KR20120057874A - 안테나 내장형 시스템 인 패키지 및 이를 가지는 휴대용 전자기기 - Google Patents

안테나 내장형 시스템 인 패키지 및 이를 가지는 휴대용 전자기기 Download PDF

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Abstract

시스템 인 패키지는 기판, 상기 기판 상에 실장되고, 전지 보호 회로를 포함하는 전지 보호 칩, 상기 기판 상에 형성되는 내부 루프 안테나 및 상기 기판 상에 실장되는 스마트 칩을 포함한다. 상기 기판의 배면에는 상기 기판은 이차 전지와 접속되는 전지용 단자, 휴대용 장치의 전력을 위한 외부용 단자 및 상기 스마트 칩과 연결되는 스마트 단자를 더 포함된다.
따라서 단말기의 소형화를 이룰 수 있게 되며, 이차 전지의 용량 증대에도 기여할 수 있는 장점이 있다.

Description

안테나 내장형 시스템 인 패키지 및 이를 가지는 휴대용 전자기기{SYSTEM IN PACKAGE WITH EMBEDDED ANTENNA AND MOBILE ELECTRONIC DEVICE HAVING THE PACKAGE}
본 발명은 안테나 내장형 시스템 인 패키지 및 이를 가지는 휴대용 전자기기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 루프 안테나 및 전지 보호 칩을 기판 상에 실장하여 패키지 형태로 제작되는 안테나 내장형 시스템 인 패키지 및 이를 가지는 휴대용 전자기기에 관한 것이다.
스마트 카드가 현대 사회에 소개되어 지면서, 사람들의 일상적인 생활 패턴에 많은 영향을 주었다. 스마트 카드는 각종 신용카드 및 휴대폰 기기에 내장되는 유심칩 등에 적용되며, 일반적으로 비첩촉식 또는 접촉식의 방법으로 내장된 칩의 정보를 전송하여 사람들이 손쉽게 지불하거나, 자신의 신원을 증명할 수 있는 방법으로 사용되고 있다. 일반적으로 많은 회사에서 직원의 출입을 위한 보안 수단으로 스마트 카드를 이용하기도 한다.
도 1을 참조하면, 일반적으로 사용되는 스마트 카드들은 신용카드 와 같은 일반 카드의 형태를 가지는 카드형(41) 또는 별도의 전자기기에 내장되는 형태로 제작되는 내장형(42) 등이 있다. 이러한 스마트 카드들이 별도의 안테나(42) 및 이를 구동하는 모듈(31)을 가지는 리더 장치(30)와 비접촉식 또는 접촉식으로 연결되어 스마트 카드 내에 저장된 각종 정보들을 컴퓨터(20)로 송신하고, 이는 곧 서버(10)로 이송되어 신원확인, 결재 등을 위한 수단으로 활용되고 있다.
이와 같이, 이러한 스마트 카드의 기능을 활용하기 위해서는 무선주파수 식별(Radio Frequency Identification, RFID)을 위한 RFID 루프 안테나가 요구된다. 이러한 RFID 루프 안테나는 각종 카드 내에 장착된다. 이러한 경우 카드를 분실하는 경우 제3자가 이를 사용하여도 개별적인 인증이 불가능한 단점이 있다.
한편, 각종 휴대전화기에는 거의 모두 이차전지가 사용되는데, 이러한 이차 전지에는 일반전지에 비해 폭발가능성이 높은 문제로 인하여 각종 보호 모듈이 장착 되어야 한다. 이러한 이차전지는 보호 모듈과 함께 조립되어지고, 수작업으로 진행되는 공정은 제조 비용에 많은 악영향을 미치게 된다. 또한 모듈의 장착으로 인해 기기의 소형화에 걸림돌이 되고 있는 실정이다. 따라서 기존에 적용되는 스마트 카드의 시스템과 이차전지의 보호회로에 대한 문제점을 해결할 필요성이 대두되어 왔다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 전지 보호회로와 내부 안테나를 시스템 인 패키지 공법으로 동시에 포함하는 안테나 내장형 시스템 인 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기의 시스템 인 패키지를 포함하는 휴대용 전자 기기를 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 의한 시스템 인 패키지는 기판, 상기 기판 상에 실장되고, 전지 보호 회로를 포함하는 전지 보호 칩, 상기 기판 상에 위치하는 내부 루프 안테나 및 상기 기판 상에 실장되는 스마트 칩을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기판의 배면에는 상기 기판은 이차 전지와 접속되는 전지용 단자, 휴대용 장치의 전력을 위한 외부용 단자 및 상기 스마트 칩과 연결되는 스마트 단자를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 일 실시예에 의한 휴대용 전자기기는 기판, 상기 기판 상에 실장되고 전지 보호 회로를 포함하는 전지 보호 칩, 상기 기판 상에 형성되는 내부 루프 안테나 및 상기 기판 상에 실장되는 스마트 칩을 포함하는 시스템 인 패키지 및 상기 시스템 인 패키지를 실장하는 메인 보드를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 기판, 상기 기판 상에 형성되는 내부 루프 안테나 및 상기 기판 상에 실장되는 스마트 칩을 포함하는 시스템 인 패키지 및 상기 시스템 인 패키지를 실장하는 메인 보드를 포함한다.
