KR100962416B1 - Front end module for local area communication and method of fabrication therefor - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 프론트 엔드 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 오가닉 기판(PCB)에 내장되는 근거리 통신용 프론트 엔드 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a front end module and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a front end module for short range communication embedded in an organic substrate (PCB) and a method for manufacturing the same.
일반적으로 프론트 엔드 모듈(FEM; Front End Module)이란, 이동통신단말기 상에 사용되는 전파 신호를 제어하는 송수신 장치로서, 여러 가지 전자 부품이 하나의 기판 상에 일련적으로 구현되어 그 집적 공간이 최소화된 복합 부품을 의미한다.In general, a front end module (FEM) is a transmission / reception device for controlling radio signals used on a mobile communication terminal, and various electronic components are serially implemented on one substrate to minimize integration space. Means a composite part.
도 1은 종래 근거리 통신용 프론트 엔드 모듈의 구조를 보인 도면이다. 1 is a view showing the structure of a front end module for a conventional short-range communication.
도 1에 도시된 바와 같이 프론트 엔드 모듈(FEM)의 특정 요소인 무선랜(WLAN) 시스템의 출력신호의 증폭을 위한 전력증폭단(PAM, 110), 상기 전력증폭단(110)의 출력신호의 특성을 향상시키기 위한 매칭회로(120), 상기 전력증폭단(110)의 2nd 하모닉 성분을 줄이기 위한 저역통과필터(LPF, 130), 전송(Tx) 및 수신(Rx)의 시분할 접속을 위한 스위치(140) 및 대역통과필터(BPF, 150)들이 임베 딩된 구조를 사용한다. 이때, 저역통과필터(110)와 매칭회로(120), 대역통과필터(150)를 기판에 임베딩하기 위해 저온 동시 소성 세라믹(low temperature co-fired ceramic, LTCC)라는 특수 기판을 사용하며, 스위치(140)와 전력증폭단(130)을 상기 기판위에 솔더링(soldering)하였다. As shown in FIG. 1, a power amplifier stage (PAM) 110 for amplifying an output signal of a WLAN system, which is a specific element of a front end module (FEM), and characteristics of an output signal of the
따라서, 종래에는 특수 기판인 저온 동시 소성 세라믹(LTCC)을 사용하기 때문에 제작 단가가 고가이고, 스위치와 전력증폭단을 기판위에 솔더링하기 때문에 제작된 모듈의 높이가 크게 된다는 문제점이 있었다. Therefore, conventionally, since the low-temperature co-fired ceramic (LTCC), which is a special substrate, is manufactured, the manufacturing cost is high, and the height of the manufactured module is increased because the switch and the power amplifier are soldered onto the substrate.
본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 오가닉 기판(PCB) 내에 프론트 엔드 모듈(FEM)의 특정 요소인 저역통과필터(LPF), 매칭회로, 전력증폭단(PAM) 및 스위치들이 내장되는 근거리 통신용 프론트 엔드 모듈 및 그 제조방법을 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the conventional problems as described above, and includes a low pass filter (LPF), a matching circuit, a power amplifier stage (PAM), which are specific elements of a front end module (FEM), in an organic substrate (PCB). The present invention provides a front end module for short-range communication in which switches are embedded and a method of manufacturing the same.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 근거리 통신용 프론트 엔드 모듈은, 무선랜(WLAN) 시스템의 출력신호의 증폭을 위한 전력증폭단(PAM), 상기 전력증폭단의 출력신호의 특성을 향상시키기 위한 매칭회로, 상기 전력증폭단의 2nd 하모닉 성분을 줄이기 위한 저역통과필터(LPF), 전송(Tx) 및 수신(Rx)의 시분할 접속을 위한 스위치를 포함하고, PCB 기판에 상기 스위치를 임베딩(embedding)한 후, 스위치 하부에 저역통과필터(LPF)를 임베딩하고, 저역통과필터 하부에 매칭회로를 임베딩하여 내장하여 구성할 수 있다. In order to achieve the above object, the front end module for short-range communication according to the present invention, the power amplifier for amplifying the output signal of a wireless LAN (WLAN) system (PAM), to improve the characteristics of the output signal of the power amplifier A matching circuit, a low pass filter (LPF) for reducing the 2nd harmonic component of the power amplifier stage, a switch for time division connection of transmission (Tx) and reception (Rx), and embedding the switch on a PCB substrate. Afterwards, a low pass filter (LPF) may be embedded in the lower part of the switch, and a matching circuit may be embedded in the lower pass filter.
