KR102183270B1 - 고주파선로 일체형 서브보드 - Google Patents

고주파선로 일체형 서브보드 Download PDF

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Abstract

본 발명에 의한 고주파선로 일체형 서브보드는, 안테나 연결부; 메인보드에 접속하는 기판 연결부; 및 상기 안테나 연결부와 상기 기판 연결부 사이를 연결하며, 고주파 신호를 전송할 수 있도록 고주파선로가 인쇄된 전송선로부를 포함한다.

Description

고주파선로 일체형 서브보드 {High frequency line integrated subboard}
본 발명은 고주파선로 일체형 서브보드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 무선 단말에 사용되는 고주파선로 일체형 서브보드에 관한 것이다.
무선 통신기기들의 내부회로는 일반적으로 인쇄회로기판(printed circuit board: PCB)에 구현된다. 이러한 인쇄회로기판 기술은 비약적으로 발전하고 있으며, 현재에는 종래의 딱딱한 성질의 인쇄회로기판뿐만 아니라 자유로운 움직임이 가능한 연성회로기판(flexible PCB: FPCB)도 널리 사용되고 있다.
한편, 핸드폰 등의 무선단말기기에 적용되는 고주파선로, 특히 RF(Radio Frequency)선로의 경우 일반적으로 동축케이블이 이용되고 있으나, 무선단말기기의 내부 공간은 각종 회로 모듈들이 장착되어 공간이 협소하므로, 이러한 공간에 동축케이블을 이용하여 통신선로를 구성하는 것은 용이하지 않다.
따라서, 좁은 공간에서 다른 모듈에 영향을 미치지 않으면서도 고주파신호를 잡음 없이 효과적으로 전송할 수 있는 전송선로가 요구된다. 이에 대하여, 연성회로기판을 이용하여 무선 단말기기 내부에서 신호를 전송하는 구조가 인쇄회로기판을 이용한 고주파 통신선로(대한민국공개특허 10-2011-0051717)에 제안된 바 있다.
상기 발명은, 신호전송라인 중 유연성부에 도전체레이어를 제거하여 유연함을 유지하면서 고주파 신호를 전달할 수 있는 것이다.
그러나, 상기 발명은 일반선로와 별도로 고주파 전용의 선로를 구성한 것으로, 커넥터가 별도로 구성될 필요가 있다. 이로 인해 커넥터에서 발생되는 노이즈와 신호 손실 역시 증가하는 문제점이 있었다.
도 1에 종래의 서브보드와 메인보드의 연결 관계를 간략하게 도시하였다. 도시된 바와 같이, 서브보드(10)와 메인보드(20) 사이를 연결하는 고주파 동축케이블(41)과 일반선로(42)가 별도로 구성되어 있다. 이는 고주파 신호를 전송하기 위해 동축케이블(41)을 사용하는 일반적인 구성이지만, 별도의 선로를 두 개 설치하기 위해 필요한 공간이 커지는 문제와, 다수의 커넥터(43)에서 각각 발생하는 신호 손실량이 증가하는 문제가 있었다.
대한민국공개특허 10-2011-0051717
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 고주파선로를 연성회로기판상에 인쇄하여 커넥터에서 발생하는 노이즈 및 손실을 감쇄시킬 수 있는 고주파선로 및 일반선로 일체형 서브보드를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 고주파선로 일체형 서브보드는, 안테나 연결부;
메인보드에 접속하는 기판 연결부; 및 상기 안테나 연결부와 상기 기판 연결부 사이를 연결하며, 고주파 신호를 전송할 수 있도록 고주파선로가 인쇄된 전송선로부를 포함한다.
일 실시예로서, 상기 안테나 연결부는, 안테나와 연결되는 씨클립과, 상기 씨클립과 전기신호를 주고받는 수동소자를 포함하고, 상기 수동소자와 상기 전송선로부 사이를 연결할 수 있도록 RF스위치, 증폭기, 필터 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
일 실시예로서, 상기 전송선로부에는 일반신호를 전송할 수 있도록 일반선로가 인쇄된 것을 특징으로 한다.
일 실시예로서, 상기 전송선로부는 상기 고주파선로 및 일반선로가 동일평면상에 인쇄된 것을 특징으로 한다.
일 실시예로서, 상기 전송선로부는 플랙시블한 재질로 형성된 것을 특징으로 한다.
일 실시예로서, 상기 안테나 연결부 및 상기 기판 연결부의 하부에는, 보강층이 적층된 것을 특징으로 한다.
