KR101970284B1

KR101970284B1 - 안테나 장치

Info

Publication number: KR101970284B1
Application number: KR1020130129145A
Authority: KR
Inventors: 아키히로 마루야마
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2012-12-03
Filing date: 2013-10-29
Publication date: 2019-04-18
Also published as: KR20140071228A; US20150318616A1; JP2014110555A; WO2014088210A1; US9564687B2

Abstract

제1 금속부와 제4 금속부를 접속하는 제1 와이어와, 제2 금속부와 급전을 접속하는 제2 와이어와, 제3 금속부와 제4 금속부를 접속하는 제3 와이어를 포함하는 안테나를 구비하고, 제1 및 제2 및 제3 와이어는 반도체 칩의 한 변에 각각 평행하게 접속되고, 제2 와이어는 제1 와이어와 제3 와이어의 사이에 마련되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치가 제공된다.

Description

안테나 장치{ANTENNA APPARATUS}

본 발명은 안테나 장치에 관한 것으로써, 특히 기판 위에 구비되는 지향성을 갖는 안테나 장치에 관한 것이다.

무선 네트워크에 있어서 디바이스간의 통신을 행하기 위해서는, 다른 디바이스를 향해서 원하는 전파를 송신하고, 또한 다른 디바이스로부터 송신된 전파를 수신하기 위한 안테나가 필요하다. 기판상에 마련되는 칩에 하나 또는 복수의 와이어를 부착하고, 그 와이어를 방사 소자로서 사용하는 기술이 예를 들면 특허문헌 1(일본 특개 2008-509597호 공보)에 개시되어 있다.

상기 특허문헌 1에서 개시된 안테나는 칩 위(上) 또는 기판의 메탈이 반사체로서 작용하고 기판에 수직인 방향으로의 지향성을 가지기 쉽다. 그러나 기판상에 마련되는 복수의 칩 사이에서의 무선통신을 행하기 위해서는, 적어도 기판에 수평한 방향으로의 지향성을 가지는 안테나가 필요하게 된다.

따라서, 본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 본 발명의 목적은 기판과 칩의 사이에 복수의 와이어를 접속하고, 해당 와이어를 안테나로서 이용함으로써 기판에 수평한 방향으로의 지향성을 가지는, 신규하고 개량된 안테나 장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해서 본 발명의 한 관점에 따르면, 유전체 기판과, 상기 유전체 기판상에 배치된 반도체 칩과, 상기 유전체 기판상에 형성된 제1, 제2 및 제3 금속부와, 상기 반도체 칩 상에 형성된 급전선과, 상기 반도체 칩 상에 형성된 제4 금속부와, 밀리파대역에서 무선통신하는 안테나부를 구비하고, 상기 안테나부는, 상기 제1 금속부와 상기 제4 금속부를 접속하는 제1 와이어와, 상기 제2 금속부와 상기 급전선(feeder cable)을 접속하는 제2 와이어와, 상기 제3 금속부와 상기 제4 금속부를 접속하는 제3 와이어를 포함하고, 상기 제1 및 제2 및 제3 와이어는, 상기 반도체 칩의 한 변에 각각 평행하게 접속되고, 상기 제2 와이어는 상기 제1 와이어와 상기 제3 와이어의 사이에 마련되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치가 제공된다.

상기 제1 및 제3 금속부는, 상기 제1 및 제3 와이어가 연장(延伸；stretch)되는 방향으로 긴 변이 마련되고, 해당 긴 변은 상기 제1 및 제3 와이어가 접속되는 단부로부터 상기 반도체 칩과는 반대인 방향으로 형성되고, 상기 제1 및 제3 와이어의 유효길이는, 상기 제1 및 제3 와이어의 길이와 상기 제1 및 제3 금속부의 긴 변의 길이의 합이더라도 된다.

상기 안테나 장치는 상기 제1 및 제3 금속부에 마련되고 상기 제1 및 제3 금속부의 긴 변의 길이를 변경하는 제1 및 제2 스위치를 구비하고 있어도 된다.

상기 제1, 제2 및 제3 와이어 중, 유효길이(active length)가 가장 긴 것을 제1 소자, 2번째로 긴 것을 제2 소자, 가장 짧은 것을 제3 소자로 할 수 있다.

