KR20100035139A - 시분할 양방향 전단 모듈 - Google Patents

Abstract

RF 모듈은, 예를 들면 펨토셀(femtocell)과 같은 무선 기지국의 마더보드의 전단의 상단면에 직접 표면 장착하도록 적응된다. 모듈은 RF 신호들을 위한 각각의 신호 전송 및 수신 섹션들을 규정하는 복수의 전기 부품들이 직접 표면 장착된 인쇄 회로 보드를 포함한다. 신호 전송 섹션은 적어도 전력 증폭기, 결합기 및 저역 통과 필터에 의해 규정된다. 신호 수신 섹션은 적어도 수신 대역 통과 필터 및 저잡음 증폭기에 의해 규정된다. 리드는 적어도 전력 증폭기를 제외한 전기 부품들 중 선택된 부품들을 커버한다. RF 스위치는 각각의 전송 및 수신 섹션들 사이에 위치되어 이들을 안테나 핀에 상호접속한다.

마이크로셀, 피코셀, 펨토셀, 마더보드, RF 모듈, 전력 증폭기

Description

시분할 양방향 전단 모듈{TIME DIVISION DUPLEX FRONT END MODULE}

본 출원은 2006년 6월 14일에 출원된 미국 출원 일련번호 제11/452,800호; 2007년 6월 28일에 출원된 미국 출원 일련번호 제11/823,735호; 및 2007년 6월 19일에 출원된 미국 임시 출원 일련번호 제60/936,201호의 이권을 주장하는 일부 계속 비임시 출원이며, 본 명세서에 모든 인용예들이 인용된 바와 같이 이들의 개시내용들은 본 명세서에 참조로서 명시적으로 포함되어 있다.

본 발명은 모듈에 관한 것이며, 특히, 예를 들면 WiMax 무선 펨토셀(femtocell) 통신 기지국과 같은 셀룰러 기지국의 전단(front end)에서 이용하도록 적응된 시분할 양방향 무선 주파수(RF) 모듈에 관한 것이다.

현재, 셀룰러/무선 통신 신호들에 기초하여, WCDMA, UMTS 및 WiMax의 전송 및 수신을 위해 오늘날 이용중인 4개 형태들의 셀룰러/무선 통신 기지국들 또는 시스템들, 즉 매크로셀들, 마이크로셀들, 피코셀들 및 펨토셀들이 있다. 오늘날 셀룰러/무선 타워들의 꼭대기에 있는 매크로셀들은 약 1,000와트로 동작한다. 매크로셀들의 커버리지는 수마일이다. 매크로셀들보다 크기가 작은 마이크로셀들은 예를 들면 전주들(telephone poles)의 꼭대기에 있도록 적응되고 커버리지는 수 블록들이다. 마이크로셀들은 대략 20와트로 동작한다. 더 작은 마이크로셀은 동작하기 위해 약 5와트의 전력을 필요로 한다. 피코셀들은 크기가 대략 8" x 18"의 기지국들이고, 쇼핑몰, 사무용 건물들 등과 같은 건물들 내부에 배치하도록 적응되며, 약 .25와트의 전력을 출력한다. 피코셀의 커버리지는 약 50야드이다. 펨토셀들은 약 .10와트의 전력을 출력하고 가정에서 이용된다.

오늘날 이용중인 모든 피코셀들 및 마이크로셀들은 다양한 전자 부품들이 고객에 의해 개별적으로 장착되는 "마더보드(motherboard)"를 포함한다. 마더보드의 전단부(즉, 피코셀 안테나와 그 혼합기들 사이에 대략 위치된 그의 RF 트랜시버 섹션)는 현재 본 기술분야에서 "노드 B 근거리 전단(node B local area front end)"이라고 칭해지며, 즉, 예를 들면 필터들, 증폭기들, 결합기들, 인덕터들 등과 같은 모든 무선 주파수 제어 전기 부품들이 개별적으로 장착되고 상호 접속되는 펨토셀, 피코셀 또는 마이크로셀의 부분이다.

현재 마더보드들의 구성 및 구조가 대부분의 응용들을 위해 만족스러운 것으로 판명되었지만, 현재 전단 RF 구성과 연관된 특정한 단점들에는 성능, 조립 동안 마더보드 상의 개별 RF 부품들의 고객의 배치와 연관된 비용들, 및 그러한 RF 부품들이 그러한 마더보드들 상에서 차지하는 공간을 포함시킨다.

