KR102661906B1 - 안테나-인-패키지 및 레이다 어셈블리 패키지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 안테나-인-패키지(Antenna-In-Package)(110) 및 레이다 어셈블리 패키지(800)를 제공한다. 안테나-인-패키지(110)는 제1 서브 안테나(111); 및 제1 서브 안테나(111)에 근접한 위치에 설치된 제2 서브 안테나(112)를 포함한다. 여기에서 제1 서브 안테나(111)와 제2 서브 안테나(112)는 소정 영역에서의 방사장을 서로 상쇄시켜 안테나-인-패키지(110)가 지향성 방사를 구현하도록 만든다.

Description

안테나-인-패키지 및 레이다 어셈블리 패키지

본 출원은 무선 기술 분야에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 안테나-인-패키지 및 레이다 어셈블리 패키지에 관한 것이다.

밀리미터파 등과 같은 고주파 대역의 RF(radio frequency) 프론트 엔드의 작은 크기 및 고집적화 등의 특성으로 인해 안테나-인-패키지를 구현할 수 있다. 따라서 무선 통신, 레이다 탐측, 거리 측정 및 이미징 등 많은 분야에서 광범위하게 응용된다.

종래의 안테나 설계는 지평면(즉, 반사면)인 금속층을 설치하여 안테나-인-패키지에서 방사하는 전자기파의 지향성을 확보할 필요가 있다. 상기 금속층은 안테나 크기를 줄이는 것이 제한적일 뿐만 아니라, 제조의 복잡도 및 난이도가 높아질 수 있고 동시에 신뢰성의 문제도 가져온다.

본 출원의 제1 양상은 안테나-인-패키지를 제공한다.

여기에는 제1 서브 안테나; 및

상기 제1 서브 안테나에 근접한 위치에 설치된 제2 서브 안테나가 포함된다.

여기에서 상기 제1 서브 안테나와 상기 제2 서브 안테나는 소정 영역에서의 방사장을 서로 상쇄시켜 상기 안테나-인-패키지가 지향성 방사를 구현하도록 만든다.

본 출원의 제2 양상은 안테나-인-패키지를 제공한다.

여기에는 슬롯 안테나;

상기 슬롯 안테나의 안테나 송신면 상방에 설치되는 다이폴 안테나; 및

상기 슬롯 안테나와 상기 다이폴 안테나 사이에 설치되는 유전층이 포함된다.

여기에서 상기 슬롯 안테나는 상기 다이폴 안테나의 반사면으로서 상기 안테나-인-패키지 지향성 방사에 사용된다.

본 출원의 제3 양상은 레이다 어셈블리 패키지를 제공한다.

여기에는 배선층;

상기 배선층 상에 설치되는 레이다 칩 다이; 및

본 출원 중 어느 하나의 실시예에 따른 안테나-인-패키지가 포함되며,

상기 안테나-인-패키지는 상기 배선층을 통해 상기 레이다 칩 다이와 전기적으로 연결된다.

본 출원의 선택적인 일 실시예에 따른 세부 내용은 이하의 첨부 도면과 설명에서 제시된다. 본 출원의 기타 특징, 목적 및 이점은 명세서, 첨부 도면 및 청구범위로부터 명백해질 것이다.

본 출원의 상기 내용 및 기타 목적, 특징, 이점은 이하의 첨부 도면과 본 출원 실시예를 참조하여 더욱 명확하게 설명한다.
도 1은 선택적 일 실시예에 따른 안테나-인-패키지의 구조도이다.
도 2는 선택적 일 실시예에 따른 안테나-인-패키지의 분해도이다.
도 3은 선택적 다른 일 실시예에 따른 안테나-인-패키지의 분해도이다.
도 4는 선택적 일 실시예에 따른 안테나-인-패키지에서 금속층의 입체 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 구조의 평면도이다.
도 6 및 도 7은 다른 선택적 유형의 다이폴 안테나를 갖는 안테나-인-패키지 중 금속층의 평면도이다.
도 8은 선택적 일 실시예에 따른 더미 구조의 개략도이다.
도 9는 선택적 다른 일 실시예에 따른 더미 구조의 개략도이다.
도 10은 선택적 일 실시예에 따른 슬롯 안테나의 평면도이다.
도 11은 선택적 다른 일 실시예에 따른 슬롯 안테나의 평면도이다.
도 12는 선택적 일 실시예에 따른 띠형 슬롯 안테나를 갖는 안테나-인-패키지의 분해도이다.
도 13은 선택적 일 실시예에 따른 띠형 슬롯 안테나를 갖는 안테나-인-패키지의 평면도이다.
도 14는 선택적 일 실시예에 따른 레이다 어셈블리 패키지의 단면도이다.
도 15는 선택적 다른 일 실시예에 따른 레이다 어셈블리 패키지의 단면도이다.
도 16은 선택적 일 실시예에 따른 AOP 안테나-인-패키지를 갖는 레이다 어셈블리 패키지의 단면도이다.
도 17은 선택적 일 실시예에 따른 AIP 안테나-인-패키지를 갖는 레이다 어셈블리 패키지의 단면도이다.
도 18은 선택적 다른 일 실시예에 따른 AIP 안테나-인-패키지를 갖는 레이다 어셈블리 패키지의 단면도이다.
도 19는 선택적 다른 일 실시예에 따른 AOP 안테나-인-패키지를 갖는 레이다 어셈블리 패키지의 단면도이다.
도 20은 선택적 일 실시예에 따른 안테나-인-패키지의 주파수 응답 그래프이다.
도 21은 선택적 일 실시예에 따른 안테나-인-패키지의 이득 패턴이다.
본원에 개시된 발명의 실시예 및/또는 예시를 보다 잘 묘사하고 설명하기 위해, 하나 이상의 첨부 도면을 참조할 수 있다. 첨부 도면을 설명하기 위한 추가적인 세부 내용 또는 예시는 개시된 발명, 현재 설명된 실시예 및/또는 예시와 현재 이해되는 발명의 가장 바람직한 방식 중 어느 하나의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 된다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 출원을 보다 상세하게 설명한다. 각 첨부 도면에서 동일한 요소는 유사한 첨부 도면 부호로 표시한다. 명확성을 위해 첨부 도면의 각 부분은 비율에 맞게 제도하지 않았다. 또한 도면에서 일부 공지된 부분은 도시하지 않았다.

이하에서는 본 출원을 보다 명확하게 이해하기 위해 소자의 구조, 재료, 크기, 처리 공정 및 기술과 같은 본 출원의 많은 특정 세부 내용을 설명하였다. 그러나 본 발명이 속한 기술분야의 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 이러한 특정한 세부 내용을 따르지 않고 본 출원을 구현할 수 있다.

무선 통신, 레이다 탐측, 거리 측정, 보정 및 이미징 등과 같은 많은 분야에서 안테나 설계 시 지향성 방사를 구현하기 위해 반사면으로 사용되는 특정 금속 구조를 설치해야 하고, 이로 인한 크기 축소 제한, 제조 난이도 및 신뢰성 증가 등 여러 기술적 문제에 대하여, 본 출원의 실시예는 창의적으로 안테나-인-패키지를 제공한다. 이는 적어도 2개의 서브 안테나를 근접하게 설치하여, 상기 적어도 2개의 서브 안테나가 소정 영역에서 방사장을 구현할 수 있도록 서로 상쇄시킨다. 또한 상기 적어도 2개의 서브 안테나로 구성되는 안테나 구조가 전자기파를 지향성 방사하는 기능을 구현하도록 만든다. 이는 반사면으로서 금속층을 설치하여 지향성 방사를 구현하는 종래의 구조와 비교할 때, 형성된 안테나-인-패키지의 크기를 더욱 축소시킬 수 있을 뿐만 아니라, 안테나의 제조 난이도 및 신뢰성 문제도 줄일 수 있다. 구체적으로 하기와 같다.

도 1은 선택적 일 실시예에 따른 안테나-인-패키지의 구조도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 있어서 안테나-인-패키지(110)는 제1 서브 안테나(111)와 제2 서브 안테나(112) 등 부재를 포함할 수 있다. 상기 안테나-인-패키지(110)는 제1 서브 안테나(111)를 기반으로 형성된 복합 안테나 구조일 수 있다. 즉, 전술한 제2 서브 안테나(112)는 제1 서브 안테나(111)에 근접한 위치에 고정 설치될 수 있다. 이를 통해 상기 제2 서브 안테나(112)는 제1 서브 안테나(111)에서 방사되는 일부 전자기파를 상쇄시킬 수 있다. 또한 상기 제1 서브 안테나(111)는 소정 방향으로의 지향성 방사를 구현할 수 있다. 종래의 안테나-인-패키지 구조에서 반사층인 금속층과 비교할 때, 상기 제2 서브 안테나(112)의 크기가 비교적 작아, 도 1에서 형성된 안테나-인-패키지(110)의 크기를 더욱 축소시킬 수 있다. 또한 안테나의 제조 난이도를 효과적으로 낮추고 안테나의 신뢰성 및 집적도를 향상시킬 수 있다.

선택적인 다른 일 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이 전술한 제2 서브 안테나(112)와 제1 서브 안테나(111) 사이는 소정 영역에서 방사장을 서로 상쇄할 수 있다. 동시에 상기 제2 서브 안테나(112)에서 방출하는 일부 전자기파는 타깃 영역까지 방사될 수도 있다. 즉, 제1 서브 안테나(111)와 제2 서브 안테나(112)에서 방출하는 전자기파는 동시에 상기 타깃 영역까지 방사되어 상기 타깃 영역에 방사되는 에너지를 강화시킬 수 있다. 또한 구성된 안테나-인-패키지(110)가 지향성 방사 방향(즉, 소정의 방향)에서 방출하는 전자기파의 에너지를 강화시킬 수 있다. 동시에 소정 영역에서 제2 서브 안테나(112)와 제1 서브 안테나(111)가 방출하는 전자기파를 서로 상쇄시켜, 안테나-인-패키지(110)가 타깃 영역을 향한 지향성 방사를 구현할 수 있도록 만든다.

