KR20210031304A - 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 안테나 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 코어층; 상기 코어층의 상측에 배치되며, 교대로 적층된 복수의 제1절연층 및 복수의 제1접합층을 포함하며, 상기 제1절연층의 상면 상에 각각 배치되어 상기 제1접합층에 각각 매립된 복수의 제1배선층을 더 포함하는, 제1빌드업 구조체; 및 상기 코어층의 하측에 배치되며, 교대로 적층된 복수의 제2절연층 및 복수의 제2접합층을 포함하며, 상기 제2절연층의 하면 상에 각각 배치되어 상기 제2접합층에 각각 매립된 복수의 제2배선층을 더 포함하는, 제2빌드업 구조체; 를 포함하며, 상기 코어층 및 상기 제2빌드업 구조체를 관통하는 관통부를 가지며, 상기 관통부가 배치된 영역을 플렉서블 영역으로 갖는, 인쇄회로기판 및 이를 포함하는 안테나 모듈에 관한 것이다.

Description

인쇄회로기판 및 이를 포함하는 안테나 모듈{PRINTED CIRCUIT BOARD AND ANTENNA MODULE COMPRISING THE SAME}
본 개시는 인쇄회로기판, 예를 들면, 안테나 모듈에 이용할 수 인쇄회로기판과, 이를 포함하는 안테나 모듈에 관한 것이다.
이동통신의 데이터 트래픽(Data Traffic)은 매년 비약적으로 증가하는 추세이다. 이러한 비약적인 데이터를 무선망에서 실시간으로 지원해 주고자 활발한 기술 개발이 진행 중에 있다. 예를 들면, IoT(Internet of Thing) 기반 데이터의 컨텐츠화, AR(Augmented Reality), VR(Virtual Reality), SNS(Social Network Service)와 결합한 라이브 AR/VR, 자율 주행, 초소형 카메라 이용해 사용자 시점 실시간 영상 전송하는 싱크뷰(Sync View) 등의 애플리케이션(Application)들은 대용량의 데이터를 주고 받을 수 있게 지원하는 무선통신(예: 5G 통신, mmWave 통신 등)을 필요로 한다. 따라서, 최근 5세대(5G) 통신을 포함하는 밀리미터웨이브(mmWave) 통신이 활발하게 연구되고 있으며, 이를 원활히 구현하는 안테나 모듈의 상용화 및 표준화를 위한 연구도 활발히 진행되고 있다.
한편, 높은 주파수 대역(예: 28GHz, 36GHz, 39GHz, 60GHz 등)의 RF(Radio Frequency) 신호는 전달되는 과정에서 쉽게 흡수되고 손실로 이어지므로, 통신의 품질은 급격하게 떨어질 수 있다. 따라서, 높은 주파수 대역의 통신을 위한 안테나는 기존 안테나 기술과는 다른 기술적 접근법이 필요하게 되며, 예를 들면, 안테나 이득(Gain) 확보, 안테나와 RFIC(Radio Frequency Integrated Circuit)의 일체화, EIRP(Effective Isotropic Radiated Power) 확보 등을 위한 별도의 전력 증폭기 등 특수한 기술 개발을 요구할 수 있다.
본 개시의 여러 목적 중 하나는 칩 안테나와 무선통신 칩을 표면실장 형태로 배치하여 안테나 모듈화가 가능하며, 플렉서블 영역을 갖는바 RFPCB(Rigid Flexible Printed Circuit Board)로 이용 가능한, 인쇄회로기판, 그리고 이러한 인쇄회로기판을 이용한 안테나 모듈을 제공하는 것이다.
본 개시에서 제안하는 일례에 따른 인쇄회로기판은 코어층; 상기 코어층의 상측에 배치되며, 교대로 적층된 복수의 제1절연층 및 복수의 제1접합층을 포함하며, 상기 제1절연층의 상면 상에 각각 배치되어 상기 제1접합층에 각각 매립된 복수의 제1배선층을 더 포함하는, 제1빌드업 구조체; 및 상기 코어층의 하측에 배치되며, 교대로 적층된 복수의 제2절연층 및 복수의 제2접합층을 포함하며, 상기 제2절연층의 하면 상에 각각 배치되어 상기 제2접합층에 각각 매립된 복수의 제2배선층을 더 포함하는, 제2빌드업 구조체; 를 포함하며, 상기 코어층 및 상기 제2빌드업 구조체를 관통하는 관통부를 가지며, 상기 관통부가 배치된 영역을 플렉서블 영역으로 갖는 것일 수 있다.