상기 제1 소자는 반사기(反射器)로서 기능하도록 해도 된다. 또 상기 제2 소자는 안테나 소자로서 기능하도록 해도 된다. 또 상기 제3 소자는 도파기(director)로서 기능하도록 해도 된다.

상기 안테나 장치는 상기 안테나부를 2개 구비하고, 제1 상기 안테나부와 제2 상기 안테나부는 상반(相反)하는 지향성을 가지도록 마련되도록 해도 된다.

이상 설명한 것 같이 본 발명에 따르면, 기판과 칩의 사이에 복수의 와이어를 접속하고, 해당 와이어를 안테나로서 이용함으로써 기판에 수평한 방향으로의 지향성을 가지는 신규하고 개량된 안테나 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치의 외관을 나타내는 설명도이다.
도 2은 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치의 구성 예를 나타내는 설명도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치를 도 2의 A의 방향에서 측시한 모양을 나타내는 설명도이다.
도 4는 안테나 장치의 각 파라미터가 나타내는 부분을 설명하는 설명도이다.
도 5는 안테나 장치의 각 파라미터가 나타내는 부분을 설명하는 설명도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치의 방사 지향성의 예를 나타내는 설명도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치의 변형 예를 나타내는 설명도이다.
도 8은 안테나A, B의 전환을 위한 스위치를 모식적으로 나타내는 설명도이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치의 변형 예 중, 안테나B의 방사 지향성의 예를 나타내는 설명도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 관한 안테나 장치의 구성 예를 나타내는 설명도이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 관한 안테나 장치를 도 10의 B의 방향으로서 측시한 모양을 나타내는 설명도이다.
도 12는 본 발명의 제2 실시예에 관한 안테나 장치의 방사 지향성의 예를 나타내는 설명도이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시예에 관한 안테나 장치의 변형 예를 나타내는 설명도이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시예에 관한 안테나 장치의 변형 예에 있어서의 안테나A, B의 방사 지향성의 예를 나타내는 설명도이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세하게 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

한편, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 가지는 구성 요소에 대해서는, 동일한 부호를 첨부하는 것에 의해 중복 설명을 생략한다.

<1. 제1 실시예>

우선, 도면을 참조하면서 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치의 구성 예에 대해서 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치의 외관을 나타내는 설명도이다. 도 1에는 프린트 기판 (1)과, 프린트 기판 (1)에 마련되는 IC(integrated circuit)칩 (2)이 도시되어 있다.

프린트 기판 (1)은 전자부품을 고정해서 배선하기 위한 기판이다. 프린트 기판 (1)에는 예를 들면 폴리테트라플루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene)이나 FR4(Flame Retardant Type 4)등이 이용되어도 되지만, 재질은 특정한 것에 한정되는 것이 아니다. 또 IC칩 (2)은 후술하는 안테나에 의해 다른 디바이스 (예를 들면, 프린트 기판 (1)에 마련되는 다른 IC칩)와의 사이에서 무선통신을 실행할 수 있게 구성된 집적 회로다. IC칩 (2)에는 예를 들면 Si, SiGe, 갈륨 비소 등이 이용되어도 되지만, 프린트 기판 (1)과 같이 재질은 특정한 것에 한정되는 것이 아니다.

또한 이하의 설명에서는 X축, Y축, Z축을 도 1에 나타낸 것 같이 정의한다. 즉 X축의 방향은 프린트 기판 (1)의 평면에 직교하는 방향이며, Y축의 방향은 프린트 기판 (1)의 평면에 수평한 방향이며, 또한 IC칩 (2)의 한 변에 대하여 수직한 방향이며, Z축의 방향은 프린트 기판 (1)의 평면에 수평한 방향이며, 또한 X축 및 Y축에 직교하는 방향이다.

IC칩 (2)에 마련되는 안테나는, 특히 밀리파 (milliwave) 대역에서의 무선통신을 행하도록 구성된다. IC칩 (2)에 안테나를 마련하고 그 안테나의 지향성(指向性)을 조정함으로써, IC칩 (2)은 프린트 기판 (1)에 마련되는 다른 IC칩간의 무선통신을 가능하게 한다.

