KR102334712B1 - 경연성 기판 모듈 - Google Patents

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KR102334712B1
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Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈은, 제1 영역과 제1 영역보다 더 유연하고 제1 영역보다 측방향으로 더 연장된 제2 영역을 가지는 경연성 기판과, 경연성 기판의 제1 영역의 하측에 배치된 IC와, IC에 전기적으로 연결되고 경연성 기판의 제2 영역의 측방향 일단까지 연장된 신호선과, 일부분이 상하방향으로 볼 때 경연성 기판의 제1 영역에 오버랩되고 다른 일부분이 상하방향으로 볼 때 경연성 기판의 제2 영역의 측방향 연장영역에 오버랩되는 방열 접지층을 포함할 수 있다.

Description

경연성 기판 모듈{Rigid-flexible substrate module}
본 발명은 경연성 기판 모듈에 관한 것이다.
근래의 전자기기에서는 제품크기의 축소와 공간의 활용을 위하여 연성기판(flexible PCB)를 사용하고 있으며 특히 경성/연성 기판을 결합한 경연성기판(Rigid-flexible PCB)의 사용도 증가하고 있다.
한편, 최근 좁아진 전자기기 내부에서 각 능동소자에서 발생하는 열의 방출을 위하여 다양한 구조가 시도되고 있다.
공개특허공보 제10-2011-0033632호
본 발명은 경연성 기판 모듈을 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈은, 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 더 유연하고 상기 제1 영역보다 측방향으로 더 연장된 제2 영역을 가지는 경연성 기판; 상기 경연성 기판의 제1 영역의 하측에 배치된 IC; 상기 IC에 전기적으로 연결되고 상기 경연성 기판의 제2 영역의 측방향 일단까지 연장된 신호선; 및 일부분이 상하방향으로 볼 때 상기 경연성 기판의 제1 영역에 오버랩되고 다른 일부분이 상하방향으로 볼 때 상기 경연성 기판의 제2 영역의 측방향 연장영역에 오버랩되는 방열 접지층; 을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈은, 효율적인 방열구조를 가질 수 있으며, 전자기 잡음을 효율적으로 차폐할 수 있으며, 전자기기의 배치공간을 유연하게 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈을 나타낸 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 경연성 기판의 제2 영역의 측방향 연장영역을 예시한 도면이다.
도 2c는 경연성 기판의 제2 영역의 측방향 연장영역의 신호 컨넥터 연결을 예시한 도면이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈의 보호층을 예시한 도면이다.
도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈의 제1 및 제2 측방향 연장영역을 예시한 도면이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈의 패치 안테나를 예시한 도면이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈의 제2 방열 접지층을 예시한 도면이다.
도 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈의 제3 방열 접지층을 예시한 도면이다.
도 4d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈의 제1 방열 접지층을 예시한 도면이다.
도 4e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈의 도전층을 예시한 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈이 방열부재를 포함하는 구조를 예시한 도면이다.
도 5c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈이 히트싱크를 포함하는 구조를 예시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈의 제1 및 제2 측방향 연장영역을 예시한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈의 제2 측방향 연장영역에 배치된 발열 전자소자를 예시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈의 전자기기에서의 배치를 예시한 측면도이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈의 전자기기에서의 배치를 예시한 평면도이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위는, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈(100a)은 제1 영역(110a)과 제2 영역(120a)을 가지는 경연성 기판을 포함할 수 있다.
제1 영역(110a)은 적어도 하나의 도전층(111a)과 적어도 하나의 제1 절연층(112a)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 영역(110a)은 인쇄회로기판(PCB)의 구조와 유사한 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 절연층(112a)은 FR4나 LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않으며, 설계규격(예: 유연성, 유전상수, 복수의 기판 간의 결합 용이성, 내구성, 비용 등)에 따라 달라질 수 있다.
제2 영역(120a)은 신호선(121a) 및 제2 절연층(122a)을 포함할 수 있으며, 내부영역(R0)과 제1 측방향 연장영역(R1)을 가질 수 있다.