또한, 본 발명에 따른 근거리 통신용 프론트 엔드 모듈의 제조방법은, PCB 기판 내에 SPDT 또는 DPDT 스위치를 임베딩(embedding)하는 단계, 상기 SPDT 또는 DPDT 스위치 하부에 저역통과필터(LPF)를 임베딩하는 단계, 상기 저역통과필터 하부에 매칭회로를 임베딩하는 단계, 상기 PCB 기판에 캐비티(cavity) 작업을 수행하여 전력증폭단(PAM)이 위치할 곳을 형성하는 단계 및 상기 형성된 위치에 전력증폭 단을 임베딩한 후 라미네이션(lamination)하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다. In addition, the method of manufacturing a front end module for short-range communication according to the present invention comprises the steps of: embedding an SPDT or DPDT switch in a PCB substrate; embedding a low pass filter (LPF) under the SPDT or DPDT switch; Embedding a matching circuit under the low pass filter, forming a place where a power amplifier stage (PAM) is located by performing a cavity operation on the PCB substrate, and laminating after embedding the power amplifier stage at the formed position and laminating.
또한, 본 발명에 따른 근거리 통신용 프론트 엔드 모듈의 제조방법은, PCB 기판에 캐비티(cavity) 작업을 수행하여 전력증폭단(PAM)이 위치할 곳을 형성하는 단계, 상기 형성된 위치에 매칭회로를 포함한 전력증폭단을 임베딩한 후 전력증폭단(PAM)의 하부에 열배출을 위한 다수개의 비아 홀(via hole)을 형성하는 단계 및 상기 PCB 기판에 스위치를 임베딩(embedding)하고, 상기 스위치 하부에 저역통과필터(LPF)를 임베딩한 후, 라미네이션(lamination)하는 단계를 포함하여 이루어질 수 있다. In addition, according to the present invention, a method of manufacturing a front end module for short-range communication includes: performing a cavity operation on a PCB substrate to form a place where a power amplifier stage (PAM) is to be positioned; and including a matching circuit at the formed position. After embedding the amplification stage, forming a plurality of via holes for heat dissipation in the lower part of the power amplifier stage (PAM) and embedding a switch in the PCB substrate (embedded), and a low pass filter (under the switch) After embedding the LPF, it may comprise the step of lamination (lamination).
