KR101900583B1 - 휴대용 전자 디바이스의 시스템-인-패키지 어셈블리용 차폐 구조체 - Google Patents

휴대용 전자 디바이스의 시스템-인-패키지 어셈블리용 차폐 구조체 Download PDF

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Abstract

시스템-인-패키지 어셈블리(System-in-Package assembly) 내로 패키징된 휴대용 전자 디바이스가 개시된다. 휴대용 전자 디바이스는 기판(614) 및 기판 상에 실장되고 하나 이상의 서브시스템 내에 포함된 복수의 컴포넌트를 포함할 수 있다. 서브시스템들 사이의 또는 외부 소스로부터의 간섭은, 컴포넌트들 위에 절연 층(616)을 배치시키고, 서브시스템들 사이에 좁은 트렌치들(632)을 형성하고, 금속 차폐 층(640)을 이용하여 절연 층 및 트렌치들을 컨포멀하게 코팅함으로써 감소되거나 제거될 수 있다. 일부 예들에서, 서브시스템들 사이의 트렌치들은 레이저 소스를 사용하여 형성될 수 있다. 일부 예들에서, 서브시스템들 사이의 트렌치들은 경사진 벽을 가질 수 있다. 일부 예들에서, 금속 차폐 층은 전기 도금, 무전해 도금, 화학 기상 증착, 및 물리 기상 증착 중 적어도 하나를 사용하여 형성될 수 있다.

Description

휴대용 전자 디바이스의 시스템-인-패키지 어셈블리용 차폐 구조체{SHIELDING STRUCTURES FOR SYSTEM-IN-PACKAGE ASSEMBLIES IN PORTABLE ELECTRONIC DEVICES}
본원은 일반적으로 간섭을 완화하는 것에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콤팩트한 휴대용 전자 디바이스 내의 간섭으로부터 시스템-인-패키지(System-In-Package) 어셈블리 내의 컴포넌트들을 분리시키는 것을 돕는 전자기 차폐 구조체들에 관한 것이다.
콤팩트한 휴대용 전자 디바이스는 점점 더 인기를 끌고 있다. 콤팩트한 휴대용 전자 디바이스들의 예는 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨팅 디바이스, 셀룰러 전화, 미디어 플레이어, 게임 디바이스, 핸드헬드 디바이스, 펜던트와 웨어러블 디바이스와 같은 초소형 디바이스, 및 다른 디바이스들을 포함한다. 콤팩트한 휴대용 전자 디바이스의 크기를 감소시키는 것이 일반적으로 바람직하지만, 이러한 디바이스들은 종종 전자기 차폐를 필요로 하는 회로부를 포함한다. 예를 들어, 일부 전자 디바이스들은 무선 주파수 간섭에 취약한 무선 주파수 송수신기 회로들을 포함한다. 전자 디바이스들은 또한 메모리, 및 정상 동작 동안 클록 신호들을 사용하는 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다. 주의를 기울이지 않으면, 하나의 회로로부터의 신호가 다른 회로의 적절한 동작을 간섭할 수 있다. 예를 들어, 무선 주파수 수신기의 동작 대역 내에 있는 클록 신호 또는 클록 신호의 고조파는 무선 주파수 송수신기에 대한 바람직하지 않은 간섭을 야기할 수 있다.
전자기 간섭으로부터 디바이스를 보호하기 위하여, 무선 주파수 송수신기와 같은 회로는 금속 차폐 캔 내에 둘러싸일 수 있거나, 전도성 페이스트는 회로들 사이에 배치될 수 있다. 차폐 캔의 금속 또는 전도성 페이스트는 신호를 차단할 수 있고 전자기 간섭으로부터 둘러싸인 컴포넌트를 차폐하는 것을 도울 수 있다. 콤팩트한 휴대용 전자 디바이스의 크기를 줄이기 위하여, 회로부는 시스템-인-패키지로 통합될 수 있다. 그러나, 차폐 캔 및 전도성 페이스트는 차폐의 효과를 제한할 수 있고, 디바이스의 크기를 제한할 수 있다.
이는 콤팩트한 휴대용 전자 디바이스, 및 시스템-인-패키지 어셈블리용 차폐 구조체에 관한 것이다. 콤팩트한 휴대용 전자 디바이스는 크기를 줄이고 폼 팩터를 향상시키기 위해 단일 패키지로 조립될 수 있다. 다수의 다이, 수동 컴포넌트, 기계적 또는 광학적 컴포넌트들을 포함하는 수십 또는 수백 개의 전기적, 광학적, 및 기계적 컴포넌트들은 인쇄 회로 보드(printed circuit board) 상에 단일 시스템으로 패키징될 수 있다. 컴포넌트들은 그것들의 기능에 기초하여 서브시스템으로 그룹화되고 배열될 수 있다. 서브시스템들 사이의 또는 외부 소스로부터의 간섭은, 컴포넌트들 위에 절연 층을 배치시키고, 서브시스템들 사이에 좁은 트렌치들을 형성하고, 금속 차폐 층을 이용하여 절연 층 및 트렌치들을 컨포멀하게 코팅함으로써 감소되거나 제거될 수 있다.
도 1a 내지 도 1d는 본 개시내용의 예들이 구현될 수 있는 예시적인 시스템을 도시한다.
도 2a는 예시적인 휴대용 전자 디바이스의 사시도를 도시한다.
도 2b는 예시적인 휴대용 디바이스의 블록도를 도시한다.
도 2c는 시스템-인-패키지로 조립된 예시적인 휴대용 디바이스의 블록도를 도시한다.
도 3은 컴포넌트들을 포함하는 예시적인 콤팩트한 휴대용 전자 디바이스의 사시도를 도시한다.
도 4는 차폐를 위해 사용되는 금속 캔을 갖는 예시적인 휴대용 전자 디바이스를 도시한다.
도 5a는 차폐를 위해 사용되는 전도성 페이스트를 갖는 예시적인 휴대용 전자 디바이스의 단면도를 도시한다.
도 5b는 차폐부로서 사용되는 전도성 페이스트를 갖는 예시적인 휴대용 전자 디바이스를 형성하기 위한 흐름도를 도시한다.
도 6a 내지 도 6g는 차폐부로서 사용되는 도금 필름을 갖는 시스템-인-패키지 어셈블리로 패키징된 예시적인 휴대용 전자 디바이스의 단면도를 도시한다.
도 7a 내지 도 7e는 차폐부로서 사용되는 도금 필름을 갖는 시스템-인-패키지 어셈블리로 패키징된 예시적인 휴대용 전자 디바이스의 단면도를 도시한다.
도 8a 내지 도 8e는 경사진 벽 트렌치들을 갖는 시스템-인-패키지 어셈블리로 패키징된 예시적인 휴대용 전자 디바이스의 단면도를 도시한다.
도 9는 보드의 전체 영역을 실질적으로 점유하는 구성으로 배열되는 시스템-인-패키지 어셈블리로 패키징된 예시적인 휴대용 전자 디바이스의 단면도를 도시한다.
예들의 다음 설명에서, 첨부된 도면들이 참조되며, 실행될 수 있는 특정 예들이 도면들 내에서 예시로서 도시된다. 다양한 예의 범위를 벗어나지 않으면서 다른 예들이 이용될 수 있고 구조적 변경이 행해질 수 있다는 것이 이해되어야 한다.