본 개시에서 제안하는 일례에 따른 안테나 모듈은 코어층, 상기 코어층의 상면 상에 배치된 복수의 제1빌드업층, 상기 복수의 제1빌드업층 상에 각각 배치된 복수의 제1배선층, 상기 코어층의 하면 상에 배치된 복수의 제2빌드업층, 및 상기 복수의 제2빌드업층 상에 각각 배치된 복수의 제2배선층을 포함하는 복수의 베이스 영역; 및 상기 복수의 베이스 영역 사이에 배치되며, 상기 복수의 제1빌드업층 및 상기 복수의 제1배선층을 포함하며, 상기 코어층 및 상기 복수의 제1빌드업층을 관통하는 관통부를 갖는 적어도 하나의 플렉서블 영역; 을 포함하며, 상기 코어층은 상기 제1빌드업층 및 상기 제2빌드업층 각각 보다 엘라스틱 모듈러스가 더 큰, 인쇄회로기판과, 상기 인쇄회로기판의 상기 복수의 베이스 영역 중 적어도 하나의 상측에 배치된 칩 안테나와, 상기 인쇄회로기판의 상기 복수의 베이스 영역 중 적어도 하나의 하측에 배치된 무선통신 칩을, 포함하는 것일 수 있다.
본 개시의 여러 효과 중 일 효과로서 칩 안테나와 무선통신 칩을 표면실장 형태로 배치하여 안테나 모듈화가 가능하며 플렉서블 영역을 갖는바 RFPCB로 이용 가능한 인쇄회로기판, 및 이를 포함하는 안테나 모듈을 제공할 수 있다.
본 개시의 여러 효과 중 다른 일 효과로서, 상기 제공되는 인쇄회로기판은 비교적 얇고 간단한 구조를 가질 수 있다.
본 개시의 여러 효과 중 다른 일 효과로서, 상기 제공되는 인쇄회로기판은 낮은 유전손실률을 가질 수 있다.
본 개시의 여러 효과 중 다른 일 효과로서, 상기 제공되는 인쇄회로기판은 신호손실을 개선할 수 있다.
본 개시의 여러 효과 중 다른 일 효과로서, 상기 제공되는 인쇄회로기판은 공정이 간소하고 제작 비용 및 기간을 저감할 수 있다.
본 개시의 여러 효과 중 다른 일 효과로서, 상기 제공되는 인쇄회로기판은 우수한 수율로 제조될 수 있다.
도 1은 전자기기 시스템의 예를 개략적으로 나타내는 블록도다.
도 2는 전자기기의 일례를 개략적으로 나타낸 사시도다.
도 3은 인쇄회로기판의 일례를 개략적으로 나타낸 단면도다.
도 4는 안테나 모듈의 일례를 개략적으로 나타낸 단면도다.
도 5는 인쇄회로기판의 다른 일례를 개략적으로 나타낸 단면도다.
도 6은 안테나 모듈의 다른 일례를 개략적으로 나타낸 단면도다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 대해 설명한다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장되거나 축소될 수 있다.
전자기기
도 1은 전자기기 시스템의 예를 개략적으로 나타내는 블록도다.
도면을 참조하면, 전자기기(1000)는 메인보드(1010)를 수용한다. 메인보드(1010)에는 칩 관련부품(1020), 네트워크 관련부품(1030), 및 기타부품(1040) 등이 물리적 및/또는 전기적으로 연결되어 있다. 이들은 후술하는 다른 전자부품과도 결합되어 다양한 신호라인(1090)을 형성한다.
칩 관련부품(1020)으로는 휘발성 메모리(예컨대, DRAM), 비-휘발성 메모리(예컨대, ROM), 플래시 메모리 등의 메모리 칩; 센트랄 프로세서(예컨대, CPU), 그래픽 프로세서(예컨대, GPU), 디지털 신호 프로세서, 암호화 프로세서, 마이크로 프로세서, 마이크로 컨트롤러 등의 어플리케이션 프로세서 칩; 아날로그-디지털 컨버터, ASIC(application-specific IC) 등의 로직 칩 등이 포함되며, 이에 한정되는 것은 아니고, 이 외에도 기타 다른 형태의 칩 관련 전자부품이 포함될 수 있음은 물론이다. 또한, 이들 전자부품(1020)이 서로 조합될 수 있음은 물론이다. 칩 관련부품(1020)은 상술한 칩이나 전자부품을 포함하는 패키지 형태일 수도 있다.
