KR102525796B1

KR102525796B1 - 전자 장치

Info

Publication number: KR102525796B1
Application number: KR1020210050155A
Authority: KR
Inventors: 전찬익; 정해영; 이륜주; 문병인
Original assignee: (주)파트론
Priority date: 2021-04-16
Filing date: 2021-04-16
Publication date: 2023-04-27
Also published as: KR20220144035A

Abstract

본 발명은 5G 안테나 모듈을 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.
본 발명은 밀리미터 웨이브 대역의 안테나 신호를 송수신하는 안테나 어레이 및 밀리미터 웨이브 대역을 중간 주파수 대역으로 변환하거나 역변환하는 주파수 변환부를 구비하는 안테나 모듈, 안테나 모듈에 고정 결합되는 연결 보드 기판을 포함하고, 연결 보드 기판 상에 중간 주파수 대역의 안테나 신호가 흐르는 제1 전극 패턴과 상기 주파수 변환부를 제어하는 제어 신호가 흐르는 제2 전극 패턴을 구비하는 연결 보드 및 연결 보드에 연결되고, 중간 주파수 대역의 안테나 신호를 입력받거나 출력하는 통신 모듈 및 주파수 변환부에 제어 신호를 출력하는 제어부를 구비하는 메인 보드를 포함하고, 연결 보드는 연성 도체를 갖는 신호 라인을 통하여 상기 메인 보드와 연결되되, 신호 라인은, 안테나 신호가 흐르고 제1 전극 패턴과 메인 보드 사이를 전기적으로 연결하는 안테나 라인 및 제어 신호가 흐르고 제2 전극 패턴과 메인 보드 사이를 전기적으로 연결하는 제어 라인을 포함하고, 안테나 라인의 삽입 손실은 상기 제어 라인의 삽입 손실보다 작다.

Description

전자 장치{AN ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은 전자 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 5G 안테나 모듈을 포함하는 전자 장치에 관한 것이다.

IT(information technology)의 발달에 따라, 스마트폰(smartphone), 또는 태블릿 PC(tablet personal computer)와 같은 다양한 유형의 전자 장치들이 광범위하게 보급되고 있다. 전자 장치는 안테나 모듈을 이용하여 다른 전자 장치 또는 기지국과 무선으로 통신할 수 있다.

최근에는 전자 장치에 의한 네트워크 트래픽의 급격한 증가로, 많은 양의 정보를 송신 또는 수신할 수 있는 5세대(5G) 통신 기술이 개발되고 있다. 5세대 이동 통신(5G) 네트워크를 위한 주파수 대역(예: 약 3GHz 이상) 신호가 사용되면 신호의 파장 길이가 밀리미터 단위로 짧아질 수 있고, 대역폭을 더 넓게 사용할 수 있어 보다 더많은 양의 정보를 송신 또는 수신할 수 있다.

5G 통신 기술에 비하여 상대적으로 저주파 대역의 신호를 이용한 종래의 통신 기술은 여전히 필요할 수 있다.

예를 들면, 전자 장치는 5G 통신을 위한 안테나 모듈 외에, 6GHz 이하의 주파수 대역을 이용하는 WiFi 통신, 블루투스 통신, 4세대 통신을 위한 안테나들을 포함할 수 있다.

KR 10-2020-0028256

본 발명은 5G 안테나 모듈을 포함하는 전자 장치를 제공하는데, 그 목적이 있다.

본 발명의 일례에 따른 전자 장치는 밀리미터 웨이브 대역의 안테나 신호를 송수신하는 안테나 어레이 및 상기 밀리미터 웨이브 대역을 중간 주파수 대역으로 변환하거나 역변환하는 주파수 변환부를 구비하는 안테나 모듈, 상기 안테나 모듈에 고정 결합되는 연결 보드 기판을 포함하고, 상기 연결 보드 기판 상에 상기 중간 주파수 대역의 상기 안테나 신호가 흐르는 제1 전극 패턴과 상기 주파수 변환부를 제어하는 제어 신호가 흐르는 제2 전극 패턴을 구비하는 연결 보드 및 상기 연결 보드에 연결되고, 상기 중간 주파수 대역의 안테나 신호를 입력받거나 출력하는 통신 모듈 및 상기 주파수 변환부에 상기 제어 신호를 출력하는 제어부를 구비하는 메인 보드를 포함하고, 상기 연결 보드는 연성 도체를 갖는 신호 라인을 통하여 상기 메인 보드와 연결되되, 상기 신호 라인은, 상기 안테나 신호가 흐르고 제1 전극 패턴과 상기 메인 보드 사이를 전기적으로 연결하는 안테나 라인 및 상기 제어 신호가 흐르고 상기 제2 전극 패턴과 상기 메인 보드 사이를 전기적으로 연결하는 제어 라인을 포함하고, 상기 안테나 라인의 삽입 손실은 상기 제어 라인의 삽입 손실보다 작다.