일 실시예로서, 상기 기판 연결부에 형성된 접속단자 중에, 상기 고주파선로에 연결된 단자와 인접하여 그라운드 단자가 형성되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예로서, 상기 안테나 연결부와 상기 기판 연결부 및 상기 전송선로부는 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예로서, 상기 안테나 연결부와 상기 기판 연결부 및 상기 전송선로부는, 전기 신호를 전달할 수 있는 신호전송층과, 상기 신호전송층의 하부에 적층된 유전체층과, 상기 신호전송층의 하부에 적층된 유전체층의 외부를 감쌀 수 있도록 상기 유전체층의 하부에 적층된 제1 그라운드층을 공유하는 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예로서, 상기 안테나 연결부와 상기 기판 연결부 및 상기 전송선로부는, 상기 신호전송층의 상부에 적층된 유전체층과, 상기 신호전송층의 상부에 적층된 유전체층의 외부를 감쌀 수 있도록 상기 유전체층의 상부에 적층된 제2 그라운드층을 더 포함하여 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예로서, 상기 안테나 연결부 및 상기 기판 연결부에는, 상기 제1 그라운드층을 감쌀 수 있도록 상기 제1 그라운드층의 하부에 적층된 보강층이 형성되는 것을 특징으로 한다.
일 실시예로서, 상기 안테나 연결부 및 상기 기판 연결부에는, 상기 제2 그라운드층을 감쌀 수 있도록 상기 제2 그라운드층의 상부에 적층된 보강층이 형성되는 것을 특징으로 한다.
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본 발명에 의한 고주파선로 및 일반선로 일체형 서브보드에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 전송선로와 서브보드를 연결하는 커넥터를 제거하여 부피를 줄일 수 있다.
둘째, 고주파선로를 일반선로와 같은 연성회로기판상에 인쇄하여 커넥터에서 발생하는 노이즈 및 손실을 최소화할 수 있다.
도 1은 종래의 서브보드와 메인보드의 연결 모습을 나타낸 구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파선로 및 일반선로 일체형 서브보드의 개략도,
도 3a는 본 발명의 평면도,
도 3b는 본 발명의 단면도,
도 4는 본 발명의 회로도이다.
여기서 사용되는 전문용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 의한 고주파선로 및 일반선로 일체형 서브보드에 대하여 설명하기로 한다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 안테나 연결부(100), 메인보드에 접속하는 기판 연결부(300) 및 안테나 연결부(100)와 기판 연결부(300) 사이를 연결하여 고주파 신호 및 일반 신호를 전송할 수 있도록 고주파선로(220) 및 일반선로(210)가 인쇄된 전송선로부(200)를 포함하는 것이다.
종래에는 안테나 연결부(100)와 일반선로(210)의 연결부, 안테나 연결부(100)와 고주파선로(220)의 연결부에 각각 커넥터가 설치되어 있었으나, 본 발명은 일반선로(210)와 고주파선로(220)를 하나의 전송선로부(200)에 설치하여 선로의 수 자체를 감소시킴으로써 커넥터에서 발생되는 노이즈와 신호의 손실을 감소시킬 수 있는 것이다.
전송선로부(200)는, 플랙시블한 재질로 형성시키는 것이 바람직하다.
서브보드의 안테나 연결부(100)와 메인보드 사이에는 높이 차이가 있을 수 있다. 따라서 안테나 연결부(100)와 메인보드 사이를 연결하는 전송선로부(200)는 유연한 재질을 가져야 한다. 이를 위해 전송선로부(200)는 연성회로기판으로 제작하는 것이다.
도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 기판 연결부(300)에 형성된 접속단자(310) 중에, 고주파선로(220)에 연결된 단자와 인접한 단자는, 그라운드 단자인 것이 바람직하다.
고주파 신호가 전달될 때, 고주파 방사신호가 외부로 유출되거나 외부에서 노이즈가 유입되는 것을 방지할 수 있도록, 고주파선로(220)에 연결된 단자와 인접한 단자를 그라운드 단자로 만들어 접지시킬 필요가 있다. 고주파선로(220)에 연결된 단자에서 각각 좌우로 인접한 하나 또는 두 개의 단자가 그라운드 단자로 형성되어야 이 같은 효과를 기대할 수 있다.
