KR100871346B1 - Electromagnetic bandgap structure and printed circuit board - Google Patents

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KR100871346B1 KR1020070061829A KR20070061829A KR100871346B1 KR 100871346 B1 KR100871346 B1 KR 100871346B1 KR 1020070061829 A KR1020070061829 A KR 1020070061829A KR 20070061829 A KR20070061829 A KR 20070061829A KR 100871346 B1 KR100871346 B1 KR 100871346B1
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metal layer
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dielectric layer
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윤일성
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박대현
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삼성전기주식회사
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Abstract

An electromagnetic bandgap structure and a printed circuit board are provided to obtain a low bandgap frequency while having a small size. A first dielectric layer is laminated on a first metal layer(320a). A mush type structure(330) includes a metal plate(332) laminated on the first dielectric layer and a via(334) of which one end is connected to the metal plate. A second dielectric layer(320b) is laminated on the metal plate and the first dielectric layer. The other end(334b) of the via is positioned in a hole(350) formed in the first metal layer and is connected to the first metal layer through the metal line. The other end of via is connected to a via land(360) positioned in the hole. The metal line(340) connects the via land and the first metal layer.

Description

전자기 밴드갭 구조물 및 인쇄회로기판{Electromagnetic bandgap structure and printed circuit board}Electromagnetic bandgap structure and printed circuit board

도 1은 아날로그 회로와 디지털 회로를 포함하는 인쇄회로기판의 단면도. 1 is a cross-sectional view of a printed circuit board including an analog circuit and a digital circuit.

도 2는 종래 기술에 따른 아날로그 회로와 디지털 회로 사이의 혼합 신호 문제를 해결하는 전자기 밴드갭 구조물의 단면도.2 is a cross-sectional view of an electromagnetic bandgap structure that solves the mixed signal problem between analog and digital circuits in accordance with the prior art.

도 3은 도 2에 도시된 전자기 밴드갭 구조물의 금속판 배열 구조를 나타낸 평면도. 3 is a plan view showing a metal plate arrangement structure of the electromagnetic bandgap structure shown in FIG.

도 4는 도 2에 도시된 전자기 밴드갭 구조물의 사시도.4 is a perspective view of the electromagnetic bandgap structure shown in FIG.

도 5는 도 2에 도시된 전자기 밴드갭 구조물의 등가회로도. FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the electromagnetic bandgap structure shown in FIG. 2. FIG.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 회로와 디지털 회로 사이의 혼합 신호 문제를 해결하는 전자기 밴드갭 구조물의 입체 사시도.6 is a three-dimensional perspective view of an electromagnetic bandgap structure that solves the mixed signal problem between analog and digital circuits in accordance with one embodiment of the present invention.

도 7은 도 6에 도시된 전자기 밴드갭 구조물의 배열 구조를 나타낸 평면도.7 is a plan view showing the arrangement of the electromagnetic bandgap structure shown in FIG.

도 8은 도 6에 도시된 전자기 밴드갭 구조물과 종래 기술에 따른 전자기 밴드갭 구조물을 이용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 한 결과도. FIG. 8 is a result of computer simulation using the electromagnetic bandgap structure shown in FIG. 6 and the electromagnetic bandgap structure according to the prior art.

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 아날로그 회로와 디지털 회로 사이의 혼합 신호 문제를 해결하는 전자기 밴드갭 구조물의 입체 사시도.9 is a three-dimensional perspective view of an electromagnetic bandgap structure that solves the mixed signal problem between analog and digital circuits in accordance with another embodiment of the present invention.

도 10은 도 9에 도시된 전자기 밴드갭 구조물의 배열 구조를 나타낸 평면도.10 is a plan view showing the arrangement of the electromagnetic bandgap structure shown in FIG.

도 11은 도 9에 도시된 전자기 밴드갭 구조물과 종래 기술에 따른 전자기 밴드갭 구조물을 이용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 한 결과도. 11 is a result of computer simulation using the electromagnetic bandgap structure shown in Figure 9 and the electromagnetic bandgap structure according to the prior art.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

300, 400: 전자기 밴드갭 구조물300, 400: electromagnetic bandgap structure

310a, 310b: 금속층310a, 310b: metal layer

320a, 320b: 유전층320a, 320b: dielectric layer

330: 버섯형 구조물330: mushroom structure

332: 금속판 334: 비아332: metal plate 334: via

340: 금속선340: metal wire

345: 나선 구조의 금속선345: spiral metal wire

350: 홀350: hall

본 발명은 인쇄회로기판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아날로그 회로와 디지털 회로 사이의 혼합 신호(mixed signal) 문제를 해결한 전자기 밴드갭 구조물 및 인쇄회로기판에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a printed circuit board, and more particularly, to an electromagnetic bandgap structure and a printed circuit board which solve a mixed signal problem between an analog circuit and a digital circuit.

이동성이 중요시되는 최근 경향에 따라 무선 통신이 가능한 이동 통신 단말, PDA(Personal Digital Assistants), 노트북, DMB(Digital Multimedia Broadcasting) 기기 등 다양한 기기들이 출시되고 있다. Recently, as mobility is important, various devices such as mobile communication terminals, PDAs (Personal Digital Assistants), notebook computers, and DMB (Digital Multimedia Broadcasting) devices capable of wireless communication are being released.

이러한 기기들은 무선 통신을 위해 아날로그 회로(analog circuit)(예를 들어, RF 회로)와 디지털 회로(digital circuit)가 복합적으로 구성되어 있는 인쇄회로기판(printed circuit board)을 포함하고 있다. These devices include printed circuit boards that consist of a combination of analog circuits (eg RF circuits) and digital circuits for wireless communication.

도 1은 아날로그 회로와 디지털 회로를 포함하는 인쇄회로기판의 단면도이다. 4층 구조를 가지는 인쇄회로기판(100)이 도시되어 있으나, 그 외 2층, 6층 등 다양한 구조의 인쇄회로기판도 적용가능하다. 여기서, 아날로그 회로는 RF 회로인 것으로 가정한다. 1 is a cross-sectional view of a printed circuit board including an analog circuit and a digital circuit. Although the printed circuit board 100 having a four-layer structure is illustrated, a printed circuit board having various structures, such as two layers and six layers, is also applicable. Here, it is assumed that the analog circuit is an RF circuit.

인쇄회로기판(100)은 금속층(metal layer)(110-1, 110-2, 110-3, 110-4, 이하 110이라 약칭함)과, 금속층(110) 사이에 적층된 유전층(dielectric layer)(120)(120-1, 120-2, 120-3으로 구분됨)과, 최상위 금속층(110-1) 상에 장착된 디지털 회로(130)와, RF 회로(140)를 포함한다. The printed circuit board 100 may include a metal layer 110-1, 110-2, 110-3, 110-4, hereinafter abbreviated as 110, and a dielectric layer stacked between the metal layer 110. (120) (divided into 120-1, 120-2, and 120-3), a digital circuit 130 mounted on the uppermost metal layer 110-1, and an RF circuit 140.