신호선(121a)은 RF(Radio Frequency) 신호, IF(Intermediate Frequency) 신호 및 기저대역(baseband) 신호 중 적어도 일부의 전달경로를 제공할 수 있다.
제2 절연층(122a)은 제1 절연층(112a)보다 큰 탄성률을 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 영역(120a)은 제1 영역(110a)보다 측면 방향으로 쉽게 연장될 수 있으며, 제2 영역(120a)에서 측면 방향으로 연장된 부분은 유연한 특성을 가져서 신호 컨넥터에 쉽게 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 절연층(122a)은 LCP(Liquid Crystal Polymer)나 폴리이미드(polyimide)와 같이 큰 탄성률을 가지는 재질로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
여기서, 신호선(121a)은 제2 영역(120a)의 내부영역(R0)에서 제1 측방향 연장영역(R1)의 일단까지 연장될 수 있으며, 신호 컨넥터에 전기적으로 쉽게 연결될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈(100a)은, 경연성 기판의 제1 영역(110a)의 하측에 배치된 IC(140a)를 더 포함할 수 있다.
IC(140a)는 제1 영역(110a)에 배치된 신호 비아를 통해 신호선(121a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, IC(140a)는 주파수 변환, 증폭, 필터링, 위상제어 및 전원생성 중 적어도 일부를 수행할 수 있다.
이때, IC(140a)에는 많은 열이 발생될 수 있는데, IC(140a)에서 발생된 열의 대부분은 경연성 기판으로 향할 수 있다. 만약 경연성 기판에 누적되는 열이 잘 방열되지 않을 경우, IC(140a)에서 IC(140a)의 외부(경연성 기판 포함)로의 열 발산은 더욱 감소할 수 있다. IC(140a)에서 IC(140a)의 외부로의 열 발산이 잘 되지 않을 경우, IC(140a)의 온도는 높아질 수 있으며, IC(140a)의 성능은 저하될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈(100a)은, 제2 방열 접지층(123a) 및 제1 방열 접지층(124a) 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
제1 방열 접지층(124a)은 일부분이 상하방향으로 볼 때 제1 영역(110a)에 오버랩될 수 있다. 이에 따라, 제1 방열 접지층(124a)은 경연성 기판의 열을 많이 수용할 수 있다.
또한, 제1 방열 접지층(124a)은 다른 일부분이 상하방향으로 볼 때 제2 영역(120a)의 제1 측방향 연장영역(R1)에 오버랩될 수 있다. 제2 영역(120a)의 제1 측방향 연장영역(R1)은 상대적으로 짧은 높이를 가지므로, 제1 방열 접지층(124a)에서 제1 측방향 연장영역(R1)에 오버랩되는 부분은 상대적으로 외부에 더욱 가까울 수 있다.
제1 방열 접지층(124a)이 높은 열전도도를 가지므로, 제1 방열 접지층(124a)은 내부영역(R0)에서 수용한 열을 제1 측방향 연장영역(R1)에서 발산할 수 있다. 즉, 제1 방열 접지층(124a)은 열 파이프(heat pipe)의 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 경연성 기판은 누적되는 열을 더욱 효율적으로 외부로 발산할 수 있으며, IC(140a)의 온도는 낮아질 수 있다.
제2 방열 접지층(123a)의 일부분은 상하방향으로 볼 때 제1 영역(110a)에 오버랩될 수 있으며, 제2 방열 접지층(123a)의 다른 일부분이 상하방향으로 볼 때 제2 영역(120a)의 제1 측방향 연장영역(R1)에 오버랩될 수 있다. 제2 방열 접지층(123a)이 높은 열전도도를 가지므로, 제2 방열 접지층(123a)은 내부영역(R0)에서 수용한 열을 제1 측방향 연장영역(R1)에서 발산할 수 있다.
