KR20160150614A - Circuit board having multiple operating frequencies and manufacturing method thereof - Google Patents

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KR20160150614A KR1020160142753A KR20160142753A KR20160150614A KR 20160150614 A KR20160150614 A KR 20160150614A KR 1020160142753 A KR1020160142753 A KR 1020160142753A KR 20160142753 A KR20160142753 A KR 20160142753A KR 20160150614 A KR20160150614 A KR 20160150614A
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김명종
양원모
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Abstract

The present invention relates to a circuit board which has first to n^th insulating layers on an outer surface of the board, which correspond to first to n^th frequencies respectively, and have permittivity _1 to _n respectively, each of which corresponds to the corresponding frequency. The high-frequency circuit part of the corresponding frequency operation is formed on each insulating layer. An FR-4 insulating layer is prepared in the board, and a base band circuit part is formed in the FR-4 insulating layer. So, multiple frequency bands can be simultaneously covered.

Description

다수 주파수 회로기판 및 제조방법{CIRCUIT BOARD HAVING MULTIPLE OPERATING FREQUENCIES AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a multi-frequency circuit board,

본 발명은 복수 개의 주파수를 사용하는 회로를 하나의 기판에 제조하는 기술에 관한 것이다. 다시 설명하면, 본 발명은 서로 다른 주파수를 사용하는 통신망을 모두 커버해서 운용될 수 있는 통합 모듈 PCB를 제조하는 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a technique for manufacturing a circuit using a plurality of frequencies on a single substrate. In other words, the present invention relates to a method of manufacturing an integrated module PCB that can be operated by covering all communication networks using different frequencies.

노이즈에 의한 영향을 최소화하고 대역폭을 확대하여 전송효율을 극대화하기 위하여 모바일 무선통신(LTE, WiFi, 블루투스 등)의 운용 주파수 대역이 다양해 지고, 향후 5G 이동통신에서 사용할 주파수가 20 GHz 이상의 고주파수 대역 사용이 유력해지는 가운데, 여러 대역을 모두 커버할 수 있는 회로기판의 제조기술이 요구되고 있다. 즉, 최종 단말은 하나인데 하나의 단말이 여러 통신망에서 운용되어야 하는 상황이 발생하고 있다. 도1은 여러 통신망에서 운용되는 단말을 예시한 도면이다. In order to maximize the transmission efficiency by minimizing the influence of noise and enlarging the bandwidth, the operating frequency band of mobile radio communication (LTE, WiFi, Bluetooth, etc.) is diversified and the high frequency band of 20 GHz or more There has been a demand for a technique for manufacturing a circuit board capable of covering various bands. That is, there is one end terminal, and one terminal has to be operated in various communication networks. 1 is a diagram illustrating a terminal operating in various communication networks.

또한, 자동차 자율주행장치에 사용되는 차량용 레이다의 경우, 근거리와 장거리에서 사용되는 주파수가 서로 상이하다. 예를 들어, 단거리 레이다(SRR; short range radar) 및 적응형 크루즈 콘트롤(ACC; adaptive cruise control)의 경우에는 24 GHz 대역을 사용하는 반면에, 장거리 레이다(LRR; long range radar)와 중거리 레이다(MRR; , mid-range radar), ACC 등에서는 77 GHz대역이 사용되고 있다. 따라서, 이와 같은 여러 주파수 범위의 회로를 하나의 모듈에 통합할 필요성이 증가되고 있다. 도2a 및 도2b는 자동차용 레이더가 사용하는 주파수 대역을 나타낸 도면이다. Further, in the case of a vehicle radar used in an automobile autonomous navigation apparatus, frequencies used in near and long distances are different from each other. For example, in the case of short range radar (SRR) and adaptive cruise control (ACC), the 24 GHz band is used whereas long range radar (LRR) and medium range radar MRR, mid-range radar, and ACC are used in the 77 GHz band. Therefore, there is an increasing need to integrate such multiple frequency range circuits into a single module. 2A and 2B are views showing frequency bands used by a vehicle radar.

본 발명은 다수의 주파수 대역을 동시에 커버 할 수 있는 회로기판을 제조하는 기술을 제공하는 데 있다. The present invention is to provide a technique for manufacturing a circuit board capable of simultaneously covering a plurality of frequency bands.

