KR20120110435A - Ｒｆ 모듈 차폐 방법 및 이를 이용한 ｒｆ 통신 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 RF 통신 모듈에 관한 것이다.
본 발명의 RF 통신 모듈은, 상면에 다수의 전자부품이 실장되고, 가장자리에 적어도 하나 이상의 접지 단자가 구비된 메인기판; 상기 메인기판의 상부에 실장된 상기 전자부품들을 봉지하며, 상면에 금속막이 구비된 절연재; 및 상기 절연재의 측면에 형성된 측면 차폐막;을 포함한다.

Description

ＲＦ 모듈 차폐 방법 및 이를 이용한 ＲＦ 통신 모듈{Isolation method for Radio Frequency communication module and Radio Frequency communication module using the same}
본 발명은 RF 통신 모듈에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 전자부품을 보호하는 절연재 상면과 측면에 각각 금속층을 형성하여 외부로 방사되는 전자파가 차폐될 수 있도록 한 RF 통신 모듈에 관한 것이다.
최근에 이르러, 휴대폰을 비롯한 IT 기기들의 휴대성이 강조되고 있고, 휴대용 IT 기기들은 휴대성과 공간 활용의 용이성을 향상시키기 위하여 점진적으로 슬림화되고 있으며, 이에 따라 휴대용 IT 기기에 장착되는 다양한 형태의 전자기기들이 경박단소화되고 있는 추세이다
이러한 경박단소화의 추세는 휴대폰, 스마트폰과 같은 이동 통신 단말기와 PMP(Portable Multimedia Player), MP3(MPEG layer 3) 플레이어 등의 휴대용 기기와 더불어 텔레비젼, 모니터 등과 같은 매체 재생기 등에도 적용될 수 있다.
한편, 이동 통신 단말기 또는 최근의 매체 재생기와 같은 전자 기기에는 다른 기기와의 상호 통신을 위한 고주파 소자 또는 집적회로 칩 등의 부품을 하나의 패키지로 구현하는 통신 모듈이 적어도 하나 이상 채용되고 있다.
이러한 전자 장치는 대부분 고유의 전기적인 동작 시에 EMI(Electro-Magnetic Interference)와 같은 전자파 간섭이 발생하게 되는 데, 예를 들면 전자 기기에서 발생된 전기 또는 자기 에너지가 소정의 경로를 통해 방사(Radiated Emission;RE)되어 다른 전자 기기에 전자기적인 간섭을 일으키거나, 외부로부터 전도(Conducted Emission;CE)된 전기 또는 자기 에너지에 의해 전자기적인 간섭을 받을 수 있다.
이와 같은 전자 기기 간의 전자파 간섭은 전자 기기 고유의 전기적인 동작을 저해할 수 있을 정도로 심각한 장해 요소로 작용할 수 있기 때문에 종래에는 전자 기기 또는 전자 기기에 채용된 모듈의 외부를 금속 기구물로 차폐(shilding)하여 전자파의 방사를 줄임으로써, 전자 기기 상호간의 전자파 간섭이 다소 해소될 수 있도록 하였다.
종래의 전자파 차폐 구조로는 대표적으로, 몰딩 컴파운드를 이용하여 모듈의 외곽을 몰딩하거나 모듈의 외측면에 금속 재질의 쉴드 케이스를 부착하는 공정이 주로 이용되고 있으나, 기판과 쉴드 케이스를 납땜 등과 같은 접속 수단을 이용하여 전기적으로 접속 가능하게 접합하여야 하기 때문에 조립 공정을 위한 제조 비용이 상승하게 되고, 금속 재질의 쉴드 케이스와 부품들 간의 쇼트 방지를 위해 형성되는 공간에 의해 부피가 증가하게 됨으로써, 경박단소화의 요구를 만족시킬 수 없는 문제점이 지적되고 있다.
이와 같은 경박단소화의 문제점을 해소하기 위하여 모듈의 몰딩재 표면에 은(Ag)이나 구리(Cu)와 같은 도전성 용제를 스프레이 코팅이나 도금 또는 증착시켜 금속막을 형성하고, 금속막을 기판에 접지시켜 차폐막을 형성하는 공법이 사용되고 있으나, 주로 EMC를 이용한 몰딩 고정의 특성상 고가의 금형이 필요할 뿐 만 아니라 별도의 압착 장비를 필요로 하여 제조비용이 상승하는 문제점이 지적되고 있다.
또한, 금속막의 두께가 최대 10㎛ 정도로 얇게 형성될 수 밖에 없기 때문에 전자파의 차폐 효율이 저하될 수 있는 단점이 있다.