네트워크 관련부품(1030)으로는, Wi-Fi(IEEE 802.11 패밀리 등), WiMAX(IEEE 802.16 패밀리 등), IEEE 802.20, LTE(long term evolution), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPS, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, 3G, 4G, 5G 및 그 이후의 것으로 지정된 임의의 다른 무선 및 유선 프로토콜들이 포함되며, 이에 한정되는 것은 아니고, 이 외에도 기타 다른 다수의 무선 또는 유선 표준들이나 프로토콜들 중의 임의의 것이 포함될 수 있다. 또한, 네트워크 관련부품(1030)이 칩 관련 전자부품(1020)과 더불어 서로 조합될 수 있음은 물론이다.
기타부품(1040)으로는, 고주파 인덕터, 페라이트 인덕터, 파워 인덕터, 페라이트 비즈, LTCC(low Temperature Co-Firing Ceramics), EMI(Electro Magnetic Interference) filter, MLCC(Multi-Layer Ceramic Condenser) 등이 포함된다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 이 외에도 기타 다른 다양한 용도를 위하여 사용되는 칩 부품 형태의 수동소자 등이 포함될 수 있다. 또한, 기타부품(1040)이 칩 관련 전자부품(1020) 및/또는 네트워크 관련 전자부품(1030)과 서로 조합될 수도 있음은 물론이다.
전자기기(1000)의 종류에 따라, 전자기기(1000)는 메인보드(1010)에 물리적 및/또는 전기적으로 연결되거나 그렇지 않을 수도 있는 다른 전자부품을 포함할 수 있다. 다른 전자부품의 예를 들면, 카메라 모듈(1050), 안테나 모듈(1060), 디스플레이(1070), 배터리(1080) 등이 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 오디오 코덱, 비디오 코덱, 전력 증폭기, 나침반, 가속도계, 자이로스코프, 스피커, 대량 저장 장치(예컨대, 하드디스크 드라이브), CD(compact disk), DVD(digital versatile disk) 등일 수도 있다. 이 외에도 전자기기(1000)의 종류에 따라 다양한 용도를 위하여 사용되는 기타 전자부품 등이 포함될 수 있음은 물론이다.
전자기기(1000)는, 스마트폰(smart phone), 개인용 정보 단말기(personal digital assistant), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 네트워크 시스템(network system), 컴퓨터(computer), 모니터(monitor), 태블릿(tablet), 랩탑(laptop), 넷북(netbook), 텔레비전(television), 비디오 게임(video game), 스마트 워치(smart watch), 오토모티브(Automotive) 등일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 이들 외에도 데이터를 처리하는 임의의 다른 전자기기일 수 있음은 물론이다.
도 2는 전자기기의 일례를 개략적으로 나타낸 사시도다.
도면을 참조하면, 전자기기는, 예를 들면, 스마트폰(1100)일 수 있다. 스마트폰(1100)의 내부에는 메인보드(1110)가 수용되어 있으며, 이러한 메인보드(1110)에는 다양한 전자부품(1120)들이 물리적 및/또는 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 카메라 모듈(1130) 및/또는 스피커(1140)와 같이 메인보드(1110)에 물리적 및/또는 전기적으로 연결되거나 그렇지 않을 수도 있는 다른 전자부품이 내부에 수용되어 있다. 전자부품(1120) 중 일부는 상술한 칩 관련부품일 수 있으며, 예를 들면, 안테나 모듈(1121)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 안테나 모듈(1121)은 인쇄회로기판 상에 전자부품이 표면실장 된 형태일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 한편, 전자기기는 반드시 스마트폰(1100)에 한정되는 것은 아니며, 상술한 바와 같이 다른 전자기기일 수도 있음은 물론이다.
인쇄회로기판 및 안테나 모듈
도 3은 인쇄회로기판의 일례를 개략적으로 나타낸 단면도다.
