KR102629723B1 - 무선 주파수 모듈의 선택적 차폐 - Google Patents

무선 주파수 모듈의 선택적 차폐 Download PDF

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그레고리 에드워드 밥콕
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Abstract

본 개시내용의 양태들은 선택적으로 차폐된 무선 주파수 모듈들에 관한 것이다. 무선 주파수 모듈은 패키지 기판, 패키지 기판 위에 연장되는 무선 주파수 차폐 구조물, 패키지 기판 위에 그리고 무선 주파수 차폐 구조물 내부에 있는 무선 주파수 컴포넌트, 및 무선 주파수 차폐 구조물 외부에 있는 패키지 기판 상의 안테나를 포함할 수 있다. 차폐 구조물은 무선 주파수 컴포넌트 위에서는 차폐를 제공하고 안테나 위에서는 패키징된 무선 주파수 모듈을 차폐되지 않은 상태로 남겨두는 차폐 층을 포함할 수 있다.

Description

무선 주파수 모듈의 선택적 차폐{SELECTIVE SHIELDING OF RADIO FREQUENCY MODULES}
우선권 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2016년 4월 19일자로 출원된 미국 가특허 출원 제62/324,768호(발명의 명칭 "SELECTIVE SHIELDING OF RADIO FREQUENCY MODULES")의 35 U.S.C. § 119(e) 하의 우선권의 이익을 주장하며, 그 개시내용은 이로써 본 명세서에 그 전체가 인용에 의해 포함된다. 본 출원은 2016년 4월 19일자로 출원된 미국 가출원 제62/324,750호(발명의 명칭 "METHODS FOR SELECTIVELY SHIELDING RADIO FREQUENCY MODULES")의 35 U.S.C. § 119(e) 하의 우선권의 이익을 주장하며, 그 개시내용은 이로써 본 명세서에 그 전체가 인용에 의해 포함된다.
기술 분야
본 개시내용은 무선 주파수 모듈의 선택적 차폐에 관한 것이다.
패키징된 반도체 모듈은 패키지 내에 통합된 차폐 기술을 포함할 수 있다. 무선 주파수 컴포넌트 주위에 차폐 구조물이 형성될 수 있다. 차폐 구조물은 차폐 구조물 외부의 전자기 방사선으로부터 무선 주파수 컴포넌트를 차폐할 수 있다. 차폐 구조물은 무선 주파수 컴포넌트에 의해 방출된 전자기 방사선으로부터 차폐 구조물 외부의 회로 요소를 차폐할 수 있다. 더 많은 컴포넌트가 무선 주파수 모듈에 서로 함께 통합됨에 따라, 콤팩트하고 효율적인 방식으로 컴포넌트들을 서로로부터 차폐하는 것이 과제가 될 수 있다.
청구항들에 설명된 혁신들은 각각 수 개의 양태를 가지며, 이 중 단 하나도 그의 바람직한 속성들에 대해 단독으로 책임이 있지 않다. 청구항들의 범위를 제한하지 않고, 본 개시내용의 일부 두드러진 특징들이 이제 간단하게 설명될 것이다.
본 개시내용의 하나의 양태는 패키징된 무선 주파수 모듈(packaged radio frequency module)이다. 패키징된 무선 주파수 모듈은 패키지 기판, 패키지 기판 위에 연장되는 무선 주파수 차폐 구조물, 패키지 기판 위에 그리고 무선 주파수 차폐 구조물 내부에 있는 무선 주파수 컴포넌트, 및 무선 주파수 차폐 구조물 외부에 있는 패키지 기판 상의 안테나를 포함한다.
무선 주파수 차폐 구조물은 무선 주파수 컴포넌트 위에서는 차폐를 제공하고 안테나 위에서는 패키징된 무선 주파수 모듈을 차폐되지 않은 상태로 남겨두는 차폐 층을 포함할 수 있다. 무선 주파수 차폐 구조물은 차폐 층과 접촉하는 와이어 본드들을 포함할 수 있다.
무선 주파수 차폐 구조물은 안테나와 무선 주파수 컴포넌트 사이에 배치된 와이어 본드들을 포함할 수 있다. 와이어 본드들은 안테나와 무선 주파수 컴포넌트 사이에 무선 주파수 차폐(radio frequency shielding)를 제공하도록 구성될 수 있다. 무선 주파수 차폐 구조물은 무선 주파수 컴포넌트의 적어도 2개의 측면 주위에 배치된 와이어 본드 벽들을 포함할 수 있다. 무선 주파수 차폐 구조물은 무선 주파수 컴포넌트의 적어도 3개의 측면 주위에 배치된 와이어 본드 벽들을 포함할 수 있다. 무선 주파수 차폐 구조물은 무선 주파수 컴포넌트를 둘러싸는 와이어 본드 벽들을 포함할 수 있다.
무선 주파수 차폐 구조물은 무선 주파수 컴포넌트의 제1 측면 주위에 배치된 와이어 본드 벽 및 무선 주파수 컴포넌트의 제2 측면 주위에 배치된 등각 구조물(conformal structure)을 포함할 수 있고, 여기서 제2 측면은 제1 측면의 반대편이다. 무선 주파수 차폐 구조물은 무선 주파수 컴포넌트의 측면 주위에 배치된 와이어 본드 벽 및 무선 주파수 컴포넌트의 다른 측면 주위에 배치된 등각 구조물을 포함할 수 있다.
무선 주파수 차폐 구조물은 무선 주파수 컴포넌트를 둘러싸는 등각 벽을 포함할 수 있다.
무선 주파수 차폐 구조물는 패키지 기판에 실질적으로 평행한 차폐 층을 포함할 수 있다. 무선 주파수 컴포넌트는 차폐 층과 패키지 기판 사이에 배치될 수 있다. 차폐 층은 구리를 포함할 수 있다. 패키징된 무선 주파수 모듈은 차폐 층 위에 보호 층을 추가로 포함할 수 있는데, 이 보호 층과 무선 주파수 컴포넌트 사이에 차폐 층이 배치되도록 한다. 보호 층은 티타늄을 포함할 수 있다.
패키징된 무선 주파수 모듈은 차폐 층을 형성한 후에 안테나 위의 마스크를 제거하는 것으로부터 생긴 피처들을 포함할 수 있다.
패키징된 무선 주파수 모듈은 차폐 층을 형성한 후에 안테나 위의 차폐 층의 재료의 레이저 제거로부터 생긴 피처들을 포함한다.
몰딩 재료가 안테나 위에 배치될 수 있다. 안테나는 무선 주파수 컴포넌트의 주위의 적어도 2개의 측면을 따라 배치될 수 있다.
무선 주파수 컴포넌트는 무선 주파수 프런트 엔드 집적 회로(radio frequency front end integrated circuit)를 포함할 수 있다. 무선 주파수 컴포넌트는 크리스털(crystal)을 추가로 포함할 수 있다. 무선 주파수 프런트 엔드 집적 회로는 실리콘-온-인슐레이터(silicon-on-insulator) 다이를 포함할 수 있다.
무선 주파수 컴포넌트는 저잡음 증폭기를 포함할 수 있다. 무선 주파수 컴포넌트는 멀티-스로우 무선 주파수 스위치(multi-throw radio frequency switch)를 포함할 수 있다. 무선 주파수 컴포넌트는 전력 증폭기를 포함할 수 있다.
무선 주파수 컴포넌트는 패키지 기판에 부착될 수 있고, 안테나는 패키지 기판 상에 인쇄될 수 있다. 패키지 기판은 적층 기판일 수 있다. 특정 실시예들에서, 안테나는 패키지 기판의 제1 측면 상의 제1 부분 및 패키지 기판의 제2 측면 상의 제2 부분을 포함할 수 있고, 여기서 제1 측면은 제2 측면의 반대편이다. 일부 실시예들에 따르면, 안테나는 패키지 기판 상의 트레이스 및 몰딩 재료 위의 패터닝된 도전성 재료를 포함할 수 있고, 여기서 트레이스는 와이어 본드에 의해 패터닝된 도전성 재료에 연결된다.
본 개시내용의 다른 양태는 패키지 기판, 패키지 기판 상의 무선 주파수 컴포넌트, 패키지 기판 상의 안테나, 및 무선 주파수 컴포넌트 위에서는 차폐를 제공하고 안테나 위에서는 패키징된 무선 주파수 모듈을 차폐되지 않은 상태로 남겨두는 차폐 층을 포함하는 패키징된 무선 주파수 모듈이다.
패키징된 무선 주파수 모듈은 본 명세서에서 논의된 무선 주파수 모듈들 중 임의의 것의 하나 이상의 특징을 추가로 포함할 수 있다.
본 개시내용의 다른 양태는 패키징된 컴포넌트 및 패키징된 컴포넌트가 위에 배치되는 시스템 보드를 포함하는 시스템 보드 어셈블리이다. 패키징된 컴포넌트는 패키지 기판 상의 무선 주파수 컴포넌트, 무선 주파수 컴포넌트 주위의 무선 주파수 차폐 구조물, 및 패키지 기판 상의 그리고 무선 주파수 차폐 구조물의 외부의 안테나를 포함한다. 시스템 보드는 패키징된 컴포넌트의 무선 주파수 차폐 구조물에 전기적으로 연결된 접지 패드들을 포함한다.
시스템 보드 어셈블리는 시스템 보드 상에 전자 컴포넌트를 포함하는 것을 추가로 포함할 수 있고, 차폐 구조물은 무선 주파수 컴포넌트와 전자 컴포넌트 사이에 무선 주파수 격리(radio frequency isolation)를 제공할 수 있다.
패키징된 컴포넌트는 본 명세서에서 논의된 모듈들의 하나 이상의 특징을 포함할 수 있다.
본 개시내용의 다른 양태는 프런트 엔드 모듈이고 이는 다음을 포함한다: 패키지 기판 상의 무선 주파수(RF) 컴포넌트 - RF 컴포넌트는 저잡음 증폭기 및 상기 저잡음 증폭기를 안테나와 선택적으로 전기적으로 연결하도록 구성된 스위치를 포함함 -; 상기 RF 컴포넌트 주위에 배치된 RF 차폐 구조물; 및 상기 패키지 기판 상의 안테나 - 상기 안테나는 상기 RF 차폐 구조물의 외부에 있음 -.
프런트 엔드 모듈은 바이패스 경로를 추가로 포함할 수 있고, 스위치는 제1 상태에서는 저잡음 증폭기와 통합 안테나를 전기적으로 연결하고 제2 상태에서는 바이패스 경로와 통합 안테나를 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다.
프런트 엔드 모듈은 전력 증폭기를 추가로 포함할 수 있고, 스위치 및 스위치는 제3 상태에서는 전력 증폭기와 통합 안테나를 전기적으로 연결하도록 구성될 수 있다. 저잡음 증폭기 및 전력 증폭기 회로는 단일 다이 상에 구현될 수 있다. 다이는 반도체-온-인슐레이터 다이일 수 있다.
프런트 엔드 모듈은 본 명세서에서 논의된 무선 주파수 모듈들 중 임의의 것의 하나 이상의 특징을 추가로 포함할 수 있다.
본 개시내용의 다른 양태는 무선 통신 디바이스이고 이는 다음을 포함한다: 패키지 기판 상의 무선 주파수(RF) 컴포넌트, RF 컴포넌트 주위의 RF 차폐 구조물, 및 패키지 기판 상의 그리고 RF 차폐 구조물의 외부의 안테나를 포함하는 패키징된 컴포넌트; 상기 RF 컴포넌트와 통신하는 트랜시버(transceiver); 및 상기 트랜시버와 통신하는 프로세서.
패키징된 컴포넌트는 본 명세서에서 논의된 RF 모듈들의 하나 이상의 특징을 추가로 포함할 수 있다. RF 컴포넌트는 본 명세서에서 논의된 프런트 엔드 집적 회로들의 하나 이상의 특징을 추가로 포함할 수 있다.
본 개시내용의 다른 양태는 패키징된 무선 주파수(RF) 모듈이고 이는 패키지 기판; RF 차폐 구조물; 패키지 기판 상에 그리고 RF 차폐 구조물의 내부에 있는 RF 컴포넌트; 및 상기 RF 차폐 구조물 외부의 상기 패키지 기판 상의 전자 컴포넌트를 포함하고, 상기 전자 컴포넌트는 상기 패키지 기판의 반대편의 측면에서 차폐되지 않은 상태이다.
패키징된 무선 주파수 모듈은 본 명세서에서 논의된 하나 이상의 특징을 추가로 포함할 수 있다.
본 개시내용의 다른 양태는 집적 회로 어셈블리이고 이는 주 표면 및 주 표면 상의 인쇄된 안테나를 포함하는 캐리어; 및 상기 캐리어의 주 표면 상에 있고 상기 인쇄된 안테나로부터 측방향으로 배치된 패키징된 컴포넌트를 포함하고, 상기 패키징된 컴포넌트는 차폐 구조물에 의해 둘러싸인 무선 주파수 컴포넌트를 포함한다.
차폐 구조물은 패키징된 컴포넌트 주위에 등각 차폐물을 포함할 수 있다.
차폐 구조물은 캐리어 상에 접지 패드(ground pad)를 추가로 포함할 수 있다.
무선 주파수 회로는 전력 증폭기, 저잡음 증폭기, 또는 무선 주파수 스위치 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 개시내용의 다른 양태는 무선 주파수(RF) 모듈을 제조하는 방법이다. 이 방법은 RF 컴포넌트 및 안테나를 포함하는 RF 모듈을 제공하는 단계, 및 상기 RF 모듈의 일부 위에 차폐 층을 형성하되 (i) RF 컴포넌트는 차폐 층에 의해 차폐되고 안테나는 차폐 층에 의해 차폐되지 않도록 그리고 (ii) 차폐 층이 무선 주파수 컴포넌트와 안테나 사이에 차폐를 제공하도록 배열된 하나 이상의 도전성 피처와 접촉하도록 차폐 층을 형성하는 단계를 포함한다.
방법은 차폐 층을 형성하기 전에 마스크로 안테나 위의 RF 모듈의 일부를 마스킹하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 차폐 층을 형성하는 단계는 안테나 위의 마스크를 제거하는 단계를 포함할 수 있다. RF 모듈의 일부를 마스킹하는 단계는 마스크로 RF 모듈을 마스킹하고 마스크의 선택된 영역을 레이저 커팅(laser cutting)하는 단계를 포함할 수 있다.
차폐 층을 형성하는 단계는 안테나 위에 도전성 재료의 레이저 제거(laser removal)를 포함할 수 있다.
차폐 층을 형성하는 단계는 도전성 재료를 스퍼터링하는 단계를 포함할 수 있고 차폐 층은 도전성 재료를 포함한다. 도전성 재료는 구리를 포함할 수 있다. 이 방법은 차폐 층 위에 보호 층을 형성하되 차폐 층이 보호 층과 RF 컴포넌트 사이에 배치되도록 보호 층을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 보호 층은 티타늄을 포함할 수 있다.
방법은 차폐 층을 형성하기 전에 RF 모듈을 개체화(singulating)하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 대안적으로, 방법은 차폐 층을 형성한 후에 RF 모듈을 개체화하는 단계를 포함할 수 있다.
차폐 층을 형성하는 단계는 차폐 층이 RF 컴포넌트의 적어도 하나의 측면을 따라 배치된 와이어 본드들과 접촉하도록 차폐 층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
RF 모듈은 RF 컴포넌트 및 안테나가 그 위에 배치되는 패키지 기판을 포함할 수 있다. 차폐 층은 패키지 기판에 실질적으로 평행하게 형성될 수 있고, RF 컴포넌트는 차폐 층이 형성된 후에 차폐 층과 패키지 기판 사이에 배치될 수 있다.
RF 모듈은 차폐 층을 포함하는 차폐 구조물을 포함할 수 있고, 여기서 RF 컴포넌트는 차폐 구조물의 내부에 있고, 안테나는 차폐 구조물의 외부에 있다. 차폐 구조물은 패키징 기판 위로 차폐 층까지 연장되는 도전성 피처들을 포함할 수 있다. 도전성 피처들은 와이어 본드들을 포함할 수 있다. 도전성 피처들은 와이어 본드들 및 등각 층을 포함할 수 있다. 차폐 구조물은 안테나와 RF 컴포넌트 사이에 배치되고 안테나와 RF 컴포넌트 사이에 RF 차폐를 제공하도록 구성된 복수의 와이어 본드를 포함할 수 있다.
차폐 구조물은 RF 컴포넌트의 측면 주위에 배치된 와이어 본드 벽 및 RF 컴포넌트의 다른 측면 주위에 배치된 등각 구조물을 포함할 수 있다. 차폐 구조물은 RF 컴포넌트의 측면 주위에 배치된 와이어 본드 벽 및 RF 컴포넌트의 반대 측면 주위에 배치된 등각 구조물을 포함할 수 있다. 차폐 구조물은 RF 컴포넌트의 적어도 2개의 측면 주위에 배치된 와이어 본드 벽들을 포함할 수 있다. 차폐 구조물은 RF 컴포넌트의 적어도 3개의 측면 주위에 배치된 와이어 본드 벽들을 포함할 수 있다. 차폐 구조물은 RF 컴포넌트를 둘러싸는 와이어 본드 벽들을 포함할 수 있다. 차폐 구조물은 안테나와 RF 컴포넌트 사이에 배치되고 안테나와 RF 컴포넌트 사이에 RF 차폐를 제공하도록 구성된 복수의 와이어 본드를 포함할 수 있다.
차폐 층을 형성하기 전에 안테나 위에 몰딩 재료가 배치될 수 있다. 안테나는 RF 컴포넌트의 주위의 적어도 2개의 측면을 따라 배치될 수 있다.
RF 컴포넌트는 RF 프런트 엔드 집적 회로(front end integrated circuit)를 포함할 수 있다. RF 컴포넌트는 크리스털을 포함할 수 있다. RF 프런트 엔드 집적 회로는 실리콘-온-인슐레이터(silicon-on-insulator) 다이를 포함할 수 있다.
RF 컴포넌트는 저잡음 증폭기를 포함할 수 있다. RF 컴포넌트는 멀티-스로우 RF 스위치를 포함할 수 있다. RF 컴포넌트는 전력 증폭기를 포함할 수 있다. 패키지 기판은 적층 기판일 수 있다.
