KR101423133B1 - 무선 신호 전달 및 무선 전원 구동 기능을 갖는 반도체 패키지 - Google Patents

무선 신호 전달 및 무선 전원 구동 기능을 갖는 반도체 패키지 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 예에 의한 반도체 패키지는 무선 전력을 송신하도록 구성된 전력 송신부를 포함하고, 무선 신호를 송수신하도록 구성된 기판 송수신 신호부를 구비하는 기판과, 상기 기판 상에 적어도 하나 탑재되고 상기 전력 송신부로부터 상기 무선 전력을 수신하는 전력 수신부와 무선 신호를 송수신하도록 구성된 칩 송수신 신호부를 구비하는 반도체 칩을 포함하고, 상기 전력 수신부는 상기 전력 송신부로부터 상기 무선 전력을 수신하여 상기 반도체 칩의 전력을 공급하고, 상기 기판 송수신 신호부 및 칩 송수신 신호부는 서로 무선 신호를 송수신하는 것을 포함한다.

Description

무선 신호 전달 및 무선 전원 구동 기능을 갖는 반도체 패키지{Semiconductor package having functions of wireless signal transmission and wireless power driving}
본 발명은 반도체 패키지에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 무선 신호 전달 및 무선 전원 구동 기능을 갖는 반도체 패키지에 관한 것이다.
전자 기술이 발달함에 따라, 전자 장치들이 축소된 크기를 가짐과 동시에 복합 기능을 수행하거나 많은 용량의 메모리를 탑재할 것이 요구된다. 이러한 복합 기능을 수행하는 전자 장치 또는 대용량 메모리 장치에 있어서, 기능 수행 중에 열이 발생하기 용이해지며, 이에 따라 상기 장치들이 제 기능을 원활하게 수행하지 못할 우려가 있다. 또한, 상기 복합 기능을 수행하기 위한 전원 및 신호 전달을 위하여 많은 수의 배선이 요구되므로 상기 장치의 크기를 축소하기에 한계가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 무선 신호 전달 및 무선 전원 구동 기능을 갖는 반도체 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 예에 의한 반도체 패키지는 무선 전력을 송신하도록 구성된 전력 송신부를 포함하고, 무선 신호를 송수신하도록 구성된 기판 송수신 신호부를 구비하는 기판과, 상기 기판 상에 적어도 하나 탑재되고 상기 전력 송신부로부터 상기 무선 전력을 수신하는 전력 수신부와 무선 신호를 송수신하도록 구성된 칩 송수신 신호부를 구비하는 반도체 칩을 포함하고, 상기 전력 수신부는 상기 전력 송신부로부터 상기 무선 전력을 수신하여 상기 반도체 칩에 전력을 공급하고, 상기 기판 송수신 신호부 및 칩 송수신 신호부는 서로 무선 신호를 송수신하는 것을 포함한다.
상기 전력 송신부는, 제1 고주파 교류 전류를 생성하도록 구성된 고주파 전력 구동부와, 상기 제1 고주파 교류 전류로부터 전자기파 또는 자기장을 발생시키도록 구성된 전력 송신단을 포함할 수 있다.
상기 전력 수신부는, 전자기파 또는 자기장을 수신하여 제2 고주파 교류 전류를 생성하도록 구성된 전력 수신단과, 상기 제2 고주파 교류 전류를 직류 전류로 변환시키는 전력 변환부와, 상기 직류 전류에 의해 발생된 전력을 저장하는 전력 저장부를 포함할 수 있다.
상기 전력 송신부 및 상기 전력 수신부는 상기 기판과 수직한 방향의 기준선을 따라 정렬될 수 있다. 상기 전력 송신부 및 상기 전력 수신부는 안테나, 코일 또는 공진기를 포함할 수 있다. 상기 기판에는 무선 전력을 수신하도록 구성된 전력 수신부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 예에 의한 반도체 패키지는 제1 고주파 교류 전류를 생성하도록 구성된 고주파 전력 구동부, 및 상기 제1 고주파 교류 전류로부터 전자기파 또는 자기장을 발생시키도록 구성된 전력 송신단과, 무선 신호를 송수신하도록 구성된 기판 송수신 신호부를 포함하는 기판과, 상기 기판 상에 적어도 하나 탑재되고 상기 전력 송신단으로부터 무선 전력을 수신하는 전력 수신부와 무선 신호를 송수신하도록 구성된 칩 송수신 신호부를 구비하는 반도체 칩을 포함하고, 상기 전력 수신부는, 상기 전자기파 또는 상기 자기장을 수신하여 제2 고주파 교류 전류를 생성하도록 구성된 전력 수신단, 상기 제2 고주파 교류 전류를 직류 전류로 변환시키는 전력 변환부, 및 상기 직류 전류에 의해 발생된 전력을 저장하는 전력 저장부를 포함하고, 상기 기판 송수신 신호부 및 칩 송수신 신호부는 서로 무선 신호를 송수신하는 것을 포함한다.
상기 칩 송수신 신호부 및 상기 기판 송수신 신호부는 서로 중심축이 일치하는 코일을 각각 포함하여 상기 칩 송수신 신호부와 상기 기판 송수신 신호부 상호 간에 무신 신호를 주고 받을 수 있다.
상기 칩 송수신 신호부 및 기판 송수신 신호부는 각각 위상이 180도 반전시킨 자장 신호가 발생하도록 배치된 2개의 코일 및 차동 회로를 포함하여 노이즈 제거를 할 수 있다. 상기 칩 송수신 신호부는 칩 신호 송수신단, 칩 신호 회로부 및 칩 신호 제어부를 포함할 수 있고, 상기 기판 송수신 신호부는 칩 신호 송수신단, 칩 신호 회로부 및 칩 신호 제어부에 각각 대응하여 기판 신호 송수신단, 기판 신호 회로부 및 기판 신호 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지는, 무선 신호 전달 및 무선 전원 구동 기능을 가지기 때문에 소형화 및 박형화가 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지는 와이어나 볼을 사용하지 않음으로써 패키지 공정을 매우 단순화할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지는 와이어나 볼을 사용하지 않음으로써 패키지 원가 절감을 이루 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 내 기판을 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기판의 무선 전원부의 전력 송신부를 구체적으로 나타낸 블록도이다.
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 기판의 무선 전원부의 전력 수신부를 구체적으로 나타낸 블록도이다
도 4는 도 1의 기판 무선 신호부의 동작을 호스트(H) 및 실장 영역에 실장되는 메모리 반도체 칩과 관련하여 개략적으로 도시하는 블록도이다.
도 5은 본 발명의 일부 실시예에 따른 반도체 패키지를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 패키지를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 패키지를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 9 내지 도 13는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 14 내지 도 17은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 내 기판 무선 신호부를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 18는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 19 내지 도 22은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 칩들 및 기판의 단면을 나타낸 단면도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
이하의 설명에서, 본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용되는 단수 형태의 기재는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 " 포함하는" 및/또는 "포함한다"란 어구는, 언급한 단계, 동작, 부재, 요소, 형상, 숫자, 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이 아니며, 하나 이상의 다른 단계, 동작, 부재, 요소, 형상, 숫자, 및/또는 이들 그룹의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 또한, "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역, 부, 수단 및/또는 기능들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 영역, 부, 수단 및/또는 기능들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 하나의 부재, 영역, 부, 수단 또는 기능을 다른 부재, 영역, 부, 수단 또는 기능과 구별하기 위하여 사용되는 것으로 의도된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역, 부, 수단 또는 기능은 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역, 부, 수단 또는 기능을 지칭할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 도면에 도시된 요소들은 설명의 편의 및 명확성을 위하여 제시되는 것이며, 본 기술분야에 의한 변형 및 수정이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 개시된 특정 형태로 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 본 발명의 각 실시예는 서로 조합될 수 있고, 하나로도 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 내 기판(1)을 도시하는 단면도이다.
구체적으로, 기판(1)은 기저부(10), 무선 전원부(30) 및 기판 무선 신호부(40)를 포함한다. 기저부(10)는 제1측(12)과 제1측(12)에 대향하는 제2 측(14)을 포함한다. 제1측(12) 상에는 배선(16)이 위치할 수 있다. 제1측(12)의 일부 영역 상에 무선 전원부(30) 및 기판 무선 신호부(40)가 위치할 수 있고, 로직 칩 또는 메모리 칩과 같은 반도체 칩들이 실장되는 실장 영역(18)이 위치할 수 있다.
도면에서는 실장 영역(18)이 무선 전원부(30) 및 기판 무선 신호부(40)와 중첩되지 않도록 도시되었으나, 이는 예시적이며, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 실장 영역(18)이 무선 전원부(30) 및/또는 기판 무선 신호부(40) 상에 중첩하여 위치할 수 있고, 이에 따라 실장 영역(18) 상에 실장되는 반도체 칩이 무선 전원부(30) 및/또는 기판 무선 신호부(40) 상에 중첩되도록 위치할 수 있다. 무선 전원부(30), 기판 무선 신호부(40), 및 실장 영역(18)은 배선(16)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 무선 전원부(30)로부터 배선(16)을 통하여 기판 무선 신호부(40)와 실장 영역(18)에 전력이 공급될 수 있다. 또한, 배선(16)을 통하여 기판 무선 신호부(40)와 실장 영역(18)에 실장되는 반도체 칩(미도시) 사이의 신호 송수신이 구현될 수 있다.