본 출원 실시예에서 소정의 영역은 도 1에 도시된 A 영역, 즉 제2 서브 안테나(112)와 제1 서브 안테나(111) 사이 영역을 포함할 수 있다. 동시에 상기 소정의 영역은 제1 서브 안테나(111)에서 먼 제2 서브 안테나(112) 일측의 영역(즉, 도 1에 도시된 제2 서브 안테나(112) 하방의 영역)을 포함할 수도 있다. 선택적 일 실시예에 있어서, 상기 소정의 영역은 제2 서브 안테나(112)가 제1 서브 안테나(111) 일측에 위치한 영역(즉, 도 1에 도시된 제1 서브 안테나(111) 하방의 영역)일 수도 있다. 동시에 타깃 영역은 제2 서브 안테나(112) 일측에서 먼 제1 서브 안테나(111)의 영역, 즉 도 1에 도시된 B 영역일 수 있다. 이는 안테나-인-패키지(110)가 화살표 C가 가리키는 방향을 따라 지향성 방사를 수행하도록 만든다. 여기에서 화살표 C가 가리키는 방향은 제2 서브 안테나(112) 일측에서 먼 제1 서브 안테나(111)의 안테나 송신면에 수직일 수 있다. 본 출원의 실시예에서 화살표 C가 가리키는 방향을 상방으로 정의할 수 있다.

또한 본 출원 실시예에 있어서 안테나 송신면은 서브 안테나가 전자기파를 방출하는 표면을 포함할 수 있다. 지향성 방사의 방향은 안테나(예를 들어 단일 서브 안테나 또는 조합 안테나)의 주요 전자기파 방사 방향, 예를 들어 주로브 및/또는 부로브의 방사 방향 등일 수 있다.

선택적인 다른 일 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 안테나-인-패키지(110)의 지향성 방사 방향(즉, 화살표 C가 가리키는 방향)을 따라, 제2 서브 안테나(112)의 투영은 적어도 부분적으로 제1 서브 안테나(111) 상, 즉 안테나-인-패키지(110)의 지향성 방사 방향 상에 투사될 수 있다. 상기 제2 서브 안테나(112)와 제1 서브 안테나(111)는 겹치도록 설치되어, 안테나-인-패키지(110)의 지향성 방사 성능을 향상시킨다.

선택적 일 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 안테나-인-패키지(110)는 바로 상방(즉, 화살표 C가 가리키는 방향)을 향해 지향성 방사된다. 제2 서브 안테나(112)는 제1 서브 안테나(111)의 바로 하방에 대응하도록 설치되어, 상기 안테나-인-패키지(110)의 바로 상방을 향한 방사 에너지를 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한 전술한 제1 서브 안테나(111)와 제2 서브 안테나(112)의 안테나 송신면의 연장 방향은 서로 평행할 수 있다. 동시에 상기 제1 서브 안테나(111)와 제2 서브 안테나(112)의 안테나 송신면의 연장 방향은 안테나-인-패키지(110)의 지향성 방사의 방향에 수직이 되어, 상기 안테나-인-패키지(110)의 바로 상방을 향한 방사 에너지를 더욱 향상시킬 수도 있다.

선택적 일 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 안테나-인-패키지(110)의 지향성 방사 방향 상에서, 제1 서브 안테나(111)와 제2 서브 안테나(112)의 간격은 0보다 크다. 안테나-인-패키지(110)의 지향성 방사 성능을 더욱 향상시키기 위해, 지향성 방사 방향 상에서 제1 서브 안테나(111)와 제2 서브 안테나(112)의 간격(d)을 대체적으로 0.25λ*n로 만들 수 있고, 하기와 같이 나타낼 수도 있다.

여기에서 d는 지향성 방사 방향 상에서 제1 서브 안테나(111)와 제2 서브 안테나(112)의 간격이다. n은 홀수이며, m은 자연수이다. λ은 안테나-인-패키지(110)가 방출하는 전자기파의 파장이다.

선택적 일 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 레이다 칩 등과 같은 직접 부재에 대한 소형화 요건의 경우, 제1 서브 안테나(111)와 제2 서브 안테나(112)는 지향성 방사 방향 상에서의 간격(d)을 소정 간격 범위 내, 예를 들어 d∈(0，0.75λ]로 설정할 수 있다. 즉 상기 d의 값은 0.1λ, 0.2λ, 0.25λ, 0.3λ, 0.4λ, 0.45λ, 0.55λ, 0.6λ 또는 0.75λ 등일 수 있다. 소형화에 대한 고려를 기반으로, 상기 d의 값을 가능한 (2m+1)*0.25λ에 가깝게 하여 안테나-인-패키지(110)의 지향성 방사 성능을 최대한 향상시킨다.

선택적 일 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 서브 안테나(111)는 제2 서브 안테나(112)와 급전선을 공유할 수도 있다. 즉, 연결선(113)을 통해 제1 서브 안테나(111)와 제2 서브 안테나(112)를 직접 전기적으로 연결하여, 제1 서브 안테나(111)에 대해 급전을 수행하는 동시에 연결선(113)을 통해 제2 서브 안테나(112)에 대해 급전을 수행하거나, 제2 서브 안테나(112)에 대해 급전을 수행하는 동시에 연결선(113)을 통해 제1 서브 안테나(111)에 대해 급전을 수행할 수도 있다. 즉, 제1 서브 안테나(111)를 통해 제2 서브 안테나(112)에 대해 급전을 수행할 수도 있고, 제2 서브 안테나(112)를 통해 제1 서브 안테나(111)에 대해 급전을 수행할 수도 있다. 이를 통해 제2 서브 안테나(112) 추가로 인한 급전선의 크기를 가능한 줄일 수 있으며, 동시에 제1 서브 안테나(111)와 제2 서브 안테나(112)가 방사하는 전자기파의 일치성도 향상시킬 수 있다.

도 2는 선택적 일 실시예에 따른 안테나-인-패키지의 분해도이다. 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 선택적 일 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 구조를 기반으로, 생산 제조 과정에서 안테나-인-패키지(110)의 원가를 낮추고 실제 응용에서의 성능을 향상시키기 위해, 제1 서브 안테나(111)와 제2 서브 안테나(112) 사이에 거리 조정층(미도시)을 설치할 수 있다. 상기 거리 조정층은 제1 서브 안테나(111)를 제2 서브 안테나(112)와 절연시킬 수 있다. 동시에 실제 수요에 따라 상기 거리 조정층이 상응하는 두께를 갖도록 설정하여, 제1 서브 안테나(111)와 제2 서브 안테나(112) 사이의 간격이 설계 요건을 충족하도록 만들 수 있다.

선택적 일 실시예에 있어서, 거리 조정층은 복합층 구조 또는 단층 구조일 수 있다. 구체적으로 실제 수요에 따라 설치할 수 있다. 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이, 거리 조정층은 적층된 제1 유전층(116)과 제2 유전층(117)을 포함할 수 있다. 여기에서 제1 유전층(116)은 이격을 위한 절연층일 수 있고, 제2 유전층(117)은 거리 조정을 위한 막층 구조일 수 있다. 일부 선택적 실시예에 있어서, 거리 조정층은 제1 유전층(116)일 수 있다. 즉, 제1 유전층(116)은 이격 및 거리 조정에 동시에 동시에 사용될 수 있으며, 제1 서브 안테나(111)와 제2 서브 안테나(112) 사이에는 제2 유전층(117)을 설치할 필요가 없다.

선택적 일 실시예에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 안테나-인-패키지(110)가 고주파 전자기파 신호를 전송하는 데 사용될 때, 전술한 제1 유전층(116)은 고주파 유전기판일 수 있고, 제2 유전층(117)은 유기 유전층일 수 있다. 이를 통해 절연 성능을 구비하는 동시에 간격의 설계 요건을 충족시킬 수 있다.

선택적 일 실시예에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 유전상수 설계 요건을 충족시키기 위해, 제1 유전층(116)의 유전상수를 제2 유전층(117)의 유전상수보다 크게 만들 수도 있다. 예를 들어, 제1 유전층(116)은 유전상수가 높은 유리 섬유 에폭시 수지판일 수 있고, 제2 유전층(117)은 유전상수가 낮은 유기층일 수 있다. 즉, 제1 유전층(116)과 제2 유전층(117)을 복합층으로 사용하여, 제2 서브 안테나(112)와 제1 서브 안테나(111) 사이 유전체의 유전상수를 조정하기가 용이하다. 동시에 제2 유전층(117)을 이용하여 안테나-인-패키지(110) 중의 제2 서브 안테나(112)와 제1 서브 안테나(111)의 간격 설계 요건을 충족시킬 수도 있다.

선택적 일 실시예에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 연결선(113)은 두께 방향을 따라 거리 조정층을 관통하는 비아(via) 도체일 수 있다. 제2 서브 안테나(112)와 제1 서브 안테나(111) 사이에 복수의 유전층이 설치되는 경우, 유전층 사이에 접촉 패드(114)가 더 설치될 수 있다. 이는 각 유전층의 비아 도체를 관통하여 서로 전기적으로 연결하기가 용이할 수 있으며, 제2 서브 안테나(112)와 제1 서브 안테나(111)를 전기적으로 연결한 연결선을 형성하여, 서브 안테나 사이의 전기적 연결 성능을 향상시키고 연결선을 제조하는 공정 난이도를 낮출 수 있다.

실제 응용에서 도 2에 도시된 접촉 패드(114)는 제2 유전층(117)과 제1 유전층(116) 사이에 설치될 수 있음에 유의한다. 본 출원의 도 2에 있어서, 설명상 편의를 위해 접촉 패드(114)를 제1 유전층(116)의 상방에 설치하였다. 여기에서 본 출원실시예에 있어서 제1 서브 안테나(111)는 다이폴 안테나, 마이크로스트립 안테나 등일 수 있고, 제2 서브 안테나(112)는 슬롯 안테나 또는 패치 안테나 등 유형의 안테나일 수 있다.

도 3은 선택적 다른 일 실시예에 따른 안테나-인-패키지의 분해도이다. 선택적 일 실시예에 있어서, 도 2에 도시된 구조를 기반으로 제1 서브 안테나(111)는 다이폴 안테나이고, 제2 서브 안테나(112)는 슬롯 안테나인 경우를 예로 들어, 본 출원 실시예에서의 안테나-인-패키지 구조를 상세하게 설명한다. 구체적으로 도 3을 참조하면, 안테나-인-패키지(210)는 적층된 다이폴 안테나(211)와 슬롯 안테나(212), 및 다이폴 안테나(211)와 슬롯 안테나(212) 사이에 설치된 거리 조정층(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 거리 조정층은 적층된 유기층(217)과 고주파 유전기판(216)을 포함할 수 있다. 즉, 유기층(217)은 슬롯 안테나(212)의 상표면에 적층되고, 고주파 유전기판(216)은 유기층(217)의 상표면에 적층된다. 동시에 다이폴 안테나(211)는 고주파 유전기판(216)의 상표면 상에 설치된다. 또한 다이폴 안테나(211)와 슬롯 안테나(212)는 고주파 유전기판(216)과 유기층(217)을 순차적으로 관통하는 연결선(213)을 통해 전기적으로 연결된다. 이를 통해 슬롯 안테나(212)의 급전선(2123)을 이용해 슬롯 안테나(212)에 대한 급전을 구현할 수 있는 동시에, 다이폴 안테나(211) 중 각 도체(2111)에 급전을 수행할 수도 있다.

