KR102400030B1 - 안테나 패키지 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 - Google Patents

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김영주
이원희
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Abstract

안테나 패키지는 안테나 패턴을 포함하는 안테나 소자, 및 안테나 패턴과 전기적으로 연결되며 벤딩 영역을 포함하는 연성 회로 기판을 포함하고, 연성 회로 기판은 서로 대향하는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 코어층, 코어층의 제1 면 상에 배치되며 안테나 패턴과 전기적으로 연결되는 신호 배선, 코어층의 제1 면 상에서 신호 배선과 인접하며 이격되어 배치된 그라운드 라인, 코어층의 제2 면 상에 배치된 그라운드 층, 및 벤딩 영역을 제외한 영역의 코어층 부분을 관통하며 그라운드 라인 및 그라운드 층을 연결하는 비아 구조물을 포함한다. 이에 따라, 비아 구조물 손상으로 인한 신호 효율 저하를 방지할 수 있다.

Description

안테나 패키지 및 이를 포함하는 화상 표시 장치{ANTENNA PACKAGE AND IMAGE DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 안테나 패키지 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 안테나 소자 및 회로 기판을 포함하는 안테나 패키지 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
최근 정보화 사회가 발전함에 따라 와이 파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth) 등과 같은 무선 통신 기술이 화상 표시 장치와 결합되어, 예를 들면 스마트폰 형태로 구현되고 있다. 이 경우, 안테나가 상기 화상 표시 장치에 결합되어 통신 기능이 수행될 수 있다.
최근 이동통신 기술이 진화하면서, 고주파 혹은 초고주파 대역의 통신을 수행하기 위한 안테나가 상기 화상 표시 장치에 결합될 필요가 있다.
안테나의 방사 구동을 위해서는 급전, 제어 신호 전달 등을 위한 회로 기판이 상기 안테나에 연결될 수 있다. 안테나의 구동 주파수가 증가하는 경우, 신호 손실이 증가할 수 있으며 상기 회로 기판을 통한 전송 경로의 길이가 증가할수록 신호 손실의 정도가 더욱 증가할 수 있다.
상기 회로 기판은 예를 들면, 구동 집적 회로 칩과 연결되기 위해 굴곡될 수 있으며, 이 경우 회로 배선의 손상, 굴곡 스트레스로 인한 안테나와의 접합 불량 등이 초래될 수 있다.
또한, 최근 안테나가 결합되는 화상 표시 장치의 두께가 감소하면서, 상기 회로 기판의 굴곡 정도도 증가될 수 있다. 이 경우, 상술한 굴곡 불량이 더욱 심화될 수 있다. 따라서, 안테나의 방사 특성 및 신호 특성을 유지 또는 향상시키면서, 회로 연결 신뢰성을 확보하기 위한 안테나 패키지 설계가 필요하다.
예를 들면, 한국공개특허 제2013-0095451호는 디스플레이 패널에 일체화된 안테나를 개시하고 있으나, 상술한 바와 같이 효율적인 회로 연결에 대해서는 고려하고 있지 않다.
한국공개특허공보 제2013-0095451호
본 발명의 일 과제는 향상된 기계적 신뢰성 및 신호 효율성을 갖는 안테나 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 기계적 신뢰성 및 신호 효율성을 갖는 안테나 패키지를 포함하는 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.
1. 안테나 패턴을 포함하는 안테나 소자; 및 상기 안테나 패턴과 전기적으로 연결되며 벤딩 영역을 포함하는 연성 회로 기판을 포함하고, 상기 연성 회로 기판은, 서로 대향하는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 코어층; 상기 코어층의 상기 제1 면 상에 배치되며 상기 안테나 패턴과 전기적으로 연결되는 신호 배선; 상기 코어층의 상기 제1 면 상에서 상기 신호 배선과 인접하며 이격되어 배치된 그라운드 라인; 상기 코어층의 상기 제2 면 상에 배치된 그라운드 층; 및 상기 벤딩 영역을 제외한 영역의 상기 코어층 부분을 관통하며 상기 그라운드 라인 및 상기 그라운드 층을 연결하는 비아 구조물을 포함하는, 안테나 패키지.
2. 위 1에 있어서, 상기 연성 회로 기판은 상기 벤딩 영역의 일단에 위치하며 상기 안테나 패턴과 전기적으로 연결되는 제1 영역 및 상기 벤딩 영역의 타단에 위치하는 제2 영역을 더 포함하고, 상기 비아 구조물은 상기 제1 영역의 상기 코어층 부분을 관통하는 제1 비아 구조물 및 상기 제2 영역의 상기 코어층 부분을 관통하는 제2 비아 구조물을 포함하는, 안테나 패키지.
3. 위 2에 있어서, 상기 그라운드 라인은 상기 제1 영역의 상기 코어층 부분 상에 형성된 제1 그라운드 패턴 및 상기 제2 영역의 상기 코어층 부분 상에 형성된 제2 그라운드 패턴을 포함하고, 상기 제1 그라운드 패턴 및 상기 제2 그라운드 패턴은 상기 벤딩 영역을 사이에 두고 서로 이격된, 안테나 패키지.