따라서, 증대된 RF 부품 성능, 및 이들 마더보드들의 비용과 그러한 마더보드들 상에 RF 부품들에 의해 차지된 공간 둘다의 감소의 필요성이 남아 있다. 본 발명은, 상술된 필요성들을 처리하고 해결하는 WiMax 신호들의 전송 및 수신을 위해 특별히 적응되고 구성된 소형 전단 RF 부품 모듈을 제공한다.

본 발명은 일반적으로, 펨토셀, 피코셀 또는 마이크로셀 기지국과 같은 무선 기지국의 전단에서 이용하도록 적응된 무선 주파수(RF) 모듈에 관한 것이다. RF 모듈은 복수의 전기 부품들이 직접 장착되고 한 단부의 셀의 안테나와 다른 단부의 셀의 마더보드 상의 각각의 입력 및 출력 패드들 사이에서 무선 신호들의 전송 및 수신을 허용하도록 적응된 인쇄 회로 보드/기판을 포함한다.

인쇄 회로 보드/기판 상의 제 1 섹션은 RF 신호들에 대한 전송 경로를 규정하고, 그 위에 장착된 적어도 전력 증폭기, 결합기 및 저역 통과 필터와 같은 전기 부품들을 포함한다.

모듈은, RF 신호들에 대한 수신 경로를 규정하고, 그 위에 장착된 적어도 수신 대역 통과 필터 및 저잡음 증폭기와 같은 전기 부품들을 포함하는 인쇄 회로 보드/기판 상의 제 2 섹션을 포함한다.

RF 단일 극 이중 연결(SPDT: single pole double throw) 스위치가 각각의 전송(Tx) 및 수신(Rx) 섹션들 사이에 위치되어 이들을 안테나 핀에 상호접속한다.

리드는 인쇄된 회로 기판에 장착된 전기 부품들 중 선택된 부품들을 커버하도록 적응된다. 적어도 전력 증폭기는 리드 외부에 위치되는 것이 바람직하다. 증폭기 아래에 위치된 복수의 스루-홀들 또는 비아들은 전력 증폭기에 의해 생성된 열을 위한 흡수원을 규정하도록 적응된다.

본 발명의 다른 이점들 및 특징들은 본 발명의 다음의 상세한 설명, 양호한 실시예, 첨부 도면들, 첨부된 특허청구범위로부터 더욱 쉽게 명확해질 것이다.

본 발명의 이들 및 다른 특징들은 첨부 도면의 다음의 상세한 설명에 의해 최상으로 이해될 수 있다.

도 1은 본 발명의 시분할 양방향 전단 모듈을 규정하는 다양한 RF 부품들을 통해 전송되고 수신되는 무선 신호들의 흐름을 도시한 간략화된 블록도.

도 2는 본 발명에 따라 시분할 양방향 전단 모듈의 확대된 간략화된 투시도.

도 3은 리드가 제거된 본 발명의 전단 모듈의 인쇄 회로 보드의 정면 또는 상단면의 확대된 간략화된 도면.

도 4는 본 발명의 전단 모듈의 인쇄 회로 보드의 후면 또는 하단면의 확대된 간략화된 도면.

본 발명이 많은 상이한 형태들로 구현될 수 있지만, 명세서 및 첨부 도면들은 단 하나의 양호한 간략화된 실시예를 피코셀에서 이용하도록 적응된 본 발명의 예로서 개시한다. 그러나, 본 발명은 그렇게 기술된 실시예에 제한되는 것이 아니라, 예를 들면 펨토셀들 및 마이크로셀들에도 확장될 수 있다.

도 1은, 본 발명에 따라 구성되고, 일반적으로 20으로 표시되고, 예를 들면, WiMax 펨토셀, 피코셀 또는 마이크로셀을 포함하는 무선 기지국과 함께 이용하도록 적응된 RF(무선 주파수) 전단 모듈의 간략화된 블록도이다.

하기에 더 상세히 기술되는 바와 같이, TDD(시분할 양방향) WiMax 전단 모듈(20)은 수신 Rx 대역통과 필터(36) 및 전송 Tx 저역통과 필터(28)의 2개의 필터들로 필터링하는 것을 활용한다. 모듈(20)은 또한 전력 증폭기(PA)(26), 저잡음 증 폭기(LNA)(39) 및 다른 적당한 RF 부품들을 포함한다. 도시된 실시예에서, 모든 적당한 RF 부품들은 개별 표면 장착 가능한 형태이다.