기저부(10)는 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 비스말레마이드 트리아진(BT) 수지, FR-4(Flame Retardant 4), FR-5, 세라믹, 실리콘, 또는 유리를 포함할 수 있으나, 이는 예시적이며, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 기저부(10)은 단일층이거나 또는 그 내부에 배선 패턴들을 포함하는 다층 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 기저부(10)는 하나의 강성(Rigid) 평판이거나, 복수의 강성 평판이 접착되어 형성되거나, 얇은 가요성 인쇄회로기판과 강성 평판이 접착되어 형성될 수 있다. 서로 접착되는 복수의 강성 평판들, 또는 인쇄회로기판들은 배선 패턴을 각각 포함할 수 있다. 또한, 기저부(10)는 LTCC(low temperature co-fired ceramic) 기판일 수 있다. 상기 LTCC 기판은 복수의 세라믹 층이 적층되고, 그 내부에 배선 패턴을 포함할 수 있다.
무선 전원부(30)는 외부로부터 무선으로 전력 신호를 수신하여, 기저부(10) 및 실장 영역(18) 상에 실장되는 반도체 칩에 전원을 공급할 수 있다. 무선 전원부(30)는 라디오 주파수(Radio frequency, RF)파 또는 초음파를 이용하는 방사형(radiative) 방식, 자기 유도(magnetic induction)을 이용하는 유도 커플링(inductive coupling) 방식, 또는 자기장 공진을 이용하는 비방사형(non-radiative) 방식을 통해 전력을 수신 받을 수 있고 또한 송신할 수 있다.
방사형 방식은 모노폴(monopole)이나 PIFA(planar inverted-F antenna) 등의 안테나를 이용하여, 무선으로 전력 에너지를 수신 및 송신할 수 있다. 시간에 따라 변화하는 전계나 자계가 서로 영향을 주면서 방사가 일어나며, 상기 반사형 방식은 같은 주파수의 안테나가 있을 경우 입사파의 극(polarization) 특성에 맞게 전력을 수신 및 송신할 수 있다.
상기 유도 커플링 방식은 코일을 복수회 권취하여 일측 방향으로 강한 자계를 발생시키고, 유사한 범위의 주파수 내에서 공진하는 코일을 근접시켜 커플링을 발생시킴으로써, 무선으로 전력 에너지를 수신 및 송신할 수 있다. 상기 비방사형 방식은, 근거리 전자장을 통해 같은 주파수로 공진하는 두 매체들 사이에서 전자파를 이동시키는 감쇄파 결합(evanescent wave coupling)을 이용함으로써, 무선으로 전력 에너지를 수신 및 송신할 수 있다.
무선 전원부(30)는 전력 송신부(200), 전력 수신부(300) 또는 이들 모두를 포함할 수 있다. 전력 송신부(200)는 기저부(10) 및 실장 영역(18) 상에 실장되는 반도체 칩에 무선으로 전력을 송신할 수 있다. 전력 수신부(300)는 외부로부터 무선으로 전력을 수신 받을 수 있다.
예를 들어, 기판(1)이 반도체 칩(미도시)으로 무선 전원을 공급하는 경우 기판(1)은 전력 송신부(200)를 포함하고, 기판(1)이 무선 전원을 공급받는 경우 기판(1)은 전력 수신부(300)를 포함할 수 있다.
또한, 무선으로 전력을 수신하는 전력 수신부(300)를 대신하여, 배터리 또는 파워 서플라이 등과 같은 외부 전력 공급원(미도시)으로부터 터미널과 같은 유선 배선(미도시)을 통하여 전력을 공급받을 수 있다. 또한, 무선으로 전력을 송신하는 전력 송신부(200)를 대신하여, 예를 들어 배선(16)을 통하여 실장 영역(18) 등에 전력을 공급할 수 있다. 전력 수신부(300)와 전력 송신부(200)에 대하여는 도 2 및 도 3을 참조하여 하기에 상세하게 설명하기로 한다.
도면에 도시하지는 않았지만, 무선 전원부(30)는 기판(1) 상에 탑재되는 반도체 칩(미도시) 내에서 구현될 수도 있다. 이 경우 상기 반도체 칩은 기판(1)의 무선 전원부(30)의 전력 송신부(200)로부터 무선 전원을 공급받는 다른 무선 전원부를 포함할 수 있다.
기판 무선 신호부(40)는 기판 신호 송수신단(42), 기판 신호 회로부(44) 및 기판 신호 제어부(46)를 포함할 수 있다. 기판 무선 신호부(40)는 무선 신호의 송신과 수신을 모두 할 수 있거나, 무선 신호의 송신 또는 수신 중 하나만을 할 수 있다. 기판 신호 송수신단(42)은 외부 장치의 무선 신호 송수신부(미도시)로부터 무선 신호를 송신 또는 수신할 수 있다.
또한, 기판 신호 송수신단(42)은 실장 영역(18) 상에 실장되는 반도체 칩(미도시)에 포함되는 칩 신호 송수신단(미도시)으로부터 무선 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 따라서, 기판 신호 송수신단(42)은 무선 신호를 송신 및 수신하도록 상기 외부 장치의 무선 신호 송수신부와 대응하여 위치하거나, 상기 반도체 칩에 포함되는 상기 칩 신호 송수신단과 대응하여 위치할 수 있다. 기판 신호 회로부(44)는 기판 신호 송수신단(42)에서 송신 또는 수신되는 신호를 발생시키거나 또는 변환시킬 수 있다. 기판 신호 제어부(46)는 기판 신호 송수신단(42) 및 기판 신호 회로부(44)가 신호를 송신 또는 수신할 수 있도록 제어할 수 있다. 이러한 기판 무선 신호부(40)에 대하여는 아래에서 상세하게 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예에 따른 기판(1)의 무선 전원부(30)의 전력 송신부(200)를 구체적으로 나타낸 블록도이다. 이 실시예에 따른 무선 전원부(30)는 기판(1)의 무선 전원부(30)의 전력 송신부(200)를 구체적으로 나타낸 것이다. 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
구체적으로, 기판(1)의 무선 전원부(30)의 전력 송신부(200)는 전력 변환부(210), 고주파 전력 구동부(220), 제1 검출부(230), 제1 전력 제어부(240), 및 전력 송신단(250)을 포함할 수 있다. 상술한 바와 같이, 전력 송신부(200)는 기판(1)뿐만 아니라, 기판(1) 상에 탑재되는 반도체 칩(410) 내에서 구현될 수도 있다.
전력 변환부(210)는 AC 전류와 같은 상용 전류를 입력 받아 직류전류로 변환하고, 제1 전력 제어부(240) 및 고주파 전력 구동부(220)에 동작 전원을 공급할 수 있다. 전력 변환부(210)는 외부로부터 전달된 전력 신호, 예를 들어 교류 신호 또는 직류 신호를 수신하거나, 또는, 상기 전력 수신부(300)로부터 전달된 직류 전력을 수신할 수 있다. 이에 따라, 전력 변환부(210)는 수신한 교류 전력을 직류 전류로 변환하거나, 수신한 직류 전력을 원하는 직류 전압 또는 전류로 변환할 수 있다. 전력 변환부(210)는 전압제한회로(미도시) 및 정류회로(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 전력 변환부(210는 선택적이며 경우에 따라서는 생략될 수 있다.
고주파 전력 구동부(220)는 수신한 동작 전원에 따라 구동되어, 교류 전력, 예를 들어 고주파 전력을 발생할 수 있다. 고주파 전력 구동부(220)는 전력 송신단(250)에 고주파 교류 전류를 인가할 수 있다. 예를 들어, 고주파 전력 구동부(220)는 고속의 스위칭 동작을 통해 상기 고주파 교류 전류를 생성하는 SMPS(switching mode power supply)를 포함할 수 있다. 고주파 전력 구동부(220)에서 생성된 고주파 전력은 전력 송신단(250)을 통하여 무선으로 외부로 제공될 수 있다.
제1 검출부(230)는 고주파 전력 구동부(220)로부터 전력 송신단(250)으로 공급되는 전력값, 예들 들어 전압값 및 전류값을 지속적으로 측정하고, 상기 전압값 및 전류값 정보를 제1 전력 제어부(240)에 전달한다. 예를 들어, 제1 검출부(230)는 상기 전압값 및 전류값을 직접 측정할 수 있는 저항소자를 포함하는 회로일 수 있다.
제1 전력 제어부(240)는 전력 송신부(200)의 전반적인 동작을 제어하는 마이크로프로세서일 수 있다. 제1 전력 제어부(240)는 제1 검출부(230)로부터 전압 및 전류 값을 수신하여 고주파 전력 구동부(220)의 구동을 제어할 수 있다. 제1 전력 제어부(240)는 전력 변환부(210)에 의해 전달된 상기 직류 전류에 의해 동작될 수 있다. 제1 전력 제어부(240)는 제1 검출부(230)로부터 전송된 상기 전압 값 및 전류 값을 수신하여, 이에 따라 전력 변환부(210)의 구동을 제어할 수 있다.
