KR20170141896A - Microwave multichip package device and method for packaging thereof - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a microwave multi-chip package device, and a package method thereof. According the microwave multi-chip package device of the present invention, a plurality of monolithic microwave integrated circuit (MMIC) components are mounted on a low temperature co-fired ceramic (LTCC) board having a cavity structure on a part of an upper surface thereof to be packaged. To this end, the LTCC board has a plurality of individual boards stacked and coupled to each other, and has an open central portion of at least one individual board on an upper side thereof passing therethrough to form a cavity. The MMIC components and peripheral circuits are mounted in the cavity. According to the present invention, a plurality of MMIC components are packaged using an LTCC board having a cavity structure, thereby being mounted without a stepped part, and easily replacing defective components. Furthermore, a manufacturing process can be simplified compared to a conventional process of separately forming and assembling a thin film board made of alumina. Accordingly, a manufacturing time period can be shortened, and manufacturing costs can be reduced.

Description

마이크로파 멀티칩 패키지 장치 및 그의 패키지 방법{MICROWAVE MULTICHIP PACKAGE DEVICE AND METHOD FOR PACKAGING THEREOF}[0001] MICROWAVE MULTICHIP PACKAGE DEVICE AND METHOD FOR PACKAGING THEREOF [0002]

본 발명은 마이크로파 멀티 칩 패키지 장치에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로 상부면의 일부에 공동(cavity) 구조가 형성된 저온 동시소성 세라믹(Low Temperature Co-Fired Ceramic : LTCC) 보드를 이용하여 복수 개의 MMIC 부품들을 실장 결합하여 구성 부품들 간의 단차를 제거하고, 불량 부품의 교체가 용이하도록 하고, 저비용으로 제조 가능한 마이크로파 멀티 칩 패키지 장치 및 그의 패키지 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a microwave multi-chip package device, and more particularly, to a microwave multi-chip package device using a low temperature co-fired ceramic (LTCC) board in which a cavity structure is formed on a part of an upper surface, To a microwave multi-chip package apparatus and a package method thereof, which are capable of manufacturing a microwave multi-chip package by removing the step between constituent parts, facilitating replacement of defective parts, and manufacturing at low cost.

마이크로파 회로는 예를 들어, 군수용 레이더, 통신 및 전자전 장비 등을 구성하는 수신기, 송수신기, 반도체 고출력 증폭기 및 주파수 합성기 등에 주로 적용되며, 소형화, 경량화 회로 구성을 통한 제품의 집적화를 더욱 요구하고 있다.The microwave circuit is mainly applied to, for example, a receiver, a transceiver, a semiconductor high-power amplifier, and a frequency synthesizer which constitute a military radar, a communication and an electronic warfare device, and the like.

마이크로파 회로 중 수신 제한 및 증폭기는 각종 수신기 내부에 적용되어 안테나의 입력 포트로 유입되는 각종 대신호 인가에 대해 신호 크기를 줄여 수신 회로를 보호하는 기능을 수행한다. 특히, 마이크로파 송수신 모듈에 적용되는 수신 제한 및 증폭기를 평형 구조(balanced structure)로 할 경우, 대신호에 견디는 전력의 크기를 증가시킬 수 있고, 대신호의 반사 전력을 수신 제한기 회로 내부에서 흡수하게 할 수 있다. 이러한 경우, 송신 경로로 대신호의 유입을 막음으로써, 송신 고출력 증폭기의 고장을 막을 수 있다. 여기서 평형 구조는 수신 제한기와 저잡음 증폭기가 2 채널로 분기되는 구조로서, 단일 입력을 수신받아서 2 채널로 분기하고, 출력에서 다시 합쳐져서 단일 출력된다. 이 경우, 1 채널이 파손되어도 회로가 동작하므로, 범용으로 이용되고 있다.In the microwave circuit, the reception limit and the amplifier are applied to various receivers, and the function of protecting the receiving circuit is reduced by reducing the signal size for various calls entering the input port of the antenna. Particularly, when the reception restriction and the amplifier applied to the microwave transmission / reception module are balanced structures, it is possible to increase the size of the power to withstand the call instead, and instead to absorb the reflection power of the call inside the reception limiter circuit . In this case, it is possible to prevent the transmission high power amplifier from failing by preventing the incoming call to the transmission path instead of the call. Here, the balanced structure is a structure in which a receiving limiter and a low-noise amplifier are branched into two channels, and receives a single input and branches to two channels. In this case, since the circuit operates even if one channel is broken, it is used for general purpose.

그러나 수신 제한 및 증폭기를 평형 구조로 할 경우, 입력과 출력에 하이브리드 결합기가 별도의 부품으로 추가되고, 수신 제한기 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit) 및 저잡음 증폭기 MMIC가 각각 2 개씩 적용되어 전체적인 회로가 커지고, 조립 공정이 복잡해지는 단점이 있다.However, when the receive limit and the amplifier are balanced, a hybrid coupler is added as a separate component to the input and output, and two monolithic microwave integrated circuits (MMICs) and two low-noise amplifier MMICs are applied, , The assembly process becomes complicated.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 종래에는 입력과 출력의 하이브리드 결합기를 구현하기 위해 고유전율의 알루미나 소재의 박막 보드을 이용한 랑게 커플러(Lange Couper)를 적용하였다.In order to solve this problem, a Lange coupler using a thin film board made of an alumina material having high dielectric constant has been applied to realize a hybrid coupler of input and output.

