KR20100024308A - 다층 기판 구조의 통신모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 다층 기판 구조의 통신모듈은, 신호처리를 위한 회로구성을 포함하는 복수의 기판층; 상기 회로구성에 외부신호를 공급하거나 상기 회로구성의 출력신호를 외부로 전달하는 외부 신호배선과 대응되는 영역에 카퍼컷 패턴이 형성된 동박층을 포함한다. 본 발명의 실시예에 따르면, 다층 기판 구조의 통신모듈을 메인기판에 실장하는 경우 기생 커패시턴스가 발생하는 것을 방지하고, 통신모듈의 잡음지수(NF) 발생 요인을 감소시켜 수신감도를 향상시킬 수 있다.
기생커패시턴스, 인쇄회로기판, 패턴영역

Description

다층 기판 구조의 통신모듈{Communication module with Metal Core Printed Circuit Board}
본 발명은 다층 기판 구조의 통신모듈에 관한 것이다.
통신네트워크가 다양화됨에 따라, 복수 개의 주파수 대역을 처리하는 송수신단을 하나의 모듈로 집적화한 다중 대역 통신모듈을 이용한 단말기가 사용되고 있다.
이러한 다중 대역 통신모듈은 예를 들어 UMTS(Universal Mobile Telecommunications System; W-CDMA) 주파수 대역, PCS(Personal Communication Service) 주파수 대역, DCN(Digital Cellular Network; CDMA-800) 주파수 대역과 같은 다중 대역 신호를 처리할 수 있다.
통신모듈은 단말기의 메인기판상에 실장되는데, 단말기가 소형화함에 따라 통신모듈의 크기 또한 소형화하기 위한 방법들이 모색되고 있다. 이에, 종래에 제안된 기술 중에는 통신모듈을 MCPCB(Metal Core Printed Circuit Board)와 같은 다층구조의 기판상에 구현하는 방법이 제안된 바 있다.
다층 기판 구조의 통신모듈은, 베이스밴드부, 트랜시버, 전력증폭부 등의 통 신을 위한 구성요소들을 탑층 레이어에 실장하고 비아홀을 통하여 내층 레이어와 전기적으로 연결하는 구조를 갖는다. 이에, 다층 기판 구조의 통신모듈은 복수개의 동박층과 유전체층이 적층되는 구조를 가지며 최저 층에는 메인기판상에 플립칩 범핑 방식으로 실장할 수 있도록 BGA(Ball Grid Array)패턴이 형성된다. 이에, 다층 기판 구조의 통신모듈은 메인기판상에 플립칩 방식으로 실장되어 RF배선을 통해 입력신호를 공급받게 된다.
그런데, 다층 기판 구조의 통신모듈에는 각 기판에 동박층이 포함됨으로, 메인기판의 RF배선과 다층 기판 구조의 통신모듈에 포함된 동박층 간에 기생 커패시턴스(parastic capacitance)가 형성될 수 있다. 이에, 잡음이 증가하고 수신감도를 저하되는 문제가 있다.
본 발명의 실시예는 다층 기판 구조의 통신모듈을 메인기판에 실장하는 경우 기생 커패시턴스가 발생하는 것을 방지하여 통신모듈의 잡음지수(NF) 발생 요인을 감소시키고 수신감도를 향상시킬 수 있는 다층 기판 구조의 통신모듈을 제공한다.
본 발명의 실시예에 따른 다층 기판 구조의 통신모듈은, 신호처리를 위한 회로구성을 포함하는 복수의 기판층; 상기 회로구성에 외부신호를 공급하거나 상기 회로구성의 출력신호를 외부로 전달하는 외부 신호배선과 대응되는 영역에 카퍼컷 패턴이 형성된 동박층을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 다층 기판 구조의 통신모듈을 메인기판에 실장하는 경우 기생 커패시턴스가 발생하는 것을 방지하고, 통신모듈의 잡음지수(NF) 발생 요인을 감소시켜 수신감도를 향상시킬 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 다층 기판 구조의 통신모듈에 대해서 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다층 기판 구조의 통신모듈의 개략적인 단 면 예시도 이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 다층 기판 구조의 통신모듈(100)은, 애플리케이션 레이아웃이 형성된 응용기판(200), 예컨대, 메인기판상에 실장될 수 있다.
통신모듈(100)은 RF신호 처리를 위한 송수신분리부, 증폭부, 필터부, 트랜시버부, 베이스밴드부 등의 구성요소를 MCPCB(Metal Core Printed Circuit Board)와 같은 다층구조의 기판에 구현한 것이다. 이에, 탑층 레이어에는 RF신호 처리를 위한 구성요소들이 실장되고 비아홀을 통하여 내층 레이어와 전기적으로 연결될 수 있다.
본 실시예에 따른, 도 1에 도시된 통신모듈(100)은 유전체층(110)에 동박층(120)이 적층된 복수개의 기판을 포함한다. 이에, 각 층의 용도에 따라, 동박을 식각하여 회로구성 요소를 패터닝하거나 그라운드를 패터닝할 수 있다.
한편, 최하층(130)의 아랫면에는 통신모듈(100)의 배선 패턴을 차폐하여 부품 실장 시에 이루어지는 납땜에 의해 원하지 않는 접속이 일어나지 않도록 하는 솔더 레지스트(solder resist)층(155)이 구비된다. 솔더 레지스트층(155)은 납땜이 되는 RF패드(140) 접속영역을 제외한 다른 부분을 차폐한다.
이러한 솔더 레지스트층(155)의 윗면에는 동박층(150)이 위치할 수 있다. 이에, 본 발명의 실시예에서는 RF패드(140)에 접속되는 신호배선(220)과 대응하는 영역에 카퍼컷 패턴(160)을 형성한다. 이에, 동박층(150)과 신호배선(220) 간에 기생 캐패시턴스가 발생하는 것을 방지하여 통신모듈(100)의 수신(Rx)성능을 향상시킬 수 있다.