참조번호 110-2의 금속층을 접지층(ground layer), 110-3의 금속층을 전원층(power layer)라고 가정하면, 접지층(110-2)과 전원층(110-3) 사이에 연결된 비아(160)를 통해 전류가 흐르고, 인쇄회로기판(100)은 미리 정해진 동작 또는 기능을 수행한다. Assuming that the metal layer 110-2 is a ground layer and the metal layer 110-3 is a power layer, a via connected between the ground layer 110-2 and the power layer 110-3. Current flows through the 160, and the printed circuit board 100 performs a predetermined operation or function.

여기서, 디지털 회로(130)의 동작 주파수와 하모닉스(harmonics) 성분들에 의한 전자파(EM wave)(150)가 RF 회로(140)로 전달되어 혼합 신호(mixed signal) 문제를 발생시킨다. 혼합 신호 문제는 디지털 회로(130)에서의 전자파가 RF 회 로(140)가 동작하는 주파수 대역 내의 주파수를 가짐으로 인해 RF 회로(140)의 정확한 동작을 방해하는 것을 의미한다. 예를 들어, RF 회로(140)가 소정 주파수 대역의 신호를 수신함에 있어서, 해당 주파수 대역 내에 신호를 포함하는 전자파(150)가 디지털 회로(130)로부터 전달됨으로 인해 해당 주파수 대역 내에서 정확한 신호의 수신이 어려울 수 있다.Here, the electromagnetic wave (EM wave) 150 due to the operating frequency of the digital circuit 130 and the harmonics components are transmitted to the RF circuit 140 to generate a mixed signal problem. The mixed signal problem means that electromagnetic waves in the digital circuit 130 interfere with the correct operation of the RF circuit 140 because they have a frequency in the frequency band in which the RF circuit 140 operates. For example, when the RF circuit 140 receives a signal of a predetermined frequency band, since the electromagnetic wave 150 including the signal in the frequency band is transmitted from the digital circuit 130, the accurate signal within the corresponding frequency band may be lost. Reception can be difficult.

이러한 혼합 신호 문제는 전자 기기가 복잡해짐에 따라 디지털 회로(130)의 동작 주파수가 증가하고, 점점 복잡해짐에 따라 해결이 어려워지고 있다. The mixed signal problem is difficult to solve as the operating frequency of the digital circuit 130 increases as the electronic device becomes complicated and becomes more complicated.

전원 노이즈(power noise)의 전형적인 해결책인 디커플링 커패시터(decoupling capacitor)에 의한 방법도 고주파수에서는 적절한 해결책이 되지 못하는 바, RF 회로와 디지털 회로 사이에 고주파수의 노이즈를 차단하는 구조물의 연구가 필요한 실정이다. The decoupling capacitor method, which is a typical solution of power noise, is not an appropriate solution at high frequencies. Therefore, a study of a structure that blocks high frequency noise between RF circuits and digital circuits is required.

도 2는 종래 기술에 따른 아날로그 회로와 디지털 회로 사이의 혼합 신호 문제를 해결하는 전자기 밴드갭 구조물의 단면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 전자기 밴드갭 구조물의 금속판 배열 구조를 나타낸 평면도이다. 도 4는 도 2에 도시된 전자기 밴드갭 구조물의 사시도이며, 도 5는 도 2에 도시된 전자기 밴드갭 구조물의 등가회로도이다. 2 is a cross-sectional view of an electromagnetic bandgap structure for solving a mixed signal problem between an analog circuit and a digital circuit according to the prior art, and FIG. 3 is a plan view showing a metal plate arrangement structure of the electromagnetic bandgap structure shown in FIG. 4 is a perspective view of the electromagnetic bandgap structure shown in FIG. 2, and FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the electromagnetic bandgap structure shown in FIG. 2.

전자기 밴드갭 구조물(electromagnetic bandgap structure)(200)은 제1 금속층(210-1), 제2 금속층(210-2), 제1 유전층(220a), 제2 유전층(220b), 금속판(232) 및 비아(via)(234)를 포함한다. The electromagnetic bandgap structure 200 may include a first metal layer 210-1, a second metal layer 210-2, a first dielectric layer 220a, a second dielectric layer 220b, a metal plate 232, and the like. Via 234 is included.

제1 금속층(210-1)과 금속판(232)은 비아(234)를 통해 연결되어 있으며, 금 속판(232) 및 비아(234)는 버섯형(mushroom type) 구조물(230)을 형성한다(도 4 참조). The first metal layer 210-1 and the metal plate 232 are connected through the via 234, and the metal plate 232 and the via 234 form a mushroom type structure 230 (FIG. 4).

제1 금속층(210-1)이 접지층(ground layer)인 경우 제2 금속층(210-2)은 전원층(power layer)이고, 제1 금속층(210-1)이 전원층인 경우 제2 금속층(210-2)은 접지층이 된다. When the first metal layer 210-1 is a ground layer The second metal layer 210-2 is a power layer, and when the first metal layer 210-1 is a power layer, the second metal layer is a power layer. 210-2 becomes a ground layer.

즉, 접지층과 전원층 사이에 금속판(232) 및 비아(234)로 형성된 버섯형 구조물(230)을 반복하여 배열함으로써(도 3 참조), 특정 주파수 대역에 포함되는 신호를 통과시키지 않는 밴드갭(bandgap) 구조를 가지게 된다. That is, by repeatedly arranging the mushroom structure 230 formed of the metal plate 232 and the via 234 between the ground layer and the power layer (see FIG. 3), a band gap that does not pass a signal included in a specific frequency band It has a (bandgap) structure.

특정 주파수 대역에 포함되는 신호를 통과시키지 않는 기능은 저항(resistance)(RE, RP), 인덕턴스(inductance)(LE, LP), 커패시턴스(capacitance)(CE, CP, CG), 컨덕턴스(conductance)(GP, GE) 성분에 의한 것이며, 도 5에 도시된 것과 같은 등가회로로 근사화되어 표현된다. Functions that do not pass signals in a particular frequency band include resistance (R E , R P ), inductance (L E , L P ), capacitance (C E , C P , C G ) And the conductance (G P , G E ) components, which are expressed by approximating an equivalent circuit as shown in FIG. 5.

디지털 회로와 RF 회로가 동일 기판에 구현되어 사용되는 대표적인 전자 기기로 이동 통신 단말이 있다. 이동 통신 단말의 경우 혼합 신호 문제를 해결하기 위해서는 RF 회로의 동작 주파수인 0.8~2.0 GHz 영역에서의 노이즈 차폐가 필요하며, 이동 통신 단말에서 사용될 수 있도록 버섯형 구조물 사이즈가 작아야 한다. 하지만, 상술한 전자기 밴드갭 구조물을 사용하는 경우 이 둘을 동시에 만족하지 못하는 문제점이 있다. BACKGROUND OF THE INVENTION Representative electronic devices in which digital circuits and RF circuits are implemented and used on the same substrate are mobile communication terminals. In order to solve the mixed signal problem in the mobile communication terminal, noise shielding is required in the region of 0.8 to 2.0 GHz, which is an operating frequency of the RF circuit, and the size of the mushroom structure must be small to be used in the mobile communication terminal. However, when using the above-described electromagnetic bandgap structure there is a problem that does not satisfy both at the same time.