그러나 이와 같이 랑게 커플러를 적용하여 제작할 경우, 입출력 하이브리드 결합기, 수신 제한기 MMIC 및 저잡음 증폭기 MMIC 등 수신 제한 및 증폭기의 각 구성품을 모듈의 하우징에 개별적으로 조립해야 하며, 구성품의 높이 단차를 일치시키기 위해 하우징의 가공이 복잡해진다. 또한 하우징에 개별 조립해야 하므로 해당 회로에 대한 개별 성능 확인이 불가능하고, 장비 운용 중에 내부 소자나 회로에 불량이 발생되면 교체하기가 까다로운 단점이 있다.However, when the Lange coupler is applied, the components of the receiving limiter and amplifier such as the input / output hybrid coupler, the receiver limiter MMIC, and the low noise amplifier MMIC must be individually assembled into the housing of the module, The processing of the housing becomes complicated. In addition, since individual assemblies must be assembled in the housing, it is impossible to confirm the individual performance of the circuit, and if the internal elements or circuits are defective during operation, it is difficult to replace the circuit.

한국 공개특허공보 제10-2014-0073786호(공개일 2014년 06월 17일)Korean Patent Publication No. 10-2014-0073786 (published on June 17, 2014) 한국 등록특허공보 제10-1496843호(공고일 2015년 02월 27일)Korean Patent Registration No. 10-1496843 (Published on February 27, 2015) 한국 등록특허공보 제10-0941694호(공고일 2010년 02월 12일)Korean Patent Registration No. 10-0941694 (Published on February 12, 2010) 한국 등록특허공보 제10-0381409호(공고일 2003년 04월 26일)Korean Patent Registration No. 10-0381409 (Published on Apr. 26, 2003)

본 발명의 목적은 상부면 일부에 공동 구조가 형성된 LTCC 보드를 이용하여 저비용으로 제조 가능한 마이크로파 멀티칩 패키지 장치 및 그의 패키지 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a microwave multi-chip package device and a package method thereof, which can be manufactured at low cost using an LTCC board having a cavity structure formed in a part of an upper surface thereof.

본 발명의 다른 목적은 제조 공정을 단순화하고 불량 부품의 교체가 용이한 마이크로파 멀티칩 패키지 장치 및 그의 패키지 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a microwave multi-chip package device and a method of packaging the same, which simplify the manufacturing process and facilitate replacement of defective parts.

상기 목적들을 달성하기 위한, 본 발명의 마이크로파 멀티칩 패키지 장치는 상부면의 일부가 개방되어 공동 구조가 형성된 LTCC 보드를 이용하여 복수 개의 MMIC 부품들을 패키지하는데 그 한 특징이 있다. 이와 같이 본 발명의 마이크로파 멀티칩 패키지 장치는 LTCC 보드의 공동에 복수 개의 MMIC 부품을 실장 결합하여 패키지함으로써, 구성 부품들 간의 단차를 제거하여 소형화로 패키지가 가능하고, 제조 공정을 간소화하여 제조 기간을 단축하고, 제조 비용을 줄일 수 있으며, 불량 부품의 교체가 용이하다.In order to achieve the above-mentioned objects, the microwave multi-chip package device of the present invention is characterized in that a plurality of MMIC parts are packaged using an LTCC board in which a part of an upper surface is opened and a cavity structure is formed. As described above, the microwave multi-chip package device of the present invention can package a plurality of MMIC components by mounting and coupling the LTCC board in a cavity of the LTCC board, thereby eliminating the step between the components and enabling the package to be downsized, The manufacturing cost can be reduced, and replacement of defective parts is easy.

이 특징에 따른 본 발명의 마이크로파 멀티칩 패키지 장치는, 상호 전기적으로 연결되도록 세라믹 재질의 복수 개의 개별 보드들이 적층 결합되고, 상부의 일부가 상부면과 단차져서 공동(cavity) 구조를 형성하고, 마이크로파 신호 입출력을 위한 하이브리드 결합기, 전원 신호, 제어 신호 및 접지를 위한 회로 패턴이 형성되며, 상기 개별 보드들 각각의 동일한 위치에 복수 개의 전도성 관통홀이 형성되어 신호 전송 경로에 따라 상기 개별 보드의 일부 또는 전부가 상기 전도성 관통홀을 통해 전기적으로 연결되는 다층 보드 및; 상기 공동 구조의 상부면에 실장되는 복수 개의 MMIC 부품을 포함한다.The microwave multi-chip package device according to the present invention is characterized in that a plurality of individual boards of a ceramic material are laminated and coupled so as to be electrically connected to each other, a part of the upper part is stepped with the upper surface to form a cavity structure, A plurality of conductive through holes are formed at the same position of each of the individual boards to form a part of the individual board or a part of the individual boards according to the signal transmission path. A multilayer board electrically connected to the conductive through holes; And a plurality of MMIC components mounted on an upper surface of the cavity structure.

이 특징의 한 실시예에 있어서, 상기 MMIC 부품과 상기 다층 보드의 상부면에 형성된 상기 회로 패턴은 와이어를 통해 연결된다.In one embodiment of this aspect, the MMIC component and the circuit pattern formed on the top surface of the multi-layer board are connected via a wire.

다른 실시예에 있어서, 상기 마이크로파 멀티칩 패키지 장치는; 상기 회로 패턴으로 형성되어 외부로부터 수신되는 마이크로파 신호를 분기하는 입력 하이브리드 결합기와; 상기 입력 하이브리드 결합기로부터 마이크로파 신호를 받아서 대전력 신호가 유입되면, 회로를 보호하고 저잡음으로 증폭하는 제 1 및 제 2 수신 제한 및 증폭기 및; 상기 회로 패턴으로 형성되어 상기 제 1 및 상기 제 2 수신 제한 및 증폭기로부터 마이크로파 신호를 받아서 신호 결합하는 출력 하이브리드 결합기를 포함한다.In another embodiment, the microwave multi-chip package device comprises: An input hybrid combiner formed with the circuit pattern and for branching a microwave signal received from the outside; First and second receiving limiting amplifiers for receiving a microwave signal from the input hybrid combiner and for amplifying a large power signal when the large power signal is input, And an output hybrid combiner formed with the circuit pattern and receiving the microwave signal from the first and second receiving limiting amplifiers and combining signals.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 입력 및 상기 출력 하이브리드 결합기는; 상기 다층 보드의 상부에서 랑게 커플러 형태의 상기 회로 패턴으로 구비된다.In another embodiment, the input and output hybrid combiner comprises: Layer circuit board in the form of a Lange coupler at the top of the multilayer board.

