KR100635163B1 - 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈 및 이를 제조하기 위한방법 - Google Patents

케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈 및 이를 제조하기 위한방법 Download PDF

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KR100635163B1
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Abstract

본 발명은 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈(front end module) 및 이를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로, 기판과 케이스간의 접합 면적을 축소시켜 제품의 소형화 설계를 용이하게 할 수 있음은 물론, 케이스의 고착력을 강화시킬 수 있는 효과가 있다.
이를 위한 본 발명에 의한 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈은, 회로 패턴이 인쇄된 세라믹 기판; 상기 세라믹 기판 상에 실장되며 상면이 전도성 물질로된 SAW 필터; 및 상기 SAW 필터를 덮기 위하여, 평면부와 상기 평면부에서 직교하도록 아래로 절곡된 절곡부를 그 양측에 구비하되, 상기 평면부는 상기 SAW 필터의 상면과 솔더의 개재하에 고착되고, 상기 절곡부의 단부는 상기 절곡부와 대응하는 기판부위에 형성된 금속 패드와 솔더의 개재하에 고착된 금속 케이스;를 포함한다.
프론트 엔드 모듈, SAW 필터, 케이스, 솔더

Description

케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈 및 이를 제조하기 위한 방법{Front end module having case and method for manufacturing the same}
도 1은 일반적인 LTCC 기술을 이용한 수동 소자의 집적 패키지를 개략적으로 도시한 도면.
도 2는 종래기술에 따른 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈을 나타내는 단면도.
도 3은 종래기술에 따른 케이스와 기판간의 접합 면적을 나타내는 평면도.
도 4a 내지 도 4c는 종래기술에 따른 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈을 제조하기 위한 방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.
도 5는 일반적인 LTCC의 공정 과정의 순서도를 도시한 도면.
도 6은 일반적인 프론트 엔드 모듈을 도시한 블록도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈을 나타내는 단면도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 케이스와 기판간의 접합 면적을 나타내는 평면도.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 실시예에 따른 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈을 제조하기 위한 방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
70: 세라믹 기판 71: 부품 접속용 금속 패드
72: 케이스 접속용 금속 패드 73: 부품 고착용 솔더
74: SAW 필터 74a: 전도성 물질
75: IC 칩 76: 표면 실장 부품
77: 케이스 고착용 솔더 78: 금속 케이스
78a: 평면부 78b: 절곡부
본 발명은 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈 및 이를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로서, 특히, 전도성 물질의 상면으로 구성된 SAW(surface acoustic wave) 필터를 구비하는 프론트 엔드 모듈에 장착되는 케이스의 고착력을 강화시킬 수 있고, 기판과 케이스간의 접합 면적을 축소시켜 제품의 소형화 설계를 용이하게 할 수 있는 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈 및 이를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
최근 이동 통신 시스템의 발전에 따라, 휴대 전화, 휴대형 정보 단말기 등의 이동 통신 기기가 급속히 보급되고, 이들 이동 통신 시스템에 사용되는 주파수도 800 MHz 내지 1 GHz대와, 1.5 GHz 내지 2.0 GHz대로 다방면에 걸쳐 서로 다른 주파수 대역의 신호를 송수신하기 위한 시스템이 제공되고 있다.
따라서, 이들 기기의 소형화 및 고성능화의 요구로부터 이들에 사용되는 부품도 소형화 및 고성능화가 요구되고, 휴대용 전자기기의 소형화와 비용절감을 위한 노력이 가속화되면서 필연적으로 이들을 구성하는 수동소자들의 집적화에 대한 관심과 연구가 활발히 진행되고 있다.
종래부터 능동 기능의 소자들은 거의 대부분 실리콘 기술에 기반을 둔 고밀도 집적 회로로 통합이 이루어지면서 단지 몇 개의 칩 부품으로 구현되고 있지만, 반면에 수동 소자(저항, 캐패시터, 인덕터 등)의 집적화는 거의 이루어지지 못하여 개별 소자가 회로기판 상에 납땜 등의 방법으로 부착되었다.
따라서, 전자기기의 소형화와 이들 수동 소자의 성능 향상 및 신뢰성을 증진시키기 위한 수동 소자의 집적화 기술에 대한 요구가 점점 증대되고 있으며, 이러한 문제를 해결할 수 있는 것으로 저온 동시 소성 세라믹(Low Temperature Co-fired Ceramics: LTCC) 기술을 이용한 집적화 기술이 현재 활발히 연구되고 있다.