4. 위 3에 있어서, 상기 제1 비아 구조물은 상기 제1 그라운드 패턴 및 상기 그라운드 층을 연결시키고, 상기 제2 비아 구조물은 상기 제2 그라운드 패턴 및 상기 그라운드 층을 연결시키는, 안테나 패키지.
5. 위 2에 있어서, 상기 그라운드 라인은 상기 제1 영역, 상기 벤딩 영역 및 상기 제2 영역에 걸쳐 연속적으로 연장하는, 안테나 패키지.
6. 위 2에 있어서, 상기 제2 영역의 상기 신호 배선 부분을 통해 상기 연성 회로 기판과 연결되는 안테나 구동 집적 회로 칩을 더 포함하는, 안테나 패키지.
7. 위 1에 있어서, 복수의 상기 신호 배선들 및 복수의 상기 그라운드 라인들이 상기 코어층의 상기 제1 면 상에서 교대로 반복적으로 배열되며 서로 평행하게 연장하는, 안테나 패키지.
8. 위 7에 있어서, 복수의 상기 비아 구조물들이 상기 그라운드 라인들 각각의 연장 방향을 따라 배열되어 복수의 비아 열들을 형성하는, 안테나 패키지.
9. 위 8에 있어서, 한 쌍의 상기 비아 열들이 하나의 상기 신호 배선을 사이에 두고 이격되어 배치된, 안테나 패키지.
10. 위 7에 있어서, 상기 안테나 패턴은 방사 패턴, 상기 방사 패턴에서 연장되는 전송 선로, 상기 전송 선로 말단부에 형성된 신호 패드를 포함하며, 복수의 상기 안테나 패턴들이 너비 방향으로 배열된, 안테나 패키지.
11. 위 10에 있어서, 상기 신호 배선들 각각은 상기 신호 패드와 전기적으로 연결되는, 안테나 패키지.
12. 위 11에 있어서, 상기 안테나 패턴은 상기 신호 패드 주변에서 상기 신호 패드 및 상기 전송 선로와 분리된 그라운드 패드를 더 포함하며, 상기 그라운드 라인들은 각각 상기 그라운드 패드와 전기적으로 연결되는, 안테나 패키지.
13. 위 1에 있어서, 상기 벤딩 영역의 상기 코어층 부분의 상기 제1 면 상에는 상기 신호 배선을 제외한 도전층이 존재하지 않는, 안테나 패키지.
14. 위 2에 있어서, 상기 벤딩 영역에 배치된 상기 신호 배선 부분의 두께는 상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역에 배치된 상기 신호 배선 부분의 두께 보다 작은, 안테나 패키지.
15. 디스플레이 패널; 및 상기 디스플레이 패널 상에 배치된 청구항 1에 따른 안테나 패키지를 포함하는, 화상 표시 장치.
16. 위 15에 있어서, 상기 디스플레이 패널 아래에 배치되는 안테나 구동 집적 회로 칩을 더 포함하며, 상기 안테나 패키지의 상기 연성 회로 기판은 상기 벤딩 영역이 굴곡되어 상기 제2 영역을 통해 상기 안테나 구동 집적 회로 칩과 전기적으로 연결되는, 화상 표시 장치.
본 발명의 실시예들에 따르면, 안테나 패키지는 안테나 소자에 연결되는 연성 회로 기판의 코어층의 저면 상에 형성된 회로 배선, 상기 회로 배선과 인접하며 이격되어 배치된 그라운드 라인, 코어층의 상면 상에 형성된 그라운드 층, 그라운드 라인 및 그라운드 층을 연결하는 비아 구조물(via hole)을 포함할 수 있다. 상기 그라운드 라인은 비아 구조물을 통해 그라운드 층과 연결되어 신호 배선의 신호 송수신 효율을 개선하고 신호 손실 및 간섭을 방지할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 비아 구조물은 연성 회로 기판의 벤딩 영역에는 형성되지 않을 수 있다. 따라서, 연성 회로 기판의 벤딩 시 비아 구조물 크랙(crack) 발생으로 인한 신호 손실 및 구동 안정성 저하를 방지할 수 있다. 또한, 상기 크랙으로 인해 연성 회로 기판의 코어층이 노출되는 영역이 증가하는 것을 방지하여 안테나 패키지의 수명 안정성이 향상될 수 있다. 또한, 벤딩 영역에 위치한 신호 배선들의 두께를 상대적으로 얇게 형성하여 연성 회로 기판의 굴곡 특성을 개선할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 그라운드 라인 역시 연성 회로 기판의 벤딩 영역에는 형성되지 않을 수 있다. 따라서, 연성 회로 기판이 굴곡 시 벤딩 영역에서 그라운드 라인이 손상되어 신호 교란 및 신호 손실이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1 및 도 2는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 단면도 및 평면도들이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지에 포함된 연성 회로 기판의 개략적인 평면도이다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지에 포함된 연성 회로 기판의 개략적인 평면도이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 포함하는 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 단면도이다.