선택적 일 실시예에 있어서, 사용된 고주파 유전기판(216)의 유전상수는 유기층(217)의 유전상수보다 크므로, 안테나-인-패키지(210) 중 유전상수 설계 요건과 서브 안테나 사이 간격 설계 요건을 모두 충족시킬 수 있다. 선택적인 대체 실시예에 있어서, 안테나-인-패키지(210)의 고주파 유전기판(216)이 유전상수 설계 요건과 간격 설계 요건을 모두 충족시킬 경우 유기층(217)을 생략할 수 있다.

선택적 일 실시예에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이 전기적 연결 성능 및 제조 공정의 편리성을 향상시키기 위해, 슬롯 안테나(212)의 상표면에 접촉 패드(214)를 더 설치할 수 있다. 이를 통해 연결선(213)의 일단부가 접촉 패드(214)와 상기 슬롯 안테나(212)를 통해 전기적으로 연결되고, 연결선(213)의 타단부가 도체(2111)와 연결될 수 있다. 여기에서 전술한 연결선(213)은 예를 들어 비아 도체이고, 연결선(213)은 다이폴 안테나(211) 제조 시 동기적으로 제조할 수도 있다. 즉, 각 도체(2111)는 그 하방의 연결선(213)과 일체로 성형되고, 하방의 접촉 패드(214)를 통해 금속층(2121)과 전기적으로 연결될 수 있다.

선택적 일 실시예에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이 슬롯 안테나(212)는 금속층(2121) 상에 개설된 슬롯 구조를 기반으로 형성된 안테나일 수 있다. 예를 들어, 재배선층(Redistribution Layers, RDL) 상에 두께 방향을 따라 재배선층을 관통하는 슬롯 구조(2112)를 개설함으로써 전술한 슬롯 안테나(212)를 형성할 수 있다. RDL층을 공유함으로써 슬롯 안테나(212)의 제조를 위해 금속층이 새로 추가되는 것을 방지하여, 안테나-인-패키지(210) 적층 구조의 두께를 효과적으로 줄이는 동시에 생산 제조 원가를 낮출 수 있다.

도 4는 선택적 일 실시예에 따른 안테나-인-패키지에서 금속층의 입체 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 구조의 평면도이다. 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 선택적 일 실시예에 있어서, 슬롯 안테나(212)는 하나의 "H"형 슬롯 구조(2122)를 가질 수 있다. 안테나-인-패키지(210) 지향성 방사 반대 방향 상에서 다이폴 안테나(211) 중 어느 한 쌍의 도체의 투영은 모두 상기 슬롯 구조(2122)의 대향하는 양측에 각각 위치할 수 있다. 이를 통해 안테나-인-패키지(210)의 지향성 방사 성능을 더욱 향상시키는 동시에 슬롯 안테나(212)와 다이폴 안테나(211) 사이의 간격(d)을 (0, 0.25λ]의 범위로 설치할 수 있다. 예를 들어, 전술한 간격(d)은 0.05λ, 0.15λ, 0.2λ 또는 0.25λ 등의 값으로 설정할 수 있다. 이를 통해 다이폴 안테나(211)의 이미지 안테나와 그 자체가 바로 상방에 동일한 위상의 방사장을 갖도록 만든다. 동시에 다이폴 안테나(211)의 방사장과 슬롯 안테나(212)가 바로 하방의 방사장에서 서로 반대 위상을 가져 서로 상쇄되도록 만들 수도 있다. 즉, 다이폴 안테나(211)와 슬롯 안테나(212)는 복합 안테나 구조를 형성할 수 있다. 이를 통해 안테나-인-패키지(210)가 지향성 방사를 구현하는 동시에 상기 안테나-인-패키지(210)의 작업 대역폭을 확장할 수도 있다.

선택적인 다른 일 실시예에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이 "H"형 슬롯 구조(2122)는 서로 평행한 2개의 제1 슬롯, 상기 2개의 제1 슬롯 중간 부분을 연결하며 제1 슬롯에 수직인 제2 슬롯을 구비할 수 있다. 동시에 급전선(2123)은 제2 슬롯의 중간 부분에 개설될 수 있고, 상기 급전선(2123)의 일단부는 제2 슬롯의 일측벽에 설치될 수 있고, 타단부는 상기 제2 슬롯을 관통하여 연장될 수 있다. 이를 통해 전술한 제2 슬롯을 2개의 길이가 같은 슬롯 유닛으로 차단할 수 있다. 또한 급전선(2123) 양측에 위치하는 슬릿은 각각 하나의 슬롯 유닛을 관통하여 연결될 수 있다. 여기에서, 전술한 제1 슬롯과 슬롯 유닛의 등가 길이(leq)는 약 0.5λ 내지 λ(예를 들어 0.5λ, 0.6λ, 0.7λ, 0.85λ, 1λ 등)로 설정될 수 있으며, leq=(1/2*h+w)이다. λ는 다이폴 안테나와 슬롯 안테나 사이의 유전층에서 전파되는 전자기파 파장이다. h는 제1 슬롯의 길이이고, w는 슬롯 유닛의 길이이다. 제1 슬롯과 제2 슬롯의 폭은 모두 b일 수 있으며, 동시에 슬릿의 폭은 b보다 작다.

선택적인 다른 일 실시예에 있어서, 슬롯 안테나(212) 상방에 위치하는 다이폴 안테나(211)는 여러 쌍의 도체를 포함할 수 있다. 각 도체는 모두 도 5에 도시된 직사각형 패치일 수 있다. 즉, 상기 다이폴 안테나(211)는 복수의 도체(2111)를 포함할 수 있고, 상기 복수의 도체(2111)는 어레이로 배열될 수 있다. 여기에서, 한 쌍의 도체인 어느 2개의 도체(2111)가 슬롯 안테나(212)에 투영될 때, 상기 2개 도체(2111)의 투영은 각각 슬롯 구조의 양측에 위치한다. 도 5를 참조하면, 다이폴 안테나(211)는 4개의 도체(2111)를 포함할 수 있다. 상기 4개의 도체(2111)는 2쌍의 도체로 사용되며, 각 도체(2111)의 투영은 모두 2개의 평행한 제1 슬롯 사이의 영역에 위치한다. 또한 각 쌍의 도체에서 2개 도체(2111)의 투영은 각각 제2 슬롯의 양측에 위치하고, 슬롯 유닛을 중심선으로 각 쌍의 도체에 대응하는 도체(2111)의 투영은 축에 대칭하도록 분포한다. 동시에 전술한 2쌍의 도체는 대응하는 4개 도체(2111)의 투영이 급전선(2123)을 중심축선으로 축에 대칭되도록 분포한다.

선택적 다른 일 실시예에 있어서, 도 4에 도시된 바와 같이 집적 소자 중의 안테나 구조의 경우, 슬롯 안테나(212)와 다이폴 안테나(211) 사이의 간격(d)은 약 (0, 0.75λ]로 설치될 수 있다. 예를 들어, 슬롯 안테나(212)와 다이폴 안테나(211) 사이의 간격(d)을 약 0.25λ로 설치하여, 안테나-인-패키지(210)의 바로 상방에서 다이폴 안테나(211)의 이미지 안테나와 상기 다이폴 안테나(211)가 동일한 위상을 갖도록 만들 수 있다. 동시에 슬롯 안테나(212)의 방사장과 안테나-인-패키지(210)의 바로 하방에서 다이폴 안테나(211)의 방사장이 반대 위상을 가져 서로 상쇄되도록 만들 수도 있다. 즉, 도 4 및 도 5의 다이폴 안테나(211)와 슬롯 안테나(212)는 복합 안테나 구조를 갖는 안테나-인-패키지(210)를 형성한다. 이는 안테나-인-패키지(210)가 지향성 방사를 구현하는 동시에 안테나-인-패키지(210)의 작업 대역폭이 확장되도록 만들 수 있다.

선택적 일 실시예에 있어서, 도 2에 도시된 구조를 기반으로 제1 서브 안테나(111)는 다이폴 안테나이고, 제2 서브 안테나(112)는 슬롯 안테나인 경우를 예로 들어, 본 출원 실시예에서의 안테나-인-패키지의 변화 구조를 상세하게 설명한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 안테나-인-패키지(310)는 슬롯 안테나(212), 슬롯 안테나(212) 상방에 위치한 다이폴 안테나(311), 및 슬롯 안테나(212)와 다이폴 안테나(311)를 서로 전기적으로 연결하는 연결선(213)을 포함할 수 있다. 선택적 일 실시예에 있어서, 안테나-인-패키지(310)는 접촉 패드(214)를 더 포함한다. 여기에서 본 실시예의 안테나-인-패키지(310)에서 슬롯 안테나(212)는 도 3 내지 도 7에 도시된 안테나-인-패키지의 슬롯 안테나 구조와 동일할 수 있으므로, 여기에서 동일한 부분은 상세히 설명하지 않는다.

선택적 일 실시예에 있어서, 도 6에 도시된 바와 같이 슬롯 안테나(212)는 "H"형 슬롯 구조(2122)를 포함한다. "H"형 슬롯 구조(2122)는 서로 평행한 2개의 제1 슬롯, 및 상기 2개의 제1 슬롯 중간 부분을 연결하고 제1 슬롯에 수직인 제2 슬롯을 구비할 수 있다. 다이폴 안테나(311)는 어레이로 배열된 2개의 직사각형 패치(3111)를 포함할 수 있다. 직사각형 패치(3111)의 길이 방향은 "H"형 슬롯 구조 중 제2 슬롯의 연장 방향과 수직이다. 동시에 상기 다이폴 안테나(311)의 2개 도체(3111)의 투영은 "H"형 슬롯 구조에 대향하는 양측에 각각 위치할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 선택적인 다른 일 실시예에 있어서, 도 2 및 도 6에 도시된 구조를 기반으로 안테나-인-패키지(410)의 슬롯 안테나는 도 6에 도시된 슬롯 안테나와 동일한 구조를 가질 수 있으므로, 동일한 부분은 상세하게 설명하지 않는다. 동시에 안테나-인-패키지(410)의 다이폴 안테나(411)는 어레이로 배열된 4개 긴 띠형 패치(4111)를 포함할 수 있다. 긴 띠형 패치(4111)의 연장 방향은 "H"형 슬롯 구조 중 평행한 2개 슬롯의 연장 방향과 평행하다. 동시에 상기 다이폴 안테나(411)의 4개의 긴 띠형 패치(4111)는 2쌍의 도체를 구성한다. 각 쌍의 도체에 대응하는 2개의 긴 띠형 패치(4111)의 투영은 "H"형 슬롯 구조의 대향하는 양측에 각각 위치한다.