도 1은 일반적인 LTCC 기술을 이용한 수동 소자의 집적 패키지를 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 상기 LTCC 기술이란 닥터 블래이드법 등으로 제조된 시트(수십 내지 수백 ㎛의 두께) 형태의 세라믹 유전체(10)와 여러가지 회로 요소를 구현하기 위한 전도성 금속 페이스트를 이용하여 여러 층의 적층형 소자를 제조하는 기술로서, 이러한 적층형 소자 내부에 인덕터(L), 캐패시터(C) 및 저항(R) 등과 같은 각종 수동 소자를 모두 포함시킬 수 있고, 나아가 SAW 필터(11) 및 IC 칩(12) 등의 부품들도 함께 실장할 수 있다.
상기와 같은 LTCC 기술은 금 혹은 은과 같은 전도성이 우수하고 산화 분위기 에서도 소성이 가능한 전도성 금속을 사용할 수 있다는 장점으로 인해 저항(R), 캐패시터(C), 인덕터(L) 등의 다양한 수동소자를 구현하여 이동 통신 장치의 프론트 엔드 모듈(front end module)에 적용될 수 있는 것이다. 상기 프론트 엔드 모듈에 있어서, SAW 필터(11)는 전도성 물질의 상면으로 구성된 제품과, 에폭시 몰딩으로 된 제품의 두 가지 타입이 상용화되어 있다.
도 2는 종래기술에 따른 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈을 나타내는 단면도로서, 상기 두 가지 타입의 SAW 필터 중에서 전도성 물질의 상면으로 구성된 SAW 필터를 구비한 프론트 엔드 모듈을 나타내는 도면이다.
종래의 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈은, 도 2에 도시한 바와 같이, LTCC 기술에 의하여 주어진 회로 요소를 구현하기 위한 회로 패턴(도시안됨)이 인쇄된 세라믹 기판(40) 상에 표면 실장 부품(46)이 실장되어 있고, 이러한 표면 실장 부품(46)을 금속 케이스(48)가 덮고 있는 구성을 가지고 있다.
여기서, 상기 회로 패턴은 인덕터, 캐패시터 및 저항 등으로 구성될 수 있다. 그리고, 상기 표면 실장 부품(46)은 전도성 물질(44a)의 상면으로 구성된 SAW 필터(44), 및 IC 칩(45) 등으로 구성될 수 있으며, 이러한 표면 실장 부품(46)들 중에서, 일반적으로 상기 SAW 필터(44)가 가장 높은 높이를 갖는다.
상기 표면 실장 부품(46)은 부품 고착용 솔더(43)에 의해 세라믹 기판(40) 상에 형성된 부품 접속용 금속 패드(41)에 전기적으로 접속 및 고착된다. 또한, 상기 금속 케이스(48)는 케이스 고착용 솔더(47)에 의해 세라믹 기판(40)의 양측 가장자리 부분에 형성된 케이스 접속용 금속 패드(42)에 전기적으로 접속 및 고착 된다. 이때, 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 세라믹 기판(40) 내부에는 전도성 페이스트로 채워진 비아들이 회로 구성에 따라 적절히 형성되어 있으며, 상기 비아에 의해 기판(40)에 인쇄된 회로 패턴들, 회로 패턴과 부품 접속용 금속 패드(41), 및 회로 패턴과 케이스 접속용 금속 패드(42)가 서로 전기적으로 접속된다.
자세하게, 상기 금속 케이스(48)는 평면부(48a)와 상기 평면부(48a)에서 직교하도록 아래로 절곡된 절곡부(48b)를 그 양측에 구비하며, 상기 절곡부(48b)의 단부가 각각의 케이스 접속용 금속 패드(42)에 고착되어 전기적으로 접속되는 것이다.
도 3은 종래기술에 따른 케이스와 기판간의 접합 면적을 나타내는 평면도이다. 도 3으로부터, 금속 케이스(48)의 절곡부(48b)만이 그와 대응되는 기판(40) 부위에 형성된 케이스 접속용 금속 패드(42)와 접합되는 것을 알 수가 있다. 도 3에서 빗금친 부분은 금속 케이스(48)와 기판(40), 즉 금속 케이스(48)의 절곡부(48b)와 케이스 접속용 금속 패드(42)간의 접합 면적을 나타낸 것이다.
이하에서는, 전술한 바와 같은 종래기술에 따른 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈을 제조하기 위한 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 4a 내지 도 4c는 종래기술에 따른 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈을 제조하기 위한 방법을 설명하기 위한 공정별 단면도이다.