이는 시스템-인-패키지(SIP) 기술을 이용하여 조립된 휴대용 전자 디바이스의 전기적, 기계적, 광학적 컴포넌트들 및 서브시스템들을 위한 차폐 구조체들에 관한 것이다. 차폐 구조체들은 무선 주파수 차폐 구조체들 및/또는 자기 차폐 구조체들을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 차폐 구조체들은 무선 주파수 대역(예컨대, 송수신기 집적 회로, 메모리 회로 및 다른 회로)에서 동작하는 집적 회로와 같은 컴포넌트들을 차폐할 수 있다. 컴포넌트들은 인덕터, 커패시터, 저항기, 스위치 등과 같은 하나 이상의 개별 컴포넌트로 형성되는 회로부를 또한 포함할 수 있다. 차폐되는 컴포넌트들은 공격자(무선 주파수 또는 자기 차폐 간섭을 생성하는 컴포넌트) 및/또는 희생자(외부 소스들로부터 수신되는 간섭에 민감한 컴포넌트)일 수 있다. 차폐 구조체들은 전자기 간섭을 감소시키는 데 도움이 될 수 있고, 따라서 때때로 전자기 간섭(EMI) 차폐 구조체로 지칭될 수 있다.
최근 몇 년간, 랩톱, 태블릿 컴퓨팅 디바이스, 셀룰러 전화, 미디어 플레이어, 게임 디바이스, 핸드헬드 디바이스, 초소형 디바이스 등과 같은 휴대용 전자 디바이스는 작고 가볍고 강력해지고 있다. 이러한 크기의 감소에 기여하는 하나의 요소는, 일부 경우들에서, 이러한 컴포넌트의 전력 및/또는 동작 속도를 증가시키면서 점점 더 작은 크기의 이러한 디바이스의 다양한 컴포넌트를 제조하는 제조자의 능력에 기인할 수 있다. 크기의 감소에 기여하는 다른 요소는, 시각적 관점에서, 사용자들이 더욱 심미적으로 매력적인 휴대용 전자 디바이스들의 콤팩트하고 세련된 디자인들을 종종 발견함으로써 콤팩트하고 세련된 디자인들을 요구하는 것이다. 보다 작고, 보다 가볍고, 보다 콤팩트하고 강력한 것에 대한 경향은 휴대용 전자 디바이스 및 그와 연관된 컴포넌트들의 디자인에서의 계속되는 도전들을 나타낸다.
작고 콤팩트한 디바이스를 가능하게 하는 하나의 영역은 내부 패키징일 수 있다. 특정 디바이스는 원하는 폼 팩터 및 기능을 가질 수 있다. 원하는 폼 팩터는 원하는 기능을 제공하는 디바이스의 모든 컴포넌트가 패키징되는 하우징의 크기를 결정한다. 내부 패키징 디자인은, 폼 팩터에 의해 지시된 할당 공간에 필요한 컴포넌트를 여전히 정합시키면서 디바이스의 기능에 소정 방식으로 기여하지 않는 임의의 사용되지 않는 무효 공간을 최소화하는 것을 포함한다.
전기적, 기계적, 및 광학적 컴포넌트들은 하나 이상의 서브시스템 내에 포함되고, 시스템-인-패키지(SIP) 기술을 사용하여 패키징될 수 있다. SIP는 단일 패키지로 조립된 기능 시스템(functional system)이다. 다수의 다이, 수동 컴포넌트, 및 기계적 또는 광학적 컴포넌트들을 포함하는 수십 또는 수백 개의 컴포넌트들은 인쇄 회로 보드(PCB) 상에 단일 시스템으로 패키징될 수 있다. PCB는 섬유유리-충전 에폭시(예컨대, FR4), 가요성 인쇄 회로들(예컨대, 폴리이미드와 같은 폴리머의 가요성 시트로 형성된 인쇄 회로), 및 강성 플렉스 회로(예컨대, 강성 부분 및 가요성 테일(tail) 둘 다를 포함하는 인쇄 회로)와 같은 강성 PCB 재료로 형성될 수 있다. 집적 회로 컴포넌트 및 개별 컴포넌트와 같은 컴포넌트들이 그 위에 실장된 PCB는 때때로 메인 로직 보드(main logic board; MLB)로 지칭될 수 있다. 컴포넌트들은 납땜 또는 다른 적절한 실장 배열들을 사용하여 PCB 상에 실장될 수 있다. 예를 들어, 컴포넌트들은 PCB 상에 직접 실장되는 표면-실장 기술(SMT) 컴포넌트들일 수 있다. SIP는 더 높은 체적 효율, 뛰어난 신뢰성, 더 높은 성능, 및 더 작은 폼 팩터로 이어질 수 있다.
차폐된 컴포넌트들을 갖는 PCB는, 전자 디바이스들, 예컨대 데스크톱 컴퓨터, 컴퓨터 모니터에 내장된 컴퓨터, 텔레비전 셋톱 박스, 오디오-비디오 장비, 및 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨팅 디바이스, 셀룰러 전화, 미디어 플레이어, 게임 디바이스, 핸드헬드 디바이스, 펜던트와 손목 시계 디바이스와 같은 초소형 디바이스, 또는 다른 전자 장비와 같은 휴대용 전자 디바이스들에 사용될 수 있다.
도 1a 내지 도 1d는 본 개시내용의 예들이 구현될 수 있는 시스템을 도시한다. 도 1a는 하우징(150) 내에 패키징된 디스플레이 스크린(124)을 포함하는 예시적인 모바일 전화(136)를 도시한다. 도 1b는 하우징(160) 내에 패키징된 디스플레이 스크린(126)을 포함하는 예시적인 디지털 미디어 플레이어(140)를 도시한다. 도 1c는 하우징(170) 내에 패키징된 디스플레이 스크린(128)을 포함하는 예시적인 개인용 컴퓨터(144)를 도시한다. 도 1d는 하우징(180) 내에 패키징된 디스플레이 스크린(130)을 포함하는 예시적인 태블릿 컴퓨팅 디바이스(148)를 도시한다.
도 2a는 예시적인 휴대용 전자 디바이스의 사시도를 도시한다. 휴대용 전자 디바이스(200)는 개구(208)를 갖는 하우징(210)을 포함할 수 있다. 프레임에 의해 둘러싸인 디스플레이(204)는 개구(208) 내에 위치설정될 수 있다. 디스플레이(204)를 위한 디스플레이 회로부는 디스플레이(204) 바로 아래와 같은, 하우징(210) 내에 위치할 수 있다. 디스플레이 회로부의 위치설정은 하우징(210) 내에서 사용할 수 있는 내부 공간에 영향을 미칠 수 있다.
터치 스크린은 디스플레이(204)와 연관될 수 있다. 터치 스크린 컨트롤러와 같은 터치 스크린과 관련된 회로부는 하우징(210) 내에 위치할 수 있다. 디스플레이(204)는 커버 유리(또는 다른 재료)(206)를 통해 밀봉될 수 있다. 입력 버튼(214)과 같은 하나 이상의 입력 버튼은 커버 유리(206)의 개구 내에 위치설정될 수 있다. 입력 버튼(214)과 연관된 검출 회로부는 하우징(210) 내에 위치할 수 있다. 일부 예들에서, 입력 버튼(214)은 홈 상태와 같은 특정 상태로 디바이스(200)를 되돌리는 데 사용될 수 있다.