또 다른 실시예에 있어서, 상기 제 1 및 상기 제 2 수신 제한 및 증폭기 각각은; 수신 제한기 MMIC와 저잡음 증폭기 MMIC로 구비된다.In another embodiment, each of the first and second receive limiting and amplifiers comprises: A reception limiter MMIC and a low-noise amplifier MMIC.

본 발명의 다른 특징에 따르면, 본 발명의 마이크로파 멀티칩의 패키지 방법이 제공된다.According to another aspect of the present invention, a method of packaging a microwave multi-chip of the present invention is provided.

이 특징에 따른 본 발명의 마이크로파 멀티칩의 패키지 방법은, 단일 공정으로 복수 개의 개별 보드들을 적층 결합하고, 상부의 일부가 상부면과 단차져서 공동 구조를 형성하고, 마이크로파 신호 입출력을 위한 하이브리드 결합기, 전원 신호, 제어 신호 및 접지를 위한 회로 패턴이 형성되며, 상기 개별 보드들 각각의 동일한 위치에 복수 개의 전도성 관통홀이 형성되어 신호 전송 경로에 따라 상기 개별 보드의 일부 또는 전부가 상기 전도성 관통홀을 통해 전기적으로 연결되는 다층 보드를 준비하는 단계와; 복수 개의 MMIC 부품들과 주변 회로들을 상기 다층 보드의 상기 공동이 형성된 상부면에 실장 결합하는 단계 및; 상기 MMIC 부품들과 상기 주변 회로들의 패드와 상기 다층 보드의 상부면에 형성된 상기 회로 패턴을 전기적으로 연결되도록 각각 와이어 본딩하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of packaging a microwave multi-chip according to the present invention, wherein a plurality of individual boards are stacked in a single process, a part of the upper part is stepped with the upper surface to form a cavity structure, A plurality of conductive through holes are formed at the same positions of the individual boards so that a part or all of the individual boards are electrically connected to the conductive through holes according to a signal transmission path. The method comprising the steps of: Mounting a plurality of MMIC components and peripheral circuits on the cavity top surface of the multilayer board; And wire bonding the pads of the MMIC parts and the peripheral circuits to the circuit patterns formed on the upper surface of the multi-layer board to be electrically connected to each other.

이 특징의 한 실시예에 있어서, 상기 실장 결합하는 단계는; 적어도 120 ℃의 조립 온도로 실장 결합한다.In one embodiment of this aspect, the step of mounting comprises: Bonded at an assembly temperature of at least 120 ° C.

상술한 바와 같이, 본 발명의 마이크로파 멀티칩 패키지 장치는 복수 개의 MMIC 부품을 실장하고 패키지하기 위해, 단일 공정으로 적층되어 형성된 공동 구조의 LTCC 소재의 다층 보드를 이용함으로써, 종래의 복수 개의 MMIC 부품과 알루미나 소재의 박막 기판을 하우징에 개별적으로 실장하는 기술에 비해 공정이 간소화되어 제조 기간을 단축하고 제조 비용을 줄일 수 있다.As described above, the microwave multi-chip package device of the present invention uses a multi-layer board of LTCC material having a cavity structure formed by stacking and stacking a plurality of MMIC parts in a single process, The manufacturing process can be shortened and the manufacturing cost can be reduced by simplifying the process as compared with the technique of individually mounting the alumina thin film substrate on the housing.

또 본 발명의 마이크로 멀티칩 패키지 장치는 다층 보드의 공동에 복수 개의 MMIC 부품을 실장함으로써 부품들 간의 단차를 제거하여 소형화로 패키지가 가능하다.Further, the micro-multi-chip package device of the present invention can package a plurality of MMIC parts by mounting the MMIC parts in the cavity of the multi-layer board, thereby reducing the step between the parts.

또 본 발명의 마이크로파 멀티칩 장치는 공동 구조의 LTCC 적층 보드에 복수 개의 MMIC 부품을 실장하고 패키지함으로써, 마이크로파 멀티칩 단위의 개별 시험을 통해 하우징에 조립 가능하고, MMIC 부품의 고장 발생 시 교체 작업이 용이하다.Further, the microwave multi-chip device of the present invention can be assembled to the housing through individual testing of microwave multi-chip units by mounting and packaging a plurality of MMIC components on a LTCC laminate board having a cavity structure, It is easy.

도 1은 본 발명에 따른 마이크로파 멀티칩 패키지 장치의 구성을 도시한 사시도;
도 2는 도 1에 도시된 마이크로파 멀티칩 패키지 장치의 평면도;
도 3은 도 1에 도시된 마이크로파 멀티칩 패키지 장치의 분해 사시도;
도 4는 도 1에 도시된 마이크로파 멀티칩 패키지 장치의 일부 구성을 나타내는 단면도;
도 5는 도 1에 도시된 마이크로파 멀티칩 패키지 장치의 구성을 나타내는 블럭도; 그리고
도 6은 본 발명에 따른 마이크로파 멀티칩 패키지 장치의 패키지 수순을 도시한 흐름도이다.1 is a perspective view showing a configuration of a microwave multi-chip package apparatus according to the present invention;
FIG. 2 is a plan view of the microwave multi-chip package device shown in FIG. 1;
3 is an exploded perspective view of the microwave multi-chip package device shown in FIG. 1;
FIG. 4 is a sectional view showing a part of the configuration of the microwave multi-chip package device shown in FIG. 1;
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of the microwave multi-chip package device shown in FIG. 1; And
6 is a flowchart showing the package procedure of the microwave multi-chip package apparatus according to the present invention.