상기 안테나 라인은 일단이 상기 연결 보드 상에 고정 형성되고 상기 제1 전극 패턴에 전기적으로 연결된 제1 단자에 연결되고, 타단이 상기 통신 모듈에 고정 형성된 통신 모듈 단자에 연결되고, 상기 제어 라인은 일단이 상기 연결 보드 상에 고정 형성되고 기 제2 전극 패턴에 전기적으로 연결된 제2 단자에 연결되고, 타단이 메인 모드에 구비되되 상기 제어부에 전기적으로 연결된 메인 보드 단자에 연결될 수 있다.

상기 안테나 라인의 삽입 손실은 0 [dB] 내지 -1 [dB] 사이이고, 상기 제어 라인의 삽입 손실은 -1 [dB] 내지 -3 [dB] 사이일 수 있다.

상기 안테나 라인의 차폐력은 상기 제어 라인의 차폐력보다 높을 수 있다.

상기 안테나 라인의 도전성은 상기 제어 라인의 도전성보다 높을 수 있다.

상기 안테나 라인은 상기 연성 도체로 형성된 제1 금속 코어 및 상기 제1 금속 코어와 이격되어 상기 제1 금속 코어의 주변을 감싸는 금속 차폐층을 포함하고, 상기 제어 라인은 상기 연성 도체로 형성된 제2 금속 코어를 포함하되 상기 금속 차폐층을 포함하지 않을 수 있다.

상기 제1 금속 코어의 직경은 상기 제2 금속 코어의 직경보다 클 수 있다.

상기 연결 보드 기판은 제1 유전율을 갖는 제1 영역 및 상기 제1 영역에 접하여 위치하되 상기 제1 유전율보다 높은 제2 유전율을 갖는 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 전극 패턴은 상기 제1 영역에 위치할 수 있다.

상기 제2 전극 패턴은 상기 제2 영역 상에 위치할 수 있다.

상기 제1 영역을 형성하는 상기 연결 보드 기판의 재질 또는 재질의 성분비는 상기 제2 영역을 형성하는 상기 연결 보드 기판의 재질 또는 재질의 성분비와 다를 수 있다.

일례로, 상기 제1 영역은 테프론 기판을 포함하고, 상기 제2 영역은 fr4 기판을 포함할 수 있다.

상기 연결 보드는 상기 연결 보드 기판 상에 고정되어 상기 제1 전극 패턴의 일단 및 상기 제2 전극 패턴의 일단과 연결된 연결 보드 커넥터를 포함하되, 상기 연결 보드 커넥터가 상기 안테나 모듈에 구비된 커넥터에 끼움 결합될 수 있다.

본 발명은 안테나 모듈과 메인 보드 사이를 연결 보드를 통하여 연결시키되, 연결 보드 기판에서 안테나 신호가 흐르는 제1 전극 패턴이 형성된 제1 영역의 유전율을 제어 신호가 흐르는 제2 전극 패턴이 형성된 제2 영역의 유전율보다 크게 하여, 연결 보드 상에서 안테나 신호의 손실을 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 안테나 모듈, 연결 보드 및 메인 보드를 개략적으로 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1의 안테나 모듈이 전자 장치에 배치되는 일례를 도시한 것이다.
도 3은 도 1의 안테나 모듈을 보다 상세하게 설명하기 위한 도이다.
도 4는 본 발명에서 안테나 모듈과 연결 보드의 연결 관계를 설명하기 위한 도이다.
도 5는 본 발명의 일례에 따른 연결 보드의 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 6은 본 발명의 일례에 따른 연결 보드의 다른 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 7은 연결 보드와 메인 보드 사이의 연결에 대한 제1 실시예를 설명하기 위한 도이다.
도 8은 본 발명의 안테나 라인 및 제어 라인이 연결 보드에 연결된 일례를 설명하기 위한 도이다.
도 9은 본 발명의 안테나 라인 및 제어 라인을 비교 설명하기 위한 도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, 설명되는 각 단계들은 특별한 인과관계에 의해 나열된 순서에 따라 수행되어야 하는 경우를 제외하고, 나열된 순서와 상관없이 수행될 수 있다.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 대해 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 장치의 안테나 모듈(100), 연결 보드(200) 및 메인 보드(300)를 개략적으로 설명하기 위한 사시도이고, 도 2는 도 1의 복수의 안테나 모듈(100)이 전자 장치에 내의 공간 내에 배치되는 일례를 도시한 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일례에 따른 전자 장치는 안테나 모듈(100), 연결 보드(200) 및 메인 보드(300)를 포함할 수 있으며, 전면 케이스(10) 및 배면 케이스(20)를 더 포함할 수 있다.