다수의 입/출력 메커니즘은 하우징의 에지 주위에 위치할 수 있다. 예를 들어, 데이터/전원 커넥터(218) 및 오디오 잭(216)은 하우징(210)의 하부 에지(210) 상에 위치할 수 있고, 전원 스위치(210)는 하우징(210)의 상부 에지 상에 위치할 수 있다. 하우징(210)은 또한 스피커 및/또는 마이크로폰을 위한 개구를 포함할 수 있다. 이러한 컴포넌트들을 지원하는 회로부는 하우징(210) 내에 내부적으로 패키징될 수 있다. 회로부는 하우징 내에 배치되는 시스템-인-패키지 어셈블리와 같은 다양한 회로 보드 또는 단일 회로 보드 상에 구현될 수 있다.
디바이스(200)의 예시적인 블록도가 도 2b에 도시된다. 전술한 컴포넌트들은 MLB(255)의 프로세서에 의해 제어될 수 있다. 데이터가 MLB(255)와 다양한 컴포넌트들 사이에서 이동하게 하는 다양한 내부 연결부들이 제공될 수 있다. 내부 데이터 연결부의 라우팅(routing)은, MLB(255)가 하우징(210) 내에서 어디에 위치설정될 수 있는지 및 다양한 내부 디바이스 컴포넌트들의 위치설정 이후에 생성되는 이용가능한 내부 경로들을 포함하는, 다양한 컴포넌트가 어떻게 패키징되는지에 종속될 수 있다.
데이터 연결부들에 관하여, MLB(255)를 디스플레이(204)(도 2a에 도시)에 결합될 수 있는 디스플레이 컨트롤러(260)에 연결될 수 있다. 또한, MLB(255)는 스피커, 오디오 잭(216)(도 2a에 도시), 마이크로폰 또는 오디오 코덱을 포함하는 연관된 오디오 회로부(264)와 같은 오디오 컴포넌트들에 결합될 수 있다. 또한, MLB(255)는 터치 스크린 컨트롤러(262), 입력 버튼 회로부, 및 전원 스위치 회로부에 결합된 터치 스크린(222)과 같은 다양한 입력 디바이스에 결합될 수 있다. 또한, MLB(255)는, 다양한 데이터 인터페이스들로 하여금 무선 컨트롤러(256)와 같은, 외부 데이터를 수신하고 전송하게 하는 다양한 데이터 인터페이스에 연결될 수 있으며, 이는 안테나(266) 및 데이터/전원 커넥터(218)를 포함할 수 있다.
데이터 연결부들 이외에도, 많은 내부 디바이스 컴포넌트들은 배터리(230)와 같은 내부 전원으로부터 전력을 수신할 수 있다. 예를 들어, 배터리(230)는 MLB(255), 디스플레이(204), 디스플레이 컨트롤러(260), 터치 스크린 컨트롤러(262), 및 데이터/전원 커넥터(218)에 결합될 수 있다. 데이터 연결부들과 마찬가지로, 전원 연결부의 라우팅은 배터리(230)와 같은 다양한 내부 디바이스 컴포넌트 및 하우징(210) 내의 이용가능한 내부 통로의 위치설정에 종속될 수 있다.
디바이스(200)의 예시적인 블록도가 도 2c에 도시된다. 전술한 바와 같이 디바이스(200) 내에 포함된 다양한 회로부는 단일 패키지 또는 SIP 어셈블리에 패키징될 수 있다. 다수의 다이, 수동 컴포넌트, 및 기계적 또는 광학적 컴포넌트들을 포함하는 수십 또는 수백 개의 전자 컴포넌트들은 PCB 상에 단일 시스템으로 패키징될 수 있다. 안테나(266), 오디오 잭(216), 볼륨 스위치(212), 데이터/전원 커넥터(218), 무선 컨트롤러(256), 오디오 회로(264), 입력 버튼(214), 디스플레이 컨트롤러(260), 터치 스크린 컨트롤러(222), 및 전원 스위치(210)는 MLB(255) 상에 포함될 수 있다. SIP 어셈블리로의 컴포넌트들의 패키징은 더 얇고 더 콤팩트하고 더 세련된 디바이스(200)로 이어질 수 있다.
도 3은 컴포넌트들을 포함하는 예시적인 콤팩트한 휴대용 전자 디바이스의 사시도를 도시한다. 휴대용 전자 디바이스(300)는 하우징(313)을 포함할 수 있다. 하우징(313)은 금속, 플라스틱, 탄소 섬유 재료와 같은 섬유-복합체 재료, 유리, 세라믹, 다른 재료, 또는 이들 재료들의 조합으로 형성될 수 있다. 하우징(313)은 기계가공된 금속의 단일 피스로 형성될 수 있거나(예컨대, 유니바디형(unibody-type) 구조체를 사용하여) 내부 하우징 프레임, 베젤 또는 밴드 구조체, 하우징 측벽들, 평면 하우징 벽 부재들 등과 같이 서로 부착되는 다중 구조체들로 형성될 수 있다. 디바이스(300)는 하우징(313) 내에서 PCB(314) 상에 실장된 컴포넌트들(301 내지 307)을 포함할 수 있다. 컴포넌트들(301 내지 307)은 범용 프로세싱 유닛들, 애플리케이션 특정 집적 회로, 무선 송수신기와 같은 무선 주파수 컴포넌트, 클록 생성 및 분배 회로, 또는 개별 컴포넌트들과 같은 다른 컴포넌트들과 같은 집적 회로를 포함할 수 있다. PCB(314)는 MLB 또는 다른 유형의 로직 보드들일 수 있다.
컴포넌트들(301 내지 307) 중 일부는 EMI에 민감할 수 있다. 예를 들어, 무선 송수신기 컴포넌트는 시스템 클록 생성 컴포넌트로부터 무선 주파수 고조파에 민감할 수 있다. 컴포넌트들(301 내지 307) 중 일부는 무선 주파수 신호 간섭을 생성할 수 있다(예컨대, 셀룰러 송수신기는 디바이스(300)의 다른 컴포넌트에 영향을 주는 무선 주파수 신호를 방출할 수 있음). 다른 컴포넌트들은 자기 간섭을 생성할 수 있다(예컨대, 전력 관리 시스템 내의 인덕터들은 자기장을 생성할 수 있음). 디바이스(300)의 컴포넌트들이 제대로 동작하는지 확인하기 위하여, (예를 들어, 차폐 구조체를 이용하여 컴포넌트들(301 내지 307)을 덮음으로써) PCB(314) 상의 하나 이상의 컴포넌트(301 내지 307)를 서로 전자기적으로 차폐하는 것이 바람직할 수 있다.
컴포넌트들은 그 기능에 기초하여 상이한 서브시스템들로 그룹화될 수 있다. 예를 들어, 컴포넌트들(301, 302)은 서브시스템(320) 내에 포함될 수 있고, 컴포넌트들(303, 304)은 서브시스템(322) 내에 포함될 수 있고, 컴포넌트들(305 내지 307)은 서브시스템(324) 내에 포함될 수 있다. 예를 들어, 서브시스템(320)은 무선 통신을 위해 지정될 수 있고, 서브시스템(322)은 오디오를 위해 지정될 수 있다. 이는 시스템 노이즈(예를 들면, 클록 또는 다른 노이즈 소스로부터)가 적절한 수신기 동작을 간섭하지 않음을 보장하는 것을 돕기 위하여 서브시스템(320) 내에 위치한 무선 통신 집적 회로를 차폐하는 것이 바람직할 수 있다. 오디오 회로가 디바이스(300) 상의 다른 회로로부터 노이즈를 획득하지 않도록 서브시스템(322) 내에 위치한 오디오 회로를 차폐하는 것, 또는 메모리 회로 및 프로세서 컴포넌트들의 클록들이 다른 컴포넌트들과의 간섭을 초래하지 않도록 그것들을 차폐하는 것이 또한 바람직할 수 있다. 일부 예들에서, 다수의 컴포넌트를 포함하는 그룹을 차폐하는 것이 바람직할 수 있다(예를 들어, 컴포넌트들이 외부 소스로부터 EMI에 민감한 경우).