계속해서 IC칩 (2)에 마련되는 안테나의 구성 예를 설명한다.

도 2은 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치의 구성 예를 나타내는 설명도이다. 도 2에 나타낸 설명도는 도 1의 IC칩 (2)의 부분을 확대해서 도시한 것이다.

도 2에 나타낸 것 같이, 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치는, IC칩 (2)에 마련되는 금속 패드 111, 112, 113, 프린트 기판 (1)의 표면에 형성되는 금속부 121, 122, 123, 및 금속 패드 111, 112, 113과 금속부 121, 122, 123에 접속되는 본드 와이어 101, 102, 103을 포함해서 구성된다. 또한, IC칩 (2)의 표면에는 금속부 (3)가 마련된다. 이 금속부 (3)의 재질은, 예를 들면 알루미늄, 구리, 금 등을 채용할 수 있지만 특정한 재질에 한정되는 것이 아니다.

도 2에 나타낸 것 같이, 본드 와이어 101, 102, 103은 일측의 단부가 모두 IC칩 (2)의 한 변의 금속 패드 111, 112, 113에 접속되어 있고, 타측의 단부가, 본드 와이어 101, 102, 103이 각각 평행하게 나열되도록, 금속부 121, 122, 123에 접속되어 있다.

본드 와이어 102은 금속 패드 112에 접속됨으로써, IC칩 (2)에 마련되는 급전선(단일선(singlet))에 배선된다. 또한, 본드 와이어 101, 103은, 각각 금속 패드 111, 113에 접속됨으로써, IC칩 (2)의 표면에 마련되는 금속부 (3)에 배선되지만, 본드 와이어 101, 103로의 급전은 이루어지지 않는다. 본드 와이어 102이 IC칩 (2)에 마련되는 급전선에 배선(wiring)됨으로써, 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치는 소정의 지향성에 따라서 전파를 방출하거나, 또 다른 안테나 장치로부터 방출된 전파를 수신할 수 있다.

또한 본드 와이어 101의 단부가 접속되는 금속부 121은, 도 2에 나타낸 것 같이 제1 금속부 121a 및 제2 금속부 121b 로 이루어진다. 그리고 제1 금속부 121a와 제2금속부 121b의 사이에는 스위치 131가 마련되어 있다. 마찬가지로, 본드 와이어 103의 단부가 접속되는 금속부 123은, 도 2에 나타낸 것 같이, 제1 금속부 123a 및 제2 금속부 123b 로 이루어진다. 그리고 제1 금속부 123a와 제2 금속부 123b의 사이에는 스위치 133가 마련되어 있다.

도 3은 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치를 도 2의 A의 방향에서 측시한 모양을 나타내는 설명도이다. 도 3에는, 본드 와이어 102, 103이, IC칩 (2) 및 프린트 기판 (1)에 마련되는 각 금속부와 접속되는 형태가 나타나 있지만, 각 본드 와이어의 접속 형태는 이러한 예에 한정되는 것이 아니다.

본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치는 도 2에 나타낸 것 같이 각각 본드 와이어를 포함한 3개의 소자로 구성된다. 그리고 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치는, 각각의 소자에 포함되는 본드 와이어의 유효길이를 조정함으로써 각 소자의 길이를 변화시키고, 지향성의 조정을 가능하게 하도록 구성되어 있다. 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치가 야기-우다 안테나(Yagi-Uda Antenna)의 구성을 채용하는 경우는, 각 소자의 길이가 좌측, 또는 우측부터 순서대로 짧아지도록 제어된다.

본 실시예에 있어서 본드 와이어의 유효길이는 각 본드 와이어 자신의 길이에 각 금속부의 긴 변의 길이를 더한 것을 말하는 것이다. 또한 각 금속부의 긴 변의 길이는, 스위치 131, 133의 온·오프에 의해, 금속부 121b, 123b의 긴 변의 길이가 더해질 지의 여부가 변화된다.