본 발명은 종래 RF 통신 모듈의 차폐 구조에서 제기되고 있는 상기 제반 단점과 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 다수의 전자부품이 실장된 메인기판 상에 절연재를 적층, 압착하고, 그 상면과 측면에 각각 차폐막이 형성되어 전자부품에서 발생된 전자파가 차폐될 수 있도록 한 RF 통신 모듈이 제공됨에 발명의 목적이 있다.
본 발명의 상기 목적은, 상면에 다수의 전자부품이 실장되고, 가장자리에 적어도 하나 이상의 접지 단자가 구비된 메인기판와, 상기 메인기판의 상부에 실장된 상기 전자부품들을 봉지하며, 상면에 금속막이 구비된 절연재와, 상기 절연재의 측면에 형성된 측면 차폐막을 포함하는 RF 통신 모듈이 제공됨에 의해서 달성된다.
상기 메인기판는 다층으로 구성될 수 있으며, 내층 중 적어도 한 층에 그라운드(GND)가 구비될 수 있다.
이때, 상기 그라운드는 상기 메인기판의 가장자리에 형성된 접지 단자와 비아 또는 쓰루홀을 통해 전기적으로 연결됨이 바람직하다.
또한, 상기 절연재는 상면에 도전성 재질의 금속막이 적층된 RCC(Resin Coated Copper Foil) 기판으로 구성될 수 있으며, 금속막이 적층된 상태에서 상기 메인기판의 상면에 적층되어 압착됨에 의해서 상부 차폐막이 형성된 몰딩부로 구성될 수 있다.
이때, 상기 절연재는 상기 메인기판의 상면에 적층될 때 가경화 상태로 적층되며, 압착에 의해서 경화되어 상기 기판의 상면과 전자부품들을 봉지하는 몰딩부로 구성될 수 있다.
그리고, 절연재의 상면에 형성된 금속막은 다층으로 적층되는 RCC 기판을 메인기판 상면에 적층하고, 압착에 의해 경화시킨 후 금속막을 더 형성시켜 상부 차폐막을 형성할 수 있다.
상기 금속막은 은(Ag) 또는 구리(Cu) 재질의 판재로 구성될 수 있으며, 상면에 금속막이 적층된 RCC 기판이 메인기판에 적층될 경우에는 상기 금속막을 구리막(copper foil)으로 구성함이 바람직하다.
이때, 상기 금속막은 30 내지 40㎛의 두께의 비교적 두꺼운 두께로 형성될 수 있다.
또한, 상기 측면 차폐막은 은(Ag) 또는 구리(Cu) 재질의 도전성 용제를 사용하여 스프레이 코팅에 의해 상기 절연재의 측면에 형성될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 RF 통신 모듈은 기판의 빌드-업(build-up) 절연체로 사용되는 RCC 기판을 다수의 전자부품을 보호하는 몰딩부로 구성함으로써, 고가의 몰딩용 금형을 별도로 구비할 필요가 없기 때문에 제조 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 RF 통신 모듈은 몰딩부로 구성되는 RCC 기판이 최상층의 구리막을 통해 상부 차폐막이 구성됨과 아울러 구리막 하부의 절연재가 유전률이 낮은 특성에 의해서 방사 노이즈의 차폐 효율을 향상시킬 수 있는 작용효과가 발휘될 수 있다.
그리고, 본 발명의 RF 통신 모듈은 몰딩부로 구성되는 RCC 기판의 상면에 구비된 금속막의 두께가 두껍기 때문에 대부분 모듈의 상부로 방사되는 노이즈를 효율적으로 차단할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 RF 통신 모듈의 조립 사시도.
도 2는 본 발명에 따른 RF 통신 모듈의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 RF 통신 모듈의 측면도.
본 발명에 따른 RF 통신 모듈의 상기 목적에 대한 기술적 구성을 비롯한 작용효과에 관한 사항은 본 발명의 바람직한 실시예가 도시된 도면을 참조한 아래의 상세한 설명에 의해서 명확하게 이해될 것이다.
먼저, 도 1은 본 발명에 따른 RF 통신 모듈의 조립 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 RF 통신 모듈의 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 RF 통신 모듈의 측면도이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 RF 통신 모듈(100)은 크게 다수의 전자부품(120)이 실장된 메인기판(110)과, 메인기판(110)의 상부에 전자부품(120)이 매립되게 복개된 절연재(130)와, 절연재(130)의 상면과 측면에 각각 구비된 금속막(140) 및 측면 차폐막(150)으로 구성될 수 있다.
상기 메인기판(110)은 상면의 대부분의 영역에 걸쳐 다수의 전자부품(120)이 실장되고, 각 모서리부에 적어도 하나의 접지 단자(111)가 구비될 수 있다. 또한, 메인기판(110)은 다층의 기판으로 세라믹 기판이나 다층 인쇄회로기판(PCB : Printed Circuit Board)으로 구성될 수 있다.