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 근거리 통신용 프론트 엔드 모듈 및 그 제조방법에 의하면, 프론트 엔드 모듈의 구성요소를 PCB 기판에 구현함으로써 제조단가가 적게 들고, PCB 기판의 두께로 모듈을 제작하기 때문에 모듈을 슬림화하는 것이 가능하다는 효과를 발휘한다. As described above, according to the front end module for short-range communication according to the present invention and a method for manufacturing the same, since the components of the front end module are implemented on the PCB board, the manufacturing cost is low, and the module is manufactured with the thickness of the PCB board. The effect that it is possible to slim down.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명을 설명하는데 있어서 동일 부분은 동일 부호를 붙이고, 그 반복 설명은 생략한다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. In addition, in describing this invention, the same code | symbol is attached | subjected and the repeated description is abbreviate | omitted.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 근거리 통신용 프론트 엔드 모듈의 구성을 간략하게 보인 블록도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 근거리 통신용 프론트 엔드 모듈의 형성된 구조를 보인 도면이다.2 is a block diagram briefly showing a configuration of a front end module for short-range communication according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a view showing a structure of a front end module for short-range communication according to an embodiment of the present invention.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 프론트 엔드 무선랜(WLAN) 시스템의 출력신호의 증폭을 위한 전력증폭단(PAM, 210), 상기 전력증폭단(210)의 출력신호의 특성을 향상시키기 위한 매칭회로(220), 상기 전력증폭단의 2nd 하모닉 성분을 줄이기 위한 저역통과필터(LPF, 230), 전송(Tx) 및 수신(Rx)의 시분할 접속을 위한 스위치(240)를 포함하며, 상기 스위치(240)는 단극쌍투(Single-Pole Double Through, SPDT) 스위치 또는 쌍극쌍투(Double-Pole Double Through, DPDT) 스위치 중 어느 하나를 적용한다.As shown in FIG. 2, a power amplifier stage (PAM) 210 for amplifying an output signal of a front end WLAN system according to the present invention, and to improve characteristics of an output signal of the
또한, 도 3에 도시한 바와 같이 상기 스위치(240)는 PCB 기판에 임베딩(embedding)한 후, 스위치 하부에 저역통과필터(LPF, 230)를 임베딩하고, 저역통과필터(230) 하부에 매칭회로(220)를 임베딩하며, 상기 PCB 기판에 캐비티(cavity) 작업을 수행한 다음 전력증폭단(PAM, 210)을 임베딩한 후 라미네이션(lamination)하여 하나의 모듈로 형성한다.In addition, as shown in FIG. 3, the
이때, 상기 스위치(240), 저역통과필터(230) 및 매칭회로(220)는 그라운드(GND)면을 사용하여 RF 신호가 상호 분리되도록 하며, 상기 전력증폭단(PAM, 210)의 하부에는 열배출을 위한 다수개의 비아 홀(via hole, 미도시)을 형성한다. In this case, the
이와 같이 구성한 본 발명에 따른 실시예의 제조과정을 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Referring to the accompanying drawings, the manufacturing process of the embodiment according to the present invention configured as described above is as follows.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 근거리 통신용 프론트 엔드 모듈의 제조 과정을 보인 흐름도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따라 형성된 근거리 통신용 프론트 엔드 모듈의 단면도이다.4 is a flowchart illustrating a manufacturing process of a front end module for short range communication according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a cross-sectional view of a front end module for short range communication according to an embodiment of the present invention.
도 4 및 도 5를 참조하면, 먼저 PCB 기판에 SPDT 또는 DPDT 스위치(240)를 임베딩(embedding)한다(S410).4 and 5, first, an SPDT or
이어서, 상기 SPDT 또는 DPDT 스위치(240) 하부에 저역통과필터(LPF, 230)를 임베딩한다(S420).Subsequently, a low
단계(S420)에서 임베딩한 저역통과필터(230) 하부에 매칭회로(220)를 임베딩한다(S430).The matching
이때, 상기 단계(S410~S430)에서 SPDT 또는 DPDT 스위치(440), 저역통과필터(LPF, 430) 및 매칭회로(420)를 임베이딩시 그라운드(GND)면을 사용하여 RF 신호가 상호 분리되도록 형성한다.At this time, the RF signal is separated from each other by using the ground (GND) surface when the SPDT or DPDT switch 440, the low pass filter (LPF, 430) and the matching circuit 420 is embedded in the step (S410 ~ S430) To form.
단계(S430)의 과정이 수행되면 상기 PCB 기판에 필요한 면적과 깊이 만큼 파내는 캐비티(cavity) 작업을 수행하여 전력증폭단(PAM)이 위치할 곳을 형성한다(S440).When the process of the step (S430) is performed to form a place where the power amplifier stage (PAM) is located by performing a cavity (cavity) for digging as much as the area and depth required for the PCB substrate (S440).