먼저, 도 4a에 도시한 바와 같이, LTCC 기술에 의하여 주어진 회로 요소를 구현하기 위한 회로 패턴(도시안됨)이 인쇄된 세라믹 기판(40)을 제공한다. 그런 다음, 상기 기판(40)에 인쇄된 회로 패턴과 회로 구성에 따라 전기적으로 접속되는 부품 접속용 금속 패드(41) 및 케이스 접속용 금속 패드(42)를 상기 기판(40)의 표면에 각각 형성한다. 상기 부품 접속용 금속 패드(41) 및 케이스 접속용 금속 패드(42)는 스크린 인쇄 공정 등에 의해 형성될 수 있다. 이러한 패턴(41,42)들과 회로 패턴은 세라믹 기판(40) 내에 구비된 비아(도시안됨)에 의해 서로 전기적으로 접속된다.
다음으로, 도 4b에 도시한 바와 같이, 상기 부품 접속용 금속 패드(41) 상에 부품 고착용 솔더(43)를 도포한다. 상기 부품 고착용 솔더(43)의 도포 공정은, 디스펜싱 방식, 핀 전사 방식 및 스크린 인쇄 방식 등에 의해 수행될 수 있다. 그리고, 상기 부품 고착용 솔더(43)의 도포 공정이 완료된 기판(40)의 부품 접속용 금속 패드(41) 상에 회로 구성에 따라 SMT 소자, 즉 표면 실장 부품(46)을 올려 놓는 마운팅(mounting) 공정을 수행한다. 상기 마운팅 공정은 SMT 머신(machine)을 이용하여 수행된다. 이때, 표면 실장 부품(46)은 SAW 필터(44) 및 IC 칩(45) 등으로 구성된다. 여기서, 상기 SAW 필터(44)의 상면은 전도성 물질(44a)로 구성되어 있으며, 전술한 바와 같이 상기 표면 실장 부품(46)들 중에서 일반적으로 상기 SAW 필터(44)의 높이가 가장 높다.
그런 다음, 상기 표면 실장 부품(46)이 올려 놓여진 기판(40)에 솔더 리플로우(reflow) 공정을 수행하여, 상기 부품 고착용 솔더(43)에 의해 상기 표면 실장 부품(46)을 기판(40)에 고착시킴으로써, SMT를 완료한다.
이어서, 도 4c에 도시한 바와 같이, 상기 SMT가 완료된 기판(40)의 케이스 접속용 금속 패드(42) 상에 케이스 고착용 솔더(47)를 도포한다. 상기 케이스 고착용 솔더(47)의 도포 공정은 전술한 바와 같이 디스펜싱 방식, 핀 전사 방식 및 스크린 인쇄 방식 등을 통해 수행된다. 그 다음에, 상기 케이스 고착용 솔더(47)의 도포 공정이 완료된 기판(40) 상에 상기 표면 실장 부품(46)을 덮도록 금속 케이스(48)를 올려 놓는다. 상기 금속 케이스(48)는 평면부(48a)와 평면부(48a)에서 직교하도록 아래로 절곡된 절곡부(48b)를 그 양측에 구비한다. 이때, 상기 절곡부(48b)의 단부가 케이스 접속용 금속 패드(42) 상에 도포된 케이스 고착용 솔더(47) 위에 놓이게 된다.
이어서, 금속 케이스(48)가 올려 놓여진 기판(40)에 솔더 리플로우 공정을 수행하여, 상기 케이스 고착용 솔더(47)에 의해 금속 케이스(48)를 상기 기판(40)에 고착시킨다. 즉, 상기 솔더 리플로우 공정에 의해 절곡부(48b)의 단부가 케이스 접속용 금속 패드(42) 부분에 고착되어 전기적으로 접속된다.
그러나, 전술한 바와 같은 종래의 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈 및 이를 제조하기 위한 방법에 의하면, 금속 케이스(48)의 절곡부(48b)만이 기판(40)의 케이스 접속용 금속 패드(42)와 접합되는 것과 관련하여, 기판(40)과 금속 케이스(48)간의 고착력이 오직 상기 금속 케이스(48)의 절곡부(48b)와 케이스 접속용 금속 패드(42)간의 접합 면적에만 의존하고 있다. 이와 같이, 금속 케이스(48)의 절곡부(48b)와 케이스 접속용 금속 패드(42)간의 접합 면적에만 의존하는 기판(40)과 케이스(48)간의 고착력을 감안할 경우, 상기 접합 면적을 줄이기가 어렵다는 문제가 있었다. 결국, 제품의 크기가 소형화되어 가고 있지만, 상기 접합 면적을 줄이 기가 어려워 제품의 소형화에 따른 설계 마진을 확보하는 데에 한계가 있었다.