모듈(20)은, WiMax 노드 B 근거리 전단에 통상적으로 개별적으로 장착되어 이용되는 모든 개별 RF 부품들을 대체하도록 적응된다. 모듈(20)은 고객들로 하여금 수신기 감도, 선택도 및 출력 전력에 대한 상이한 값들을 선택하도록 한다. 더욱이 모듈(20)은 RoHS 순응적이고 무연이다. 상기에 도입되고 하기에 더욱 상세히 기술되는 모듈(20)의 일부 특징들은 안테나 포트에서 약 25dBm을 전달할 수 있는 스케일러블 전력 증폭기(26); 우수한 분리 및 고조파 억제를 제공하기 위한 상술된 필터들(28 및 36); 및 저잡음 증폭기(39)를 포함한다.

표 1은 본 발명의 시분할 양방향 전단 모듈의 제안된 동작 파라미터들 및 특성들을 하기에 요약하였다.

표 1

지금부터 도 1을 특별히 참조하면, 모듈(20)은, 각각의 RF 신호 전송 및 수신 섹션들 또는 경로들을 규정하고 기판(22)과 연관된 복수의 RF 전기 부품들 및 핀들에 의해 규정된다. 초기에 도 1에 도시된 바와 같이, 모듈(20)의 하부 RF 전송 섹션 또는 경로는 피코셀 또는 마이크로셀의 마더보드(도시되지 않음) 상의 대응하는 Tx(전송) 신호 패드에 결합되도록 적응된 제 1 Tx(전송) 신호 입력 핀(17)을 포함한다. 그 후 핀(17)이 Tx PA(전송 전력 증폭기)(26)에 결합되고, Tx PA는 결합기(30)에 결합되며, 결합기(30)는 Tx LPF(전송 저역 통과 필터)(28)에 결합된다.

VPA(전력 증폭기 공급 전압)은 핀(15)을 통해 전력 증폭기(26)에 공급되도록 적응된다. PA 바이어스는 전력 증폭기(26)에 결합된 핀(1)을 통해 측정되도록 적응된다. 본 발명에 따라, 전송 신호의 일부는 결합기(30)로부터 분리되어 전력 검출 핀(3)에 넘겨진다. Tx LPF(28)는 RF SPDT(단일 극 이중 연결: single pole double throw) 스위치(29)에 결합된다. 스위치(29)는 안테나 핀(11)을 통해 안테나에 결합된다. 전압은 스위치(29)에 결합된 V 공급(전압 공급) 핀(9)을 통해 모듈(20)에 공급된다. 모듈(20)에 공급된 전압은 스위치(29)에도 결합된 V_CTRL(전압 제어) 핀(13)을 통해 제어된다. 다른 실시예에서, V_CTRL 핀(13)은 생략될 수 있으며, 스위칭 기능은 단 하나의 전압 입력 핀(즉, 핀(9))의 이용으로 용이해질 수 있다.

안테나 핀(11)을 포함한 기판(22)과 연관된 모든 핀들은 모듈(20)의 상단면과 하단면 사이에서 연장하고, 예를 들면 안테나 패드와 같은 피코셀 또는 마이크로셀의 대응하는 패드들(도시되지 않음)과의 결합 관계로 직접 표면 장착되도록 적응되어, 모듈(20)의 RF 신호 전송 섹션을 통과한 신호들의 전송을 허용한다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 따라서, Tx(전송) RF 무선 신호가 펨토셀/피코셀/마이크로셀 마더보드로부터, 하부 기판 표면과 상부 기판 표면 사이에서 연장하는 Tx 입력 핀(17)을 통해 모듈(20)의 기판(22)으로 이동하고 그로부터 흘러나오고, 그 후에 Tx 입력 핀(17)으로부터, 전력 증폭기(26), 결합기(30), 저역통과 필터(28), 스위치(29), 안테나 핀(11)으로 흐르고 그로부터 흘러나온 다음, 상부 기판 표면과 하부 기판 표면 사이에서 연장하는 안테나 핀(11)을 통해 다시 기판(22)과 모듈 안테나 핀(11)과 집적 표면 접촉하는 마더보드 안테나 패드로 내려가도록 적응되는 것을 이해한다.

