮発性メモリ（例えば、ＲＯＭ）、フラッシュメモリなどのメモリチップ；セントラルプロセッサ（例えば、ＣＰＵ）、グラフィックプロセッサ（例えば、ＧＰＵ）、デジタル信号プロセッサ、暗号化プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラなどのアプリケーションプロセッサチップ；アナログ−デジタルコンバータ、ＡＳＩＣ（ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ−ｓｐｅｃｉｆｉｃ ＩＣ）などのロジックチップなどが含まれるが、これらに限定されるものではなく、これら以外にも、その他の形態のチップ関連部品が含まれ得ることは言うまでもない。また、これら部品１０２０が互いに組み合わされてもよいことは言うまでもない。
ネットワーク関連部品１０３０としては、Ｗｉ−Ｆｉ（ＩＥＥＥ ８０２．１１ファミリなど）、ＷｉＭＡＸ（ＩＥＥＥ ８０２．１６ファミリなど）、ＩＥＥＥ ８０２．２０、ＬＴＥ（ｌｏｎｇ ｔｅｒｍ ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）、Ｅｖ−ＤＯ、ＨＳＰＡ＋、ＨＳＤＰＡ＋、ＨＳＵＰＡ＋、ＥＤＧＥ、ＧＳＭ（登録商標）、ＧＰＳ、ＧＰＲＳ、ＣＤＭＡ、ＴＤＭＡ、ＤＥＣＴ、ブルートゥース（登録商標）（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標））、３Ｇ、４Ｇ、５Ｇ、及びそれ以降のものとして指定された任意の他の無線及び有線プロトコルが含まれるが、これらに限定されるものではなく、これら以外にも、その他の多数の無線又は有線標準やプロトコルのうち任意のものが含まれ得る。また、ネットワーク関連部品１０３０が、チップ関連部品１０２０とともに互いに組み合わされてもよいことは言うまでもない。
その他の部品１０４０としては、高周波インダクタ、フェライトインダクタ、パワーインダクタ、フェライトビーズ、ＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ−Ｆｉｒｉｎｇ Ｃｅｒａｍｉｃｓ）、ＥＭＩ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）フィルタ、ＭＬＣＣ（Ｍｕｌｔｉ−Ｌａｙｅｒ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ）などが含まれるが、これらに限定されるものではなく、これら以外にも、その他の様々な用途のために用いられる受動部品などが含まれ得る。また、その他の部品１０４０が、チップ関連部品１０２０及び／又はネットワーク関連部品１０３０とともに互いに組み合わされてもよいことは言うまでもない。
電子機器１０００の種類に応じて、電子機器１０００は、メインボード１０１０に物理的及び／又は電気的に連結されているか連結されていない他の部品を含むことができる。他の部品としては、例えば、カメラ１０５０、アンテナ１０６０、ディスプレイ１０７０、電池１０８０、オーディオコーデック（不図示）、ビデオコーデック（不図示）、電力増幅器（不図示）、羅針盤（不図示）、加速度計（不図示）、ジャイロスコープ（不図示）、スピーカー（不図示）、大容量記憶装置（例えば、ハードディスクドライブ）（不図示）、ＣＤ（ｃｏｍｐａｃｔ ｄｉｓｋ）（不図示）、及びＤＶＤ（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｅｒｓａｔｉｌｅ ｄｉｓｋ）（不図示）などが挙げられる。但し、これらに限定されるものではなく、これら以外にも、電子機器１０００の種類に応じて様々な用途のために用いられるその他の部品などが含まれ得ることは言うまでもない。