제1 방열 접지층(124a)과 제2 방열 접지층(123a)이 짧은 스킨뎁스(skin depth)를 가지므로, 제1 방열 접지층(124a)과 제2 방열 접지층(123a)은 신호선(121a)에 대한 전자기적 차폐부재로도 작용할 수 있다. 이에 따라, 신호선(121a)이 외부로부터 받는 전자기적 노이즈는 감소할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 경연성 기판의 제2 영역의 측방향 연장영역을 예시한 도면이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈은, 제3 방열 접지층(125a) 및 방열 비아(126a)를 더 포함할 수 있다.
제3 방열 접지층(125a)은 제2 방열 접지층(123a)과 제1 방열 접지층(124a)의 사이에 배치될 수 있으며, 신호선(121a)의 측면을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
제3 방열 접지층(125a)은 제2 방열 접지층(123a)과 제1 방열 접지층(124a)이 수용한 열의 일부를 수용할 수 있으므로, 제2 방열 접지층(123a)과 제1 방열 접지층(124a)의 열 수용력을 향상시킬 수 있다. 또한, 제3 방열 접지층(125a)은 제2 방열 접지층(123a)과 제1 방열 접지층(124a)의 열을 균형화시킬 수 있다. 이에 따라, 경연성 기판의 열은 더욱 효율적으로 외부로 발산될 수 있으며, 외부의 전자기 잡음은 더욱 효율적으로 차폐될 수 있다.
방열 비아(126a)는 제2 방열 접지층(123a)과 제1 방열 접지층(124a)의 사이를 전기적으로 연결시키도록 배치되고, 신호선(121a)을 따라 배열될 수 있다. 방열 비아(126a)는 제2 방열 접지층(123a)과 제1 방열 접지층(124a)이 수용한 열의 일부를 수용할 수 있으므로, 제2 방열 접지층(123a)과 제1 방열 접지층(124a)의 열 수용력을 향상시킬 수 있다. 또한, 제3 방열 접지층(125a)은 제2 방열 접지층(123a)과 제1 방열 접지층(124a)의 열을 균형화시킬 수 있다. 이에 따라, 경연성 기판의 열은 더욱 효율적으로 외부로 발산될 수 있으며, 외부의 전자기 잡음은 더욱 효율적으로 차폐될 수 있다.
도 2c는 경연성 기판의 제2 영역의 측방향 연장영역의 신호 컨넥터 연결을 예시한 도면이다.
도 2를 참조하면, 경연성 기판의 제2 영역(120a)의 측방향 연장영역의 일단은 신호 컨넥터(130a)에 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서, 경연성 기판에 배치된 IC는 신호 컨넥터(130a)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 신호 컨넥터(130a)로부터 신호를 전달받거나 신호를 신호 컨넥터(130a)로 전달할 수 있다.
경연성 기판의 제2 영역(120a)의 측방향 연장영역은 열 파이프의 역할과 신호 전달경로 역할을 함께 수행할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈의 보호층을 예시한 도면이다.
도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈(100b)은 제1 보호층(135a), 제2 보호층(136a) 및 제3 보호층(137a) 중 적어도 일부를 더 포함할 수 있다.
제1 보호층(135a)은 경연성 기판의 제1 영역(110a)의 상측을 커버할 수 있다. 이에 따라, 제1 영역(110a)의 안테나층(113a)은 외부환경으로부터 보호될 수 있다.
제2 보호층(136a)은 경연성 기판의 제2 영역(120a)의 제1 측방향 연장영역의 상측을 커버할 수 있다. 이에 따라, 제2 방열 접지층(123a)은 외부환경으로부터 보호될 수 있다.
예를 들어, 제2 보호층(136a)은 제2 방열 접지층(123a)의 일부분이 외부로 노출되도록 제2 방열 접지층(123a)의 일부분을 커버하지 않을 수 있다. 이에 따라, 제2 방열 접지층(123a)이 수용한 열은 제2 보호층(136a)이 커버하지 않는 부분으로 더욱 쉽게 발산할 수 있다.