따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, SAW 필터의 상면과 케이스의 평면부를 접합시킴으로써, 기판과 케이스간의 접합 면적을 축소시켜 제품의 소형화에 따른 설계 마진을 확보할 수 있고, 또한 케이스의 고착력을 강화시킬 수 있는 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈 및 이를 제조하기 위한 방법을 제공하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈은,
회로 패턴이 인쇄된 세라믹 기판;
상기 세라믹 기판 상에 실장되며 상면이 전도성 물질로된 SAW 필터; 및
상기 SAW 필터를 덮기 위하여, 평면부와 상기 평면부에서 직교하도록 아래로 절곡된 절곡부를 그 양측에 구비하되, 상기 평면부는 상기 SAW 필터의 상면과 솔더의 개재하에 고착되고, 상기 절곡부의 단부는 상기 절곡부와 대응하는 기판부위에 형성된 금속 패드와 솔더의 개재하에 고착된 금속 케이스;를 포함한다.
여기서, 상기 금속 패드는, 상기 절곡부와 대응하는 기판의 전부위에 형성된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 금속 패드는, 상기 절곡부와 대응하는 기판의 일부위에 형성된 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈을 제조하기 위한 방법은,
회로 패턴이 인쇄된 세라믹 기판을 제공하는 단계;
상기 기판의 표면에 부품 접속용 금속 패드 및 케이스 접속용 금속 패드를 각각 형성하는 단계;
상기 부품 접속용 금속 패드 상에 상면이 전도성 물질로된 SAW 필터를 포함한 표면 실장 부품을 SMT시키는 단계;
상기 SMT가 완료된 기판의 상기 케이스 접속용 금속 패드 및 상기 SAW 필터의 상면에 각각 케이스 고착용 솔더를 도포하는 단계;
상기 표면 실장 부품을 덮도록 상기 기판에, 평면부와 상기 평면부에서 직교하도록 아래로 절곡된 절곡부를 그 양측에 구비하는 금속 케이스를 올려놓되, 상기 평면부가 상기 SAW 필터의 상면에 도포된 상기 케이스 고착용 솔더 위에 놓이게 하고, 상기 절곡부의 단부가 상기 케이스 접속용 금속 패드 상에 도포된 상기 케이스 고착용 솔더 위에 놓이게 하는 단계; 및
상기 금속 케이스가 올려 놓여진 기판에 솔더 리플로우 공정을 수행하여 상기 금속 케이스를 기판에 고착시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 케이스 접속용 금속 패드는, 상기 금속 케이스의 절곡부와 대응하는 기판의 전부위에 형성하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 케이스 접속용 금속 패드는, 상기 금속 케이스의 절곡부와 대 응하는 기판의 일부위에 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 표면 실장 부품을 SMT시키는 단계는,
상기 부품 접속용 금속 패드 상에 부품 고착용 솔더를 도포하는 단계;
상기 부품 고착용 솔더의 도포 공정이 완료된 기판의 부품 접속용 금속 패드 상에 상면이 전도성 물질로된 SAW 필터를 포함한 표면 실장 부품을 올려 놓는 단계; 및
상기 표면 실장 부품이 올려 놓여진 기판에 솔더 리플로우 공정을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 실시예에서 사용되는 세라믹 기판은, 일례로서 다음과 같은 방법으로 제조될 수 있다. 도 5는 일반적인 LTCC의 공정 과정의 순서도를 도시한 도면이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 먼저, 롤(roll)에 감겨있는 형태로 공급되는 일정한 두께와 폭을 지닌 저온 소결용 유전체 필름에 대한 검사를 한 후, 소정의 크기로 잘라내는 슬리팅 공정을 수행하여 전체 적층수에 해당하는 만큼의 시트를 준비한다.
그리고, 시트 형태로 준비된 유전체 필름을 공기중에서 120℃의 온도로 20 내지 30분간 열처리하는 단계가 수행된다.
상기 전처리 공정을 거친 유전체 필름에 블랭크 틀(die)을 이용하여 방위표 식 및 작업구역을 나타내는 표식 등을 형성하는 블랭킹(blanking) 공정을 수행하게 된다.
그 다음에, 펀칭 혹은 레이저를 사용하여 시트에 적당한 크기의 비아(via)를 형성하는 단계가 수행된다. 여기서, 상기 비아는 각 층간의 전기적 연결을 위한 것으로 열 확산을 용이하게 하는 온도 통로, 적층 단계에서 각 층을 정확한 위치로 정렬하기 위한 툴 홀, 그리고 패턴을 인쇄할 때 기준점을 삼기 위한 레지스터 홀 등의 용도로 사용된다.
이어서, 상기 시트에 형성된 각 비아를 전도성 페이스트로 채우는 비아 필링 단계가 수행된다. 여기서, 스크린 인쇄기 혹은 압출식 비아 필터 등이 사용되며 황동 혹은 스테인레스 강판을 이용하여 만든 스텐실을 이용하여 비아의 정확한 위치에 페이스트가 채워지도록 한다. 이 때 사용되는 전도성 페이스트는 시트와 소성후 수축률이 잘 맞아야 한다.