버섯형 구조물의 사이즈가 작아지면 노이즈가 차폐되는 밴드갭(bandgap) 주 파수가 높아지는 관계에 있어 상술한 이동 통신 단말에서 RF 회로의 동작 주파수인 0.8~2.0 GHz 영역에서 효과적이지 못하였다. As the size of the mushroom-shaped structure decreases, the bandgap frequency at which the noise is shielded increases, so that the above-described mobile communication terminal is not effective in the 0.8-2.0 GHz region of the operating frequency of the RF circuit.

따라서, 본 발명은 작은 크기를 가지면서도 낮은 밴드갭 주파수를 가지는 전자기 밴드갭 구조물 및 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.Accordingly, the present invention provides an electromagnetic bandgap structure and a printed circuit board having a small size and a low bandgap frequency.

또한, 본 발명은 RF 회로와 디지털 회로가 동일 기판 내에 구현되어 있는 전자 기기(예를 들어, 이동 통신 단말 등)에서의 혼합 신호 문제를 해결한 전자기 밴드갭 구조물 및 인쇄회로기판을 제공하는 것이다.The present invention also provides an electromagnetic bandgap structure and a printed circuit board that solve the mixed signal problem in an electronic device (for example, a mobile communication terminal, etc.) in which an RF circuit and a digital circuit are implemented in the same substrate.

또한, 본 발명은 특정 주파수의 노이즈를 통과시키지 않는 전자기 밴드갭 구조물 및 인쇄회로기판을 제공하는 것이다. The present invention also provides an electromagnetic bandgap structure and a printed circuit board which do not pass noise of a specific frequency.

본 발명의 이외의 목적들은 하기의 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다. Other objects of the present invention will be readily understood through the following description.

본 발명의 일 측면에 따르면, 소정 주파수 대역의 신호 전달을 방지하는 전자기 밴드갭 구조물이 제공된다. According to one aspect of the present invention, an electromagnetic bandgap structure is provided that prevents signal transmission in a predetermined frequency band.

전자기 밴드갭 구조물은, 제1 금속층; 상기 제1 금속층 상에 적층된 제1 유전층; 상기 제1 유전층 상에 적층된 금속판과, 일단이 상기 금속판에 연결된 비아(via)를 포함하는 버섯형 구조물; 상기 금속판 및 상기 제1 유전층 상에 적층된 제2 유전층; 및 상기 제2 유전층 상에 적층된 제2 금속층을 포함하되, 상기 비아의 타단은 상기 제1 금속층에 형성된 홀 내에 위치하고, 금속선을 통해 상기 제1 금속층과 연결된다. The electromagnetic bandgap structure includes a first metal layer; A first dielectric layer stacked on the first metal layer; A mushroom structure comprising a metal plate stacked on the first dielectric layer and vias connected at one end to the metal plate; A second dielectric layer stacked on the metal plate and the first dielectric layer; And a second metal layer stacked on the second dielectric layer, wherein the other end of the via is located in a hole formed in the first metal layer and is connected to the first metal layer through a metal wire.

여기서, 상기 비아의 타단은 상기 홀 내에 위치하는 비아 랜드와 연결되고, 상기 금속선은 상기 비아 랜드와 상기 제1 금속층을 연결할 수 있다. Here, the other end of the via may be connected to a via land located in the hole, and the metal line may connect the via land to the first metal layer.

그리고 상기 홀은 상기 비아와 상기 금속선을 수용할 수 있다.The hole may accommodate the via and the metal wire.

또한, 상기 버섯형 구조물은 상기 제1 금속층과 상기 제2 금속층 사이에 복수개가 존재할 수 있다. In addition, the mushroom structure may be a plurality between the first metal layer and the second metal layer.

또한, 상기 금속선은 상기 비아의 타단과 상기 제1 금속층을 연결하는 직선 형태이거나 상기 금속선은 상기 비아의 타단을 둘러싸는 나선 구조를 가질 수 있다.The metal wire may have a straight line connecting the other end of the via to the first metal layer, or the metal wire may have a spiral structure surrounding the other end of the via.

그리고 상기 비아에 상응하여 상기 금속판과 상기 제1 금속층 간에 직렬 연결되는 인덕턴스(inductance)를 이용하여 소정 주파수 대역의 전자파 전달을 방지하는 것이 가능하다. In addition, it is possible to prevent electromagnetic wave transmission in a predetermined frequency band by using an inductance connected in series between the metal plate and the first metal layer corresponding to the via.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 아날로그 회로와 디지털 회로를 포함하고 있어 디지털 회로로부터 아날로그 회로로의 소정 주파수 대역의 신호 전달을 방지하는 인쇄회로기판이 제공된다.According to another aspect of the present invention, there is provided a printed circuit board comprising an analog circuit and a digital circuit to prevent signal transmission of a predetermined frequency band from the digital circuit to the analog circuit.

인쇄회로기판은, 제1 금속층; 상기 제1 금속층 상에 적층된 제1 유전층; 상기 제1 유전층 상에 적층된 금속판과, 일단이 상기 금속판에 연결된 비아(via)를 포함하는 버섯형 구조물; 상기 금속판 및 상기 제1 유전층 상에 적층된 제2 유전 층; 및 상기 제2 유전층 상에 적층된 제2 금속층을 포함하는 전자기 밴드갭 구조물이 상기 아날로그 회로와 상기 디지털 회로 사이에 배치되되, 상기 비아의 타단은 상기 제1 금속층에 형성된 홀 내에 위치하고, 금속선을 통해 상기 제1 금속층과 연결된다. The printed circuit board includes a first metal layer; A first dielectric layer stacked on the first metal layer; A mushroom structure comprising a metal plate stacked on the first dielectric layer and vias connected at one end to the metal plate; A second dielectric layer stacked on the metal plate and the first dielectric layer; And a second metal layer stacked on the second dielectric layer, the electromagnetic bandgap structure disposed between the analog circuit and the digital circuit, wherein the other end of the via is located in a hole formed in the first metal layer, and through a metal wire. It is connected to the first metal layer.

여기서, 상기 제1 금속층은 접지층(ground layer) 또는 전원층(power layer) 중 어느 하나이고, 상기 제2 금속층은 다른 하나일 수 있다. Here, the first metal layer may be either a ground layer or a power layer, and the second metal layer may be the other.

그리고 상기 아날로그 회로는 외부로부터의 무선 신호를 수신하는 안테나를 포함하는 RF 회로일 수 있다. The analog circuit may be an RF circuit including an antenna for receiving a radio signal from the outside.

또한, 상기 비아의 타단은 상기 홀 내에 위치하는 비아 랜드와 연결되고, 상기 금속선은 상기 비아 랜드와 상기 제1 금속층을 연결할 수 있다. The other end of the via may be connected to a via land located in the hole, and the metal line may connect the via land to the first metal layer.

그리고 상기 홀은 상기 비아와 상기 금속선을 수용할 수 있다. The hole may accommodate the via and the metal wire.

또한, 상기 버섯형 구조물은 상기 제1 금속층과 상기 제2 금속층 사이에 복수개가 존재할 수 있다.In addition, the mushroom structure may be a plurality between the first metal layer and the second metal layer.

또한, 상기 금속선은 상기 비아의 타단과 상기 제1 금속층을 연결하는 직선 형태이거나 상기 금속선은 상기 비아의 타단을 둘러싸는 나선 구조를 가질 수 있다. The metal wire may have a straight line connecting the other end of the via to the first metal layer, or the metal wire may have a spiral structure surrounding the other end of the via.