본 발명의 실시예들은 안테나 소자 및 그라운드 라인을 포함하는 연성 회로 기판이 결합된 안테나 패키지를 제공한다. 또한, 상기 안테나 패키지를 포함하는 화상 표시 장치를 제공한다.
이하 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예들을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
본 출원에서 사용된 용어 "제1", "제2", "상면", "저면" 등의 용어는 절대적인 위치를 지정하는 것이 아니라 상이한 구성들을 구분하거나, 구성간의 상대적 위치를 구별하기 위해 사용된다.
도 1 및 도 2는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 단면도 및 평면도들이다. 구체적으로, 도 1은 상기 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 단면도이다. 도 2는 상기 안테나 패키지에 포함된 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 1을 참조하면, 상기 안테나 패키지는 안테나 소자(100) 및 연성 회로 기판(200)(예를 들면, 연성 인쇄 회로 기판(FPCB))을 포함한다. 연성 회로 기판(200)은 코어층(210), 코어층(210)의 표면 상에 형성된 신호 배선(220), 신호 배선(220)과 인접하며 이격되어 배치된 그라운드 라인(230), 및 그라운드 층(250)을 포함할 수 있다. 상기 신호 배선(220), 그라운드 라인(230) 및/또는 그라운드 층(250)은 예를 들면, 구리 도금과 같은 금속 도금으로 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 코어층(210)은 서로 대향하는 제1 면(210a)(예를 들면, 저면) 및 제2 면(210b)(예를 들면, 상면)을 포함할 수 있다. 회로 배선(220) 및 그라운드 라인(230)은 코어층(210)의 제1 면(210a) 상에 형성될 수 있고, 그라운드 층(250)은 코어층(210)의 제2 면(210b) 상에 형성될 수 있다.
코어층(210)은 예를 들면, 폴리이미드 수지, MPI(Modified Polyimide), 에폭시 수지, 폴리 에스테르, 시클로 올레핀 폴리머(COP), 액정 폴리머(LCP) 등과 같은 유연성 수지를 포함할 수 있다. 코어층(210)은 회로 기판(200)에 포함되는 내부 절연층을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 안테나 소자(100)는 안테나 유전층(110) 및 안테나 유전층(110) 상에 배치된 안테나 패턴(120)을 포함할 수 있다.
안테나 유전층(110)은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지; 우레탄계 또는 아크릴우레탄계 수지; 실리콘 계 수지 등을 포함하는 투명 수지 필름을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
안테나 유전층(110)은 광학 투명 점착제(Optically clear Adhesive: OCA), 광학 투명 수지(Optically Clear Resin: OCR) 등과 같은 점접착성 물질을 포함할 수도 있다. 일부 실시예들에 있어서, 안테나 유전층(110)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 글래스 등과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 유전층(110)의 유전율은 약 1.5 내지 12 범위로 조절될 수 있다. 상기 유전율이 약 12를 초과하는 경우, 구동 주파수가 지나치게 감소하여, 원하는 고주파 대역에서의 구동이 구현되지 않을 수 있다.
안테나 패턴(120)은 안테나 유전층(110)의 상면 상에 형성될 수 있다. 예를 들면, 복수의 안테나 패턴들(120)이 안테나 유전층(110) 또는 상기 안테나 패키지의 너비 방향을 따라 어레이 형태로 배열되어 안테나 패턴 행을 형성할 수 있다.
안테나 패턴(120)은 방사 패턴(122) 및 전송 선로(124)를 포함할 수 있다. 방사 패턴(122)은 예를 들면, 다각형 플레이트 형상을 가지며, 전송 선로(124)는 방사 패턴(122)의 일변으로부터 연장될 수 있다. 전송 선로(124)는 방사 패턴(122)과 실질적으로 일체의 단일 부재로서 형성되며, 방사 패턴(122)보다 작은 폭을 가질 수 있다.
안테나 패턴(120)은 신호 패드(126)를 더 포함할 수 있다. 신호 패드(126)는 전송 선로(124)의 일단부와 연결될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 신호 패드(126)는 전송 선로(124)와 실질적으로 일체의 부재로 형성되며, 전송 선로(124)의 말단부가 신호 패드(126)로 제공될 수도 있다.
일부 실시들에 따르면, 신호 패드(126) 주변에는 그라운드 패드(128)가 배치될 수 있다. 예를 들면, 한 쌍의 그라운드 패드들(128)이 신호 패드(126)를 사이에 두고 서로 마주보며 배치될 수 있다.
예를 들면, 그라운드 패드(128)는 신호 패드(126) 주변에서 전송 선로(124)와 전기적, 물리적으로 분리될 수 있다. 그라운드 패드(128)는 도전성 접합 구조물(150)과의 본딩 안정성을 향상시키는 본딩 패드로서 제공될 수 있다.