그런 다음, 상기 시트에 회로 요소를 구현하기 위한 회로 패턴을 전도성 페이스트를 이용한 스크린 인쇄법으로 형성한다. 여기서, 상기 시트는 시각 정렬 또는 기계적 레지스터를 이용하여 위치를 제어 및 정렬시킨다. 상기 회로 패턴 인쇄에 사용되는 전도성 페이스트는 소성후 시트와 X 및 Y 방향으로 수축률이 일치하여야 한다. 한편, 상기 회로 패턴은 모든 시트들에 형성될 수도 있고, 또는 일부의 시트에만 형성될 수도 있다.
이어서, 상기 비아를 채운 전도성 페이스트와 회로 패턴을 형성한 페이스트를 약 120℃의 온도로 박스 오븐(box oven)에서 5 분간 건조시키는 단계가 수행된 다.
그리고, 상기 비아 및 회로 패턴이 형성된 시트를 조명 책상 위에서 확대 현미경을 이용하여 검사한다.
다음으로, 정밀한 적층 틀을 이용하여 레지스터링이 수행된다. 여기서, 상기 각 시트를 유지해주고 있던 프레임에서 분리된 시트가 각각 순서대로 정확한 위치를 맞추어 한장 씩 쌓여진다.
그 다음, 상기 적층된 각 시트를 열과 압력을 이용하여 서로 접착 시켜주는 라미네이션(lamination) 단계가 수행된다. 이때, 일축압(uniaxial press) 또는 정수압(isostatic press)을 사용하는데, 상기 일축압을 사용할 경우 약 70℃로 가열된 평판을 이용하여 5분 정도 가압하고, 180°를 회전시켜서 다시 같은 방법으로 가압하여 전체적으로 균일한 압력이 전달되도록 한다. 반면, 정수압을 이용할 때에는 적층된 시트를 플라스틱 봉지에 넣어 진공 포장하고 가열된 물을 이용하여 정수압을 가한다. 여기서, 상기 가압 시간과 온도는 상기 일축압과 같지만, 5 분간의 가압 후 다시 180°회전하여 가압하는 과정은 필요하지 않다.
상기 라미네이션이 끝나면, 이를 평탄한 세터 타일 위에 올려놓고 용광로에서 소성을 한다. 약 200~500℃의 온도 범위에서 약 1 시간 이상 유지시키면 유전체 필름 및 페이스트에 들어있는 바인더 등의 유기물을 태워버릴 수 있고, 이후 계속하여 온도를 올려서 850~900℃의 온도 범위에서 소성을 한다.
그리고, 상기 소성 공정이 끝난 후에 후막 저항기, 유전체 및 도체 등을 형성하거나 기타 특별한 세라믹 공정(이하, "소성후 공정"이라 칭함)을 거치게 된다.
이어서, 상기 소성 및 소성후 공정이 완료되면 전기적 단락 여부를 모든 제품에 대하여 실시한다. 그리고, 다양한 방법을 이용하여 절단한 후, 상기 절단된 부품을 최종적으로 검사하게 된다.
상기와 같은 LTCC 기술은 금 혹은 은과 같은 전도성이 우수하고 산화 분위기에서도 소성이 가능한 전도성 금속을 사용할 수 있다는 장점으로 인해 저항(R), 캐패시터(C), 인덕터(L) 등의 다양한 수동소자를 구현하여 이동 통신 장치의 프론트 엔드 모듈에 적용될 수 있다.
상기 프론트 엔드 모듈은 GSM 방식에 사용되는 부품으로서, 안테나 스위치 모듈에 SAW 필터를 내장한 제품이다. 여기서, 도 6은 일반적인 프론트 엔드 모듈을 도시한 블록도로서, 도면에서 점선으로 둘러싸인 부분(30)은 프론트 엔드 모듈이며, 도면 부호 31은 안테나, 32는 송신 회로의 증폭회로, 33은 수신 회로의 증폭회로이다. 그리고, 도면부호 34는 송신 회로의 증폭회로(32)에서 발생한 고조파를 제거하는 로패스 필터, 35는 송수신 변환용 안테나 스위치, 36은 밴드 패스 필터로서 배치된 SAW 필터, 37은 평형-불평형 변환기("발룬(balun)"이라 칭함)이다. 도면부호 38은 송신 회로의 증폭회로(32)에 접속되는 포트이고, 39a 및 39b는 수신 회로의 증폭회로(33)에 접속되는 포트이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈을 나타내는 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈은, 도 7에 도시 한 바와 같이, 상술한 바와 같은 LTCC 기술에 의하여 주어진 회로 요소를 구현하기 위한 회로 패턴(도시안됨)이 인쇄된 세라믹 기판(70) 상에 표면 실장 부품(76)이 실장되어 있고, 상기 표면 실장 부품(76)을 금속 케이스(78)가 덮고 있는 구성을 가지고 있다. 상기 표면 실장 부품(76)은 전도성 물질(74a)의 상면으로 구성된 SAW 필터(74) 및 IC 칩(75) 등으로 구성되며, 상기 표면 실장 부품(76)은 부품 고착용 솔더(73)에 의해 세라믹 기판(70) 상에 형성된 부품 접속용 금속 패드(71)에 전기적으로 접속 및 고착된다. 상기 표면 실장 부품(76)들 중에서, 일반적으로 SAW 필터(74)가 가장 높은 높이를 갖는다.