본 개시내용의 다른 양태는 무선 주파수(RF) 모듈을 제조하는 방법이다. 이 방법은 RF 컴포넌트 및 안테나를 포함하는 RF 모듈을 제공하는 단계, 마스크로 안테나 위의 RF 모듈의 일부를 마스킹하는 단계, RF 모듈 위에 도전성 층을 형성하는 단계, 및 차폐 층이 RF 컴포넌트 위에 있고 안테나가 차폐 층에 의해 차폐되지 않도록 마스크를 제거하는 단계를 포함하고, 차폐 층은 도전성 층의 도전성 재료를 포함한다.
RF 모듈의 일부를 마스킹하는 단계는 마스크로 RF 모듈을 마스킹하고 마스크의 선택된 영역을 레이저 커팅(laser cutting)하는 단계를 포함할 수 있다.
차폐 층은 마스크를 제거한 후에 무선 주파수 컴포넌트와 안테나 사이에 배치된 와이어 본드들과 접촉할 수 있다.
본 개시내용의 다른 양태는 무선 주파수(RF) 모듈을 제조하는 방법이다. 이 방법은 RF 컴포넌트 및 안테나를 포함하는 RF 모듈을 제공하는 단계, RF 모듈 위에 도전성 층을 형성하는 단계, 및 차폐 층이 RF 컴포넌트 위에 있고 안테나가 차폐 층에 의해 차폐되지 않도록 안테나 위의 도전성 층의 도전성 재료를 제거하는 단계를 포함한다.
도전성 재료를 제거하는 단계는 레이저를 이용하여 안테나 위의 도전성 재료를 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
차폐 층은 도전성 재료를 제거한 후에 무선 주파수 컴포넌트와 안테나 사이에 배치된 와이어 본드들과 접촉할 수 있다.
본 개시내용의 다른 양태는 본 명세서에서 논의된 방법들 중 임의의 것에 의해 제조되는 무선 주파수 모듈이다.
본 개시내용의 다른 양태는 패키지 기판, 패키지 기판 상의 무선 주파수 컴포넌트, 다층 안테나, 및 다층 안테나와 무선 주파수 컴포넌트 사이에 차폐를 제공하도록 구성된 무선 주파수 차폐 구조물를 포함하는 패키징된 무선 주파수 모듈이다.
다층 안테나는 패키지 기판의 제1 측면 상의 제1 부분 및 패키지 기판의 제2 측면 상의 제2 부분을 포함할 수 있고, 제1 측면은 제2 측면의 반대편이다. 다층 안테나는 패키지 기판의 제1 측면 상의 제1 도전성 트레이스 및 패키지 기판의 제2 측면 상의 제2 도전성 트레이스를 포함할 수 있고, 여기서 제1 측면은 제2 측면의 반대편이다. 패키징된 무선 주파수 모듈은 패키지 기판에 비아를 포함할 수 있다. 제1 도전성 트레이스는 비아를 통해 제2 도전성 트레이스에 연결될 수 있다. 패키징된 무선 주파수 모듈은 제2 도전성 트레이스 상의 패드를 추가로 포함할 수 있고, 여기서 패드는 시스템 보드에 연결하기 위해 구성된다.
다층 안테나는 패키지 기판의 동일한 측면 상의 2개의 상이한 층으로 구현될 수 있다. 다층 안테나는 패키지 기판 상의 트레이스 및 몰딩 재료 위의 패터닝된 도전성 재료를 포함할 수 있다. 트레이스는 와이어 본드에 의해 패터닝된 도전성 재료에 전기적으로 연결될 수 있다. 무선 주파수 차폐 구조물은 무선 주파수 컴포넌트 위에 차폐 층을 포함할 수 있고, 여기서 차폐 층은 다층 안테나의 패터닝된 도전성 재료와 실질적으로 동일한 거리만큼 패키지 기판으로부터 이격되어 있다.
패키징된 무선 주파수 모듈은 다층 안테나에 결합된 정합 회로(matching circuit)를 추가로 포함할 수 있다. 정합 회로는 무선 주파수 차폐 구조물의 외부에 있는 수동 임피던스 요소(passive impedance element)를 포함할 수 있다.
다층 안테나는 폴디드된 모노폴 안테나(folded monopole antenna)일 수 있다.
무선 주파수 컴포넌트는 프런트 엔드 집적 회로, 크리스털, 및 시스템 온 칩(system on a chip)을 포함할 수 있다.
무선 주파수 차폐 구조물은 다층 안테나와 무선 주파수 컴포넌트 사이에 배치된 와이어 본드를 포함할 수 있다.
무선 주파수 차폐 구조물은 다층 안테나와 무선 주파수 컴포넌트 사이에 배치된 도전성 등각 구조물를 포함할 수 있다. 패키징된 무선 주파수 모듈은 경사진 측벽을 갖는 관통 몰드 비아(through mold via)를 추가로 포함할 수 있고 도전성 등각 구조물은 경사진 측벽 위에 있을 수 있다.
본 개시내용의 다른 양태는 패키징된 컴포넌트 및 시스템 보드를 포함하는 시스템 보드 어셈블리이다. 패키징된 컴포넌트는 패키지 기판 상의 무선 주파수 컴포넌트, 다층 안테나, 및 무선 주파수 컴포넌트 주위에 있고 무선 주파수 컴포넌트와 다층 안테나 사이에 차폐를 제공하도록 구성된 무선 주파수 차폐 구조물을 포함한다. 패키징된 컴포넌트는 시스템 보드 상에 배치된다. 시스템 보드는 무선 주파수 차폐 구조물에 전기적으로 연결된 접지 패드들을 포함한다.
다층 안테나는 패키지 기판의 제1 측면 상의 제1 트레이스 및 패키지 기판의 제2 측면 상의 제2 트레이스를 포함할 수 있고, 여기서 제1 측면은 제2 측면의 반대편이다. 제2 트레이스 상의 패드는 시스템 보드 상의 다른 패드에 납땜될 수 있다.
본 개시내용의 다른 양태는 패키징된 무선 주파수 모듈 및 트랜시버를 포함하는 무선 통신 디바이스이다. 패키징된 무선 주파수 모듈은 패키지 기판 상의 무선 주파수 컴포넌트, 다층 안테나, 및 무선 주파수 컴포넌트와 다층 안테나 사이에 배치된 도전성 피처를 포함하는 무선 주파수 차폐 구조물을 포함한다. 트랜시버는 무선 주파수 컴포넌트와 통신한다.
무선 주파수 컴포넌트는 무선 개인 영역 네트워크 신호 및/또는 무선 로컬 영역 네트워크 신호를 다층 안테나에 제공하도록 구성될 수 있다.
본 개시내용을 요약하는 목적들을 위해, 혁신들의 특정 양태들, 이점들 및 새로운 특징들이 본 명세서에 설명되었다. 반드시 모든 이러한 이점이 임의의 특정 실시예에 따라 달성될 수 있는 것은 아니라는 것을 이해해야 한다. 따라서, 혁신들은 본 명세서에서 교시되거나 제안될 수 있는 다른 이점들을 반드시 달성하지 않고도 본 명세서에 교시된 하나의 이점 또는 이점들의 그룹을 달성하거나 최적화하는 방식으로 구현되거나 수행될 수 있다.
이제, 본 개시내용의 실시예들이 비제한적인 예로서 첨부 도면들을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 무선 주파수 컴포넌트 및 통합 안테나를 포함하는 예시적인 무선 주파수 모듈의 개략도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 무선 주파수 컴포넌트 위에 차폐 층을 형성하기 전의 도 1의 무선 주파수 모듈의 단면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 차폐 층이 무선 주파수 컴포넌트 위에는 있고 안테나 위에는 없는 도 1의 무선 주파수 모듈의 단면도이다.
도 4a는 일 실시예에 따른 모듈의 무선 주파수 컴포넌트 위에 차폐 층을 형성하고 안테나는 차폐되지 않은 상태로 남겨두는 것을 포함하는 예시적인 프로세스의 흐름도이다.
도 4b, 도 4c, 도 4d, 및 도 4e는 일 실시예에 따른 도 4a의 프로세스의 다양한 스테이지들에 대응하는 모듈들의 예시적인 모듈 또는 스트립을 예시한다.
도 5a는 일 실시예에 따른 모듈의 무선 주파수 컴포넌트 위에 차폐 층을 형성하고 안테나는 차폐되지 않은 상태로 남겨두는 것을 포함하는 다른 예시적인 프로세스의 흐름도이다.
도 5b, 도 5c, 도 5d, 도 5e, 및 도 5f는 일 실시예에 따른 도 5a의 프로세스의 다양한 스테이지들에 대응하는 예시적인 모듈 또는 모듈들의 스트립을 예시한다.
도 6a는 일 실시예에 따른 모듈의 무선 주파수 컴포넌트 위에 차폐 층을 형성하고 안테나는 차폐되지 않은 상태로 남겨두는 것을 포함하는 다른 예시적인 프로세스의 흐름도이다.
도 6b, 도 6c, 도 6d, 도 6e, 및 도 6f는 일 실시예에 따른 도 6a의 프로세스의 다양한 스테이지들에 대응하는 예시적인 모듈, 모듈들의 스트립, 또는 모듈들의 그룹을 예시한다.
도 7a는 일 실시예에 따른 모듈의 무선 주파수 컴포넌트 위에 차폐 층을 형성하고 안테나는 차폐되지 않은 상태로 남겨두는 것을 포함하는 다른 예시적인 프로세스의 흐름도이다.
도 7b, 도 7c, 도 7d, 도 7e, 및 도 7f는 일 실시예에 따른 도 7a의 프로세스의 다양한 스테이지들에 대응하는 예시적인 모듈 또는 모듈들의 그룹을 예시한다.
도 8a는 일 실시예에 따른 모듈의 무선 주파수 컴포넌트 위에 차폐 층을 형성하고 안테나는 차폐되지 않은 상태로 남겨두는 것을 포함하는 다른 예시적인 프로세스의 흐름도이다.
도 8b, 도 8c, 도 8d, 도 8e, 도 8f, 도 8g, 도 8h, 및 도 8i는 일 실시예에 따른 도 8a의 프로세스의 다양한 스테이지들에 대응하는 예시적인 모듈, 모듈들의 스트립, 또는 모듈들의 그룹을 예시한다.
도 9a는 일 실시예에 따른 무선 주파수 모듈의 일 예의 개략도이다.
도 9b는 일 실시예에 따른 무선 주파수 모듈의 일 예의 개략도이다. 도 9c는 차폐 층 및 등각 구조물이 형성된 후의 도 9b의 무선 주파수 모듈의 다른 도다.
도 9d는 일 실시예에 따른 선택적으로 차폐된 무선 주파수 모듈의 일 예의 개략도이다.
도 9e는 일 실시예에 따른 선택적으로 차폐된 무선 주파수 모듈의 일 예의 개략도이다.
도 9f는 일 실시예에 따른 선택적으로 차폐된 무선 주파수 모듈의 일 예의 개략도이다.
도 9g는 일 실시예에 따른 무선 주파수 모듈의 일부를 차폐되지 않은 상태로 남겨두는 절제 패턴(ablation pattern)을 갖는 차폐된 무선 주파수 모듈의 일 예를 예시한다.
도 9h는 일 실시예에 따른 선택적으로 차폐된 무선 주파수 모듈의 일 예를 예시한다.
도 9i는 일 실시예에 따른 2개의 차폐된 부분 사이에 차폐되지 않은 부분을 갖는 선택적으로 차폐된 무선 주파수 모듈의 일 예를 예시한다.
도 9j는 일 실시예에 따른 차폐된 부분들 사이에 차폐되지 않은 부분을 갖는 선택적으로 차폐된 무선 주파수 모듈의 일 예를 예시한다.
도 10a 및 도 10b는 일 실시예에 따른 패키지 기판의 반대 측면들 상에 구현되는 통합 안테나를 포함하는 무선 주파수 모듈을 예시한다. 도 10은 무선 주파수 모듈의 상면도이다. 도 10b는 무선 주파수 모듈의 저면도이다.
도 11a는 일 실시예에 따른 몰딩 재료 위에 부분적으로 구현된 통합 안테나를 포함하는 무선 주파수 모듈을 예시한다. 도 11b는 도 11a의 무선 주파수 모듈의 다른 도를 예시한다.
도 12는 일 실시예에 따른 RF 컴포넌트로부터 차폐된 통합 안테나를 갖는 RF 모듈을 예시한다.
도 13a는 일 실시예에 따른 관통 몰드 비아(through mold via)를 갖는 RF 모듈을 예시한다. 도 13b는 일 실시예에 따른 안테나 위에서 도 13a에 도시된 도전성 층이 제거된 후의 RF 모듈을 예시한다.
도 14a는 일 실시예에 따른 인쇄된 안테나를 갖는 캐리어 상의 차폐된 RF 컴포넌트의 상면도이다. 도 14b는 인쇄된 안테나를 갖는 캐리어 상의 차폐된 RF 컴포넌트의 측면도이다.
도 15a는 일 실시예에 따른 프런트 엔드 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 15b는 다른 실시예에 따른 프런트 엔드 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 15c는 다른 실시예에 따른 프런트 엔드 시스템의 개략적인 블록도이다.
도 16a는 하나 이상의 실시예에 따른, 통합 안테나를 갖는 모듈을 포함하는 예시적인 무선 통신 디바이스의 개략적인 블록도이다.
도 16b는 하나 이상의 실시예에 따른, 통합 안테나를 갖는 모듈을 포함하는 다른 예시적인 무선 통신 디바이스의 개략적인 블록도이다.
특정 실시예들에 대한 다음의 상세한 설명은 특정 실시예들의 다양한 설명들을 제시한다. 그러나, 본 명세서에 설명된 혁신들은, 예를 들어, 청구항들에 의해 정의되고 커버되는 다수의 상이한 방식으로 구현될 수 있다. 본 설명에서는, 유사한 참조 번호들이 동일하거나 기능적으로 유사한 요소들을 나타낼 수 있는 도면들을 참조한다. 도면에 예시된 요소들은 반드시 축척대로 그려진 것은 아님을 이해할 것이다. 또한, 특정 실시예들은 도면에서 예시된 것보다 많은 요소 및/또는 도면에서 예시된 요소들의 서브세트를 포함할 수 있음을 이해할 것이다. 또한, 일부 실시예는 2개 이상의 도면으로부터의 피처들의 임의의 적합한 조합을 포함할 수 있다.
특정 무선 주파수(RF) 모듈은 전자기 간섭에 대한 차폐를 제공하기 위해 차폐 구조물을 포함할 수 있다. 이러한 차폐 구조물은 전체 모듈 및/또는 모듈의 모든 회로를 차폐할 수 있다. 일부 경우에, 모듈의 일부 위에서만 차폐를 원할 수 있다. 예를 들어, RF 회로 및 통합 안테나가 있는 모듈에서, RF 회로 주위에 차폐를 제공하고 안테나는 차폐되지 않은 상태로 남겨두는 것이 바람직할 수 있다. 이는 RF 회로에 대한 RF 격리를 제공할 수 있으며 또한 차폐 구조물 간섭 없이 안테나가 신호를 수신 및/또는 송신하는 것을 가능하게 할 수 있다. 따라서, 선택적 차폐를 갖는 제품이 바람직할 수 있다. 또한, 정확하고 반복가능한 모듈의 선택된 부분 위에 차폐물을 형성하는 방법은 대량 제조에 바람직할 수 있다.
본 개시내용의 양태들은 무선 주파수 모듈을 부분적으로 차폐하는 방법들과 관련된다. 이러한 방법들은 무선 주파수 모듈의 차폐된 부분 위에 차폐 층을 형성하는 단계 및 무선 주파수 모듈의 차폐되지 않은 부분은 차폐되지 않은 상태로 남겨두는 단계를 포함할 수 있다. 차폐 층은 무선 주파수 모듈의 무선 주파수 회로를 차폐하고 무선 주파수 모듈의 안테나는 차폐되지 않은 상태로 남겨둘 수 있다. 차폐 층은 첨가 프로세스(additive process) 또는 공제 프로세스(subtractive process)를 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 차폐 층은 마스크로 무선 주파수 모듈의 일부를 마스킹하고, 차폐 층을 형성하고, 이전에 마스킹되었던 영역은 차폐되지 않은 상태로 남겨두도록 마스크를 제거함으로써 형성될 수 있다. 다른 예로서, 차폐 층은 모듈 위에 도전성 층을 형성하고 무선 주파수 모듈의 일부 위의 도전성 층을 제거함으로써 형성될 수 있다. 레이저를 사용하여 무선 주파수 모듈의 일부 위의 도전성 층을 제거할 수 있다.
본 개시내용의 다른 양태는 부분적으로 차폐된 패키징된 무선 주파수(RF) 모듈이다. 이 RF 모듈은 패키지 기판, 패키지 기판 위에 연장되는 RF 차폐 구조물, 패키지 기판 위에 그리고 RF 차폐 구조물의 내부에 있는 RF 컴포넌트, 및 RF 차폐 구조물 외부의 패키지 기판 상의 안테나를 포함한다.
도 1은 일 실시예에 따른 RF 컴포넌트(12) 및 통합 안테나(14)를 포함하는 예시적인 RF 모듈(10)의 개략도이다. RF 모듈(10)은 시스템 인 패키지(system in a package)일 수 있다. 도 1은 최상부 차폐 층이 없이 평면도로 RF 모듈(10)을 도시한다. 최상부 차폐 층은, 예를 들어, 도 4a, 도 5a, 도 6a, 도 7a, 또는 도 8a를 참조하여 설명된 프로세서들 중 임의의 프로세스에 따라 형성될 수 있다. 예시된 바와 같이, RF 모듈(10)은 패키지 기판(16) 상의 RF 컴포넌트(12), 패키지 기판(16) 상의 안테나(14), 및 패키지 기판(16)에 부착되고 RF 컴포넌트(12)를 둘러싸는 와이어 본드들(18)을 포함한다. RF 모듈(10)의 안테나(14)는 RF 컴포넌트(12) 주위의 RF 차폐 구조물 외부에 있다. 따라서, 안테나(14)는 RF 컴포넌트(12) 주위의 차폐 구조물에 의해 차폐되지 않고 RF 신호를 무선으로 수신 및/또는 송신할 수 있다. 동시에, 차폐 구조물은 RF 컴포넌트(12)와 안테나(14) 및/또는 다른 전자 컴포넌트들 사이의 RF 격리를 제공할 수 있다.