본 발명은 제1, …, 제n 주파수에 각각 대응해서, 해당 주파수에 상응하는 유전율 ε1, …, εn 을 가진 제1, …, 제n 절연층을 기판 외층에 구비하고, 각각의 절연층에 해당 주파수 동작의 고주파회로부를 형성하고, 기판 내층에는 통상의 FR-4 절연층을 구비하고, FR-4 절연층에는 베이스밴드 회로부를 형성하는 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a first, ... , Corresponding to the n-th frequency, the permittivity? 1 corresponding to the frequency,? , ε n First, with ... , A n-type insulating layer is provided on the outer side of the substrate, a high-frequency circuit portion of the frequency operation is formed in each insulating layer, and a normal FR-4 insulating layer is provided in the substrate inner layer. Is formed.

본 발명의 양호한 실시예로서, 고주파 회로부의 절연층은 ε = 2 ~ 3 의 저유전율 절연층이 사용되고, 베이스밴드 회로부의 절연층은 ε = 4.5 ~ 4.8 범위의 FR-4 가 사용될 수 있다. As a preferred embodiment of the present invention, a low dielectric constant insulating layer having a dielectric constant of? = 2 to 3 is used as the insulating layer of the high frequency circuit portion, and an FR-4 having the dielectric constant of? = 4.5 to 4.8 may be used as the insulating layer of the base band circuit portion.

본 발명은 복수 개의 주파수를 사용하는 회로를 하나의 기판에 제조할 수 있도록 함으로써, 서로 다른 주파수를 사용하는 통신망을 모두 커버해서 운용될 수 있는 통합 모듈 PCB를 제조하는 기술을 제공한다. The present invention provides a technique for manufacturing an integrated module PCB that can be operated by covering all communication networks using different frequencies by making it possible to manufacture circuits using a plurality of frequencies on a single substrate.

도1은 여러 통신망에서 운용되는 단말을 예시한 도면.
도2a 및 도2b는 자동차용 레이더가 사용하는 주파수 대역을 나타낸 도면.
도3a 내지 도3d는 본 발명에 따른 다수 주파수 회로기판의 다양한 실시예를 나타낸 도면
도4a 내지 도4f는 본 발명의 양호한 실시예에 따라 다수 주파수 기판을 제조하는 프로세스를 나타낸 도면
도5a 내지 도5d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 다수 주파수 기판을 제조하는 프로세스를 나타낸 도면
1 is a diagram illustrating a terminal operating in various communication networks;
2A and 2B are views showing frequency bands used by an automotive radar.
Figures 3a-3d illustrate various embodiments of a multiple frequency circuit board in accordance with the present invention.
Figures 4A-4F illustrate a process for fabricating multiple frequency substrates in accordance with a preferred embodiment of the present invention.
Figures 5A-5D illustrate a process for fabricating multiple frequency substrates in accordance with yet another embodiment of the present invention.

본 발명은 제1, …, 제n 주파수에 각각 대응해서, 해당 주파수에 상응하는 유전율 ε1, …, εn 을 가진 제1, …, 제n 절연층를 조합해서 기판 외층에 구성하여, 각각의 절연층에 해당 주파수 동작의 고주파회로부를 형성하고, 기판 내층에는 베이스밴드 회로부를 형성하는 것을 특징으로 하는 회로기판을 제공한다. The present invention relates to a first, ... , Corresponding to the n-th frequency, the permittivity? 1 corresponding to the frequency,? , ε n First, with ... And an n-th insulating layer are combined to form an outer layer of the substrate, a high-frequency circuit portion of the frequency operation is formed in each insulating layer, and a base band circuit portion is formed in the inner layer of the substrate.

본 발명은 제1 유전률(ε1)의 절연층 위에 부분적으로 제2 유전률(ε2)의 절연층이 형성되고, 제1 유전률(ε1)의 절연층의 하부에 제3 유전률(ε3)의 절연층이 형성되고, 제1 유전률(ε1)의 절연층, 제2 유전률(ε2)의 절연층, 제3 유전률(ε3)의 절연층에 안테나부가 형성되고, 제2 유전률(ε2)의 절연층에 제어부가 함께 형성되는 회로기판을 제공한다. The present invention includes a first dielectric constant and the insulating layer of a second dielectric constant (ε 2) formed in part on an insulating layer of (ε 1), the first dielectric constant of the third dielectric constant (ε 3) at the lower portion of the insulating layer of (ε 1) The antenna portion is formed in the insulating layer of the first dielectric constant? 1 , the insulating layer of the second dielectric constant? 2 and the insulating layer of the third dielectric constant? 3 , and the second dielectric constant? 2 ) are formed together with a control portion.