한편, 표면탄성파(surface acoustic wave)는 기판의 표면을 따라 전달되는 파동의 상태를 나타내는 것으로 깊이 방향으로 급격히 감쇄되는 특징을 지니며, SAW 필터(74)는 이러한 특징을 주파수 선택기능 소자로 응용한 것이다. 즉, SAW 소자는 절연성이 큰 기판에 금속 전극을 형성해 압전을 걸면 일시적으로 기판 표면이 뒤틀리는데, 이 작용을 이용하여 물리적인 파를 일으키게 된다. 상기 SAW 소자 표면을 전달하는 물결 속도가 전자파보다 느리기 때문에 일시적으로 전기 신호를 지연시키거나 특정 주파수 신호만을 통과시키는 필터로 이용되는 것이다.
상기 금속 케이스(78)는 평면부(78a)와, 평면부(78a)에서 직교하도록 아래로 절곡된 절곡부(78b)를 그 양측에 구비한다. 이러한 금속 케이스(78)는 케이스 고착용 솔더(77)에 의해 그 평면부(78a)가 표면 실장 부품(76)들 중 가장 높은 높이를 갖는 부품인 SAW 필터(74)의 상면에 고착되고, 상기 절곡부(78b)의 단부가 세라믹 기판(70)의 양측 가장자리 부분에 형성된 케이스 접속용 금속 패드(72)에 고착 되어 전기적으로 접속된다. 이때, 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 세라믹 기판(70) 내부에는 전도성 페이스트로 채워진 비아들이 회로 구성에 따라 적절히 형성되어 있으며, 상기 비아에 의해 기판(70)에 인쇄된 회로 패턴들, 회로 패턴과 부품 접속용 금속 패드(71), 및 회로 패턴과 케이스 접속용 금속 패드(72)가 서로 전기적으로 접속된다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 케이스와 기판간의 접합 면적을 나타내는 평면도로서, 도면에 도시한 바와 같이, 금속 케이스(78)의 평면부(78a)로부터 절곡된 절곡부(78b)의 단부가 기판(70)의 케이스 접속용 금속 패드(72)와 접합될 뿐만 아니라, 금속 케이스(78)의 평면부(78a)도 SAW 필터(74)의 상면에 추가적으로 접합된다.
즉, 종래의 기술에서는 금속 케이스(78)의 절곡부(78b)만이 기판(70)의 케이스 접속용 금속 패드(72)와 접합되어, 기판(70)과 케이스(78)간의 고착력이 오직 절곡부(78b)와 케이스 접속용 금속 패드(72)간의 접합 면적에만 의존하는 것에 비하여, 본 발명에서는 기판(70)과 금속 케이스(78)간의 고착력이 케이스(78)의 절곡부(78b)와 케이스 접속용 금속 패드(72)간의 접합 면적 뿐만 아니라, SAW 필터(74)의 상면과 케이스(78)의 평면부(78a)간의 접합 면적에도 의존하기 때문에, 고착력의 분산 및 강화 효과를 얻을 수 있다.
따라서, 상기 케이스 접속용 금속 패드(72)는 종래의 기술에서와 마찬가지로 상기 금속 케이스(78)의 절곡부(78b)와 대응하는 기판(70)의 전부위에 걸쳐 형성될 수도 있지만, 도 8에 도시한 바와 같이, 금속 케이스(78)의 절곡부(78b)와 대응하 는 기판(70)의 일부위에만 형성될 수도 있다.