전면 케이스(10) 및 배면 케이스(20)는 서로 결합되어 전자 장치의 외형을 형성할 수 있으며, 내부에 수용 공간을 형성할 수 있다.

안테나 모듈(100), 연결 보드(200) 및 메인 보드(300)는 전면 케이스(10) 및 배면 케이스(20)에 의해 형성된 수용 공간 내에 배치될 수 있다. 더불어, 이외에도 전면 케이스(10) 및 배면 케이스(20)의 수용 공간에는 카메라 모듈, 각종 센서 및 각종 연결 소자를 포함하는 전기전자 소자가 수용될 수 있다.

안테나 모듈(100)은 5세대 이동 통신(5G) 네트워크를 위한 밀리미터 웨이브 대역(예: 약 3GHz 이상)의 안테나 신호를 송수신하는 기능을 수행할 수 있다. 도 1에서는 안테나 모듈(100)이 한 개인 것만 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 도 2에 도시된 바와 같이, 안테나 모듈(100)은 안테나의 지향성이 날카로운 점을 고려하여 복수 개(100a, 100b, 100c, 100d)를 포함할 수 있으며, 각각이 전면 케이스(10) 및 배면 케이스(20)에 의해 형성되는 내부 공간의 각 측면에 배치될 수 있다.

또한, 밀리미터 웨이브 대역을 갖는 안테나 신호의 특성상 높은 경로 손실을 발생되는 점을 고려하여, 안테나 모듈(100)은 송수신된 안테나 신호를 중간 주파수 대역으로 변환하거나 역변환하여 출력하거나 입력받을 수 있다.

메인 보드(300)는 연결 보드(200)에 전기적으로 연결되며, 인쇄 회로 기판(PCB, printed circuit board)과 같은 형태로 구비될 수 있으며, 인쇄 회로 기판 상에 다양한 기능을 갖는 각종 전기전자 소자, 칩(chip) 및 모듈 등이 실장될 수 있다.

일례로, 메인 보드(300)는 통신 모듈(310), 제어부(320) 및 기타 기능성 소자(330)를 포함할 수 있다.

통신 모듈(310)은 중간 주파수 대역의 안테나 신호를 입력받거나 출력하기 위하여, 중간 주파수 대역을 갖는 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환 또는 역변환하는 신호 처리를 수행할 수 있다.

제어부(320)는 안테나 모듈(100)에 제어 신호를 입력할 수 있다. 안테나 모듈(100)은 제어 신호를 입력받아 밀리미터 웨이브의 대역을 중간 주파수 대역으로의 변환 또는 역변환을 수행할 수 있다.

기타 기능성 소자(330)는 각종 센서나 회로 모듈을 구비할 수 있다.

연결 보드(200)는 안테나 모듈(100)과 메인 보드(300)를 물리적 및 전기적으로 연결하는 기능을 수행하며, 일례로, 도 1에 도시된 바와 같이, 연결 보드(200)는 안테나 모듈(100)에 물리적으로 결합 및 고정될 수 있으며, 메인 보드(300)에는 연성 도체를 갖는 신호 라인을 통하여 연결될 수 있다.

도 1에서는 연결 보드(200)가 메인 보드(300)에는 연성 도체를 갖는 신호 라인을 통하여 연결된 경우를 일례로 도시하였으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 경우에 따라 연결 보드(200)가 안테나 모듈(100) 및 메인 보드(300) 각각에 고정 연결되는 것도 가능하다.

도 3은 도 1의 안테나 모듈(100)을 보다 상세하게 설명하기 위한 도이고, 도 4는 본 발명에서 안테나 모듈(100)과 연결 보드(200)의 연결 관계를 설명하기 위한 도이다.

안테나 모듈(100)은 도 3의 (a) 내지 (c)에 도시된 바와 같이, 안테나 어레이(110), 주파수 변환부(120) 및 안테나 커넥터(130)를 포함할 수 있다.

안테나 어레이(110)는 5G 통신 대역으로 1cm 미만의 길이를 갖는 밀리미터 웨이브 대역의 안테나 신호를 송수신하는 기능을 수행하며, 안테나 어레이(110)는 밀리미터 웨이브의 1/2 또는 1/4 정도의 길이를 갖는 복수의 안테나(미도시)를 포함할 수 있다.

안테나 어레이(110)는 안테나 모듈(100)에 포함된 빔포머 IC(beamformer IC)(미도시)에 의해 각각의 안테나가 송수신하는 안테나 신호의 크기와 위상이 제어될 수 있다.