제1 전력 제어부(240)는 고주파 전력 구동부(220)를 제어하여, 고주파 펄스의 폭(width), 진폭(amplitude), 주파수(frequency), 및 펄스의 개수(number) 등을 변조할 수 있다. 위와 같은 펄스 폭 변조(PWM, pulse width modulation), 펄스 진폭 변조(PAM, pulse amplitude modulation), 펄스 주파수 변조(PFM, pulse frequency modulation), 펄스 개수 변조(PNM, pulse number modulation) 등을 통해, 제1 전력 제어부(240)는 고주파 교류전류의 전력을 조절할 수 있다.
전력 송신단(250)은 고주파 전력 구동부(220)로부터 고주파 교류 전류를 인가받고, 외부 소자 등에 전력을 무선으로 전달하도록 구성될 수 있다. 즉, 전력 송신단(250)은 고주파 전력 구동부(220)로부터 고주파 교류 전류를 인가 받고, 전력 수신단(도 3의 310)으로 무선 에너지를 전달하도록 구성될 수 있다.
무선 전력 전달 방식이 상술한 방사형 방식의 경우, 즉, 무선 전원부(30)가 라디오 주파수파 또는 초음파를 이용하는 경우에는, 무선 전원부(30)의 전력 송신단(250)은 모노폴(monopole)이나 PIFA(planar inverted-F antenna) 등의 안테나를 포함할 수 있다. 안테나는 고주파 전류에 따라 전자기파를 발생시키고, 상기 발생한 전력을 수신받을 전력 수신단(310)의 수신 안테나는 상기 전자기파를 수신함으로써, 상기 전자기파로부터 고주파 전력을 발생시킬 수 있다.
무선 전력 전달 방식이 상술한 유도 커플링 방식의 경우, 즉, 무선 전원부(30)가 자기 유도를 이용하는 경우에는, 무선 전원부(30)의 전력 송신단(250)은 코일을 포함할 수 있다. 전자기 유도 원리에 따라, 전력 송신단(250)에 고주파 전류가 인가되면 상기 코일은 자기장을 발생시키고, 상기 발생한 전력을 수신받을 전력 수신단(310)의 수신 코일은 상기 자기장으로부터 고주파 전류를 발생시킨다.
무선 전력 전달 방식이 상술한 비방사형 방식의 경우, 즉, 무선 전원부(30)가 자기장 공진을 이용하는 경우에는, 전력 송신단(250)은 감쇄파(evanescent wave)를 발생시키는 공진기(resonator)를 포함할 수 있다. 상기 감쇄파는 근거리에서 강판 필드를 만들어내고 거리가 멀어질수록 지수함수적으로 세기가 감소한다. 전력 송신단(250)의 공진기는 상기 발생한 전력을 수신받을 전력 수신단(310)의 수신 공진기와 같은 주파수로 공진할 수 있고, 이 경우 두 공진기들 사이에 일종의 에너지 터널인 근거리 전자장이 형성될 수 있다. 고주파 전류가 인가되면 전력 송신단(250)의 공진기는 감쇄파를 발생시키고, 상기 감쇄파는 상기 근거리 전자장을 통해 전력 송신단(250)의 공진기로부터 전력 수신단(310)의 공진기로 전달될 수 있다. 즉, 전력 송신단(250)에 고주파 전류가 인가되면 상기 공진기는 감쇄파를 발생시키고, 상기 감쇄파는 상기 근거리 전자장을 통해 전력을 무선으로 전달할 수 있다.
도 3는 본 발명의 일부 실시예에 따른 기판(1)의 무선 전원부(30)의 전력 수신부(300)를 구체적으로 나타낸 블록도이다. 이 실시예에 따른 무선 전원부(30)는 도 1의 기판(1)의 무선 전원부(30)의 전력 수신부(300)를 구체적으로 나타낸 것이다. 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
기판(1)의 무선 전원부(30)의 전력 수신부(300)는 전력 수신단(310), 전력 변환부(320), 제2 검출부(330), 제2 전력 제어부(340), 및 전력 저장부(350)를 포함할 수 있다.
전력 수신단(310)은 외부 전력 신호를 무선 또는 유선으로 수신하여, 전력 변환부(320)로 전송한다. 예를 들어, 전력 수신단(310)이 유선으로 상기 외부 전력 신호를 수신하는 경우에는, 전력 수신단(310)은 통상적인 배선일 수 있고 상기 외부 전력 신호는 직류 신호이거나 또는 교류 신호일 수 있다. 전력 수신단(310)은 전력 송신부(200)의 전력 송신단(250)으로부터 무선 에너지를 전달 받고, 상기 무선 에너지를 고주파 교류 전류로 변환하도록 구성될 수 있다. 또한, 전력 수신단(310)이 무선으로 상기 외부 전력을 수신하는 경우에는, 상기 무선 에너지의 전달 방식에 따라 상술한 바와 같이 전력 수신단(310)은 안테나, 코일, 또는 공진기 등을 포함할 수 있고, 상기 외부 전력 신호는 교류 신호일 수 있다. 이 경우에, 상기 외부 전력 신호는 상술한 방사형 방식, 유도 커플링 방식, 또는 비방사형 방식에 의하여 수신될 수 있다. 필요한 경우, 전력 수신단(310)은 상기 외부 전력 신호를 고주파 교류 전류로 변환하도록 구성될 수 있다.
전력 변환부(320)는 고주파 교류 전류로부터 직류 전류로 변환하도록 구성될 수 있다. 즉, 전력 변환부(320)는 전력 수신단(310)으로부터 수신된 전력 신호, 예를 들어 교류 신호를 직류 신호로 변환할 수 있다. 더욱 구체적으로, 전력 변환부(320)는 전압제한회로(미도시) 및 정류회로(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 전압제한회로는 상기 고주파 교류 전류가 과공급되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 상기 정류회로는 상기 교류 전류를 직류 전류로 정류할 수 있다. 상기 전압제한회로에 의해 제한된 전압은 상기 정류회로에 의해 직류 전류로 정류될 수 있다. 전력 변환부(320)에 의해 변환된 직류 전류는 전력 저장부(350) 및 제2 전력 제어부(340)로 전달될 수 있다.
전력 수신단(310)으로부터 직류 신호가 전달되는 경우에는, 전력 변환부(320)는 생략되거나 또는 상기 직류 신호를 소정의 전압으로 변환시키는 기능을 할 수 있다. 전력 변환부(320)에 의해 변환된 상기 직류 신호는 전력 저장부(350) 및 제2 전력 제어부(340)으로 전달될 수 있다.
전력 저장부(350)는 커패시터와 같은 전력 저장 소자를 포함할 수 있고, 연결부(360)의 단자들을 통해 외부 회로와 연결될 수 있다. 전력 저장부(350)는 전력 변환부(320)로 전송된 상기 직류 신호를 저장할 수 있다. 또한, 상기 직류 신호, 즉 전력을 배선 등을 통하여 전력 송신부(200)에 전송할 수 있고, 다른 소자들, 예를 들어 실장 영역(18), 기판 무선 신호부(40)에 전력을 제공할 수 있다. 전력 저장부(350)는 선택적인 구성 요소로서 생략될 수 있고, 이러한 경우에는 전력 변환부(320)로부터 직접적으로 다른 소자들에 전력을 제공할 수 있다.
제2 검출부(330)는 전력 변환부(320)로부터 전력 저장부(350)로 공급되는 전력값, 예를 들어 전압 및 전류 값을 지속적으로 측정하고, 상기 전압 및 전류 값 정보를 제2 전력 제어부(340)에 전달한다. 예를 들어, 제2 검출부(330)는 상기 전압 및 전류 값을 직접 측정할 수 있는 저항소자를 포함하는 회로일 수 있다.
제2 전력 제어부(340)는 전력 수신부(300)의 전반적인 동작을 제어하는 마이크로프로세서일 수 있다. 전력 변환부(320)에 의해 전달된 직류 전류에 의해, 제2 전력 제어부(340)가 동작될 수 있다. 제2 전력 제어부(340)는 제2 검출부(330)로부터 전압 및 전류 값을 수신하여 전력 변환부(320)의 구동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제2 전력 제어부(340)는, 제2 검출부(330)에서 측정된 전압값 및 전류값과 소정의 설정된 기준 전압값 및 기준 전류값을 서로 비교함으로써, 전력 변환부(320) 및 전력 저장부(350)의 과전압/과전류가 발생하지 않도록 전력 변환부(320)의 구동을 제어할 수 있다.
비록 도면의 경우 전력 수신부(300)가 전력 저장부(350)를 포함하도록 도시되어 있지만, 전력 변환부(320)는 연결부(360)와 직접 연결될 수도 있으며, 이 경우 제2 검출부(330)는 전력 변환부(320)로부터 연결부(360)로 공급되는 전압 및 전류 값을 측정하고, 상기 전압 및 전류 정보를 제2 전력 제어부(340)에 전달할 수 있다.
도 4는 도 1의 기판 무선 신호부(40)의 동작을 호스트(H) 및 실장 영역(18)에 실장되는 메모리 반도체 칩과 관련하여 개략적으로 도시하는 블록도이다.