예시적인 실시에들에 따르면, 안테나 패턴(120) 또는 방사 패턴(122)은 고주파 혹은 초고주파(예를 들면, 3G, 4G, 5G 또는 그 이상) 대역에서 신호 송수신을 제공할 수 있다. 비제한적인 예로서, 안테나 패턴의 공진 주파수는 약 24 내지 29.5GHz, 및/또는 약 37 내지 39GHz일 수 있다.
안테나 패턴들(120)은 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 주석(Sn), 몰리브덴(Mo), 칼슘(Ca) 또는 이들 중 적어도 하나를 함유하는 합금을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 안테나 패턴(120)은 저저항 및 미세 선폭 패터닝을 고려하여 은(Ag) 또는 은 합금(예를 들면, 은-팔라듐-구리(APC) 합금), 혹은 구리(Cu) 또는 구리 합금(예를 들면, 구리-칼슘(CuCa) 합금)을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 패턴(120)은 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 인듐아연주석 산화물(ITZO), 아연 산화물(ZnOx)과 같은 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 패턴(120)은 투명 도전성 산화물 층 및 금속층의 적층 구조를 포함할 수 있으며, 예를 들면, 투명 도전성 산화물 층-금속층-투명 도전성 산화물 층의 3층 구조를 가질 수도 있다. 이 경우, 상기 금속층에 의해 플렉시블 특성이 향상되면서, 저항을 낮추어 신호 전달 속도가 향상될 수 있으며, 상기 투명 도전성 산화물 층에 의해 내부식성, 투명성이 향상될 수 있다.
안테나 패턴(120)은 흑화 처리부를 포함할 수 있다. 이에 따라, 안테나 패턴(120) 표면에서의 반사율을 감소시켜, 광반사에 따른 패턴 시인을 감소시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 안테나 패턴(120)에 포함된 금속층의 표면을 금속 산화물 또는 금속 황화물로 변환시켜, 흑화층을 형성할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 안테나 패턴(120) 또는 상기 금속 층 상에 흑색 재료 코팅층, 또는 도금층과 같은 흑화층을 형성할 수 있다. 상기 흑색 재료 또는 도금층은 규소, 탄소, 구리, 몰리브덴, 주석, 크롬, 몰리브덴, 니켈, 코발트 또는 이들 중 적어도 하나를 함유하는 산화물, 황화물, 합금 등을 포함할 수 있다.
흑화층의 조성 및 두께는 반사율 저감 효과, 안테나 방사 특성을 고려하여 조절될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 방사 패턴(122) 및 전송 선로(124)는 투과율 향상을 위해 메쉬-패턴 구조를 포함할 수 있다. 이 경우, 방사 패턴(122) 및 전송 선로(124) 주변에는 더미 메쉬 전극(미도시)이 형성될 수도 있다.
신호 패드(126) 및 그라운드 패드(128)는 급전 저항 감소, 노이즈 흡수 효율 등을 고려하여 상술한 금속 또는 합금으로 형성된 속이 찬(solid) 패턴일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 유전층(110)의 저면 상에는 안테나 그라운드 층(130)이 형성될 수 있다. 안테나 그라운드 층(130)은 안테나 패턴(120)의 방사 패턴(122)과 두께 방향으로 중첩될 수 있다. 방사 패턴(122) 및 안테나 그라운드 층(130) 사이의 전계 또는 인덕턴스 생성을 통해 실질적으로 수직 방사 안테나가 구현될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 안테나 그라운드 층(130)은 방사 패턴(122)과 전체적으로 중첩되며, 패드들(126, 128)과는 중첩되지 않을 수 있다.
안테나 그라운드 층(130)은 상술한 금속 및/또는 합금을 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 안테나 그라운드 층(130)은 안테나 소자(100)의 독립된 구성으로 포함될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 안테나 소자(100)가 탑재되는 화상 표시 장치의 도전성 부재가 안테나 그라운드 층(130)으로 제공될 수도 있다.
상기 도전성 부재는 예를 들면, 디스플레이 패널에 포함된 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극, 스캔 라인 또는 데이터 라인과 같은 각종 배선, 또는 화소 전극, 공통 전극과 같은 각종 전극 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 예를 들면 상기 디스플레이 패널 아래에 배치된 도전성 물질을 포함하는 각종 구조물들이 안테나 그라운드 층(130)으로 제공될 수도 있다. 예를 들면, 금속 플레이트(예를 들면, SUS 플레이트와 같은 스테인리스 스틸 플레이트), 압력 센서, 지문 센서, 전자파 차폐층, 방열 시트, 디지타이저(digitizer) 등이 안테나 그라운드 층(130)으로 제공될 수 있다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지에 포함된 연성 회로 기판의 개략적인 평면도이다.