제3 보호층(137a)은 경연성 기판의 제2 영역(120a)의 제1 측방향 연장영역의 하측을 커버할 수 있다. 이에 따라, 제1 방열 접지층(124a)은 외부환경으로부터 보호될 수 있다.
예를 들어, 제3 보호층(137a)은 제1 방열 접지층(124a)의 일부분이 외부로 노출되도록 제1 방열 접지층(124a)의 일부분을 커버하지 않을 수 있다. 이에 따라, 제1 방열 접지층(124a)이 수용한 열은 제3 보호층(137a)이 커버하지 않는 부분으로 더욱 쉽게 발산할 수 있다.
한편, 상기 제1, 제2 및 제3 보호층(135a, 136a, 137a)은 PIE(Photo Imageable Encapsulant), ABF(Ajinomoto Build-up Film), 에폭시몰딩컴파운드(epoxy molding compound, EMC)로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
도 3b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈의 제1 및 제2 측방향 연장영역을 예시한 도면이다.
도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈(100c)의 경연성 기판의 제2 영역(120a)은 제1 측방향 연장영역(R1)과 제2 측방향 연장영역(R2)을 함께 가질 수 있다.
여기서, 제1 측방향 연장영역(R1)은 신호 전달경로로 사용될 수 있으며, 제2 측방향 연장영역(R2)은 열 파이프로 사용될 수 있다.
이에 따라, 제1 측방향 연장영역(R1)과 제2 측방향 연장영역(R2)은 각각 신호 전달경로와 열 파이프에 최적화될 수 있으며, 제1 방열 접지층(124a) 및 제2 방열 접지층(123a)의 열 노이즈가 제1 측방향 연장영역(R1)의 신호선(121a)을 격리시킬 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈의 패치 안테나를 예시한 도면이다.
도 4a를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈은 패치 안테나(101a)와 안테나층(113a)를 포함할 수 있다. 패치 안테나(101a)는 제1 피드비아(106a)에 전기적으로 연결될 수 있다.
패치 안테나(101a)는 제1 피드비아(106a)로부터 RF 신호를 전달받아 상하방향(z방향)으로 송신할 수 있으며, 상하방향(z방향)으로 RF 신호를 수신하여 제1 피드비아(106a)로 전달할 수 있다. 패치 안테나(101a)의 RF 신호 송수신율은 패치 안테나(101a)의 개수에 비례할 수 있다.
한편, 제1 피드비아(106a)는 관통비아(through via)의 구조를 가지거나 복수의 비아가 직렬로 연결된 구조를 가질 수 있다.
도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈의 제2 방열 접지층을 예시한 도면이다.
도 4b를 참조하면, 제2 방열 접지층(123a)은 제1 피드비아(106a)가 통과하는 관통홀을 가질 수 있으며, 방열 비아(126a)에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈의 제3 방열 접지층을 예시한 도면이다.
도 4c를 참조하면, 제3 방열 접지층(125a)은 신호선(121a)과 피드라인(107a)을 각각 둘러쌀 수 있으며, 방열 비아(126a)에 전기적으로 연결될 수 있다.
신호선(121a)은 제1 신호 비아(127a)에 전기적으로 연결될 수 있다.
피드라인(107a)의 일단은 제1 피드비아(106a)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 피드라인(107a)의 타단은 제2 피드비아(108a)에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈의 제1 방열 접지층을 예시한 도면이다.
도 4d를 참조하면, 제1 방열 접지층(124a)은 제2 피드비아(108a)와 제1 신호 비아(127a)가 각각 통과하는 복수의 관통홀을 가질 수 있으며, 방열 비아(126a)에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈의 도전층을 예시한 도면이다.
도 4e를 참조하면, 도전층(111a)은 제2 신호선(128a)을 둘러쌀 수 있으며, 제2 피드비아(108a)가 통과하는 관통홀을 가질 수 있다.