또한, 상기 비아에 상응하여 상기 금속판과 상기 제1 금속층 간에 직렬 연결되는 인덕턴스를 이용하여 소정 주파수 대역의 전자파 전달을 방지하는 것이 가능하다. In addition, it is possible to prevent electromagnetic wave transmission in a predetermined frequency band by using an inductance connected in series between the metal plate and the first metal layer corresponding to the via.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.As the invention allows for various changes and numerous embodiments, particular embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the written description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, it should be understood to include all transformations, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the following description of the present invention, if it is determined that the detailed description of the related known technology may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. Terms such as first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this application, the terms "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 아날로그 회로와 디지털 회로 사이의 혼합 신호 문제를 해결하는 전자기 밴드갭 구조물의 입체 사시도이고, 도 7은 도 6에 도시된 전자기 밴드갭 구조물의 배열 구조를 나타낸 평면도이며, 도 8은 도 6에 도시된 전자기 밴드갭 구조물과 종래 기술에 따른 전자기 밴드갭 구조물을 이용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 한 결과도이다. FIG. 6 is a three-dimensional perspective view of an electromagnetic bandgap structure for solving a mixed signal problem between an analog circuit and a digital circuit according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7 illustrates an arrangement structure of the electromagnetic bandgap structure shown in FIG. 8 is a plan view illustrating a computer simulation using the electromagnetic bandgap structure shown in FIG. 6 and the electromagnetic bandgap structure according to the prior art.

일 실시예에 따른 전자기 밴드갭 구조물(300)은 금속판(332)과 비아(334)를 포함하는 버섯형 구조물(330), 제1 금속층(310a), 제2 금속층(310b), 제1 유전층(320a) 및 제2 유전층(320b)을 포함한다. 여기서, 버섯형 구조물(330)은 소정 크기의 금속판(332)과, 일단(334a)이 금속판(332)에 연결되고 타단(334b)이 제1 금속층(310a)에 연결되는 비아(334)를 포함하여 구성된다. According to an embodiment, the electromagnetic bandgap structure 300 may include a mushroom structure 330 including a metal plate 332 and vias 334, a first metal layer 310a, a second metal layer 310b, and a first dielectric layer ( 320a) and a second dielectric layer 320b. Here, the mushroom structure 330 includes a metal plate 332 of a predetermined size, and a via 334 having one end 334a connected to the metal plate 332 and the other end 334b connected to the first metal layer 310a. It is configured by.

제1 금속층(310a)과 금속판(332)은 비아(334)를 통해 연결되어 있다. 보다 상세하게는 비아(334)의 타단(334b)이 비아 랜드(360)와 연결되고, 비아 랜드(360)가 금속선(340)을 통하여 제1 금속층(310a)과 연결되거나 비아 랜드 없이 비아(334)의 타단(334b)이 금속선(340)을 통하여 제1 금속층(310a)과 연결된다. The first metal layer 310a and the metal plate 332 are connected through the via 334. More specifically, the other end 334b of the via 334 is connected to the via land 360, and the via land 360 is connected to the first metal layer 310a through the metal line 340 or without the via 334. The other end 334b) is connected to the first metal layer 310a through the metal line 340.

제1 금속층(310a)과 제2 금속층(310b) 사이에는 유전층(320)이 적층되어 있다. 유전층(320)은 금속판(332)을 기준으로 형성 시기에 따라 제1 유전층(320a)과 제2 유전층(320b)으로 구분된다. The dielectric layer 320 is stacked between the first metal layer 310a and the second metal layer 310b. The dielectric layer 320 is divided into a first dielectric layer 320a and a second dielectric layer 320b according to the formation time based on the metal plate 332.

제1 금속층(310a), 제2 금속층(310b), 금속판(332) 및 비아(334)는 전원이 공급되어 신호가 전달될 수 있는 금속 물질(예를 들어, 구리(Cu) 등)로 구성된다. The first metal layer 310a, the second metal layer 310b, the metal plate 332, and the via 334 are made of a metal material (for example, copper (Cu), etc.) to which power is supplied to which a signal can be transmitted. .

제1 유전층(320a)과 제2 유전층(320b)은 동일한 유전 물질 또는 유전율이 동 일하거나 서로 다른 유전 물질로 구성될 수 있다. The first dielectric layer 320a and the second dielectric layer 320b may be formed of the same dielectric material or a dielectric material having the same or different dielectric constants.

제1 금속층(310a)이 접지층(ground layer)인 경우 제2 금속층(310b)은 전원층(power layer)이며, 제1 금속층(310a)이 전원층인 경우 제2 금속층(310b)은 접지층이다. 즉, 제1 금속층(310a)과 제2 금속층(310b)은 유전층(320)을 사이에 두고 인접하고 있는 접지층과 전원층으로 구성된다. When the first metal layer 310a is a ground layer, the second metal layer 310b is a power layer, and when the first metal layer 310a is a power layer, the second metal layer 310b is a ground layer. to be. That is, the first metal layer 310a and the second metal layer 310b are formed of a ground layer and a power supply layer adjacent to each other with the dielectric layer 320 interposed therebetween.

금속판(332)은 정사각형 모양을 가지는 것으로 도시되어 있으나, 그 외 다각형, 원형, 타원형 등의 다양한 형태를 가질 수 있다. The metal plate 332 is illustrated as having a square shape, but may have various shapes such as polygons, circles, and ellipses.

제1 금속층(310a)에는 비아(334)의 타단(334b) 및 금속선(340)을 수용하는 홀(350)이 형성되어 있다.A hole 350 is formed in the first metal layer 310a to accommodate the other end 334b of the via 334 and the metal wire 340.

전자기 밴드갭 구조물(300)을 형성하는 방법은 다음과 같다. The method of forming the electromagnetic bandgap structure 300 is as follows.

제1 금속층(310a)을 적층한다. 그리고 홀(350)과, 제1 금속층(310a) 및 비아(334)를 연결하는 금속선(340)을 패터닝한다. 비아 랜드(360)를 필요로 하는 경우 비아 랜드(360)도 함께 패터닝한다. 패터닝(patterning)은 인쇄회로기판에서 회로 패턴을 형성할 때 일반적으로 사용하는 마스킹, 노광, 에칭, 현상 등의 방법을 이용하는 바 상세한 설명은 생략하기로 한다.The first metal layer 310a is stacked. The metal line 340 connecting the hole 350 and the first metal layer 310a and the via 334 is patterned. When the via land 360 is required, the via land 360 is also patterned together. Patterning uses a method of masking, exposure, etching, development, etc., which is generally used when forming a circuit pattern on a printed circuit board, and thus a detailed description thereof will be omitted.

그리고 제1 금속층(310a) 상에 제1 유전층(320a)을 적층한다. 그 후 제1 유전층(320a) 상에 적층될 금속판(332)과 제1 금속층(310a)이 전기적으로 연결될 수 있도록 드릴링 공정을 통해 제1 유전층(320a)을 관통하는 비아(334)를 형성한다. The first dielectric layer 320a is stacked on the first metal layer 310a. Thereafter, a via 334 penetrating the first dielectric layer 320a is formed through a drilling process so that the metal plate 332 and the first metal layer 310a to be stacked on the first dielectric layer 320a are electrically connected.