도면을 참조하면, 일례에 따른 인쇄회로기판(100A)은 코어층(110), 코어층(110)의 상측에 배치된 제1빌드업 구조체(120), 및 코어층(110)의 하측에 배치된 제2빌드업 구조체(130)를 포함한다. 또한, 일례에 따른 인쇄회로기판(100A)은 코어층(110) 및 제2빌드업 구조체(130)를 관통하는 관통부(H)를 가지며, 이러한 관통부(H)가 배치된 영역은 플렉서블 영역(R)으로 가진다. 예를 들면, 코어층(110)과 제1빌드업 구조체(120)와 제2빌드업 구조체(130)를 각각 포함하는 제1 및 제2베이스 영역(B1, B2), 및 제1 및 제2베이스 영역(B1, B2) 사이에 배치되며 제1빌드업 구조체(120)를 포함하며 관통부(H)를 갖는 플렉서블 영역(R)을 포함할 수 있다. 여기서, 플렉서블 영역(R)은 제1 및 제2베이스 영역(B1, B2) 보다 상대적으로 굽힘성이 좋은 영역을 의미한다. 한편, 플렉서블 영역(R)의 제공을 위하여, 평면 상에서, 관통부(H)는 제1 및 제2베이스 영역(B1, B2)의 코어층(110), 제2빌드업 구조체(130), 및 후술하는 제2패시베이션층(190)에 의하여 네 개의 측부 중 서로 마주하는 두 개의 측부 막힌 형태일 수 있으며, 이들 사이에 위치하는 나머지 두 개의 측부는 오픈된 형태일 수 있다.
한편, 코어층(110)은 제1절연층(121), 제2절연층(131), 제1접합층(122), 및 제2접합층(132) 각각 보다 엘라스틱 모듈러스(elastic modulus)가 더 클 수 있다. 예를 들면, 코어층(110)은 상대적으로 리지드(rigid)한 재료로 구성될 수 있으며, 제1절연층(121), 제2절연층(131), 제1접합층(122), 및 제2접합층(132) 각각은 상대적으로 플렉스(flex)한 재료로 구성될 수 있다. 이러한 관점에서, 제1절연층(121), 제2절연층(131), 제1접합층(122), 및 제2접합층(132) 각각은 유리섬유(glass fiber, glass cloth, glass fabric)을 포함하지 않을 수 있다. 따라서, 관통부(110H)가 코어층(110)과 제2빌드업 구조체(130)를 관통하는 경우, 이러한 플렉서블 영역(R)에서 제1빌드업 구조체(120)에 의하여 밴딩(banding)이 가능할 수 있다. 예컨대, 일례에 따른 인쇄회로기판(100A)은 밴딩이 가능한 RFPCB 형태를 가질 수 있다.
한편, 코어층(110)은 단순히 동박적층판(CCL: Copper Clad Laminate) 또는 언클레드 동박적층판(Unclad CCL)을 이용하는 종래의 다층 인쇄회로기판의 코어층에 비하여 상대적으로 두께가 얇을 수 있으며, 유전손실률(Df)이 상대적으로 더 작을 수 있다. 예를 들면, 코어층(110)은 유전손실률(Df)이 0.003 이하인 (단, 0 초과) 프리프레그를 포함할 수 있다. 또는, 코어층(110)은 유전손실률(Df)이 0.001 이하인 (단, 0 초과) PTFE(Polytetrafluoroethylene) 또는 그 유도체를 포함할 수 있다. 따라서, 관통비아(115)를 형성할 때, PTH(Plated Through Hole)뿐만 아니라 레이저 비아의 적용도 가능하다. 이 경우, 상부 및 하부 비아의 크기를 동등 수준으로 유지할 수 있으며, 신호의 병목 방지 등을 통하여 신호전송 손실 측면에서도 개선이 가능하다. 또한, 낮은 유전손실률(Df)을 갖는 재료를 이용하는바, 고주파 영역에서의 신호전송 손실 측면에서도 개선이 가능하며, 이에 후술하는 바와 같이, 칩 안테나 및/또는 무선통신 칩의 실장을 위한 기판으로 유용하게 이용될 수 있다.