도 3을 참조하면, 연성 회로 기판(200)은 벤딩 영역(BA), 상기 벤딩 영역(BA)의 일단에 위치하며 상술한 안테나 패턴(120)과 전기적으로 연결되는 제1 영역(Ⅰ), 및 상기 벤딩 영역(BA)의 타단에 위치하는 제2 영역(Ⅱ)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 벤딩 영역(BA)은 연성 회로 기판(200)이 굴곡되는 굴곡부를 의미할 수 있다.
예를 들면, 제1 영역(Ⅰ)은 안테나 소자(100)의 신호 패드(126) 및 연성 회로 기판(200)의 신호 배선(220)이 전기적으로 연결 또는 접합되는 영역을 포함할 수 있다.
예를 들면, 제2 영역(Ⅱ)의 신호 배선(220) 부분을 통해 연성 회로 기판(200)과 후술하는 안테나 구동 집적 회로 칩(280)이 전기적으로 연결될 수 있다.
신호 배선(220)들은 상술한 바와 같이, 코어층(210)의 제1 면(210a) 상에 배치될 수 있다. 예를 들면, 신호 배선(220)들의 일단부는 제1 영역(Ⅰ)에서 안테나 패턴(120)의 신호 패드(126)와 본딩될 수 있고, 신호 배선(220)들의 타단부는 안테나 구동 집적 회로(IC) 칩과 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들면, 안테나 패턴(120)의 패드들(126, 128) 상에 도전성 접합 구조물(150)(예를 들면, 이방성 도전 필름(ACF))을 배치시키고, 연성 회로 기판(200)의 제1 영역(Ⅰ)의 일부를 도전성 접합 구조물(150) 상에 부착시킬 수 있다. 이후, 가열/가압 공정을 포함하는 본딩 공정을 통해 신호 배선(220)들과 신호 패드(126)들의 전기적 연결을 구현할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 신호 배선(220)들의 각각의 말단부에는 본딩 패드(223)가 형성될 수 있다. 이 경우, 본딩 패드(223) 및 신호 패드(126)가 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 신호 배선(220)들의 일단부가 본딩 패드(223)로서 직접 제공될 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 코어층(210) 상에는 그라운드 본딩 패턴(225)이 더 배치될 수 있다. 예를 들면, 그라운드 본딩 패턴(225)은 신호 배선(220)들의 상기 말단부 또는 본딩 패드(223)의 주변에 배치될 수 있다.
그라운드 본딩 패턴(225)은 안테나 소자(100)의 그라운드 패드(128) 위로 정렬될 수 있다. 그라운드 본딩 패턴(225) 역시 도전성 접합 구조물(150)을 통해 안테나 소자(100)의 그라운드 패드(128)와 전기적으로 연결될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 신호 배선(220)들은 코어층(210)의 제1 면(210a) 상에서 연성 회로 기판(200)의 길이 방향으로 제1 영역(Ⅰ), 벤딩 영역(BA) 및 제2 영역(Ⅱ)을 거쳐 연속적으로 연장할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 코어층(210)의 제1 면(210a) 상에는 상술한 신호 배선(220)과 이웃하게 배치된 그라운드 라인(230)이 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 그라운드 라인(230)들은 신호 배선(220)들의 그라운드 역할을 수행할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 그라운드 라인(230)들은 코어층(210)의 제1 면(210a) 상에서 제1 영역(Ⅰ), 벤딩 영역(BA) 및 제2 영역(Ⅱ)을 거쳐 연속적으로 연장할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 코어층(210)의 제2 면(210b) 상에는 그라운드 층(250)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 그라운드 층(250)은 신호 배선(220)들과 전계를 생성하여 안테나 패턴(120)으로의 급전 효율이 증가될 수 있다. 또한, 비아 구조물(240)을 통해 그라운드 라인(230)과 연결되어 신호 배선(220)들의 신호 송수신 효율 증가 및 노이즈(noise) 차폐 기능이 구현될 수 있다.
예를 들면, 그라운드 층(250)은 속이 찬(solid) 구조를 가질 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 연성 회로 기판(200)은 그라운드 라인(230) 및 그라운드 층(250)을 연결하는 비아 구조물(via hole)(240)을 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 비아 구조물(240)들은 서로 독립된 필라(pillar) 또는 기둥 형태의 패턴을 포함할 수 있고, 코어층(210)부분을 관통할 수 있다. 예를 들면, 상기 비아 구조물(240)은 상술한 그라운드 라인(230) 형성 시 동일 공정에서 실질적으로 동일한 부재로 형성될 수 있다.
상기 비아 구조물(240)은 코어층(210)의 벤딩 영역(BA)을 제외한 영역의 코어층(210) 부분을 관통할 수 있다. 이 경우, 연성 회로 기판(200)의 굴곡 시 벤딩 영역(BA)에서 비아 구조물의 크랙(crack)이 초래되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 신호 배선(220)의 신호 손실률을 저하시키고 코어층(210)의 외부 노출률을 감소시켜 안테나 패키지의 구동 안정성 및 신뢰성을 제고할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 비아 구조물(240)은 제1 영역(Ⅰ)의 코어층(210) 부분을 관통하는 제1 비아 구조물(242) 및 제2 영역(Ⅱ)의 코어층(210) 부분을 관통하는 제2 비아 구조물(244)를 포함할 수 있다.