도 4는 차폐를 위해 사용되는 금속 차폐 캔을 갖는 예시적인 휴대용 전자 디바이스를 도시한다. 휴대용 전자 디바이스(400)는 하우징(410) 내에 둘러싸인 PCB(414)를 포함할 수 있다. 컴포넌트들(401 내지 407)은 PCB(414) 상에 실장 또는 배치될 수 있다. 컴포넌트들(401, 402)은 서브시스템(420) 내에 포함될 수 있고, 컴포넌트들(402, 403)은 서브시스템(422) 내에 포함될 수 있고, 컴포넌트들(404 내지 407)은 서브시스템(424) 내에 포함될 수 있다. 차폐 캔(430)은 내부 간섭, 외부 간섭 중 하나, 또는 둘 다로부터 특정 서브시스템 내의 컴포넌트들을 덮는 데 사용될 수 있다. 차폐 캔(430)은 PCB(414)에 컴포넌트들을 실장하는 동안 또는 그 후에 PCB(414) 위로 납땜될 수 있다. 일부 예들에서, 차폐 캔은 금속 시트 또는 포일(foil)로 제조될 수 있다.
차폐 캔에 의한 하나의 문제점은 차폐 캔이 보드 공간의 상당 부분을 점유할 수 있다는 점일 수 있다. 또한, 차폐 캔에 사용되는 재료의 시트 두께 및 상기 차페 캔에 필요한 추가적 여유 간극은 더 두껍고 더 부피가 큰 디바이스들로 이어질 수 있다.
도 5a는 차폐를 위해 사용되는 전도성 페이스트를 갖는 예시적인 휴대용 전자 디바이스의 단면도를 도시한다. 휴대용 전자 디바이스(500)는 기판 또는 PCB(514)를 포함할 수 있다. 컴포넌트들(501, 503, 505)은 임의의 실장 기술을 사용하여 PCB(514) 상에 실장 또는 배치될 수 있다. 차폐 구조체들은 절연체 또는 절연 층(516) 및 차폐부 또는 차폐 층(518)을 포함할 수 있다. 차폐 구조체들은 컴포넌트들(501, 503, 505) 상에 배치될 수 있고, 내부 및/또는 외부 간섭으로부터 컴포넌트들(501, 503, 505)을 선택적으로 차폐할 수 있다. 절연 층(516)은 차폐 층(518)과 PCB(514) 상의 임의의 전도성 재료들 사이에 전기 단락을 방지하는 데 사용될 수 있다(예컨대, 컴포넌트들(501, 503, 505)의 전도성 부분들).
절연 층(516)은 에폭시, 오버-몰딩 재료, 언더-필 재료(under-fill materials), 열 수축 재킷(heat shrink jackets), 아크릴 재료, 유전체 재료, 열경화성 재료, 열가소성 수지, 고무, 플라스틱, 또는 전기적 절연을 제공하는 다른 바람직한 재료들로 형성될 수 있다. 일부 예들에서, 절연 층(516)은 전기적 절연 및 열적 전도성인 절연 재료들을 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 절연 재료는 열적 전도성 플라스틱, 에폭시, 또는 다른 열적 전도성 재료를 포함할 수 있다. 열적 전도성인 절연 재료는 컴포넌트들(501, 503, 505)에서 열을 인출하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어, 무선 주파수 송수신기는 정상 동작 중에 바람직하지 않게 뜨거워질 수 있다. 이 시나리오에서는, 무선 주파수 송수신기를 과열로부터 보호하는 것을 돕기 위해 열적 전도성인 절연 재료로 차폐 구조체들을 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 일부 예들에서, 절연 층(516)은 기판 상의 선택된 컴포넌트들을 위한 서브시스템을 포함할 수 있는 구성들을 형성하는 데 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 절연 층(516)은 차폐 층(518)을 위한 구조적 지지를 제공하는 구성들을 형성하는 데 사용될 수 있다.
차폐 층(518)은 아래의 컴포넌트들을 EMI로부터 차폐하기 위해 절연 층(516) 위에 형성될 수 있다. 차폐 층(518)은 실버 페인트, 백금 페인트, 땜납, 구리 또는 알루미늄과 같은 금속, 니켈-철 합금과 같은 금속 합금, 전도성 접착제, 또는 전자기 차폐에 적합한 다른 재료들과 같은 전도성 재료들을 포함할 수 있다. 차폐 층(518)은, 벽, 담, 시트 또는 층, 이러한 구성의 조합들, 또는 다른 원하는 구성을 포함하는 다양한 구성들로 형성될 수 있다.
PCB(514)는 금속 트레이스들(542) 및 접지면(546)을 포함할 수 있다. 차폐 층(518)은 각 서브시스템을 둘러싸고 컴포넌트들(501, 503, 505)을 EMI(예를 들어, 외부 소스로부터 또는 상이한 서브시스템의 컴포넌트들 사이의 간섭)로부터 보호하는 것을 돕는 차폐 구조체들을 형성하기 위하여 금속 트레이스들(542) 및 접지면(546)과 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 예들에서, 금속 트레이스들(542)은 절단 기구로부터 PCB(514)를 보호하는 것을 돕는 전도성 재료로 형성될 수 있다. 예를 들면, 금속 트레이스들(542)은 레이저 절단 기구에 의해 방출된 레이저들을 반사시킬 수 있다.
도 5b는 차폐부로서 사용되는 전도성 페이스트를 갖는 예시적인 휴대용 전자 디바이스를 형성하기 위한 흐름도를 도시한다. 프로세스 흐름(550)은 단계(552)에서 기판 또는 PCB를 제공하는 것을 포함한다. 단계(554)에서, 컴포넌트들은 PCB의 표면 상에 장착될 수 있다. 단계(556)에서, 절연 층은 주입 공정 또는 퇴적 공정을 사용하여 형성될 수 있다. 주입 공정의 경우, 성형 기구는 절연 층을 형성하고 PCB에 성형된 절연 층을 이송하기 위해 절연 재료를 성형하는 데 사용될 수 있다. 성형 기구는 사출 성형 기구, 소결 기구, 매트릭스 성형 기구, 압축 성형 기구, 이송 성형 기구, 압출 성형 기구, 및 절연 재료를 원하는 구성으로 성형하는 데 적합한 다른 기구들을 포함할 수 있다. 성형 기구는 서브시스템의 형상과 위치를 정의하는 구조체를 형성하는 데 사용될 수 있다. 퇴적 공정을 위하여, 퇴적 기구는 기판 또는 PCB 상의 원하는 위치에 절연 층을 퇴적하는 데 사용될 수 있다. 퇴적 기구는 차폐 구조체들을 형성하기 위해 주입 성형 기구로 절연 재료(예컨대, 에폭시)를 주입하기 위한 기구를 포함할 수 있다. 퇴적 기구는 박막 퇴적 기구(예컨대, 화학적 또는 물리적 증착 기구) 또는 차폐 구조체들을 형성하기 위한 바람직한 다른 기구를 또한 포함할 수 있다.