제2 신호선(128a)의 일단은 제1 신호 비아(127a)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 제2 신호선(128a)의 타단은 제2 신호 비아(129a)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 피드비아(108a)와 제2 신호 비아(129a)는 도전층(111a)의 하측에 배치된 IC(140a)에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈이 방열부재를 포함하는 구조를 예시한 도면이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈은, 제1 영역(110b), 제2 영역(120b), 신호 컨넥터(130b), IC(140b) 및 방열부재(150b)를 포함할 수 있다.
신호 컨넥터(130b)는 세트 기판(미도시)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, IC(140b)는 세트 기판으로 신호를 전달하거나 세트 기판으로부터 신호를 전달받을 수 있다.
방열부재(150b)는 제2 영역(120b)의 제1 측방향 연장영역의 상측 및/또는 하측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 방열부재(150b)는 방열팬(155b)을 구동하여 공랭식으로 열을 확산시킬 수 있다.
도 5c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈이 히트싱크를 포함하는 구조를 예시한 도면이다.
도 5c를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈은, 히트싱크(160b)를 더 포함할 수 있다.
상기 히트싱크(160b)는 제2 영역(120b)의 제1 측방향 연장영역과 방열부재(150b)의 사이에 배치될 수 있으며, 제1 방열 접지층 및/또는 제2 방열 접지층의 열을 집중적으로 전달받을 수 있다. 히트싱크(160b)에 집중된 열은 방열부재(150b)를 통해 효율적으로 확산될 수 있다.
예를 들어, 상기 히트싱크(160b)는 솔더볼(solder ball)과 같은 전기연결구조체에 의해 제2 영역(120b)의 제1 측방향 연장영역 상에 실장될 수 있으며, 방열부재(150b)를 향하는 요철 경계를 가질 수 있다. 이에 따라, 신호선의 열은 더욱 효율적으로 발산될 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈의 제1 및 제2 측방향 연장영역을 예시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈은, 제1 영역(110c), 제2 영역(120c), 신호 컨넥터(130c), IC(140c) 및 방열부재(150c)를 포함할 수 있다. 제2 영역(120c)은 제1 측방향 연장영역(R1)과 제2 측방향 연장영역(R2)을 함께 가질 수 있다.
방열부재(150c)는 제2 측방향 연장영역(R2)의 상측 및/또는 하측에 배치될 수 있다. 제1 측방향 연장영역(R1)은 신호 전달에 적합(예: 촘촘한 접지 배치)하도록 설계될 수 있으며, 제2 측방향 연장영역(R2)은 방열에 적합(예: 넓은 면적)하도록 설계될 수 있다. 예를 들어, 제2 측방향 연장영역(R2)의 폭(W2)은 제1 측방향 연장영역(R1)의 폭(W1)보다 길 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈은 신호를 외부로 효율적으로 전달하거나 전달받으면서도 높은 방열성능을 확보할 수 있다.
한편 설계에 따라, 제2 영역(120c)은 제3 측방향 연장영역(R3)을 가질 수 있다. 도면에 도시되지 않지만, 제2 영역(120c)은 제1 내지 제4 측방향 연장영역을 가질 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈의 제2 측방향 연장영역에 배치된 발열 전자소자를 예시한 도면이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈은, 제2 측방향 연장영역(R2)에 배치된 발열 전자소자(141c)를 더 포함할 수 있다.
발열 전자소자(141c)는 제2 측방향 연장영역(R2)의 하측 및/또는 상측에 배치될 수 있다. 예를 들어, 발열 전자소자(141c)는 전기연결구조체(예: 솔더볼, 범프)를 통해 제2 측방향 연장영역(R2) 상에 실장될 수 있으며, IC, 캐패시터(예: 다층 세라믹 캐패시터, MLCC), 인덕터 및 칩저항기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
발열 전자소자(141c)에서 발생되는 열은 제2 측방향 연장영역(R2)을 통해 방열부재(150c)로 전달될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈은 IC(140c)에서 발생되는 열과 발열 전자소자(141c)에서 발생되는 열을 함께 외부로 발산시킬 수 있다.