비아(334)의 형성 이후 금속판(332)과 제1 금속층(310a) 간의 전기적 연결을 위해 비아의 내벽에 도금층이 형성되도록 도금 공정을 실시한다. 도금 공정에 따라 비아의 내부 중 중심 부분이 비고 비아 내벽에만 도금층이 형성되거나 혹은 비아의 내부가 모두 채워질 수 있다. 비아의 내부 중 중심 부분이 비는 경우 중심 부분에는 유전 물질 또는 공기(air)가 채워질 수 있다. 이러한 비아의 형성은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 자명한 것으로 상세한 설명은 생략한다. After the formation of the via 334, a plating process is performed such that a plating layer is formed on an inner wall of the via for electrical connection between the metal plate 332 and the first metal layer 310a. Depending on the plating process, the center portion of the inside of the via is empty, and a plating layer may be formed only on the inner wall of the via, or the inside of the via may be filled. When the central portion of the interior of the via is empty, the central portion may be filled with dielectric material or air. The formation of such vias is obvious to those skilled in the art, and detailed descriptions thereof will be omitted.

비아(334)의 일단(334a)은 금속판(332)에 연결되어 있으며, 비아(334)의 타단(334b)은 제1 금속층(310a)에 연결된다. One end 334a of the via 334 is connected to the metal plate 332, and the other end 334b of the via 334 is connected to the first metal layer 310a.

이후 제2 유전층(320b)과 제2 금속층(310b)을 순차적으로 적층하여 전자기 밴드갭 구조물(300)을 형성한다. Thereafter, the second dielectric layer 320b and the second metal layer 310b are sequentially stacked to form the electromagnetic bandgap structure 300.

금속판(332)과 비아(334)를 포함하는 버섯형 구조물(330)은 제1 금속층(310a)과 제2 금속층(310b) 사이에 하나 이상이 형성되어 있을 수 있다. 다수의 버섯형 구조물(330)의 금속판(332)은 제1 금속층(310a)과 제2 금속층(310b) 사이의 동일 평면 상 또는 서로 다른 평면 상에 배치될 수 있다. 또한, 도 6에서는 버섯형 구조물(330)의 비아(334)가 제1 금속층(310a)을 향해 있으나, 반대로 제2 금속층(310b)을 향해 있을 수도 있다.In the mushroom structure 330 including the metal plate 332 and the via 334, one or more may be formed between the first metal layer 310a and the second metal layer 310b. The metal plates 332 of the plurality of mushroom-like structures 330 may be disposed on the same plane or on different planes between the first metal layer 310a and the second metal layer 310b. In addition, although the via 334 of the mushroom structure 330 faces the first metal layer 310a in FIG. 6, the via 334 may face the second metal layer 310b.

또한, 다수의 버섯형 구조물(330)의 비아(334)가 모두 제1 금속층(310a) 또는 제2 금속층(310b)을 향해 있거나, 혹은 일부 버섯형 구조물(330)의 비아(334)는 제1 금속층(310a)을 향해 있고 나머지 버섯형 구조물(330)의 비아(334)는 제2 금속층(310b)을 향해 있을 수도 있다. In addition, the vias 334 of the plurality of mushroom-like structures 330 all face the first metal layer 310a or the second metal layer 310b, or the vias 334 of some mushroom-like structures 330 are first The vias 334 of the remaining mushroom-like structure 330 may face toward the second metal layer 310b.

도 7을 참조하면, 제1 금속층(310a) 상에 버섯형 구조물(330)이 소정 간격 이격되어 배열되기 위한 홀(350), 금속선(340) 등의 배치 구조가 도시되어 있다. 버섯형 구조물(330)이 반복적으로 형성되어 있음으로써 보다 효과적으로 디지털 회로에서 아날로그 회로로 진행하는 전자파 중 아날로그 회로(예를 들어, RF 회로)에서의 동작 주파수 영역에 해당하는 주파수 영역의 신호를 차폐하는 것이 가능하다. Referring to FIG. 7, an arrangement structure of a hole 350, a metal wire 340, and the like, in which the mushroom structure 330 is arranged at a predetermined interval on the first metal layer 310a is illustrated. The mushroom structure 330 is repeatedly formed to more effectively shield a signal in a frequency domain corresponding to an operating frequency range of an analog circuit (for example, an RF circuit) among electromagnetic waves traveling from a digital circuit to an analog circuit. It is possible.

버섯형 구조물(330)에서 비아(334)와 연결되는 제1 금속층(310a) 상에 금속선(340)을 형성함으로써 금속판(332)과 제2 금속층(310b) 간의 커패시턴스 값(CE)은 무시할 수 있을 만큼 미세하게 줄어든다. 그리고 비아(334) 및 금속선(340)에 상응하여 금속판(332)과 제1 금속층(310a) 간에 직렬 연결되는 인덕턴스 값(LE)은 충분히 확보할 수 있다. 따라서, 버섯형 구조물(330)의 크기를 작게 하여도 밴드갭 주파수를 높이지 않고 낮출 수 있게 된다. 밴드갭 주파수는 전자기 밴드갭 구조물(300)의 일측에서 타측으로 진행되는 전자파 중 전달이 억제되는 주파수를 의미한다. 본 발명의 실시예에서는 이동 통신 단말의 RF 회로에서의 동작 주파수 영역인 0.8~2.0 GHz 영역이 밴드갭 주파수 영역에 해당한다. In the mushroom structure 330, the capacitance value C E between the metal plate 332 and the second metal layer 310b may be neglected by forming the metal wire 340 on the first metal layer 310a connected to the via 334. Decreases as finely as possible. In addition, the inductance value L E connected in series between the metal plate 332 and the first metal layer 310a may be sufficiently secured to correspond to the via 334 and the metal wire 340. Therefore, even if the size of the mushroom-like structure 330 can be reduced without increasing the band gap frequency. The bandgap frequency refers to a frequency at which transmission of electromagnetic waves from one side of the electromagnetic bandgap structure 300 to the other side is suppressed. In the embodiment of the present invention, the 0.8 to 2.0 GHz region, which is an operating frequency region in the RF circuit of the mobile communication terminal, corresponds to the band gap frequency region.

본 발명의 일 실시예에 따른 전자기 밴드갭 구조물과 종래 기술에 따른 전자기 밴드갭 구조물(200)을 이용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 한 결과가 도 8에 도시되어 있다. 8 shows the results of computer simulations using the electromagnetic bandgap structure 200 according to an embodiment of the present invention and the electromagnetic bandgap structure 200 according to the prior art.

도 8을 참조하면, 종래 전자기 밴드갭 구조물(200)의 구조물 크기(즉, 금속판(232)의 크기)가 49 ㎟(7×7)인 경우(810 참조)와, 324 ㎟(18×18)인 경우(820 참조)가 도시되어 있다. Referring to FIG. 8, the structure size (ie, the size of the metal plate 232) of the conventional electromagnetic bandgap structure 200 is 49 mm 2 (7 × 7) (see 810), and 324 mm 2 (18 × 18). Is shown (see 820).

구조물 크기가 49 ㎟(7×7)인 경우(810 참조)에 노이즈 레벨이 -50 dB 이하 인 주파수는 2.8 GHz 이상이다. If the structure size is 49 mm2 (7x7) (see 810), the frequency with a noise level of -50 dB or less is 2.8 GHz or more.