본 발명은 제1 유전률(ε1)의 절연층 속에 캐비티(cavity), 터브(tub), 또는 홀(hole) 형상으로 제2 유전률(ε2)의 절연층이 형성되고, 각각의 절연층에 해당 주파수 동작의 고주파회로부를 형성하고, 기판 내층에는 베이스밴드 회로부를 형성하는 것을 특징으로 하는 회로기판을 제공한다. The present invention is characterized in that an insulating layer of a second dielectric constant (epsilon 2 ) is formed in an insulating layer of a first dielectric constant (epsilon 1 ) in the form of a cavity, a tub or a hole, Frequency circuit portion of the frequency operation is formed, and a baseband circuit portion is formed in the substrate inner layer.

본 발명은 (a) 제1 유전률(ε1)의 절연층의 양면에 회로를 형성하여 제1 기판을 형성하고, 제2 유전률(ε2)의 절연층에 다층의 제2 기판을 형성하되, 제1 기판에는 라우터 비트 또는 레이저를 사용해서 칼집을 만드는 단계; (b) 제1 기판, 프리프레그, 제2 기판을 차례로 정렬하여 적층하고 가열 가압하여 라미네이션 하는 단계; (c) 적층된 제1 기판의 회로와 제2 기판의 회로를 연결하는 관통홀을 제작하는 단계; (d) 감광성잉크를 도포하고 Au/Ni 도금과 후처리를 실시하는 단계; (e) 상기 단계 (a)의 칼집에 물리적 힘을 인가하여 외형을 가공하는 단계를 포함하는 회로기판 제조방법을 제공한다.(A) forming a first substrate by forming a circuit on both surfaces of an insulating layer having a first dielectric constant (epsilon 1 ), forming a multilayered second substrate on an insulating layer having a second dielectric constant (epsilon 2 ) Forming a sheath using a router bit or a laser on the first substrate; (b) laminating the first substrate, the prepreg, and the second substrate by aligning them in order, laminating them, heating and pressing them, and laminating them; (c) fabricating a through hole for connecting a circuit of the stacked first substrate and a circuit of the second substrate; (d) applying photosensitive ink, performing Au / Ni plating and post-treatment; (e) applying a physical force to the sheath of step (a) to process the contour.

본 발명은 (a) 제1 유전률(ε1)의 절연층의 양면에 회로를 형성한 제1기판을 재단하여 개구부를 형성하는 단계;(A) forming an opening by cutting a first substrate on which circuits are formed on both sides of an insulating layer of a first dielectric constant (epsilon 1 );

(b) 프리프레그를 재단하여 개구부를 형성하는 단계;(b) cutting the prepreg to form an opening;

(c) 제2 유전률(ε2)의 절연층에 다층의 제2 기판을 형성하는 단계;(c) forming a multi-layered second substrate on an insulating layer of a second dielectric constant (epsilon 2 );

(d) 상기 개구부가 서로 정렬되도록, 제1 기판, 프리프레그, 제2 기판을 차례로 적층하고, 상기 개구부 외곽을 포함하는 라인을 따라 외형가공을 하는 단계(d) stacking the first substrate, the prepreg and the second substrate in order so that the openings are aligned with each other, and performing a contouring process along a line including the outline of the opening

를 포함하는 회로기판 제조방법을 제공한다. And a method of manufacturing a circuit board.

이하, 첨부도면을 참조해서 본 발명에 따른 다수 주파수 회로기판 및 제조방법을 상세히 설명한다. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a multiple frequency circuit board and a manufacturing method according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도3a 내지 도3d는 본 발명에 따른 다수 주파수 회로기판의 다양한 실시예를 나타낸 도면이다. 본 발명은 통상 사용되는 FR-4 절연층 위에 특정 주파수 대역에 상응하는 유전률을 지닌 절연층을 상부에 적층하는 구조를 제안한다. 베이스밴드의 회로가 형성되는 FR-4 절연층의 유전률은 ε = 4.5 ~ 4.8 범위이고, 상부의 고주파회로부가 형성되는 절연층은 ε = 2 ~ 3 의 저유전율 절연층이 사용된다. Figures 3A-3D illustrate various embodiments of a multiple frequency circuit board in accordance with the present invention. The present invention proposes a structure in which an insulating layer having a dielectric constant corresponding to a specific frequency band is stacked on a commonly used FR-4 insulating layer. The dielectric constant of the FR-4 insulating layer in which the base band circuit is formed is in the range of 4.5 to 4.8, and the insulating layer in which the upper high-frequency circuit portion is formed is made of a low dielectric constant insulating layer of? = 2 to 3.