RF 컴포넌트(12)는 RF 신호를 수신, 처리, 및/또는 제공하도록 구성된 임의의 적합한 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, RF 컴포넌트(12)는 RF 프런트 엔드, 크리스털, 시스템 온 칩, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 특정 구현들에서, RF 컴포넌트(12)는 전력 증폭기, 저잡음 증폭기, RF 스위치, 필터, 정합 네트워크(matching network), 크리스털, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. RF 신호는 약 30 kHz 내지 300 GHz 범위의 주파수를 가질 수 있다. 특정 통신 표준에 따르면, RF 신호는 약 450 MHz 내지 약 6 GHz의 범위, 약 700 MHz 내지 약 2.5 GHz의 범위, 또는 약 2.4 GHz 내지 약 2.5 GHz의 범위에 있을 수 있다. 특정 구현들에서, RF 컴포넌트(12)는 블루투스, 지그비(ZigBee), Z-웨이브, 무선 USB, INSTEON, IrDA, 또는 신체 영역 네트워크(Body Area Network)와 같은 무선 개인 영역 네트워크(WPAN) 표준에 따라 신호를 수신 및/또는 제공할 수 있다. 일부 다른 구현들에서, RF 컴포넌트는 Wi-Fi와 같은 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN) 표준에 따라 신호를 수신 및/또는 제공한다.
안테나(14)는 RF 신호를 수신 및/또는 송신하도록 구성된 임의의 적합한 안테나일 수 있다. 안테나(14)는 특정 애플리케이션들에서 폴디드 모노폴 안테나일 수 있다. 안테나(14)는 임의의 적합한 형상일 수 있다. 예를 들어, 안테나(14)는 도 1에 도시된 바와 같은 구불구불한 형상을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 안테나는 U 형상, 코일 형상 또는 특정 애플리케이션을 위한 임의의 다른 적합한 형상일 수 있다. 안테나(14)는 RF 컴포넌트(12)와 연관된 RF 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 안테나(14)는 패키징 기판(16)의 임의의 적합한 양의 면적을 점유할 수 있다. 예를 들어, 안테나(14)는 특정 구현들에서 패키지 기판(16)의 면적의 약 10% 내지 75%를 점유할 수 있다.
안테나(14)는 패키징 기판(16) 상에 인쇄될 수 있다. 인쇄된 안테나는 패키징 기판(16) 상의 하나 이상의 도전성 트레이스부터 형성될 수 있다. 하나 이상의 도전성 트레이스는 패키징 기판(16) 상에 금속 패턴을 에칭함으로써 형성될 수 있다. 인쇄된 안테나는 마이크로스트립 안테나일 수 있다. 인쇄된 안테나들은, 예를 들어, 그들의 2차원의 물리적 기하학적 구조들로 인해 비교적 저렴하고 콤팩트하게 제조될 수 있다. 인쇄된 안테나들은 비교적 높은 기계적 내구성을 가질 수 있다.
패키지 기판(16)은 적층 기판일 수 있다. 패키지 기판(16)은 하나 이상의 라우팅 층, 하나 이상의 절연 층, 접지 평면, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 특정 애플리케이션들에서, 패키지 기판은 4개의 층을 포함할 수 있다. RF 컴포넌트(12)는 특정 애플리케이션들에서 패키징 기판(16)의 라우팅 층 내의 금속 라우팅을 통해 안테나(14)에 전기적으로 연결될 수 있다.
와이어 본드들(18)은 RF 컴포넌트(12) 주위의 RF 차폐 구조물의 일부이다. RF 차폐 구조물은 RF 신호와 연관된 적합한 차폐를 제공하도록 구성된 임의의 차폐 구조물일 수 있다. 와이어 본드들(18)은 안테나(14)와 RF 컴포넌트(12) 사이에 RF 격리를 제공하여, 이들 컴포넌트들 사이의 전자기 간섭이 안테나(14) 또는 RF 컴포넌트(12)의 성능에 크게 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다. 와이어 본드들(18)은 예시된 바와 같이 RF 컴포넌트(12)를 둘러쌀 수 있다. 와이어 본드들(18)은 RF 컴포넌트(12) 주위에 임의의 적합한 배열로 배열될 수 있으며, 이는 예시된 바와 같은 직사각형이거나 또는 일부 다른 구현들에서 직사각형이 아닐 수 있다. 도 1에 예시된 RF 모듈(10)에서, 와이어 본드들(18)은 RF 컴포넌트(12) 주위에 4개의 벽을 형성한다. 와이어 본드들(18)은 인접 와이어 본드들이 RF 컴포넌트(12)와 다른 전자 컴포넌트들 사이에 충분한 RF 격리를 제공하도록 거리를 두고 서로 이격되도록 배열될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 무선 주파수 컴포넌트(12) 위에 차폐 층을 형성하기 전의 도 1의 무선 주파수 모듈(10)의 단면도이다. 도 2에 예시된 바와 같이, 몰딩 재료(22)가 RF 컴포넌트(12), 와이어 본드들(18), 및 안테나(14) 위에 배치될 수 있다. 도 2에서, RF 컴포넌트(12)는 패키지 기판(16) 상에 2개의 다이(12A 및 12B)를 포함한다. 와이어 본드들(18)의 상부 부분들(23)은 와이어 본드들(18) 위에 있는 몰딩 재료(22)의 오버몰드 구조물의 상부 표면(24) 위로 연장될 수 있다. 와이어 본드들(18)은 와이어 본드들(18)의 최상부 지점(25)까지 상부 표면(24) 위로 연장될 수 있다. 와이어 본드들(18)의 상부 부분들(23)은 몰딩 재료(22)의 오버몰드 구조물을 형성한 후에 몰딩 재료를 제거함으로써 노출될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 노출된 와이어 본드들(18)의 상부 부분들(23)을 갖는 것은 몰딩 재료(22) 위의 도전성 층이 와이어 본드들(18)과 접촉하고 그에 의해 전기적 연결을 제공하는 것을 가능하게 할 수 있다. 도 2는 또한 패키지 기판(16) 내의 비아들(26)을 예시한다. 와이어 본드들(18)은 비아들(26)을 통해 패키지 기판(16)의 접지 평면(27)에 전기적으로 연결될 수 있다. 와이어 본드들(18)은 비아들(26)을 통해 모듈(10)이 배치되는 시스템 보드의 접지 콘택에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 차폐 층이 무선 주파수 컴포넌트 위에는 있고 안테나 위에는 없는 도 1의 무선 주파수 모듈의 단면도이다. 도 3에 예시된 RF 모듈(10')은 RF 컴포넌트(12) 위에 오버몰드 구조물의 상부 표면(24) 위에 형성된 차폐 층(32)을 포함한다. 차폐 층(32)은 RF 모듈(10')의 차폐된 부분 위에 형성되고, RF 모듈(10')의 차폐되지 않은 부분은 패키지 기판(16)의 반대편에 차폐되지 않은 상태로 남겨진다. 예시된 바와 같이, 안테나(14)는 RF 모듈(10')의 차폐되지 않은 부분에 포함된다. 차폐 층(32)은 전기 도전성 재료로 형성된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 차폐 층(32)은 와이어 본드들(18)과 접촉한다.
RF 컴포넌트(12) 주위의 차폐 구조물은 차폐 층(32) 및 와이어 본드들(18)을 포함한다. 차폐 구조물은 또한 패키지 기판(16) 내의 비아들(26), 패키지 기판(16) 내의 접지 평면 27, RF 모듈(10)이 배치되는 시스템 보드의 접지 패드 및/또는 접지 평면, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. RF 차폐 구조물은 RF 컴포넌트(12) 주위의 패러데이 케이지로서 기능할 수 있다. RF 차폐 구조물은 접지 전위에서 구성될 수 있다. RF 컴포넌트(12) 주위의 RF 차폐 구조물은 차폐 구조물 외부의 신호로부터 RF 컴포넌트(12)를 차폐하고 및/또는 RF 컴포넌트(12)로부터 차폐 구조물 외부의 회로를 차폐할 수 있다. 안테나(14)는 도 3에서 차폐 구조물 외부에 있다.
도 3의 차폐 층(32)과 같은 차폐 층이 RF 모듈의 일부 위에 형성될 수 있고, RF 모듈의 상이한 부분은 패키지 기판의 반대편에 차폐되지 않은 상태일 수 있다. 본 명세서에서 논의된 차폐 층을 형성하는 방법들 중 임의의 것에서 RF 모듈 위에 차폐 층을 형성하기 전에, RF 모듈은 몰딩 재료의 오버몰드 구조물의 표면의 너머로 연장되는 노출된 상부 부분들을 갖는 와이어 본드들 및 안테나 위의 몰딩 재료를 가질 수 있다(예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이). 이러한 차폐 층을 형성하는 예시적인 방법들이 도 4a 내지 도 8i를 참조하여 논의될 것이다. 본 명세서에서 논의된 RF 모듈들은 적절하게 이들 방법들 중 임의의 것에 의해 및/또는 이들 방법들 중 임의의 것을 참조하여 논의된 임의의 적합한 동작들에 의해 형성된 차폐 층을 포함할 수 있다. 차폐 층은 첨가 프로세스 또는 공제 프로세스에 의해 RF 모듈의 선택된 부분 위에 형성될 수 있다. 본 명세서에서 논의된 차폐 층을 형성하는 방법들은 대량 제조에서 구현될 수 있다. 이러한 방법들은 정확하고 반복가능한 방식으로 자동화될 수 있다.
도 4a는 일 실시예에 따른 모듈의 무선 주파수 컴포넌트 위에 차폐 층을 형성하고 안테나는 차폐되지 않은 상태로 남겨두는 것을 포함하는 예시적인 프로세스(40)의 흐름도이다. 프로세스(40)는 공제 방법에 의해 RF 모듈의 일부 위에 차폐 층을 형성하는 것을 수반한다. 프로세스(40)에서, 차폐 층은 스트립의 RF 모듈들과 같은 복수의 RF 모듈 위에 동시에 형성될 수 있다. 도전성 층이 RF 모듈 위에 형성될 수 있고 도전성 층은 레이저를 사용하여 RF 모듈들 각각의 선택된 부분 위에서 제거될 수 있다. 도전성 층의 일부의 레이저 제거를 수반하는 차폐 층을 형성하는 방법들은 크기가 비교적 작은 RF 모듈을 제조하는 데 유리할 수 있다. 도 4b 내지 도 4e는 일 실시예에 따른 도 4a의 프로세스의 다양한 스테이지들에 대응하는 예시적인 모듈 또는 모듈들의 스트립을 예시한다.
블록 42에서, RF 컴포넌트 및 통합 안테나를 포함하는 RF 모듈들이 제공된다. RF 모듈들은 RF 컴포넌트와 안테나 사이에 배치된 와이어 본드들과 같은 하나 이상의 도전성 피처를 포함할 수 있다. 이 도전성 피처들은 차폐 구조물에 포함된 RF 격리 구조물들이다. 도 4b는 블록 42에서 제공될 수 있는 예시적인 RF 모듈(10A)을 예시한다. RF 모듈(10A)은 도 1 및 도 2의 RF 모듈(10)에 대응할 수 있다. 예시된 바와 같이, 도 4b의 RF 모듈(10A)은 컴포넌트들(12A, 12B, 및 12C)을 포함하는 RF 컴포넌트(12)를 포함한다. 도 4b에 또한 예시된 바와 같이, 와이어 본드들(18)은 RF 컴포넌트를 둘러쌀 수 있다. 와이어 본드들(18)의 상부 부분들은, 예를 들어, 도 2에 예시된 바와 같이 노출될 수 있다.
블록 44에서 RF 모듈들 위에 도전성 층이 형성될 수 있다. 도전성 층은 RF 모듈들의 와이어 본드들과 접촉할 수 있다. 도전성 층은 물리 기상 증착(PVD)에 의해 형성된 등각 층일 수 있다. 도전성 재료가 RF 모듈들의 스트립 위에 스퍼터링될 수 있다. RF 모듈들의 스트립은 함께 처리되는 다수의 RF 모듈의 임의의 적합한 어레이일 수 있다. 스퍼터링은 일부 다른 프로세스들에 의해 형성된 도전성 층들보다 매끄러운 도전성 층을 제공할 수 있다. 도전성 재료 층은 RF 차폐를 위한 임의의 적합한 도전성 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도전성 재료는 구리일 수 있다. 구리는 바람직한 전자기 간섭 차폐를 제공할 수 있고 구리는 또한 비교적 저렴하다. 도전성 층을 위한 다른 예시적인 도전성 재료는 텅스텐 니켈이다. 보호 층이 도전성 층 위에 형성될 수 있다. 이는 도전성 층의 부식을 방지할 수 있다. 일 예로서, 구리를 보호하기 위해 티타늄 층이 구리 도전성 층 위에 제공될 수 있다. 도 4c는 RF 모듈들(43)의 스트립의 전체 상부 표면 위에 형성된 도전성 층(41)을 갖는 RF 모듈들(43)의 스트립을 도시한다.
블록 46에서, RF 모듈의 안테나 위에서 도전성 층이 제거될 수 있다. 예를 들어, 레이저가 RF 모듈의 안테나 위의 도전성 층을 제거할 수 있다. 레이저는 RF 모듈 위의 도전성 층의 임의의 적합한 부분을 제거할 수 있다. RF 모듈들의 그룹의 2개 이상의 RF 모듈에 동시에 레이저 빔들이 인가될 수 있다. 예를 들어, RF 모듈들의 스트립의 각각의 RF 모듈의 안테나 위의 도전성 층의 부분이 동시에 제거될 수 있다. 일부 경우에, RF 모듈들의 그룹의 상이한 RF 모듈들에 순차적으로 레이저 빔들이 인가될 수 있다. 레이저로 도전성 층의 일부를 제거하면 RF 모듈 상에 피처들이 남을 수 있다. 예를 들어, 도전성 층의 일부를 레이저로 제거한 후에 RF 컴포넌트 상에 헤일로 링(halo ring)과 같은 번 피처(burn feature)들이 존재할 수 있다. 레이저 제거는 마스킹을 수반하는 방법들과 같이 부분적으로 차폐된 RF 모듈을 형성하는 일부 다른 방법들에 비해 안테나 위에 더 거친 표면 마무리를 초래할 수 있다.
도 4d는 도전성 층(41)의 일부를 제거하기 위해 RF 모듈에 레이저 빔(45)이 인가되는 것을 도시한다. 레이저는 RF 모듈에 차폐되지 않은 부분(47) 및 차폐된 부분(49)이 남도록 RF 모듈 위의 도전성 층을 선택적으로 제거할 수 있다. 따라서, 차폐 층이 RF 컴포넌트 위에 배치될 수 있고, 안테나는 패키지 기판의 반대편에 차폐되지 않은 상태일 수 있다. 그에 따라, 안테나는 차폐 층 간섭 없이 RF 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 도 4d는 하나의 모듈에 레이저 빔(45)이 인가되는 것을 예시하지만, 레이저 빔들은 프로세스(46)의 블록 46에서 RF 모듈들의 그룹에 인가된다.
도 4a를 참조하면, RF 모듈들의 스트립은 블록 48에서 개별 RF 모듈들로 개체화(singulate)될 수 있다. 따라서, 개체화는 RF 모듈의 일부 위에 차폐 층을 형성한 후에 발생할 수 있다. 도 4e는 패키징 기판의 일부 위에 차폐 층을 포함하는 개체화된 RF 모듈(10A')을 도시한다.
도 5a는 일 실시예에 따른 모듈의 무선 주파수 컴포넌트 위에 차폐 층을 형성하고 안테나는 차폐되지 않은 상태로 남겨두는 것을 포함하는 예시적인 프로세스(50)의 흐름도이다. 프로세스(50)는 첨가 방법에 의해 RF 모듈의 일부 위에 차폐 층을 형성하는 것을 수반한다. 프로세스(50)에서, 마스킹 재료가 스트립의 복수의 RF 모듈의 선택된 부분들 위에 적용될 수 있고, 도전성 층이 RF 모듈들 및 마스킹 재료 위에 형성될 수 있고, 마스킹 재료가 제거될 수 있다. 마스킹을 수반하는 차폐 층을 형성하는 방법들은 크기가 비교적 큰 RF 모듈들을 제조하는 데 및/또는 비교적 적은 수의 RF 모듈들을 위한 차폐 층을 동시에 형성하는 데 유리할 수 있다. 도 5b 내지 도 5f는 실시예에 따른 도 5a의 프로세스의 다양한 스테이지들에 대응하는 예시적인 모듈 또는 모듈들의 스트립을 예시한다.
블록 51에서, RF 컴포넌트 및 통합 안테나를 포함하는 RF 모듈들이 제공된다. RF 모듈들은 RF 컴포넌트와 안테나 사이에 배치된 와이어 본드들과 같은 하나 이상의 도전성 피처를 포함할 수 있다. 이 도전성 피처들은 차폐 구조물에 포함된 RF 격리 구조물들이다. 도 5b는 블록 51에서 제공될 수 있는 예시적인 RF 모듈(10A)을 예시한다. RF 모듈(10A)은 도 1 및 도 2의 RF 모듈(10)에 대응할 수 있다. 도 5b의 RF 모듈(10A)은 또한 도 4b의 RF 모듈(10A)에 대응할 수 있다. 예시된 바와 같이, 도 5b의 RF 모듈(10A)은 컴포넌트들(12A, 12B, 및 12C)을 포함하는 RF 컴포넌트(12)를 포함한다. 도 5b에 또한 예시된 바와 같이, 와이어 본드들(18)은 RF 컴포넌트를 둘러쌀 수 있다.
블록 53에서 RF 모듈의 선택된 부분들 위에 마스킹 재료가 제공될 수 있다. 블록 53에서 RF 모듈들의 스트립이 동시에 및/또는 순차적으로 마스킹될 수 있다. 마스킹 재료는 비교적 높은 온도의 테이프일 수 있다. 마스킹 재료는 RF 모듈들의 스트립의 RF 모듈들 각각의 안테나 위에 적용될 수 있다. 도 5c는 스트립(52)의 각각의 RF 모듈의 선택된 부분 위에 형성된 마스킹 재료(54)를 갖는 RF 모듈들의 스트립(52)을 도시한다.