이 경우, 벤딩 영역(BA)의 비아 구조물(240) 손상에 따른 신호 손실을 방지하면서, 제1 영역(Ⅰ) 및 제2 영역(Ⅱ) 상에서 그라운드 층(250)과 그라운드 라인(230)이 비아 구조물(240)을 통해 연결되어 신호 송수신 효율 향상 및 노이즈 차폐 효과를 구현할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 복수의 신호 배선(220)들 및 복수의 그라운드 라인(230)들이 코어층(210)의 제1 면(210a) 상에서 교대로 반복적으로 배열되며 서로 평행하게 연장할 수 있다. 이에 따라, 그라운드 라인(230)들이 신호 배선(220)들의 그라운드 배리어로 기능할 수 있다.
이 경우, 복수 개의 비아 구조물(240)들이 그라운드 라인(230)들 각각의 연장 방향을 따라 배열되어 복수의 비아 열들을 형성할 수 있다. 예를 들면, 한 쌍의 상기 비아 열들이 하나의 신호 배선(220)을 사이에 두고 이격되어 배치될 수 있다. 따라서, 상기 그라운드 라인(230)이 신호 배선(220)의 그라운드 패턴으로서 기능을 안정적이고 균일하게 수행할 수 있다.
일부 실시예들에 따르면, 복수의 안테나 패턴(120)들이 안테나 소자(100)의 너비 방향으로 배열될 수 있다. 이 경우, 신호 배선(220)들 각각은 안테나 패턴(120)의 신호 패드(126)와 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 이 경우 그라운드 라인(230)들은 각각 그라운드 패드(128)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 그라운드 라인(230)들 각각이 그라운드 본딩 패턴(225)들과 연결되고, 그라운드 본딩 패턴(225)이 상술한 바와 같이 안테나 패턴(120)의 그라운드 패드(128)와 전기적으로 연결될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 코어층(210)의 제1 면(210a) 상에 배치된 신호 배선(220) 및 그라운드 라인(230) 사이의 이격 거리(예를 들면, 신호 배선(220)의 중심선 및 그라운드 라인(230)의 중심 사이의 최단 거리)는 50 내지 500㎛일 수 있다. 상기 이격 거리를 만족하는 경우, 그라운드와 신호 배선(220)이 지나치게 가까워져 신호 간섭 및 신호 손실이 발생하는 것을 방지하면서, 과도한 이격 거리로 인해 연성 회로 기판(200) 및 안테나 패키지의 공간 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 비아 구조물(240)의 지름은 120 내지 200㎛일 수 있다. 상기 범위에서 그라운드 층(250) 및 그라운드 라인(230) 사이의 연결이 적절히 구현되어 그라운드 라인(230)의 그라운드로서의 기능을 충분히 구현하면서, 과도한 비아 구조물(240) 크기로 인해 연성 회로 기판(200) 및 안테나 패키지의 공간 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 신호 배선(220)들, 그라운드 라인(230) 및 그라운드 층(250)은 상술한 금속 및/또는 합금을 포함할 수 있다. 예를 들면, 신호 배선(220)들 및 그라운드 라인(230)은 실질적으로 동일한 부재로 형성될 수 있다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 4를 참조하면, 일부 실시예들에 있어서 연성 회로 기판(200)의 벤딩 영역(BA)에 배치된 신호 배선(220) 부분의 두께는 제1 영역(Ⅰ) 및/또는 제2 영역(Ⅱ)에 배치된 신호 배선(220) 부분의 두께보다 작을 수 있다.
예를 들면, 벤딩 영역(BA)에 비아 구조물(240)이 배치되지 않으므로 비아 구조물(240) 형성을 위한 별도 도금 공정이 불필요하고, 이에 따라 벤딩 영역(BA)에 배치된 신호 배선(220) 부분의 두께를 감소시킬 수 있다. 따라서, 벤딩 영역(BA)의 전체 두께가 감소될 수 있고 연성 회로 기판(200)의 굴곡 특성이 향상될 수 있다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지에 포함된 연성 회로 기판의 개략적인 평면도이다.
도 5를 참조하면, 일부 실시예들에 있어서 그라운드 라인(230)은 제1 영역(Ⅰ)의 코어층(210) 부분 상에 형성된 제1 그라운드 패턴(232) 및 제2 영역(Ⅱ)의 코어층(210) 부분 상에 형성된 제2 그라운드 패턴(234)을 포함하고, 상기 제1 그라운드 패턴(232) 및 제2 그라운드 패턴(234)은 벤딩 영역(BA)을 사이에 두고 서로 이격될 수 있다.