또한, 제2 측방향 연장영역(R2)은 발열 전자소자(141c)의 배치공간을 제공할 수 있으므로, 발열 전자소자(141c)의 사이즈가 크더라도 발열 전자소자(141c)의 배치공간을 안정적으로 제공할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈의 전자기기에서의 배치를 예시한 측면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈(100a)은 전자기기(400g)의 상단 커버에 배치될 수 있으며, 신호 컨넥터(130g)가 배치된 세트 기판(180g)은 전자기기(400g)의 하단 커버에 배치될 수 있다.
이에 따라, 경연성 기판 모듈(100a)은 전자기기(400g) 내에서 신호 컨넥터(130g)보다 높은 위치에 배치될 수 있다. 경연성 기판 모듈(100a)의 측방향 연장영역은 휘어질 수 있으므로, 신호 컨넥터(130g)와 경연성 기판 모듈(100a) 간의 높이 차이에도 불구하고 신호 컨넥터(130g)와 경연성 기판 모듈(100a) 간의 연결경로를 쉽게 확보될 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 경연성 기판 모듈의 전자기기에서의 배치를 예시한 평면도이다.
도 9a를 참조하면, 패치 안테나 패턴(1110g) 및 절연층(1140g)을 포함하는 경연성 기판 모듈(100g)은 전자기기(700g)의 세트 기판(600g) 상에서 전자기기(700g)의 측면 경계에 인접하여 배치될 수 있다.
전자기기(700g)는 스마트 폰(smart phone), 개인용 정보 단말기(personal digital assistant), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 네트워크 시스템(network system), 컴퓨터(computer), 모니터(monitor), 태블릿(tablet), 랩탑(laptop), 넷북(netbook), 텔레비전(television), 비디오 게임(video game), 스마트 워치(smart watch), 오토모티브(Automotive) 등일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 세트 기판(600g) 상에는 통신모듈(610g) 및 기저대역 회로(620g)가 더 배치될 수 있다. 상기 경연성 기판 모듈은 동축케이블(630g)을 통해 통신모듈(610g) 및/또는 기저대역 회로(620g)에 전기적으로 연결될 수 있다.
통신모듈(610g)은 디지털 신호처리를 수행하도록 휘발성 메모리(예컨대, DRAM), 비-휘발성 메모리(예컨대, ROM), 플래시 메모리 등의 메모리 칩; 센트랄 프로세서(예컨대, CPU), 그래픽 프로세서(예컨대, GPU), 디지털 신호 프로세서, 암호화 프로세서, 마이크로 프로세서, 마이크로 컨트롤러 등의 어플리케이션 프로세서 칩; 아날로그-디지털 컨버터, ASIC(application-specific IC) 등의 로직 칩 중 적어도 일부를 포함할 수 있다.
기저대역 회로(620g)는 아날로그-디지털 변환, 아날로그 신호에 대한 증폭, 필터링 및 주파수 변환을 수행하여 베이스 신호를 생성할 수 있다. 상기 기저대역 회로(620g)로부터 입출력되는 베이스 신호는 케이블을 통해 경연성 기판 모듈로 전달될 수 있다.
예를 들어, 상기 베이스 신호는 전기연결구조체와 코어 비아와 배선을 통해 IC로 전달될 수 있다. 상기 IC는 상기 베이스 신호를 밀리미터웨이브(mmWave) 대역의 RF 신호로 변환할 수 있다.