한편, 제1접합층(122), 제1절연층(121), 제2접합층(132), 제2절연층(131) 각각은 프리프레그 등의 일반적인 빌드업 재료보다 낮은 유전손실률(Df)을 가질 수 있다. 이를 통하여, 고주파 영역에서의 신호전송 손실을 보다 효과적으로 개선할 수 있으며, 이에 후술하는 바와 같이, 칩 안테나 및/또는 무선통신 칩의 실장을 위한 기판으로 보다 유용하게 이용될 수 있다. 예컨대, 제1절연층(121) 및 제2절연층(131) 각각은 유전손실률(Df)이 0.002 이하인 (단, 0 초과) 재료를 포함할 수 있으며, 예를 들대, 유전손실률(Df)이 0.002 이하인 (단, 0 초과), LCP(Liquid crystal polymer), PI(Polyimide), COP(Cyclo olefin polymer), PPE(Polyphenylene ether), PEEK(Polyether ether ketone), 및 PTFE 중 적어도 하나, 또는 그 유도체를 포함할 수 있다. 또한, 제1접합층(122) 및 제2접합층(132) 각각도 유전손실률(Df)이 0.002 이하인 (단, 0 초과) 재료를 포함할 수 있으며, 예를 들면, 유전손실률(Df)이 0.002 이하인, 에폭시계 수지, PPE, 및 COP 중 적어도 하나, 또는 그 유도체를 포함할 수 있다.
한편, 상술한 유전손실률(Df)을 갖는 재료 중에서도, 제1배선층(123)이 매립되는 제1접합층(122) 각각은 제1절연층(121) 각각 보다 유전손실률(Df)이 작을 수 있다. 마찬가지로, 제2배선층(133)이 매립되는 제2접합층(132) 각각은 제2절연층(131) 각각 보다 유전손실률(Df)이 작을 수 있다. 이러한 재료의 조합을 선택함으로써, 고주파 영역에서의 신호전송 손실을 더욱 효과적으로 개선할 수 있다.
한편, 제1빌드업 구조체(120)는 제1배선층(123)이 제1절연층(121) 상에 배치되어 제1접합층(122)에 매립되는 형태이며, 제2빌드업 구조체(130)는 제2배선층(133)이 제2절연층(131) 상에 배치되어 제2접합층(132)에 매립되는 형태인바, 밀착 확보가 가능하여, 조도를 프리프레그 적층 구조 대비 상대적으로 낮출 수 있으며, 그 결과 신호손실 측면에서의 개선이 가능하다.
한편, 제1절연층(121) 및 제1접합층(122)의 교대로 적층된 층 수는 제2절연층(131) 및 제2접합층(132)의 교대로 적층된 층 수와 동일할 수 있다. 예컨대, 제1빌드업 구조체(120) 및 제2빌드업 구조체(130)는 제1 및 제2베이스 영역(B1, B2)에 있어서 대략 대칭 형태를 가질 수 있다. 이를 통하여 공정 과정에서 발생하는 워피지나 제품의 워피지를 효과적으로 개선할 수 있다.
한편, 복수의 제1접합층(122) 중 최하측에 배치된 제1접합층(122)은 코어층(110) 및 복수의 제1절연층(121) 중 최하측에 배치된 제1절연층(121) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 복수의 제2접합층(132) 중 최상측에 배치된 제2접합층(132)은 코어층(110) 및 복수의 제2절연층(131) 중 최상측에 배치된 제2절연층(131) 사이에 배치될 수 있다. 코어층(110)은 상술한 바와 같이 종래의 다층 인쇄회로기판의 코어층에 비하여 상대적으로 두께가 얇을 수 있으며, 유전손실률(Df)이 상대적으로 더 작을 수 있는바, 코어층(110)의 상하면에 제1접합층(122)과 제2접합층(132)이 각각 배치되어, 이 경우의 접합력 및 신뢰성을 개선할 수 있다.