이때, 다층 구조의 메인기판(110) 내층에는 한 층 이상의 기판에 적층된 그라운드(G)가 구비될 수 있으며, 각 그라운드(G)는 메인기판(110) 모서리부에 형성된 접지 단자(111)와 비아(112) 또는 쓰루홀 등을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 전자부품(120)은 메인기판(110)과 전기적으로 연결되어 전기적인 동작을 수행하는 적층 세라믹 캐패시터(MLCC:Multi-Layer Ceramic Capacitor)와 칩 인덕터 및 칩 저항과 같은 칩 부품일 수 있으며, 집적회로와 캐패시터 또는 저항과 같은 회로 소자등을 포함할 수 있다. 그리고, 전자부품(120) 자체가 독자적인 전기적 기능을 수행하는 고주파 모듈일 수 있다.
또한, 상기 메인기판(110) 상부에 봉지되는 절연재(130)는 메인기판 상에 실장된 전자부품(120)을 외부 충격으로부터 보호하는 역할을 하게 되며, 각 전자부품들을 구분하여 감싸면서 전자부품(120) 들간의 쇼트를 방지할 수 있다.
상기 절연재(130)는 RCC(Resin Coated Copper Foil) 기판으로 구성될 수 있다.
RCC 기판은 기판의 제조 공정 중에 주로 사용되는 빌드업 기판 절연체로서, 얇은 판부재가 다수 적층된 절연성 적층체이며 최상부층에 금속막(140)이 적층된 상태에서 상기 메인기판(110) 상에 복개될 수 있다.
이때, 절연재(130)인 RCC 기판은 금속막(140)이 상부 차폐막의 역할을 하며, 절연재(130)가 메인기판(110) 상에 봉지된 상태에서 몰딩부의 역할을 하게 된다.
또한, 상기 절연재(130)는 메인기판(110)의 상면에 적층될 때 다수의 판부재가 소정의 높이로 가경화 상태를 유지하면서 적층되며, 상면 압착과 동시에 열을 가하여 경화됨에 의해서 절연성 재질의 몰딩부로 구성될 수 있다.
이때, 절연재(130)는 메인기판(110)에 실장된 전자부품(120)의 상면까지 봉지 가능하도록 전자부품(120)들의 높이보다 높은 두께로 형성되는 것이 바람직하며, 경화 후 그 두께가 대폭 줄어드는 RCC 기판의 특성 상 경화 후에도 전자부품(120)들의 상부까지 덮을 수 있는 높이를 감안하여 상기 메인기판(110) 상에서 적층 높이가 조절되어야 한다.
이때, RCC 기판으로 구성되는 절연재(130)는 최상부층에 금속막(140)이 적층되어 메인기판(110) 상에서 경화되어 봉지됨에 있어, 전자부품(120)들에서 주로 상부로 방사되는 전자파가 상부 차폐막의 역할을 하는 금속막(140)을 통해 차폐될 수 있도록 할 수 있다.
또한, 절연성 적층체인 RCC 기판의 최상부층에 적층되는 금속막(140)은 30 내지 40㎛의 비교적 두꺼운 금속막으로 구성될 수 있기 때문에 종래의 도전성 용제를 이용한 스프레이 코팅법에 의해 상부 차폐막을 형성하는 경우보다 차폐 효율을 더 배가시킬 수 있다.
상기 금속막(140)은 은(Ag) 또는 구리(Cu) 재질의 금속 판재로 구성될 수 있으며, 절연재(130)가 상면에 금속막(140)이 적층된 상태의 RCC 기판으로 메인기판(110) 상에 복개될 경우에는 상기 금속막(140)은 구리(Cu) 재질의 구리막(copper foil)으로 구성됨이 바람직하다.
한편, 메인기판(110) 상에서 절연재(130)는 금속막(140)이 제외된 상태로 다수의 얇은 판부재가 적층되고, 절연재(130)만을 열과 압력을 가하여 열압착함에 의해서 절연재(130)가 메인기판(110) 상에 실장된 전자부품(120)들을 감싸는 몰딩부로 형성될 수 있다.
이 상태의 절연재(130)는 금속막이 제외된 절연체의 RCC 기판이 적층된 후 열 가압에 의해 경화된 절연재(130)로 구성될 수 있으며, 절연재(130)의 상면에 은(Ag) 또는 구리(Cu)의 금속막(140)을 더 형성시켜 상부 차폐막을 구성할 수도 있다.