구체적으로, 기판(1)의 무선 신호요소(4)는 무선 신호 송수신요소(4a), 무선 신호 회로요소(4b) 및 무선 신호 제어요소(4c)를 포함할 수 있다. 여기에서, 무선 신호요소(4), 무선 신호 송수신요소(4a), 무선 신호 회로요소(4b) 및 무선 신호 제어요소(4c)는 각각 도 1의 기판 무선 신호부(40), 기판 신호 송수신단(42), 기판 신호 회로부(44) 및 기판 신호 제어부(46)에 상응할 수 있다. 또한, 기판(1)의 실장 영역(18, 도 1 참조) 상에는 메모리 반도체 칩과 같은 메모리요소(6)가 실장될 수 있다. 기판(1)과 메모리요소(6)는 배선(16, 도 1 참조)에 의하여 정보를 송수신하거나, 또는 하기에 설명하는 무선 방식으로 정보를 송수신할 수 있다.
호스트(H)은 기판(1)과 정보를 주고받을 수 있는 외부 장치일 수 있고, 예를 들어 호스트 송수신단(H1)을 포함할 수 있다. 이에 따라, 무선 신호요소(4)는 호스트(H)와 무선으로 데이터를 송수신할 수 있고, 이를 위하여 무선 신호 송수신요소(4a)과 호스트 송수신단(H1)을 통하여 상기 데이터를 무선으로 송수신할 수 있다.
무선 신호 송수신요소(4a)은 별도로 구비된 송신용 안테나 및 수신용 안테나를 포함하거나, 송수신 겸용 안테나를 포함할 수 있다. 호스트 송수신단(H1)은 별도로 구비된 송신용 안테나 및 수신용 안테나를 포함하거나, 송수신 겸용 안테나를 포함할 수 있다. 또한, 호스트 송수신단(H1)은 호스트(H)에 장착할 수 있는 별도의 장치일 수 있고, 무선 신호 송수신 기능이 내장되지 않은 기존의 호스트에 무선 송수신 기능을 가지는 장치를 별도로 연결하여 구현될 수 있다. 또는, 호스트 송수신단(H1)은 호스트(H)와 일체로 이루어진 장치일 수 있고, 무선 신호 송수신 기능을 호스트(H)에 내장하여 구현할 수 있다.
기판(1)이 호스트(H)로부터 데이터를 수신하는 과정을 상세하게 설명하기로 한다. 기판(1)이 호스트(H)로부터 데이터를 수신하는 과정은 실선 화살표에 의하여 도시되어 있다. 호스트(H)의 호스트 송수신단(H1)이 데이터를 무선으로 무선 신호 송수신요소(4a)에 전송한다. 무선 신호 송수신요소(4a)에서 수신된 상기 데이터는 무선 신호 제어요소(4c)에 의하여 무선 신호 회로요소(4b)로 전송된다. 무선 신호 회로요소(4b)는 수신된 데이터를 메모리 요소(6)의 내부에서 가용한 형태의 신호로 변환할 수 있다. 또한, 무선 신호 회로요소(4b)는 호스트 송수신단(H1)에 의하여 무선 수신된 데이터들 중에서 실제 가용한 주파수 대역의 무선 데이터를 필터링하는 필터(미도시)를 포함할 수 있다. 무선 신호 회로요소(4b)는 호스트(H)와 기판(1)의 사이에서 주고받을 수 있는 데이터에 대하여 미리 정의된 주파수 대역과 프로토콜에 대한 정보를 가지고 있거나, 이러한 정보를 무선 신호 제어요소(4c)로부터 받을 수 있다. 무선 신호 회로요소(4b)에서 변환된 데이터들 중에 일부는 메모리요소(6)에 저장될 수 있다.
기판(1)이 호스트(H)로 데이터를 송신하는 과정을 상세하게 설명하기로 한다. 기판(1)으로부터 호스트(H)로 데이터를 송신하는 과정은 점선 화살표에 의하여 도시되어 있다. 무선 신호 제어요소(4c)에 의하여 메모리요소(6)에 저장된 데이터 중 송신할 데이터는 무선 신호 회로요소(4b)로 전송될 수 있다. 무선 신호 회로요소(4b)는 무선 신호 제어요소(4c)에 의하여, 메모리요소(6)로부터 전송된 데이터를 무선 송신에 적합한 신호로 변환할 수 있다. 무선 신호 회로요소(4b)는 예를 들면, 임펄스 생성기(impulse generator)를 포함할 수 있다. 무선 신호 회로요소(4b)에 의하여 변환된 무선 송신에 적합한 데이터는 무선 신호 송수신요소(4a)로 전달되어 무선으로 전송될 수 있다. 이후, 무선으로 전송된 신호는 호스트 송수신단(H1)에 의하여 수신되어, 호스트(H)로 전송될 수 있다.
호스트(H)와 기판(1) 사이의 무선 신호 전송은 IrDA(Infrared Data Association), RFID(Radio Frequency IDentification), 지그비(Zigbee), 블루투스(Bluetooth), 와이파이(Wi-Fi) 또는 초광대역 무선(UWB, Ultra WideBand) 방식에 의하여 이루어질 수 있다. 또는, 호스트(H)와 기판(1) 사이의 무선 신호 전송은, 저용량의 데이터 전송에 적합한 방식(예를 들어 지그비)과 고용량의 데이터 전송에 적합한 방식(예를 들어, UWB)을 결합함으로써, 저용량 데이터인 구동 신호와 고용량의 데이터인 저장 데이터의 전송을 별도로 수행하도록 이루어질 수 있다. 또는 호스트(H)와 기판(1) 사이의 무선 신호 전송은 상기 방식들과 함께 정전기 유도 또는 자기 유도 방식을 결합하여 이루어질 수 있다. 이 경우, 호스트(H)와 기판(1)은 수 cm 이내에서만 정보의 전송이 가능한 근접 무선(proximity wireless) 방식을 구현하여 보안성을 높일 수 있다.
도 5은 본 발명의 일부 실시예에 따른 반도체 패키지를 개략적으로 나타낸 것이다. 이 실시예에 따른 반도체 패키지는 기판(1), 무선 전원부(30)의 전력 수신부(300) 및 전력 송신부(200)를 포함할 수 있다. 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
구체적으로, 반도체 패키지는 기판(1), 기판(1) 상에 탑재된 적어도 하나의 반도체 칩(410), 및 기판(1)과 반도체 칩(410)을 봉지하는 봉지재(420)를 포함할 수 있다. 전력 송신부(200)는 기판(1) 내에 구현될 수 있고, 전력 수신부(300)는 반도체 칩(410) 내에 구현될 수 있다. 따라서, 와이어 본딩 또는 플립 칩 본딩 등을 통해 반도체 칩(410)과 기판(1)을 유선으로 연결하지 않고도, 무선으로 전력을 전달할 수 있다.
기판(1) 내 구현된 전력 송신부(200)와 반도체 칩(410) 내에 구현된 전력 수신부(300)는 서로 정렬될 수 있다. 더욱 구체적으로, 전력 송신부(200)의 전력 송신단(250)인 안테나, 코일, 및 공진기와 전력 수신부(300)의 전력 수신단(310)인 안테나, 코일, 및 공진기가 서로 정렬될 수 있다. 이 경우, 상기 전력 수신단(310) 및 상기 전력 송신단(250)은 기판(1)과 수직한 방향의 제1 기준선(R1)을 따라 정렬될 수 있다.
상기 전력 송신단(250) 및 상기 전력 수신단(310)의 정렬을 통해 전력 손실을 방지할 수 있다. 방사형 전송 방식의 경우 안테나들 사이에 최단의 전자파 전송 거리가 구현될 수 있어 전력 손실을 방지할 수 있다. 유도 커플링 방식의 경우 코일들간에 최대의 자속이 커플링됨으로써 역시 전력 손실을 방지할 수 있다. 마찬가지로, 비방사형 방식 또한 지수함수적으로 세기가 감소하는 감쇄파의 손실을 방지함으로써, 전력 손실을 방지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 패키지를 개략적으로 나타낸 것이다. 이 실시예에 따른 반도체 패키지는 도 5의 반도체 패키지를 일부 변형한 것이다. 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
구체적으로, 반도체 패키지는 제1 기판(1a), 제2 기판(1b), 반도체 칩(410), 및 봉지재(420)를 포함할 수 있다. 제1 기판(1a)은 제1 전력 송신부(200a)를 포함할 수 있다. 제2 기판(1b)은 제2 전력 송신부(200b)를 포함할 수 있다. 제2 기판(1b)은 제1 기판(1a)과 서로 대향하도록 배치될 수 있다. 제1 기판(1a) 내 제1 전력 송신부(200a)와 제2 기판(1b) 내 제2 전력 송신부(200b)는 제1 기판(1a) 또는 제2 기판(1b)과 수직한 방향의 제2 기준선(R2)을 따라 서로 정렬될 수 있다.
반도체 칩(410)은 제1 기판(1a)과 제2 기판(1b) 사이에 위치할 수 있다. 반도체 칩(410)은 전력 수신부(300)를 포함할 수 있다. 반도체 칩(410) 내 구현된 전력 수신부(300)는 제1 전력 송신부(200) 및 제2 전력 송신부(200)와 정렬될 수 있다. 더욱 구체적으로, 제1 전력 송신단(250a), 제2 전력 송신단(250b), 및 전력 수신단(300)은 기판(1)과 수직한 방향의 제2 기준선(R2)을 따라 서로 정렬될 수 있다. 봉지재(420)는 제1 기판(1a), 제2 기판(1b), 및 반도체 칩(410)을 봉지할 수 있다.