電子機器１０００は、スマートフォン（ｓｍａｒｔ ｐｈｏｎｅ）、携帯情報端末（ｐｅｒｓｏｎａｌ ｄｉｇｉｔａｌ ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、デジタルビデオカメラ（ｄｉｇｉｔａｌ ｖｉｄｅｏ ｃａｍｅｒａ）、デジタルスチルカメラ（ｄｉｇｉｔａｌ ｓｔｉｌｌ ｃａｍｅｒａ）、ネットワークシステム（ｎｅｔｗｏｒｋ ｓｙｓｔｅｍ）、コンピュータ（ｃｏｍｐｕｔｅｒ）、モニター（ｍｏｎｉｔｏｒ）、タブレット（ｔａｂｌｅｔ）、ラップトップ（ｌａｐｔｏｐ）、ネットブック（ｎｅｔｂｏｏｋ）、テレビジョン（ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ）、ビデオゲーム（ｖｉｄｅｏ ｇａｍｅ）、スマートウォッチ（ｓｍａｒｔ ｗａｔｃｈ）、オートモーティブ（Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ）などであることができる。但し、これらに限定されるものではなく、これら以外にも、データを処理する任意の他の電子機器であってもよいことは言うまでもない。
図１６は電子機器の一例を概略的に示す斜視図である。
図１６を参照すると、電子機器は、例えば、スマートフォン１１００であってもよい。スマートフォン１１００には、無線周波数集積回路（ＲＦＩＣ：Ｒａｄｉｏ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）が半導体パッケージの形で適用されることができ、アンテナ（Ａｎｔｅｎｎａ）が基板又はモジュールの形で適用されることができる。スマートフォン１１００内において無線周波数集積回路とアンテナが電気的に連結されることで、様々な方向へのアンテナ信号の放射Ｒが可能となる。無線周波数集積回路を含む半導体パッケージとアンテナを含む基板又はモジュールは、様々な形でスマートフォンなどの電子機器に適用されることができる。
一般に、半導体チップには、数多くの微細電気回路が集積されているが、それ自体が半導体完成品としての役割を果たすことはできず、外部からの物理的又は化学的衝撃により損傷する可能性がある。したがって、半導体チップ自体をそのまま用いるのではなく、半導体チップをパッケージングして、パッケージ状態で電子機器などに用いている。
半導体パッケージングが必要な理由は、電気的連結という観点から、半導体チップと電子機器のメインボードの回路幅が異なるためである。具体的に、半導体チップは、接続パッドのサイズ及び接続パッド間の間隔が非常に微細であるのに対し、電子機器に用いられるメインボードは、電子部品実装パッドのサイズ及び電子部品実装パッド間の間隔が半導体チップのスケールより著しく大きい。したがって、半導体チップをこのようなメインボード上にそのまま取り付けることは困難であり、相互間の回路幅の差を緩和することができるパッケージング技術が要求される。
かかるパッケージング技術によって製造される半導体パッケージは、構造及び用途に応じてファン−イン半導体パッケージ（Ｆａｎ−ｉｎ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｐａｃｋａｇｅ）とファン−アウト半導体パッケージ（Ｆａｎ−ｏｕｔ ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｐａｃｋａｇｅ）に区分されることができる。
以下では、図面を参照して、ファン−イン半導体パッケージとファン−アウト半導体パッケージについてより詳細に説明する。
図１７ａ及び図１７ｂはファン−イン半導体パッケージのパッケージング前後を概略的に示す断面図であり、図１８はファン−イン半導体パッケージのパッケージング工程を概略的に示す断面図である。