블록 55에서, 도전성 층이 RF 모듈들의 스트립 위에 형성된다. 도전성 층은 RF 모듈들의 와이어 본드들과 접촉할 수 있다. 도전성 층은 RF 모듈들의 스트립 위에 도전성 재료를 분사하는 것 또는 PVD를 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 도전성 층은 프로세스(40)의 블록 44를 참조하여 논의된 원리들 및 이점들 중 임의의 것에 따라 형성될 수 있다. 다른 예로서, 도전성 층은 은(Ag) 기반 도전성 페인트와 같은 도전성 페인트를 RF 모듈들의 스트립 위에 분사하는 것에 의해 형성될 수 있다. 도 5d는 도전성 층(41)으로 덮인 최상부 표면을 갖는 RF 모듈들의 스트립(52')을 도시한다.
블록 57에서 마스킹 재료가 제거된다. 예를 들어, 테이프가 임의의 적합한 방식으로 제거될 수 있다. 마스킹 재료를 제거함으로써, 마스킹 재료 위에 형성되었던 도전성 층의 부분들 또한 제거된다. 따라서, 마스킹 재료로 덮였던 RF 모듈의 부분은 패키징 기판의 반대편에 차폐되지 않은 상태일 수 있다. 마스킹 재료를 제거하면 RF 모듈 상에 피처들이 남을 수 있다. 예를 들어, 마스킹 재료를 제거하는 것으로부터 휘스커 피처(whisker feature) 및/또는 비교적 예리한 단차가 존재할 수 있다. 도 5e는 최상부 표면이 차폐된 부분들(49) 및 차폐되지 않은 부분들(47)을 갖는 RF 모듈들의 스트립(52")을 도시한다. 차폐된 부분들(49)에서, 각각의 RF 모듈의 RF 컴포넌트(12) 주위의 차폐 구조물에 차폐 층(32)이 포함된다.
블록 58에서 RF 모듈들의 스트립은 개별 RF 모듈들로 개체화될 수 있다. 프로세스(50)에서, 개체화는 RF 모듈의 일부 위에 차폐 층을 형성한 후에 수행된다. 도 5f는 패키징 기판의 일부 위에 차폐 층을 포함하는 RF 모듈(10A')을 도시한다. 도 5f의 RF 모듈(10A')은, 도 4e의 RF 모듈(10A')과 유사할 수 있는데, 다만 도 5f의 RF 모듈(10A')은 안테나 위의 마스크를 제거하는 것으로부터 생긴 피처들을 포함할 수 있고 도 4e의 RF 모듈(10A')은 안테나 위의 차폐 층의 재료의 레이저 제거로부터 생긴 피처들을 포함할 수 있다.
도 5a의 프로세스(50) 및 도 6b의 프로세스(60)와 같은 특정 프로세스들은 RF 모듈들의 개체화 전에 차폐 층을 형성하는 단계를 포함한다. 일부 다른 프로세스들에서, 차폐 층은 RF 모듈들의 개체화 후에 형성될 수 있다. 이러한 프로세스들에서, 개체화된 모듈 위에 도전성 층을 형성하는 동안 개체화된 모듈의 하나 이상의 에지를 따라 등각 구조물이 형성될 수 있다. 등각 구조물은 RF 컴포넌트 주위의 차폐 구조물에 포함될 수 있다. 등각 구조물은 RF 컴포넌트의 하나 이상의 측면을 따라 와이어 본드들 대신 구현된다. 도 6a, 도 7a, 및 도 8a는 RF 모듈들의 개체화 후에 차폐 층을 형성하는 단계를 포함하는 프로세스들의 예들이다.
도 6a는 일 실시예에 따른 모듈의 무선 주파수 컴포넌트 위에 차폐 층을 형성하고 안테나는 차폐되지 않은 상태로 남겨두는 것을 포함하는 예시적인 프로세스(60)의 흐름도이다. 프로세스(60)는 첨가 방법에 의해 RF 모듈의 일부 위에 차폐 층을 형성하는 것을 포함한다. 프로세스(60)에서, 마스킹 재료가 스트립의 복수의 RF 모듈의 선택된 부분들 위에 적용될 수 있고, RF 모듈들이 개체화될 수 있고, 도전성 층이 RF 모듈들 및 마스킹 재료 위에 형성될 수 있고, 마스킹 재료가 제거될 수 있다. 도 6b 내지 도 6f는 일 실시예에 따른 도 6a의 프로세스의 다양한 스테이지들에 대응하는 예시적인 모듈, 모듈들의 스트립, 또는 개체화된 모듈들의 그룹을 예시한다.
블록 61에서, RF 컴포넌트 및 통합 안테나를 포함하는 RF 모듈들이 제공된다. RF 모듈들은 RF 컴포넌트와 안테나 사이에 배치된 와이어 본드들과 같은 하나 이상의 도전성 피처를 포함할 수 있다. 이 도전성 피처들은 차폐 구조물에 포함된 RF 격리 구조물들이다. 도 6b는 블록 61에서 제공될 수 있는 예시적인 RF 모듈(10B)을 예시한다. RF 모듈(10B)은 일반적으로 도 1 및 도 2의 RF 모듈(10) 및 도 4b 및 도 5b의 RF 모듈(10A)에 대응할 수 있다. RF 모듈(10B)은 RF 모듈들(10 및 10A)보다 RF 컴포넌트(12)의 더 적은 측면 주위에 와이어 본드들(18)를 포함한다. 도 6b에 예시된 바와 같이, 와이어 본드들(18)은 RF 컴포넌트(12)와 안테나(14) 사이에 배치된다. 예시된 와이어 본드들(18)은 RF 컴포넌트(12)와 안테나(14) 사이에 와이어 본드들의 벽을 형성한다. 또한 예시된 바와 같이, 도 6b의 RF 모듈(10B)은 컴포넌트들(12A, 12B, 및 12C)을 포함하는 RF 컴포넌트(12)를 포함한다.
블록 63에서 RF 모듈의 선택된 부분들 위에 마스킹 재료가 제공될 수 있다. 블록 63에서 RF 모듈들의 스트립이 동시에 및/또는 순차적으로 마스킹될 수 있다. 마스킹 재료는 비교적 높은 온도의 테이프일 수 있다. 마스킹 재료는 비교적 낮은 접착력의 테이프일 수 있다. 마스킹 재료는 RF 모듈들의 스트립의 RF 모듈들 각각의 안테나 위에 적용될 수 있다. 도 6c는 스트립(52)의 각각의 RF 모듈의 선택된 부분 위에 형성된 마스킹 재료(54)를 갖는 RF 모듈들의 스트립(52)을 도시한다.
블록 65에서, RF 모듈들이 개체화될 수 있다. 예를 들어, 실톱이 개별 RF 모듈을 서로 분리할 수 있다. 개체화된 RF 모듈들은 PVD 링에 제공될 수 있다. 도 6d는 차폐 층이 그 위에 형성되기 전의 개체화된 RF 모듈들(66)의 그룹을 도시한다.
블록 67에서 개체화된 RF 모듈들 위에 도전성 층이 형성된다. 도전성 층은 개체화된 RF 모듈의 와이어 본드들과 접촉할 수 있다. 도전성 층은 스퍼터링을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 도전성 층은 개체화된 모듈들에 적용되는 것으로서 프로세스(40)의 블록 44를 참조하여 논의된 원리들 및 이점들 중 임의의 것에 따라 형성될 수 있다. 도 6e는 도전성 층이 그 위에 형성된 개체화된 RF 모듈들(66')의 그룹을 도시한다. 도전성 층은 RF 모듈의 패키지 기판에 실질적으로 평행하다.
블록 67에서, 개체화된 RF 모듈들의 에지를 따라 등각 도전성 층들이 또한 형성될 수 있다. 등각 도전성 층들은 패키지 기판에 실질적으로 평행한 도전성 층과 실질적으로 직교하고 접촉할 수 있다. 따라서, RF 컴포넌트 주위의 차폐 구조물은 RF 컴포넌트의 하나의 측면 주위의 와이어 본드들(18), RF 컴포넌트의 3개의 측면 주위의 등각 도전성 층들, 및 RF 컴포넌트 위의 차폐 층을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 와이어 본드들은 RF 컴포넌트의 2개 또는 3개의 측면을 따라 배치될 수 있고 등각 도전성 층들은 RF 컴포넌트의 다른 측면(들)을 따라 배치될 수 있다. 이러한 실시예들의 예들은 도 9e 및 도 9f에 대응한다.
블록 69에서 마스킹 재료가 제거된다. 개체화된 RF 모듈이 픽업되어 트레이에 배치되는 동안 마스킹 재료가 제거될 수 있다. 마스킹 재료는 마스킹 재료를 박리시키거나 마스킹 재료를 용해시키는 것과 같은 임의의 적합한 방식으로 제거될 수 있다. 마스킹 재료를 제거함으로써, 마스킹 재료 위에 형성되었던 도전성 층의 부분들이 제거된다. 따라서, 마스킹 재료로 덮였던 RF 모듈의 부분은 패키징 기판의 반대편에 차폐되지 않은 상태일 수 있다. 마스킹 재료를 제거하면 RF 모듈 상에 피처들이 남을 수 있다. 예를 들어, 마스킹 재료를 제거하는 것으로부터 휘스커 피처(whisker feature) 및/또는 비교적 예리한 단차가 존재할 수 있다. 도 6f는 패키징 기판의 일부 위에 차폐 층을 포함하는 RF 모듈(10B')을 도시한다.
도 7a는 일 실시예에 따른 모듈의 무선 주파수 컴포넌트 위에 차폐 층을 형성하고 안테나는 차폐되지 않은 상태로 남겨두는 것을 포함하는 예시적인 프로세스(70)의 흐름도이다. 프로세스(70)는 공제 방법에 의해 RF 모듈의 일부 위에 차폐 층을 형성하는 것을 수반한다. 예를 들어, 도 6의 프로세스(60)에서 마스킹하는 것 대신에 프로세스(70)에서 레이저를 사용하여 개체화된 RF 모듈의 도전성 층의 선택된 부분이 제거될 수 있다. 프로세스(70)는 개체화된 RF 모듈 위에 도전성 층을 형성한 다음 도전성 층의 선택된 부분을 제거하는 것을 수반한다. 도 7b 내지 도 7f는 일 실시예에 따른 도 7a의 프로세스의 다양한 스테이지들에 대응하는 예시적인 모듈 또는 개체화된 모듈들의 그룹을 예시한다.
블록 71에서, RF 컴포넌트 및 통합 안테나를 포함하는 RF 모듈들이 제공된다. RF 모듈들은 RF 컴포넌트와 안테나 사이에 배치된 와이어 본드들과 같은 하나 이상의 도전성 피처를 포함할 수 있다. 이 도전성 피처들은 차폐 구조물에 포함된 RF 격리 구조물들이다. 도 7b는 블록 71에서 제공될 수 있는 예시적인 RF 모듈(10B)을 예시한다. RF 모듈(10B)은 일반적으로 도 1 및 도 2의 RF 모듈(10) 및 도 4b 및 도 5b의 RF 모듈(10A)에 대응할 수 있다. 도 7b의 RF 모듈(10B)은 도 6b의 RF 모듈(10B)에 대응할 수 있다. 예시된 바와 같이, 도 7b의 RF 모듈(10B)은 컴포넌트들(12A, 12B, 및 12C)을 포함하는 RF 컴포넌트(12)를 포함한다. 도 7b에 또한 예시된 바와 같이, 와이어 본드들(18)은 RF 컴포넌트(12)와 안테나(14) 사이에 배치된다. 예시된 와이어 본드들(18)은 RF 컴포넌트(12)와 안테나(14) 사이에 와이어 본드들의 벽을 형성한다.
블록 73에서 RF 모듈들이 개체화될 수 있다. 예를 들어, 실톱이 개별 RF 모듈을 서로 분리할 수 있다. 개체화된 RF 모듈들은 PVD 링에 제공될 수 있다. 도 7b는 도전성 층이 그 위에 형성되기 전의 개체화된 RF 모듈들(74)의 그룹을 도시한다. RF 모듈들(74)은 그 위에 형성된 마스킹 재료가 없는 도 6d의 RF 모듈들(66)에 대응할 수 있다.
블록 75에서 개체화된 RF 모듈들 위에 도전성 층이 형성된다. 도전성 층은 개체화된 RF 모듈의 와이어 본드들과 접촉할 수 있다. 도전성 층은 스퍼터링을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 도전성 층은 개체화된 모듈들에 적용되는 것으로서 프로세스(40)의 블록 44를 참조하여 논의된 원리들 및 이점들 중 임의의 것에 따라 형성될 수 있다. 도 7c는 도전성 층이 그 위에 형성된 개체화된 RF 모듈들(74')의 그룹을 도시한다. 도전성 층은 RF 모듈의 패키지 기판에 실질적으로 평행하다.
블록 75에서, 개체화된 RF 모듈들의 에지를 따라 등각 도전성 층들이 또한 형성될 수 있다. 등각 도전성 층들은 패키지 기판에 실질적으로 평행한 도전성 층과 실질적으로 직교하고 접촉할 수 있다. 따라서, RF 컴포넌트 주위의 차폐 구조물은 RF 컴포넌트의 하나의 측면 주위의 와이어 본드들(18), RF 컴포넌트의 3개의 측면 주위의 등각 도전성 층들, 및 RF 컴포넌트 위의 차폐 층을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 와이어 본드들은 RF 컴포넌트의 2개 또는 3개의 측면을 따라 배치될 수 있고 등각 도전성 층들은 RF 컴포넌트의 다른 측면(들)을 따라 배치될 수 있다. 이러한 실시예들의 예들은 도 9e 및 도 9f에 대응한다.
블록 77에서 도전성 층의 선택된 부분이 RF 모듈의 안테나 위에서 제거될 수 있다. 예를 들어, 레이저가 RF 모듈의 안테나 위의 도전성 층을 제거할 수 있다. 레이저로 도전성 층의 일부를 제거하면 RF 모듈 상에 피처들이 남을 수 있다. 예를 들어, 도전성 층의 일부를 레이저로 제거한 후에 RF 컴포넌트 상에 헤일로 링(halo ring)과 같은 번 피처(burn feature)들이 존재할 수 있다. 레이저 제거는 마스킹을 수반하는 방법들과 같이 부분적으로 차폐된 RF 모듈을 형성하는 일부 다른 방법들에 비해 안테나 위에 더 거친 표면 마무리를 초래할 수 있다. 레이저 제거는 하나 이상의 개체화된 RF 모듈의 도전성 층의 선택된 부분의 레이저 제거에 적용되는 것으로서 프로세스(40)의 블록 46을 참조하여 논의된 원리들 중 임의의 것을 수반할 수 있다. 프로세스 70에서, 레이저 제거가 개체화 후에 수행된다. 대조적으로, 프로세스(40)에서, 도전성 층의 선택된 부분의 레이저 제거가 개체화 전에 수행된다.
도 7e는 개체화된 RF 모듈에 레이저 빔(45)이 인가되는 것을 도시한다. 레이저는 RF 모듈에 차폐되지 않은 부분(47) 및 차폐된 부분(49)이 남도록 RF 모듈 위의 도전성 층을 선택적으로 제거할 수 있다. 따라서, 차폐 층이 RF 컴포넌트 위에 배치될 수 있고, 안테나는 패키지 기판의 반대편에 차폐되지 않은 상태일 수 있다. 그에 따라, 안테나는 차폐 층 간섭 없이 RF 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다.
블록 77에서, 개체화된 RF 모듈들이 픽업되어 트레이에 배치된다. 도 7f는 RF 컴포넌트를 포함하는 패키징 기판의 일부 위에 차폐 층을 포함하는 RF 모듈(10B')을 도시한다.
도 8a는 일 실시예에 따른 모듈의 무선 주파수 컴포넌트 위에 차폐 층을 형성하고 안테나는 차폐되지 않은 상태로 남겨두는 것을 포함하는 예시적인 프로세스(80)의 흐름도이다. 프로세스(80)는 첨가 방법에 의해 RF 모듈의 일부 위에 차폐 층을 형성하는 것을 포함한다. 마스킹 재료가 RF 모듈의 패널 위에 적용될 수 있고, 마스킹 재료가 커팅될 수 있고 마스킹 재료의 일부가 제거될 수 있고, 도전성 층이 형성될 수 있고, 나머지 마스킹 재료가 제거될 수 있다. 도 8b 내지 도 8i는 일 실시예에 따른 도 8a의 프로세스의 다양한 스테이지들에 대응하는 예시적인 모듈, 모듈들의 스트립, 또는 개체화된 모듈들의 그룹을 예시한다.
블록 81에서, RF 컴포넌트 및 통합 안테나를 포함하는 RF 모듈들이 제공된다. RF 모듈들은 RF 컴포넌트와 안테나 사이에 배치된 와이어 본드들과 같은 하나 이상의 도전성 피처를 포함할 수 있다. 이 도전성 피처들은 차폐 구조물에 포함된 RF 격리 구조물들이다. 도 8b는 블록 81에서 제공될 수 있는 예시적인 RF 모듈(10B)을 예시한다. RF 모듈(10B)은 일반적으로 도 1 및 도 2의 RF 모듈(10) 및 도 4b 및 도 5b의 RF 모듈(10A)에 대응할 수 있다. 도 8b의 RF 모듈(10B)은 도 6b의 RF 모듈(10B) 및 도 7b의 RF 모듈(10B)에 대응할 수 있다. 예시된 바와 같이, 도 8b의 RF 모듈(10B)은 컴포넌트들(12A, 12B, 및 12C)을 포함하는 RF 컴포넌트(12)를 포함한다. 도 8b에 예시된 바와 같이, 와이어 본드들(18)은 RF 컴포넌트(10B)와 안테나(14) 사이에 배치된다. 예시된 와이어 본드들(18)은 RF 컴포넌트(10B)와 안테나(14) 사이에 와이어 본드들의 벽을 형성한다.