이때, 도 8에서 빗금친 부분은 금속 케이스(78)와 케이스 접속용 금속 패드(72), 및 금속 케이스(78)와 SAW 필터(74)간의 접합 면적을 나타낸 것이다. 도 8로부터, 금속 케이스(78)의 평면부(78a)와 SAW 필터(74)의 상면간의 접합 면적이 금속 케이스(78)의 절곡부(78b)와 케이스 접속용 금속 패드(72)간의 접합 면적보다 크다는 것을 알 수 있다. 즉, 금속 케이스(78)의 평면부(78a)와 SAW 필터(74)의 상면간의 접합 면적만으로도 원하는 고착력을 얻을 수 있기 때문에, 금속 케이스(78)의 절곡부(78b)와 케이스 접속용 금속 패드(72)간의 접합 면적을 더욱 감소시킬 수 있다. 그러므로, 제품의 소형화에 따른 설계 마진을 확보할 수 있게 된다.
이하에서는, 전술한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈을 제조하기 위한 방법에 대하여 설명하기로 한다.
도 9a 내지 도 9c는 본 발명의 실시예에 따른 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈을 제조하기 위한 방법을 설명하기 위한 공정별 단면도이다.
먼저, 도 9a에 도시한 바와 같이, LTCC 기술에 의하여 주어진 회로 요소를 구현하기 위한 인덕터(L), 캐패시터(C) 및 저항(R) 등의 회로 패턴(도시안됨)이 인쇄된 세라믹 기판(70)을 제공한다. 상기 회로 패턴은 전기 전도도가 우수한 Ag 등으로 이루어질 수 있다.
그런 다음, 상기 기판(70)에 인쇄된 회로 패턴과 회로 구성에 따라 전기적으로 접속되는 부품 접속용 금속 패드(71) 및 케이스 접속용 금속 패드(72)를 상기 기판(70)의 표면에 각각 형성한다. 상기 부품 접속용 금속 패드(71) 및 케이스 접속용 금속 패드(72)는 스크린 인쇄 공정 등에 의해 형성될 수 있다. 여기서, 상기 케이스 접속용 금속 패드(72)는, 후속적으로 기판(70)에 고착되는 금속 케이스의 절곡부와 대응하는 기판(70)의 전부위에 형성될 수도 있지만, 상기 금속 케이스의 절곡부와 대응하는 기판(70)의 일부위에만 형성될 수도 있다. 한편, 상기 금속 패드(71,72)들과 기판(70)에 인쇄된 회로 패턴은 상술한 바와 같이 세라믹 기판(70) 내에 형성되는 비아(도시안됨)에 의해 서로 전기적으로 접속된다.
다음으로, 도 9b에 도시한 바와 같이, 상기 부품 접속용 금속 패드(71) 상에 부품 고착용 솔더(73)를 도포한다. 상기 부품 고착용 솔더(73)의 도포 공정은, 디스펜싱 방식, 핀 전사 방식 및 스크린 인쇄 방식 등에 의해 수행될 수 있으며, 그 도포 방식은 특별히 제한되지 않는다. 그리고, 상기 부품 고착용 솔더(73)의 도포 공정이 완료된 기판(70)의 부품 접속용 금속 패드(71) 상에 회로 구성에 따라 표면 실장 부품(76)을 올려 놓는 마운팅 공정을 수행한다. 상기 마운팅 공정은 SMT 머신에 의해 수행되며, 이와 같은 마운팅 공정에 의해 기판(70)의 정해진 위치에 SMT 소자인 표면 실장 부품(76)이 배치되는 것이다. 이때, 표면 실장 부품(76)은 SAW 필터(74) 및 IC 칩(75) 등으로 구성된다. 여기서, 상기 SAW 필터(74)의 상면은 전도성 물질(74a)로 구성되어 있으며, 상술한 바와 같이 상기 표면 실장 부품(76)들 중에서 일반적으로 상기 SAW 필터(74)의 높이가 가장 높다.
그런 다음, 상기 표면 실장 부품(76)이 올려 놓여진 기판(70)에 솔더 리플로우 공정을 수행하여, 부품 고착용 솔더(73)에 의해 상기 표면 실장 부품(76)을 기 판(70)에 고착시킴으로써, SMT를 완료한다.
이어서, 도 9c에 도시한 바와 같이, 상기 SMT가 완료된 기판(70)의 케이스 접속용 금속 패드(72) 및 SAW 필터(74)의 상면에 각각 케이스 고착용 솔더(77)를 도포한다. 상기 케이스 고착용 솔더(77)의 도포 공정은 전술한 바와 같이 디스펜싱 방식, 핀 전사 방식 및 스크린 인쇄 방식 등을 통해 수행될 수 있다. 다음으로, 상기 케이스 고착용 솔더(77)의 도포 공정이 완료된 기판(70) 상에 상기 표면 실장 부품(76)을 덮도록 금속 케이스(78)를 올려 놓는다. 상기 케이스(78)는 평면부(78a)와 평면부(78a)에서 직교하도록 아래로 절곡된 절곡부(78b)를 그 양측에 구비한다. 이때, 상기 금속 케이스(78)의 평면부(78a)가 SAW 필터(74)의 상면에 도포된 솔더(77) 위에 놓이게 되고, 상기 절곡부(78b)의 단부가 상기 케이스 접속용 금속 패드(72) 상에 도포된 솔더(77) 위에 놓이게 된다.