주파수 변환부(120)는 안테나 어레이(110)에서 수신되거나 안테나 어레이(110)를 통하여 송신될 밀리미터 웨이브 대역의 안테나 신호를 중간 주파수 대역으로 변환하거나 중간 주파수 대역의 안테나 신호를 밀리미터 웨이브 대역의 안테나 신호로 역변환하는 기능을 수행할 수 있다. 이를 위해 주파수 변환부(120)는 밀리미터 웨이브 대역의 안테나 신호를 중간 주파수 대역으로 변환하거나 중간 주파수 대역의 안테나 신호를 밀리미터 웨이브 대역으로 역변환을 수행하는 회로를 구비할 수 있다.

안테나 커넥터(130)는 중간 주파수 대역의 안테나 신호를 외부로 출력하거나 외부로부터 입력받는 안테나 단자(IF1, FI2)를 구비할 수 있으며, 또한 안테나 커넥터(130)는 주파수 변환부(120)에 대한 제어 신호를 입력받는 제어 단자(CS1, CS2) 및 주파수 변환부(120)에 제공되는 전원 단자(VDD, GND)를 구비할 수 있다.

이와 같은 안테나 커넥터(130)는 도 3의 (a)와 같이, 안테나 모듈(100)의 일단에 구비될 수 있으며, 도 4의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 연결 보드(200)에 구비된 연결 보드 커넥터(200FC)에 끼움 결합될 수 있다. 이에 따라, 연결 보드(200)는 안테나 모듈(100)에 고정 결합될 수 있다.

이를 위해, 도 4의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 연결 보드(200)의 연결 보드 기판(200B) 상에는 안테나 커넥터(130)에 끼움 결합될 수 있는 연결 보드 커넥터(200FC)가 구비될 수 있다.

이와 같은 연결 보드(200)의 연결 보드 커넥터(200FC)는 안테나 모듈(100)의 안테나 커넥터(130)에 끼움 결합되는 구조를 가지고 있으며, 도 4의 (b)와 같이, 안테나 신호의 입출력 및 제어 신호의 입력을 위해, 연결 보드 커넥터(200FC)가 안테나 모듈(100)에 구비된 커넥터에 끼움 결합될 수 있다.

이와 같은 연결 보드(200)에 대해 보다 상세하게 도 5를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 일례에 따른 연결 보드(200)의 일례를 설명하기 위한 도이다.

도 5의 (a)는 연결 보드(200)의 일면 및 단면을 도시한 것이고, 도 5의 (b)는 도 5의 (a)에서 A-A 라인의 단면을 도시한 것이고, 도 5의 (c)는 도 5의 (a)에서 B-B 라인의 단면을 도시한 것이다.

도 5의 (a)에 도시된 바와 같이, 연결 보드(200)는 연결 보드 기판(200B), 연결 보드 커넥터(200FC), 제1 전극 패턴(210), 제2 전극 패턴(220), 제1 단자(200BC1), 제2 단자(200BC2)를 구비할 수 있다.

연결 보드 기판(200B)은 일례로, 유전율을 가진 기판 상에 제1 전극 패턴(210) 및 제2 전극 패턴(220)을 형성하는 도체가 인쇄된 인쇄 회로 기판(PCB)으로 형성될 수 있다.

연결 보드 커넥터(200FC)는 도 5의 (a)와 같이, 연결 보드 기판(200B)의 일면에 구비되며, 제1 단자(200BC1) 및 제2 단자(200BC2)는 연결 보드 기판(200B)의 타면에 구비될 수 있다. 그러나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 단자(200BC1) 및 제2 단자(200BC2)가 연결 보드 기판(200B)의 일면에 구비되는 것도 가능하고, 제2 단자(200BC2)만 연결 보드 기판(200B)의 타면에 구비되는 것도 가능하다.

연결 보드 커넥터(200FC)는 연결 보드 기판(200B)에서 안테나 모듈(100)과 결합되는 면에 형성될 수 있으며, 도 4의 안테나 모듈(100)에 구비된 안테나 커넥터(130)에 끼움 결합되는 구조로 형성될 수 있다.

제1 단자(200BC1) 및 제2 단자(200BC2)는 연결 보드 기판(200B)의 타면에 형성되고, 연성 도체를 갖는 신호 라인을 통해 메인 보드(300)와 연결될 수 있다.

제1 전극 패턴(210)과 제2 전극 패턴(220)은 연결 보드 기판(200B) 상에 전도성을 가진 금속 도체가 인쇄되어 형성될 수 있다.

일례로, 제1 전극 패턴(210)은 연결 보드 기판(200B) 상의 제1 영역에 형성될 수 있으며, 일단이 연결 보드 커넥터(200FC)의 안테나 단자(IF1, FI2)에 연결되고, 타단이 제1 단자(200BC1)에 연결되어, 중간 주파수 대역의 안테나 신호가 흐를 수 있다.