블록 83에서 RF 모듈들 위에 마스킹 재료가 제공될 수 있다. 마스킹 재료는 RF 모듈들의 스트립을 덮을 수 있다. 마스킹 재료는 본 명세서에서 논의된 마스킹 재료들의 임의의 적합한 피처들을 포함할 수 있다. 도 8c는 스트립(52)의 RF 모듈들 각각의 최상부 표면 위에 형성된 마스킹 재료(54)를 갖는 RF 모듈들의 스트립(82)을 도시한다. 마스킹 재료는 도 8c에서 RF 모듈의 최상부 표면 전체 위에 형성되지만, 마스킹 재료는 일부 다른 실시예에서 RF 모듈의 최상부 표면의 임의의 적합한 부분 위에 형성될 수 있다.
블록 85에서 마스킹 재료가 레이저 커팅될 수 있다. 마스킹 재료는 마스킹 재료가 임의의 원하는 형상으로 RF 모듈들 위에 있을 수 있도록 레이저 커팅될 수 있다. 이러한 원하는 형상은 직사각형일 수 있다. 일부 다른 실시예에서, 원하는 형상은 직사각형이 아닐 수 있다. 예를 들어, 만곡된 피처, 원형 피처, 타원형 피처, 직사각형이 아닌 다각형 피처, 또는 이들의 임의의 조합이 레이저 커팅될 수 있다. 도 8d는 레이저 커팅된 마스킹 재료(54)를 갖는 RF 모듈들의 스트립(82')을 도시한다.
블록 87에서, 마스킹 재료의 일부가 제거될 수 있다. 따라서, 프로세스(80) 후에 차폐되지 않은 상태가 될 RF 모듈의 일부 위에 마스킹 재료가 남을 수 있다. 예를 들어, 마스킹 재료는 RF 모듈의 안테나 위에 남을 수 있다. 도 8e는 부분 제거 후의 마스킹 재료(54)를 갖는 RF 모듈들의 스트립(82'')을 도시한다.
블록 89에서 RF 모듈들이 개체화될 수 있다. 예를 들어, 실톱이 개별 RF 모듈을 서로 분리할 수 있다. 개체화된 RF 모듈들은 PVD 링에 제공될 수 있다. 도 8f는 도전성 층이 그 위에 형성되기 전의 개체화된 RF 모듈들(90)의 그룹을 도시한다. 도 8g는 프로세스(80) 후에 차폐되지 않은 상태가 될 부분 위에 마스킹 재료(54)를 갖는 개체화된 RF 모듈을 도시한다. 개체화된 RF 모듈들(90)의 그룹은 복수의 이러한 모듈들을 포함할 수 있다. RF 모듈(90)은 상이한 패턴의 마스킹 재료가 그 위에 형성된 도 6d의 RF 모듈들(66)에 대응할 수 있다.
블록 91에서 개체화된 RF 모듈들 위에 도전성 층이 형성된다. 도전성 층은 개체화된 RF 모듈의 와이어 본드들과 접촉할 수 있다. 도전성 층은 RF 모듈 위에 스퍼터링될 수 있다. 도전성 층은 PVD를 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 도전성 층은 적합하게 본 명세서에서 논의된 임의의 방법으로 도전성 층을 형성하는 것과 관련하여 논의된 원리들 및 이점들 중 임의의 것에 따라 형성될 수 있다. 도 8h는 도전성 층이 그 위에 형성된 개체화된 RF 모듈들(90')의 그룹을 도시한다. 각각의 RF 모듈의 도전성 층은 RF 모듈의 패키지 기판에 실질적으로 평행하다.
블록 91에서, 개체화된 RF 모듈들의 에지를 따라 등각 도전성 층들이 또한 형성될 수 있다. 등각 도전성 층들은 패키지 기판에 실질적으로 평행한 도전성 층과 실질적으로 직교하고 접촉할 수 있다. 따라서, RF 컴포넌트 주위의 차폐 구조물은 RF 컴포넌트의 하나의 측면 주위의 와이어 본드들(18), RF 컴포넌트의 3개의 측면 주위의 등각 도전성 층들, 및 RF 컴포넌트 위의 차폐 층을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 와이어 본드들은 RF 컴포넌트의 2개 또는 3개의 측면을 따라 배치될 수 있고 등각 도전성 층들은 RF 컴포넌트의 다른 측면(들)을 따라 배치될 수 있다. 이러한 실시예들의 예들은 도 9e 및 도 9f에 대응한다.
블록 93에서 나머지 마스킹 재료가 제거된다. 마스킹 재료는 임의의 적합한 방식으로 제거될 수 있다. 마스킹 재료를 제거함으로써, 마스킹 재료 위에 형성되었던 도전성 층의 부분들이 제거된다. 따라서, 마스킹 재료로 덮였던 RF 모듈의 부분은 패키징 기판의 반대편에 차폐되지 않은 상태일 수 있다. 마스킹 재료를 제거하면 RF 모듈 상에 피처들이 남을 수 있다. 예를 들어, 마스킹 재료를 제거하는 것으로부터 휘스커 피처(whisker feature) 및/또는 비교적 예리한 단차가 존재할 수 있다. 도 8i는 최상부 표면이 차폐된 부분 및 차폐되지 않은 부분을 갖는 RF 모듈(10B')을 도시한다. 차폐된 부분에서, RF 컴포넌트 주위의 차폐 구조물에 차폐 층이 포함될 수 있다. RF 모듈의 안테나는 차폐되지 않은 부분에서 패키지 기판의 반대편에 차폐되지 않은 상태일 수 있다.
블록 95에서, 개체화된 RF 모듈들이 픽업되어 트레이에 배치된다.
도 9a 내지 도 9f는 특정 실시예들에 따른 선택적으로 차폐된 RF 모듈들의 예들의 개략도들이다. 이들 실시예 중 임의의 것과 관련하여 논의된 원리들 및 이점들 중 임의의 것은 적합하게 이들 실시예 중 임의의 다른 실시예 및/또는 본 명세서에서 논의된 임의의 다른 실시예들과 관련하여 구현될 수 있다. 도 1과 유사하게, 도 9a 내지 도 9f의 RF 모듈들은 최상부 차폐 층 없이 평면도로 도시되어 있다. 최상부 차폐 층은, 예를 들어 도 4a, 도 5a, 도 6a, 도 7a, 또는 도 8a의 프로세스들 중 하나 이상을 참조하여 논의된 원리들 및 이점들 중 임의의 것에 따라 형성될 수 있다. 차폐 층은 이들 RF 모듈 각각의 RF 컴포넌트 위에 형성될 수 있고, 이들 RF 모듈 각각의 안테나는 차폐되지 않은 상태일 수 있다. 이들 모듈 각각의 와이어 본드들은 차폐 층과 접촉하여 와이어 본드들 및 차폐 층 양쪽 모두가 RF 컴포넌트 주위의 차폐 구조물의 일부가 될 수 있다. 비록 도 9a 내지 도 9f는 단일 안테나를 갖는 RF 모듈들을 예시하지만, 본 명세서에서 논의된 임의의 적합한 원리들 및 이점들은 2개 이상의 통합 안테나를 포함하는 RF 모듈들에 적용될 수 있다.
도 9a 내지 도 9f는 본 명세서에서 논의된 원리들 및 이점들에 따른 다양한 RF 모듈들을 예시한다. 이들 RF 모듈 각각은 본 명세서에서 논의된 임의의 적합한 원리들 및 이점들에 따라 선택적으로 차폐될 수 있다. 도 9a 내지 도 9f는 다양한 RF 컴포넌트들이 차폐 구조물 내에 구현될 수 있다는 것, 다양한 차폐 구조물들이 구현될 수 있다는 것, 안테나들이 다양한 형상 및/또는 위치를 가질 수 있다는 것, 또는 이들의 임의의 적합한 조합을 예시한다. 예를 들어, 도 9a는 3개의 상이한 요소를 포함하는 RF 컴포넌트의 일 예를 도시한다. 다른 RF 컴포넌트들이 대안적으로 또는 추가적으로 구현될 수 있다. 도 9b, 도 9c, 도 9e, 및 도 9f는 RF 컴포넌트를 차폐하기 위해 차폐 구조물들이 1개, 2개, 또는 3개의 와이어 본드 벽을 포함할 수 있고 RF 모듈의 다른 측면들을 따라 도전성 등각 구조물(들)이 배치될 수 있는 것을 도시한다. RF 모듈들의 개체화 전에 차폐 층이 형성되는 실시예들에서 와이어 본드들이 RF 모듈의 RF 컴포넌트를 둘러쌀 수 있다. RF 모듈들의 개체화 후에 차폐 층이 형성되는 실시예들에서 RF 모듈의 RF 컴포넌트의 적어도 하나의 측면을 따라 등각 층이 배치될 수 있다. 등각 구조물은 임의의 적합한 도전성 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도전성 등각 구조물은 특정 애플리케이션들에서 차폐 층과 동일한 도전성 재료를 포함할 수 있다. 도 9d, 도 9e, 및 도 9f는 예시적인 안테나 위치들 및 형상들을 도시한다. 본 명세서에서 논의된 RF 모듈들 중 임의의 것은 특정 애플리케이션에 대해 임의의 적합한 크기 및 형상을 갖고 적합하게 배치되는 안테나를 포함할 수 있다.
도 9a는 일 실시예에 따른 예시적인 RF 모듈(10A)의 개략도이다. 도 9a의 RF 모듈(10A)은 도 1의 RF 컴포넌트(12)가 시스템 온 칩(12A), 프런트 엔드 집적 회로(12B), 및 크리스털(12C)을 포함할 수 있는 것을 도시한다. 도 9a의 RF 모듈(10A)은 도 4a의 프로세스(40) 및/또는 도 5a의 프로세스(50)에서 제공될 수 있는 RF 모듈의 일 예이다.
도 9b는 일 실시예에 따른 예시적인 RF 모듈(10B)의 개략도이다. 도 9b의 RF 모듈(10B)은 도 6a의 프로세스(60), 도 7a의 프로세스(70), 또는 도 8a의 프로세스(80)에서 제공될 수 있는 RF 모듈의 일 예이다. 도 9b의 RF 모듈(10B)은 도 1의 RF 모듈(10)과 유사한데, 다만 와이어 본드들(18)은 RF 컴포넌트(12)를 둘러싸고 있지 않다. 도 9b에서, 와이어 본드들(18)은 RF 컴포넌트(12)와 안테나(14) 사이에 배치된다. 도 9b의 RF 컴포넌트 주위의 나머지 측면들에는 와이어 본드들이 없다.
도 9c는 차폐 층(32) 및 도전성 등각 구조물(98)이 형성된 후의 도 9b의 무선 주파수 모듈을 도시한다. 도 9c에 예시된 바와 같이, 도전성 등각 구조물(98)은 모듈(10B')의 외측 에지들을 따라 형성될 수 있다. 이러한 도전성 등각 구조물은, 예를 들어, 도 6a의 프로세스(60), 도 7a의 프로세스(70), 또는 도 8a의 프로세스(80)와 관련하여 설명된 바와 같이 형성될 수 있다. 따라서, 도 9c의 RF 컴포넌트(12) 주위의 차폐 구조물은 RF 컴포넌트(12)와 안테나(14) 사이에 배치된 와이어 본드들(18) 및 RF 모듈(10B')의 에지들을 따라 3개의 등각 도전성 측면을 포함하는 도전성 등각 구조물(98)을 포함한다. 와이어 본드들(18) 및 등각 도전성 표면들은 RF 컴포넌트(12) 위에 배치된 차폐 층(32)과 접촉할 수 있다. 도 9b 및 도 9c에 예시된 와이어 본드들(18)은 벽으로서 배열된다. 일부 다른 경우에, 도전성 등각 구조물은 또한 안테나(14) 주위의 모듈(10B')의 에지들을 따를 수 있다. 차폐 층은 RF 컴포넌트(12) 위에 형성될 수 있고 안테나(14)는 패키지 기판(16)의 반대편에 차폐되지 않은 상태일 수 있다.
도 9d는 일 실시예에 따른 예시적인 RF 모듈(10C)의 개략도이다. 도 9d의 RF 모듈(10C)은 도 1의 RF 모듈(10)과 유사한데, 다만 안테나(14A)가 RF 컴포넌트(12)를 둘러싸고 안테나(14A)는 도 1의 안테나(14)와 상이한 형상을 갖는다. 패키지 기판(16)의 반대편의 차폐 층이 RF 컴포넌트(12)를 차폐하고 안테나(14A)는 차폐되지 않은 상태로 남겨둘 수 있다.
도 9e는 일 실시예에 따른 예시적인 RF 모듈(10D)의 개략도이다. 도 9e의 RF 모듈(10D)은 도 1의 RF 모듈(10)과 유사한데, 다만 차폐 구조물과 안테나 양쪽 모두가 상이하다. 도 9e에 도시된 RF 모듈(10D)에서, 차폐 구조물은 RF 컴포넌트(12) 주위의 와이어 본드들(18)의 3개의 벽을 포함한다. 와이어 본드들이 없는 측면을 따라 등각 도전성 층이 형성될 수 있다. 등각 도전성 층 및 차폐 층은 차폐 구조물에 포함될 수 있다. 안테나(14B)는 도 1의 안테나(14)와는 상이한 위치 및 형상을 갖는다. 도 9e에 도시된 안테나(14B)는 RF 컴포넌트(12)의 4개 중 3개의 측면 주위에 배치된다. 패키지 기판(16)의 반대편의 차폐 층은 RF 컴포넌트(12)를 차폐하고 안테나(14B)는 차폐되지 않은 상태로 남겨둘 수 있다.
도 9f는 일 실시예에 따른 예시적인 RF 모듈(10E)의 개략도이다. 도 9f의 RF 모듈(10E)은 도 1의 RF 모듈(10)과 유사한데, 다만 차폐 구조물과 안테나가 상이하다. 도 9f에 도시된 RF 모듈(10E)에서, 차폐 구조물은 RF 컴포넌트(12) 주위의 와이어 본드들(18)의 2개의 벽을 포함한다. 와이어 본드들이 없는 측면들을 따라 등각 도전성 층이 형성될 수 있다. 등각 도전성 층 및 차폐 층은 차폐 구조물에 포함될 수 있다. 안테나(14C)는 도 1의 안테나(14)와는 상이한 위치 및 형상을 갖는다. 도 9f에 도시된 안테나(14C)는 RF 컴포넌트(12)의 4개 중 2개의 측면 주위에 배치된다. 패키지 기판(16)의 반대편의 차폐 층이 RF 컴포넌트(12)를 차폐하고 안테나(14C)는 차폐되지 않은 상태로 남겨둘 수 있다.
무선 주파수 모듈은 패키지 기판의 반대편의 차폐 층이 무선 주파수 모듈의 임의의 적합한 부분을 덮도록 선택적으로 차폐될 수 있다. 이러한 차폐 층은 원하는 애플리케이션을 위한 임의의 적합한 패턴을 가질 수 있다. 패턴은 도전성 재료를 절제하는 것에 의해, 예컨대 레이저 스크라이빙(scribing)에 의해, 및/또는 도전성 재료를 제거하기 위해 마스크를 제거하는 것에 의해 형성될 수 있다. 패턴은 임의의 적합한 형상 및/또는 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 이러한 패턴은 도 9a 내지 도 9f 중 임의의 것에 도시된 RF 컴포넌트를 덮을 수 있다.
무선 주파수 모듈의 차폐되지 않은 부분은 절제에 의해 노출될 수 있다. 절제 패턴은 원하는 애플리케이션을 위한 임의의 적합한 패턴일 수 있다. 예를 들어, 절제 패턴은 라인, 다수의 교차 라인과 같은 다수의 라인, 블록 등일 수 있다. 마스킹 재료를 제거하는 것은 대안적으로 도전성 재료를 절제하는 것과 유사한 기능을 수행할 수 있다. 따라서, 무선 주파수 모듈의 차폐되지 않은 부분은 평면도에서 하나 이상의 라인 및/또는 하나 이상의 블록의 형상을 가질 수 있다. 일부 경우에, 무선 주파수 모듈의 차폐되지 않은 부분은 무선 주파수 모듈의 상이한 차폐된 부분들을 분리할 수 있다.
도 9a 내지 도 9f의 무선 주파수 모듈들은 안테나 위에 차폐되지 않은 부분을 포함하지만, 차폐되지 않은 부분은 하나 이상의 다른 회로 요소(예컨대 하나 이상의 정합 회로, 하나 이상의 필터, 하나 이상의 듀플렉서 등, 또는 이들의 임의의 적합한 조합) 위에 및/또는 무선 주파수 모듈의 상이한 부분들의 회로 사이에 있을 수 있다. 특정 애플리케이션에서, 차폐 구조물들은 무선 주파수 모듈의 하나의 부분이 무선 주파수 모듈의 다른 부분과 간섭하는 것을 방지하기 위해 분할될 수 있다.
도 9g 내지 도 9j는 특정 실시예들에 따른 선택적으로 차폐된 RF 모듈들의 예들의 도면들이다. 이들 실시예 중 임의의 것과 관련하여 논의된 원리들 및 이점들 중 임의의 것은 적합하게 이들 실시예 중 임의의 다른 실시예 및/또는 본 명세서에서 논의된 임의의 다른 실시예들과 관련하여 구현될 수 있다. 예를 들어, 도 9g 내지 도 9j의 최상부 차폐 층들은 도 4a, 도 5a, 도 6a, 도 7a, 또는 도 8a 중 하나 이상을 참조하여 논의된 임의의 적합한 원리들 및 이점들에 따라 형성될 수 있다.
도 9g는 일 실시예에 따른 무선 주파수 모듈의 일부를 차폐되지 않은 상태로 남겨두는 절제 패턴을 갖는 차폐된 무선 주파수 모듈(10F')을 예시한다. 절제 패턴은 무선 주파수 모듈(10F')의 최상부 위에 그리고 또한 무선 주파수 모듈(10F')의 반대 측면들 위에 연장될 수 있다. 절제 패턴은 예를 들어 레이저 스크라이빙에 의해 형성될 수 있다. 이러한 레이저 스크라이빙은 도전성 재료를 제거하고 몰딩 재료 위에 도전성 재료가 없는 차폐되지 않은 부분(47A)을 남겨둘 수 있다. 레이저 스크라이빙은 또한 차폐되지 않은 부분(47A) 내의 일부 몰딩 재료(예를 들어, 약 5 미크론의 몰딩 재료)를 제거할 수 있다. 예시된 절제 패턴의 폭은 특정 애플리케이션에서 약 40 내지 150 미크론의 범위, 예컨대 약 100 미크론일 수 있다.