펨토셀, 피코셀 또는 마이크로셀 안테나(도시되지 않음)로부터 수신되어(즉, Rx 신호들) 모듈(20)을 통해 전송되는 신호들의 상단 수신 섹션 또는 경로가 도 1 내지 도 4를 참조하여 지금부터 또한 기술될 것이며, 도면들에는 Rx 신호가 모듈 안테나 핀(11)을 통해 그 후 처음으로 스위치(29)를 통해 피코셀 또는 마이크로셀 안테나(도시되지 않음)로부터 시계 방향으로, 왼쪽에서 오른쪽으로 전송되고 통과되는 것을 보여준다.

스위치(29)는 당연히, 안테나 핀(11)을 통해 모듈(20)로부터 나오는 Tx 신호들의 통과에서, 안테나 핀(11)으로부터 모듈(20)로 및 이를 통한 Rx 신호들의 통과로 스위칭하도록 허용하기 위해 본 기술분야에 알려진 대로 적응되고 구성된다. 따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, Rx 신호는 스위치(29)를 통해 일반적으로 시계 방향으로 Rx 대역통과 필터(36) 및 LNA(저잡음 증폭기)(39)에 넘겨지고 이동되도록 적응된다. 전압은 이에 결합된 LNA 공급 전압 핀(8)을 통해 저잡음 증폭기(39)에 공급된다.

저잡음 증폭기(39)로부터, Rx 신호는 그 후에 Rx O/P(출력) 신호 핀(7)을 통과하고, 피코셀 또는 마이크로셀의 마더보드 상에 대응하는 Rx 출력 신호 패드(도시되지 않음)에 직접 표면을 결합하기 위해 모듈(20)의 정면과 후면(23 및 27) 사이에서 연장하도록 적응된다.

도 2 내지 도 4는 WiMax TDD(시분할 양방향) 펨토셀, 피코셀 또는 마이크로셀의 전단에 직접 표면 장착되도록 적응되고 구성되는 모듈(20)의 한 간략화된 실시예를 도시한다. 그러나, 도 2 내지 도 4 실시예에서, PA 전력이 도 1 실시예에서와 같은 결합기 대신에 VDET 핀(3)의 이용을 통해 검출된다는 점에서, 도 2 내지 도 4의 모듈 실시예가 도 1의 모듈 실시예와 상이하다는 것을 이해한다.

배경기술에 의해, 도 2 내지 도 4에 도시된 본 발명의 모듈(20)은 폭이 약 19.0mm, 길이가 27.0mm, 높이가 최대 6.0mm(그 위에 리드로 고정되어 있음)으로 측정되고, 약 8인치 x 18인치로 측정된 WiMax 피코셀의 마더보드에 장착되도록 적응되며, 이것은 상술된 바와 같이, 쇼핑몰 또는 사무용 단지와 같은 건물 내부에서 무선 신호 전달 기지국으로서 이용하기 위해 적응되는 것을 이해한다.

본 발명에 따라 도 2 내지 도 4를 참조하면, 모듈(20)은 인쇄 회로 보드 또는 기판(22)을 초기에 포함하며, 도시된 실시예에서 기판은 GETEK

또는 기타 유전체 재료의 다중층들로 이루어지고, 두께가 약 1mm(즉 .040인치)인 것이 바람직하다. 도면들 어디에도 도시되지 않았지만, 기판(22)의 상부 표면 및 하부 표면(23 및 27) 둘다의 미리 결정된 영역들은 구리 또는 기타 재료 및 납땜 마스크 재료로 커버되고, 이들 둘다는, 원하는 구리, 유전체, 납땜 마스크 영역들, 및 다양한 전기 부품들과 상호 접속하는 전기 회로들을 생성하기 위하여, 본 기술분야에 알려진 바와 같이, 그에 인가되고 및/또는 그로부터 선택적으로 제거되는 것을 이해한다. 금속화 시스템은 구리 위의 ENIG, 비전착성 니켈/침지 금이 바람직하다.

인쇄 회로 보드(22)의 상단면(23)의 일부를 커버하도록 적응된 리드(45)(도 2)는 ROHS 순응을 위해 Cu/Ni/Sn(구리/니켈/주석) 도금 재료로 놋쇠를 입히는(brass) 것이 바람직하다. 리드(45)는 더스트 커버(dust cover) 및 패러데이 차폐(Faraday shield) 둘다로서 작동하도록 적응된다.