즉, 스위치 131가 온(on)이 되고 스위치 133가 오프(off)가 되면 본드 와이어 101 및 금속부 121로 이루어지는 소자가 반사기(反射器)의 역할을 하고, 본드 와이어 102로 이루어지는 소자가 안테나 소자(복사기(輻射器); radiating device)의 역할을 하고, 본드 와이어 103 및 금속부 123로 이루어지는 소자가 도파기(導波器)의 역할을 하게 된다.

반대로 스위치 131가 오프가 되고 스위치 133가 온이 되면 본드 와이어 101 및 금속부 121로 이루어지는 소자가 도파기의 역할을 하고, 본드 와이어 102로 이루어지는 소자가 안테나 소자(복사기)의 역할을 하고, 본드 와이어 103 및 금속부 123로 이루어지는 소자가 반사기의 역할을 하게 된다.

또한, 스위치 131, 133의 온·오프의 제어는 예를 들면 IC칩 (2)으로부터의 명령에 의해 수행되어도 되고, 그 외의 IC로부터의 명령에 의해 수행되어도 된다.

여기에서, 도 2 및 도 3에 나타낸 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치의 각 부의 치수(dimension) 파라미터의 일례를 제시한다. 예를 들면, 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치가, 80GHz에서 공진주파수를 얻을 수 있도록 설계했을 때의 치수 파라미터는, 이하의 표 1로 나타낸 것 같은 값을 채용할 수 있다. 또 도 4 및 도 5는, 표 1에 나타낸 안테나 장치의 각 파라미터가 나타내는 부분을 설명하는 설명도이다.

I.C. size_X	3mm
I.C. size_Y	3mm
I.C. size_Z	270μm
L1	920μm
L2	660μm
L3	400μm
P: 와이어의 간격	600μm
D: 와이어의 직경	20μm
H: 와이어의 높이	130μm
W: 밴드 폭	100μm

L1의 길이는 본드 와이어 101 또는 103의 실제의 길이에 금속부 121b 또는 123b의 긴 변의 길이가 가산된 것이며, L2의 길이는, 본드 와이어102의 실제의 길이에 상당한다. 그리고 L3의 길이는 본드 와이어 101 또는 103의 실제의 길이에 상당한다.

또한 L2의 길이는 사용하는 주파수에서의 파장의 약 1/4정도로 하는 것이 바람직하다.

표 1에 나타내는 것 같은 치수 파라미터를 가지는 안테나 장치의 방사 지향성에 대해서 설명한다. 도 6은 도 2에 나타낸 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치의 방사 지향성의 예를 나타내는 설명도이다. 도 6에 나타낸 그래프는, 0도가 양(positive)의 Z축 방향을, 90도가 양의 Y축 방향을 나타내는 것이다. 또한, 방사 지향성은 3차원 전자계 시뮬레이션을 이용해서 계산했다.

그리고 도 6에 나타낸 그래프에 있어서 부호 141로 나타낸 선은 스위치 131, 133이 함께 온이 되었을 경우의 방사 지향성을 나타내고, 부호 142로 나타낸 선은 스위치 131가 온이고 스위치 133가 오프가 되었을 경우의 방사 지향성을 나타내고, 부호 143로 나타낸 선은 스위치 131가 오프이고 스위치 133가 온이 되었을 경우의 방사 지향성을 나타낸다.

도 6에 나타낸 것 같이, 스위치 131, 133이 함께 온 이 되었을 경우는, 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치는 양의 Z축 방향으로 방사 지향성을 가진다. 스위치 131가 온, 스위치 133가 오프가 되었을 경우는, 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치는 양의 Y축 방향으로 방사 지향성을 가지고, 스위치 131가 오프, 스위치 133가 온이 되었을 경우는, 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치는 음(negative)의 Y축 방향으로 방사 지향성을 가진다.

즉, 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치는, 스위치 131, 133의 온·오프의 제어에 의해, 도 6에 나타내는 것 같은 3 방향의 방사 지향성을 가진다. 특히, Z축 방향에 비해서 우수한 양 또는 음의 Y축 방향으로의 방사 지향성을 가지는 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치는, 다른 안테나 장치를 프린트 기판 (1)상에서 적절히 배치함으로써, 프린트 기판 (1)에 마련되는 다른 안테나 장치와의 사이에서의 밀리파대역에서의 무선통신을 가능하게 한다.