이때, 상기 절연재(130)의 상면에 더 형성되는 금속막(140)의 두께는 30 내지 40㎛의 비교적 두꺼운 두께로 형성될 수 있다.
그리고, 상면에 금속막(140)이 형성된 절연재(130)의 측면에는 측면 차폐막(150)이 형성될 수 있다. 측면 차폐막(150)은 상부가 상기 금속막(140)과 접하여 전기적으로 연결되고, 하부가 메인기판(110)의 가장자리에 형성된 접지 단자(111)에 전기적인 접속이 이루어지도록 할 수 있다.
따라서, 절연재(130)의 상면과 측면을 감싸는 금속 재질의 금속막(140)과 측면 차폐막(150)은 메인기판(110)의 접지 단자(111)와 전기적으로 연결되고, 접지 단자(111)는 비아(112)를 통해 메인기판(110) 내층의 그라운드(G)와 연결됨으로써, 절연재(130)를 감싸는 금속막(140)과 측면 차폐막(150)은 확장된 그라운드로 사용될 수 있으며, 금속막(140)과 측면 차폐막(150)을 통해 전자부품(120)들로부터 발생되는 방사 노이즈가 외부로 유출되는 것을 차단할 수 있다.
또한, 측면 차폐막(150)은 은(Ag) 또는 구리(Cu) 재질의 도전성 용제를 이용하여 스프레이 코팅 또는 증착에 의해 얇은 막의 형태로 형성될 수 있으며, 절연재(130) 상면의 금속막(140)이 구리 재질의 구리막으로 형성될 경우에는 상호간의 전기적 접속이 용이하도록 동종의 구리(Cu) 재질로 형성됨이 바람직하다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 RF 통신 모듈은 모듈의 제작시 도 1 내지 도 3과 같은 형태의 개별적으로 절단된 단위 메인기판 상에 전자부품들을 실장하고 금속막이 구비된 절연재를 봉지하여 제작할 수 있다.
한편, RF 통신 모듈의 제작시 다수의 메인기판이 연결되어 스크라이브 절단선이 형성된 원판을 준비하고, 다수의 메인기판 상에 개별적으로 전자부품들을 실장한 후 원판과 동일한 크기, 즉 원판의 상면 전체를 덮을 수 있는 절연재인 RCC 기판을 봉지하여 경화시키며, 상기 스크라이브 절단선을 따라 절연재로 몰딩된 단위 모듈을 형성한다.
이 후에, 단위 모듈의 절연재 측면에 스프레이 코팅 등에 의해 측면 차폐막을 형성하여 RF 통신 모듈이 제작됨으로써, 대량 양산이 가능하고 제작 공정의 수를 감축함에 따라 원가를 대폭 절감할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이나, 이러한 치환, 변경 등은 이하의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
110. 메인기판 111. 접지 단자
120. 전자부품 130. 절연재
140. 금속막 150. 측면 차폐막

Claims (9)

  1. 상면에 다수의 전자부품이 실장되고, 가장자리에 적어도 하나 이상의 접지 단자가 구비된 메인기판;
    상기 메인기판의 상부에 실장된 상기 전자부품들을 봉지하며, 상면에 금속막이 구비된 절연재;
    상기 절연재의 측면에 형성된 측면 차폐막;
    을 포함하는 RF 통신 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 메인기판는 다층 기판으로 구성되며, 내층 중 적어도 한 층에 그라운드(GND)가 구비된 RF 통신 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 그라운드는, 상기 메인기판의 가장자리에 형성된 상기 접지 단자와 비아 또는 쓰루홀을 통해 전기적으로 연결된 RF 통신 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 절연재는 상면에 도전성 재질의 금속막이 적층된 RCC(Resin Coated Copper Foil) 기판으로 구성된 RF 통신 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 절연재는, 얇은 다수의 판부재를 상기 메인기판 상에 가경화 상태로 적층시켜 열압착하여 경화시킴에 의해서 상기 전자부품들을 봉지하는 몰딩부로 구성된 RF 통신 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 금속막은 은(Ag) 또는 구리(Cu) 재질의 금속 판재로 구성된 RF 통신 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 금속막은 30 내지 40㎛의 두께로 형성된 RF 통신 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 측면 차폐막은, 은(Ag) 또는 구리(Cu) 재질의 도전성 용제를 이용한 코팅층으로 형성된 RF 통신 모듈.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 측면 차폐막은 상부가 상기 금속막과 접하여 전기적으로 연결되고, 하부가 상기 메인기판의 가장자리에 형성된 접지 단자에 전기적으로 접속됨에 의해서 상기 메인기판의 내층 그라운드로부터 확장된 그라운드 영역을 형성하는 RF 통신 모듈.
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