제2 전극 패턴(220)은 연결 보드 기판(200B) 상의 제2 영역에 형성될 수 있으며, 일단이 연결 보드 커넥터(200FC)의 제어 단자(CS1, CS2) 및 전원 단자(VDD, GND)에 연결되고, 타단이 제2 단자(200BC2)에 연결되어, 주파수 변환부(120)를 제어하는 제어 신호가 흐르고, 전원이 공급될 수 있다.

이와 같은 연결 보드 기판(200B)에서 제1 영역과 제2 영역은 서로 다른 유전율을 가질 수 있다. 일례로, 도 5의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 연결 보드 기판(200B)에서 제1 영역의 유전율(ε1)은 제2 영역의 유전율(ε2)보다 작게 형성될 수 있다. 제1 영역의 유전율은 2.1 내지 3.2 사이로 형성되고, 제2 영역의 유전율은 4 내지 5로 형성될 수 있다.

이에 따라, 연결 보드 기판(200B) 상에서 제어 신호보다 상대적으로 손실율이 큰 안테나 신호의 손실율을 최소화할 수 있다. 여기서, 손실율이라 함은 신호가 감쇄되는 정도를 의미할 수 있다. 따라서, 손실율이 큰 것은 신호의 감쇄가 큰 것을 의미하고, 손실율이 작은 것은 신호의 감쇄가 작은 것을 의미할 수 있다.

제1 영역의 유전율(ε1)은 제2 영역의 유전율(ε2)보다 작게 위해, 본 발명은 연결 보드 기판(200B)에서 제1 영역을 형성하는 재질 또는 재질의 성분비를 제2 영역을 형성하는 재질 또는 재질의 성분비와 다르게 할 수 있다.

일례로, 도 5의 (b)와 같이 제1 영역을 형성하는 기판(200B1)의 재질 또는 성분비는 제2 영역을 형성하는 기판(200B2)의 재질 또는 성분비와 다를 수 있으며, 제1 영역은 테프론 기판(200B1)을 포함하여 형성되고, 제2 영역은 fr4 기판(200B2)을 포함하여 형성될 수 있다.

또한, 제1 전극 패턴(210)의 손실율을 제2 전극 패턴(220)의 손실율보다 작게 하기 위하여, 본 발명에서, 제1 전극 패턴(210)의 폭 방향 단면적은 제2 전극 패턴(220)의 폭 방향 단면적보다 크게 할 수 있다.

일례로, 도 5의 (b) 및 (c)와 같이, 제1 전극 패턴(210)의 두께와 제2 전극 패턴(220)의 두께가 동일한 경우, 제1 전극 패턴(210)의 폭(W1)은 제2 전극 패턴(220)의 폭(W2)보다 크게 형성될 수 있다.

본 발명은 도 5의 (b) 및 (c)에 한정되는 것은 아니고, 도 5의 (b) 및 (c)와 다르게, 제1 전극 패턴(210)의 폭과 제2 전극 패턴(220)의 폭이 동일한 경우, 제1 전극 패턴(210)의 폭 방향 단면적은 제2 전극 패턴(220)의 폭 방향 단면적보다 크게 하기 위하여, 제1 전극 패턴(210)의 두께를 제2 전극 패턴(220)의 두께보다 크게 형성하는 것도 가능하다.

도 5의 (b) 및 (c)에서는 제1 전극 패턴(210)의 폭 방향 단면적이 제2 전극 패턴(220)의 폭 방향 단면적보다 크게 형성되는 경우를 일례로 도시하였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 임피던스에 따라 제1 전극 패턴(210)의 폭 방향 단면적이 제2 전극 패턴(220)의 폭 방향 단면적보다 작게 형성되는 되는 것도 가능하다.

이와 같은 연결 보드(200)는 연성 도체를 갖는 신호 라인을 통하여 메인 보드(300)와 연결되거나, 신호 라인을 통하지 않고 연결 보드(200)의 제1 단자(200BC1) 및 제2 단자(200BC2)가 메인 보드(300)의 단자에 직접 결합되어 연결될 수 있다.

앞선 도 5의 (b)에서는 연결 보드 기판(200B) 상의 동일한 층에 제1 영역과 제2 영역이 수평으로 인접하여 구비되는 경우를 일례로 설명하였으나, 이와 다르게, 연결 보드(200)는 유전율이 서로 다른 복수의 기판이 적층하여 형성되는 것도 가능하다.

이에 대해, 구체적으로 도 6을 참조하여 설명한다.

도 6은 본 발명의 일례에 따른 연결 보드의 다른 일례를 설명하기 위한 도이다.