도 9b를 참조하면, 패치 안테나 패턴(1110g) 및 절연층(1140g)을 각각 포함하는 복수의 경연성 기판 모듈은 전자기기(700h)의 세트 기판(600h) 상에서 전자기기(700h)의 일측면 경계와 타측면 경계에 각각 인접하여 배치될 수 있으며, 상기 세트 기판(600h) 상에는 통신모듈(610h) 및 기저대역 회로(620h)가 더 배치될 수 있다. 상기 복수의 경연성 기판 모듈은 동축케이블(630h)을 통해 통신모듈(610h) 및/또는 기저대역 회로(620h)에 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 본 명세서에 개진된 방열 접지층, 비아, 도전층, 안테나층, 패치 안테나, 신호선, 피드비아, 피드라인, 히트싱크, 발열부재는, 금속 재료(예: 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질)를 포함할 수 있으며, CVD(chemical vapor deposition), PVD(Physical Vapor Deposition), 스퍼터링(sputtering), 서브트랙티브(Subtractive), 애디티브(Additive), SAP(Semi-Additive Process), MSAP(Modified Semi-Additive Process) 등의 도금 방법에 따라 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 절연층은 본 명세서에 개진된 방열 접지층, 비아, 도전층, 안테나층, 패치 안테나, 신호선, 피드비아, 피드라인, 히트싱크, 발열부재의 사이 공간 중 적어도 일부에 채워질 수 있다. 예를 들어, 절연층은 FR4, LCP, LTCC 뿐만 아니라, 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들 수지가 무기필러와 함께 유리섬유(Glass Fiber, Glass Cloth, Glass Fabric) 등의 심재에 함침된 수지, 프리프레그(prepreg), ABF(Ajinomoto Build-up Film), FR-4, BT(Bismaleimide Triazine), 감광성 절연(Photo Imagable Dielectric: PID) 수지, 일반 동박 적층판(Copper Clad Laminate, CCL) 또는 글래스나 세라믹 (ceramic) 계열의 절연재 등으로 구현될 수도 있다.
한편, 본 명세서에 개진된 RF 신호는 Wi-Fi(IEEE 802.11 패밀리 등), WiMAX(IEEE 802.16 패밀리 등), IEEE 802.20, LTE(long term evolution), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPS, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, 3G, 4G, 5G 및 그 이후의 것으로 지정된 임의의 다른 무선 및 유선 프로토콜들에 따른 형식을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, RF 신호의 주파수(예: 24GHz, 28GHz, 36GHz, 39GHz, 60GHz)는 IF 신호(예: 2GHz, 5GHz, 10GHz 등)의 주파수보다 크다.
한편, 본 명세서에 개진된 경연성 기판은 경연성 인쇄회로기판으로 구현될 수 있으며, 경성 기판과 연성 기판이 별도로 제조되어 결합(예: 솔더볼, 범프와 같은 전기연결구조체가 연결)된 구조를 가질 수 있다.
이상에서 본 발명이 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다.
100a: 경연성(rigid-flexible) 기판 모듈
101a: 패치 안테나
106a: 제1 피드비아
107a: 피드라인
108a: 제2 피드비아
110a: 제1 영역
111a: 도전층
112a: 제1 절연층
113a: 안테나층
120a: 제2 영역
121a: 신호선
122a: 제2 절연층
123a: 제2 방열 접지층
124a: 제1 방열 접지층
125a: 제3 방열 접지층
126a: 방열 비아
127a: 제1 신호 비아
128a: 제2 신호선
129a: 제2 신호 비아
130a: 신호 컨넥터(connector)
135a: 제1 보호층
136a: 제2 보호층
137a: 제3 보호층
140a: IC(Integrated Circuit)
141a: 발열 전자소자
150b: 방열부재
155b: 방열팬
160b: 히트싱크(heat sink)

Claims (11)

  1. 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 더 유연하고 상기 제1 영역보다 제1 측방향으로 더 연장된 제1 측방향 연장영역을 갖는 제2 영역을 포함하는 경연성 기판;