도 4에 도시된 기판 연결부(300)의 각 단자의 역할은 다음과 같다.
NC(No Connection): 연결되지 않은 핀
VCC: 증폭기(LNA) 전원
PON(Power on control): 증폭기(LNA) 작동 컨트롤
EN(Enable): RF스위치 활성화
CT1, CT2(Control): RF스위치 작동 컨트롤
VDD: RF스위치 전원
G(Ground): 그라운드
RF(Radio Frequency): 고주파선로
안테나 연결부(100)와 기판 연결부(300) 및 전송선로부(200)는, 전기 신호를 전달할 수 있는 신호전송층(410)과, 신호전송층(410)의 상부 및 하부에 적층된 유전체층(420)과, 유전체층(420)의 외부를 감쌀 수 있도록 유전체층(420)의 상부 및 하부에 적층된 그라운드층(430)을 공유하는 일체형으로 형성되는 것이 바람직하다.
이렇게 안테나 연결부(100)와 기판 연결부(300) 및 전송선로부(200)를 일체형으로 제작함으로써 커넥터에서 발생하는 노이즈와 신호 손실을 최소화할 수 있다. 종래에는 안테나 연결부(100)에도 커넥터가 부착되어 전송선로부(200)와 연결되었기 때문에 노이즈 및 신호 손실이 많았지만, 본 발명은 안테나 연결부(100)에 인쇄된 회로가 끊김 없이 전송선로부(200)로 연결되기 때문에 이와 같은 문제를 해결할 수 있는 것이다. 신호전송층(410)에는 실질적인 회로가 인쇄되고, 유전체층(420)은 회로의 합선을 방지하며, 그라운드층(430)은 회로를 접지시킬 수 있는 것으로, 이는 일반적인 공지의 기술이므로 더 상세한 설명을 생략한다.
안테나 연결부(100)는, 안테나(500)와 연결되는 씨클립(110)과, 씨클립(110)과 전기신호를 주고받는 수동소자(120)를 포함하고, 수동소자(120)와 전송선로부(200) 사이를 연결할 수 있도록 RF스위치(130), 증폭기(140), 필터(150) 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 것이 바람직하다. 씨클립(110)은 안테나(500)와 직접 연결되어 안테나에 무선 신호를 전송하거나 안테나로부터 무선 신호를 전송받는 것이고, 수동소자(120)는 안테나 성능을 향상시키기 위해 정밀한 임피던스 조절로 전기신호를 매칭시킬 수 있도록 저항(Resistor), 인덕터(Inductor), 캐패시터(Capacitor) 중 어느 하나 이상을 포함하도록 구성된다.
RF스위치(130)는 다수의 고주파신호 중 필요한 신호만을 개폐하고, 증폭기(140)(Low Noise Amplifier)는 필요 없는 노이즈를 억제하고 원하는 신호만 증폭시키며, 필터(150)(Surface Acoustic Wave Filter; 표면탄성파필터)는 일정한 대역의 주파수만 통과시키기 위해 설치된다. 도면상의 실시예에는 이 구성이 전부 설치되어 있으나, 필요에 따라 RF스위치(130), 증폭기(140), 필터(150) 중 일부 구성은 생략할 수도 있다.
안테나 연결부(100) 및 기판 연결부(300)에는, 그라운드층(430)을 감쌀 수 있도록 그라운드층(430)의 상부 및 하부에 적층된 보강층(440)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
전송선로부(200)는 메인보드에 연결될 수 있도록 어느 정도의 유연성이 필요하지만, 안테나 연결부(100)와 기판 연결부(300)는 형태를 유지할 수 있도록 보강층(440)을 부착시켜 변형을 방지하는 것이다. 이와 같은 보강층(440)이 없다면, 안테나 연결부(100) 및 기판 연결부(300)의 내구성이 지나치게 낮아질 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변경된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 종래의 서브보드(안테나 연결부) 11: 종래의 씨클립
12: 종래의 수동소자 20: 메인보드
30: 배터리 41: 고주파 동축케이블
42: 종래의 일반선로 43: 커넥터
100: 안테나 연결부 110: 씨클립
120: 수동소자 130: RF스위치
140: 증폭기 150: 필터
200: 전송선로부 210: 일반선로
220: 고주파선로 300: 기판 연결부
310: 접속단자 410: 신호전송층
420: 유전체층 430: 그라운드층
440: 보강층 500: 안테나