본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 서술하는 실시예로 인해 한정되어지는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 구성 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어진 것이다.The embodiments of the present invention can be modified into various forms and the scope of the present invention should not be interpreted as being limited by the embodiments described below. The present embodiments are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. Therefore, the shapes and the like of the components in the drawings are exaggerated in order to emphasize a clearer explanation.

이하 첨부된 도 1 내지 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 마이크로파 멀티칩 패키지 장치의 구성을 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 마이크로파 멀티칩 패키지 장치의 평면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 마이크로파 멀티칩 패키지 장치의 일부 구성을 나타내는 단면도이며, 그리고 도 4는 도 1에 도시된 마이크로파 멀티칩 패키지 장치의 분해 사시도이다.2 is a plan view of the microwave multi-chip package apparatus shown in FIG. 1. FIG. 3 is a cross-sectional view of the microwave multi-chip package apparatus shown in FIG. 1, And FIG. 4 is an exploded perspective view of the microwave multi-chip package device shown in FIG. 1. FIG.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 마이크로파 멀티칩 패키지 장치(100)는 복수 개의 개별 보드(도 4의 110a ~ 110e)들이 상호 전기적으로 연결되게 적층 결합되고, 상부면의 일부에 복수 개의 구성 부품(120 ~ 134)들이 실장 결합되는 부분에 공동(cavity)(112)이 형성된 다층 보드(110)를 이용하여 패키지된다.1 to 4, a microwave multi-chip package apparatus 100 according to the present invention includes a plurality of individual boards (110a to 110e of FIG. 4) stacked and coupled so as to be electrically connected to each other, And is packaged using a multi-layer board 110 in which a cavity 112 is formed at a portion where the components 120 to 134 are mounted.

본 발명의 다층 보드(110)는 예컨대, 저온 동시소성 세라믹(Low Temperature Co-Fired Ceramic : LTCC) 보드로 구비되고, 구성 부품은 복수 개의 MMIC 부품(122 ~ 124, 132 ~ 134)들 및 주변 회로(120, 130)들로 구비된다. MMIC 부품(122 ~ 124, 132 ~ 134)들 및 주변 회로(120, 130)들 각각은 다층 보드(110)의 공동(112)의 내부 공간에 수용되는 서로 다른 높이를 가질 수 있다.The multilayer board 110 of the present invention is, for example, provided with a low temperature co-fired ceramic (LTCC) board, and the component parts include a plurality of MMIC parts 122 to 124, 132 to 134, (120, 130). Each of the MMIC components 122 to 124 and 132 to 134 and the peripheral circuits 120 and 130 may have different heights accommodated in the internal space of the cavity 112 of the multilayer board 110.

따라서 본 발명의 마이크로파 멀티칩 패키지 장치(100)는 다층 보드(110)의 상부면 일부에 형성된 공동(112)에 복수 개의 구성 부품(120 ~ 134)들을 실장 결합하여 패키지 함으로써, 구성 부품(120 ~ 134)들 간의 단차를 제거하여 하우징(미도시됨) 및 커버(미도시됨)와의 결합이 용이하고, 불량 부품의 교체가 용이하다.Therefore, the microwave multi-chip package apparatus 100 of the present invention can package and package a plurality of component parts 120 to 134 in the cavity 112 formed in a part of the upper surface of the multilayer board 110, 134 are removed to easily engage with a housing (not shown) and a cover (not shown), and replacement of defective parts is easy.

구체적으로, 본 발명의 마이크로파 멀티칩 패키지 장치(100)는 마이크로파 수신 모듈로서, 다층 보드(110)와, 복수 개의 MMIC 부품(122 ~ 124, 132 ~ 134)들을 포함한다. 또 마이크로파 멀티칩 패키지 장치(100)는 도면에는 도시되지 않았으나, 다층 보드(110)가 수용 결합되는 하우징과 커버를 더 구비할 수 있다.Specifically, the microwave multi-chip package device 100 of the present invention is a microwave receiving module including a multilayer board 110 and a plurality of MMIC parts 122 to 124 and 132 to 134. The microwave multi-chip package apparatus 100 may further include a housing and a cover for receiving and coupling the multi-layer board 110 although not shown in the drawing.