그리고 구조물 크기가 324 ㎟(18×18)인 경우(820 참조)에 노이즈 레벨이 -50 dB 이하인 주파수는 0.6~1.4 GHz 이며, 노이즈 레벨이 가장 작은 주파수는 1 GHz이다. When the structure size is 324 mm2 (18x18) (see 820), the frequency with noise level below -50 dB is 0.6-1.4 GHz, and the frequency with the lowest noise level is 1 GHz.

즉, 종래 전자기 밴드갭 구조물(200)에 의할 경우 이동 통신 단말에서 사용되는 RF 회로의 동작 주파수인 0.8~2.0 GHz 영역 내에 밴드갭 주파수를 위치시켜 노이즈를 차폐해야 하는 바, 구조물 크기가 324 ㎟(18×18)(820 참조)이어야 한다. That is, in the case of the conventional electromagnetic bandgap structure 200, the noise must be shielded by placing a bandgap frequency in an area of 0.8 to 2.0 GHz, which is an operating frequency of an RF circuit used in a mobile communication terminal. (18 × 18) (see 820).

하지만, 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기 밴드갭 구조물에 의할 경우 그 구조물 크기(즉, 금속판(332)의 크기)가 49 ㎟(7×7)인 경우(830 참조)에 노이즈 레벨이 -50 dB 이하인 주파수가 0.8~1.2 GHz 이며, 노이즈 레엘이 가장 작은 주파수는 1 GHz이다. However, in the case of the electromagnetic bandgap structure according to the embodiment of the present invention, when the structure size (that is, the size of the metal plate 332) is 49 mm2 (7 × 7) (see 830), the noise level is −. The frequency below 50 dB is 0.8-1.2 GHz and the frequency with the lowest noise level is 1 GHz.

이는 하기의 표 1에 나타나 있다. This is shown in Table 1 below.

Figure 112007045593557-pat00001
Figure 112007045593557-pat00001

즉, 본원발명의 일 실시예에 따른 전자기 밴드갭 구조물에 의할 경우 종래 기술에 따른 전자기 밴드갭 구조물(200)과 동일한 밴드갭 주파수를 가지면서 그 크기는 1/6 이상 줄일 수 있음(324 ㎟ → 49 ㎟)을 확인할 수 있다. That is, when the electromagnetic bandgap structure according to an embodiment of the present invention has the same bandgap frequency as the electromagnetic bandgap structure 200 according to the prior art, its size can be reduced by 1/6 or more (324 mm 2) → 49 mm2).

또한, 동일한 구조물 크기를 가지는 경우에도 밴드갭 주파수를 1/2 이상 낮음(2.8 GHz → 1 GHz)을 확인할 수 있다. In addition, even in the case of the same structure size it can be seen that the bandgap frequency is lower than 1/2 (2.8 GHz → 1 GHz).

도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 아날로그 회로와 디지털 회로 사이의 혼합 신호 문제를 해결하는 전자기 밴드갭 구조물의 입체 사시도이고, 도 10은 도 9에 도시된 전자기 밴드갭 구조물의 배열 구조를 나타낸 평면도이며, 도 11은 도 9에 도시된 전자기 밴드갭 구조물과 종래 기술에 따른 전자기 밴드갭 구조물을 이용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 한 결과도이다. FIG. 9 is a three-dimensional perspective view of an electromagnetic bandgap structure for solving a mixed signal problem between an analog circuit and a digital circuit according to another embodiment of the present invention, and FIG. 10 illustrates an arrangement structure of the electromagnetic bandgap structure shown in FIG. FIG. 11 is a plan view illustrating a computer simulation using the electromagnetic bandgap structure shown in FIG. 9 and the electromagnetic bandgap structure according to the prior art.

이하 다른 실시예에 따른 전자기 밴드갭 구조물(400)에 대해 앞서 도 6 내지 도 8을 참조하여 설명한 전자기 밴드갭 구조물(300)과 동일한 부분에 대해서는 상세한 설명을 생략하고 차이점을 위주로 설명하기로 한다. Hereinafter, the same parts as the electromagnetic bandgap structure 300 described above with reference to FIGS. 6 to 8 with respect to the electromagnetic bandgap structure 400 according to another embodiment will be omitted and detailed descriptions will be made based on differences.

다른 실시예에 따른 전자기 밴드갭 구조물(400)은 금속판(332)과 비아(334)를 포함하는 버섯형 구조물(330), 제1 금속층(310a), 제2 금속층(310b), 제1 유전층(320a) 및 제2 유전층(320b)을 포함한다. 여기서, 버섯형 구조물(330)은 소정 크기의 금속판(332)과, 일단(334a)이 금속판(332)에 연결되고 타단(334b)이 제1 금속층(310a)에 연결되는 비아(334)를 포함하여 구성된다. The electromagnetic bandgap structure 400 according to another embodiment may include a mushroom-like structure 330 including a metal plate 332 and vias 334, a first metal layer 310a, a second metal layer 310b, and a first dielectric layer ( 320a) and a second dielectric layer 320b. Here, the mushroom structure 330 includes a metal plate 332 of a predetermined size, and a via 334 having one end 334a connected to the metal plate 332 and the other end 334b connected to the first metal layer 310a. It is configured by.

도 6 내지 도 8에 도시된 일 실시예에 따른 전자기 밴드갭 구조물(300)의 금속선(340)이 직선 형태를 가졌던 것에 비해 본 실시예에 따른 전자기 밴드갭 구조물(400)에서 금속선(345)은 나선(spiral) 구조를 가진다. 금속선(345)이 나선 구조를 가짐으로 인해 제1 금속층(310a)과 금속판(332) 간에 직렬 연결되는 인덕턴스 값을 충분히 확보할 수 있게 된다. 6 to 8, the metal line 345 of the electromagnetic bandgap structure 300 according to the present exemplary embodiment has a straight shape compared to the metal line 340 of the electromagnetic bandgap structure 300 according to the exemplary embodiment. It has a spiral structure. Since the metal wire 345 has a spiral structure, the inductance value connected in series between the first metal layer 310a and the metal plate 332 may be sufficiently secured.

제1 금속층(310a)에는 나선 구조의 금속선(345)과 비아(334)의 타단(334b)(혹은 추가적으로 비아 랜드(360)까지)을 모두 수용할 수 있는 홀(350)이 형성되어 있다. 홀(350)의 내벽은 금속선(345)과 소정 간격 이격되어 있으며, 나선 구조의 금속선(345)의 양단 만이 제1 금속층(310a)과 비아(334)에 전기적으로 연결되어 있다. The first metal layer 310a is formed with a hole 350 that can accommodate both the spiral metal wire 345 and the other end 334b of the via 334 (or additionally, up to the via land 360). The inner wall of the hole 350 is spaced apart from the metal wire 345 by a predetermined distance, and only both ends of the spiral metal wire 345 are electrically connected to the first metal layer 310a and the via 334.