선택적 일 실시예에 있어서, 도 7에 도시된 바와 같이 한 쌍의 도체인 어느 2개의 긴 띠형 패치(4111)는 인접한 단부가 연결선(213)과 전기적으로 연결하는 데 사용될 수 있다. 즉, 상기 인접한 단부의 형상은 연결선(213)의 단면 형상과 등각이며, 서로 먼 양단 단부는 모두 호형일 수 있다.

전술한 실시예에서 다이폴 안테나에 포함된 도체의 형상, 수량 및 분포 상황 등은 다이폴 안테나 중 어느 한 쌍의 도체의 투영이 슬롯 안테나 중 슬롯 구조의 양측에 각각 위치하도록 보장할 수만 있다면 모두 실제 수요에 대응하도록 조정할 수 있음에 유의한다.

도 8은 선택적 일 실시예에 따른 더미 구조의 개략도이다. 도 8에 도시된 바와 같이, 선택적 일 실시예에 있어서 안테나-인-패키지(510)는 슬롯 안테나(512), 슬롯 안테나(512) 상방에 위치한 다이폴 안테나(211), 및 슬롯 안테나(512)와 다이폴 안테나(211)를 서로 전기적으로 연결하는 연결선(213)을 포함할 수 있다. 여기에서 슬롯 안테나(512)에서 금속층(5121)의 비소자 영역에는 원형 홀, 사각 홀 등과 같은 개구 홀(5124)이 균일하게 분포할 수 있다. 즉 균일하게 분포한 개구 홀(5124)은 더미 구조(dummy)로서 재료의 균일성을 향상시킨다. 이를 통해 생산 제조 및 사용 과정에서 응력 분포 불균일, 팽창 계수 차이 등으로 인한 구조 변형을 효과적으로 줄이고, 안테나-인-패키지(510)의 수율 및 신뢰성을 향상시킨다.

도 9는 선택적 다른 일 실시예에 따른 더미 구조의 개략도이다. 선택적 일 실시예에 있어서, 안테나-인-패키지(610)는 슬롯 안테나(612), 슬롯 안테나(612) 상방에 위치한 다이폴 안테나(311), 및 슬롯 안테나(612)와 다이폴 안테나(311)를 서로 전기적으로 연결하는 연결선(213)을 포함할 수 있다. 여기에서 슬롯 안테나(612)에서 금속층(6121), 금속층(6121)을 관통하는 슬롯 구조(6122), 금속층(6121)에 형성된 급전선(6123), 및 금속층(6121) 상에 균일하게 분포된 복수의 금속 시트(6124)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 금속 시트(6124)와 도 8에 도시된 개구 홀(5124)은 동일한 작용을 하며, 더미 구조(dummy)로서 재료의 균일성을 향상시킬 수도 있다. 이를 통해 생산 제조 및 사용 과정에서 응력 분포 불균일, 팽창 계수 차이 등으로 인한 구조 변형을 효과적으로 감소시키고, 안테나-인-패키지(510)의 수율 및 신뢰성을 향상시킨다.

본 출원의 실시예에서 더미 구조(dummy)는 구체적인 설계 수요에 따라 더미 구조의 형상, 크기 및 분포 등을 선택하여 안테나-인-패키지의 수율 및 신뢰성을 향상시킬 수 있음에 유의한다.

도 10 및 도 11은 상이한 슬롯 형상을 갖는 슬롯 안테나의 평면도이다. 선택적 일 실시예에 있어서, 도 2에 도시된 구조를 기반으로 슬롯 형상이 상이한 슬롯 안테나를 예로 들어 설명한다. 구체적으로 하기와 같다.

도 10에 도시된 바와 같이, 선택적 일 실시예에 있어서 슬롯 안테나(312)는 금속층(3121), 금속층(3121)을 관통하는 슬롯 구조(3122) 및 금속층(3121)에 형성된 급전선(3123)을 포함할 수 있다. 여기에서 슬롯 구조(3122)는 도 5에 도시된 "H"형 슬롯 구조에 기반을 둘 수 있다. 즉, 2개의 평행한 제1 슬롯을 제2 슬롯에 대해 동일한 경사 각도로 대향 연장되도록 조절하여, 도 10에서 대칭하도록 분포된 슬롯 안테나(312)를 형성한다. 선택적인 다른 일 실시예에 있어서, 도 11에 도시된 바와 같이, 슬롯 안테나(412)는 금속층(4121) 및 금속층(4121)을 관통하는 띠형 슬롯 구조(4122)를 포함할 수 있다.

도 11에 도시된 바와 같이, 슬롯 안테나(412)의 띠형 슬롯 구조(4122)는 전자기파 방사에 사용될 수 있다. 상기 슬롯 안테나(412)는 전술한 각 실시예의 안테나-인-패키지 중 슬롯 안테나를 대체하는 데 사용될 수 있다. 예를 들어 도 3 내지 도 9에 도시된 안테나-인-패키지를 예로 들면, 안테나-인-패키지는 슬롯 안테나(412)와 다이폴 안테나(211)로 구성되는 복합 안테나를 포함할 수 있다.

도 12는 선택적 일 실시예에 따른 띠형 슬롯 안테나를 갖는 안테나-인-패키지의 분해도이다. 도 13은 선택적 일 실시예에 따른 띠형 슬롯 안테나를 갖는 안테나-인-패키지의 평면도이다. 여기에서 명확성을 위해 도 12에서 안테나-인-패키지의 각 부분을 분리하여 도시하였으며, 도 13에서는 유전층(716)과 이격층(717)을 생략하였다.

도 12에 도시된 바와 같이, 선택적 일 실시예에 있어서 안테나-인-패키지(710)는 띠형 슬롯 안테나(712), 띠형 슬롯 안테나(712) 상방에 위치한 다이폴 안테나(711), 띠형 슬롯 안테나(712)와 다이폴 안테나(711) 사이에 위치한 유전층(716), 및 띠형 슬롯 안테나(712)와 다이폴 안테나(711)를 서로 전기적으로 연결한 연결선(713)을 포함할 수 있다. 선택적 일 실시예에 있어서, 안테나-인-패키지(710)는 접촉 패드(714)와 이격층(717)을 더 포함할 수 있다. 여기에서, 띠형 슬롯 안테나(712)와 다이폴 안테나(711)의 유전층이 단층 구조인 경우, 즉 도 12에 도시된 구조에서 띠형 슬롯 안테나(712)와 다이폴 안테나(711)에 유전층(716) 또는 이격층(717)만 설치되는 경우, 접촉 패드(714)를 설치할 필요가 없을 수 있다.

선택적인 다른 일 실시예에 있어서, 도 12에 도시된 바와 같이 띠형 슬롯 안테나(712)는 제1 금속층(7121), 제2 금속층(7122), 및 제1 금속층(7121)을 관통하는 슬롯 구조(7124)를 포함할 수 있다. 여기에서 슬롯 구조(7124)는 띠형 슬롯을 포함한다. 도면에 도시된 바와 같이, 제1 금속층(7121)과 제2 금속층(7122) 사이에 연결선(7123)이 더 포함된다. 연결선(7123)은 띠형 슬롯의 양측에 분포하고, 제1 금속층(7121), 제2 금속층 및 연결선(7123) 사이는 도파로를 형성한다. 선택적 일 실시예에 있어서, 띠형 슬롯 안테나(712)는 금속 도파로를 포함할 수 있다. 금속 도파로의 표면에는 띠형 슬롯 구조(7124)가 구비된다. 동시에 상기 띠형 슬롯 구조(7124)와 안테나-인-패키지(710)를 구성하는 다이폴 안테나(711)에서, 어느 한 쌍의 도체(즉, 금속 패치(7111))의 투영은 모두 띠형 슬롯 구조(7124) 중 띠형 슬롯의 양측, 즉 도 11에 도시된 띠형 슬롯 구조(4122)의 상하 양측에 분포한다.

본 출원의 실시예에서 슬롯 안테나는 "S"형 슬롯 안테나, "L"형 슬롯 안테나 등과 같이 비대칭 분포의 구조일 수도 있다. 또한 도 5에 도시된 "H"형 슬롯 안테나 등과 같이 대칭 분포의 구조일 수도 있다. 동시에 도 13에 도시된 띠형 슬롯 안테나 등일 수도 있다. 즉, 이는 그에 대응하는 다이폴 안테나와 안테나-인-패키지를 형성할 수 있기만 하면 된다.

또한 본 출원 실시예에서 안테나-인-패키지는 독립적인 모듈 어셈블리일 수 있으며, 다른 부재와 집적되어 RF 어셈블리를 구성하는 안테나 유닛일 수도 있다. 동시에 상기 안테나-인-패키지는 무선 통신, 레이다 탐측, 거리 측정 및 이미징 등 다양한 분야에 응용될 수 있다. 또한 밀리미터파 등 고주파 센서와 같이 공업, 자동차, 소비전자 및 스마트홈 등의 센서를 구성하는 데에 사용될 수도 있다.

실제 응용에서 안테나의 크기는 일반적으로 안테나 제작에 사용되는 기재 중의 유도파 파장에 정비례한다. 따라서 밀리미터파 등 고주파 대역에 작동하는 안테나 크기가 상대적으로 비교적 작아 안테나-인-패키지 구조를 구현할 수 있다. 고주파 센서 등과 같이 집적 안테나-인-패키지가 필요할 수 있는 분야에 대해, 본 출원의 실시예는 안테나-인-패키지를 더 제공한다. 본 출원 실시예의 안테나-인-패키지를 기반으로 다이폴 안테나와 슬롯 안테나를 근접하게 설치함으로써 복합 안테나 구조를 구성할 수 있다. 나아가 상기 안테나-인-패키지가 전자기파의 지향성 방사를 구현하도록 만들 수 있다. 상기 안테나-인-패키지는 지향성 방사 영역에 분포하는 에너지 강도를 향상시키는 동시에 슬롯 안테나를 다이폴 안테나의 "반사면"으로 이용할 수 있다. 금속층을 반사면으로 별도 설치하여 지향성 방사를 구현해야 하는 종래의 안테나 구조에 비해, 이는 형성된 안테나-인-패키지의 두께를 더욱 축소시킬 수 있다. 또한 안테나 배치의 유연성도 구현할 수 있으며, 안테나의 제조 난이도 및 신뢰성 문제를 효과적으로 낮출 수 있다.