図１７ａ、図１７ｂ及び図１８を参照すると、半導体チップ２２２０は、シリコン（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ガリウム砒素（ＧａＡｓ）などを含む本体２２２１と、本体２２２１の一面上に形成された、アルミニウム（Ａｌ）などの導電性物質を含む接続パッド２２２２と、本体２２２１の一面上に形成され、接続パッド２２２２の少なくとも一部を覆う酸化膜又は窒化膜などのパッシベーション膜２２２３と、を含む、例えば、ベア（Ｂａｒｅ）状態の集積回路（ＩＣ）であることができる。この際、接続パッド２２２２が非常に小さいため、集積回路（ＩＣ）は、回路幅の差が大きい電子機器のメインボードなどはもちろん、回路幅の差がメインボードよりは小さい中間レベルのプリント回路基板（ＰＣＢ）にも実装されにくい。
そのため、接続パッド２２２２を再配線するために、半導体チップ２２２０上に半導体チップ２２２０のサイズに応じて連結部材２２４０を形成する。連結部材２２４０は、半導体チップ２２２０上に感光性絶縁樹脂（ＰＩＤ）などの絶縁物質で絶縁層２２４１を形成し、接続パッド２２２２をオープンさせるビアホール２２４３ｈを形成した後、再配線層２２４２及びビア２２４３を形成することで形成することができる。その後、連結部材２２４０を保護するパッシベーション層２２５０を形成し、開口部２２５１を形成した後、アンダーバンプ金属層２２６０などを形成する。すなわち、一連の過程を経て、例えば、半導体チップ２２２０、連結部材２２４０、パッシベーション層２２５０、及びアンダーバンプ金属層２２６０を含むファン−イン半導体パッケージ２２００が製造される。
このように、ファン−イン半導体パッケージは、半導体チップの接続パッド、例えば、Ｉ／Ｏ（Ｉｎｐｕｔ／Ｏｕｔｐｕｔ）端子の全てを素子の内側に配置したパッケージ形態である。ファン−イン半導体パッケージは、電気的特性に優れており、安価で生産することができる。したがって、スマートフォンに内蔵される多くの素子がファン−イン半導体パッケージの形態で製作されており、具体的には、小型で、且つ速い信号伝達を実現するように開発が行われている。
しかしながら、ファン−イン半導体パッケージは、Ｉ／Ｏ端子の全てを半導体チップの内側に配置しなければならないため、空間的な制約が多い。したがって、このような構造は、多数のＩ／Ｏ端子を有する半導体チップや、サイズが小さい半導体チップに適用するには困難な点がある。また、このような欠点により、電子機器のメインボードにファン−イン半導体パッケージを直接実装して用いることができない。これは、再配線工程により半導体チップのＩ／Ｏ端子のサイズ及び間隔を拡大したとしても、電子機器のメインボードに直接実装可能な程度のサイズ及び間隔まで拡大することができるわけではないためである。
図１９は、ファン−イン半導体パッケージがインターポーザ基板上に実装されて、最終的に電子機器のメインボードに実装された場合を概略的に示す断面図であり、図２０は、ファン−イン半導体パッケージがインターポーザ基板内に内蔵されて、最終的に電子機器のメインボードに実装された場合を概略的に示す断面図である。
図１９及び図２０を参照すると、ファン−イン半導体パッケージ２２００においては、半導体チップ２２２０の接続パッド２２２２、すなわち、Ｉ／Ｏ端子がインターポーザ基板２３０１によりさらに再配線されて、最終的には、インターポーザ基板２３０１上にファン−イン半導体パッケージ２２００が実装された状態で電子機器のメインボード２５００に実装可能となる。この際、電気連結構造体２２７０などはアンダーフィル樹脂２２８０などにより固定されることができ、外側はモールディング材２２９０などで覆われることができる。又は、ファン−イン半導体パッケージ２２００は、別のインターポーザ基板２３０２内に内蔵（Ｅｍｂｅｄｄｅｄ）されてもよい。その場合、インターポーザ基板２３０２内に内蔵された状態の半導体チップ２２２０の接続パッド２２２２、すなわち、Ｉ／Ｏ端子が、インターポーザ基板２３０２によりさらに再配線されるため、最終的に電子機器のメインボード２５００に実装可能となる。
このように、ファン−イン半導体パッケージは電子機器のメインボードに直接実装されて用いられることが困難であるため、別のインターポーザ基板上に実装された後、さらにパッケージング工程を経て電子機器のメインボードに実装されるか、又はインターポーザ基板内に内蔵された状態で電子機器のメインボードに実装されて用いられている。