상기한 본 발명에 의하면, 하나의 시스템 인 패키지 안에 내부 루프 안테나, 전지 보호 칩 및 스마트 칩이 모두 실장되어 패키지를 구성하게 되므로, 상기의 시스템 인 패키지를 단말기의 내부 PCB 기판에 실장할 수 있게 된다. 따라서 단말기의 소형화를 이룰 수 있게 되며, 동시에 단말기에 중요한 이슈가 되어지는 이차 전지의 용량 증대에도 기여할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 스마트 카드 인식 시스템을 나타내는 계략적인 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템 인 패키지를 적용한 인식 시스템을 나타내는 계략적인 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템 인 패키지의 계략적인 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템 인 패키지의 기판 배면을 나타내는 계략적인 평면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템 인 패키지를 적용한 인식 시스템을 나타내는 계략적인 개념도이다.
우선 도 2를 참조하여 본 발명의 시스템 인 패키지가 적용되는 인식시스템을 설명하면, 도 1에서 소개된 기존의 시스템과 동일하게, 별도의 안테나(42) 및 이를 구동하는 모듈(31)을 가지는 리더 장치(30)와 비접촉식 또는 접촉식으로 연결되어 스마트 카드 내에 저장된 각종 정보들을 컴퓨터(20)로 송신하고, 이는 곧 서버(10)로 이송되어 신원확인, 결재 등을 위한 수단으로 활용된다.
하지만 단말기 내부에 이러한 스마트 시스템을 내장하는 경우에는 복제위험 및 분실의 위험성을 줄일 수 있으며, 단말기의 시스템을 활용하여 메인 시스템과 양방향 통신이 가능하기 때문에, 단순 접촉식의 구성 뿐 아니라 USB 방식을 활용하는 등의 다양한 응용이 가능하게 된다. 또한, 별도의 카드 형태로 제작하지 않고, 단말기 보드를 제작할 때에 동시에 제작하게 됨으로서 비용절감 면에서도 효과를 볼 수 있다.
이러한 장점을 가지는 본 발명에 따른 시스템 인 패키지 및 이를 포함하는 휴대용 전자기기에 대하여 살펴보겠다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템 인 패키지의 계략적인 평면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템 인 패키지는 기판(110), 상기 기판(110) 상에 실장되고, 전지 보호 회로를 포함하는 전지 보호 칩(310), 상기 기판(110) 상에 위치하는 내부 루프 안테나(213, 211) 및 상기 기판(110) 상에 실장되는 스마트 칩(410)을 포함한다. 패키지의 구성에 있어서, 경우에 따라서는 여러 가지 수동소자(510)가 더 포함될 수 있다.
도 3에 도시된 시스템 인 패키지는 패키지 형태로 제작된 후, 단말기 내부의 PCB 메인 보드에 실장된다. 종래에는 내부 루프 안테나(213) 및 전지 보호 칩(310)은 배터리와 일체로 형성되는 것이 일반적이었다. 하지만, 이러한 경우에는 상기 내부 루프 안테나를 구성하고 전지 보호 회로를 배터리 팩에 구성함에 있어서 많은 공간을 필요로 하기 때문에, 공간의 제약이 발생하고, 경우에 따라서는 이러한 문제점 때문에 배터리 용량에 제한이 가해질 수 있다.
하지만 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템 인 패키지에서 별도로 내부 루프 안테나 및 전지 보호 칩을 시스템 인 패키지 방식으로 일체화 및 소형화하고, 단말기의 메인 보드 상에 실장하는 경우에는 공간의 축소화를 꾀할 수 있고, 이로 인하여 배터리 용량의 증대하는 효과도 볼 수 있다.
도 3을 다시 참조하면, 상기 내부 루프 안테나(213)는 상기 기판(110)의 주변부를 따라 형성될 수 있다. 상기 내부 루프 안테나(213)는 안테나 접속 단자(211)를 통하여 상기 기판(110)을 통하여 외부와 전기적인 신호를 교환한다. 또한 상기 기판(110) 상에 실장된 스마트 칩(410)은 상기 내부 루프 안테나(213)를 이용하여 원격으로 정보 신호를 교환하는 기능을 한다. 또한 상기 전지 보호 칩(310)은 외부에 설치되는 배터리를 보호하는 회로를 포함하게 된다.