도3a를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예는 기판의 외층이 제1 유전률(ε1)의 절연층(100)과 제2 유전률(ε2)의 절연층(200)으로 분할되어 있는 형태를 예시하고 있다. 각각의 절연층(100, 200)에는 해당 주파수에 상응하는 고주파회로부, 예를 들어 안테나부가 제작된다. 절연층(100, 200)의 하부에는 제2 유전률(ε2)의 절연층(300)이 형성되어 있으며, 제어부와 같은 베이스밴드의 회로부가 형성된다. 3A, the first embodiment of the present invention is characterized in that an outer layer of a substrate is divided into an insulating layer 100 having a first dielectric constant (epsilon 1 ) and an insulating layer 200 having a second dielectric constant (epsilon 2 ) . In each of the insulating layers 100 and 200, a high-frequency circuit portion corresponding to the frequency is formed, for example, an antenna portion. An insulating layer 300 having a second dielectric constant? 2 is formed under the insulating layers 100 and 200, and a baseband circuit part such as a control part is formed.

도3b를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예는, 제1 유전률(ε1)의 절연층(100) 위에 부분적으로 제2 유전률(ε2)의 절연층(200)이 형성되고, 제1 유전률(ε1)의 절연층(100)의 하부에 제3 유전률(ε3)의 절연층(400)이 형성된 형태를 예시하고 있다. 제1 유전률(ε1)의 절연층(100), 제2 유전률(ε2)의 절연층(200), 제3 유전률(ε3)의 절연층(400)에 안테나부가 형성되고, 제2 유전률(ε2)의 절연층(200)에 제어부가 함께 형성될 수 있다. Referring to Figure 3b, a second embodiment of the present invention, the first dielectric constant of the insulating layer 200 in the second dielectric constant (ε 2) in part on the insulating layer 100 of (ε 1) is formed, and the first And an insulating layer 400 having a third dielectric constant? 3 is formed below the insulating layer 100 having a dielectric constant? 1 . The antenna portion is formed on the insulating layer 100 of the first dielectric constant epsilon 1 , the insulating layer 200 of the second dielectric constant epsilon 2 and the insulating layer 400 of the third dielectric constant epsilon 3 , a control portion may be formed together with the insulating layer 200 of the second dielectric layer 2 .

도3c를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예는, 제1 유전률(ε1)의 절연층(100) 속에 캐비티(cavity) 또는 터브(tub) 형상으로 제2 유전률(ε2)의 절연층(200)이 형성된 형태를 예시하고 있다. Referring to Figure 3c, a third embodiment of the present invention, the insulating layer of a first dielectric constant (ε 1) in the insulating layer 100 in the cavity (cavity) or tub (tub), a second dielectric constant (ε 2) in the form (200) is formed.

도3d를 참조하면, 본 발명의 제3 실시예는, 제1 유전률(ε1)의 절연층(100) 속에 홀(hole) 형상으로 제2 유전률(ε2)의 절연층(200)이 형성된 형태를 예시하고 있다.Referring to FIG. 3D, in a third embodiment of the present invention, an insulating layer 200 having a second dielectric constant epsilon 2 is formed in an insulating layer 100 having a first dielectric constant epsilon 1 .

도4a 내지 도4f는 본 발명의 양호한 실시예에 따라 다수 주파수 기판을 제조하는 프로세스를 나타낸 도면이다. 도4a를 참조하면, 제1 유전률(ε1)의 절연층(100)의 양면에 회로를 형성하여 제1 기판을 형성한다. 이때에, 제1 기판에는 라우터 비트 또는 레이저를 사용해서 칼집(101)을 만들어 반가공한 상태를 유지한다.4A-4F illustrate a process for fabricating multiple frequency substrates in accordance with a preferred embodiment of the present invention. Referring to FIG. 4A, a circuit is formed on both sides of the insulating layer 100 having the first dielectric constant? 1 to form a first substrate. At this time, a slit 101 is formed on the first substrate by using a router bit or a laser to maintain a semi-processed state.

이어서, 도4b를 참조하면 제1 기판과 제2 기판을 프리프레그를 사이에 두고 적층한 후, 가열 가압 라미네이트을 실시한다. 또한, 관통홀을 제작하고 동도금을 실시해서 통전을 한다. 도4c를 참조하면, 감광성 잉크(501)를 도포한다. Next, referring to FIG. 4B, the first substrate and the second substrate are laminated with a prepreg interposed therebetween, followed by heat press lamination. Further, through holes are formed and copper plating is performed to conduct electricity. Referring to FIG. 4C, a photosensitive ink 501 is applied.