단계(558)에서, 서브시스템이 형성되고 정의될 수 있다. 각 서브시스템은 그 각각의 컴포넌트들을 둘러쌀 수 있고, 전술한 바와 같이 성형 공정 동안, 또는 절단 소스를 사용하여 채널을 스크라이빙 또는 에칭함으로써 형성될 수 있다. 성형 공정을 사용하는 동안, 성형 구조체들(도시하지 않음)은 절연 재료가 성형 구조체 내부 공간 내로 주입될 수 있는 홀들을 가질 수 있다. 주입 공정 후에(예를 들어, 절연 재료가 주입되고 충분히 냉각된 후에), 성형 구조체들이 제거될 수 있다. 절연 재료들은 가열 기구를 사용하여 주입 이전 및/또는 동안 가열될 수 있다. 가열 기구는 오일-기반 가열 기구, 가스-기반 가열 기구, 전기-기반 가열 기구, 또는 절연 재료를 가열하기에 적합한 임의의 다른 가열 기구를 포함할 수 있다. 필요한 경우, 가열 기구는, 형성 동안 절연 층(516)에 압력을 인가하는 데 사용될 수 있다. 일부 예들에서, 절연 층은 미리형성되고 이어서 컴포넌트들 위의 PCB 상에 배치될 수 있다. 각 서브시스템을 정의하기 위해 절단 소스를 사용하는 경우, 채널들은 서브시스템들을 분리하기 위해 절단 기구를 사용하여 절연 층을 통해 절단함으로써 형성될 수 있다. 절단 기구는 쏘잉 기구(sawing tools), 레이저 절단 기구, 연삭 기구, 드릴링 기구, 방전 기계가공 기구, 또는 절연 층을 통해 절단하기에 적합한 다른 기계 가공 또는 절단 기구를 포함할 수 있다.
단계(560)에서, 이러한 실버 페이스트의 층과 같은 차폐 층은 절연 층 위에 그리고 채널들 내부에 (예를 들어, 퇴적 기구를 사용하여) 퇴적될 수 있다. 차폐 층은 금속 트레이스를 접촉할 수 있고, 접지면과 조합하여, 서브시스템들 내의 컴포넌트들을 EMI로부터 보호하는 것을 돕는 차폐 구조체들을 형성할 수 있다. 일부 예들에서, 절연 층을 형성하는 데 사용되는 기구는 차폐 층을 퇴적하는 데 또한 사용될 수 있다.
전도성 페이스트에 의한 하나의 가능한 문제는 그 차폐 효과일 수 있다. 전도성 페이스트는 다공성일 수 있으며 낮은 전도성에 기인한 제한된 차폐 능력을 가질 수 있다. 또한, 전도성 페이스트의 점도는 전도성 페이스트가 채널들 또는 서브시스템들 사이의 영역을 충전하도록 서브시스템들 사이의 폭을 넓게 할 필요가 있을 수 있다. 예를 들어, 채널들의 폭(W)(도 5a 참조)은 약 100 μm 내지 1 mm일 수 있다. 또한, 전도성 페이스트는 긴 제조 시간을 이끌 수 있는 경화 및 베이킹과 같은 추가 처리 단계들을 필요로 할 수 있다.
도 6a 내지 도 6g는 차폐부로서 사용되는 도금 필름을 갖는 시스템-인-패키지 어셈블리로 패키징된 예시적인 휴대용 전자 디바이스의 단면도를 도시한다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 휴대용 전자 디바이스(600)는 기판 또는 PCB(614)를 포함할 수 있다. PCB(614)는 금속 트레이스들(642) 및 접지면(646)을 포함할 수 있다. 금속 트레이스(642) 및 접지면(646)은 서브시스템을 둘러싸고 컴포넌트들을 간섭으로부터 보호하는 것을 돕는 차폐 구조체들을 형성하기 위해 후속적으로 퇴적된 차폐 층에 전기적으로 연결하는 데 사용할 수 있다.
도 6b에 도시된 바와 같이, 컴포넌트들(601, 603, 605)은 임의의 실장 기술을 사용하여 PCB(614) 상에 실장 또는 배치될 수 있다. 컴포넌트들(601, 603, 605)은 땜납 또는 임의의 적절한 실장 재료를 사용하여 실장될 수 있다. 도 6c에 도시된 바와 같이, 절연 층(616)은 앞에서 설명한 바와 같이 성형 기구 또는 퇴적 기구를 이용하여 PCB(614) 상에 형성될 수 있다. 절연 층(616)은 에폭시, 오버-몰딩 재료, 언더-필 재료, 열 수축 재킷, 아크릴 재료, 유전체 재료, 열경화성 재료, 열가소성 수지, 고무, 플라스틱, 또는 전기적 절연을 제공하는 다른 바람직한 재료들일 수 있다. 일부 예들에서, 절연 층(616)은 성형 구조체의 내부 공간에 재료를 주입함으로써 형성될 수 있다. 일부 예들에서, 절연 층(616)은 퇴적 기구를 이용하여 퇴적될 수 있다.
도 6d에 도시된 바와 같이, 레이저 절단 소스는 절연 층(616) 내에 트렌치들(632)을 형성할 수 있다. 트렌치들(632)은 서브시스템(620, 622, 624)을 분리 및 정의하도록 형성될 수 있다. 도 6e에 도시된 바와 같이, 트렌치들(632)은 트렌치 차폐 층(634)을 이용하여 충전될 수 있다. 트렌치 차폐 층(634)은 도금 필름일 수 있다. 예시적인 도금 필름들은 구리, 니켈, 및 알루미늄을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 트렌치 차폐 층(634)은 화학 기상 증착, 물리 기상 증착, 또는 전기 도금 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 옵션적으로, 상부 표면(650)은, 임의의 과잉 트렌치 차폐 층을 제거하기 위하여 랩핑(lapping), 연마, 또는 건식 에칭을 겪게 할 수 있으며, 이는 도 6f에 도시된 바와 같다. 일부 예들에서, 트렌치 차폐 층(634)은 트렌치들(632)을 충전하지 않으면서, 트렌치의 벽들을 덮을 수 있다.
컨포멀한 금속 차폐 층(640)은 상부 표면(650) 위에 퇴적될 수 있다. 금속 차폐 층에 사용되는 재료는 구리, 니켈, 및 알루미늄을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 일부 예들에서, 금속 차폐 층(640)은 트렌치 차폐 층(634)과 동일한 재료일 수 있다. 일부 예들에서, 금속 차폐 층(640)은 트렌치 차폐 층(634)과 상이한 재료일 수 있다. 일부 예들에서, 금속 차폐 층(640)은 PCB(614)의 측면들을 컨포멀하게 덮을 수 있다.
레이저 절단 소스를 사용하고 도금 필름을 사용하여 트렌치를 형성함으로써, 트렌치의 폭은 (도 5a의 폭(W)보다) 더 작게 만들어질 수 있으므로써, 필요한 풋프린트 또는 보드 공간을 감소시킨다. 예를 들어, 도 6d의 트렌치의 폭은 약 10 내지 100 μm일 수 있다. 더 작은 트렌치들은 감소된 필요 보드 공간을 초래할 수 있을뿐만 아니라 향상된 심미적 매력 및 향상된 광학적 균일도를 초래할 수 있다. 또한, 도금 필름에 사용되는 재료는 더 높은 밀도 및 더 높은 전기 전도성을 가질 수 있고, 이는 전도성 페이스트에 비해 보다 나은 차폐 효율을 초래한다.