図２１はファン−アウト半導体パッケージの概略的な形状を示す断面図である。
図２１を参照すると、ファン−アウト半導体パッケージ２１００は、例えば、半導体チップ２１２０の外側が封止材２１３０により保護されており、半導体チップ２１２０の接続パッド２１２２が連結部材２１４０により半導体チップ２１２０の外側まで再配線される。この際、連結部材２１４０上にはパッシベーション層２１５０をさらに形成することができ、パッシベーション層２１５０の開口部にはアンダーバンプ金属層２１６０をさらに形成することができる。アンダーバンプ金属層２１６０上には電気連結構造体２１７０をさらに形成することができる。半導体チップ２１２０は、本体２１２１、接続パッド２１２２、パッシベーション膜（不図示）などを含む集積回路（ＩＣ）であることができる。連結部材２１４０は、絶縁層２１４１と、絶縁層２１４１上に形成された再配線層２１４２と、接続パッド２１２２と再配線層２１４２などを電気的に連結するビア２１４３と、を含むことができる。
このように、ファン−アウト半導体パッケージは、半導体チップ上に形成された連結部材により、半導体チップの外側までＩ／Ｏ端子を再配線して配置させた形態である。上述のように、ファン−イン半導体パッケージは、半導体チップのＩ／Ｏ端子の全てを半導体チップの内側に配置させなければならず、そのため、素子のサイズが小さくなると、ボールのサイズ及びピッチを減少させなければならないため、標準化されたボールレイアウトを用いることができない。これに対し、ファン−アウト半導体パッケージは、このように半導体チップ上に形成された連結部材により、半導体チップの外側までＩ／Ｏ端子を再配線して配置させた形態であるため、半導体チップのサイズが小さくなっても標準化されたボールレイアウトをそのまま用いることができる。したがって、後述のように、上記のような別のインターポーザ基板を用いることなく、電子機器のメインボード上に半導体チップ２１２０を実装することができる。
図２２はファン−アウト半導体パッケージが電子機器のメインボードに実装された場合を概略的に示す断面図である。
図２２を参照すると、ファン−アウト半導体パッケージ２１００は電気連結構造体２１７０などを介して電子機器のメインボード２５００に実装することができる。すなわち、上述のように、ファン−アウト半導体パッケージ２１００は、半導体チップ２１２０上に半導体チップ２１２０のサイズを超えるファン−アウト領域まで接続パッド２１２２を再配線できる連結部材２１４０を形成するため、標準化されたボールレイアウトをそのまま用いることができる。その結果、別のインターポーザ基板などがなくても、半導体チップ２１２０を電子機器のメインボード２５００に実装することができる。
このように、ファン−アウト半導体パッケージは、別のインターポーザ基板がなくても電子機器のメインボードに実装することができるため、インターポーザ基板を用いるファン−イン半導体パッケージに比べて厚さがより薄いパッケージ寸法を実現することができ、小型化及び薄型化が可能である。また、熱特性及び電気的特性に優れるため、モバイル製品に特に好適である。また、プリント回路基板（ＰＣＢ）を用いる一般的なＰＯＰ（Ｐａｃｋａｇｅ ｏｎ Ｐａｃｋａｇｅ）タイプに比べて、よりコンパクトに実現することができ、反り現象の発生による問題を解決することができる。
一方、ファン−アウト半導体パッケージは、このように半導体チップを電子機器のメインボードなどに実装するための、そして外部からの衝撃から半導体チップを保護するためのパッケージ技術を意味するものである。他方、ファン−イン半導体パッケージが内蔵されるインターポーザ基板などのプリント回路基板（ＰＣＢ）を用いる実装方式は、ファン−アウト半導体パッケージに基づく実装方式とはスケール、用途などが異なる実装方式である。
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。