이 경우, 연성 회로 기판(200)이 굴곡 시 벤딩 영역(BA)에서 그라운드 라인(230)이 손상되어 신호 교란 및 신호 손실이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 안테나 패키지의 우수한 구동 안정성 및 신호 송수신 효율을 확보할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 비아 구조물(242)은 제1 그라운드 패턴(232) 및 그라운드 층(250)을 연결시키고, 제2 비아 구조물(244)은 제2 그라운드 패턴(234) 및 그라운드 층을 연결시킬 수 있다. 이에 따라, 신호 배선(220)의 신호 교란 및 신호 손실을 효과적으로 방지하면서도, 벤딩 영역(BA)에서의 그라운드 라인(230) 또는 비아 구조물(240)의 손상으로 인한 신호 손실 및 교란을 방지할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 벤딩 영역(BA)의 코어층(210) 부분의 제1 면(210a) 상에는 신호 배선을 제외한 도전층이 존재하지 않을 수 있다. 이 경우, 신호 배선(220)들 외에 별도 도금 공정이 필요한 도전층이 없으므로 신호 배선(220)들의 두께를 신호 전달 효율이 저하되지 않는 한도에서 작게 할 수 있다. 이에 따라, 연성 회로 기판(200)의 굴곡 특성이 향상될 수 있다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 포함하는 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 6을 참조하면, 상기 화상 표시 장치는 디스플레이 패널(260) 및 디스플레이 패널(260) 상에 배치되며 상술한 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(260)은 예를 들면, OLED 패널 혹은 LCD 패널을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 OLED 패널을 포함할 수 있다. 안테나 소자(100)는 디스플레이 패널(260) 상에 배치될 수 있다. 안테나 패턴(120)의 방사 패턴(122)은 예를 들면, 화상 표시 장치 혹은 디스플레이 패널(260)의 표시 영역 상에 배치될 수 있다. 이 경우, 방사 패턴(122)은 메쉬 구조를 포함하여, 투과율을 증가시키고 안테나 패턴(120)의 시인을 억제할 수 있다.
안테나 패턴(120)의 신호 패드(126)는 화상 표시 장치 혹은 디스플레이 패널(260)의 베젤 영역 혹은 주변 영역 상에 배치될 수 있다. 연성 회로 기판(200)은 제1 영역(Ⅰ)을 통해 신호 패드(126)와 접합되며, 벤딩 영역(BA)을 통해 디스플레이 패널(260)의 아래 방향으로 굴곡될 수 있다.
예를 들면, 벤딩 영역(BA) 및 제1 영역(Ⅰ)의 경계는 연성 회로 기판(200)의 굴곡이 시작되는 라인으로 정의될 수 있고, 벤딩 영역(BA) 및 제2 영역(Ⅱ)의 경계는 연성 회로 기판(200)의 굴곡이 종료되는 라인으로 정의될 수 있다.
도 6에 도시된 것과 같이, 비아 구조물(240)은 벤딩 영역(BA)을 제외한 제1 영역(Ⅰ) 및 제2 영역(Ⅱ)에만 형성될 수 있고, 이에 따라 연성 회로 기판(200)이 굴곡되는 벤딩 영역(BA)에서의 비아 구조물(240) 및/또는 그라운드 라인(230)의 크랙이 방지될 수 있다.
상술한 바와 같이, 벤딩 영역(BA)은 상대적으로 얇은 두께의 신호 배선(220)들을 채용할 수 있고, 연성 회로 기판(200)은 향상된 벤딩 안정성을 제공할 수 있다. 또한, 벤딩 영역(BA)에는 비아 구조물(240)이 배치되지 않아 비아 구조물(240) 크랙으로 인한 신호 손실 및 구동 안정성 저하를 방지할 수 있다. 제2 영역(Ⅱ)은 벤딩 영역(BA)에 의해 디스플레이 패널(260) 아래의 배면부로 진입할 수 있다.
제2 영역(Ⅱ)에 포함된 회로 배선(220)은 중개 회로 기판(270)을 통해 안테나 구동 IC 칩(280)과 전기적으로 연결될 수 있다. 중개 회로 기판(270)은 예를 들면, 메인 보드, 패키지 기판 혹은 리지드(rigid) 인쇄 회로 기판 등을 포함할 수 있다.
안테나 구동 IC 칩(280)은 중개 회로 기판(270) 상에 실장되어 연성 회로 기판(200)을 통해 안테나 패턴(120)으로 전력을 공급하고, 안테나 방사를 제어할 수 있다.