도 7a 내지 도 7e는 차폐부로서 사용되는 도금 필름을 갖는 시스템-인-패키지 어셈블리로 패키징된 예시적인 휴대용 전자 디바이스의 단면도를 도시한다. 도 7a에 도시된 바와 같이, 휴대용 전자 디바이스(700)는 기판 또는 PCB(714)를 포함할 수 있다. PCB는 금속 트레이스들(742) 및 접지면(746)을 포함할 수 있다. 금속 트레이스(742) 및 접지면(746)은 서브시스템을 둘러싸고 컴포넌트들을 간섭으로부터 보호하는 것을 돕는 차폐 구조체들을 형성하기 위해 후속적으로 퇴적된 차폐 층에 전기적으로 연결하는 데 사용될 수 있다.
도 7b에 도시된 바와 같이, 컴포넌트들(701, 703, 705)은 임의의 실장 기술을 사용하여 PCB(714) 상에 실장 또는 배치될 수 있다. 땜납 또는 적합한 실장은 PCB(714)의 표면에 컴포넌트들(701, 703, 705)을 실장하는 데 사용될 수 있다. 도 7c에 도시된 바와 같이, 절연 층(716)은 성형 공정 또는 퇴적 공정과 같이 앞서 설명한 공정들 중 어느 하나를 사용하여 PCB(714) 상에 형성될 수 있다. 도 7d에 도시된 바와 같이, 레이저 절단 소스는 절연 층(716) 내에 트렌치들(732)을 형성하는 데 사용될 수 있다. 트렌치들(732)은 서브시스템(720, 722, 724)을 분리 및 정의할 수 있다. 일부 예들에서, 다른 절단 기구들이 사용될 수 있다. 금속 차폐 층(740)은 트렌치들(732)을 충전하고 서브시스템들(720, 722, 724)을 컨포멀하게 덮도록 퇴적될 수 있으며, 이는 도 7e에 도시된 바와 같다. 금속 차폐 층(740)에 사용되는 재료는 구리, 니켈, 및 알루미늄을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 일부 예들에서, 금속 차폐 층(740)은 트렌치들(732)을 충전하지 않으면서, 트렌치의 벽들을 덮을 수 있다.
일부 예들에서, 금속 차폐 층(740)은 무전해 도금을 사용하여 형성될 수 있다. 무전해 도금은 균일하고 균질인 컨포멀한 코팅을 생성할 수 있다. 또한, 무전해 도금은 더 간단한 셋업 및 공정들을 허용할 수 있고, 이는 낮은 제조 비용을 초래한다. 게다가, 무전해 도금은 깊은 트렌치들을 충전하는 데 사용될 수 있다. 무전해 도금으로 생성되는 도금 필름은 더 적은 다공성일 수 있고, 이는 향상된 차폐 및 더 나은 부식 보호를 초래한다. 일부 예들에서, 금속 차폐 층(740)은 화학 기상 증착을 사용하여 형성될 수 있다. 화학 기상 증착은 우수한 두께 제어를 제공할 수 있다.
도 8a 내지 도 8e는 차폐부로서 사용되는 도금 필름을 갖는 시스템-인-패키지 어셈블리로 패키징된 예시적인 휴대용 전자 디바이스의 단면도를 도시한다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 휴대용 전자 디바이스(800)는 기판 또는 PCB(814)를 포함할 수 있다. PCB(814)는 금속 트레이스들(842) 및 접지면(846)을 포함할 수 있다.
도 8b에 도시된 바와 같이, 컴포넌트들(801, 803, 805)은 임의의 실장 기술을 사용하여 PCB(814) 상에 실장 또는 배치될 수 있다. 컴포넌트들(801, 803, 805)은 땜납 또는 임의의 적절한 실장 재료를 사용하여 실장될 수 있다. 도 8c에 도시된 바와 같이, 절연 층(816)은 후속적으로 형성된 차폐 층(818)과 PCB(814) 상의 임의의 전도성 재료들(예컨대, 컴포넌트들(801, 803, 805)의 전도성 부분들) 사이에 전기 단락을 방지하기 위해 컴포넌트들(801, 803, 805) 상에 배치될 수 있다. 충분한 절연 속성들을 갖는 임의의 재료가 절연 층(816)을 위해 사용될 수 있으며, 임의의 수의 퇴적 또는 성형 공정들이 절연 층(816)을 형성하는 데 사용될 수 있다. 레이저와 같은 절단 소스는 절연 층(816) 내에 트렌치들(832)을 형성하는 데 사용될 수 있다. 트렌치들(832)은 서브시스템들(820, 822, 824)을 분리 및 정의할 수 있다. 도 8e에 도시된 바와 같이, 금속 차폐 층(840)은 트렌치들(832)을 충전하고 절연 층(816)을 컨포멀하게 덮도록 퇴적될 수 있다. 금속 차폐 층(840)은 고밀도, 높은 전도성과 양호한 내식성을 갖는 임의의 재료일 수 있다. 일부 예들에서, 금속 차폐 층(840)은 트렌치들(832)을 충전하지 않으면서, 트렌치의 벽들을 덮을 수 있다.
금속 차폐 층(840)은 물리 기상 증착 기구를 사용하여 형성될 수 있다. 물리 기상 증착(PVD)은 퇴적 공정 동안 화학 물질의 부재에 기인하여 더 간단하고 더 저렴한 제조 공정을 초래할 수 있다. 또한, PVD는 금속의 더 넓은 선택, 필름 두께의 보다 나은 제어, 및 보다 고밀도 필름을 허용할 수 있다. 또한, 절연 층(814) 및 금속 차폐 층(840)은 단일의 통합된 시스템에서 퇴적될 수 있다. 절연 층(814) 및 금속 차폐 층(840)을 퇴적하기 위한 능력은 더 적은 수의 결함 또는 층들 내의 입자를 이끌 수 있고, 따라서 개선된 재료 품질, 향상된 디바이스 성능, 및 높은 수율로 이어질 수 있다. 단일의 통합 시스템 내의 층들 둘 다의 퇴적은 또한 절연 층(814) 및 금속 차폐 층(840) 중 하나 이상을 위한 휘발성 재료의 사용을 허용할 수 있다.
트렌치 충전 능력은 트렌치들의 종횡비가 높은 경우 PVD에 대해 제한될 수 있다. 트렌치 충전 능력 문제를 완화하는 한가지 방법은 도 8d에 도시된 바와 같이, 경사진 벽들을 갖는 트렌치(832)를 형성하는 것일 수 있다. 트렌치들(832)의 경사진 벽들은 레이저 절단 기구, 섀도우 마스크, 또는 건식 에칭과 같은 임의의 수의 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 트렌치들(832)은 PCB(814)의 표면 근처에 위치한 제1 폭(W1), 및 상부 표면(850) 근처에 위치한 제2 폭(W2)으로 형성될 수 있다. 일부 예들에서, 제1 폭(W1)은 제2 폭(W2)보다 작을 수 있다. 일부 예들에서, 제1 폭(W1)은 10 내지 100 μm일 수 있다. 일부 예들에서, 제2 폭(W2)은 10 내지 1000 μm일 수 있다. 일부 예들에서, 제2 폭(W2)은 100 내지 500 μm일 수 있다.