도 9g에 도시된 바와 같이, 차폐되지 않은 부분(47A)은 제1 차폐 구조물을 제2 차폐 구조물로부터 분리한다. 제1 차폐 구조물은 RF 컴포넌트에 대한 차폐를 제공할 수 있다. 예시된 제1 차폐 구조물은 최상부 차폐 층(32A) 및 3개의 등각 측면을 포함한다. 3개의 등각 측면은 최상부 차폐 층(32A)과 실질적으로 직교할 수 있다. 등각 측면들은 접지에 연결될 수 있고 최상부 차폐 층(32A)을 위한 접지 연결을 제공할 수 있다. 제1 차폐 구조물은 또한 차폐되지 않은 부분(47A)에 인접한 제4 측면 상에 와이어 본드들을 포함할 수 있다. 이러한 와이어 본드들은 최상부 차폐 층(32A)과 접촉할 수 있다. 대안적으로, 도전성 등각 구조물이 제4 측면을 따라 최상부 차폐 층(32A)과 접촉하여 형성될 수 있다. 제2 차폐 구조물은 다른 RF 컴포넌트와 같은 다른 전자 컴포넌트에 대한 차폐를 제공할 수 있다. 예시된 제2 차폐 구조물은 최상부 차폐 층(32B) 및 3개의 등각 측면을 포함한다. 3개의 등각 측면은 최상부 차폐 층(32B)과 실질적으로 직교할 수 있다. 등각 측면들은 접지에 연결될 수 있고 최상부 차폐 층(32B)을 위한 접지 연결을 제공할 수 있다. 제2 차폐 구조물은 또한 차폐되지 않은 부분(47A)에 인접한 제4 측면 상에 와이어 본드들을 포함할 수 있다. 이러한 와이어 본드들은 최상부 차폐 층(32B)과 접촉할 수 있다. 대안적으로, 도전성 등각 구조물이 제4 측면을 따라 최상부 차폐 층(32B)과 접촉하여 형성될 수 있다. 특정 애플리케이션에서, 제1 차폐 구조물 및 제2 차폐 구조물은 양쪽 모두 최상부 차폐 층과 실질적으로 직교하는 방향으로 차폐되지 않은 부분(47A)의 반대 측면들 상에서 개방된다.
도 9h는 일 실시예에 따른 선택적으로 차폐된 무선 주파수 모듈(10G')을 예시한다. 도 9h에서, 차폐되지 않은 부분(47A)은 도 9g에서보다 더 넓다. 차폐되지 않은 부분(47A)은 약 300 미크론 내지 700 미크론의 범위, 예컨대 약 500 미크론의 폭을 가질 수 있다. 차폐되지 않은 부분(47A)은 특정 애플리케이션을 위한 임의의 적합한 치수를 가질 수 있다.
도 9i는 일 실시예에 따른 2개의 차폐된 부분 사이에 차폐되지 않은 부분(47A)을 갖는 선택적으로 차폐된 무선 주파수 모듈(10H')을 예시한다. 무선 주파수 모듈(10H')은 동일한 무선 주파수 모듈의 2개의 RF 컴포넌트가 상이한 차폐 구조물들에 의해 차폐될 수 있다는 것을 예시한다. 이들 RF 컴포넌트는 상이한 주파수 대역들(예를 들어, 고 대역 및 저 대역)에서 동작하는 RF 컴포넌트들과 같은 임의의 적합한 RF 컴포넌트들일 수 있다. 무선 주파수 모듈(10H')에서, 제1 차폐 구조물은 제1 RF 컴포넌트(12-1)에 대한 차폐를 제공하고 제2 차폐 구조물은 제2 RF 컴포넌트(12-2)에 대한 차폐를 제공한다. 무선 주파수 모듈(10H')의 차폐 구조물들은 제1 RF 컴포넌트(12-1)와 제2 RF 컴포넌트(12-2) 사이의 간섭을 감소 및/또는 제거할 수 있다. 제1 RF 컴포넌트(12-1)는 제1 차폐 구조물의 최상부 차폐 층(32A)과 패키지 기판 사이에 배치된다. 제2 RF 컴포넌트(12-2)는 제2 차폐 구조물의 최상부 차폐 층(32B)과 패키지 기판 사이에 배치된다.
등각 층들이 무선 주파수 모듈(10H')의 제1 차폐 구조물의 적어도 3개의 측면을 형성할 수 있다. 유사하게, 등각 층들이 무선 주파수 모듈(10H')의 제2 차폐 구조물의 적어도 3개의 측면을 형성할 수 있다. 특정 애플리케이션에서, 제1 차폐 구조물 및 제2 차폐 구조물은 양쪽 모두 최상부 차폐 층과 실질적으로 직교하는 방향으로 차폐되지 않은 부분(47A)의 반대 측면들 상에서 개방된다. 일부 경우에, 하나 이상의 도전성 피처가 제1 RF 컴포넌트(12-1)와 제2 RF 컴포넌트(12-B) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 차폐 구조물은 RF 컴포넌트(12-1)와 차폐되지 않은 부분(47A) 사이에 배치된 하나 이상의 와이어 본드를 포함할 수 있고, 여기서 하나 이상의 와이어 본드는 최상부 차폐 층(32A)과 접촉한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제2 차폐 구조물은 RF 컴포넌트(12-2)와 차폐되지 않은 부분(47A) 사이에 배치된 하나 이상의 와이어 본드를 포함할 수 있고, 여기서 하나 이상의 와이어 본드는 최상부 차폐 층(32B)과 접촉한다. 다른 예로서, 제1 차폐 구조물은 RF 컴포넌트(12-1)와 차폐되지 않은 부분(47A) 사이에 배치된 등각 구조물을 포함할 수 있고, 및/또는 제2 차폐 구조물은 RF 컴포넌트(12-2)와 차폐되지 않은 부분(47A) 사이에 배치된 등각 구조물을 포함할 수 있다. 이러한 등각 구조물은 예를 들어 도 13a 및 도 13b를 참조하여 논의된 임의의 적합한 원리들 및 이점들에 따라 형성될 수 있다. 일부 애플리케이션에서, 관통 몰드 비아의 저부가 차폐되지 않은 부분(47A)에 대응할 수 있도록 레이저 스크라이빙이 관통 몰드 비아 내의 도전성 재료를 제거할 수 있다.
도 9j는 일 실시예에 따른 차폐된 부분들 사이에 차폐되지 않은 부분을 갖는 선택적으로 차폐된 무선 주파수 모듈(10I')을 예시한다. 무선 주파수 모듈(10I')은 다른 예시적인 차폐되지 않은 부분(47B) 및 예시적인 RF 컴포넌트들(12-1, 12-2A 및 12-2B, 및 12-3)을 예시한다. 차폐되지 않은 부분(47B)은 예를 들어 레이저 스크라이브로 모듈 위의 도전성 재료를 절제함으로써 형성될 수 있다. 도 9j에 예시된 바와 같이, 차폐되지 않은 부분(47B)은 차폐 구조물을 2개보다 많은 개별 차폐 구조물로 분할할 수 있다. 무선 주파수 모듈(10I')은 3개의 상이한 컴포넌트들이 함께 패키징되고(SoC(12-1), 프런트 엔드(12-2A)와 SOC(12-2), 및 크리스털(12-3)), 차폐되지 않은 부분(47B)에 의해 서로 분리되는 일 예이다. 일부 실시예에서, 최상부 차폐 층과 접촉하는 하나 이상의 도전성 피처가 차폐되지 않은 부분(47B)의 일부 또는 전부의 한쪽 또는 양쪽 측면 상에 있을 수 있다. 하나 이상의 도전성 피처는 하나 이상의 와이어 본드 및/또는 등각 구조물을 포함할 수 있다.
예를 들어 위에서 논의된 바와 같이 패키지 기판 상에 통합 안테나들이 인쇄될 수 있다. 특정 실시예에서, 통합 안테나는 다층 안테나일 수 있다. 예를 들어, 통합 안테나의 일부는 패키지 기판의 표면 상에 있을 수 있고, 통합 안테나의 다른 부분은 패키지 기판의 표면 상의 통합 안테나의 일부의 위 또는 아래의 다른 층에 구현될 수 있다. 일 예로서, 통합 안테나의 일부는 패키지 기판의 제1 측면 상에 인쇄될 수 있고, 통합 안테나의 다른 부분은 패키지 기판의 제2 측면 상에 있을 수 있고, 여기서 제1 측면은 제2 측면의 반대편이다. 다른 예로서, 통합 안테나의 일부는 패키지 기판의 제1 측면 상에 인쇄될 수 있고, 통합 안테나의 다른 부분은 무선 주파수 모듈의 몰딩 층 위에 구현될 수 있다. 일부 애플리케이션에서, 다층 안테나는 유사한 단일 층 안테나에 비해 더 작은 풋 프린트에 안테나를 구현할 수 있다. 이는 안테나의 풋프린트를 감소시키고 결과적으로 안테나를 포함하는 무선 주파수 모듈의 풋프린트를 감소시킬 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 패키지 기판(16)의 반대 측면들 상에 구현된 통합 안테나를 포함하는 무선 주파수 모듈(100)을 예시한다. 예시된 통합 안테나는 다층 안테나이다. RF 모듈(100)의 임의의 적합한 원리들 및 이점들은 본 명세서에서 논의된 다른 실시예들 중 임의의 것과 조합하여 구현될 수 있다. 안테나는 패키지 기판의 반대 측면들 상의 트레이스들을 포함할 수 있다. 도 10a는 무선 주파수 모듈(100)의 상면도이다. 도 10b는 무선 주파수 모듈(100)의 저면도이다.
도 10a에 도시된 바와 같이, 안테나의 제1 부분(104A)은 RF 컴포넌트(12)가 또한 배치되는 패키징 기판의 제1 측면 상에 있을 수 있다. 제1 부분(104A)은 도전성 트레이스에 의해 구현될 수 있다. 안테나의 제1 부분(104A)은 패키징 기판(16)을 통해 연장되는 하나 이상의 비아에 의해 안테나의 제2 부분(104B)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 부분(104A) 및 제2 부분(104B)은 RF 모듈(100)의 안테나를 함께 구현할 수 있다.
도 10b에 도시된 바와 같이, 안테나의 제2 부분(104B)은 제1 부분(104A)과는 반대편의 패키징 기판(16)의 측면 상에 있을 수 있다. 제2 부분(104A)은 도전성 트레이스에 의해 구현될 수 있다. 하나 이상의 패드가 안테나의 제2 부분(104A) 상에 배치될 수 있다. 도 10b에 또한 도시된 바와 같이, 패드들(108A 내지 108E)은 안테나의 제2 부분(104A)과 접촉할 수 있다. 패드들(108A 내지 108E)은 안테나와 RF 모듈(110)이 배치된 시스템 보드 사이의 연결을 제공하기 위해 노출될 수 있다. 패드들(108A 내지 108E)은 시스템 보드에 납땜될 수 있다. 패드들(108A 내지 108E) 중 하나 이상은 RF 모듈(100)의 안테나를 시스템 보드와 정렬시키기 위한 앵커 포인트로서의 역할을 할 수 있다.
도 10a를 다시 참조하면, 예시된 RF 모듈(100)은 차폐 구조물 외부의 패키징 기판(16) 상에 구현되는 정합 회로(106)를 포함한다. 예시된 정합 회로(106)는 안테나에 전기적으로 연결된다. 정합 회로(106)는 안테나와 연관된 임피던스 정합(impedance matching)을 제공할 수 있다. 정합 회로(106)는 하나 이상의 커패시터 및/또는 하나 이상의 인덕터와 같은 임의의 적합한 정합 회로 요소를 포함할 수 있다. 예시된 바와 같이, 정합 회로(106)는 3개의 수동 회로 요소(106A, 106B, 및 106C)를 포함한다. 정합 회로(106)는 다른 애플리케이션들에서는 더 많은 또는 더 적은 회로 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 정합 회로는 특정 애플리케이션에서 2개의 인덕터를 포함할 수 있다. 정합 회로(106)는 비교적 높은 활성 팩터(activity factor)를 가질 수 있다. 따라서, 차폐 구조물 외부에 정합 회로(106)를 구현하는 것은 정합 회로(106)와 연관된 열이 차폐 구조물 외부에서 소산되는 것을 가능하게 할 수 있다.
도 11a 및 도 11b는 몰딩 재료(22) 위에 부분적으로 구현된 통합 안테나를 포함하는 무선 주파수 모듈(110)을 예시한다. 예시된 통합 안테나는 다층 안테나이다. RF 모듈(110)의 임의의 적합한 원리들 및 이점들은 본 명세서에서 논의된 다른 실시예들 중 임의의 것과 조합하여 구현될 수 있다. 도 11a는 예시적인 목적으로 몰딩 재료가 생략된 RF 모듈(110)의 부분 도를 도시한다. 도 11b는 몰딩 재료(22)를 갖는 RF 모듈(110)의 도를 도시한다. 도 11a 및 도 11b에서, 안테나는 제1 부분(114A) 및 제2 부분(114B)을 포함한다. 제1 부분(114A)은 패키지 기판(16) 상의 도전성 트레이스일 수 있다. 제2 부분(114B)은 RF 모듈(110)의 몰딩 재료(22) 위에 배치될 수 있다. 제2 부분(114B)은 몰딩 재료(22) 위에 패터닝된 도전성 재료를 포함할 수 있다. 제2 부분(114B)은 RF 모듈(110)의 차폐 구조물의 차폐 층(32)과 동일한 재료에 의해 구현될 수 있다. 제2 부분(114B)은 차폐 층(32)이 형성되는 동작 동안 형성될 수 있다. 안테나의 제2 부분(114B) 및 차폐 층(32)은 패키징 기판(16)으로부터 대략 동일한 거리에 있을 수 있다. 하나 이상의 와이어 본드(116)가 안테나의 제1 부분(114A)을 안테나(114B)의 제2 부분과 전기적으로 연결할 수 있다.
통합 안테나를 갖는 RF 모듈의 물리적 크기를 감소시키는 것이 바람직할 수 있다. 특정 안테나 설계는 통합 안테나를 갖는 이러한 RF 모듈의 물리적 크기 및/또는 풋프린트를 감소시킬 수 있다. 도 12는 RF 컴포넌트로부터 차폐된 통합 안테나(124)를 갖는 RF 모듈(120)을 예시한다. RF 모듈(120)의 임의의 적합한 원리들 및 이점들은 본 명세서에서 논의된 다른 실시예들 중 임의의 것과 조합하여 구현될 수 있다. 안테나(124)에서, RF 모듈(120)은 일부 다른 안테나 설계에 비해 약 15% 내지 20% 감소된 길이를 가질 수 있다. 따라서, RF 모듈(120)은 이러한 다른 안테나 설계보다 더 작은 풋프린트를 가질 수 있다.
비록 도 9a 내지 도 9e에 도시된 RF 모듈들이 RF 컴포넌트와 통합 안테나 사이에 배치된 와이어 본드들을 포함하지만, 다른 도전성 구조물들이 특정 실시예들에서 RF 컴포넌트와 통합 안테나 사이에 차폐를 제공할 수 있다. 예를 들어, 도전성 등각 구조물이 이러한 차폐를 제공할 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 논의된 임의의 적합한 원리들 및 이점들에 따라 RF 모듈 내의 RF 컴포넌트와 통합 안테나 사이에 도전성 등각 구조물이 배치될 수 있다.
본 명세서에서 논의된 모듈의 무선 주파수 컴포넌트 위에 차폐 층을 형성하고 안테나는 차폐되지 않은 상태로 남겨두는 프로세스 중 임의의 프로세스는 이러한 등각 층을 형성하도록 수정될 수 있다. 예를 들어, RF 모듈의 몰딩 구조물의 몰딩 재료를 통해 관통 몰드 비아가 형성될 수 있다. 레이저 스크라이빙이 몰딩 재료를 제거하여 이러한 관통 몰드 비아를 형성할 수 있다. 그 다음, 스퍼터링 또는 임의의 다른 적합한 방식에 의해 RF 모듈 위에 도전성 층이 형성될 수 있다. 이는 몰딩 재료 위 및 관통 몰드 비아의 측벽을 따른 위치를 포함하는 관통 몰드 비아 내부에 도전성 층을 형성할 수 있다. 그 다음, 도전성 층은 RF 모듈의 안테나가 패키징 기판 위에서 차폐되지 않은 상태가 되도록 통합 안테나 위에서 제거될 수 있다. 이러한 제거는 안테나 위의 도전성 재료의 레이저 제거 및/또는 안테나 위의 마스킹 재료의 제거와 같이 본 명세서에서 논의된 임의의 적합한 원리들 및 이점들에 따라 수행될 수 있다. 안테나 위의 도전성 층을 제거한 후에, 도전성 등각 구조물이 관통 몰드 비아 내에 남아 있을 수 있다. 이 도전성 등각 구조물은 RF 컴포넌트 위의 차폐 층과 접촉할 수 있고, RF 컴포넌트 주위의 차폐 구조물에 포함될 수 있다. 따라서, 이 도전성 등각 구조물은 RF 컴포넌트와 RF 모듈의 안테나 사이에 차폐를 제공할 수 있다.
도 13a는 관통 몰드 비아(132)를 갖는 RF 모듈(130)을 예시한다. 관통 몰드 비아(132)는, 예를 들어, 레이저 스크라이빙에 의해 형성될 수 있다. 관통 몰드 비아(132)는 하나 이상의 경사진 측벽을 가질 수 있다. 예시된 바와 같이, 관통 몰드 비아(132)는 RF 컴포넌트(12)와 안테나(14) 사이에 배치된다. RF 모듈(130)은 몰딩 재료(22) 위에 도전성 층(134)을 포함한다. 도전성 층(134)은 또한 관통 몰드 비아(132)의 경사진 측벽들 위에 형성된다. 관통 몰드 비아(132)의 경사진 측벽들은 도전성 층이 RF 컴포넌트(12) 위에 형성될 때 RF 컴포넌트(12)와 안테나(14) 사이의 도전성 등각 구조물이 형성되는 것을 가능하게 할 수 있다. 경사진 측벽들로, 안테나(14)와 RF 컴포넌트(12) 사이에 바람직한 단차 커버리지를 갖는 도전성 등각 구조물이 형성될 수 있다.