    상기 경연성 기판의 제1 영역의 하측에 배치된 IC;
    상기 IC에 전기적으로 연결되고 상기 경연성 기판의 제2 영역의 측방향 일단까지 연장된 신호선; 및
    일부분이 상하방향으로 볼 때 상기 경연성 기판의 제1 영역에 오버랩되고 다른 일부분이 상하방향으로 볼 때 상기 경연성 기판의 상기 제2 영역의 제1 측방향 연장영역에 오버랩되는 제1 방열 접지층; 및
    적어도 일부분이 상기 경연성 기판의 상기 제2 영역에 배치된 제2 방열 접지층;
    을 포함하는 경연성 기판 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 신호선은 상기 제1 방열 접지층과 상기 제2 방열 접지층의 사이에 배치된 경연성 기판 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    적어도 일부분이 상기 경연성 기판의 제2 영역에서 상기 제1 방열 접지층과 상기 제2 방열 접지층의 사이에 배치되고 상기 신호선으로부터 측방향으로 이격되어 배치된 제3 방열 접지층을 더 포함하는 경연성 기판 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 경연성 기판은 상기 제1 영역에 배치된 패치 안테나를 더 포함하고,
    상기 IC는 상기 패치 안테나에 전기적으로 연결되고, 상기 신호선을 통해 베이스 신호를 전달받아 상기 베이스 신호의 주파수보다 더 높은 주파수의 RF 신호를 상기 패치 안테나로 전달하는 경연성 기판 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 경연성 기판의 제2 영역의 제1 측방향 연장영역의 상측 또는 하측에 배치되고 상기 제1 방열 접지층에 전기적으로 연결된 히트싱크를 더 포함하는 경연성 기판 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 경연성 기판의 제2 영역의 상측 또는 하측에 배치된 히트싱크를 더 포함하고,
    상기 경연성 기판의 제2 영역은 상기 히트싱크의 배치공간을 제공하도록 상기 제1 영역보다 제2 측방향으로 더 연장된 제2 측방향 연장영역을 더 포함하는, 경연성 기판 모듈.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 경연성 기판의 제2 영역의 제2 측방향 연장영역의 상측 또는 하측에 배치된 발열 전자소자를 더 포함하는 경연성 기판 모듈.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 경연성 기판의 제2 영역의 제2 측방향 연장영역의 폭은 상기 경연성 기판의 제2 영역의 제1 측방향 연장영역의 폭보다 더 긴 경연성 기판 모듈.
  9. 제1 영역과, 상기 제1 영역보다 더 유연하고 상기 제1 영역보다 제1 측방향으로 더 연장된 제1 측방향 연장영역을 갖는 제2 영역을 포함하는 경연성 기판;
    상기 경연성 기판의 제1 영역의 하측에 배치된 IC;
    상기 IC에 전기적으로 연결되고 상기 경연성 기판의 제2 영역의 측방향 일단까지 연장된 신호선; 및
    일부분이 상하방향으로 볼 때 상기 경연성 기판의 제1 영역에 오버랩되고 다른 일부분이 상하방향으로 볼 때 상기 경연성 기판의 제2 영역의 제1 측방향 연장영역에 오버랩되는 제1 방열 접지층; 및
    상기 경연성 기판은 상기 제1 영역에 배치되고, 상기 IC에 전기적으로 연결되는 패치 안테나
    를 포함하고,
    상기 IC는 상기 신호선을 통해 베이스 신호를 전달받아 상기 베이스 신호의 주파수보다 더 높은 주파수의 RF 신호를 상기 패치 안테나로 전달하는, 경연성 기판 모듈.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 따른 경연성 기판 모듈을 커버에 포함하는 전자 기기로서,
    상기 제2 영역은 상기 커버에 배치된 세트 기판 상에 배치되는 신호 컨넥터에 연결되어 상기 IC를 상기 세트 기판에 전기적으로 연결하는, 전자 기기.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 경연성 기판 모듈은 상기 세트 기판 상에 배치된 통신 모듈과 기저대역 회로 중 적어도 하나에 전기적으로 연결되고,
    상기 경연성 기판 모듈은 상기 전자 기기 내에서 상기 신호 컨넥터의 위치보다 더 높은 위치에 배치되며,
    상기 제1 측방향 연장 영역은 상기 신호 컨넥터와 상기 경연성 기판 모듈의 사이에서 휘어져 상기 IC와 상기 세트 기판을 전기적으로 연결하는, 전자 기기.
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