100: 안테나 소자 110: 안테나 유전층
120: 안테나 패턴 122: 방사 전극
124: 전송 선로 126: 신호 패드
128: 그라운드 패드 200: 연성 회로 기판
210: 코어층 220: 회로 배선
223: 본딩 패드 225: 그라운드 본딩 패턴
230: 그라운드 라인 240: 비아 구조물
250: 그라운드 층 260: 디스플레이 패널
270: 중개 회로 기판 280: 안테나 구동 집적 회로 칩

Claims (16)

  1. 안테나 패턴을 포함하는 안테나 소자; 및
    상기 안테나 패턴과 전기적으로 연결되며 벤딩 영역을 포함하는 연성 회로 기판을 포함하고, 상기 연성 회로 기판은,
    서로 대향하는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 코어층;
    상기 코어층의 상기 제1 면 상에 배치되며 상기 안테나 패턴과 전기적으로 연결되는 신호 배선;
    상기 코어층의 상기 제1 면 상에서 상기 신호 배선과 인접하며 이격되어 배치된 그라운드 라인;
    상기 코어층의 상기 제2 면 상에 배치된 그라운드 층; 및
    상기 벤딩 영역을 제외한 영역의 상기 코어층 부분을 관통하며 상기 그라운드 라인 및 상기 그라운드 층을 연결하는 비아 구조물을 포함하는, 안테나 패키지.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 연성 회로 기판은 상기 벤딩 영역의 일단에 위치하며 상기 안테나 패턴과 전기적으로 연결되는 제1 영역 및 상기 벤딩 영역의 타단에 위치하는 제2 영역을 더 포함하고,
    상기 비아 구조물은 상기 제1 영역의 상기 코어층 부분을 관통하는 제1 비아 구조물 및 상기 제2 영역의 상기 코어층 부분을 관통하는 제2 비아 구조물을 포함하는, 안테나 패키지.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 그라운드 라인은 상기 제1 영역의 상기 코어층 부분 상에 형성된 제1 그라운드 패턴 및 상기 제2 영역의 상기 코어층 부분 상에 형성된 제2 그라운드 패턴을 포함하고,
    상기 제1 그라운드 패턴 및 상기 제2 그라운드 패턴은 상기 벤딩 영역을 사이에 두고 서로 이격된, 안테나 패키지.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 제1 비아 구조물은 상기 제1 그라운드 패턴 및 상기 그라운드 층을 연결시키고, 상기 제2 비아 구조물은 상기 제2 그라운드 패턴 및 상기 그라운드 층을 연결시키는, 안테나 패키지.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 그라운드 라인은 상기 제1 영역, 상기 벤딩 영역 및 상기 제2 영역에 걸쳐 연속적으로 연장하는, 안테나 패키지.
  6. 청구항 2에 있어서, 상기 제2 영역의 상기 신호 배선 부분을 통해 상기 연성 회로 기판과 연결되는 안테나 구동 집적 회로 칩을 더 포함하는, 안테나 패키지.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 신호 배선은 상기 코어층의 상기 제1 면 상에 배열되는 복수의 신호 배선들을 포함하고, 상기 그라운드 라인은 상기 코어층의 상기 제1 면 상에 배열되는 복수의 그라운드 라인들을 포함하며,
    상기 복수의 신호 배선들 및 상기 복수의 그라운드 라인들이 상기 코어층의 상기 제1 면 상에서 교대로 반복적으로 배열되며 서로 평행하게 연장하는, 안테나 패키지.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 비아 구조물은 상기 복수의 그라운드 라인들 각각의 연장 방향을 따라 배열되어 복수의 비아 열들을 형성하는 복수의 비아 구조물들을 포함하는, 안테나 패키지,
  9. 청구항 8에 있어서, 한 쌍의 상기 비아 열들이 하나의 상기 신호 배선을 사이에 두고 이격되어 배치된, 안테나 패키지.
  10. 청구항 7에 있어서, 상기 안테나 패턴은 방사 패턴, 상기 방사 패턴에서 연장되는 전송 선로, 상기 전송 선로 말단부에 형성된 신호 패드를 포함하며,
    상기 안테나 패턴은 너비 방향으로 배열된 복수의 안테나 패턴들을 포함하는, 안테나 패키지.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 복수의 신호 배선들 각각은 상기 신호 패드와 전기적으로 연결되는, 안테나 패키지.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 안테나 패턴은 상기 신호 패드 주변에서 상기 신호 패드 및 상기 전송 선로와 분리된 그라운드 패드를 더 포함하며,
    상기 복수의 그라운드 라인들 각각은 상기 그라운드 패드와 전기적으로 연결되는, 안테나 패키지.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 벤딩 영역의 상기 코어층 부분의 상기 제1 면 상에는 상기 신호 배선을 제외한 도전층이 존재하지 않는, 안테나 패키지.
  14. 청구항 2에 있어서, 상기 벤딩 영역에 배치된 상기 신호 배선 부분의 두께는 상기 제1 영역 또는 상기 제2 영역에 배치된 상기 신호 배선 부분의 두께 보다 작은, 안테나 패키지.
  15. 디스플레이 패널; 및
    상기 디스플레이 패널 상에 배치된 청구항 1에 따른 안테나 패키지를 포함하는, 화상 표시 장치.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 디스플레이 패널 아래에 배치되는 안테나 구동 집적 회로 칩을 더 포함하며,
    상기 안테나 패키지의 상기 연성 회로 기판은 상기 벤딩 영역이 굴곡되어 상기 안테나 구동 집적 회로 칩과 전기적으로 연결되는, 화상 표시 장치.
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