도 13b는 도 13a에 도시된 도전성 층(134)이 안테나(14) 위에서 제거된 후의 RF 모듈(130')을 예시한다. RF 모듈(130')에서, RF 컴포넌트(12) 주위의 차폐 구조물은 차폐 층(32) 및 관통 몰드 비아(132)의 측벽 위의 도전성 등각 구조물(136)을 포함한다. 도전성 등각 구조물(136)은 RF 컴포넌트(12)와 안테나(14) 사이에 차폐를 제공하도록 배열된다. RF 컴포넌트(12)의 다른 측면들도 또한 도전성 등각 구조물에 의해 차폐될 수 있다. 예를 들어, RF 모듈(130')의 RF 컴포넌트(12)는 도전성 등각 구조물에 의해 둘러싸일 수 있다.
도 14a 및 도 14b는 일 실시예에 따른 인쇄된 안테나를 갖는 캐리어 상의 차폐된 RF 컴포넌트의 도면들이다. 도 14a는 상면도이고, 도 14b는 측면도이다. 도 14a 및 도 14b에 도시된 바와 같이, 캐리어(140)는 그 위에 인쇄된 안테나(14)를 가질 수 있다. 캐리어(140)는 적층 기판과 같은 패키지 기판일 수 있다. 캐리어(140)는 위에 논의된 패키지 기판들(16)에 비해 더 적은 층들을 가질 수 있다. 예를 들어, 특정 애플리케이션예들에서, 캐리어(140)는 2개의 층을 포함할 수 있고 패키지 기판(16)은 4개의 층을 포함할 수 있다. RF 컴포넌트(12)는 예시된 바와 같은 등각 차폐 구조물일 수 있는 차폐 구조물(142)에 의해 차폐될 수 있다. 패키징된 컴포넌트(144)가 안테나(14)로부터 측방향으로 캐리어(140) 상에 배치될 수 있다. 따라서, 안테나(14)는 차폐 구조물(142) 간섭 없이 신호를 송신 및/또는 수신할 수 있다. 패키징된 컴포넌트(144)는 캐리어(140) 상의 접지 패드가 등각 차폐 구조물에 전기적으로 연결되도록 캐리어(140) 상에 배치될 수 있다. 패키징된 컴포넌트(144)는 등각 차폐 구조물을 갖는 시스템 인 패키지를 포함할 수 있다. 패키징된 컴포넌트(144)는 그 자신의 패키지 기판을 갖는 몰딩된 시스템 인 패키지을 포함할 수 있다.
도 15a, 도 15b, 및 도 15c는 특정 실시예들에 따른 프런트 엔드 시스템들의 개략적인 블록도들이다. RF 프런트 엔드는 안테나와 기저대역 시스템 사이의 신호 경로 내의 회로들을 포함할 수 있다. 일부 RF 프런트 엔드들은 하나 이상의 안테나와, 신호를 RF로 변조하거나 RF 신호를 복조하도록 구성된 믹서 사이의 신호 경로들 내의 회로들을 포함할 수 있다. 위에 논의된 RF 컴포넌트들은 프런트 엔드 시스템 또는 프런트 엔드 시스템의 일부를 포함할 수 있다.
도 15a, 도 15b, 및 도 15c의 프런트 엔드 시스템들은 패키징된 모듈들에 의해 구현될 수 있다. 예시된 프런트 엔드 시스템들 중 임의의 것과 같은 프런트 엔드 시스템을 포함하는 일부 패키징된 모듈들은 멀티-칩 모듈들일 수 있고/있거나 다른 회로를 포함할 수 있다. 프런트 엔드 시스템을 포함하는 패키징된 모듈들은 프런트 엔드 모듈들이라고 지칭될 수 있다. 일부 프런트 엔드 모듈들은 프런트 엔드 집적 회로와, 크리스털 및/또는 시스템 온 칩과 같은 다른 컴포넌트들을 공통 차폐 구조물 내에 포함할 수 있다. 프런트 엔드 모듈은 RF 모듈의 일 예이다. 프런트 엔드 모듈들은 특정 구현들에서 저잡음 증폭기와 전력 잡음 증폭기 및/또는 RF 스위치를 조합하는 비교적 낮은 비용의 적층 기반 프런트 엔드 모듈들을 포함할 수 있다. 도 15a, 도 15b, 및 도 15c의 시스템들에서, 안테나가 프런트 엔드 모듈 내의 RF 프런트 엔드와 통합된다. 프런트 엔드 모듈들은 본 명세서에서 논의된 원리들 및 이점들 중 임의의 것에 따라 구현될 수 있다. 프런트 엔드 회로들이 패키지 기판 상에 배치되고 차폐 구조물에 의해 둘러싸일 수 있다. 안테나는 차폐 구조물 외부의 패키지 기판 상에 있을 수 있다. 통합 안테나를 갖는 프런트 엔드 모듈은 패키지 시스템 내의 안테나일 수 있다.
도 15a는 일 실시예에 따른 RF 프런트 엔드 시스템(150)의 개략적인 블록도이다. RF 프런트 엔드 시스템(150)은 안테나(14)로부터 RF 신호를 수신하고 안테나(14)를 통해 RF 신호를 송신하도록 구성된다. 안테나(14)은 본 명세서에서 논의된 원리들 및 이점들 중 임의의 것에 따라 구현될 수 있다. 예시된 프런트 엔드 시스템(150)은 제1 멀티-스로우 스위치(152), 제2 멀티-스로우 스위치(153), 저잡음 증폭기(LNA)(154)를 포함하는 수신 신호 경로, 바이패스 네트워크(155)를 포함하는 바이패스 신호 경로, 전력 증폭기(156)를 포함하는 송신 신호 경로, 및 제어 및 바이어싱 회로(157)를 포함한다. 저잡음 증폭기(154)는 임의의 적합한 저잡음 증폭기일 수 있다. 바이패스 네트워크(155)는 수신 신호 경로 및 송신 신호 경로를 정합 및/또는 바이패싱하기 위한 임의의 적합한 네트워크를 포함할 수 있다. 바이패스 네트워크(155)는 수동 임피던스 네트워크에 의해 및/또는 도전성 트레이스 또는 와이어에 의해 구현될 수 있다. 전력 증폭기(156)는 임의의 적합한 전력 증폭기에 의해 구현될 수 있다. LNA(154), 스위치들(152 및 153), 및 전력 증폭기(156)는 본 명세서에서 논의된 원리들 및 이점들 중 임의의 것에 따라 차폐 구조물의 와이어 본드들에 의해 안테나(14)로부터 차폐될 수 있다. 차폐 구조물은 LNA(154), 스위치들(152 및 153), 및 전력 증폭기(156) 위에 차폐 층을 포함할 수 있다. 차폐 층은 안테나(14)를 차폐되지 않은 상태로 남겨둘 수 있다. 차폐 층은 본 명세서에서 논의된 원리들 및 이점들 중 임의의 것에 따라 구현될 수 있다.
제1 멀티-스로우 스위치(152)는 특정 신호 경로를 안테나(14)에 선택적으로 전기적으로 연결할 수 있다. 제1 멀티-스로우 스위치(152)는 제1 상태에서는 수신 신호 경로를 안테나(14)에 전기적으로 연결하고, 제2 상태에서는 바이패스 신호 경로를 안테나(14)에 전기적으로 연결하고, 제3 상태에서는 송신 신호를 안테나(14)에 전기적으로 연결할 수 있다. 제2 멀티-스로우 스위치(153)는 특정 신호 경로를 프런트 엔드 시스템(150)의 입력/출력 포트에 선택적으로 전기적으로 연결할 수 있고, 여기서 특정 신호 경로는 제1 멀티-스로우 스위치(152)를 통해 안테나(14)에 전기적으로 연결된 동일한 신호 경로이다. 따라서, 제2 멀티-스로우 스위치(153)는 제1 멀티-스로우 스위치(152)와 함께 안테나(14)와 프런트 엔드 시스템(150)의 입력/출력 포트 사이에 신호 경로를 제공할 수 있다. 시스템 온 칩(SOC)이 프런트 엔드 시스템(150)의 입력/출력 포트에 전기적으로 연결될 수 있다.
제어 및 바이어싱 회로(157)는 프런트 엔드 시스템(150)의 다른 회로들에 임의의 적합한 바이어싱 및 제어 신호들을 제공할 수 있다. 예를 들어, 제어 및 바이어싱 회로(157)는 LNA(154) 및/또는 전력 증폭기(156)에 바이어스 신호들을 제공할 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 제어 및 바이어싱 회로(157)는 멀티-스로우 스위치들(152 및 153)에 제어 신호들을 제공하여 이들 스위치의 상태를 설정할 수 있다.
도 15b는 일 실시예에 따른 RF 프런트 엔드 시스템(150A)의 개략적인 블록도이다. 도 15b의 RF 프런트 엔드 시스템(150A)은 도 15a의 RF 프런트 엔드 시스템(150)과 유사한데, 다만 송신 신호 경로가 생략되고 멀티-스로우 스위치들(152A 및 153A)은 각각 멀티-스로우 스위치들(152 및 153)보다 하나 더 적은 스로우를 가지고 있다. 예시된 프런트 엔드 시스템(150A)은 수신 신호 경로 및 바이패스 신호 경로를 포함하고 송신 신호 경로는 포함하지 않는다.
도 15c는 일 실시예에 따른 RF 프런트 엔드 시스템(150B)의 개략적인 블록도이다. 도 15c의 RF 프런트 엔드 시스템(150B)은 도 15a의 RF 프런트 엔드 시스템(150)과 유사한데, 다만 RF 프런트 엔드 시스템(150B)으로부터 송신 신호 경로의 전력 증폭기가 생략된다. RF 프런트 엔드 시스템(150B)은 멀티-스로우 스위치들(152 및 153) 각각의 각자의 스로우에 결합하기 위한 입력/출력 포트들을 포함한다. 프런트 엔드 시스템(150B) 외부의 전력 증폭기는, 이 전력 증폭기가 멀티-스로우 스위치들(152 및 153) 사이의 송신 신호 경로에 포함되도록 이들 입력/출력 포트들 사이에 전기적으로 연결될 수 있다. 전력 증폭기는 도 15c에 예시된 RF 프런트 엔드 시스템(150B)의 요소들과 공통 차폐 구조물 내에 그리고 도 15c에 예시된 RF 프런트 엔드 시스템(150B)의 요소들과는 상이한 다이에 포함될 수 있다. 일부 경우에, 전력 증폭기는 도 15c에 예시된 RF 프런트 엔드 시스템(150B)의 요소들과는 상이한 패키징된 모듈로 구현될 수 있다.
도 16a 및 도 16b는 하나 이상의 실시예에 따른 부분적으로 차폐된 RF 모듈들을 포함하는 예시적인 무선 통신 디바이스의 개략적인 블록도들이다. 무선 통신 디바이스(160)는 임의의 적합한 무선 통신 디바이스일 수 있다. 예를 들어, 이 디바이스는 스마트 폰과 같은 이동 전화(mobile phone)일 수 있다. 예시된 바와 같이, 무선 통신 디바이스(160)는 제1 안테나(14), 무선 개인 영역 네트워크(WPAN) 시스템(161), 트랜시버(162), 프로세서(163), 메모리(164), 전력 관리 블록(165), 제2 안테나(166), 및 RF 프런트 엔드 시스템(167)을 포함한다. 본 명세서에서 논의된 RF 모듈 중 임의의 것이 WPAN 시스템(161)을 포함하거나 이에 포함될 수 있다. 예를 들어, RF 모듈은 WPAN 시스템(161)의 일부 또는 전부 위에 차폐 층을 포함할 수 있고 안테나(14)는 차폐되지 않은 상태일 수 있다. WPAN 시스템(161)은 개인 영역 네트워크(PAN)들과 연관된 RF 신호를 처리하도록 구성된 RF 프런트 엔드 시스템이다. WPAN 시스템(161)은 블루투스, 지그비, Z-웨이브, 무선 USB, INSTEON, IrDA 또는 신체 영역 네트워크(Body Area Network) 중 하나 이상과 연관된 신호와 같은 하나 이상의 WPAN 통신 표준과 연관된 신호를 송신 및 수신하도록 구성될 수 있다. 다른 실시예에서, 무선 통신 디바이스는 예시된 WPAN 시스템 대신에 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN) 시스템을 포함할 수 있고, WLAN 시스템은 Wi-Fi 신호와 같은 무선 로컬 영역 네트워크 신호를 처리할 수 있다. RF 프런트 엔드 시스템(167)은 특정 애플리케이션들에서 본 명세서에서 논의된 부분적으로 차폐된 모듈들과 관련된 원리들 및 이점들 중 임의의 것에 따라 구현될 수 있다.
도 16b의 예시된 무선 통신 디바이스(160A)는 WPAN을 통해 통신하도록 구성된 디바이스이다. 이 무선 통신 디바이스(160A)는 도 16a의 무선 통신 디바이스(160)보다 비교적 덜 복잡하다. 예시된 바와 같이, 무선 통신 디바이스(160A)는 안테나 14, WPAN 시스템(161), 트랜시버(162A), 프로세서(163), 및 메모리(164)를 포함한다. WPAN 시스템(161)은 본 명세서에서 논의된 부분적으로 차폐된 모듈들과 관련된 원리들 및 이점들 중 임의의 것에 따라 구현될 수 있다. RF 모듈은 패키지 기판 상의 WPAN 시스템(161) 및 패키지 기판 상의 안테나(14)를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 무선 통신 디바이스는 도 16b에 예시된 WPAN 시스템(161) 대신에 무선 로컬 영역 네트워크(WLAN) 시스템을 포함할 수 있고, WLAN 시스템은 Wi-Fi 신호와 같은 무선 로컬 영역 네트워크 신호를 처리할 수 있다.
위에 설명된 실시예들 중 일부는 RF 컴포넌트, 프런트 엔드 시스템 및/또는 무선 통신 디바이스와 관련하여 예들을 제공하였다. 그러나, 이 실시예들의 원리들 및 이점들은 본 명세서에 설명된 선택적 차폐 기법들, 차폐 구조물들, 통합 안테나들, 회로들 또는 이들의 임의의 조합 중 임의의 것으로부터 이익을 얻을 수 있는 임의의 다른 시스템들 또는 장치에 사용될 수 있다. 비록 RF 회로의 맥락에서 설명되었지만, 본 명세서에 설명된 하나 이상의 특징은 또한 비-RF 컴포넌트들을 수반하는 패키징 애플리케이션들에서도 이용될 수 있다. 유사하게, 본 명세서에 설명된 하나 이상의 특징은 또한 전자기 격리 기능이 없는 패키징 애플리케이션들에서도 이용될 수 있다. 또한, 본 명세서에서 논의된 실시예들은 RF 차폐 구조물 및 차폐 구조물 외부의 안테나를 포함하지만, 안테나 대신 또는 그에 더하여 다른 전자 컴포넌트가 모듈의 패키지 기판 상에 그리고 패키지 기판 상의 RF 차폐 구조물 외부에 있을 수 있다. 본 명세서에서 논의된 원리들 및 이점들은 패키징 기판 상의 전자 컴포넌트들 주위의 2개 이상의 차폐 구조물 및 이 2개 이상의 차폐 구조물 각각의 외부에 있는 패키징 기판 상의 안테나에 적용될 수 있다. 논의된 실시예들의 원리들 및 이점들 중 임의의 것은 본 명세서에서 논의된 선택적 차폐 피처들 중 임의의 것으로부터 이익을 얻을 수 있는 임의의 다른 시스템들 또는 장치로서 사용될 수 있다.
본 명세서에 설명된 다양한 특징들 및 프로세스들은 서로 독립적으로 구현될 수 있거나, 다양한 방식으로 조합될 수 있다. 모든 가능한 조합 및 부분 조합이 본 개시내용의 범위 내에 속하는 것으로 의도되어 있다. 또한, 일부 구현들에서는 특정 방법 또는 프로세스 블록들이 생략될 수 있다. 본 명세서에 개시된 방법들 및 프로세스들은 또한 임의의 특정 시퀀스로 제한되지 않으며, 그에 관한 관련된 블록들 또는 상태들이 적절한 임의의 다른 시퀀스들로 수행될 수 있다. 예를 들어, 설명된 블록들 또는 상태들이 구체적으로 개시된 것과 다른 순서로 수행될 수 있거나, 다수의 블록들 또는 상태들이 단일 블록 또는 상태로 조합될 수 있다. 예시적인 블록들 또는 상태들은 직렬로, 병렬로, 또는 적절하게 일부 다른 방식으로 수행될 수 있다. 블록들 또는 상태들은 적합하게 개시된 예시적인 실시예들에 추가되거나 그로부터 제거될 수 있다. 본 명세서에 설명된 예시적인 시스템들 및 컴포넌트들은 설명된 것과는 상이하게 구성될 수 있다. 예를 들어, 개시된 예시적인 실시예들에 비해 요소들이 추가, 제거 또는 재배열될 수 있다. 다양한 실시예들은 상이한 타입들의 전자 디바이스들을 제조하기 위해 상이한 기법들을 적용할 수 있다.
본 개시내용의 양태들은 다양한 전자 디바이스들에서 구현될 수 있다. 전자 디바이스들의 예들은, 소비자 전자 제품들, 소비자 전자 제품들의 부분들, 또는 패키징된 모듈들 및/또는 시스템 보드 어셈블리들, 전자 테스트 장비, 기지국과 같은 셀룰러 통신 인프라스트럭처 등과 같은 다른 전자 제품들을 포함할 수 있지만, 이들로 제한되지 않는다. 전자 디바이스들의 예들은, 스마트 폰과 같은 이동 전화, 스마트 워치 또는 이어 피스와 같은 웨어러블 컴퓨팅 디바이스, 사물 인터넷(IoT) 디바이스, 전화, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 컴퓨터, 모뎀, 핸드헬드 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 개인용 디지털 단말기(PDA), 마이크로웨이브, 냉장고, 자동차 전자 시스템과 같은 차량 전자 시스템, 스테레오 시스템, DVD 플레이어, CD 플레이어, MP3 플레이어와 같은 디지털 음악 플레이어, 라디오, 캠코더, 디지털 카메라와 같은 카메라, 휴대용 메모리 칩, 세척기, 건조기, 세척기/건조기, 주변 디바이스, 시계 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 전자 디바이스들은 미완성 제품들을 포함할 수 있다.