１０ａ アンテナ
１５ｃ 第２方向アンテナ
２０ａ ＩＣ
２５ｂ ＩＦ ＩＣ
３０ａ フィルタ
４０ｃ 受動部品
５０ｃ 基板
５１ｃ 配線層
５２ｃ 絶縁層
６０ｃ サブ基板
１００ａ アンテナパッケージ
１１０ａ ディレクター（ｄｉｒｅｃｔｏｒ）部材
１１５ａ アンテナ部材
１２０ａ フィーディングビア（ｆｅｅｄｉｎｇ ｖｉａ）
１４０ａ 誘電層
１５０ａ 仕上げ（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）部材
１６０ａ メッキ（ｐｌａｔｉｎｇ）部材
１６５ａ キャビティグランド層
１７０ｃ、１７０ｄ 第２方向アンテナ部材
１９０−１から１９０−９ 遮蔽（ｓｈｉｅｌｄ）ビア
２００ａ 連結部材
２１０ａ 配線層
２２０ａ 絶縁層
２３０ａ 配線ビア
２４０ａ 接続パッド
２５０ａ パッシベーション層
２８０ａ フィルタ
２９０ａ 電気連結構造体
３００ａ ＩＣ
３０５ｂ 封止材
３０７ｃ 収容空間
３１０ｂ 上端配線層
３２０ｂ 下端配線層
３５０ａ 受動部品
３５５ｂ 支持部材
３５６ｂ コア絶縁層
３６０ｂ コアビア
３６５ｂ コアメッキ部材
３９０ｄ 第２連結部材
４００ａ サブ部材

Claims (16)

  1. 少なくとも一つの配線層及び少なくとも一つの絶縁層を含む連結部材と、
    ＲＦ信号を送信又は受信するように構成された複数のアンテナ部材、及び一端が前記複数のアンテナ部材とそれぞれ電気的に連結され、他端が前記少なくとも一つの配線層に対応する配線とそれぞれ電気的に連結される複数のフィーディングビアを含み、前記連結部材の第１面上に配置されるアンテナパッケージと、
    前記連結部材の第２面上に配置され、ＩＦ信号又はベースバンド信号の伝達を受けてＲＦ信号を伝達するか、又はＲＦ信号の伝達を受けてＩＦ信号又はベースバンド信号を伝達するように、前記少なくとも一つの配線層に対応する配線と電気的に連結されるＩＣと、
    前記ＩＣの外部に配置され、ＩＦ信号又はベースバンド信号をフィルタリングするフィルタと、を含む、アンテナモジュール。
  2. 前記連結部材の第２面上に配置され、ＩＦ信号又はベースバンド信号が通過するように、前記少なくとも一つの配線層に対応する配線と電気的に連結される支持部材をさらに含む、請求項１に記載のアンテナモジュール。
  3. 前記支持部材は、一端が前記少なくとも一つの配線層に対応する配線と電気的に連結されるコアビアと、少なくとも一つのコア配線層と、少なくとも一つのコア絶縁層と、を含み、
    前記フィルタは前記少なくとも一つのコア配線層に配置される、請求項２に記載のアンテナモジュール。
  4. 前記支持部材は、前記少なくとも一つのコア配線層の上端に配置される上端配線層と、前記少なくとも一つのコア配線層の下端に配置される下端配線層と、をさらに含み、
    前記上端配線層は、上端において前記フィルタをオーバーラップする上端グランドパターンを含み、
    前記下端配線層は、下端において前記フィルタをオーバーラップする下端グランドパターンを含む、請求項３に記載のアンテナモジュール。
  5. 前記支持部材は、前記ＩＣに向かう方向において前記支持部材の側面に配置されるコアメッキ部材をさらに含み、
    前記フィルタは前記支持部材内に配置される、請求項２に記載のアンテナモジュール。
  6. 前記連結部材の第２面上に配置され、ベースバンド信号の伝達を受けてＩＦ信号を伝達するか、又はＩＦ信号の伝達を受けてベースバンド信号を伝達するように、前記少なくとも一つの配線層に対応する配線と電気的に連結されるＩＦ ＩＣをさらに含む、請求項１から５のいずれか一項に記載のアンテナモジュール。
  7. 前記連結部材の第２面上に配置され、少なくとも一部が前記ＩＣと前記ＩＦ ＩＣの間に配置される支持部材をさらに含み、
    前記フィルタは前記支持部材に配置される、請求項６に記載のアンテナモジュール。