그리고 Y축 방향으로 통신 상대를 배치함으로써, 본 실시예는 보다 유리한 통신 환경을 실현가능하다. 밀리파대역에서는 전파(propagate) 손실이 크고, 또 반도체기판은 저효율이고 RF(Radio Frequency)회로 내부의 손실자체가 크므로, 안정된 통신에는 보다 게인(gain)이 높은 안테나가 바람직하다. 그 때문에, 본 실시예에 관한 안테나 장치를 채용함으로써 효율이 좋은 밀리파대역에서의 무선통신을 가능하게 한다.

본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치는, 도 2에 나타낸 것 같이 IC칩 (2)의 한 변에 3개의 소자가 마련되는 구성을 가지지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되는 것이 아니다.

도 7은 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치의 변형 예를 나타내는 설명도이다. 도 7에는 IC칩 (2)이 상대하는 변에 각각 3개의 소자가 마련되는 구성을 나타내고 있다.

도 7에 나타낸 것 같이 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치의 변형 예는 도 2에 나타낸 구성에 더해, IC칩 (2)에 마련되는 금속 패드 114, 115, 116, 프린트 기판 (1)의 표면에 형성되는 금속부 124, 125, 126 및 금속 패드 114, 115, 116과 금속부 124, 125, 126에 접속되는 본드 와이어 104, 105, 106을 포함해서 구성될 수 있다.

본드 와이어 104의 단부가 접속되는 금속부 124은, 도 7에 나타낸 것 같이 제1 금속부 124a 및 제2 금속부 124b 로 이루어진다. 그리고 제1 금속부 124a와 제2 금속부 124b의 사이에는 스위치 134가 마련되어 있다. 마찬가지로, 본드 와이어 106의 단부가 접속되는 금속부 126은, 도 7에 나타낸 것 같이, 제1 금속부 126a 및 제2 금속부 126b 로 이루어진다. 그리고 제1 금속부 126a와 제2 금속부 126b의 사이에는 스위치 136가 마련되어 있다.

도 7에 나타낸 각 소자로 이루어지는 안테나 중, 도 7의 상측의 안테나를 안테나A, 하측의 안테나를 안테나B라고 했을 경우에, 어느 안테나를 사용할지는 IC칩 (2)의 내부에 마련되는 스위치로 전환 가능하게 해도 된다. 도 8은, 안테나(Ant.)A, B의 전환을 위한 스위치sw를 모식적으로 나타내는 설명도이다. 도 8에 나타낸 스위치SW에 의해, 안테나(Ant.)A, B의 어느 것을 사용할지가 전환된다.

도 7에 나타낸 것 같이 IC칩 (2)이 상대하는 변에 각각 3개의 소자가 마련되어 있는 구성을 구비함으로써, 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치의 변형 예는, 스위치SW의 전환에 의해 방사 지향성을 동적으로 변경할 수 있다. 예를 들면, 스위치 131, 133, 134, 136의 온·오프를 적절히 설정하고, 안테나A와 안테나B의 방사 지향성이 정반대의 방향이 되도록 해두는 것에 의해, 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치의 변형 예는, 스위치SW의 전환에 의해 방사 지향성을 180도 반대로 동적으로 변경할 수 있다.

도 9은 도 7에 나타낸 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치의 변형 예 중, 안테나B의 방사 지향성의 예를 나타내는 설명도이다. 도 9에 나타낸 그래프는, 도 6에 나타낸 그래프와 같이 0도가 양의 Z축 방향을 90도가 양의 Y축 방향을 나타내는 것이다.

그리고 도 9에 나타낸 그래프에 있어서 부호 144로 나타낸 선은, 스위치 134, 136이 함께 온이 되었을 경우의 방사 지향성을 나타내고, 부호 145로 나타낸 선은 스위치 134가 온이고 스위치 136가 오프가 되었을 경우의 방사 지향성을 나타내고, 부호 146로 나타낸 선은 스위치 134가 오프이고 스위치 136가 온이 되었을 경우의 방사 지향성을 나타낸다.