도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 연결 보드(200)는 제1 유전율(ε1)을 갖는 제1 영역의 기판(200B1a, 200B1b)과 제2 유전율(ε2)을 갖는 제2 영역의 기판(200B2)이 적층되어 형성될 수도 있다.

제1 유전율(ε1)은 제2 유전율(ε2)보다 작을 수 있으며, 제1, 2 유전율의 구체적인 범위는 앞선 도 5에서 설명한 바와 동일할 수 있다.

제1 영역의 기판(200B1a, 200B1b)은 2.1 내지 3.2 사이의 유전율을 갖는 테프론 기판을 포함하되, 도 6과 같이, 복수의 테프론 기판(200B1a, 200B1b)이 서로 면방향으로 접합되어 형성될 수 있다. 제2 영역의 기판(200B2)은 4 내지 5 사이의 유전율을 갖는 fr4 기판이 제1 영역의 기판(200B1a, 200B1b)의 면에 접합하여 형성될 수 있다.

제1 전극 패턴(210)은 주로 복수의 테프론 기판(200B1a, 200B1b) 사이에 위치할 수 있으며, 제1 전극 패턴(210)의 일단은 테프론 기판(200B1a)을 관통하여 연결 보드 커넥터(200FC)에 연결되고, 제1 전극 패턴(210)의 타단은 테프론 기판(200B1b)과 fr4 기판(200B2)을 관통하여 제1 단자(200BC1)에 연결될 수 있다.

제2 전극 패턴(220)은 주로 fr4 기판(200B2) 상에 위치할 수 있으며, 제2 전극 패턴(220)의 일단은 테프론 기판(200B1a, 200B1b)과 fr4 기판(200B2)을 관통하여 연결 보드 커넥터(200FC)에 연결되고, 제2 전극 패턴(220)의 타단은 fr4 기판(200B2) 상에서 제2 단자(200BC2)에 연결될 수 있다.

또는 도 6의 (a)와 다르게, 도 6의 (b)와 같이, 연결 보드(200)는 제1 유전율(ε1)을 갖는 제1 영역의 기판(200B1a, 200B1b) 사이에 제2 유전율(ε2)을 갖는 제2 영역의 기판(200B2)이 배치되어 적층되어 형성될 수도 있다.

도 6의 (b)와 같은 경우, 제1 전극 패턴(210)은 주로 복수의 테프론 기판(200B1a, 200B1b) 상에 위치할 수 있으며, 일단이 연결 보드 커넥터(200FC)에 연결된 제1 전극 패턴(210)이 복수의 테프론 기판(200B1a, 200B1b)과 fr4 기판(200B2)을 관통하여 제1 단자(200BC1)에 연결될 수 있다.

제2 전극 패턴(220)도 주로 테프론 기판(200B1b) 상에 위치할 수 있으며, 일단이 연결 보드 커넥터(200FC)에 연결된 제2 전극 패턴(220)이 복수의 테프론 기판(200B1a, 200B1b)과 fr4 기판(200B2)을 관통하여 제1 단자(200BC1)에 연결될 수 있다.

이하에서는, 도 7 내지 도 9을 참조하여, 연결 보드(200)가 제어 라인(420)을 통하여 메인 보드(300)와 연결된 경우에 대해 설명한다.

도 7은 연결 보드(200)와 메인 보드(300) 사이의 연결에 대한 제1 실시예를 설명하기 위한 도이고, 도 8은 본 발명의 안테나 라인(410) 및 제어 라인(420)이 연결 보드(200)에 연결된 일례를 설명하기 위한 도이고, 도 9은 본 발명의 안테나 라인(410) 및 제어 라인(420)을 비교 설명하기 위한 도이다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 연결 보드(200)는 안테나 모듈(100)에 결합되어 고정될 수 있으며, 연성 도체를 갖는 제어 라인(420)을 통하여 메인 보드(300)와 연결될 수 있다.

여기서, 제어 라인(420)은 안테나 라인(410)과 제어 라인(420)을 포함할 수 있다.

안테나 라인(410)은 안테나 신호가 흐르고 제1 전극 패턴(210)과 메인 보드(300) 사이를 전기적으로 연결할 수 있으며, 제어 라인(420)은 제어 신호가 흐르고 제2 전극 패턴(220)과 메인 보드(300) 사이를 전기적으로 연결할 수 있다.

보다 구체적으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 안테나 라인(410)은 일단이 연결 보드(200) 상에 고정 형성된 제1 단자(200BC1)에 끼움 결합되어 연결되고, 타단이 통신 모듈(310)에 고정 형성된 통신 모듈 단자(310c)에 연결될 수 있다.