일부 예들에서, 금속 차폐 층(840)을 퇴적하는 데 사용되는 퇴적 기구는 트렌치 깊이 및 트렌치 충전에 기초하여 선택될 수 있다. 퇴적 기구는 마그네트론 스퍼터링, 이온 빔 증착, 고전력 임펄스 마그네트론 스퍼터링, 또는 증착법을 포함할 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. 일부 예들에서, 기판 바이어스 전력과 같은 퇴적 공정 파라미터는 트렌치 충전 능력을 개선하도록 변경될 수 있다. 일부 예들에서, 퇴적 공정은 추가적으로 하나 이상의 콜리메이터를 이용할 수 있다.
공간을 절약하기 위하여, 절연 층 및 금속 차폐 층은 서브시스템들이 서로 전기적으로 분리되고 차폐되도록 이격되는 동안, 컴포넌트들은 PCB의 전체 영역을 실질적으로 점유하는 구성으로 배열될 수 있다. 도 9는 시스템-인-패키지 어셈블리로 패키징되고 보드의 전체 영역을 실질적으로 점유하는 구성으로 배열된 예시적인 휴대용 전자 디바이스의 단면도를 도시한다. 디바이스(900)는 금속 트레이스들(942) 및 접지면(946)을 갖는 PCB(914)를 포함할 수 있다. 컴포넌트들(901 내지 907)은 PCB(914) 상에 실장되고, 절연 층(916)은 컴포넌트들(901 내지 907) 상에 배치될 수 있다. 일부 예들에서, 컴포넌트들(901 내지 907)은 그것들의 각각의 서브시스템들 내의 컴포넌트들에 아주 근접하게 배열된다. 예를 들어, 컴포넌트들(901, 902)은 서브시스템(920) 내에 포함되고, 서로 아주 근접하게 배열된다. 유사하게, 컴포넌트들(903, 904)은 서브시스템(922) 내에 포함되고, 컴포넌트들(905 내지 907)은 서브시스템(924) 내에 포함되고, 컴포넌트들은 그것들의 서브시스템에 기초하여 배열된다. 트렌치들(932)은 서브시스템(920, 922, 924)을 분리하기 위해 절연 층(916) 내에 형성된다. 금속 차폐 층(940)은 절연 층(916) 상에 배치될 수 있다. 도시된 예시적인 구성에서, 트렌치들(932)은 경사진 벽들을 이용하여 형성되었다. 이러한 구성에서, 보드 공간의 전체 영역을 실질적으로 점유하는 하나의 방법은 트렌치들(932)에 더 근접하게 낮은 프로파일 컴포넌트들을 배치하는 것일 수 있다. 예를 들어, 컴포넌트(902)는 컴포넌트(901)보다 낮은 프로파일을 갖고, 따라서 컴포넌트(902)는 컴포넌트(901)보다 트렌치(932)에 가깝게 배열된다. 이러한 배열 없이, 트렌치(932)의 경사진 벽들에 대해 적절한 각도를 달성하기 위해 더 큰 풋프린트가 요구될 수 있다. 유사하게, 컴포넌트(903)는 컴포넌트(904)보다 낮은 프로파일을 가지며, 컴포넌트들(905, 907)은 컴포넌트(906)보다 낮은 프로파일을 가질 수 있다. 따라서, 컴포넌트들(903, 905, 907)은 컴포넌트들(904, 906)보다 트렌치(932)에 근접하게 배열될 수 있다.
상술한 예들 중 하나 이상에서, 금속 트레이스들 및/또는 접지면은 기판 또는 PCB 내에 포함되지 않는다. 일부 예들에서, 금속 트레이스들 및 접지면은 컴포넌트들과 동일한 층 상에 위치할 수 있다. 일부 예들에서, 금속 트레이스들 및 접지면은 디바이스의 외부 에지에 위치할 수 있다.
일부 예들에서, 전자 디바이스가 개시된다. 전자 디바이스는 기판; 및 시스템 인 패키지(system in package) 어셈블리를 포함하며, 상기 시스템 인 패키지 어셈블리는 기판 상에 실장된 복수의 컴포넌트, 하나 이상의 서브시스템 - 각각의 서브시스템은 복수의 컴포넌트 중 하나 이상을 포함함 -, 및 하나 이상의 서브시스템 사이에 배치된 제1 차폐부를 포함할 수 있다. 상기 개시된 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 다른 예들에서, 기판은 하나 이상의 금속 트레이스(metal trace); 및 접지면을 더 포함하며, 하나 이상의 금속 트레이스는 접지면 및 제1 차폐부에 전기적으로 연결된다. 상기 개시된 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 다른 예들에서, 하나 이상의 서브시스템 사이의 간격은 10 내지 100 마이크로미터이다. 상기 개시된 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 다른 예들에서, 전자 디바이스는 복수의 컴포넌트와 제1 차폐부 사이에 배치된 절연체를 더 포함한다. 상기 개시된 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 다른 예들에서, 전자 디바이스는 절연체 내에 형성된 복수의 트렌치; 및 트렌치들 내에 배치된 제2 차폐부를 더 포함하며, 제2 차폐부는 제1 차폐부와 상이한 재료이다. 상기 개시된 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 다른 예들에서, 전자 디바이스는 절연체 내에 형성된 복수의 트렌치; 및 트렌치들 내에 배치된 제2 차폐부를 더 포함하며, 제2 차폐부는 실질적으로 복수의 트렌치를 충전한다. 상기 개시된 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 다른 예들에서, 전자 디바이스는 복수의 컴포넌트와 제1 차폐부 사이에 배치된 절연체; 및
절연체 내에 형성된 복수의 트렌치를 더 포함하며, 복수의 트렌치는 하나 이상의 경사진 벽을 갖는다. 상기 개시된 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 제1항의 전자 디바이스는 복수의 컴포넌트와 제1 차폐부 사이에 배치된 절연체; 및 절연체 내에 형성된 복수의 트렌치를 더 포함하며, 복수의 트렌치는 하나 이상의 경사진 벽, 및 제1 폭 및 제2 폭을 갖고, 제1 폭은 제2 폭보다 기판의 표면에 더 근접하게 위치한다. 상기 개시된 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 다른 예들에서, 제1 폭은 10 내지 100 마이크로미터이고, 제2 폭은 100 내지 1000 마이크로미터이다. 상기 개시된 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 다른 예들에서, 제1 차폐부는 구리, 니켈 및 알루미늄 중 적어도 하나를 포함하는 도금 필름이다.