다층 보드(110)는 상부면의 일부에 형성된 공동(112) 구조를 갖는 저온 동시소성 세라믹(LTCC) 보드로 구비된다. 다층 보드(110)는 세라믹 재질의 복수 개의 개별 보드(110a ~ 110e)들이 단일 공정을 통해 적층 결합된다. 개별 보드(110a ~ 110e)들 각각에는 회로 패턴(110a ~ 110e, 150, 152)이 형성된다. 개별 보드(110a ~ 110e)들 각각에는 회로 패턴(110a ~ 110e, 150, 152)에 전기적으로 연결된 위치에 수직 관통되는 복수 개의 전도성 관통홀(140 ~ 148)이 형성된다. 전도성 관통홀(140 ~ 148)들은 도 4에 도시된 바와 같이, 상호 전기적으로 연결되는 적어도 2 개 이상의 개별 보드들 각각의 동일한 위치에 형성된다. 이러한 전도성 관통홀(140 ~ 148)은 MMIC 부품(122 ~ 124, 132 ~ 134) 및 주변 회로(120, 130)들로 전원을 공급하거나 접지시킨다.The multilayer board 110 is comprised of a low temperature co-fired ceramic (LTCC) board having a cavity 112 structure formed in a portion of the top surface. The multilayer board 110 is formed by stacking a plurality of individual boards 110a to 110e made of a ceramic material through a single process. Circuit patterns 110a to 110e, 150 and 152 are formed on the individual boards 110a to 110e, respectively. Each of the individual boards 110a to 110e is formed with a plurality of conductive through holes 140 to 148 vertically penetrating at positions electrically connected to the circuit patterns 110a to 110e, The conductive through holes 140 to 148 are formed at the same position of each of at least two or more individual boards electrically connected to each other as shown in Fig. These conductive through holes 140 to 148 supply or ground the MMIC components 122 to 124 and 132 to 134 and the peripheral circuits 120 and 130.

다층 보드(110)는 신호 전송 경로에 따라 전도성 관통홀(140 ~ 148)과 회로 패턴(150, 152)을 통해 개별 보드(110a ~ 110e)들이 상호 전기적으로 연결된다. 다층 보드(110)는 상측에 배치되는 적어도 하나의 개별 보드(110a)가 일부 개방되어 상부면 일부에 공동(112)을 형성한다. 공동(112)에는 복수 개의 MMIC 부품(120 ~ 124, 130 ~ 134)들이 실장 결합된다.The individual boards 110a to 110e are electrically connected to each other through the conductive through holes 140 to 148 and the circuit patterns 150 and 152 according to the signal transmission path. At least one individual board 110a disposed on the upper side of the multilayer board 110 is partially opened to form a cavity 112 in a part of the upper surface. The plurality of MMIC parts 120 to 124, 130 to 134 are mounted on the cavity 112.

또 다층 보드(110)는 마이크로파 신호 입출력 분배를 위한 입출력 하이브리드 결합기(도 5의 102, 108)를 형성하는 회로 패턴과, 마이크로파 송수신 신호를 입출력하기 위한 전송 선로, 전원을 공급하기 위한 전원 신호 및 접지를 위한 회로 패턴들이 형성된다. 여기서 특정 회로 패턴(150, 152)들은 입출력 하이브리드 결합기 회로 패턴과 입출력 포트 사이의 종단 저항기 즉, 50 오옴(Ω) 전송 선로를 의미한다.The multilayer board 110 includes circuit patterns for forming input / output hybrid couplers (102 and 108 in FIG. 5) for microwave signal input / output distribution, transmission lines for inputting / outputting microwave transmission / reception signals, power supply signals for supplying power, Circuit patterns are formed. Here, the specific circuit patterns 150 and 152 refer to a terminating resistor between the input / output hybrid combiner circuit pattern and the input / output port, that is, a 50 ohm (?) Transmission line.

이 실시예에서 다층 보드(110)는 제 1 내지 제 5 개별 보드(110a ~ 110e)들로 구성된다. 공동(112)은 제 1 개별 보드(110a)의 중앙 부분이 관통 개방되어 제 2 개별 보드(110b)에 적층되어 일정 높이의 단차를 형성한다. 물론 공동(112)은 각 구성 부품들의 높이에 따라 제 1 및 제 2 개별 보드(110a, 110b)들의 중앙 부분이 관통 개방되는 등 적어도 하나의 개별 보드에 의해 형성될 수도 있다.In this embodiment, the multi-layer board 110 is composed of the first to fifth individual boards 110a to 110e. The cavity 112 of the first individual board 110a is pierced through the center of the first individual board 110a and is stacked on the second individual board 110b to form steps of a predetermined height. Of course, the cavity 112 may be formed by at least one separate board, such that the central portion of the first and second separate boards 110a, 110b are opened through depending on the height of each component.

개별 보드(110a ~ 110e)들 각각은 동일하거나 서로 다른 두께(예를 들어, 0.2 mm ~ 0.3 mm)를 갖을 수 있다. 예를 들어, 제 1 내지 제 4 개별 보드(110a ~ 110d)들 보다 제 5 개별 보드(110e)가 더 두껍게 구비될 수 있다.Each of the individual boards 110a through 110e may have the same or different thicknesses (e.g., 0.2 mm through 0.3 mm). For example, the fifth separate board 110e may be thicker than the first through fourth separate boards 110a through 110d.

각 개별 보드(110a ~ 110e)들은 다층 보드(110)의 상부면에 형성된 회로 패턴(150, 152)들과 상호 전기적으로 연결되도록 회로 패턴(114a ~ 114e)들이 형성되고, 상호 적층되어 결합된다. 즉, 개별 보드(110a ~ 110e)들 각각에는 신호 전송 선로, 전원 신호 및 접지를 위한 회로 패턴이 형성되고, 개별 보드(110a ~ 110e)들 간의 회로 패턴(114a ~ 114e)을 전도성 관통홀(140 ~ 148)을 통해 상호 전기적으로 연결된다. 전도성 관통홀(140 ~ 148)들은 상호 전기적으로 연결되는 복수 개의 개별 보드들 각각이 동일한 위치에 형성된다.The individual boards 110a to 110e are formed by stacking circuit patterns 114a to 114e so as to be electrically connected to the circuit patterns 150 and 152 formed on the upper surface of the multilayer board 110. That is, a circuit pattern for a signal transmission line, a power supply signal and a ground is formed in each of the individual boards 110a to 110e, and the circuit patterns 114a to 114e between the individual boards 110a to 110e are electrically connected to the conductive through holes 140 148, respectively. The conductive through holes 140 to 148 are formed at the same positions, respectively, of a plurality of individual boards which are electrically connected to each other.