상술된 바와 같이, 일반적으로 직사각형 형상의 기판(22)은 상단면 또는 정 면(23)(도 2 및 도 3), 하단면 또는 후면(27)(도 4), 및 각각의 상부 및 하부면들 또는 에지들(42 및 44)과 측면들 또는 에지들(46 및 48)을 규정하는 외부 주변 원주 에지(도 2 내지 도 5)를 가진다. 어디에도 상세히 기술되지 않았지만, 양호한 실시예에서, 기판(22)은, 예를 들면 하단 RF 접지 평면층, RF 중간 신호층, 상단 RF 접지층, 및 최상단 DC/RF층에 덧붙인 접지층과 같이 본 기술분야에 알려진 바와 같이 도전 재료의 각각의 층들 사이에 끼워진 적당한 유전체 재료의 복수의 적층된 박막층들로 이루어져 있을 것임을 이해한다.

축성들(35)(도 2 내지 도 4)이 규정되어 보드(22)의 외부 주변 에지 주위에 위치된다. 축성들(35)은 모듈(20)의 다양한 접지 및 DC 전압 입력/출력 핀들을 규정한다. 축성들(35)은, 각각의 에지들(42, 44, 46 및 48)로부터 새겨진 금속화된 반원형 홈통들(grooves)에 의해 규정되고, 기판(22)의 각각의 상단면과 하단면(23 및 27) 사이에서 연장된다. 도시된 실시예에서, 축성들(35)은 배열로부터 기판들의 제조 동안 반으로 나누어지는 도금된 스루-홀들에 의해 규정된다. 축성들(35)은 이격되고 병렬인 관계로 기판(22)의 각각의 에지들의 길이를 따라 연장된다. 도시된 실시예에서, 상단 기판 에지(42)는 7개의 이격된 축성들(35)을 규정하고, 하단 기판 에지(44)는 5개의 이격된 축성들(35)을 규정하고, 측면 기판 에지(46)는 3개의 축성들(35)을 규정하고, 대향 측면 기판 에지(48)는 하나의 축성(35)을 규정한다.

각각의 축성들(35)의 에지의 외면은 구리 또는 기타 도전 재료의 층으로 전기 도금 등에 의해 코팅되며, 이것은 본 기술분야에 알려진 바와 같이 기판(22)의 제조 동안 기판(22)의 모든 표면들에 초기에 인가되고, 그 후에 구리 코팅된 축성 들(35)을 규정하기 위해 기판들의 선택된 부분들로부터 제거된다. 축성들(35), 특히 그 위의 구리는 기판(22)의 상단면(23)과 하단면 또는 후면(27) 사이의 전기적 경로를 생성한다.

도시되지 않았지만, 기판(22)의 상단면(23) 상에 구리 또는 기타 도전 재료의 패드들을 규정하기 위해 축성들(35)의 에지의 상단 에지 및 하단 에지 둘다의 주위로, 그리고 각각의 축성들(35)의 각각의 상단 에지 또는 정면 에지 둘레로 구리가 연장하고; 복수의 패드들은 모듈(20)이 피코셀의 마더보드의 표면 상에 위치된 대응하는 패드들(도시되지 않음)로 리플로우 납땜 등에 의해 표면에 직접 장착되도록 허용하는 기판(22)의 하단면(27) 상에 축성들(35)의 각각의 하단 에지 또는 후면 에지로부터 내부로 연장하는 것을 이해한다.

상세히 기술되지 않았지만, 축성들의 각각은 각각의 전압 입력/출력 핀들을 규정하고 축성들(35)의 다른 것들은 두 면들(23 및 27)에 적용될 접지 구리층에 직접 결합하도록 적응되는 핀들을 규정하는 것임을 이해한다.

보드(22)에 규정된 도전 비아들(vias; 38)은 모듈(20)의 각각의 RF 부품 신호 입력/출력 및 안테나 핀들(7, 11 및 17)을 규정한다. 비아들(38)은 그 기판 표면들(23 및 27) 사이의 기판(22)을 통해 연장되고, 본 기술분야에 알려진 바와 같이, 구리 또는 기타 도전 재료로 도금된 내부 원통 표면을 규정한다. 본 발명에 따라, 각각의 기판 에지들에 규정된 축성들(35) 대신에 각각의 기판 에지들로부터 이격되는 비아들(38)의 이용은 일정한 50옴 특성 임피던스를 보장한다.

핀아웃들(1 및 3)은 보드(22)의 하단 세로 에지(44)를 따라 연장한다. 핀아 웃(7)은 측면 세로 에지(48)를 따라 연장한다. 핀아웃들(8, 9 및 13)은 보드(22)의 상단 세로 에지(42)를 따라 연장한다. 핀아웃(17)은 보드(22)의 측면 세로 에지(46)를 따라 연장한다.