도 9 내지 도 10에는 금속선(345)이 비아(334) 주위를 1.5회 감는 나선 구조가 도시되어 있으나, 본 발명의 권리범위는 나선 구조의 감는 횟수에 한정되지 않음을 당업자는 이해해야 할 것이다. 9 to 10 illustrate a spiral structure in which the metal wire 345 is wound around the via 334 1.5 times, the skilled person should understand that the scope of the present invention is not limited to the number of windings of the spiral structure.

본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기 밴드갭 구조물과 종래 기술에 따른 전자기 밴드갭 구조물(200)을 이용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 한 결과는 도 11에 도시되어 있다. Computer simulation results using the electromagnetic bandgap structure 200 according to another embodiment of the present invention and the electromagnetic bandgap structure 200 according to the related art are shown in FIG. 11.

도 11을 참조하면, 종래 전자기 밴드갭 구조물(200)의 구조물 크기(즉, 금속판(232)의 크기)가 4 ㎟(2×2)인 경우(1110 참조)와, 81 ㎟(9×9)인 경우(1120 참조)가 도시되어 있다. Referring to FIG. 11, the structure size (ie, the size of the metal plate 232) of the conventional electromagnetic bandgap structure 200 is 4 mm 2 (2 × 2) (see 1110), and 81 mm 2 (9 × 9). (See 1120) is shown.

구조물 크기가 4 ㎟(2×2)인 경우(1110 참조)에 노이즈 레벨이 -50 dB 이하인 주파수는 7.5 GHz 이상이다. When the structure size is 4 mm2 (2x2) (see 1110), frequencies with a noise level of -50 dB or less are at least 7.5 GHz.

그리고 구조물 크기가 81 ㎟(9×9)인 경우(1120 참조)에 노이즈 레벨이 -50 dB 이하인 주파수는 0.9~2.4 GHz 이며, 노이즈 레벨이 가장 작은 주파수는 1.3 GHz이다. When the structure size is 81 mm2 (9x9) (see 1120), the frequency with a noise level of -50 dB or less is 0.9 to 2.4 GHz, and the frequency with the smallest noise level is 1.3 GHz.

즉, 종래 전자기 밴드갭 구조물(200)에 의할 경우 이동 통신 단말에서 사용되는 RF 회로의 동작 주파수인 0.8~2.0 GHz 영역 내에 밴드갭 주파수를 위치시켜 노이즈를 차폐해야 하는 바, 구조물 크기가 81 ㎟(9×9)(1120 참조)이어야 한다. That is, in the case of the conventional electromagnetic bandgap structure 200, the noise must be shielded by placing a bandgap frequency within a range of 0.8 to 2.0 GHz, which is an operating frequency of an RF circuit used in a mobile communication terminal. (9x9) (see 1120).

하지만, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기 밴드갭 구조물에 의할 경우 그 구조물 크기(즉, 금속판(332)의 크기)가 4 ㎟(2×2)인 경우(1130 참조)에 노이즈 레벨이 -50 dB 이하인 주파수가 1.3~1.7 GHz 이며, 노이즈 레벨이 가장 작은 주파수는 1.5 GHz이다. However, in the case of the electromagnetic bandgap structure according to another embodiment of the present invention, when the structure size (that is, the size of the metal plate 332) is 4 mm 2 (2 × 2) (see 1130), the noise level is −. The frequency below 50 dB is 1.3-1.7 GHz and the frequency with the lowest noise level is 1.5 GHz.

이는 하기의 표 2에 나타나 있다. This is shown in Table 2 below.

Figure 112007045593557-pat00002
Figure 112007045593557-pat00002

즉, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전자기 밴드갭 구조물에 의할 경우 종래 기술에 따른 전자기 밴드갭 구조물(200)과 동일한 밴드갭 주파수를 가지면서 그 크기는 1/20 이상 줄일 수 있음(81 ㎟ → 4 ㎟)을 확인할 수 있다. That is, when the electromagnetic bandgap structure according to another embodiment of the present invention has the same bandgap frequency as the electromagnetic bandgap structure 200 according to the prior art, the size can be reduced by 1/20 or more (81 mm 2) → 4 mm 2) can be confirmed.

또한, 동일한 구조물 크기를 가지는 경우에도 밴드갭 주파수를 1/5 이상 낮음(7.5 GHz → 1.5 GHz)을 확인할 수 있다. In addition, the bandgap frequency is 1/5 or more low (7.5 GHz to 1.5 GHz) even when having the same structure size.

본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판은 아날로그 회로와 디지털 회로를 포함한다. 아날로그 회로는 외부로부터 무선 신호(RF 신호)를 수신하는 안테나와 같은 RF 회로일 수 있다. The printed circuit board according to the embodiment of the present invention includes an analog circuit and a digital circuit. The analog circuit may be an RF circuit such as an antenna that receives a radio signal (RF signal) from the outside.

인쇄회로기판 내에서는 도 6 및 7, 도 9 및 10에 도시된 전자기 밴드갭 구조물(300, 400)이 아날로그 회로와 디지털 회로 사이에 배치된다. 즉, 도 1에 도시된 인쇄회로기판 중 RF 회로(140)와 디지털 회로(130) 사이에 전자기 밴드갭 구조물(300, 400)이 배치된다. In the printed circuit board, the electromagnetic bandgap structures 300 and 400 shown in FIGS. 6 and 7, 9 and 10 are disposed between the analog circuit and the digital circuit. That is, electromagnetic band gap structures 300 and 400 are disposed between the RF circuit 140 and the digital circuit 130 of the printed circuit board shown in FIG. 1.

디지털 회로(140)에서 RF 회로(130)로 전달되는 전자파가 반드시 전자기 밴드갭 구조물(300, 400)을 통과하도록, 전자기 밴드갭 구조물(300, 400)이 배치된다. 즉, RF 회로(130) 주변에 폐곡선 형태로 전자기 밴드갭 구조물(300, 400)이 배열되거나, 디지털 회로(140) 주변에 폐곡선 형태로 전자기 밴드갭 구조물(300, 400)이 배열될 수 있다. The electromagnetic bandgap structures 300 and 400 are disposed such that electromagnetic waves transmitted from the digital circuit 140 to the RF circuit 130 necessarily pass through the electromagnetic bandgap structures 300 and 400. That is, the electromagnetic bandgap structures 300 and 400 may be arranged in the form of closed curves around the RF circuit 130, or the electromagnetic bandgap structures 300 and 400 may be arranged in the form of closed curves around the digital circuit 140.

또는 디지털 회로(140)로부터 RF 회로(130)로의 모든 인쇄회로기판 내부에 전자기 밴드갭 구조물(300, 400)을 배치할 수도 있다. Alternatively, electromagnetic bandgap structures 300 and 400 may be disposed in all printed circuit boards from the digital circuit 140 to the RF circuit 130.

상술한 전자기 밴드갭 구조물(300, 400)이 내부에 배치됨으로 인해 아날로그 회로와 디지털 회로가 동시에 구현되어 사용되는 인쇄회로기판은 디지털 회로로부터 아날로그 회로로 전달되는 전자파 중 특정 주파수 영역(예를 들어, 0.8~2.0 GHz)의 전자파의 전달을 방지할 수 있다. Since the above-described electromagnetic bandgap structures 300 and 400 are disposed therein, a printed circuit board in which an analog circuit and a digital circuit are simultaneously implemented and used is a specific frequency region (for example, electromagnetic waves transmitted from a digital circuit to an analog circuit). 0.8 ~ 2.0 GHz) can prevent the transmission of electromagnetic waves.