MMIC 부품(122 ~ 124, 132 ~ 134)들은 예를 들어, 수신 제한기 MMIC(122, 132), 저잡음 증폭기 MMIC(124, 134)를 포함한다. 주변 회로(120, 130)는 SLC(Single Level Cell) 캐패시터를 포함한다. 이러한 MMIC 부품(122 ~ 124, 132 ~ 134)들과 주변 회로(120, 130)들 각각은 다층 보드(110)의 상부면에 형성된 회로 패턴(150, 152)에 와이어(160 ~ 164)를 통해 연결된다. 와이어(160 ~ 164)는 예를 들어, 1 mil 두께의 금(Au) 재질로 구비된다.The MMIC components 122 to 124 and 132 to 134 include, for example, receive limiter MMICs 122 and 132, and low noise amplifier MMICs 124 and 134. The peripheral circuits 120 and 130 include SLC (Single Level Cell) capacitors. Each of the MMIC parts 122 to 124 and 132 to 134 and the peripheral circuits 120 and 130 are electrically connected to the circuit patterns 150 and 152 formed on the upper surface of the multilayer board 110 through the wires 160 to 164 . The wires 160 to 164 are made of, for example, a 1 mil thick gold (Au) material.

따라서 다층 보드(110)의 상부 회로 패턴에서 전도성 관통홀(141)을 통해 개별 보드(110a ~ 110e)의 내부 회로 패턴(114a ~ 114e)으로 연결된 후, 공동(112) 구조에 실장된 SLC 캐패시터(120, 130)로 와이어 본딩되고, 다시 SLC 캐패시터(120, 130)와 저잡음 증폭기 MMIC(124, 134)가 와이어 본딩되어 연결된다.The SLC capacitors 114a to 114e are connected to the internal circuit patterns 114a to 114e of the individual boards 110a to 110e through the conductive through holes 141 in the upper circuit pattern of the multilayer board 110, 120, 130, and the SLC capacitors 120, 130 and the low-noise amplifier MMICs 124, 134 are wire-bonded to each other.

다음은 본 발명의 마이크로파 멀티칩 패키지 장치의 회로 구성을 설명한다.Next, a circuit configuration of the microwave multi-chip package device of the present invention will be described.

도 5는 도 1에 도시된 마이크로파 멀티칩 패키지 장치의 구성을 나타내는 블럭도이다.5 is a block diagram showing a configuration of the microwave multi-chip package device shown in FIG.

도 5를 참조하면, 본 발명의 마이크로파 멀티칩 패키지 장치(100)는 입력 포트(RF IN)와 출력 포트(RF OUT) 사이에 입력 하이브리드 결합기(102)와, 수신 제한기 MMIC(103, 104), 저잡음 증폭기 MMIC(105, 106) 및 출력 하이브리드 결합기(108)를 포함한다.5, the microwave multi-chip package device 100 of the present invention includes an input hybrid combiner 102, a receive limiter MMIC 103, and a receive limiter 103 between an input port RF IN and an output port RF OUT. Low-noise amplifier MMICs 105 and 106, and an output hybrid combiner 108. The low-

이 실시예에서 마이크로파 멀티칩 패키지 장치(100)는 수신 제한 및 증폭기가 평형 구조(balanced structure)로 배치된다. 여기서 평형 구조는 수신 제한기와 저잡음 증폭기가 2 채널로 분기되는 구조로서, 단일 입력을 수신받아서 2 채널로 분기하고, 출력에서 다시 합쳐져서 단일 출력된다. 이 경우, 1 채널이 파손되어도 다른 채널을 이용하여 회로가 동작 가능하다. 즉, 수신 제한 및 증폭기는 입력 하이브리드 결합기(102)와 출력 하이브리드 결합기(108) 사이에서 2 개의 채널로 형성된다.In this embodiment, the microwave multi-chip package device 100 is arranged such that the reception limit and the amplifier are arranged in a balanced structure. Here, the balanced structure is a structure in which a receiving limiter and a low-noise amplifier are branched into two channels, and receives a single input and branches to two channels. In this case, even if one channel is broken, the circuit can be operated using another channel. That is, the receive limiter and the amplifier are formed of two channels between the input hybrid coupler 102 and the output hybrid coupler 108.

구체적으로, 이 실시예의 마이크로파 멀티칩 패키지 장치(100)는 입력 하이브리드 결합기(102)와, 제 1 및 제 2 수신 제한기 MMIC(103, 104), 제 1 및 제 2 저잡음 증폭기 MMIC(105, 106) 그리고 출력 하이브리드 결합기(108)를 포함한다.Specifically, the microwave multi-chip package device 100 of this embodiment includes an input hybrid combiner 102, first and second receiving-limiter MMICs 103 and 104, first and second low-noise amplifier MMICs 105 and 106 ) And an output hybrid combiner 108.