한편, 제1빌드업 구조체(120)는 제1절연층(121) 각각을 관통하며 제1접합층(122) 각각을 더 관통하여 서로 다른 층에 배치된 제1배선층(123) 각각과 최상측 배선층(125)을 서로 전기적으로 연결하는 복수의 제1배선비아층(124)을 더 포함할 수 있다. 또한, 제2빌드업 구조체(130)는 제2절연층(131) 각각을 관통하며 제2접합층(132) 각각을 더 관통하여 서로 다른 층에 배치된 제2배선층(133) 각각과 최하측 배선층(135)을 서로 전기적으로 연결하는 복수의 제2배선비아층(134)을 더 포함할 수 있다. 관통비아(115)와 함께 제1 및 제2배선비아층(124, 134)을 통하여, 상하 전기적 연결 경로가 제공될 수 있다. 이때, 제1배선비아층(124) 각각의 배선비아 및 제2배선비아층(134) 각각의 배선비아는 코어층(110)을 기준으로 서로 반대 방향의 테이퍼 형상을 가질 수 있으며, 이를 통하여 일례에 따른 인쇄회로기판(100A)이 양면 빌드업 구조인 것을 알 수 있다.
한편, 제1빌드업 구조체(120)는 복수의 제1절연층(121) 중 최상측에 배치된 제1절연층(121)의 상면 상에 배치되며, 복수의 제1패드(125P)를 포함하는 최상측 배선층(125)을 포함할 수 있다. 또한, 제2빌드업 구조체(130)는 복수의 제2절연층(131) 중 최하측에 배치된 제2절연층(131)의 하면 상에 배치되며, 복수의 제2패드(135P)를 포함하는 최하측 배선층(135)을 포함할 수 있다. 이때, 제1빌드업 구조체(120)의 상측에는 제1패드(125P) 각각의 적어도 일부를 노출시키는 복수의 제1개구(180h)를 갖는 제1패시베이션층(180)이 배치될 수 있으며, 제2빌드업 구조체(130)의 하측에는 제2패드(135P) 각각의 적어도 일부를 노출시키는 복수의 제2개구(190h)를 갖는 제2패시베이션층(190)이 배치될 수 있다. 이와 같이, 상측 및 하측 모두 부품 실장이 가능한 형태를 가질 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 일례에 따른 인쇄회로기판(100A)의 구성요소에 대하여 보다 자세히 설명한다.
코어층(110)은 일례에 따른 인쇄회로기판(100A)의 중심에 배치될 수 있다. 코어층(110)은 제1절연층(121), 제2절연층(131), 제1접합층(122), 및 제2접합층(132) 각각 보다 엘라스틱 모듈러스가 더 클 수 있다. 예를 들면, 코어층(110)은 상대적으로 리지드한 재료로 구성될 수 있다. 코어층(110)은 종래의 다층 인쇄회로기판의 코어층에 비하여 상대적으로 두께가 얇을 수 있으며, 유전손실률(Df)이 상대적으로 더 작을 수 있다. 예를 들면, 코어층(110)은 유전손실률(Df)이 0.003 이하인 (단, 0 초과) 프리프레그를 포함할 수 있다. 또는, 코어층(110)은 유전손실률(Df)이 0.001 이하인 (단, 0 초과) PTPE 또는 그 유도체를 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 얇은 두께와 낮은 유전손실률을 갖는 다른 적절한 재료가 코어층(110)의 재료로 이용될 수도 있음은 물론이다.
관통비아(115)로는 PTH 형태의 비아뿐만 아니라 레이저 비아의 적용도 가능하다. 관통비아(115)의 재료로는 금속물질이 사용될 수 있으며, 이때 금속물질로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등이 사용될 수 있다. 관통비아(115)는 이러한 금속물질이 채워진 필드 타입(filled-type)의 비아일 수 있다. 관통비아(115)는 코어층(110)을 관통하며 최하측의 제1접합층(122)과 최하측의 제1절연층(121)과 최상측의 제2접합층(132)과 최상측의 제2절연층(131)을 더 관통할 수 있다. 이를 통하여, 복수의 제1배선층(123) 중 최하측에 배치된 제1배선층(123) 및 복수의 제2배선층(133) 중 최상측에 배치된 제2배선층(133)을 서로 전기적으로 연결할 수 있다. 관통비아(115)는 설계 디자인에 따라서 다양한 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 신호 연결을 위한 접속비아, 그라운드 연결을 위한 접속비아, 파워 연결을 위한 접속비아 등을 포함할 수 있다. 그라운드 연결을 위한 접속비아와 파워 연결을 위한 접속비아는 동일한 접속비아일 수도 있다. 관통비아(115)의 형상은 원통 형상일 수 있으나, 후술하는 바와 같이, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1절연층(121) 및 제2절연층(131) 각각은 빌드업 층으로 배치될 수 있다. 제1절연층(121) 및 제2절연층(131) 각각은 코어층(110) 보다 엘라스틱 모듈러스가 더 작을 수 있다. 예를 들면, 제1절연층(121) 및 제2절연층(131)은 상대적으로 플렉스한 재료로 구성될 수 있다. 제1절연층(121) 및 제2절연층(131)은 각각 유전손실률(Df)이 0.002 이하인 (단, 0 초과) 재료를 포함할 수 있으며, 예를 들대, 유전손실률(Df)이 0.002 이하인 (단, 0 초과), LCP, PI, COP, PPE, PEEK, 및 PTFE 중 적어도 하나, 또는 그 유도체를 포함할 수 있다.