  8. 少なくとも一つの第２配線層と、少なくとも一つの第２絶縁層と、を含み、且つ前記連結部材と前記ＩＣの間に配置される第２連結部材をさらに含み、
    前記連結部材に向かう前記第２連結部材の面は、前記連結部材の第２面よりも小さい面積を有し、
    前記フィルタは前記第２連結部材に配置される、請求項１から７のいずれか一項に記載のアンテナモジュール。
  9. 前記ＩＣの少なくとも一部及び前記フィルタの少なくとも一部を封止する封止材をさらに含み、
    前記ＩＣは、前記連結部材に接する活性面と、前記封止材に露出する非活性面と、を有し、
    前記フィルタは前記連結部材の第２面上に配置される、請求項１から８のいずれか一項に記載のアンテナモジュール。
  10. 前記フィルタは前記連結部材の第２面上に配置され、
    前記支持部材は前記フィルタを囲む収容空間を有する、請求項２に記載のアンテナモジュール。
  11. 前記連結部材の第２面上に配置され、前記少なくとも一つの配線層に対応する配線と電気的に連結される受動部品をさらに含み、
    前記支持部材は前記受動部品を囲む第２収容空間を有する、請求項１０に記載のアンテナモジュール。
  12. 前記アンテナパッケージは、前記複数のフィーディングビアのそれぞれを囲むように配置され、前記少なくとも一つの絶縁層の厚さよりも厚い厚さを有する誘電層をさらに含む、請求項１から１１のいずれか一項に記載のアンテナモジュール。
  13. 前記アンテナパッケージは、前記複数のフィーディングビアのそれぞれを囲むように配置されるメッキ部材をさらに含む、請求項１から１２のいずれか一項に記載のアンテナモジュール。
  14. 前記ＩＣの外部に配置され、前記フィルタの通過帯域よりも低い周波数の通過帯域を有し、且つＩＦ信号又はベースバンド信号をフィルタリングする第２フィルタと、
    前記ＩＣの外部に配置され、前記フィルタの通過帯域よりも高い周波数の通過帯域を有し、且つＩＦ信号又はベースバンド信号をフィルタリングする第３フィルタと、をさらに含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載のアンテナモジュール。
  15. 少なくとも一つの配線層及び少なくとも一つの絶縁層を含む連結部材と、
    ＲＦ信号を送信又は受信するように構成された複数のアンテナ部材、及び一端が前記複数のアンテナ部材とそれぞれ電気的に連結され、他端が前記少なくとも一つの配線層に対応する配線とそれぞれ電気的に連結される複数のフィーディングビアを含み、前記連結部材の第１面上に配置されるアンテナパッケージと、
    前記連結部材の第２面上に配置され、ＩＦ信号又はベースバンド信号の伝達を受けてＲＦ信号を伝達するか、又はＲＦ信号の伝達を受けてＩＦ信号又はベースバンド信号を伝達するように、前記少なくとも一つの配線層に対応する配線と電気的に連結されるＩＣと、
    前記連結部材の第２面上に配置され、ＩＦ信号又はベースバンド信号が通過するように、前記少なくとも一つの配線層に対応する配線と電気的に連結される支持部材と、
    前記支持部材に配置されるフィルタと、を含む、アンテナモジュール。
  16. 前記支持部材は、一端が前記少なくとも一つの配線層に対応する配線と電気的に連結されるコアビアと、少なくとも一つのコア配線層と、少なくとも一つのコア絶縁層と、前記少なくとも一つのコア配線層の上端に配置される上端配線層と、前記少なくとも一つのコア配線層の下端に配置される下端配線層と、をさらに含み、
    前記フィルタは前記少なくとも一つのコア配線層に配置され、
    前記上端配線層は、上端において前記フィルタをオーバーラップする上端グランドパターンを含み、
    前記下端配線層は、下端において前記フィルタをオーバーラップする下端グランドパターンを含む、請求項１５に記載のアンテナモジュール。
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