도 9에 나타낸 것 같이, 스위치 134, 136이 함께 온이 되었을 경우는, 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치의 변형 예는 음의 Z축 방향으로 방사 지향성을 가진다. 스위치 134가 온, 스위치 136가 오프가 되었을 경우는, 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치의 변형 예는 양의 Y축 방향으로 방사 지향성을 가지고, 스위치134가 오프, 스위치136가 온이 되었을 경우는, 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치의 변형 예는 음의 Y축 방향으로 방사 지향성을 가진다.

이상에서 설명한 것 같이 본 발명의 제1 실시예에 따르면, IC칩 (2)의 적어도 하나의 변에, 3개의 소자로 이루어지는 안테나가 마련된 안테나 장치가 제공된다. 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치는, 프린트 기판 (1)과 IC칩 (2)를 연결시키는 본드 와이어에 의해 야기-우다 안테나를 구성함으로써, 특정한 방향으로 큰 방사 지향성을 가진다. 밀리파대역에서는 동작 주파수가 높기 때문에 파장이 짧아져, 안테나 사이즈를 소형화하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명의 제1 실시예에 관한 안테나 장치와 같이, IC칩에 안테나를 설치하는 것이 충분히 가능하다.

<2. 제2 실시예>

계속해서, 본 발명의 제2 실시예에 대해서 설명한다. 본 발명의 제2 실시예에서는 본드 와이어만으로 소자를 구성한 안테나 장치에 대해서 설명한다.

도 10은 본 발명의 제2 실시예에 관한 안테나 장치의 구성 예를 나타내는 설명도이다.

도 10에 나타낸 것 같이, 본 발명의 제2 실시예에 관한 안테나 장치는, IC칩 (2)에 마련되는 금속 패드 211, 212, 213, 프린트 기판 (1)의 표면에 형성되는 금속부 221, 222, 223, 및 금속 패드 211, 212, 213과 금속부 221, 222, 223에 접속되는 본드 와이어 201, 202, 203을 포함해서 구성된다. 또한 IC칩 (2)의 상면(上面)에는 금속부 (3)이 마련된다. 이 금속부 (3)의 재질은 예를 들면 알루미늄, 구리, 금 등을 채용할 수 있지만, 특정한 재질에 한정되는 것이 아니다.

도 10에 나타낸 것 같이, 본드 와이어 201, 202, 203은, 일측의 단부가 모두 IC칩 (2)의 한 변의 금속 패드211, 212, 213에 접속되어 있고, 타측의 단부가, 본드 와이어201, 202, 203이 각각 평행하게 나열되도록, 금속부 221, 222, 223에 접속되어 있다.

본드 와이어 202은 금속 패드212에 접속됨으로써 IC칩 (2)에 마련되는 급전선(단일선)에 배선된다. 또 본드 와이어 201, 203은, 각각 금속 패드 211, 213에 접속됨으로써, IC칩 (2)의 표면에 마련되는 금속부 (3)에 배선된다.

도 11은 본 발명의 제2 실시예에 관한 안테나 장치를 도 10의 B의 방향에서 측시한 모양을 나타내는 설명도이다. 도 11에는, 본드 와이어 201, 202, 203이, IC칩 (2) 및 프린트 기판 (1)에 마련되는 각 금속부와 접속되는 형태가 나타나 있지만, 각 본드 와이어의 접속 형태는 이러한 예에 한정되는 것이 아니다.

본 발명의 제2 실시예에서는, 본드 와이어 201, 202, 203만으로 안테나의 소자를 구성한 안테나 장치가 제공된다. 그리고, 일례로서 본드 와이어 201, 202, 203의 길이를, 본드 와이어 201, 202, 203의 순서대로 짧아지게 함으로써, 본드 와이어 201이 반사기, 본드 와이어 202이 복사기, 본드 와이어 203이 도파기의 역할을 하는 야기-우다 안테나가 구성될 수 있다.

도 12는 도 10에 나타낸 본 발명의 제2 실시예에 관한 안테나 장치의 방사 지향성의 예를 나타내는 설명도이다. 도 12에 나타낸 그래프는, 0도가 양의 X축 방향을, 90도가 양의 Y축 방향을 나타내는 것이다. 또한, 방사 지향성은 3차원 전자계 시뮬레이션을 이용해서 계산했다.