전력 송신부(200)로부터 전력 수신부(300)로의 거리가 멀어질수록 전자기파의 세기, 자속의 개수, 감쇄파의 세기 등이 감소하게 된다. 본 실시예의 경우 반도체 칩(410)의 상부 및 하부에 각각 제1 전력 송신부(200a)와 제2 전력 송신부(200b)가 구현되므로, 반도체 칩(410) 간 전력 송신부(200a, 200b)와 전력 수신부(300) 사이의 전자기파의 세기 차이, 자속의 개수의 차이, 및 감쇄파의 세기 차이가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 따라서 균일한 무선 전력이 각각의 반도체 칩(410)으로 공급될 수 있다.
도7은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지를 개략적으로 나타낸 사시도와 단면도이다.
구체적으로, 반도체 패키지는 기판(1), 반도체 칩(410), 봉지재(420)를 포함할 수 있다. 기판(1)는 도 1에서 설명된 기판(1)에 대한 설명을 일부 변형한 것이므로, 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
반도체 칩(410)은 복수개 적층될 수 있다. 도면에서 참조번호 810은 접착층을 나타낸다. 반도체 칩(410)을 탑재하는 기판(1)은 무선 전력을 송신하도록 구성된 전력 송신부(200)를 포함할 수 있다. 전력 송신부(200)가 전원 공급부(210), 제1 전력 제어부(240), 제1 검출부(230), 고주파 전력 구동부(220), 및 전력 송신단(250)을 포함할 수 있음은 앞서 설명된 바와 같으며, 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
반도체 칩(410)은 전력 수신부(300)를 포함할 수 있다. 전력 수신부(300)가 전력 수신단(310), 전력 변환부(320), 제2 검출부(330), 제2 전력 제어부(340), 및 전력 저장부(350)를 포함할 수 있음은 앞서 설명된 바와 같으며, 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도면의 경우 유도 커플링 방식을 통해 무선 전력이 공급될 수 있도록 전력 송신단(250) 및 전력 수신단(310)이 코일로 구현될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다. 방사형 방식 또는 비방사형 방식을 통해 무전 전력이 공급될 수 있도록 전력 송신단(250) 및 전력 수신단(310)은 안테나 또는 공진기로 구현될 수 있다. 봉지재(420)는 기판(1), 및 반도체 칩(410)을 봉지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 이 실시예에 따른 반도체 패키지는 앞서 반도체 패키지를 일부 변형한 것이다. 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
구체적으로, 최상의 반도체 칩(410)에 인가되는 전원이 금속 배선(interconnection)에 의해 공급되지 않고, 기판(1)의 전력 송신부(200) 및 반도체 칩(410)의 전력 수신부(300)에 의해 무선 전력이 공급될 수 있음은 상술한 바와 같다. 반면에, 중간 반도체 칩(410)에 인가되는 전원은 와이어(820)와 같은 금속 배선에 의해 공급될 수도 있다. 그러나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 반도체 칩(410)에 인가되는 전원도 무선 전력을 통해 공급될 수 있다.
봉지재(420)는 기판(1), 반도체 칩(410)를 봉지할 수 있다. 비록 도면에 도시하지는 않았지만, 기판(1)과 반도체 칩(410)의 신호 전달 또한 유선 신호 전달이 아닌 무선 신호 전달에 의해 이루어질 수 있다. 이 경우 전자기파만을 전송하는 무선 전력과 달리, 무선 신호 전달은 전자기파에 신호 정보를 합성한 신호를 전송한다. 이에 대해서는 후에 설명하기로 한다.
도 9 내지 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지(1000)를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 이 실시예에 따른 반도체 패키지내 기판은 도 1의 기판을 일부 변형한 것이다. 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 9을 참조하면, 기판 무선 신호부(40)는 기판 신호 송수신단(42), 기판 신호 회로부(44) 및 기판 신호 제어부(46)를 포함할 수 있다. 반도체 칩(410)은 칩 무선 신호부(110)를 포함할 수 있다. 칩 무선 신호부(110)는 칩 신호 송수신단(112), 칩 신호 회로부(114) 및 칩 신호 제어부(116)를 포함할 수 있다. 칩 신호 송수신단(112)는 기판 신호 송수신단(42)에 대응하는 위치에 형성될 수 있다.
기판 신호 회로부(44) 또는 칩 신호 회로부(114)는 각각 기판 신호 송수신단(42) 또는 칩 신호 송수신단(112)에서 송신 또는 수신되는 신호를 발생 또는 변환할 수 있다. 즉, 기판 신호 회로부(44) 또는 칩 신호 회로부(114)는 기판(10) 또는 반도체 칩(410) 내에서 사용되는 전기 신호를 송신하기 위한 변환 또는 수신된 신호를 기판(10) 또는 반도체 칩(410) 내에서 사용하기 위한 변환 등을 할 수 있다.
기판 신호 제어부(46) 또는 칩 신호 제어부(116)는 기판 신호 송수신단(42)/기판 신호 회로부(44) 또는 칩 신호 송수신단(112)/칩 신호 회로부(114)가 신호를 송신 또는 수신할 수 있도록 제어할 수 있다.
기판 무선 신호부(40) 및 칩 무선 신호부(110)는 근접 무선(proximity wireless)방식에 의하여 무선 신호를 송수신할 수 있다. 따라서 기판 무선 신호부(40) 및 칩 무선 신호부(110)는 자기 유도(magnetic induction) 또는 정전기 유도(electrostatic induction)에 의하여 무선 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 또는 기판 무선 신호부(40) 및 칩 무선 신호부(110)는 RF(Radio Frequency)를 통하여 무선 신호를 송신 또는 수신할 수 있다. 기판 신호 송수신단(42) 또는 칩 신호 송수신단(112)은 각각 코일 또는 안테나를 포함할 수 있다. 기판 신호 송수신단(42) 및 칩 신호 송수신단(112)이 코일을 포함하는 경우, 칩 신호 송수신단(112)이 기판 신호 송수신단(42)에 대응하는 위치에 형성된다는 것은 기판 신호 송수신단(42) 및 칩 신호 송수신단(112)에 포함되는 코일의 중심축이 일치함을 의미할 수 있다. 기판 신호 송수신단(42) 및 칩 신호 송수신단(112)에 포함되는 코일의 중심축이 일치하는 경우, 송신되는 자장을 최대한으로 수신할 수 있다.
칩 무선 신호부(110)의 전부 또는 일부는 반도체 칩(410) 내에 형성된 반도체 소자(미도시)들과 함께 형성할 수 있다. 예를 들어, 칩 신호 회로부(114) 및 칩 신호 제어부(116)는 상기 반도체 소자(미도시)를 이루는 개별 소자, 즉 트랜지스터, 저항, 캐패시터 등과 함께 형성될 수 있으며, 칩 신호 송수신단(112)는 상기 반도체 소자(미도시)들을 위한 배선 라인과 함께 형성될 수 있다.
또는 칩 무선 신호부(110)의 전부 또는 일부는 상기 반도체 소자(미도시)들을 형성한 후 추가적으로 형성하거나, 별도로 형성하여 부착할 수 있다. 예를 들면, 칩 신호 송수신단(112)는 상기 반도체 소자(미도시) 상에 형성되는 패시베이션층(미도시) 상에 별도로 도전 라인으로 형성될 수 있다. 또는 칩 신호 회로부(114), 칩 신호 송수신단(112) 및 칩 신호 제어부(116)는 개별적으로 형성되거나 일체로 형성된 후 반도체 칩(410)의 상기 패시베이션층 상(미도시)에 부착될 수 있다.
기판 무선 신호부(40) 또는 칩 무선 신호부(110)는 무선 신호의 송신과 수신을 모두 할 수 있거나, 무선 신호의 송신 또는 수신 중 하나만을 할 수 있다. 기판 무선 신호부(40)가 무선 신호의 송신을 할 수 있는 경우, 칩 무선 신호부(110)는 무선 신호의 수신을 할 수 있도록 형성될 수 있다.
이후에서는 표현의 편리성을 위하여, 기판 무선 신호부(40) 또는 칩 무선 신호부(110)를 하나의 구성요소로 도시할 수 있다. 이 경우, 서로 대응되는 위치에 형성된 기판 무선 신호부(40) 및 칩 무선 신호부(110)는 각각의 기판 신호 송수신단(42) 및 칩 신호 송수신단(112)가 서로 대응되는 위치에 형성된 것을 의미할 수 있다.
도 10를 참조하면, 기판 무선 신호부(40)는 기판 송신 신호부(40S) 및 기판 수신 신호부(40E)를 포함하고, 칩 무선 신호부(110)는 칩 송신 신호부(110S) 및 칩 수신 신호부(110E)를 포함한다. 기판 송신 신호부(40S)는 칩 수신 신호부(110E)와 대응되는 위치에 형성될 수 있고, 기판 수신 신호부(40E)는 칩 송신 신호부(110S)와 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
도 11을 참조하면, 기판 무선 신호부(40)는 기판 송신 신호부(40S) 및 기판 수신 신호부(40E)를 포함하고, 제1 반도체 칩(410a) 및 제2 반도체 칩(410b)은 각각 제1 칩 송신/수신 신호부(110S-a, 110E-a) 및 제2 칩 송신/수신 신호부(110S-b, 110E-b)를 포함한다. 기판 송신 신호부(40S)는 제1 및 제2 칩 수신 신호부(110E-a, 110E-b)와 대응되는 위치에 형성될 수 있고, 기판 수신 신호부(40E)는 제1 및 제2 칩 송신 신호부(110S-a, 110S-b)와 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 따라서 제1 및 제2 반도체 칩(410a, 410b)는 같은 기판 무선 신호부(40), 즉 같은 기판 송신 신호부(40S) 및 기판 수신 신호부(40E)에 의하여 신호를 무선으로 송수신할 수 있다. 이때 기판 무선 신호부(40)에서 송신되는 신호에는 제1 반도체 칩(410a) 또는 제2 반도체 칩(410b)에서 선택적으로 신호를 수신할 수 있도록 하는 정보가 더 포함될 수 있다.