일부 예들에서, 전자 디바이스를 형성하는 방법이 개시된다. 방법은, 기판을 형성하는 단계; 및 시스템 인 패키지 어셈블리를 형성하는 단계를 포함하며, 시스템 인 패키지 어셈블리를 형성하는 단계는, 기판 상에 복수의 컴포넌트를 실장하는 단계; 및 하나 이상의 서브시스템 사이에 배치된 제1 차폐부를 형성하는 단계를 포함하고, 복수의 컴포넌트는 하나 이상의 서브시스템 내에 포함된다. 상기 개시된 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 다른 예들에서, 하나 이상의 서브시스템을 형성하는 단계는 복수의 컴포넌트 사이에 절연체를 형성하는 단계; 및 절연체 내에 복수의 트렌치를 형성하는 단계를 포함한다. 상기 개시된 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 다른 예들에서, 복수의 트렌치의 폭은 10 내지 100 마이크로미터이다. 상기 개시된 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 다른 예들에서, 복수의 트렌치는 레이저 소스를 사용하여 형성된다. 상기 개시된 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 다른 예들에서, 제1 차폐부를 형성하는 단계는, 복수의 트렌치 내에 제2 차폐부를 퇴적하는 단계; 제2 차폐부의 과잉부를 제거하는 단계; 및 절연체 상에 제3 차폐부를 퇴적하는 단계를 포함한다. 상기 개시된 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 다른 예들에서, 제1 차폐부를 형성하는 단계는 실질적으로 복수의 트렌치를 충전하는 단계를 포함한다. 상기 개시된 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 다른 예들에서, 하나 이상의 서브시스템을 형성하는 단계는, 복수의 컴포넌트 사이에 절연체를 형성하는 단계; 및 절연체 내에 하나 이상의 경사진 벽을 갖는 복수의 트렌치를 형성하는 단계를 포함하며, 하나 이상의 경사진 벽은 제1 폭 및 제2 폭을 갖고, 제1 폭은 제2 폭보다 기판의 표면에 더 근접하게 위치한다. 상기 개시된 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 다른 예들에서, 제1 폭은 10 내지 100 마이크로미터이고, 제2 폭은 100 내지 1000 마이크로미터이다. 상기 개시된 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 다른 예들에서, 제1 차폐부를 형성하는 단계는 무전해 도금, 전기 도금, 화학 기상 증착, 및 물리 기상 증착 중 적어도 하나를 사용하는 것을 포함한다. 상기 개시된 하나 이상의 예에 추가적으로 또는 대안적으로, 다른 예들에서, 제1 차폐부를 형성하는 단계는 어셈블리의 하나 이상의 측면들을 컨포멀하게 덮는 단계를 포함한다.
다양한 예들이 상술되었지만, 이들은 단지 예로서 제시되었을 뿐, 제한하는 것은 아니라는 점을 이해해야 한다. 예들은 첨부 도면들을 참조하여 완전히 설명되었지만, 다양한 도면들이 본 개시내용을 위한 예시적인 구조 또는 다른 구성을 도시할 수 있고, 이는 본 개시내용에 포함될 수 있는 특징부들 및 기능의 이해를 돕기 위해 행해진다. 본 개시내용은 도시된 예시적인 구조들 또는 구성들에 한정되지 않지만, 다양한 대안적인 구조 및 구성을 이용하여 구현될 수 있다. 또한, 본 개시내용은 다양한 예들 및 구현예들의 관점에서 전술되어 있지만, 예들 중 하나 이상에 설명된 다양한 특징부 및 기능들은 그것들이 그와 함께 설명되는 특정 예에 대한 그 적용가능성에 제한되지 않음을 이해해야 한다. 이들은 대신, 그러한 예들이 설명되든 아니든, 설명된 예의 일부로서 그러한 특징들이 제시되든 아니든, 개시내용의 다른 예들 중 하나 이상에 단독으로 또는 조합으로 적용될 수 있다. 따라서, 본 개시내용의 범위 및 범주는 전술된 예시적인 어떠한 예들에 의해서도 제한되지 않아야 한다.

Claims (20)

  1. 전자 디바이스로서,
    기판; 및
    시스템 인 패키지(system in package) 어셈블리
    를 포함하며, 상기 시스템 인 패키지 어셈블리는
    상기 기판 상에 실장된 복수의 컴포넌트,
    하나 이상의 서브시스템 - 각각의 서브시스템은 상기 복수의 컴포넌트 중 둘 이상을 포함하고, 각각의 서브시스템은 복수의 트렌치 중 하나의 트렌치에 의해 인접한 서브시스템으로부터 분리되고, 상기 복수의 트렌치는 경사진 벽들을 가지고, 상기 서브 시스템 내에 포함되는 컴포넌트들은 제1 프로파일들을 갖는 제1 컴포넌트들 및 제2 프로파일들을 갖는 제2 컴포넌트들을 포함하고, 상기 제2 프로파일들은 상기 제1 프로파일들보다 높음 -,
    상기 하나 이상의 서브시스템의 상부 표면을 덮는 제1 차폐 층,
    복수의 제2 차폐 층 - 각각의 제2 차폐 층은 상기 복수의 트렌치 중 하나의 트렌치의 상기 벽들 사이의 체적을 충전(fill)하는 차폐 재료로 구성된 단일 층임 -, 및
    상기 하나 이상의 서브시스템 사이에 배치된 복수의 절연체 - 각각의 절연체는 상기 복수의 트렌치 중 하나의 트렌치에 의해 다른 절연체로부터 분리됨 -
    를 포함하고, 상기 제1 차폐 층은 상기 복수의 제2 차폐 층과 상이한 재료를 포함하고,
    상기 제1 차폐 층은 상기 복수의 제2 차폐층의 각각의 상부 표면을 덮는, 전자 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판은,
    하나 이상의 금속 트레이스(metal trace), 및
    접지면
    을 더 포함하며, 상기 하나 이상의 금속 트레이스는 상기 접지면 및 상기 제1 차폐 층에 전기적으로 연결되는, 전자 디바이스.
  3. 제1항에 있어서, 인접하는 서브시스템들 사이의 간격은 10 내지 100 마이크로미터인, 전자 디바이스.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 각각의 경사진 벽은 제1 폭 및 제2 폭을 갖고, 상기 제1 폭은 상기 제2 폭보다 상기 기판의 표면에 더 근접하게 위치하는, 전자 디바이스.
  7. 제6항에 있어서, 상기 제1 폭은 10 내지 100 마이크로미터이고, 상기 제2 폭은 100 내지 1000 마이크로미터인, 전자 디바이스.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 차폐 층은 구리, 니켈 및 알루미늄 중 적어도 하나를 포함하는 도금 필름인, 전자 디바이스.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 차폐 층은 상기 복수의 절연체를 컨포멀하게 덮는, 전자 디바이스.
  10. 제1항에 있어서, 상기 기판은 단일 인쇄 회로 기판(PCB)인, 전자 디바이스.
  11. 제1항에 있어서, 상기 복수의 컴포넌트는 상기 복수의 컴포넌트의 기능에 기초하여 상기 하나 이상의 서브시스템으로 그룹화되는, 전자 디바이스.
  12. 제1항에 있어서, 상기 복수의 절연체는 열적 전도성(thermally conductive)인, 전자 디바이스.
  13. 제6항에 있어서, 상기 제2 폭은 100 내지 500 마이크로미터인, 전자 디바이스.
  14. 제1항에 있어서, 상기 복수의 컴포넌트는 상기 기판의 전체 영역을 점유하고, 상기 하나 이상의 서브시스템은 서로 전기적으로 분리되는, 전자 디바이스.
  15. 제1항에 있어서, 상기 복수의 컴포넌트는 하나 이상의 제1 컴포넌트 및 하나 이상의 제2 컴포넌트를 포함하고,
    상기 하나 이상의 제1 컴포넌트는 상기 하나 이상의 제2 컴포넌트보다 낮은 프로파일을 갖고,
    각각의 제1 컴포넌트는 상기 제2 컴포넌트들 중 하나의 컴포넌트보다 상기 복수의 트렌치 중 하나의 트렌치에 더 근접하게 위치하는, 전자 디바이스.
  16. 제1항에 있어서,
    하나 이상의 금속 트레이스; 및
    접지면
    을 더 포함하고, 상기 하나 이상의 금속 트레이스 및 접지면은 상기 하나 이상의 컴포넌트와 동일한 층 상에 위치하는, 전자 디바이스.
  17. 삭제
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 삭제
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