도 12에 나타낸 것 같이, 도 10에 나타낸 본 발명의 제2 실시예에 관한 안테나 장치는 양의 Y축 방향으로의 방사 지향성을 가진다. 양의 Y축 방향으로의 방사 지향성을 가지는 본 발명의 제2 실시예에 관한 안테나 장치는, 다른 안테나 장치를 프린트 기판 (1)상에서 적절히 배치함으로써, 프린트 기판 (1)에 마련되는 다른 안테나 장치와의 사이에서의 밀리파대역에서의 무선통신을 가능하게 한다. 그리고 Y축 방향으로 통신 상대를 배치함으로써 본 실시예는, 제1 실시예와 동일하게, 보다 유리한 통신 환경이 실현가능하다.

본 발명의 제2 실시예에 관한 안테나 장치는 도 10에 나타낸 것 같이 IC칩 (2)의 한 변에 3개의 소자가 마련되는 구성을 가지지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되는 것이 아니다.

도 13은 본 발명의 제2 실시예에 관한 안테나 장치의 변형 예를 나타내는 설명도이다. 도 13에는 IC칩 (2)이 상대하는 변에 각각 3개의 소자가 마련되어 있는 구성을 나타내고 있다.

도 13에 나타낸 것 같이, 본 발명의 제2 실시예에 관한 안테나 장치의 변형 예는, 도 10에 나타낸 구성에 더해, IC칩 (2)에 마련되는 금속 패드 214, 215, 216, 프린트 기판 (1)의 표면에 형성되는 금속부 224, 225, 226, 및 금속 패드 214, 215, 216과 금속부 224, 225, 226에 접속되는 본드 와이어 204, 205, 206을 포함해서 구성된다.

도 13에 나타낸 것 같이, 본드 와이어 204, 205, 206은, 일측의 단부가 모두 IC칩 (2)의 한 변의 금속 패드 214, 215, 216에 접속되어 있고, 타측의 단부가, 본드 와이어 204, 205, 206이 각각 평행하게 나열되도록, 금속부 224, 225, 226에 접속되어 있다.

본드 와이어 205은, 금속 패드215에 접속됨으로써, IC칩 (2)에 마련되는 급전선(단일선)에 배선된다. 또 본드 와이어 204, 206은, 각각 금속 패드 214, 216에 접속됨으로써, IC칩 (2)의 표면에 마련되는 금속부 (3)에 배선된다.

그리고 본 발명의 제2 실시예의 변형 예에서는, 본드 와이어 204, 205, 206만으로 안테나의 소자를 구성한 안테나 장치가 제공된다. 그리고, 일례로서 본드 와이어 204, 205, 206의 길이를, 본드 와이어 206, 205, 204의 순서대로 짧아지게 함으로써, 본드 와이어 206가 반사기, 본드 와이어 205가 복사기, 본드 와이어 204가 도파기의 역할을 하는 야기-우다 안테나가 구성될 수 있다.

도 13에 나타낸 각 소자로 이루어지는 안테나 중, 도 13의 상측의 안테나를 안테나A, 하측의 안테나를 안테나B이라고 했을 경우에, 어느 안테나를 사용할지는, IC칩 (2)의 내부에 마련되는 스위치로 전환 가능하게 해도 된다. 그 스위치는, 예를 들면 도 8에 나타낸 스위치SW와 같은 구성을 가지고 있어도 된다.

각 본드 와이어의 길이를, 안테나A에서는 본드 와이어 201, 202, 203의 순서대로, 안테나B에서는 본드 와이어 206, 205, 204의 순서대로 짧아지게 함으로써, 본 발명의 제2 실시예의 변형 예에서는, 안테나A와 안테나B에서 정반대인 방사 지향성을 가지는 안테나 장치가 제공된다.

도 14는 도 13에 나타낸 본 발명의 제2 실시예에 관한 안테나 장치의 변형 예에 있어서의, 안테나A, B의 방사 지향성의 예를 나타내는 설명도이다. 도 14에 있어서의 부호 241이 안테나A의 방사 지향성을 나타내고, 부호 242이 안테나B의 방사 지향성을 나타내고 있다.