도 12를 참조하면, 기판 무선 신호부(40)는 제1 및 제2 기판 송신 신호부(40S-a, 40S-b)와 제1 및 제2 기판 수신 신호부(40E-a, 40E-b)를 포함한다. 제1 반도체 칩(410a) 및 제2 반도체 칩(410b)은 각각 제1 칩 송신/수신 신호부(110S-a, 110E-a) 및 제2 칩 송신/수신 신호부(110S-b, 110E-b)를 포함한다.
제1 기판 송신 신호부(40S-a) 및 제1 기판 수신 신호부(40E-a)는 각각 제1 수신 신호부(110E-a) 및 제1 송신 신호부(110S-a)와 대응되는 위치에 형성될 수 있고, 제2 기판 송신 신호부(40S-b) 및 제2 기판 수신 신호부(40E-b)는 각각 제2 수신 신호부(110E-b) 및 제2 송신 신호부(110S-b)와 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 따라서 제1 및 제2 반도체 칩(410a, 410b)은 별도의 기판 무선 신호부, 즉 제1 기판 송/수신 신호부(40S-a, 40E-a) 및 제2 기판 송/수신 신호부(40S-b, 40E-b)에 의하여 기판(10)과 사이에서 신호를 무선으로 송수신할 수 있다
이때, 도시하지는 않았으나, 제1 및 제2 반도체 칩(410a, 410b)은 제1 칩 송신/수신 신호부(110S-a, 110E-a) 및 제2 칩 송신/수신 신호부(110S-b, 110E-b)을 모두 포함할 수 있다. 이 경우, 기판(10) 상에 부착되기 전에, 제1 반도체 칩(410a)은 제1 칩 송신/수신 신호부(110S-a, 110E-a)을 활성화시키고 제2 칩 송신/수신 신호부(110S-b, 110E-b)은 비활성화시키는 과정을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 기판(10) 상에 부착되기 전에, 제2 반도체 칩(410b)은 제2 칩 송신/수신 신호부(110S-b, 110E-b)을 활성화시키고 제1 칩 송신/수신 신호부(110S-a, 110E-a)은 비활성화시키는 과정을 포함할 수 있다. 제1 칩 송신/수신 신호부(110S-a, 110E-a) 또는 제2 칩 송신/수신 신호부(110S-b, 110E-b)을 활성화 또는 비활성화시키는 과정은 반도체 리페어 공정과 유사하게 퓨즈를 이용하여 수행할 수 있다.
도 13를 참조하면, 기판 무선 신호부(40)는 기판 송신 신호부(40S)와 기판 수신 신호부(40E)를 포함한다. 제1 반도체 칩(410a) 및 제2 반도체 칩(410b)은 각각 제1 칩 송신/수신 신호부(110S-a, 110E-a) 및 제2 칩 송신/수신 신호부(110S-b, 110E-b)를 포함한다. 또한 제1 반도체 칩(410a)은 제1 칩간 재송신/재수신 신호부(110RS-a, 110RE-a)를 더 포함한다. 제1 칩간 재송신 신호부(110RS-a)는 제1 칩 수신 신호부(110E-a)와 신호를 주고 받도록 연결될 수 있으며, 제1 칩간 재수신 신호부(110RE-a)는 제1 칩 송신 신호부(110S-a)와 신호를 주고 받도록 연결될 수 있다.
기판 송신 신호부(40S) 및 기판 수신 신호부(40E)는 각각 제1 수신 신호부(110E-a) 및 제1 송신 신호부(110S-a)와 대응되는 위치에 형성될 수 있고, 제1 칩간 송신 신호부(110RS-a) 및 제1 칩간 수신 신호부(110RE-a)는 각각 제2 수신 신호부(110E-b) 및 제2 송신 신호부(110S-b)와 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 따라서 제1 반도체 칩(410a)은 기판 송/수신 신호부(40S, 40E)에 의하여 기판(10)과 신호를 무선으로 송수신할 수 있으며, 제2 반도체 칩(410b)은 제1 칩간 송/수신 신호부(110RS-a, 110RE-a)에 의하여, 제1 반도체 칩(410a)을 통하여 기판(10)과 신호를 무선으로 송수신할 수 있다. 이때 기판 송신 신호부(40S)에서 송신되는 신호에는 신호의 목적지가 제1 반도체 칩(410a)인지 제2 반도체 칩(410b)인지를 지정할 수 있는 목적지 정보가 더 포함될 수 있다. 상기 목적지 정보가 제1 반도체 칩(410a)인 경우, 제1 칩 수신 신호부(110S-a)는 수신 신호를 제1 반도체 칩(410a) 내부의 회로로 전달한다. 반대로 상기 목적지 정보가 제2 반도체 칩(410b)인 경우, 제1 칩 수신 신호부(110S-a)는 수신 신호를 제1 칩간 송신 신호부(100RS-a)로 전달하여 제2 반도체 칩(410b)로 보낼 수 있다.
이때, 도시하지는 않았으나, 제2 반도체 칩(410b)도 제1 반도체 칩(410a)의 제1 칩간 송/수신 신호부(110RS-a, 110RE-a)에 해당하는 구성 요소인 제2 칩간 송/수신 신호부(미도시)를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 제2 칩간 송/수신 신호부는 제2 반도체 칩(410b) 상에 적층되는 다른 반도체 칩, 예를 들면 제3 반도체 칩(미도시)와 신호를 무선으로 송수신할 수 있다. 즉, 기판(1) 상에 적층되는 모든 반도체 칩들은 모두 송/수신 신호부 및 칩간 송/수신 신호부를 포함할 수 있다. 이때 상기 송/수신 신호부는 하부, 즉 기판 또는 인접한 하부의 반도체 칩과의 신호를 무선으로 송수신할 수 있고, 상기 칩간 송/수신 신호부는 인접한 상부의 반도체 칩과의 신호를 무선으로 송수신할 수 있다. 또한 최상단의 반도체 칩에서 상기 칩간 송/수신 신호부는 사용되지 않도록 비활성화시키는 과정을 거친 후에 사용될 수 있다.
도 14 내지 도 17는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지 내 기판 무선 신호부를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 14을 참조하면, 기판 무선 신호부(40)는 기판 신호 송수신단(42), 기판 신호 회로부(44) 및 기판 신호 제어부(46)를 포함한다. 기판 신호 송수신단(42)은 송신용 안테나와 수신용 안테나로 각각 이루어질 수 있으며, 이 경우 송신용 안테나와 수신용 안테나는 신호 전송에 사용되는 RF의 파장을 고려하여 설계될 수 있다. 또는 기판 신호 송수신단(42)은 신호의 송수신을 위한 코일로 이루어질 수 있다. 기판 신호 송수신단(42)이 코일로 이루어지는 경우, 송신과 수신을 동일한 코일에서 함께 할 수도 있고, 도시하지는 않았으나 송신과 수신 각각을 위한 별도의 코일을 구비하여 각각 송신과 수신을 할 수도 있다. 이하에서는 설명의 편의성을 위하여 송신용 코일과 수신용 코일이 별도로 있는 경우에도 하나만을 도시하여 설명하도록 한다.
칩 무선 신호부(110)는 기본적으로 기판 무선 신호부(40)와 동일한 구성을 가질 수 있다. 즉, 칩 신호 송수신단(112), 칩 신호 회로부(114) 및 칩 신호 제어부(116)는 각각 기판 신호 송수신단(42), 기판 신호 회로부(44) 및 기판 신호 제어부(46)와 동일한 구성을 가질 수 있다. 따라서 이하에서 특별히 언급하지 않는 한 기판 무선 신호부(40)에 대한 설명이 칩 무선 신호부(110)에도 동일하게 적용될 수 있다.
기판 무선 신호부(40)는 1개의 코일로 이루어지는 기판 신호 송수신단(42)을 포함한다. 칩 신호 송수신단(112)은 기판 신호 송수신단(42)에 포함되는 코일과 중심축이 일치하는 코일이 마찬가지로 배치될 수 있다. 단, 칩 신호 송수신단(112)에 포함되는 코일의 크기는 기판 신호 송수신단(42)에 포함되는 코일과 같이할 필요는 없다. 원하는 수신 감도를 얻기 위하여 코일의 크기는 조정될 수 있다. 기판 신호 송수신단(42), 기판 신호 회로부(44) 및 기판 신호 제어부(116)의 위치 관계는 도 16에 나타내는 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한 후술하는 것과 같이 기판 신호 송수신단(42)을 이루는 코일의 수는 변할 수도 있다.