도 3에서는 상기 내부 루프 안테나(213)가 상기 기판(110) 상에 형성되었으나, 안테나의 효율 증대 및 작업 공정 상의 문제 해결 등을 위하여 별도의 코일형 루프 안테나가 형성되어, 상기 기판(110)에 전기적으로 연결되는 형태로 제작될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템 인 패키지에서는 안테나, 전력 보호회로 등이 단말기의 내부에 설치될 수 있도록 시스템 인 패키지 공정으로 모듈화 하는 것이 그 주요 내용이기 때문에, 안테나 자체의 형상에서는 코일형, 기판 내장형 및 별도의 FPCB를 적용한 모듈 접속형 등 다양한 형태로 구현할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템 인 패키지의 기판 배면을 나타내는 계략적인 평면도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템 인 패키지의 기판(110)의 배면에는 이차 전지와 접속되는 전지용 단자(611, 613), 휴대용 장치의 전력을 위한 전력용 단자(621, 623) 및 상기 스마트 칩과 연결되는 스마트 단자(631, 633)가 설치된다.
상기 전지용 단자 B+, B-(611, 613)는 단말기와 별도로 제작되는 배터리와 전기적으로 연결되어 상기 전지 보호 칩(310)에 의해 배터리가 보호되는 기능을 한다. 또한, 상기 입출력 단자 RX, TX(631, 633)는 외부와 신호를 송수신하는 역할을 담당한다. 별도의 데이터 연결선이 존재하는 경우에는 별도의 데이터 연결선을 활용할 수 있다.
상기 전력용 단자(621, 623)은 휴대용 기기에 전력을 전달하는 역할을 하여, 도 4에 도시된 단자들은 본 발명의 일 실시예에 따른 시스템 인 패키지의 외부 단자의 기능을 설명하기 위하여 도시된 것으로써, 모듈을 적용함에 있어서 편의 사항에 따라 다양한 배치로 응용될 수 있음은 물론이다.
이렇게 본 발명의 일 실시예와 같이 내부 루프 안테나, 전지 보호 칩, 스마트 칩을 시스템 인 패키지 공법으로 형성한 시스템 인 패키지는 공간의 절약 및 공정의 단순화에 따른 비용의 절감 효과를 가져올 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 시스템 인 패키지 안에 내부 루프 안테나, 전지 보호 칩 및 스마트 칩이 모두 실장되어 패키지를 구성하게 되므로, 상기의 시스템 인 패키지를 단말기의 내부 PCB 기판에 실장할 수 있게 된다. 따라서 단말기의 소형화를 이룰 수 있게 되며, 동시에 단말기에 중요한 이슈가 되어지는 이차 전지의 용량 증대에도 기여할 수 있는 장점이 있다.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
10 : 서버 20 : 컴퓨터
30 : 리더부 31 : 리더 모듈
32 : 루프 회로
41 : 스마트 카드 42 : 유심형 스마트 카드
51 : 단말기
110 : 기판 213 : 내부 루프 회로
310 : 전지 보호 칩 410 : 스마트 칩
510 : 수동 소자

Claims (4)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 실장되고, 전지 보호 회로를 포함하는 전지 보호 칩;
    상기 기판 상에 위치하는 내부 루프 안테나; 및
    상기 기판 상에 실장되는 스마트 칩을 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템 인 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 배면에는,
    상기 기판은 이차 전지와 접속되는 전지용 단자; 및
    상기 스마트 칩과 연결되는 스마트 단자를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시스템 인 패키지.
  3. 기판, 상기 기판 상에 실장되고 전지 보호 회로를 포함하는 전지 보호 칩, 상기 기판 상에 형성되는 내부 루프 안테나 및 상기 기판 상에 실장되는 스마트 칩을 포함하는 시스템 인 패키지; 및
    상기 시스템 인 패키지를 실장하는 메인 보드를 포함하는 휴대용 전자 기기.
  4. 기판, 상기 기판 상에 형성되는 내부 루프 안테나 및 상기 기판 상에 실장되는 스마트 칩을 포함하는 시스템 인 패키지; 및
    상기 시스템 인 패키지를 실장하는 메인 보드를 포함하는 휴대용 전자 기기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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