도 2 및 도 3을 참조하여, 전력 증폭기(26)(Tx 신호 경로의 일부인 다른 부품들과 함께)는, 증폭기(26)에 의해 생성된 열 소실을 허용하고, 또한 증폭기(26)에 의해 생성된 열의 리드(45) 아래에 위치된 전기 부품들 중 어느 하나로의 전달을 감소시키기 위해, 리드(45)에 의해 커버되도록 의도되지 않은 인쇄 회로 보드(22)의 영역에 위치되는 것이 바람직하다.

특히, 양호한 실시예에서, 전력 증폭기(26)는 기판/보드(22)의 상단면 또는 정면(23)의 왼쪽 절반 상에서 일반적으로 중앙에 위치되는 것임을 이해한다. 핀아웃(13)은 세로 보드 에지(42)를 따라 전력 증폭기(26)의 상단 에지에 일반적으로 반대쪽으로 연장한다. 핀아웃들(1 및 3)은 하단 세로 보드 에지(44)의 길이를 따라 일반적으로 전력 증폭기(26)의 하단 에지를 따라 연장한다. 핀아웃(17)은 보드 측면 에지(46)를 따라(이로부터 내부쪽으로 이격됨) 전력 증폭기(26)의 왼쪽 측면 에지에 일반적으로 반대쪽으로 연장한다.

도시된 실시예에서, 제 1 세트의 적당한 레지스터들 및 커패시터들(101 , 102, 103, 104, 105, 106 및 107)은 모두, 일반적으로 전력 증폭기(26) 아래의 보드(22)의 상단면 또는 정면(23) 상에, 특히, 전력 증폭기(26)와 보드(22)의 하부 세로 에지(44) 사이에 일반적으로 위치되어 고정된다.

제 2 세트의 적당한 레지스터들, 커패시터들 및 인덕터들(108, 109, 110, 111, 112 및 113)은 모두, 전력 증폭기(26) 왼쪽의 보드(22)의 상단면 또는 정면(23) 상에, 특히, 전력 증폭기(26)와 보드(22)의 왼쪽 측면 세로 에지(46) 사이에 일반적으로 위치되어 고정된다.

제 3 세트의 적당한 레지스터들 및 커패시터들(114, 115, 116 및 117)은 모두, 일반적으로 전력 증폭기(26)의 상단 에지 위의 보드(22)의 상단면 또는 정면(23) 상에, 특히, 전력 증폭기(26)와 보드(22)의 상단 세로 에지(42) 사이에 일반적으로 위치되어 고정된다.

Tx 저역 통과 필터(28)는 일반적으로 전력 증폭기(26)의 오른쪽 에지와 리드(45)의 왼쪽 에지 사이에 보드(22)의 상단면 또는 정면(23)의 왼쪽 절반 상에 위치되어 고정된다.

제 4 세트의 적당한 레지스터들, 커패시터들 및 인덕터들(118, 119, 120 및 121)은 모두, 일반적으로 전력 증폭기(26)와 Tx 저역 통과 필터(28) 사이의 보드(22)의 상단면(23) 상에 위치되어 고정된다.

커패시터들(122 및 123)은 일반적으로 Tx 저역 통과 필터(28) 위의 보드(22)의 상단면(23) 상에, 특히 Tx 저역 통과 필터(28)와 보드(22)의 상단 세로 에지(42) 사이에 위치된다.

RF 스위치(29), Rx 대역 통과 필터(36), 및 Rx 저잡음 증폭기(39)는 모두 보드(22)의 오른쪽 절반 상에 일반적으로 위치되고, 리드(45)의 아래에 위치되도록 적응된다. 특히, Rx 대역 통과 필터(36)는 보드(22)의 상단면 또는 정면(23)의 오른쪽 절반의 하부분의 실질적인 부분 상에 위치되고 이를 커버한다. RF 스위치(29) 및 Rx 저잡음 증폭기(39)는 둘다 Rx 대역 통과 필터(36) 위에, 특히, Rx 대역 통과 필터(36)의 상단 세로 에지와 보드(22)의 상단 세로 에지(42) 사이에 일반적으로 위치된다.

보드쪽 에지(48)를 따라 연장하는(그러나 이로부터 내부로 이격됨) 핀아웃(7)은 Rx 저잡음 증폭기(39)의 대향하는 오른쪽 에지에 일반적으로 위치된다. 기판 상부 세로 에지(42)를 따라 연장하는(그러나 이로부터 내부로 이격됨) 핀아웃(11)은 RF 스위치(29)의 상단 에지 반대쪽에 일반적으로 위치된다.