도 15을 참조하면, 기판 신호 송수신단(42)은 2개의 코일(42a, 42b)로 이루어진다. 기판 신호 송수신단(42)을 이루는 제1 코일(42a)과 제2 코일(42b)은 서로 위상을 180도 반전시킨 자장 신호가 발생하도록 배치될 수 있다. 이 경우 칩 신호 송수신단(114)에도 동일 구성의 2개의 코일을 사용할 수 있다. 이와 같이 2개의 코일을 사용하면, 차동 전송이 가능하여 노이즈를 제거할 수 있다. 따라서 기판 신호 회로부(44)는 차동 회로를 포함할 수 있다.
도 16을 참조하면, 기판 신호 송수신단(42)은 2개의 코일(42a, 42b)로 이루어진다. 이때 기판 신호 송수신단(42)을 이루는 제1 코일(42a)과 제2 코일(42b)은 병렬로 연결되며 서로 위상을 180도 반전시킨 자장 신호가 발생하도록 배치될 수 있다. 이 경우 칩 신호 송수신단(114)에도 동일 구성의 2개의 코일을 사용할 수 있다. 이와 같이 2개의 코일을 사용하면, 차동 전송이 가능하여 노이즈를 제거할 수 있다. 따라서 기판 신호 회로부(44)는 차동 회로를 포함할 수 있다.
도 17를 참조하면, 기판 신호 송수신단(42)은 2개의 코일(42a, 42b)로 이루어진다. 이때 기판 신호 송수신단(42)을 이루는 제1 코일(42a)과 제2 코일(42b)은 직렬로 연결되며 서로 위상을 180도 반전시킨 자장 신호가 발생하도록 배치될 수 있다. 이 경우 칩 신호 송수신단(114)에도 동일 구성의 2개의 코일을 사용할 수 있다. 이와 같이 2개의 코일을 사용하면, 차동 전송이 가능하여 노이즈를 제거할 수 있다. 따라서 기판 신호 회로부(44)는 차동 회로를 포함할 수 있다.
도 18은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 패키지를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
구체적으로, 반도체 패키지는 기판(1) 및 반도체 칩(410)를 포함할 수 있다. 이 실시예에 따른 반도체 패키지는 앞서의 반도체 패키지들을 조합하여 일부 변형한 것이다. 이하 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
무선 신호 전송을 위해, 제1 및 제2 반도체 칩(410a, 410b)이 칩 송수신 신호부(110a, 110b)를 포함할 수 있고, 기판(1)이 기판 무선 신호부(40)를 포함할 수 있음은 상술한 바와 같다. 이 경우 칩 송수신 신호부(110a, 110b) 및 기판 송수신 신호부(40)는, 각각 서로 대응되는 위치에 형성된 칩 신호 송수신단(112-a, 112b) 및 기판 신호 송수신단(42)을 포함할 수 있다. 칩 송수신 신호부(110a, 110b) 및 기판 송수신 신호부(40)는 서로 중심축이 일치하는 코일을 각각 포함하여 칩 송수신 신호부(110a, 110b)와 기판 송수신 신호부(40) 상호 간에 무신 신호를 주고 받을 수 있다.
또한, 비록 본 도면에 도시되지는 않았지만, 칩 송수신 신호부(110a, 110b) 및 기판 송수신 신호부(40)는, 각각 2개의 코일들(42a, 42b) 및 차동 회로를 더 포함할 수 있다. 이 경우 상기 2개의 코일들은 각각 위상이 180도 반전시킨 자장 신호가 발생하도록 배치되어, 상기 차동 회로에 의해 차동 전송이 가능하여 노이즈가 제거될 수 있다.
도 19 내지 도 22은 본 발명에 따라 반도체 칩들(410a, 410b) 및 기판(1)의 단면을 나타낸 예시들로서, 도 18의 A-A'에 따른 단면도들이다.
구체적으로, 반도체 칩(410a, 410b)은 기판부(100S-a, 100S-b), 프론트앤드부(100F-a, 100F-b), 백앤드부(100B-a, 100B-b), 패시베이션부(100P-a, 100P-b)로 구분될 수 있다. 기판부(100S-a, 100S-b)는 예를 들면, 실리콘 기판과 같은 반도체 웨이퍼의 일부분을 의미할 수 있다. 프론트앤드부(100F-a, 100F-b)는 반도체 칩(410a, 410b) 내에 형성되는 개별 단위 소자들, 즉 트랜지스터, 저항, 캐패시터 등일 형성된 부분을 의미할 수 있다. 기판부(100S-a, 100S-b)와 프론트앤드부(100F-a, 100F-b)는 일부 중첩될 수 있다. 예를 들면, 실리콘 기판에 형성되는 트랜지스터의 일부분(소스, 드레인, 채널 등)은 프론트앤드부(100F-a, 100F-b)에도 해당되면서, 기판부(100S-a, 100S-b)에도 해당된다고 볼 수 있다. 그러나 본 명세서에서는 실리콘 기판 중, 실제 반도체 소자의 제조에 사용되는 표면 근처의 일부분을 포함하여 프론트앤드부(100F-a, 100F-b)라 하며, 실제 반도체 소자에 사용되지 않는 나머지 실리콘 기판 부분을 기판부(100S-a, 100S-b)로 칭하도록 한다. 즉, 프론트앤드부(100F-a, 100F-b)는 반도체 칩(410a, 410b) 내에 형성된 가장 깊은 웰의 하면부터 후술한 금속 배선 라인들이 형성되기 전에 형성되는 층간절연층의 최상면까지를 의미한다.
반도체 칩(410a, 410b)을 이루는 백앤드부(100B-a, 100B-b)는 반도체 칩(100) 내에 형성되는 개별 단위 소자를 외부와 연결하기 위한 금속 배선 라인들이 형성된 부분을 의미할 수 있다. 또한 패시베이션부(100P-a, 100P-b)는 반도체 칩(410a, 410b) 내에 형성되는 개별 소자들을 보호하기 위한 패시베이션층과 재배선 라인이 형성된 부분을 의미할 수 있다.
즉, 예를 들면, 플래시메모리(Flash Memory)의 경우 메모리셀을 구성하는 셀 트랜지스터, 워드라인, 비트라인 및 이들 사이 및 이들 상에 형성된 층간절연층(ILD, Inter-Layer Dielectrics)을 포함하는 부분을 프론트앤드부(100F-a, 100F-b)라 할 수 있다. 또는 예를 들면, 디램(DRAM)의 경우 메모리셀을 구성하는 셀 트랜지스터, 워드라인, 비트라인, 캐피시터 및 이들 사이 및 이들 상에 형성된 층간절연층을 포함하는 부분을 프론트앤드부(100F-a, 100F-b)라 할 수 있다. 또한 메모리 소자의 경우, 소위 메탈 라인이라 하는 배선라인과 이들 사이의 금속층간 절연층(IMD, Inter-Metal Dielectrics)을 포함하는 부분을 백앤드부(100B)라 할 수 있다.
도 20을 참조하면, 기판(1) 상에 제1 반도체 칩(410a) 및 제2 반도체 칩(410b)이 순차적으로 적층된다. 기판(1), 제1 반도체 칩(410a) 및 제2 반도체 칩(410b)은 각각 기판 신호 송수신단(42), 제1 칩 신호 송수신단(112-a) 및 제2 칩 신호 송수신단(112-b)을 포함한다.
제1 칩 신호 송수신단(112-a) 및 제2 칩 신호 송수신단(112-b)은 각각 제1 반도체 칩(410a) 및 제2 반도체 칩(410b)의 패시베이션부(100P-a, 100P-b)에 형성될 수 있다. 즉, 제1 칩 신호 송수신단(112-a) 및 제2 칩 신호 송수신단(112-b)이 각각 안테나 또는 코일로 이루어진 경우, 상기 안테나 또는 코일은 제1 반도체 칩(410a) 및 제2 반도체 칩(410b)의 패시베이션부(100P-a, 100P-b)에 형성될 수 있다.
제1 칩 신호 송수신단(112-a) 및 제2 칩 신호 송수신단(112-b)을 이루는 안테나 또는 코일은, 패시베이션부(100P-a, 100P-b)에 형성된 패시베이션층 상에 금속 배선의 형태로 형성될 수 있다. 또는 제1 칩 신호 송수신단(112-a) 및 제2 칩 신호 송수신단(112-b)을 이루는 안테나 또는 코일은, 패시베이션부(100P-a, 100P-b)에 형성된 패시베이션층 상에 형성되는 재배선 라인과 함께, 상기 재배선 라인이 형성되지 않는 부분을 따라서 형성될 수 있다.
제1 칩 신호 송수신단(112-a) 및 제2 칩 신호 송수신단(112-b)을 이루는 안테나 또는 코일이 상기 재배선 라인과 함께 형성되는 경우, 제1 칩 신호 송수신단(112-a) 및 제2 칩 신호 송수신단(112-b)을 이루는 안테나 또는 코일을 형성하는 과정을 별도로 수행할 필요가 없기 때문에, 제조 시간 및 제조 비용을 절감할 수 있다.
기판 신호 송수신단(42)이 안테나 또는 코일로 이루어진 경우, 상기 안테나 또는 코일은 기판(1)에 형성된 전도성 배선 라인과 함께, 상기 전도성 배선 라인이 형성되지 않은 부분을 따라서 형성될 수 있다. 또는 기판(1)이 다층 인쇄회로기판인 경우, 기판(1)에는 기판 신호 송수신단(42)을 이루는 안테나 또는 코일이 형성되기 위하여 추가적인 층이 형성될 수 있다.