문맥이 분명히 달리 요구하지 않는 한, 설명 및 청구항들 전체에 걸쳐, "포함한다(comprise)", "포함하는(comprising)", "포함한다(include)", "포함하는(including) 등의 표현들은 일반적으로 배타적인 또는 철저한 의미와는 반대로, 포괄적인 의미; 즉, "포함하지만, 이에 제한되지 않는"의 의미로 해석되어야 한다. 본 명세서에서 일반적으로 사용되는, "결합된"이라는 표현은 직접 연결되거나, 하나 이상의 중간 요소를 통해 연결될 수 있는 2개 이상의 요소를 언급한다. 마찬가지로, 본 명세서에서 일반적으로 사용되는, "연결된"이라는 표현은 직접 연결되거나, 하나 이상의 중간 요소를 통해 연결될 수 있는 2개 이상의 요소를 언급한다. 추가로, "본 명세서에서(herein)", "위(above)", "아래(below)"라는 표현들, 및 유사한 의미의 표현들은, 이 출원에서 사용될 때, 이 출원의 임의의 특정 부분들이 아니라 이 출원을 전체적으로 언급할 것이다. 문맥이 허용하는 경우에, 단수 또는 복수의 수를 사용한 특정 실시예들에 대한 위 상세한 설명에서의 표현들은 또한 각각 복수 또는 단수의 수를 포함할 수도 있다. 2개 이상의 항목의 리스트에 관련하여 "또는"이라는 표현에서, 그 표현은 그 표현의 다음의 해석들 모두를 커버한다: 리스트 내의 항목들 중 임의의 것, 리스트 내의 항목들 모두, 및 리스트 내의 항목들의 임의의 조합.
또한, 본 명세서에서 사용된 조건부 언어, 예컨대, 특히, "can", "could", "might", "may", "e.g.", "for example", "such as" 등은 구체적으로 달리 언급되지 않거나, 또는 사용된 문맥 내에서 달리 이해되지 않는 한, 일반적으로 특정 특징들, 요소들 및/또는 상태들을 특정 실시예들은 포함하는 반면, 다른 실시예들은 포함하지 않는다는 전달하기 위해 의도되어 있다. 따라서, 이러한 조건부 언어는 일반적으로, 특징들, 요소들 및/또는 상태들이 하나 이상의 실시예에 대해 어떤 식으로든 요구된다는 것을 또는 이들 특징들, 요소들 및/또는 상태들이 임의의 특정 실시예에 포함되거나 수행되어야 하는지를 암시하기 위해 의도된 것은 아니다.
특정 실시예들이 설명되었지만, 이들 실시예는 단지 예로서 제시된 것이고, 본 개시내용의 범위를 제한하기 위해 의도된 것은 아니다. 사실, 본 명세서에 설명된 새로운 장치, 방법, 및 시스템은 다양한 다른 형태로 구현될 수 있으며; 또한, 본 명세서에 설명된 방법 및 시스템의 형태에서 다양한 생략, 치환 및 변경이 본 개시내용의 사상을 벗어나지 않고 이루어질 수 있다. 예를 들어, 블록들이 주어진 배열로 제시되어 있지만, 대안의 실시예들은 상이한 컴포넌트 및/또는 회로 토폴로지로 유사한 기능성을 수행할 수 있고, 일부 블록은 삭제, 이동, 추가, 세분, 조합, 및/또는 수정될 수 있다. 이들 블록들 각각은 다양한 상이한 방식으로 구현될 수 있다. 위에 설명된 다양한 실시예의 요소 및 동작의 임의의 적합한 조합이 추가 실시예를 제공하도록 조합될 수 있다. 첨부된 청구항들 및 그들의 균등물들은 본 개시내용의 범위 및 사상 내에 속할 것인 이러한 형태들 또는 수정들을 커버하기 위해 의도되어 있다.

Claims (40)

  1. 패키징된 무선 주파수 모듈로서,
    제1 측면 및 제2 측면을 갖는 패키지 기판 - 상기 제1 측면은 상기 제2 측면의 반대편임 -;
    상기 패키지 기판의 상기 제1 측면 상의 무선 주파수 컴포넌트;
    상기 패키지 기판의 상기 제1 측면 상의 제1 부분 및 상기 패키지 기판의 상기 제2 측면 상의 제2 부분을 포함하는 다층 안테나 - 상기 제1 부분은 상기 제2 부분과 전기적으로 연결됨 -; 및
    차폐 층 - 상기 차폐 층은 상기 무선 주파수 컴포넌트가 상기 차폐 층에 의해 차폐되고 상기 다층 안테나가 상기 차폐 층에 의해 차폐되지 않도록 위치되고, 상기 무선 주파수 컴포넌트는 상기 차폐 층과 상기 패키지 기판 사이에 위치하며, 상기 차폐 층은 상기 다층 안테나의 상기 제1 부분과 상기 무선 주파수 컴포넌트의 일 측면 사이에 배치된 와이어 본드 벽 및 상기 무선 주파수 컴포넌트의 다른 측면 주위에 배치된 등각 구조물(conformal structure)과 물리적으로 접촉함-을 포함하는, 패키징된 무선 주파수 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 무선 주파수 컴포넌트는 블루투스 표준과 관련된 무선 주파수 신호를 상기 다층 안테나에 제공하도록 구성되는, 패키징된 무선 주파수 모듈.
  3. 제1항에 있어서, 상기 패키지 기판 내의 비아를 추가로 포함하고, 상기 다층 안테나의 상기 제1 부분이 상기 비아를 통해 상기 다층 안테나의 상기 제2 부분에 전기적으로 연결되는, 패키징된 무선 주파수 모듈.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 다층 안테나의 상기 제1 부분은 제1 도전성 트레이스를 포함하고, 상기 다층 안테나의 상기 제2 부분은 제2 도전성 트레이스를 포함하는, 패키징된 무선 주파수 모듈.
  7. 제1항에 있어서, 상기 다층 안테나의 상기 제2 부분 상의 복수의 패드들을 추가로 포함하고, 상기 복수의 패드들은 시스템 보드에 연결하기 위해 구성되는, 패키징된 무선 주파수 모듈.
  8. 제1항에 있어서, 상기 무선 주파수 컴포넌트는 프런트 엔드 집적 회로, 크리스털 및 시스템 온 칩을 포함하는, 패키징된 무선 주파수 모듈.
  9. 제1항에 있어서, 상기 다층 안테나는 폴디드 모노폴 안테나(folded monopole antenna)인, 패키징된 무선 주파수 모듈.
  10. 제1항에 있어서, 상기 패키지 기판의 상기 제1 측면 상의 정합 회로(matching circuit)를 추가로 포함하고, 상기 정합 회로는 상기 다층 안테나에 결합되고, 상기 정합 회로는 상기 차폐 층에 의해 차폐되지 않는 수동 임피던스 요소(passive impedance element)를 포함하는, 패키징된 무선 주파수 모듈.
  11. 제1항에 있어서, 상기 무선 주파수 컴포넌트는 상기 다층 안테나에 무선 주파수 신호를 제공하도록 구성되고, 상기 무선 주파수 신호는 2.4 기가헤르츠 내지 2.5 기가헤르츠 범위의 주파수를 갖는, 패키징된 무선 주파수 모듈.
  12. 시스템 보드 어셈블리로서,
    무선 주파수 컴포넌트, 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 다층 안테나, 차폐 층 및 상기 다층 안테나와 물리적으로 접촉하는 패드를 포함하는 패키징된 무선 주파수 모듈 - 상기 차폐 층은 상기 무선 주파수 컴포넌트가 상기 차폐 층에 의해 차폐되고 상기 다층 안테나가 상기 차폐 층에 의해 차폐되지 않도록 배열되고, 상기 차폐 층은 상기 다층 안테나의 상기 제1 부분과 상기 무선 주파수 컴포넌트의 일 측면 사이에 배치된 와이어 본드 벽 및 상기 무선 주파수 컴포넌트의 다른 측면 주위에 배치된 등각 구조물(conformal structure)과 물리적으로 접촉함 -; 및
    시스템 보드 패드를 그 위에 포함하는 시스템 보드 - 상기 시스템 보드 패드는 상기 패드에 전기적으로 연결되고, 상기 패키징된 무선 주파수 모듈은 상기 시스템 보드 상에 배치됨 -를 포함하는, 시스템 보드 어셈블리.
  13. 제12항에 있어서, 상기 시스템 보드 패드는 상기 다층 안테나와 물리적으로 접촉하는 상기 패드에 납땜되는, 시스템 보드 어셈블리.
  14. 제12항에 있어서, 상기 패키징된 무선 주파수 모듈은 제1 측면 및 상기 제1 측면의 반대편인 제2 측면을 갖는 패키지 기판을 포함하고, 상기 무선 주파수 컴포넌트는 상기 제1 측면 상에 있고, 상기 다층 안테나는 상기 제1 측면의 제1 부분과 상기 제2 측면의 제2 부분을 포함하고, 상기 제2 부분은 상기 패드와 물리적으로 접촉하는, 시스템 보드 어셈블리.
  15. 패키징된 무선 주파수 모듈로서,
    패키지 기판의 제1 측면 상의 무선 주파수 컴포넌트;
    상기 패키지 기판의 상기 제1 측면 상의 다층 안테나 - 상기 다층 안테나는 제1 부분 및 제2 부분을 포함하고, 상기 제1 부분은 상기 제2 부분에 전기적으로 연결됨 -;
    상기 무선 주파수 컴포넌트 및 상기 다층 안테나의 상기 제1 부분 위의 몰딩 재료 - 상기 다층 안테나의 상기 제2 부분은 상기 몰딩 재료 위에 위치함 -; 및
    차폐 층 - 상기 차폐 층은 상기 무선 주파수 컴포넌트가 상기 차폐 층에 의해 차폐되고 상기 다층 안테나가 상기 차폐 층에 의해 차폐되지 않도록 위치하고, 상기 무선 주파수 컴포넌트는 상기 차폐 층과 상기 패키지 기판 사이에 위치하며, 상기 차폐 층은 상기 다층 안테나의 상기 제1 부분과 상기 무선 주파수 컴포넌트의 일 측면 사이에 배치된 와이어 본드 벽 및 상기 무선 주파수 컴포넌트의 다른 측면 주위에 배치된 등각 구조물(conformal structure)과 물리적으로 접촉함 -을 포함하는 패키징된 무선 주파수 모듈.
  16. 제15항에 있어서, 상기 다층 안테나의 상기 제2 부분은 상기 패키지 기판으로부터 상기 차폐 층과 동일한 거리에 있는, 패키징된 무선 주파수 모듈.
  17. 제15항에 있어서, 상기 무선 주파수 컴포넌트는 프런트 엔드 집적 회로, 크리스털 및 시스템 온 칩을 포함하는, 패키징된 무선 주파수 모듈.
  18. 삭제
  19. 제15항에 있어서, 상기 다층 안테나의 상기 제1 부분은 하나 이상의 와이어 본드에 의해 상기 다층 안테나의 상기 제2 부분에 전기적으로 연결되는, 패키징된 무선 주파수 모듈.
  20. 제15항에 있어서, 상기 다층 안테나의 상기 제2 부분과 상기 차폐 층은 동일한 재료를 포함하는, 패키징된 무선 주파수 모듈.
  21. 패키징된 무선 주파수 모듈로서,
    패키지 기판;
    상기 패키지 기판 상의 무선 주파수 컴포넌트;
    제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 다층 안테나 - 상기 제1 부분은 상기 제2 부분과는 상이한 층에 있고, 상기 제1 부분은 상기 제2 부분에 전기적으로 연결됨 -; 및
    상기 다층 안테나와 상기 무선 주파수 컴포넌트 사이에 차폐를 제공하도록 구성된 무선 주파수 차폐 구조물을 포함하고, 상기 무선 주파수 차폐 구조물은 상기 다층 안테나의 상기 제1 부분과 상기 무선 주파수 컴포넌트의 일 측면 사이에 배치된 와이어 본드 벽 및 상기 무선 주파수 컴포넌트의 다른 측면 주위에 배치된 등각 구조물(conformal structure)을 포함하는, 패키징된 무선 주파수 모듈.
  22. 제21항에 있어서, 상기 다층 안테나의 상기 제1 부분은 상기 패키지 기판의 제1 측면 상의 제1 도전성 트레이스를 포함하고, 상기 다층 안테나의 상기 제2 부분은 상기 패키지 기판의 제2 측면 상의 제2 도전성 트레이스를 포함하고, 상기 제1 측면은 제2 측면의 반대편인, 패키징된 무선 주파수 모듈.
  23. 제22항에 있어서, 상기 패키지 기판 내의 비아를 추가로 포함하고, 상기 제1 도전성 트레이스는 상기 비아를 통해 상기 제2 도전성 트레이스에 연결되는, 패키징된 무선 주파수 모듈.
  24. 제22항에 있어서, 상기 제2 도전성 트레이스 상의 패드를 추가로 포함하고, 상기 패드는 시스템 보드에 연결하기 위해 구성되는, 패키징된 무선 주파수 모듈.
  25. 제21항에 있어서, 상기 다층 안테나의 상기 제1 부분은 상기 패키지 기판의 제1 측면 상에 있고 상기 다층 안테나의 상기 제2 부분은 상기 패키지 기판의 제2 측면 상에 있고, 상기 제1 측면은 제2 측면의 반대편인, 패키징된 무선 주파수 모듈.
  26. 제21항에 있어서, 상기 다층 안테나의 상기 제1 부분 및 상기 다층 안테나의 상기 제2 부분은 상기 패키지 기판의 동일한 측면 상에 구현되는, 패키징된 무선 주파수 모듈.
  27. 제21항에 있어서, 상기 다층 안테나의 상기 제1 부분은 상기 패키지 기판 상의 트레이스를 포함하고, 상기 다층 안테나의 상기 제2 부분은 몰딩 재료 위의 패터닝된 도전성 재료를 포함하는, 패키징된 무선 주파수 모듈.
  28. 제27항에 있어서, 상기 트레이스는 와이어 본드에 의해 상기 패터닝된 도전성 재료에 전기적으로 연결되는, 패키징된 무선 주파수 모듈.
  29. 제27항에 있어서, 상기 무선 주파수 차폐 구조물은 상기 무선 주파수 컴포넌트 위의 차폐 층을 포함하고, 상기 차폐 층은 상기 패키지 기판으로부터 상기 다층 안테나의 상기 패터닝된 도전성 재료와 동일한 거리에 있는, 패키징된 무선 주파수 모듈.
  30. 제21항에 있어서, 상기 다층 안테나에 결합된 정합 회로(matching circuit)를 추가로 포함하고, 상기 정합 회로는 상기 무선 주파수 차폐 구조물의 외부에 있는 수동 임피던스 요소(passive impedance element)를 포함하는, 패키징된 무선 주파수 모듈.
  31. 제21항에 있어서, 상기 다층 안테나는 폴디드 모노폴 안테나(folded monopole antenna)인, 패키징된 무선 주파수 모듈.
  32. 제21항에 있어서, 상기 무선 주파수 컴포넌트는 프런트 엔드 집적 회로, 크리스털, 및 시스템 온 칩을 포함하는, 패키징된 무선 주파수 모듈.
  33. 삭제
  34. 삭제
  35. 삭제
  36. 시스템 보드 어셈블리로서,
    패키지 기판 상의 무선 주파수 컴포넌트, 제1 부분 및 제2 부분을 포함하는 다층 안테나 및 상기 무선 주파수 컴포넌트 주위에 있고 상기 무선 주파수 컴포넌트와 상기 다층 안테나 사이에 차폐를 제공하도록 구성된 무선 주파수 차폐 구조물을 포함하는 패키징된 컴포넌트; 및
    상기 패키징된 컴포넌트가 배치되는 시스템 보드
    를 포함하고, 상기 시스템 보드는 상기 무선 주파수 차폐 구조물에 전기적으로 연결된 접지 패드들을 포함하고, 상기 무선 주파수 차폐 구조물은 상기 다층 안테나의 상기 제1 부분과 상기 무선 주파수 컴포넌트의 일 측면 사이에 배치된 와이어 본드 벽 및 상기 무선 주파수 컴포넌트의 다른 측면 주위에 배치된 등각 구조물(conformal structure)을 포함하는, 시스템 보드 어셈블리.
  37. 제36항에 있어서, 상기 다층 안테나는 상기 패키지 기판의 제1 측면 상의 제1 트레이스 및 상기 패키지 기판의 제2 측면 상의 제2 트레이스를 포함하고, 상기 제1 측면은 제2 측면의 반대편인, 시스템 보드 어셈블리.
  38. 제37항에 있어서, 상기 시스템 보드 상의 다른 패드에 납땜된 상기 제2 트레이스 상의 패드를 추가로 포함하는, 시스템 보드 어셈블리.
  39. 무선 통신 디바이스로서,
    패키지 기판 상의 무선 주파수 컴포넌트, 상이한 층들 내에 제1 부분과 제2 부분을 포함하고 서로 전기적으로 연결되는 다층 안테나, 및 상기 무선 주파수 컴포넌트와 상기 다층 안테나 사이에 배치된 도전성 피처를 포함하는 무선 주파수 차폐 구조물을 포함하는 패키징된 무선 주파수 모듈, 및
    상기 무선 주파수 컴포넌트와 통신하는 트랜시버
    를 포함하고,
    상기 무선 주파수 차폐 구조물은 상기 다층 안테나의 상기 제1 부분과 상기 무선 주파수 컴포넌트의 일 측면 사이에 배치된 와이어 본드 벽 및 상기 무선 주파수 컴포넌트의 다른 측면 주위에 배치된 등각 구조물(conformal structure)을 포함하는, 무선 통신 디바이스.
  40. 제39항에 있어서, 상기 무선 주파수 컴포넌트는 무선 개인 영역 네트워크 신호 또는 무선 로컬 영역 네트워크 신호 중 적어도 하나를 상기 다층 안테나에 제공하도록 구성되는, 무선 통신 디바이스.
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