그런 다음, 상기와 같이 금속 케이스(78)가 올려 놓여진 기판(70)에 솔더 리플로우 공정을 수행함으로써, 상기 케이스 고착용 솔더(77)에 의해 금속 케이스(78)를 기판(70)에 고착시킨다. 즉, 상기 솔더 리플로우 공정이 진행됨에 따라, 금속 케이스(78)의 평면부(78a)가 상기 케이스 고착용 솔더(77)가 도포된 SAW 필터(74)의 상면에 고착되고, 금속 케이스(78) 양측의 절곡부(78b) 역시 케이스 고착용 솔더(77)에 의해 케이스 접속용 금속 패드(72)에 고착되어 전기적으로 접속된다.
이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 특허청구범위에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함되는 것으로 보아야 할 것이다.
앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈 및 이를 제조하기 위한 방법에 의하면, 케이스의 절곡부를 기판에 고착시킬 뿐만 아니라, 케이스의 평면부를 SAW 필터의 상면에 추가적으로 고착시킴으로써, 케이스의 절곡부와 기판간의 접합 면적을 최소화할 수 있다. 따라서, 제품의 소형화에 따른 설계 마진을 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 케이스의 고착력을 강화시킬 수 있다.

Claims (7)

  1. 회로 패턴이 인쇄된 세라믹 기판;
    상기 세라믹 기판 상에 실장되며 상면이 전도성 물질로된 SAW 필터; 및
    상기 SAW 필터를 덮기 위하여, 평면부와 상기 평면부에서 직교하도록 아래로 절곡된 절곡부를 그 양측에 구비하되, 상기 평면부는 상기 SAW 필터의 상면과 솔더의 개재하에 고착되고, 상기 절곡부의 단부는 상기 절곡부와 대응하는 기판부위에 형성된 금속 패드와 솔더의 개재하에 고착된 금속 케이스;를 포함하는 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 패드는, 상기 절곡부와 대응하는 기판의 전부위에 형성된 것을 특징으로 하는 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 패드는, 상기 절곡부와 대응하는 기판의 일부위에 형성된 것을 특징으로 하는 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈.
  4. 회로 패턴이 인쇄된 세라믹 기판을 제공하는 단계;
    상기 기판의 표면에 부품 접속용 금속 패드 및 케이스 접속용 금속 패드를 각각 형성하는 단계;
    상기 부품 접속용 금속 패드 상에 상면이 전도성 물질로된 SAW 필터를 포함한 표면 실장 부품을 SMT시키는 단계;
    상기 SMT가 완료된 기판의 상기 케이스 접속용 금속 패드 및 상기 SAW 필터의 상면에 각각 케이스 고착용 솔더를 도포하는 단계;
    상기 표면 실장 부품을 덮도록 상기 기판에, 평면부와 상기 평면부에서 직교하도록 아래로 절곡된 절곡부를 그 양측에 구비하는 금속 케이스를 올려놓되, 상기 평면부가 상기 SAW 필터의 상면에 도포된 상기 케이스 고착용 솔더 위에 놓이게 하고, 상기 절곡부의 단부가 상기 케이스 접속용 금속 패드 상에 도포된 상기 케이스 고착용 솔더 위에 놓이게 하는 단계; 및
    상기 금속 케이스가 올려 놓여진 기판에 솔더 리플로우 공정을 수행하여 상기 금속 케이스를 기판에 고착시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈을 제조하기 위한 방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 케이스 접속용 금속 패드는, 상기 금속 케이스의 절곡부와 대응하는 기판의 전부위에 형성하는 것을 특징으로 하는 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈을 제조하기 위한 방법.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 케이스 접속용 금속 패드는, 상기 금속 케이스의 절곡부와 대응하는 기판의 일부위에 형성하는 것을 특징으로 하는 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈을 제조하기 위한 방법.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 표면 실장 부품을 SMT시키는 단계는,
    상기 부품 접속용 금속 패드 상에 부품 고착용 솔더를 도포하는 단계;
    상기 부품 고착용 솔더의 도포 공정이 완료된 기판의 부품 접속용 금속 패드 상에 상면이 전도성 물질로된 SAW 필터를 포함한 표면 실장 부품을 올려 놓는 단계; 및
    상기 표면 실장 부품이 올려 놓여진 기판에 솔더 리플로우 공정을 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 케이스를 구비한 프론트 엔드 모듈을 제조하기 위한 방법.
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