입력 하이브리드 결합기(102)는 하나의 입력 포트(RF IN)로부터 단일의 마이크로파 수신 신호를 받아서 평형 구조의 두 출력으로 마이크로파 수신 신호를 분기한다. 제 1 및 제 2 수신 제한기 MMIC(103, 104) 각각은 입력 하이브리드 결합기(102)로부터 분기된 마이크로파 수신 신호로부터 대전력 신호가 유입되면, 제 1 및 제 2 저잡음 증폭기 MMIC(105, 106)를 보호하도록 차단한다. 제 1 및 제 2 저잡음 증폭기 MMIC(105, 106) 각각은 마이크로파 수신 경로 상의 마이크로파 수신 신호를 저잡음으로 증폭한다. 그리고 출력 하이브리드 결합기(108)는 평형 구조의 제 1 및 제 2 저잡음 증폭기 MMIC(105, 106)로부터 두 마이크로파 수신 신호를 받아서 하나의 출력 포트(RF OUT)로 단일의 마이크로파 수신 신호로 결합하여 출력한다.The input hybrid combiner 102 receives a single microwave reception signal from one input port RF IN and branches the microwave reception signal to two outputs of a balanced structure. Each of the first and second receiving limiter MMICs 103 and 104 is connected to the first and second low noise amplifier MMICs 105 and 106 when a large power signal is input from the microwave reception signal branched from the input hybrid combiner 102 To protect it. Each of the first and second low-noise amplifier MMICs 105 and 106 amplifies the microwave reception signal on the microwave reception path with low noise. The output hybrid combiner 108 receives the two microwave reception signals from the first and second low noise amplifier MMICs 105 and 106 of balanced structure and combines them into a single microwave reception signal through one output port RF OUT .

이 실시예에서 입력 하이브리드 결합기(102)와 출력 하이브리드 결합기(108)는 다층 보드(110)의 상부에서 랑게 커플러(Lange Coupler) 형태의 회로 패턴으로 구비된다.In this embodiment, the input hybrid coupler 102 and the output hybrid coupler 108 are provided in a circuit pattern in the form of a Lange Coupler at the top of the multilayer board 110. [

상술한 바와 같이, 본 발명의 마이크로파 멀티칩 패키지 장치(100)는 복수 개의 MMIC 부품(122 ~ 124, 132 ~ 134)들과 주변 회로(120, 130)들을 실장하기 위한 공동 구조의 다층 보드(110)를 이용하여 단차없이 실장되어 패키지함으로써, 제조 기간을 단축하고 제조 비용을 줄일 수 있으며, 다양한 마이크로파 신호 처리를 위한 제품에 다양한 용도로 적용 가능하다.As described above, the microwave multi-chip package apparatus 100 of the present invention includes a multilayer board 110 (see FIG. 1) having a cavity structure for mounting a plurality of MMIC components 122 to 124 and 132 to 134 and peripheral circuits 120 and 130, ), It is possible to shorten the manufacturing time and reduce the manufacturing cost, and can be applied to various products for various microwave signal processing.

그리고 도 6은 본 발명에 따른 마이크로파 멀티칩 패키지 장치의 패키지 수순을 도시한 흐름도이다.And FIG. 6 is a flowchart illustrating a package procedure of the microwave multi-chip package apparatus according to the present invention.

도 6을 참조하면, 본 발명의 마이크로파 멀티칩 패키지 장치(100)는 단계 S200에서 단일 공정으로 복수 개의 개별 보드(110a ~ 110e)들을 적층 결합하고, 상부면의 일부에 공동(112)이 형성된 다층 보드(110)를 준비한다. 이 때, 다층 보드(110)는 복수 개의 개별 보드(110a ~ 110e)들 중 일부 또는/및 전부가 전기적으로 연결되도록 구비되는 복수 개의 전도성 관통홀(140 ~ 148)이 상호 일치되게 동일한 위치에 형성되어 적층 결합된다. 단계 S210에서 복수 개의 MMIC 부품(122 ~ 124, 132 ~ 134)들과 주변 회로(120, 130)들을 다층 보드(110)의 공동(112)이 형성된 상부면에 실장 결합한다. 이 때, 조립 온도는 적어도 120 ℃로 하여 실장 결합한다. 이어서 단계 S220에서 (122 ~ 124, 132 ~ 134)들과 주변 회로(120, 130)들의 패드와 다층 보드(110)의 상부면에 형성된 회로 패턴을 전기적으로 연결되도록 각각 와이어 본딩한다.Referring to FIG. 6, the microwave multi-chip package apparatus 100 according to the present invention includes a plurality of individual boards 110a to 110e laminated in a single process at step S200, The board 110 is prepared. At this time, the multi-layer board 110 includes a plurality of conductive through holes 140 to 148 formed to be electrically connected to one another and / or a plurality of the individual boards 110a to 110e, And are laminated and bonded. In step S210, the plurality of MMIC parts 122 to 124 and 132 to 134 and the peripheral circuits 120 and 130 are mounted on the upper surface of the multilayer board 110 where the cavity 112 is formed. At this time, the assembly temperature is set to at least 120 캜 and bonded. Next, in step S220, the pads of the peripheral circuits 120 and 130 and the circuit patterns formed on the upper surface of the multi-layer board 110 are wire-bonded to be electrically connected to each other.

이상에서, 본 발명에 따른 마이크로파 멀티칩 패키지 장치의 구성 및 작용을 상세한 설명과 도면에 따라 도시하였지만, 이는 실시예를 들어 설명한 것에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Change is possible.

100 : 마이크로파 멀티칩 패키지 장치
110 : 다층 보드
110a ~ 110e : 개별 보드
112 : 공동(cavity)
114a ~ 114e, 150, 152 : 회로 패턴
120, 130 : SLC 캐패시터
122, 124, 132, 134 : MMIC 부품
140 ~ 148 : 전도성 관통홀
160 ~ 164 : 와이어100: Microwave multi-chip package device
110: multilayer board
110a to 110e: individual board
112: cavity
114a to 114e, 150 and 152: circuit patterns
120, 130: SLC capacitor
122, 124, 132, 134: MMIC parts
140 ~ 148: Conductive through hole
160 to 164: Wire

Claims (7)