이렇게, 도 13에 나타낸 안테나 장치에 있어서 안테나A와 안테나B은, 서로 Y축 방향에서 정반대의 방사 지향성을 가진다. 따라서, 본 발명의 제2 실시예에 관한 안테나 장치의 변형 예는, 스위치 등에 의해 사용하는 안테나를 전환함으로써 방사 지향성을 전환할 수 있고, 통신 상대에 따른 통신을 가능하게 한다.

이상 설명한 것 같이 본 발명의 각 실시예에 따르면, 3개의 소자로 이루어지는 안테나를 프린트 기판 (1)에 형성할 수 있다. 본 발명의 제1 실시예에 따르면, 이 안테나의 각 소자의 길이를 조절함으로써, 지향성을 조절할 수 있는 안테나 장치를 제공할 수 있다.

또 본 발명의 각 실시예에 따르면, 3개의 소자로 이루어지는 안테나를 IC칩의 대향하는 변에 마련하고, 사용하는 안테나를 스위칭하여 전환함으로써, 지향성을 동적으로 변화시킬 수 있는 안테나 장치를 제공할 수 있다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적절한 실시예에 대해서 상세히 설명했지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술의 분야에 있어서의 통상의 지식을 가지는 자이면, 특허청구의 범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에 있어서, 각종의 변경 예 또는 수정 예를 달성 할 수 있는 것은 명확하여, 이들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것으로 이해된다.

Claims

유전체 기판과,
상기 유전체 기판상에 배치된 반도체 칩과,
상기 유전체 기판상에 형성된 제1, 제2 및 제3 금속부와,
상기 반도체 칩 상에 형성된 급전선과,
상기 반도체 칩 상에 형성된 제4 금속부와,
밀리파대역에서 무선통신하는 안테나부를 구비하고,
상기 안테나부는,
상기 제1 금속부와 상기 제4 금속부를 접속하는 제1 와이어와,
상기 제2 금속부와 상기 급전선을 접속하는 제2 와이어와,
상기 제3 금속부와 상기 제4 금속부를 접속하는 제3 와이어를 구비하고,
상기 제1 및 제2 및 제3 와이어는, 상기 반도체 칩의 한 변에 각각 평행하게 접속되고,
상기 제2 와이어는, 상기 제1 와이어와 상기 제3 와이어의 사이에 마련되는 안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제3 금속부는 각각, 상기 제1 및 제3 와이어가 연장되는 방향으로 긴 변이 마련되고, 상기 긴 변은 상기 제1 및 제3 와이어가 접속되는 단부에서 상기 반도체 칩과는 반대인 방향으로 형성됨을 특징으로 하는 안테나 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 및 제3 금속부에 각각 마련되고, 상기 제1 및 제3 금속부의 긴 변의 길이를 각각 변경하는, 제1 및 제2 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제1항에 있어서,
상기 안테나부는, 상기 제1 와이어, 제2 와이어, 및 제3 와이어의 순서대로 상기 각각의 와이어의 길이가 짧아짐을 특징으로 하는 안테나 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 및 제3 와이어의 유효길이는 각각, 상기 제1 와이어의 길이와 상기 제1 금속부의 긴 변의 길이의 합 및 상기 제3 와이어의 길이와 상기 제3 금속부의 긴 변의 길의 합이고,
상기 제1, 제2, 및 제3 와이어 중, 유효길이가 가장 긴 것을 제1 소자, 두 번째로 긴 것을 제2 소자, 가장 짧은 것을 제3 소자로 함을 특징으로 하는 안테나 장치.
제5항에 있어서,
상기 제1 소자는 반사기로서 기능하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제5항에 있어서,
상기 제2 소자는 안테나 소자로서 기능하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제5항에 있어서,
상기 제3 소자는 도파기로서 기능하는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
추가 안테나부를 더 구비하고,상기 안테나부와 상기 추가 안테나부는 상반하는 지향성을 가지도록 마련되는 것을 특징으로 하는 안테나 장치.
제9항에 있어서,
상기 안테나부와 상기 추가 안테나부 각각의 온/오프를 제어하는 제3 스위치를 더 포함함을 특징으로 하는 안테나 장치.