적당한 커패시터들(124, 125 및 126)은 RF 스위치(29)를 둘러싼다. 적당한 커패시터들, 레지스터들 및 인덕터들(127, 128, 129, 130, 131 , 132, 133 및 134)은 Rx 저잡음 증폭기(39)를 둘러싼다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 리드(45)는 상단벽 또는 루프(46), 제 1 쌍의 각각의 대향 측면들(49a 및 49b), 및 제 2 쌍의 각각의 대향 측면들(51a 및 51b)을 포함하고, 이들 모두는 의존적이며, 벽들이 조립 동안 접힐 때 리드를 규정하기 위하여, 루프(46)의 주변 에지들로부터 일반적으로 수직으로 하향 연장하도록 적응된다. 각각의 벽들(49a, 49b, 51a 및 51b)은 하부 세로 말단 에지(53)를 규정한다. 각각의 벽들(49a, 49b)의 에지(53)는, 그로부터 하향 프로젝팅하고, 보드(22)와의 접지 관계로 리드(45)를 보드(22)에 위치시켜 고정하기 위해 보드(22)의 상단면(23)에 규정된 각각의 스루-슬롯들(through-slots) 또는 축성들(37)로 맞춰지도록 적응되도록 적어도 2개의 이격된 탭들(50a 및 50b)을 규정하고, 여기서 각각의 리드 벽들(49a, 49b, 51a 및 51b)의 에지들(53)은 기판 상단면(23) 상에 규정된 각 각의 길게 된 접지 스트립들(도시되지 않음) 위에 위치되고, 따라서 접지된 리드(45)를 제공하고 규정한다.

또한 도 4에 도시된 바와 같이, 복수의 스루-홀들 또는 비아들(136)은 전력 증폭기(26)가 전력 증폭기(26)에 의해 생성되는 열에 대한 열 흡수원을 규정하기 위해 보드(22) 상에 위치되는 영역의 아래의 보드(22) 상에 규정되고 형성된다. 스루-홀들(136)은 부가된 열 전도를 위해 구리 또는 기타 재료로 이중 도금될 수 있고, 마찬가지로 보드(22)를 통해 연장한다.

모듈(20)을 조립하기 위한 공정은 다음의 단계들을 수반한다. 기판/보드(22)가 제조된 후에, 즉 모든 적당한 및 원하는 구리 축성들, 구리 스트립들, 구리 비아들, 구리 패드들 및 구리 스루 홀들이 본 기술분야에 알려진 바와 같이 그 위에 형성되면, Ag/Sn (은/주석) 납땜은 2.6" x 4.6" 인쇄 회로 보드 어레이 상에, 특히 본 기술분야에 알려진 바와 같은 납땜 마스크 재료의 스트립들 및 미리 결정된 층들의 적용 후 어레이 상에 규정된 스트립들과 적당한 납땜 패드들의 각각의 표면상에 스크린 인쇄된다. 납땜은 모든 지정된 구리 스트립들, 패드들 및 영역들의 표면에 적용되고, 모듈(20)을 규정하는 모든 필터들을 포함하는 모든 원하는 적당한 전기 부품들은 그 후에 어레이 상에 적절히 배치되고 위치된다.

상세히 기술되지 않았지만, 적절한 레지스터들, 커패시터들 및 인덕터들의 특정 선택, 개수, 배치 및 값은 모듈(20)의 원하는 최종 용도 및 성능 특성들에 따라 변할 수 있음을 이해한다.

리드(45)는 그 후에, 상술된 바와 같이 납땜 결합 관계로 보드(22)의 적당한 부분 위에 배치되며, 그 탭들(50a 및 50b)은 보드(22)에 규정된 적당한 축성들/슬롯들(37)로 맞춰지고, 그에 의해 리드(45)를 보드(22)에 적절하게 위치시켜 고정한다.

제조 공정을 완료하기 위하여, 모듈(20)은 그 후에 260℃의 최대 온도로 리플로우 납땜되어 기판에 모든 부품들 및 리드(45)를 결합시킨다. 최종적으로, 어레이는 본 기술분야에 알려진 바와 같이 다이싱 업(diced up)되고, 개별 모듈(20)은 그 후에 최종 테스트되고, 후속적으로 "탭핑 및 릴링(taped and reeled)"되고, 출하될 준비가 된다.