구체적으로 선택적 일 실시예에 있어서, 안테나-인-패키지는 슬롯 안테나, 다이폴 안테나 및 유전층 등 부재를 포함할 수 있다. 다이폴 안테나는 전술한 슬롯 안테나의 안테나 송신면 상방에 설치되어, 슬롯 안테나와 다이폴 안테나가 복합 안테나 구조를 구성하여 지향성 방사를 구현하도록 만든다. 유전층은 다이폴 안테나와 슬롯 안테나 사이에 설치되어, 다이폴 안테나와 슬롯 안테나를 이격시키는 동시에 상기 유전층의 두께를 조정하여 다이폴 안테나와 슬롯 안테나 사이의 간격을 더 조정할 수 있다. 이를 통해 복합 안테나 구조의 지향성 방사 성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 여기에서 본 출원 실시예에 따른 안테나-인-패키지는 각 분야에서 고주파 대역의 송수신 안테나로 사용될 수 있다. 예를 들어 5G 통신 시스템에서 밀리미터파 주파수 대역의 송수신 안테나, 레이다 분야에서 77GHz 주파수 대역의 송수신 안테나, 레이다 분야에서 24GHz 주파수 대역의 송수신 안테나 등이 있다.

선택적 일 실시예에 있어서, 지향성 방사 방향의 반대 방향에서, 다이폴 안테나의 투영은 슬롯 안테나의 안테나 송신면 상에 부분적 또는 전체적으로 투사되어, 안테나-인-패키지의 지향성 방사 성능을 향상시킨다. 또한 지향성 방사 방향 상에서 슬롯 안테나와 다이폴 안테나 사이의 간격을 조정함으로써 안테나-인-패키지의 지향성 방사 성능을 더욱 향상시킬 수도 있다. 예를 들어, 지향성 방사 방향 상에서 슬롯 안테나와 다이폴 안테나 사이의 간격(d)을 (0,0.75λ]의 값 집합 범위 내로 설정할 수 있다. 즉, 상기 d의 값은 0.12λ, 0.22λ, 0.252λ, 0.32λ, 0.42λ, 0.452λ, 0.552λ, 0.652λ 또는 0.75λ 등일 수 있다. 동시에 설계 간격 범위 내에서 d의 값을 0.25λ에 가능한 가깝거나 같도록 만들어 안테나-인-패키지 크기와 안테나-인-패키지의 지향성 방사 성능을 모두 고려할 수 있다. 여기에서 λ은 안테나-인-패키지가 전자기파를 방사하는 파장이다.

선택적인 다른 일 실시예에 있어서, 슬롯 안테나의 안테나 송신면은 다이폴 안테나의 안테나 송신면과 서로 평행할 수 있다. 다이폴 안테나 중 어느 한 쌍의 도체는 지향성 방사 방향의 반대 방향에서의 투영이 슬롯 안테나 중 슬롯 구조의 대향하는 양측에 각각 위치한다. 동시에 각 도체는 모두 유전층을 관통하는 연결선을 통해 각각 슬롯 안테나 상에 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 슬롯 안테나를 통해 다이폴 안테나에 대한 급전을 수행하여, 안테나-인-패키지의 지향성 방사 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.

선택적 일 실시예에 있어서, 본 출원은 레이다 어셈블리 패키지를 더 제공한다. 여기에는 배선층, 배선층 상에 설치된 레이다 칩 다이 및 본 출원 중 어느 한 실시예에 따른 안테나-인-패키지가 포함될 수 있다. 즉, 레이다 칩 다이는 배선층을 통해 안테나-인-패키지와 전기적으로 연결되어 지향성 송수신 안테나가 집적된 레이다 칩을 형성할 수 있다.

선택적 일 실시예에 있어서, 레이다 어셈블리 패키지의 안테나-인-패키지는 슬롯 안테나, 및 상기 슬롯 안테나 송수신면 상방에 설치된 다이폴 안테나를 포함할 수 있다. 레이다 어셈블리 패키지는 패키지층을 더 포함할 수 있다. 상기 패키지층은 전술한 배선층 상의 레이다 칩 다이를 밀봉할 수 있다. 전술한 다이폴 안테나와 레이다 칩 다이는 배선층의 동일측에 집적되며, 배선층 상에서 레이다 칩 다이 설치 위치에 대향하는 타측 표면 상에 솔더 볼(solder ball)이 설치될 수 있다. 여기에서 전술한 다이폴 안테나는 패키지층 내에 집적되어 AIP(Antenna in Package) 안테나-인-패키지를 형성할 수 있다. 동시에 상기 다이폴 안테나는 패키지층의 외표면 상에 집적되어 AOP(Antenna on Package) 안테나-인-패키지를 형성할 수도 있다.

선택적 일 실시예에 있어서, 레이다 어셈블리 패키지에서 안테나-인-패키지의 슬롯 안테나는 패키지층에 제조된 금속층 상에 슬롯 구조를 개설하여 형성한 안테나일 수 있다. 비아(via) 도체를 통해 배선층 및 다이폴 안테나와 각각 전기적으로 연결하여, 슬롯 안테나를 이용해 다이폴 안테나에 대한 급전을 수행할 수 있다. 이를 통해 급전선을 절약하여 안테나-인-패키지의 크기를 줄이고 슬롯 안테나와 다이폴 안테나 방사 신호의 공통성을 향상시킨다.

선택적인 다른 일 실시예에 있어서, 레이다 어셈블리 패키지에서 안테나-인-패키지의 슬롯 안테나는 배선층 상에 슬롯 구조를 개설하여 형성한 안테나일 수 있다. 또한 비아(via) 도체를 통해 다이폴 안테나와 전기적으로 연결하여, 슬롯 안테나를 이용해 다이폴 안테나에 대한 급전을 수행할 수 있다. 이를 통해 금속층을 절약하여 안테나-인-패키지의 크기를 더욱 줄이고 슬롯 안테나와 다이폴 안테나 방사 신호의 공통성을 더 확보할 수 있다.

선택적인 다른 일 실시예에 있어서, 금속 구조 재료의 균일성을 향상시키기 위해, 슬롯 안테나를 형성하는 금속층 또는 배선층의 빈 영역(예를 들어 비소자 영역)에 더미 구조(dummy)를 설치할 수 있다. 즉, 전술한 슬롯 구조 등 부재가 설치되는 영역을 소자 영역으로 정의한다.

이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 출원 실시예의 레이다 어셈블리 패키지 및 레이다 어셈블리 패키지에 설치되는 안테나-인-패키지에 대해 상세하게 설명한다.

본 출원의 실시예에 있어서, 안테나-인-패키지는 적층된 다이폴 안테나와 슬롯 안테나를 포함할 수 있다. "전방향" 방사 방향은 다이폴 안테나의 금속층에 수직이고 슬롯 안테나로부터 먼 방향이다(도 14 내지 도 18에서 화살표가 가리키는 방향). "후방향" 방사 방향은 다이폴 안테나의 금속층에 수직이고 슬롯 안테나를 향하는 방향이다(도 16 내지 도 19에서 화살표가 가리키는 방향과 먼 방향).

도 14는 선택적 일 실시예에 따른 레이다 어셈블리 패키지의 단면도이다. 레이다 어셈블리 패키지(800)는 배선층(101), 배선층(101) 제1 표면에 장착되는 레이다 칩 다이(die)(102), 레이다 칩 다이(102)를 커버하는 패키지층(103), 및 패키지층(103)에 위치한 AIP 안테나-인-패키지(810) 등을 포함한다. 여기에서 배선층(101)은 칩 패키징 팬 아웃(fan-out)에 사용되는 금속층일 수 있고, AIP 안테나-인-패키지(810)는 배선층(101)을 통해 레이다 칩 다이(102)와 전기적으로 연결될 수 있다.

선택적 일 실시예에 있어서, 도 14에 도시된 바와 같이, AIP 안테나-인-패키지(810)는 별도로 제조한 후 레이다 칩 다이(102)와 함께 패키징할 수 있다. 또한 레이다 칩 다이(102)의 패키징 공정 단계에서 AIP 안테나-인-패키지(810)의 각 부분을 제조하여 웨이퍼 레벨 안테나-인-패키지를 형성하여 공정의 유연성을 향상시킬 수도 있다.

예를 들어 도 14에 도시된 바와 같이, AIP 안테나-인-패키지(810)는 제2 서브 안테나(812), 제2 서브 안테나(812) 송신면 상방에 위치한 제1 서브 안테나(811), 제2 서브 안테나(812)와 제1 서브 안테나(811) 사이에 위치하는 유전층(816), 및 제2 서브 안테나(812)와 제1 서브 안테나(811)를 서로 전기적으로 연결한 연결선(예를 들어 비아 도체)(813)을 포함할 수 있다. 즉, 본 실시예에서 레이다 칩 다이(102)의 패키징 공정 단계에서 AIP 안테나-인-패키지(810)의 각 부분을 제조하여 웨이퍼 레벨 안테나-인-패키지를 형성할 수 있다. 동시에 제1 서브 안테나(811)와 제2 서브 안테나(812)의 구체적인 구조는 각각 도 1 내지 도 13에 도시된 안테나-인-패키지 중 제1 서브 안테나(예를 들어 슬롯 안테나) 및 제2 서브 안테나(예를 들어 다이폴 안테나)의 구조와 일대일 대응할 수 있다. 설명상 편의를 위해 여기에서 동일한 부분은 상세하게 설명하지 않는다.

선택적 일 실시예에 있어서, 도 14에 도시된 유전층(816)은 유리 섬유 에폭시 수지판(FR4), 세라믹판 또는 고주파 RF기판 등일 수 있다. 상기 유전층(816)은 절연성을 가지며 제2 서브 안테나(812)와 제1 서브 안테나(811)를 절연 격리시킬 수 있다. 동시에 제2 서브 안테나(812)와 제1 서브 안테나(811)는 모두 금속층 패턴화에 의해 형성된 안테나 구조일 수 있다. 연결선(813)은 비아 도체일 수 있다. 상기 비아 도체는 구리 재료를 이용하여 유전층(816)의 관통공을 채워 형성할 수 있다. 또한 제조 공정에서 재료의 균일성을 향상시키기 위해, 배선층(101)의 빈 영역(즉, 비소자 영역)에 구멍 또는 금속 패치 등 형태의 더미 구조(104)를 설치할 수도 있다.