도 21를 참조하면, 제1 칩 신호 송수신단(112-a) 및 제2 칩 신호 송수신단(112-b)은 각각 제1 반도체 칩(410a) 및 제2 반도체 칩(410b)의 백앤드부(100B-a, 100B-b)에 형성될 수 있다. 즉, 제1 칩 신호 송수신단(112-a) 및 제2 칩 신호 송수신단(112-b)이 각각 안테나 또는 코일로 이루어진 경우, 상기 안테나 또는 코일은 제1 반도체 칩(410a) 및 제2 반도체 칩(410b)의 백앤드부(100B-a, 100B-b)에 형성될 수 있다.
구체적으로, 제1 칩 신호 송수신단(112-a) 및 제2 칩 신호 송수신단(112-b)을 이루는 안테나 또는 코일은, 백앤드부(100B-a, 100B-b)에 형성된 금속 배선 라인과 함께, 상기 금속 배선 라인이 형성되지 않는 부분을 따라서 형성될 수 있다. 특히, 백앤드부(100B-a, 100B-b)에 다층 금속 배선 라인이 형성된 경우, 제1 칩 신호 송수신단(112-a) 및 제2 칩 신호 송수신단(112-b)을 이루는 안테나 또는 코일은 최상층의 금속 배선 라인과 함께 형성될 수 있다.
제1 칩 신호 송수신단(112-a) 및 제2 칩 신호 송수신단(112-b)을 이루는 안테나 또는 코일이 상기 금속 배선 라인과 함께 형성되는 경우, 제1 칩 신호 송수신단(112-a) 및 제2 칩 신호 송수신단(112-b)을 이루는 안테나 또는 코일을 형성하는 과정을 별도로 수행할 필요가 없기 때문에, 제조 시간 및 제조 비용을 절감할 수 있다.
도 22을 참조하면, 제1 칩 신호 송수신단(112-a) 및 제2 칩 신호 송수신단(112-b)은 각각 제1 반도체 칩(410a) 및 제2 반도체 칩(410b)을 각각 기판(1) 및 제1 반도체 칩(410a) 상에 실장하기 위하여 사용되는 제1 중간재(106-a) 및 제2 중간재(106-b) 내에 형성될 수 있다. 즉, 제1 칩 신호 송수신단(112-a) 및 제2 칩 신호 송수신단(112-b)이 각각 안테나 또는 코일로 이루어진 경우, 상기 안테나 또는 코일은 제1 중간재(106-a) 및 제2 중간재(106-b) 내에 형성될 수 있다.
제1 칩 신호 송수신단(112-a) 및 제2 칩 신호 송수신단(112-b)을 이루는 안테나 또는 코일을 제1 중간재(106-a) 및 제2 중간재(106-b) 내에 형성하는 경우, 제1 반도체 칩(410a) 또는 제2 반도체 칩(410b)의 면적에 가까운 공간을 상기 안테나 또는 코일을 형성하는 공간으로 활용할 수 있다.
제1 중간재(106-a) 또는 제2 중간재(106-b)가 접착 테이프인 경우, 접착제가 양면에 부착되는 필름 내에 제1 칩 신호 송수신단(112-a) 및 제2 칩 신호 송수신단(112-b)을 이루는 안테나 또는 코일을 삽입할 수 있다.
제1 중간재(106-a) 또는 제2 중간재(106-b)가 와이어 본딩을 하기 위한 공간을 확보하기 위한 인터포저(interposer)인 경우, 상기 언터포저의 내부에 제1 칩 신호 송수신단(112-a) 및 제2 칩 신호 송수신단(112-b)을 이루는 안테나 또는 코일을 삽입할 수 있다.
이때 제1 중간재(106-a) 또는 제2 중간재(106-b) 내에 형성된 제1 칩 신호 송수신단(112-a) 또는 제2 칩 신호 송수신단(112-b)과 제1 반도체 칩(410a) 또는 제2 반도체 칩(410b) 내의 반도체 소자와의 전기적인 연결을 위한 도전 연결부(비도시)가 추가로 형성될 수 있다.
도 23를 참조하면, 기판 신호 송수신단(42)은 제1 반도체 칩(410a)을 기판(1) 상에 실장하기 위하여 사용되는 제1 중간재(106-a) 내에 형성된다. 또한 제1 칩 신호 송수신단(112-a)은 제2 반도체 칩(410b)을 제1 반도체 칩(410a) 상에 실장하기 위하여 사용되는 제2 중간재(106-b) 내에 형성된다. 따라서 제2 반도체 칩(410b) 상에는 제2 칩 신호 송수신단(112-b)이 형성된 별도의 더미 중간재(106-d)를 더 부착한다. 더미 중간재(106-d)는 제1 중간재(106-a) 또는 제2 중간재(106-b)와 동일하거나 유사한 구성요소일 수 있다. 또는 제2 칩 신호 송수신단(112-b)의 송수신 감도를 높이기 위하여 더미 중간재(106-d)는 제1 중간재(106-a) 또는 제2 중간재(106-b)와 다르게 설계된 구성요소일 수 있다.
본 발명을 명확하게 이해시키기 위해 첨부한 도면의 각 부위의 형상은 예시적인 것으로 이해하여야 한다. 도시된 형상 외의 다양한 형상으로 변형될 수 있음에 주의하여야 할 것이다. 도면들에 기재된 동일한 번호는 동일한 요소를 지칭한다.
이상에서 설명한 본 발명이 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

Claims (10)

  1. 무선 전력을 송신하도록 구성된 전력 송신부를 포함하고, 무선 신호를 송수신하도록 구성된 기판 송수신 신호부를 구비하는 기판; 및
    상기 기판 상에 적어도 하나 탑재되고 상기 전력 송신부로부터 상기 무선 전력을 수신하는 전력 수신부와 무선 신호를 송수신하도록 구성된 칩 송수신 신호부를 구비하는 반도체 칩을 포함하고,
    상기 전력 수신부는 상기 전력 송신부로부터 상기 무선 전력을 수신하여 상기 반도체 칩에 전력을 공급하고, 상기 기판 송수신 신호부 및 칩 송수신 신호부는 서로 무선 신호를 송수신하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전력 송신부는,
    제1 고주파 교류 전류를 생성하도록 구성된 고주파 전력 구동부; 및
    상기 제1 고주파 교류 전류로부터 전자기파 또는 자기장을 발생시키도록 구성된 전력 송신단을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전력 수신부는,
    전자기파 또는 자기장을 수신하여 제2 고주파 교류 전류를 생성하도록 구성된 전력 수신단;
    상기 제2 고주파 교류 전류를 직류 전류로 변환시키는 전력 변환부; 및
    상기 직류 전류에 의해 발생된 전력을 저장하는 전력 저장부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전력 송신부 및 상기 전력 수신부는 상기 기판과 수직한 방향의 기준선을 따라 정렬되는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전력 송신부 및 상기 전력 수신부는 안테나, 코일 또는 공진기를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  6. 제1항에 있어서, 상기 기판에는 무선 전력을 수신하도록 구성된 전력 수신부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  7. 제1 고주파 교류 전류를 생성하도록 구성된 고주파 전력 구동부, 및 상기 제1 고주파 교류 전류로부터 전자기파 또는 자기장을 발생시키도록 구성된 전력 송신단과, 무선 신호를 송수신하도록 구성된 기판 송수신 신호부를 포함하는 기판;
    상기 기판 상에 적어도 하나 탑재되고 상기 전력 송신단으로부터 무선 전력을 수신하는 전력 수신부와 무선 신호를 송수신하도록 구성된 칩 송수신 신호부를 구비하는 반도체 칩을 포함하고,
    상기 전력 수신부는, 상기 전자기파 또는 상기 자기장을 수신하여 제2 고주파 교류 전류를 생성하도록 구성된 전력 수신단, 상기 제2 고주파 교류 전류를 직류 전류로 변환시키는 전력 변환부, 및 상기 직류 전류에 의해 발생된 전력을 저장하는 전력 저장부를 포함하고, 상기 기판 송수신 신호부 및 칩 송수신 신호부는 서로 무선 신호를 송수신하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  8. 제7항에 있어서, 상기 칩 송수신 신호부 및 상기 기판 송수신 신호부는 서로 중심축이 일치하는 코일을 각각 포함하여 상기 칩 송수신 신호부와 상기 기판 송수신 신호부 상호 간에 무신 신호를 주고 받는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  9. 제7항에 있어서, 상기 칩 송수신 신호부 및 기판 송수신 신호부는 각각 위상이 180도 반전시킨 자장 신호가 발생하도록 배치된 2개의 코일 및 차동 회로를 포함하여 노이즈 제거를 하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
  10. 제7항에 있어서, 상기 칩 송수신 신호부는 칩 신호 송수신단, 칩 신호 회로부 및 칩 신호 제어부를 포함하고, 상기 기판 송수신 신호부는 상기 칩 신호 송수신단, 상기 칩 신호 회로부 및 상기 칩 신호 제어부에 각각 대응하여 기판 신호 송수신단, 기판 신호 회로부 및 기판 신호 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 패키지.
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