본 실시예의 카퍼컷 패턴(160)은 응용기판(200)의 신호배선(220)과 최하층(130)의 동박층(150) 간에 기생성분 신호가 생기는 것을 방지하기 위한 것으로서, 신호배선(220)의 위치와 대응되는 영역의 동박층(150)을 제거한 형태로 구현될 수 있다. 신호배선(220)은 수신신호, 송신신호, 제어신호 등 다양한 종류의 신호 전달을 위해 형성될 수 있다. 이에, 카퍼컷 패턴(160)은 전달되는 신호의 종류와는 관계없이 신호배선(220)이 존재하는 위치에 대응되는 영역에 마련되어 기생 캐패시턴스의 발생을 방지할 수 있다. 특히, 신호배선(220)이 통신모듈(100)의 출력(RF out)배선일 경우, 해당 배선으로 인한 기생 커패시턴스 감소로 인해 통신모듈(100)의 잡음이 감소하여 수신성능이 향상될 수 있다.
이러한, 통신모듈(100)이 실장되는 응용기판(200) 또한 통신모듈(100)과 같이 다층으로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 응용기판(200)이 제1기판 내지 제3기판(211, 212, 213)을 포함하는 것을 일례로 나타내었으나 이에 한정되지 않는다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다층 기판 구조의 통신모듈의, 카퍼컷 패턴의 형성상태를 예시한 평면도이다. 본 도면에서는 최하층(130)에 솔더 레지스트층(155)을 형성하기 전 단계의 동박층(150)을 도시하여 카퍼컷 패턴(160)의 형성상태를 명료히 나타내고 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 다층 기판 구조의 통신모듈(100)에는 BGA(Ball Grid Array) 패턴이 형성될 수 있다. 이에, 통신모듈(100) 은 BGA 패턴을 이용하여 다른 외부 기판에 플립칩 본딩 방식으로 실장되어, 최상층의 소자들이 각 층의 비아홀을 통해 하여 BGA 패턴과 통전되도록 구성된다. BGA 패턴에는 도전선 RF패드(140)가 복수개 결착되어, 플립칩 본딩 계를 통해 응용기판(200)의 본딩 패턴과 연결될 수 있다.
여기서, 외곽에 위치한 패드에는 통신모듈(100)과의 신호 송수신을 위한 신호배선(220)이 연결될 수 있다. 이에, 도 2의 도면에서는 제1패드(141), 제2패드(143), 제3패드(145)에 신호배선(220)이 연결된 경우를 예시하고 있다. 각 패드(141, 143, 145)에 응용기판(200)의 신호배선(220)이 연결되는 경우, 신호배선(220)의 위치해 해당하는 영역의 동박층(150)을 식각함으로써 카퍼컷 패턴(160)을 형성한다.
한편, 본 실시예에서는 제1패드(141), 제2패드(143), 제3패드(145)에 신호배선(220)이 연결되고, 그에 대응되는 영역에 제1카퍼컷 패턴(161), 제2카퍼컷 패턴(163), 제3카퍼컷 패턴(165)을 형성하는 경우를 예시하고 있으나, 카퍼컷 패턴(160)의 크기, 개수, 위치, 형태 등은 신호배선(220)의 개수, 위치, 특성 등에 따라 다양하게 설계될 수 있다. 예컨대, 카퍼컷 패턴(161, 162, 163)은 제1패드 내지 제3패드(141, 142, 143) 주위부터 동박층(150)의 외곽 끝까지 제거되도록 형성하는 등, 다양한 응용이 가능하다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 통신모듈(100)을 이용하여 광대역코드분할다중접속(Wide Band Code Division Multiple Access; WCDMA) 시스템을 구현한 실험 예에 대해 설명한다.
다음의 표 1은 종래 기술에 따른 WCDMA 시스템의 잡음지수(NF) 대비 본 발명의 실시예에 따른 WCDMA 시스템의 잡음지수(NF) 비교표이다.
2140MHz 1960Mhz 880MHz
종래 기술에 따른 WCDMA의 잡음지수(NF) 5.96dB 6.25dB 5.83dB
본 발명의 실시예에 따른 WCDMA의 잡음지수(NF) 4.52dB 5.05dB 4.67dB
상기 표 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 무선 시스템을 이용하여 WCDMA 시스템을 구현하면 종래 기술 대비 무선 모듈의 잡음지수(NF)가 1 ~ 2dB 개선된 것을 알 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어진다. 또한, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 다층 기판 구조의 통신모듈의 개략적인 단면도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 다층 기판 구조의 통신모듈의, 카퍼컷 형성상태를 예시한 평면도.

Claims (5)

  1. 신호처리를 위한 회로구성을 포함하는 복수의 기판층;
    상기 회로구성에 외부신호를 공급하거나 상기 회로구성의 출력신호를 외부로 전달하는 외부 신호배선과 대응되는 영역에 카퍼컷 패턴이 형성된 동박층을 포함하는 다층 기판 구조의 통신모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 기판층의 최하층에 형성되어 상기 외부 신호배선을 상기 회로구성과 전기적으로 연결하는 패드부를 포함하는 다층 기판 구조의 통신모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 카퍼컷 패턴은 상기 패드부에 연결된 상기 외부 신호배선과 대응하는 영역에 형성되는 다층 기판 구조의 통신모듈.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 패드부는 무선신호출력(RF out)패드를 포함하는 다층 기판 구조의 통신모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 동박층을 차폐하는 솔더 레지스트(solder resist)층을 포함하는 다층 기판 구조의 통신모듈.
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