도4d를 참조하면, 기판의 표면 동박에 Au/Ni을 도금하고 후처리 공정을 실시한다. 도4e를 참조하면, 각각의 패널에 대해 도4a에서 칼집을 내놓은 부위(점선표시)에 약간의 힘을 인가한다. 도4f를 참조하면. 각각의 패널에 대해 도4a에서 칼집을 내놓은 부위(점선표시)에 약간의 힘을 인가하여 물리적으로 제거하는 모습을 이해할 수 있다. Referring to FIG. 4D, the surface copper foil of the substrate is plated with Au / Ni and subjected to a post-treatment process. Referring to FIG. 4E, a slight force is applied to the area where the sheath is shown in FIG. 4A (dotted line) for each panel. Referring to FIG. It is understood that each panel is physically removed by applying a slight force to a portion (dotted line) on which the sheath is laid out in Fig. 4A.

도5a 내지 도5d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따라 다수 주파수 기판을 제조하는 프로세스를 나타낸 도면이다. 도5a를 참조하면, 도면과 같이 양면기판(700)과 프리프레그(800)를 재단하여 다층기판(MLB; 900)을 적층한다. 도5b는 적층된 기판을 나타낸 도면이다.Figures 5A-5D illustrate a process for fabricating multiple frequency substrates in accordance with another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5A, a double-sided board 700 and a prepreg 800 are cut to form a multilayer board (MLB) 900, as shown in FIG. 5B is a view showing a laminated substrate.

이어서, 도5c에 도시한 라인으로 기판을 외형 가공 절단한다. 그 결과, 더5d에 나타낸 대로, 제1 유전률(ε1)의 절연층(900) 기판 위에 부분적으로 제2 유전률(ε2)의 절연층(700)이 형성된 기판을 제작할 수 있다. Subsequently, the substrate is cut and cut out by the line shown in Fig. 5C. As a result, as shown in FIG. 5D, a substrate having an insulating layer 700 of a second dielectric constant epsilon 2 partially formed on the insulating layer 900 of the first dielectric constant epsilon 1 can be manufactured.

전술한 내용은 후술할 발명의 특허청구범위를 더욱 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개선하였다. 본 발명의 특허청구범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술 될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다. The foregoing has somewhat improved the features and technical advantages of the present invention in order to better understand the claims of the invention described below. Additional features and advantages that constitute the claims of the present invention will be described in detail below. It is to be appreciated by those skilled in the art that the disclosed concepts and specific embodiments of the invention can be used immediately as a basis for designing or modifying other structures to accomplish the invention and similar purposes.

또한, 본 발명에서 개시된 발명 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술 분야의 숙련된 사람들에 의해 사용될 수 있을 것이다. 또한, 당해 기술 분야의 숙련된 사람에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허 청구 범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 진화, 치환 및 변경이 가능하다. In addition, the inventive concepts and embodiments disclosed herein may be used by those skilled in the art as a basis for modifying or designing other structures to accomplish the same purpose of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and alterations can be made hereto without departing from the spirit or scope of the invention as defined in the appended claims.

본 발명은 복수 개의 주파수를 사용하는 회로를 하나의 기판에 제조할 수 있도록 함으로써, 서로 다른 주파수를 사용하는 통신망을 모두 커버해서 운용될 수 있는 통합 모듈 PCB를 제조하는 기술을 제공한다. The present invention provides a technique for manufacturing an integrated module PCB that can be operated by covering all communication networks using different frequencies by making it possible to manufacture circuits using a plurality of frequencies on a single substrate.

Claims (1)

기판 외층은 유전률이 ε1 인 제1 유전체와 유전률이 ε2 ( ε1 ≥ ε2 ) 인 제2 절연층이 조합되어 일 평면을 형성하고, 제1 주파수 (f1) 로 동작하는 제1 고주파회로부가 제1 유전체 위에 형성되고, 제2 주파수 (f2 ; f1 ≥ f2 ) 로 동작하는 제2 고주파회로부가 제2 유전체 위에 형성되고, 기판 내층에는 유전률이 ε2 인 절연재에 베이스밴드회로부가 형성된 것을 특징으로 하는 회로기판.The substrate layer has a dielectric constant ε 1 And a dielectric having a dielectric constant of ∈ 2 ( ε 1 ≥ ε 2 ) Are combined to form a plane, a first high frequency circuit portion operating at a first frequency (f 1 ) is formed on the first dielectric, and a second frequency (f 2; f 1 ? F 2 ) is formed on the second dielectric, and the dielectric constant of the inner layer of the substrate is 竜2 Wherein a base band circuit portion is formed on the insulating material.
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