즉, 작은 구조물 크기에도 불구하고 RF 회로에서 노이즈에 해당하는 특정 주파수 영역의 전자파의 전달을 방지함으로써 앞서 상술하였던 혼합 신호 문제를 해결하는 것이 가능하다. That is, despite the small structure size, it is possible to solve the mixed signal problem described above by preventing the transmission of electromagnetic waves in a specific frequency region corresponding to noise in the RF circuit.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자기 밴드갭 구조물 및 인쇄회로기판은 작은 크기를 가지면서도 낮은 밴드갭 주파수를 가질 수 있다. As described above, the electromagnetic bandgap structure and the printed circuit board according to the present invention may have a small size but a low bandgap frequency.

또한, RF 회로와 디지털 회로가 동일 기판 내에 구현되어 있는 전자 기기(예를 들어, 이동 통신 단말 등)에서의 혼합 신호 문제를 해결하는 효과가 있다. In addition, there is an effect of solving a mixed signal problem in an electronic device (for example, a mobile communication terminal, etc.) in which an RF circuit and a digital circuit are implemented in the same substrate.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below It will be appreciated that modifications and variations can be made.

Claims (16)

제1 금속층;A first metal layer; 상기 제1 금속층 상에 적층된 제1 유전층;A first dielectric layer stacked on the first metal layer; 상기 제1 유전층 상에 적층된 금속판과, 일단이 상기 금속판에 연결된 비아(via)를 포함하는 버섯형 구조물;A mushroom structure comprising a metal plate stacked on the first dielectric layer and vias connected at one end to the metal plate; 상기 금속판 및 상기 제1 유전층 상에 적층된 제2 유전층; 및A second dielectric layer stacked on the metal plate and the first dielectric layer; And 상기 제2 유전층 상에 적층된 제2 금속층을 포함하되,A second metal layer laminated on the second dielectric layer, 상기 비아의 타단은 상기 제1 금속층에 형성된 홀 내에 위치하고, 금속선을 통해 상기 제1 금속층과 연결되는 것을 특징으로 하는 전자기 밴드갭 구조물. The other end of the via is located in the hole formed in the first metal layer, the electromagnetic bandgap structure, characterized in that connected to the first metal layer through a metal wire. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비아의 타단은 상기 홀 내에 위치하는 비아 랜드와 연결되고, 상기 금속선은 상기 비아 랜드와 상기 제1 금속층을 연결하는 것을 특징으로 하는 전자기 밴드갭 구조물. And the other end of the via is connected to a via land located in the hole, and the metal line connects the via land and the first metal layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 홀은 상기 비아와 상기 금속선을 수용하는 것을 특징으로 하는 전자기 밴드갭 구조물. And the hole receives the via and the metal wire. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 버섯형 구조물은 상기 제1 금속층과 상기 제2 금속층 사이에 복수개가 존재하는 것을 특징으로 하는 전자기 밴드갭 구조물. The mushroom-shaped structure is an electromagnetic bandgap structure, characterized in that there is a plurality between the first metal layer and the second metal layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 금속선은 상기 비아의 타단과 상기 제1 금속층을 연결하는 직선 형태인 것을 특징으로 하는 전자기 밴드갭 구조물.The metal line is an electromagnetic bandgap structure, characterized in that the straight line connecting the other end of the via and the first metal layer. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 금속선은 상기 비아의 타단을 둘러싸는 나선 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 전자기 밴드갭 구조물.And the metal wire has a spiral structure surrounding the other end of the via. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비아에 상응하여 상기 금속판과 상기 제1 금속층 간에 직렬 연결되는 인덕턴스(inductance)를 이용하여 차폐 목적 주파수 대역의 전자파 전달을 방지하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 전자기 밴드갭 구조물.Electromagnetic bandgap structure, characterized in that it is possible to prevent electromagnetic wave transmission in the shielding target frequency band by using an inductance connected in series between the metal plate and the first metal layer corresponding to the via. 아날로그 회로 및 디지털 회로를 포함하는 인쇄회로기판에 있어서, In a printed circuit board comprising an analog circuit and a digital circuit, 제1 금속층;A first metal layer; 상기 제1 금속층 상에 적층된 제1 유전층;A first dielectric layer stacked on the first metal layer; 상기 제1 유전층 상에 적층된 금속판과, 일단이 상기 금속판에 연결된 비아(via)를 포함하는 버섯형 구조물;A mushroom structure comprising a metal plate stacked on the first dielectric layer and vias connected at one end to the metal plate; 상기 금속판 및 상기 제1 유전층 상에 적층된 제2 유전층; 및A second dielectric layer stacked on the metal plate and the first dielectric layer; And 상기 제2 유전층 상에 적층된 제2 금속층을 포함하는 전자기 밴드갭 구조물이 상기 아날로그 회로와 상기 디지털 회로 사이에 배치되되,An electromagnetic bandgap structure comprising a second metal layer stacked on the second dielectric layer, disposed between the analog circuit and the digital circuit, 상기 비아의 타단은 상기 제1 금속층에 형성된 홀 내에 위치하고, 금속선을 통해 상기 제1 금속층과 연결되는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판. The other end of the via is located in the hole formed in the first metal layer, the printed circuit board, characterized in that connected to the first metal layer through a metal wire. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제1 금속층은 접지층(ground layer) 또는 전원층(power layer) 중 어느 하나이고, 상기 제2 금속층은 다른 하나인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.And the first metal layer is either a ground layer or a power layer, and the second metal layer is the other. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 아날로그 회로는 외부로부터의 무선 신호를 수신하는 안테나를 포함하는 RF 회로인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판. The analog circuit is a printed circuit board, characterized in that the RF circuit including an antenna for receiving a wireless signal from the outside. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 비아의 타단은 상기 홀 내에 위치하는 비아 랜드와 연결되고, 상기 금속선은 상기 비아 랜드와 상기 제1 금속층을 연결하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판. And the other end of the via is connected to a via land located in the hole, and the metal line connects the via land to the first metal layer. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 홀은 상기 비아와 상기 금속선을 수용하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판. The hole is a printed circuit board, characterized in that for receiving the via and the metal wire. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 버섯형 구조물은 상기 제1 금속층과 상기 제2 금속층 사이에 복수개가 존재하는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판. The mushroom structure is a printed circuit board, characterized in that there is a plurality between the first metal layer and the second metal layer. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 금속선은 상기 비아의 타단과 상기 제1 금속층을 연결하는 직선 형태인 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.The metal line is a printed circuit board, characterized in that the straight line connecting the other end of the via and the first metal layer. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 금속선은 상기 비아의 타단을 둘러싸는 나선 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.The metal line has a spiral structure surrounding the other end of the via. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 비아에 상응하여 상기 금속판과 상기 제1 금속층 간에 직렬 연결되는 인덕턴스를 이용하여 차폐 목적 주파수 대역의 전자파 전달을 방지하는 것이 가능한 것을 특징으로 하는 인쇄회로기판.Printed circuit board, it characterized in that it is possible to prevent the electromagnetic wave transmission in the shielding target frequency band by using an inductance connected in series between the metal plate and the first metal layer corresponding to the via.
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