선택적인 다른 일 실시예에 있어서, 도 14에 도시된 레이다 칩 다이(102)는 순차적으로 배선층(101) 및 급전선(818)을 거쳐 제2 서브 안테나(812)에 전기 신호를 전송할 수 있다. 또한 제2 서브 안테나(812)를 이용하여 연결선(813)을 거쳐 제1 서브 안테나(811)에 전기 신호를 전송할 수 있다. 다른 대안적 실시예에 있어서, 안테나-인-패키지(810)는 접지층과 결합된 전송선을 더 포함할 수 있다. 급전선 대신 전송선을 채택하여 전기 신호를 전송할 수 있다. 동시에 배선층(101)을 거쳐 별도의 전송선을 채택하여 각각 제1 서브 안테나(811)와 제2 서브 안테나(812)에 급전을 수행할 수도 있다.

레이다 어셈블리 패키지(800)는 전술한 전체 패키지 구조를 형성한다. 여기에서 배선층(101)의 제2 표면은 솔더 볼(105)을 더 설치하여 외부 회로와 전기적으로 연결하는 데 사용할 수 있다.

도 15는 선택적 다른 일 실시예에 따른 레이다 어셈블리 패키지의 단면도이다. 레이다 어셈블리 패키지(801)는 배선층(101), 배선층(101) 제1 표면에 장착되는 레이다 칩 다이(die)(102), 레이다 칩 다이(102)를 커버하는 패키지층(103), 및 패키지층(103)에 위치한 AIP 안테나-인-패키지(820) 등을 포함한다. 여기에서 배선층(101)은 칩 패키징 팬 아웃(fan-out)에 사용되는 금속층일 수 있고, AIP 안테나-인-패키지(820)는 배선층(101)을 통해 레이다 칩 다이(102)와 전기적으로 연결될 수 있다.

본 실시예에 있어서, AIP 안테나-인-패키지(820)는 제2 서브 안테나(822), 제2 서브 안테나(822)의 송신면 상방에 위치한 제1 서브 안테나(821), 제2 서브 안테나(822)와 제1 서브 안테나(821) 사이에 위치한 유전층(826), 및 제2 서브 안테나(822)와 제1 서브 안테나(821)를 서로 전기적으로 연결한 연결선(예를 들어 비아 도체)(823)을 포함할 수 있다.

상기 레이다 어셈블리 패키지(801)의 AIP 안테나-인-패키지(820)에 있어서, 연결선(823)은 거리 조정층(826)을 관통하고, 제1 서브 안테나(821)는 비아 도체를 거쳐 제2 서브 안테나(822)와 전기적으로 연결된다. 또한 제2 서브 안테나(822)는 배선층(101) 중의 금속층에서의 안테나일 수 있다. 또한 배선층(101)을 거쳐 레이다 칩 다이(102)와 전기적으로 연결된다. 예를 들어 배선층(101) 상에 금속층 에칭 공정을 수행하여 슬롯 패턴을 형성하여 제2 서브 안테나(822)를 구성한다. 도 14에 도시된 레이다 어셈블리 패키지와 비교할 때, 도 15에 도시된 레이다 어셈블리 패키지는 급전선(828)이 생략되었다. 즉, 패키지층에 제2 서브 안테나(822)를 형성하기 위한 금속층을 제조할 필요 없이, 제1 서브 안테나를 제조하기 위한 한 층의 금속층만 제조하면 안테나-인-패키지 및 레이다 어셈블리 패키지의 크기를 더욱 줄일 수 있다.

또한 제조 공정에서 재료의 균일성을 향상시키기 위해, 배선층(101)의 빈 영역(즉, 비소자 영역)에 구멍 또는 금속 패치 등 형태의 더미 구조(104)를 설치할 수도 있다. 선택적인 다른 일 실시예에 있어서, 제2 서브 안테나(822)의 금속층에 구멍 또는 금속 패치 등 형태의 더미 구조를 설치하여 재료의 균일성을 향상시킬 수 있다.

도 16은 선택적 일 실시예에 따른 AOP 안테나-인-패키지를 갖는 레이다 어셈블리 패키지의 단면도이다. 레이다 어셈블리 패키지(802)는 배선층(101), 배선층(101) 전방향 표면에 설치되는 레이다 칩 다이(die)(102), 레이다 칩 다이(102)를 커버하는 패키지층(103), 및 AOP 안테나-인-패키지(830) 등을 포함할 수 있다. 여기에서 배선층(101)은 칩 패키징 팬 아웃(fan-out)에 사용되는 금속층일 수 있고, AOP 안테나-인-패키지(830)는 배선층(101)을 통해 레이다 칩 다이(102)와 전기적으로 연결될 수 있다.

본 실시예에 있어서, AOP 안테나-인-패키지(830)는 제2 서브 안테나(832), 제2 서브 안테나(832)의 송신면 상방에 위치한 제1 서브 안테나(831), 제2 서브 안테나(832)와 제1 서브 안테나(831) 사이에 위치한 유전층(836), 및 제2 서브 안테나(832)와 제1 서브 안테나(831)를 서로 전기적으로 연결한 연결선(예를 들어 비아 도체)(833)을 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 레이다 칩 다이(102)의 패키징 공정 단계에서 AOP 안테나-인-패키지(830)의 각 부분을 제조하여 웨이퍼 레벨 안테나-인-패키지를 형성할 수 있다. AOP 안테나-인-패키지(830)의 제2 서브 안테나(832), 유전층(836) 및 연결선(833)은 패키지층(103) 내부에 형성된다. 제1 서브 안테나(831)는 패키지층(103)의 표면에 형성되어 연결선(833)에 전기적으로 연결된다. AOP 안테나-인-패키지(830)는 패키지층의 표면을 충분히 이용하여 레이다 어셈블리 패키지의 크기를 더욱 감소시키는 동시에 칩으로부터 안테나로의 상호 연결 손실을 감소시킨다.

본 실시예에 있어서, 제1 서브 안테나(831)와 제2 서브 안테나(832)의 구체적인 구조는 각각 도 1 내지 도 13에 도시된 안테나-인-패키지 중 제1 서브 안테나 및 제2 서브 안테나의 구조에 일일이 대응할 수 있다. 동시에 배선층(101), 레이다 칩 다이(die)(102) 및 패키지층(103)의 구체적인 구조는 각각 도 14에 도시된 레이다 어셈블리 패키지 중 배선층, 레이다 칩 다이 및 패키지층의 구조에 일일이 대응할 수 있다. 설명상 편의를 위하여 여기에서 동일한 부분은 자세히 설명하지 않는다.

선택적인 다른 일 실시예에 있어서, 도 16에서 제2 서브 안테나(832)는 배선층(101)의 금속층에 형성된 안테나일 수도 있다. 예를 들어, 배선층(101) 상에 금속층 에칭 공정을 수행하여 슬롯 패턴을 형성함으로써 제2 서브 안테나(832)를 구성한다. 즉, 패키지층에 제2 서브 안테나(832)를 형성하기 위한 금속층을 제조할 필요 없이, 제1 서브 안테나를 제조하기 위한 한 층의 금속층만 제조하면 안테나-인-패키지 및 레이다 어셈블리 패키지의 크기를 더욱 줄일 수 있다.

도 17은 선택적 일 실시예에 따른 AIP 안테나-인-패키지를 갖는 레이다 어셈블리 패키지의 단면도이다. 도 17에 도시된 바와 같이, 레이다 어셈블리 패키지(900)는 배선층(101), 배선층(101) 전방향 표면에 설치된 레이다 칩 다이(die)(102), 레이다 칩 다이(102)를 커버하는 패키지층(103), 및 패키지층(103)에 위치한 AIP 안테나-인-패키지(910) 등을 포함할 수 있다. 여기에서 배선층(101)은 칩 패키징 팬 아웃(fan-out)에 사용되는 금속층일 수 있고, AIP 안테나-인-패키지(910)는 배선층(101)을 통해 레이다 칩 다이(102)와 전기적으로 연결될 수 있다.

선택적 일 실시예에 있어서, 도 17에 도시된 바와 같이, AIP 안테나-인-패키지(910)는 별도로 제조한 후 레이다 칩 다이(102)와 함께 패키징할 수 있다. 또한 레이다 칩 다이(102)의 패키징 공정 단계에서 AIP 안테나-인-패키지(910)의 각 부분을 제조하여 웨이퍼 레벨 안테나-인-패키지를 형성하여 공정의 유연성을 향상시킬 수도 있다.

예를 들어 도 17에 도시된 바와 같이, AIP 안테나-인-패키지(910)는 슬롯 안테나(912), 슬롯 안테나(912) 송신면 상방에 위치한 다이폴 안테나(911), 슬롯 안테나(912)와 다이폴 안테나(911) 사이에 위치한 유전층(916), 및 슬롯 안테나(912)와 다이폴 안테나(911)를 서로 전기적으로 연결한 연결선(예를 들어 비아 도체)(913)을 포함할 수 있다. 즉, 본 실시예에서 레이다 칩 다이(102)의 패키징 공정 단계에서 AIP 안테나-인-패키지(910)의 각 부분을 제조하여 웨이퍼 레벨 안테나-인-패키지를 형성할 수 있다. 동시에 다이폴 안테나(911)와 슬롯 안테나(912)의 구체적인 구조는 각각 도 3 내지 도 13에 도시된 안테나-인-패키지 중 다이폴 안테나 및 슬롯 안테나의 구조에 일일이 대응할 수 있다. 설명상 편의를 위해 여기에서 동일한 부분은 자세하게 설명하지 않는다.

선택적인 다른 일 실시예에 있어서, 도 17에서 슬롯 안테나(912)는 배선층(101)에 슬롯 구조를 개설하여 형성하는 안테나일 수도 있다. 예를 들어, 배선층(101) 상에 금속층 에칭 공정을 수행하여 슬롯 패턴을 형성함으로써 슬롯 안테나(912)를 구성한다. 즉, 패키지층에 슬롯 안테나(912)를 형성하기 위한 금속층을 제조할 필요 없이, 다이폴 안테나를 제조하기 위한 한 층의 금속층만 제조하면 안테나-인-패키지 및 레이다 어셈블리 패키지의 크기를 더욱 줄일 수 있다.