마이크로파 멀티칩 패키지 장치에 있어서:
상호 전기적으로 연결되도록 세라믹 재질의 복수 개의 개별 보드들이 적층 결합되고, 상부의 일부가 상부면과 단차져서 공동(cavity) 구조를 형성하고, 마이크로파 신호 입출력을 위한 하이브리드 결합기, 전원 신호, 제어 신호 및 접지를 위한 회로 패턴이 형성되며, 상기 개별 보드들 각각의 동일한 위치에 복수 개의 전도성 관통홀이 형성되어 신호 전송 경로에 따라 상기 개별 보드의 일부 또는 전부가 상기 전도성 관통홀을 통해 전기적으로 연결되는 다층 보드 및;
상기 공동 구조의 상부면에 실장되는 복수 개의 MMIC(Monolithic Microwave Integrated Circuit) 부품을 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 멀티칩 패키지 장치.
A microwave multi-chip package device comprising:
A plurality of individual boards of a ceramic material are laminated to each other so as to be electrically connected to each other and a part of the upper part is stepped with the upper surface to form a cavity structure and a hybrid coupler for microwave signal input / Wherein a plurality of conductive through holes are formed at the same positions of the individual boards and a part or all of the individual boards are electrically connected through the conductive through holes according to a signal transmission path, And;
And a plurality of MMIC (Monolithic Microwave Integrated Circuit) parts mounted on an upper surface of the cavity structure.
제 1 항에 있어서,
상기 MMIC 부품과 상기 다층 보드의 상부면에 형성된 상기 회로 패턴은 와이어를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 멀티칩 패키지 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the MMIC part and the circuit pattern formed on the upper surface of the multilayer board are connected through a wire.
제 1 항에 있어서,
상기 마이크로파 멀티칩 패키지 장치는;
상기 회로 패턴으로 형성되어 외부로부터 수신되는 마이크로파 신호를 분기하는 입력 하이브리드 결합기와;
상기 입력 하이브리드 결합기로부터 마이크로파 신호를 받아서 대전력 신호가 유입되면, 회로를 보호하고 저잡음으로 증폭하는 제 1 및 제 2 수신 제한 및 증폭기 및;
상기 회로 패턴으로 형성되어 상기 제 1 및 상기 제 2 수신 제한 및 증폭기로부터 마이크로파 신호를 받아서 신호 결합하는 출력 하이브리드 결합기를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 멀티칩 패키지 장치.
The method according to claim 1,
The microwave multi-chip package device includes:
An input hybrid combiner formed with the circuit pattern and for branching a microwave signal received from the outside;
First and second receiving limiting amplifiers for receiving a microwave signal from the input hybrid combiner and for amplifying a large power signal when the large power signal is input,
And an output hybrid combiner formed in the circuit pattern and receiving the microwave signal from the first and second reception limiting and amplifiers and performing signal coupling.
제 3 항에 있어서,
상기 입력 및 상기 출력 하이브리드 결합기는;
상기 다층 보드의 상부에서 랑게 커플러(Lange Coupler) 형태의 회로 패턴으로 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 멀티칩 패키지 장치.
The method of claim 3,
The input and the output hybrid combiner comprising:
And a circuit pattern in the form of a Lange Coupler is formed at an upper portion of the multilayer board.
제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 및 상기 제 2 수신 제한 및 증폭기 각각은;
수신 제한기 MMIC와 저잡음 증폭기 MMIC로 구비되는 것을 특징으로 하는 마이크로파 멀티칩 패키지 장치.
The method according to claim 3 or 4,
Each of the first and second receive limiting and amplifiers comprising:
And a low-noise amplifier (MMIC).
마이크로파 멀티칩 패키지 장치 및 그의 패키지 방법에 있어서:
단일 공정으로 복수 개의 개별 보드들을 적층 결합하고, 상부의 일부가 상부면과 단차져서 공동(cavity) 구조를 형성하고, 마이크로파 신호 입출력을 위한 하이브리드 결합기, 전원 신호, 제어 신호 및 접지를 위한 회로 패턴이 형성되며, 상기 개별 보드들 각각의 동일한 위치에 복수 개의 전도성 관통홀이 형성되어 신호 전송 경로에 따라 상기 개별 보드의 일부 또는 전부가 상기 전도성 관통홀을 통해 전기적으로 연결되는 다층 보드를 준비하는 단계와;
복수 개의 MMIC 부품들과 주변 회로들을 상기 다층 보드의 상기 공동이 형성된 상부면에 실장 결합하는 단계 및;
상기 MMIC 부품들과 상기 주변 회로들의 패드와 상기 다층 보드의 상부면에 형성된 상기 회로 패턴을 전기적으로 연결되도록 각각 와이어 본딩하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 멀티칩 패키지 장치 및 그의 패키지 방법.
A microwave multi-chip package apparatus and method of packaging the same, the method comprising:
A plurality of individual boards are laminated in a single process, and a part of the upper part is stepped with the upper surface to form a cavity structure, and a circuit pattern for a hybrid coupler, a power supply signal, a control signal and a ground for microwave signal input / A plurality of conductive through holes are formed at the same position of each of the individual boards, and a part or all of the individual boards are electrically connected through the conductive through holes according to a signal transmission path; ;
Mounting a plurality of MMIC components and peripheral circuits on the cavity top surface of the multilayer board;
And bonding the pads of the MMIC parts and the peripheral circuits to the circuit patterns formed on the upper surface of the multi-layer board, respectively, so as to be electrically connected to each other.
제 6 항에 있어서,
상기 실장 결합하는 단계는;
적어도 120 ℃의 조립 온도로 실장 결합하는 것을 특징으로 하는 마이크로파 멀티칩 패키지 장치 및 그의 패키지 방법.The method according to claim 6,
Wherein the step of bonding comprises:
Wherein the package is packaged at an assembly temperature of at least 120 ° C.
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