본 발명이 피코셀의 전단 상에 이용하도록 적응된 모듈의 실시예를 특별히 참조하여 개시되었지만, 첨부된 특허청구범위에 규정된 본 발명의 기술사상 및 범위를 벗어나지 않고, 예를 들면, 다양한 RF 소자들 및 회로들의 선택, 개수, 배치, 상호접속 값들 및 패턴들에 대한 형태 및 세부사항이 변경될 수 있음을 이해한다. 기술된 실시예는 모든 점에서 한 실시예를 예시하기 위한 것일 뿐 제한하기 위한 것이 아닌 것으로 간주된다.

Claims (13)

1. 셀의 마더보드의 전단(front end)에 직접 표면 장착하도록 적응된 RF 모듈에 있어서:

   상단면 및 하단면을 포함하는 기판;

   RF 신호들에 대한 전송 경로를 규정하고, 적어도 전력 증폭기, 결합기 및 저역 통과 필터와 같은 전기 부품들을 포함하는 상기 기판 상의 제 1 섹션;

   RF 신호들에 대한 수신 경로를 규정하고, 적어도 수신 대역 통과 필터 및 저잡음 증폭기와 같은 전기 부품들을 포함하는 상기 기판 상의 제 2 섹션; 및

   상기 각각의 제 1 및 제 2 섹션들 사이에서 이들을 안테나 핀에 상호접속하는 RF 스위치를 포함하는, RF 모듈.
2. 제 1 항에 있어서,

   적어도 상기 수신 대역 통과 필터 및 상기 저잡음 증폭기를 커버하도록 적응된 리드(lid)를 더 포함하는, RF 모듈.
3. 무선 기지국의 마더보드의 전단에 직접 표면 장착하도록 적응되고, RF 신호들을 전송 및 수신하도록 적응된 RF 모듈에 있어서:

   적어도 전력 증폭기, 결합기 및 저역 통과 필터를 포함하는 회로 보드 상의 신호 전송 섹션; 및

   적어도 수신 대역 통과 필터 및 저잡음 증폭기를 포함하는 상기 회로 보드 상의 신호 수신 섹션을 포함하는, RF 모듈.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 인쇄 회로 보드 상에 장착된 전기 부품들 중 선택된 부품들을 커버하도록 적응된 리드를 더 포함하는, RF 모듈.
5. 제 4 항에 있어서,

   적어도 상기 수신 대역 통과 필터 및 상기 저잡음 증폭기는 상기 리드 아래에 위치되는, RF 모듈.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 전력 증폭기는 상기 리드의 외부에 위치되고, 상기 인쇄 회로 보드는 상기 전력 증폭기의 아래에 위치된 복수의 스루-홀들(through-holes)을 규정하는, RF 모듈.
7. 제 3 항에 있어서,

   스위치가 상기 각각의 신호 전송 및 수신 섹션들 사이에 위치되는, RF 모듈.
8. 무선 기지국의 마더보드의 전단에 직접 표면 장착하도록 적응된 RF 모듈로 서,

   복수의 전기 부품들이 장착된 인쇄 회로 보드를 포함하고, 한 단부상의 상기 무선 기지국의 안테나와 다른 단부의 상기 무선 기지국의 상기 마더보드 상에 있는 각각의 입력 및 출력 패드들 사이에서 무선 신호들의 전송 및 수신을 허용하도록 적응되는, RF 모듈.
9. 제 8 항에 있어서,

   상기 모듈의 상기 인쇄 회로 보드에 모두 직접 표면 장착된 적어도 수신 대역 통과 필터 및 전송 저역 통과 필터를 포함하는, RF 모듈.
10. 제 9 항에 있어서,

    전력 증폭기 및 저잡음 증폭기를 더 포함하고, 이들 둘다는 또한 상기 모듈의 상기 인쇄 회로 보드에 직접 표면 장착되는, RF 모듈.
11. 제 10 항에 있어서,

    상기 전력 증폭기, 결합기, 저역 통과 필터 및 스위치는 RF 신호들에 대한 전송 경로를 규정하는, RF 모듈.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 스위치, 상기 수신 대역 통과 필터 및 상기 저잡음 증폭기는 RF 신호들 에 대한 수신 경로를 규정하는, RF 모듈.
13. 제 12 항에 있어서,

    적어도 상기 저잡음 증폭기 및 상기 수신 대역 통과 필터를 커버하도록 적응된 리드를 더 포함하는, RF 모듈.

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