또한, 제어 라인(420)은 일단이 연결 보드(200) 상에 고정 형성된 제2 단자(200BC2)에 끼움 결합되어 연결되고, 타단이 메인 모드에 구비되되 제어부(320)에 전기적으로 연결된 메인 보드 단자(320c)에 끼움 결합되어 연결될 수 있다.

일례로, 도 8에 도시된 바와 같이, 안테나 라인(410)의 일단이 연결 보드(200) 상에 고정 구비된 제1 단자(200BC1)에 끼움 결합되어 연결되고, 제어 라인(420)의 일단이 연결 보드(200) 상에 고정 구비된 제2 단자(200BC2)에 끼움 결합되어 연결될 수 있다.

또한, 구체적으로 도시되지는 않았지만, 안테나 라인(410)의 타단은 통신 모듈(310)에 고정 구비된 통신 모듈 단자(310c)에 끼움 결합되어 연결되고, 제어 라인(420)의 타단은 메인 보드(300)에 구비된 메인 보드(300) 연결 단자에 끼움 결합되어 연결될 수 있다.

이를 위해, 도 9에 도시된 바와 같이, 안테나 라인(410)의 양단에는 제1 단자(200BC1)에 끼움 결합되고, 통신 모듈 단자(310c)에 끼움 결합되는 커넥터(410a, 410b)가 구비될 수 있으며, 제어 라인(420)의 양단에는 제2 단자(200BC2)에 끼움 결합되고, 메인 보드 단자(320c)에 끼움 결합되는 커넥터(420a, 420b)가 구비될 수 있다.

여기서, 안테나 라인(410)은 도 9의 (a)에 도시된 바와 같이, 제1 금속 코어(411), 유전체층(412), 금속 차폐층(413) 및 제1 커버층(414)을 포함하여 형성될 수 있다.

제1 금속 코어(411)는 연성 도체로 형성될 수 있으며, 금속 차폐층(413)은 제1 금속 코어(411)와 이격되어 제1 금속 코어(411)의 주변을 감싸는 금속으로 형성될 수 있다. 유전체층(412)은 제1 금속 코어(411)와 금속 차폐층(413) 사이에 구비될 수 있으며, 커버층은 금속 차폐층(413)의 표면을 덮어 형성될 수 있다.

제어 라인(420)은 도 9의 (b)에 도시된 바와 같이, 연성 도체로 형성된 제2 금속 코어(421)를 포함하되 금속 차폐층(413)을 포함하지 않고, 제2 커버층(423)이 제2 금속 코어(421)의 표면을 덮어 형성될 수 있다.

이에 따라 안테나 라인(410)의 차폐력은 제어 라인(420)의 차폐력보다 높게 형성될 수 있다.

또한, 제1 금속 코어(411)의 직경(R411)은 제2 금속 코어(421)의 직경(R421)보다 크게 형성될 수 있다. 이에 따라, 안테나 라인(410)의 도전성은 제어 라인(420)의 도전성보다 높게 형성될 수 있다.

이에 따라, 안테나 라인(410)의 삽입 손실(insertion loss)은 제어 라인(420)의 삽입 손실보다 작게 형성될 수 있다. 일례로, 안테나 라인(410)의 삽입 손실은 0 [dB] 내지 -1 [dB] 사이로 형성될 수 있으며, 제어 라인(420)의 삽입 손실은 -1 [dB] 내지 -3 [dB] 사이로 형성될 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 연결 보드(200)와 메인 보드(300)를 연결하는 안테나 라인(410)이 삽입 손실을 제어 라인(420)의 삽입 손실보다 작게 형성함으로써, 안테나 라인(410)을 통하여 흐르는 중간 대역의 안테나 신호에 대한 손실율을 최소화하여, 안테나 모듈(100)을 통하여 송수신되는 안테나 신호의 품질을 보다 양호하게 유지할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 제어 라인(420)과 안테나 라인(410)을 별도로 구비하되, 안테나 라인(410)의 삽입 손실을 제어 라인(420)의 삽입 손실보다 작게 형성할 수 있는 구조로 형성함으로써, 제어 라인(420)과 안테나 라인(410)이 하나의 FPCB(연성 인쇄 회로 기판) 상에 형성되어 삽입 손실이 상대적으로 큰 종래의 FRC(Flexible PCB RF Cable) 연결 구조를 대체할 수 있다.

본 발명의 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 해당 실시예에만 한정되는 것은 아니고, 서로 양립 불가능하지 않은 이상, 각 실시예에 개시된 기술적 특징들은 서로 다른 실시예에 병합되어 적용될 수 있다.

따라서, 각 실시예에서는 각각의 기술적 특징을 위주로 설명하지만, 각 기술적 특징이 서로 양립 불가능하지 않은 이상, 서로 병합되어 적용될 수 있다.