이후, 단계(S440)에서 형성된 위치에 전력증폭단(410)을 임베딩하는데(S450), 전력증폭단(PAM, 210)의 하부에는 PAM 특성을 위해 임베이딩 구성요소가 위치 하지 않도록 열배출을 위한 다수개의 비아 홀(via hole, 200)을 형성한다(S460). 이때, 전력증폭단(210)의 상부에도 임베이딩 구성요소를 위치 하지 않도록 하여 열배츨 효율을 증대시킨다.Thereafter, embedding the power amplifier stage 410 in the position formed in step (S440) (S450), the lower portion of the power amplifier stage (PAM, 210) a plurality of heat dissipation so that the embedding component is not located for the PAM characteristics Four via holes 200 are formed (S460). At this time, the embedding component is also not placed on the upper portion of the
이어서, PCB 기판을 라미네이션(lamination)을 수행하여 하나의 모듈로 형성한다(S470).Subsequently, lamination is performed on the PCB to form one module (S470).
한편, 경우에 따라 전력증폭단이 매칭회로를 포함하는 경우도 존재하기 때문에 저역통과필터(LPF), 스위치(SPDT 또는 DPDT) 및 전력증폭단(PAM)만 임베이딩하여 모듈을 제작할 수 있다.On the other hand, in some cases, since the power amplifier stage also includes a matching circuit, only a low pass filter (LPF), a switch (SPDT or DPDT), and a power amplifier stage (PAM) may be embedded to manufacture a module.
즉, 먼저 PCB 기판에 캐비티(cavity) 작업을 수행하여 전력증폭단(PAM)이 위치할 곳을 형성하는 과정을 수행하고, 상기 형성된 위치에 매칭회로를 포함한 전력증폭단을 임베딩한 후 전력증폭단(PAM)의 하부에 열배출을 위한 다수개의 비아 홀(via hole)을 형성하는 과정을 수행한 후, 상기 PCB 기판에 스위치를 임베딩(embedding)하고, 상기 스위치 하부에 저역통과필터(LPF)를 임베딩한 다음 라미네이션(lamination)을 수행하여 하나의 모듈로 형성한다. That is, first, a cavity (cavity) operation is performed on a PCB substrate to form a place where a power amplifier stage (PAM) is located, and a power amplifier stage including a matching circuit is embedded in the formed position, followed by a power amplifier stage (PAM). After the process of forming a plurality of via holes for heat dissipation in the lower part of the embedding (embedding) the switch on the PCB substrate, and embedding a low pass filter (LPF) in the lower part of the switch Lamination is performed to form one module.
이상, 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.As mentioned above, although the invention made by this inventor was demonstrated concretely according to the said Example, this invention is not limited to the said Example and can be variously changed in the range which does not deviate from the summary.
도 1은 종래 근거리 통신용 프론트 엔드 모듈의 구조도이다. 1 is a structural diagram of a conventional front end module for local area communication.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 근거리 통신용 프론트 엔드 모듈의 블록도이다.2 is a block diagram of a front end module for short range communication according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 근거리 통신용 프론트 엔드 모듈의 형성된 구조를 보인 도면. 3 is a view showing a structure of a front end module for short-range communication according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 근거리 통신용 프론트 엔드 모듈의 제조 과정을 보인 흐름도이고, 4 is a flowchart illustrating a manufacturing process of a front end module for short range communication according to an embodiment of the present invention;
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 형성된 근거리 통신용 프론트 엔드 모듈의 단면도. 5 is a cross-sectional view of a front end module for near field communication formed in accordance with an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
210 : 전력증폭단(PAM) 220 : 매칭회로 210: power amplifier stage (PAM) 220: matching circuit
230 : 저역통과필터(LPF) 240 : 스위치 230: Low pass filter (LPF) 240: Switch
250 : 비아 홀250: via hole
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