선택적 일 실시예에 있어서, 도 17에 도시된 유전층(916)은 유리 섬유 에폭시 수지판(FR4), 세라믹판 또는 고주파 RF기판 등일 수 있다. 상기 유전층(916)은 절연성을 가지며 슬롯 안테나(912)와 다이폴 안테나(911)를 절연 격리시킬 수 있다. 동시에 슬롯 안테나(912)와 다이폴 안테나(911)는 모두 금속층 패턴화에 의해 형성된 안테나 구조일 수 있다. 연결선(913)은 비아 도체일 수 있다. 상기 비아 도체는 구리 재료를 이용하여 유전층(916)의 관통공을 채워 형성할 수 있다. 또한 제조 공정에서 재료의 균일성을 향상시키기 위해, 배선층(101)의 빈 영역(즉, 비소자 영역)에 구멍 또는 금속 패치 등 형태의 더미 구조(104)를 설치할 수도 있다.

선택적인 다른 일 실시예에 있어서, 도 17에 도시된 레이다 칩 다이(102)는 순차적으로 배선층(101) 및 급전선(918)을 거쳐 슬롯 안테나(912)에 전기 신호를 전송할 수 있다. 또한 슬롯 안테나(912)를 이용하여 연결선(913)을 거쳐 다이폴 안테나(911)에 전기 신호를 전송할 수 있다. 다른 대안적 실시예에 있어서, 안테나-인-패키지(910)는 접지층과 결합된 전송선을 더 포함할 수 있다. 급전선 대신 전송선을 채택하여 전기 신호를 전송할 수 있다. 동시에 배선층(101)을 거쳐 별도의 전송선을 채택하여 각각 다이폴 안테나(911)와 슬롯 안테나(912)에 급전을 수행할 수도 있다.

도 18은 선택적 다른 일 실시예에 따른 AIP 안테나-인-패키지를 갖는 레이다 어셈블리 패키지의 단면도이다. 레이다 어셈블리 패키지(901)는 배선층(101), 배선층(101) 제1 표면에 장착되는 레이다 칩 다이(die)(102), 레이다 칩 다이(102)를 커버하는 패키지층(103), 및 패키지층(103)에 위치한 AIP 안테나-인-패키지(920) 등을 포함한다. 여기에서 배선층(101)은 칩 패키징 팬 아웃(fan-out)에 사용되는 금속층일 수 있고, AIP 안테나-인-패키지(920)는 배선층(101)을 통해 레이다 칩 다이(102)와 전기적으로 연결될 수 있다.

본 실시예에 있어서, AIP 안테나-인-패키지(920)는 슬롯 안테나(922), 슬롯 안테나(922)의 송신면 상방에 위치한 다이폴 안테나(921), 슬롯 안테나(922)와 다이폴 안테나(921) 사이에 위치한 유전층(926), 및 슬롯 안테나(922)와 다이폴 안테나(921)를 서로 전기적으로 연결한 연결선(예를 들어 비아 도체)(923)을 포함할 수 있다.

상기 레이다 어셈블리 패키지(901)의 AIP 안테나-인-패키지(920)에 있어서, 연결선(923)은 유전층(926)을 관통하고, 다이폴 안테나(921)는 비아 도체를 거쳐 슬롯 안테나(922)와 전기적으로 연결된다. 또한 슬롯 안테나(922)는 배선층(101)에 슬롯 구조를 개설하여 형성된 안테나일 수 있다. 또한 배선층(101)을 거쳐 레이다 칩 다이(102)와 전기적으로 연결된다. 예를 들어 배선층(101) 상에 금속층 에칭 공정을 수행하여 슬롯 패턴을 형성하여 슬롯 안테나(922)를 구성한다. 도 17에 도시된 레이다 어셈블리 패키지와 비교할 때, 도 18에 도시된 레이다 어셈블리 패키지는 급전선(918)이 생략되었다. 즉, 패키지층에 슬롯 안테나(922)를 형성하기 위한 금속층을 제조할 필요 없이, 다이폴 안테나를 제조하기 위한 한 층의 금속층만 제조하면 안테나-인-패키지 및 레이다 어셈블리 패키지의 크기를 더욱 줄일 수 있다.

또한 제조 공정에서 재료의 균일성을 향상시키기 위해, 배선층(101)의 빈 영역(즉, 비소자 영역)에 구멍 또는 금속 패치 등 형태의 더미 구조(104)를 설치할 수도 있다. 선택적인 다른 일 실시예에 있어서, 슬롯 안테나(922)의 금속층에 구멍 또는 금속 패치 등 형태의 더미 구조를 설치하여 재료의 균일성을 향상시킬 수 있다.

도 19는 선택적 다른 일 실시예에 따른 AOP 안테나-인-패키지를 갖는 레이다 어셈블리 패키지의 단면도이다. 레이다 어셈블리 패키지(902)는 배선층(101), 배선층(101) 전방향 표면에 설치되는 레이다 칩 다이(die)(102), 레이다 칩 다이(102)를 커버하는 패키지층(103), 및 AOP 안테나-인-패키지(930) 등을 포함할 수 있다. 여기에서 배선층(101)은 칩 패키징 팬 아웃(fan-out)에 사용되는 금속층일 수 있고, AOP 안테나-인-패키지(930)는 배선층(101)을 통해 레이다 칩 다이(102)와 전기적으로 연결될 수 있다.

본 실시예에 있어서, AOP 안테나-인-패키지(930)는 슬롯 안테나(932), 슬롯 안테나(932)의 송신면 상방에 위치한 다이폴 안테나(931), 슬롯 안테나(932)와 다이폴 안테나(931) 사이에 위치한 유전층(936), 및 슬롯 안테나(932)와 다이폴 안테나(931)를 서로 전기적으로 연결한 연결선(예를 들어 비아 도체)(933)을 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 레이다 칩 다이(102)의 패키징 공정 단계에서 AOP 안테나-인-패키지(930)의 각 부분을 제조하여 웨이퍼 레벨 안테나-인-패키지를 형성할 수 있다. AOP 안테나-인-패키지(930)의 슬롯 안테나(932), 유전층(936) 및 연결선(933)은 패키지층(103) 내부에 형성된다. 다이폴 안테나(931)는 패키지층(103)의 표면에 형성되어 연결선(933)에 전기적으로 연결된다. AOP 안테나-인-패키지(930)는 패키지층의 표면을 충분히 이용하여 레이다 어셈블리 패키지의 크기를 더욱 감소시키는 동시에 칩으로부터 안테나로의 상호 연결 손실을 감소시킨다.

본 실시예에 있어서, 다이폴 안테나(931)와 슬롯 안테나(932)의 구체적인 구조는 각각 도 1 내지 도 13에 도시된 안테나-인-패키지 중 다이폴 안테나 및 슬롯 안테나의 구조에 일일이 대응할 수 있다. 동시에 배선층(101), 레이다 칩 다이(die)(102) 및 패키지층(103)의 구체적인 구조는 각각 도 14에 도시된 레이다 칩 다이 중 배선층, 레이다 칩 다이 및 패키지층의 구조에 일일이 대응할 수 있다. 설명상 편의를 위하여 여기에서 동일한 부분은 자세히 설명하지 않는다.

선택적인 다른 일 실시예에 있어서, 도 19에서 슬롯 안테나(932)는 배선층(101)에 슬롯 구조를 개설하여 형성하는 안테나일 수도 있다. 예를 들어, 배선층(101) 상에 금속층 에칭 공정을 수행하여 슬롯 패턴을 형성함으로써 슬롯 안테나(932)를 구성한다. 즉, 패키지층에 슬롯 안테나(932)를 형성하기 위한 금속층을 제조할 필요 없이, 다이폴 안테나를 제조하기 위한 한 층의 금속층만 제조하면 안테나-인-패키지 및 레이다 어셈블리 패키지의 크기를 더욱 줄일 수 있다.

종래의 레이다 어셈블리 패키지는 대면적의 접지층을 형성하고 접지층에는 비아 도체가 관통하는 개구를 형성해야 한다. 종래의 레이다 어셈블리 패키지와 비교할 때, 본 출원 실시예의 레이다 어셈블리 패키지는 안테나-인-패키지를 형성하였다. 안테나-인-패키지의 슬롯 안테나 또는 제2 서브 안테나가 접지층을 대체하고, 슬롯 안테나 또는 제2 서브 안테나가 소정 영역에 위치한 전자기파를 상쇄하므로 지향성 방사를 구현할 수 있다. 또한 레이다 어셈블리 패키지의 구조를 단순화하여 제조 원가를 효과적으로 낮춤으로써 응용 전망이 크게 확장되었다.

도 20은 선택적 일 실시예에 따른 안테나-인-패키지의 주파수 응답 그래프이다. 상기 도 20에 도시된 그래프에서 횡축은 주파수를 나타내고, 종축은 반사 계수를 나타낼 수 있다. 도 3 내지 도 5를 참조하면, 도 3 내지 도 5에 도시된 안테나-인-패키지 구조를 기반으로 상이한 작업 주파수 하에서 안테나-인-패키지(210)의 반사 계수의 안테나 급전 포트의 반사파와 입사파의 출력비, 즉 반사 손실비를 획득할 수 있다. 여기에서 반사 계수가 작을수록 안테나가 방사하는 에너지가 많음을 의미한다.

도 20에서 알 수 있듯이, 안테나-인-패키지(210)는 71.6GHz 내지 86.5GHz의 주파수 대역 내에서 반사 계수가 모두 -20dB 미만이다. 77GHz를 중심 주파수로, 안테나-인-패키지(210)의 작업 대역폭은 71.6 GHz 내지 86.5 GHz의 범위에 도달할 수 있다. 상기 작업 주파수 대역은 도 1에 도시된 종래의 레이다 어셈블리 패키지에서의 안테나-인-패키지보다 훨씬 높다. 전술한 바와 같이, 배선층 가공 공장의 가공 공정 한계 및 오차는 모두 0.1mm 수준이다. 안테나의 작업 주파수도 약 10% 편향될 수 있다. 본 출원 실시예를 적용한 안테나-인-패키지는 비교적 넓은 작업 주파수 대역을 갖는다. 일정한 제조 공정 오차가 있더라도 상기 안테나-인-패키지의 반사 계수는 여전히 비교적 작아 RF 모듈의 정상적인 작동 요건을 충족시킬 수 있다.

도 21은 선택적 일 실시예에 따른 안테나-인-패키지의 이득 패턴이다. 도 3 내지 도 5에 도시된 안테나-인-패키지 구조를 기반으로, 상기 그래프의 횡축은 안테나의 자기장 벡터 평면(H면), 전기장 적정 평면(E면)의 이득을 나타낸다. 종축은 안테나-인-패키지(210)에 대한 다이폴 안테나 금속층의 법선 방향의 방향각을 나타낸다.