본 발명은 상술한 실시예 및 첨부한 도면에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자의 관점에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 본 명세서의 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

10: 전면 케이스 20: 배면 케이스
100: 안테나 모듈 200: 연결 보드
300: 메인 보드

Claims

밀리미터 웨이브 대역의 안테나 신호를 송수신하는 안테나 어레이 및 상기 밀리미터 웨이브 대역을 중간 주파수 대역으로 변환하거나 역변환하는 주파수 변환부를 구비하는 안테나 모듈;
상기 안테나 모듈에 고정 결합되는 연결 보드 기판을 포함하고, 상기 연결 보드 기판 상에 상기 중간 주파수 대역의 상기 안테나 신호가 흐르는 제1 전극 패턴과 상기 주파수 변환부를 제어하는 제어 신호가 흐르는 제2 전극 패턴을 구비하는 연결 보드; 및
상기 연결 보드에 연결되고, 상기 중간 주파수 대역의 안테나 신호를 입력받거나 출력하는 통신 모듈 및 상기 주파수 변환부에 상기 제어 신호를 출력하는 제어부를 구비하는 메인 보드;를 포함하고,
상기 연결 보드는 연성 도체를 갖는 신호 라인을 통하여 상기 메인 보드와 연결되되,
상기 신호 라인은,
상기 안테나 신호가 흐르고 제1 전극 패턴과 상기 메인 보드 사이를 전기적으로 연결하는 안테나 라인 및
상기 제어 신호가 흐르고 상기 제2 전극 패턴과 상기 메인 보드 사이를 전기적으로 연결하는 제어 라인을 포함하고,
상기 안테나 라인의 삽입 손실은 상기 제어 라인의 삽입 손실보다 작은 전자 장치.
제1 항에 있어서,
상기 안테나 라인은 일단이 상기 연결 보드 상에 고정 형성되고 상기 제1 전극 패턴에 전기적으로 연결된 제1 단자에 연결되고, 타단이 상기 통신 모듈에 고정 형성된 통신 모듈 단자에 연결되고,
상기 제어 라인은 일단이 상기 연결 보드 상에 고정 형성되고 기 제2 전극 패턴에 전기적으로 연결된 제2 단자에 연결되고, 타단이 메인 모드에 구비되되 상기 제어부에 전기적으로 연결된 메인 보드 단자에 연결되는 전자 장치.
제1 항에 있어서,
상기 안테나 라인의 삽입 손실은 0 [dB] 내지 -1 [dB] 사이이고,
상기 제어 라인의 삽입 손실은 -1 [dB] 내지 -3 [dB] 사이인 전자 장치.
제1 항에 있어서,
상기 안테나 라인의 차폐력은 상기 제어 라인의 차폐력보다 높은 전자 장치.
제1 항에 있어서,
상기 안테나 라인의 도전성은 상기 제어 라인의 도전성보다 높은 전자 장치.
제1 항에 있어서,
상기 안테나 라인은 상기 연성 도체로 형성된 제1 금속 코어 및 상기 제1 금속 코어와 이격되어 상기 제1 금속 코어의 주변을 감싸는 금속 차폐층을 포함하고,
상기 제어 라인은 상기 연성 도체로 형성된 제2 금속 코어를 포함하되 상기 금속 차폐층을 포함하지 않는 전자 장치.
제6 항에 있어서,
상기 제1 금속 코어의 직경은 상기 제2 금속 코어의 직경보다 큰 전자 장치.
제1 항에 있어서,
상기 연결 보드 기판은 제1 유전율을 갖는 제1 영역 및 상기 제1 영역에 접하여 위치하되 상기 제1 유전율보다 높은 제2 유전율을 갖는 제2 영역을 포함하고,
상기 제1 전극 패턴은 상기 제1 영역에 위치하는 전자 장치.
제8 항에 있어서,
상기 제2 전극 패턴은 상기 제2 영역 상에 위치하는 전자 장치.
제8 항에 있어서,
상기 제1 영역을 형성하는 상기 연결 보드 기판의 재질 또는 재질의 성분비는 상기 제2 영역을 형성하는 상기 연결 보드 기판의 재질 또는 재질의 성분비와 다른 전자 장치.
제8 항에 있어서,
상기 제1 영역은 테프론 기판을 포함하고, 상기 제2 영역은 fr4 기판을 포함하는 전자 장치.
제1 항에 있어서,
상기 연결 보드는 상기 연결 보드 기판 상에 고정되어 상기 제1 전극 패턴의 일단 및 상기 제2 전극 패턴의 일단과 연결된 연결 보드 커넥터를 포함하되,
상기 연결 보드 커넥터가 상기 안테나 모듈에 구비된 커넥터에 끼움 결합되는 전자 장치.