Claims (12)

  1. 안테나 연결부;
    메인보드에 접속하는 기판 연결부; 및
    상기 안테나 연결부와 상기 기판 연결부 사이를 연결하며, 고주파 신호를 전송할 수 있도록 고주파선로가 인쇄된 전송선로부를 포함하고,
    상기 전송선로부는 플랙시블한 재질로 형성되고,
    상기 전송선로부를 제외한 상기 안테나 연결부 및 상기 기판 연결부의 일면에는, 보강층이 적층되어,
    상기 안테나 연결부 및 상기 기판 연결부는 상기 전송선로부보다 내구성이 높고, 상기 전송선로부는 상기 안테나 연결부 및 상기 기판 연결부보다 유연성이 높은 것을 특징으로 하는,
    고주파선로 일체형 서브보드.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 안테나 연결부는, 안테나와 연결되는 씨클립과, 상기 씨클립과 전기신호를 주고받는 수동소자를 포함하고,
    상기 수동소자와 상기 전송선로부 사이를 연결할 수 있도록 RF스위치, 증폭기, 필터 중 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
    고주파선로 일체형 서브보드.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 전송선로부에는 일반신호를 전송할 수 있도록 일반선로가 인쇄된 것을 특징으로 하는,
    고주파선로 일체형 서브보드.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 전송선로부는 상기 고주파선로 및 일반선로가 동일평면상에 인쇄된 것을 특징으로 하는,
    고주파선로 일체형 서브보드.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 보강층은 상기 안테나 연결부 및 상기 기판 연결부의 하부에 적층된 것을 특징으로 하는,
    고주파선로 일체형 서브보드.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 연결부에 형성된 접속단자 중에, 상기 고주파선로에 연결된 단자와 인접하여 그라운드 단자가 형성되는 것을 특징으로 하는,
    고주파선로 일체형 서브보드.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 안테나 연결부와 상기 기판 연결부 및 상기 전송선로부는 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    고주파선로 일체형 서브보드.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 안테나 연결부와 상기 기판 연결부 및 상기 전송선로부는, 전기 신호를 전달할 수 있는 신호전송층과, 상기 신호전송층의 하부에 적층된 유전체층과, 상기 신호전송층의 하부에 적층된 유전체층의 외부를 감쌀 수 있도록 상기 유전체층의 하부에 적층된 제1 그라운드층을 공유하는 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    고주파선로 일체형 서브보드.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 안테나 연결부와 상기 기판 연결부 및 상기 전송선로부는, 상기 신호전송층의 상부에 적층된 유전체층과, 상기 신호전송층의 상부에 적층된 유전체층의 외부를 감쌀 수 있도록 상기 유전체층의 상부에 적층된 제2 그라운드층을 더 포함하여 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는,
    고주파선로 일체형 서브보드.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 안테나 연결부 및 상기 기판 연결부에는, 상기 제1 그라운드층을 감쌀 수 있도록 상기 제1 그라운드층의 하부에 적층된 보강층이 형성되는 것을 특징으로 하는,
    고주파선로 일체형 서브보드.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 안테나 연결부 및 상기 기판 연결부에는, 상기 제2 그라운드층을 감쌀 수 있도록 상기 제2 그라운드층의 상부에 적층된 보강층이 형성되는 것을 특징으로 하는,
    고주파선로 일체형 서브보드.
  12. 삭제
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