도 21에서 알 수 있듯이, 상기 안테나-인-패키지의 주요 방사 에너지는 모두 전방향, 즉 0도 내지 +-90도 이내에 집중된다. 후방향의 방사는 상대적으로 비교적 약하다. 상기 특성은 본 발명의 안테나-인-패키지가 다양한 복잡한 시스템 환경에서 사용될 수 있도록 보장한다. 이의 안테나 패턴은 배선층 설계 등에 의한 영향을 비교적 적게 받는다.

본원에서 제1, 제2 등과 같은 관계 용어는 하나의 실체 또는 조작을 다른 실체 또는 조작과 구분하기 위한 것일 뿐이므로, 이러한 실체 또는 조작 사이에 어떠한 실제적인 관계 또는 순서가 존재해야 하거나 그러하도록 암시하는 것은 아님에 유의한다. 용어 "포함", "포괄" 또는 이의 다른 변형은 비배타적인 포함까지 내포하는 것이므로, 일련의 요소를 포함하는 과정, 방법, 물품 또는 설비는 그러한 요소를 포함할 뿐만 아니라, 명시적으로 나열되지 않은 다른 요소를 더 포함하거나 이러한 과정, 방법, 물품 또는 설비 고유의 요소도 포함한다는 점에 유의해야 한다. 더 이상의 제한이 없는 경우 "하나의 ...를 포함"이라는 문장으로 한정되는 요소는 해당 요소를 포함한 과정, 방법, 물품 또는 설비에 다른 동일한 요소가 존재하는 것을 배제하지 않는다.

상술한 바와 같은 본 출원의 실시예에 따르면, 이러한 실시예는 모든 세부 사항이 상세히 설명되지 않았으며 본 출원은 상기 구체적인 실시예로 제한되지 않는다. 물론, 상기 설명을 바탕으로 많은 수정 및 변경이 가능하다. 본 출원의 원리 및 실제 적용 방법을 상세하게 설명함으로써 본 출원이 속한 기술분야의 당업자가 본 출원을 더욱 잘 이용하고 본 발명을 기반으로 수정하여 사용할 수 있도록, 본 명세서에서는 상술한 실시예를 선택하여 구체적으로 설명하였다. 본 출원은 청구 범위와 그 전체 범위 및 등가물에 의해서만 제한된다.

Claims (24)

1. 안테나-인-패키지에 있어서,
   제1 서브 안테나; 및
   상기 제1 서브 안테나에 근접한 위치에 설치된 제2 서브 안테나를 포함하고,
   여기에서 상기 제1 서브 안테나와 상기 제2 서브 안테나는 소정 영역에서의 방사장을 서로 상쇄시켜, 상기 안테나-인-패키지가 지향성 방사를 구현하도록 만들고,
   상기 안테나-인-패키지의 지향성 방사 방향을 따라, 상기 제1 서브 안테나와 상기 제2 서브 안테나 사이의 간격이 n*0.25λ이고, n은 홀수이며, λ는 상기 안테나-인-패키지가 방사하는 전자기파의 파장이고,
   상기 제2 서브 안테나와 상기 제1 서브 안테나는 상기 지향성 방사의 연장 방향을 따라 순차적으로 배열되고,
   여기에서 상기 소정 영역은 상기 제1 서브 안테나에서 먼 상기 제2 서브 안테나 일측의 영역을 포함하고,
   상기 소정 영역은 상기 제1 서브 안테나와 제2 서브 안테나 사이의 영역을 더 포함하고,
   상기 안테나-인-패키지는 반사층으로 동작하는 별도의 금속층이 배치되지 않는 것인, 안테나-인-패키지.
2. 제1항에 있어서,
   상기 안테나-인-패키지의 지향성 방사 방향 상에서, 상기 제1 서브 안테나의 투영과 상기 제2 서브 안테나의 투영 사이가 적어도 부분적으로 중첩되는 안테나-인-패키지.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 서브 안테나의 안테나 송신면과 상기 제2 서브 안테나의 안테나 송신면이 서로 평행한 안테나-인-패키지.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 서브 안테나와 제2 서브 안테나 사이에 위치하는 거리 조정층을 더 포함하고,
   여기에서 상기 거리 조정층은 상기 제1 서브 안테나와 제2 서브 안테나 사이의 간격을 조절하는 데 사용되는 안테나-인-패키지.
6. 제1항에 있어서,
   연결선을 더 포함하고, 상기 제1 서브 안테나는 상기 연결선을 통해 상기 제2 서브 안테나에 전기적으로 연결되고,
   여기에서 상기 제1 서브 안테나는 상기 연결선을 통해 상기 제2 서브 안테나에 대한 급전을 수행하거나, 또는 상기 제2 서브 안테나는 상기 연결선을 통해 상기 제1 서브 안테나에 대한 급전을 수행하는 안테나-인-패키지.
7. 삭제
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,
   상기 제2 서브 안테나는 슬롯 안테나를 포함하고, 상기 제1 서브 안테나는 다이폴 안테나를 포함하는 안테나-인-패키지.
10. 제9항에 있어서,
    상기 다이폴 안테나는 적어도 한 쌍의 도체를 포함하고, 상기 슬롯 안테나는,
    금속층; 및
    두께 방향을 따라 상기 금속층을 관통하는 적어도 하나의 슬롯 구조를 포함하고,
    여기에서 상기 안테나-인-패키지에서 지향성 방사 방향의 반대 방향에서, 상기 다이폴 안테나 중 어느 한 쌍의 도체의 투영이 각각 동일한 상기 슬롯 구조의 대향하는 양측에 위치하는 안테나-인-패키지.
11. 안테나-인-패키지에 있어서,
    슬롯 안테나;
    상기 슬롯 안테나의 안테나 송신면 상방에 설치되는 다이폴 안테나; 및
    상기 슬롯 안테나와 상기 다이폴 안테나 사이에 설치되는 유전층을 포함하고,
    여기에서 상기 슬롯 안테나는 상기 다이폴 안테나의 반사면으로서 상기 안테나-인-패키지의 지향성 방사에 사용되고,
    상기 안테나-인-패키지의 지향성 방사 방향 상에서, 상기 슬롯 안테나와 상기 다이폴 안테나 사이의 간격이 n*0.25λ이고, n은 홀수이며, λ는 상기 안테나-인-패키지가 방사하는 전자기파의 파장이고,
    상기 안테나-인-패키지는 반사층으로 동작하는 별도의 금속층이 배치되지 않는 것인, 안테나-인-패키지.
12. 제11항에 있어서,
    상기 안테나-인-패키지에서 지향성 방사 방향의 반대 방향 상에서, 상기 다이폴 안테나의 투영이 적어도 부분적으로 상기 슬롯 안테나의 안테나 송신면을 커버하는 안테나-인-패키지.
13. 제11항에 있어서,
    상기 안테나-인-패키지의 지향성 방사 방향 상에서, 상기 슬롯 안테나와 상기 다이폴 안테나 사이의 간격이 d∈(0,0.75λ]인 안테나-인-패키지.
14. 제11항에 있어서,
    상기 슬롯 안테나의 안테나 송신면과 상기 다이폴 안테나의 안테나 송신면이 서로 평행한 안테나-인-패키지.
15. 제11항에 있어서,
    상기 유전층은 절연층이고, 상기 슬롯 안테나를 상기 다이폴 안테나와 이격시키는 데 사용되며, 여기에서 상기 유전층은 상기 슬롯 안테나와 상기 다이폴 안테나 사이의 간격을 조절하는 데 더 사용되는 안테나-인-패키지.
16. 제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안테나-인-패키지의 지향성 방사의 연장 방향을 전방으로 정의하고, 상기 다이폴 안테나는 상기 슬롯 안테나의 전방에 위치하는 안테나-인-패키지.
17. 제16항에 있어서,
    상기 다이폴 안테나는 적어도 한 쌍의 도체를 포함하고, 상기 슬롯 안테나는,
    금속층; 및
    두께 방향을 따라 상기 금속층을 관통하는 적어도 하나의 슬롯 구조를 포함하고,
    여기에서 상기 안테나-인-패키지의 지향성 방사 반대 방향 상에서, 상기 다이폴 안테나 중 각 쌍의 도체의 투영이 각각 동일한 상기 슬롯 구조의 대향하는 양측에 위치하는 안테나-인-패키지.
18. 제17항에 있어서,
    두께 방향을 따라 상기 유전층을 관통하는 연결선을 더 포함하고,
    여기에서 각 상기 도체는 상기 연결선을 거쳐 각각 상기 슬롯 안테나의 도파로 또는 급전선과 전기적으로 연결되는 안테나-인-패키지.
19. 제18항에 있어서,
    상기 슬롯 안테나는 도파로 슬롯 안테나이고, 각 상기 도체는 상기 연결선을 거쳐 각각 상기 도파로 슬롯 안테나의 도파로와 전기적으로 연결되거나; 또는
    상기 슬롯 안테나는 급전선을 포함하는 비도파로 슬롯 안테나이고, 각 상기 도체는 상기 연결선을 거쳐 각각 상기 급전선과 전기적으로 연결되는 안테나-인-패키지.
20. 레이다 어셈블리 패키지에 있어서,
    배선층;
    상기 배선층 상에 설치되는 레이다 칩 다이; 및
    제11항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 안테나-인-패키지를 포함하고,
    상기 안테나-인-패키지는 상기 배선층을 통해 상기 레이다 칩 다이와 전기적으로 연결되는 레이다 어셈블리 패키지.
21. 제20항에 있어서,
    상기 배선층 상의 상기 레이다 칩 다이를 밀봉하는 패키지층을 더 포함하고,
    여기에서 상기 레이다 칩 다이와 상기 안테나-인-패키지 중의 상기 다이폴 안테나는 상기 배선층의 동일측에 위치하고,
    상기 다이폴 안테나는 상기 패키지층의 외표면 상 또는 상기 패키지층 내에 설치되는 레이다 어셈블리 패키지.
22. 제21항에 있어서,
    상기 안테나-인-패키지 중의 상기 슬롯 안테나는 상기 배선층에 슬롯 구조를 개설하여 형성하는 안테나인 레이다 어셈블리 패키지.
23. 제21항에 있어서,
    상기 안테나-인-패키지 중의 상기 슬롯 안테나는 상기 패키지층 내에 설치되는 레이다 어셈블리 패키지.
24. 제20항에 있어서,
    상기 배선층은 소자 영역과 비소자 영역을 포함하고,
    상기 레이다 칩 다이와 상기 다이폴 안테나는 상기 소자 영역에 설치되고, 상기 배선층의 상기 비소자 영역에는 더미 구조가 설치되는 레이다 어셈블리 패키지.