제1접합층(122) 및 제2접합층(132) 각각은 서로 다른 층에 배치된 코어층(110)과 제1절연층(121)과 제2절연층(131)의 접합을 위한 층으로 배치될 수 있다. 제1접합층(122) 및 제2접합층(132) 각각도 코어층(110) 보다 엘라스틱 모듈러스가 더 작을 수 있다. 예를 들면, 제1접합층(122) 및 제2접합층(132)도 상대적으로 플렉스한 재료로 구성될 수 있다. 제1절연층(121) 및 제2절연층(131)은 각각 유전손실률(Df)이 0.002 이하인 (단, 0 초과)재료를 포함할 수 있으며, 예를 들면, 유전손실률(Df)이 0.002 이하인 (단, 0 초과), 에폭시계 수지, PPE, 및 COP 중 적어도 하나, 또는 그 유도체를 포함할 수 있다.
한편, 제1절연층(121) 및 제1접합층(122)은 제1빌드업층으로 구성하며, 제1빌드업 구조체(120)는 이러한 제1빌드업층을 복수 층으로 포함할 수 있다. 제1배선층(123)은 제1빌드업층 상에 각각 배치될 수 있다. 제1배선비아층(124)은 제1빌드업층을 각각 관통할 수 있다. 제2절연층(131) 및 제2접합층(132)은 제2빌드업층을 구성하며, 제2빌드업 구조체(130)는 이러한 제2빌드업층을 복수 층으로 포함할 수 있다. 제2배선층(133)은 제2빌드업층 상에 각각 배치될 수 있다. 제2배선비아층(134)은 제2빌드업층을 각각 관통할 수 있다.
제1배선층(123), 제2배선층(133), 최상측 배선층(125), 및 최하측 배선층(135) 각각은 여러 배선을 제공할 수 있다. 이들의 재료로는 금속물질이 사용될 수 있으며, 이때 금속물질로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등이 사용될 수 있다. 이들은 각각 해당 층의 설계 디자인에 따라 다양한 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 그라운드 패턴, 파워 패턴, 신호 패턴 등을 포함할 수 있다. 여기서, 신호 패턴은 그라운드 패턴, 파워 패턴 등을 제외한 각종 신호, 예를 들면, 데이터 신호나 안테나 신호 등을 포함한다. 예컨대, 신호 패턴은 안테나의 피딩 라인으로 이용될 수 있다. 필요에 따라서, 그라운드 패턴과 파워 패턴은 서로 동일한 패턴일 수도 있다. 이들 패턴은 각각 라인(line) 패턴, 플레인(Plane) 패턴 및/또는 패드(Pad) 패턴을 포함할 수 있다.
제1배선비아층(124) 및 제2배선비아층(134)은 제1빌드업 구조체(120) 및 제2빌드업 구조체(130)에 각각 상하 전기적 연결 경로를 제공할 수 있다. 이들의 재료로도 금속물질이 사용될 수 있으며, 이때 금속물질로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등이 사용될 수 있다. 이들 역시 해당 층의 설계 디자인에 따라서 다양한 기능을 수행할 수 있다. 예를 들면, 신호 연결을 위한 접속비아, 그라운드 연결을 위한 접속비아, 파워 연결을 위한 접속비아 등을 포함할 수 있다. 그라운드 연결을 위한 접속비아와 파워 연결을 위한 접속비아는 동일한 접속비아일 수도 있다. 제1배선비아층(124) 각각의 배선비아와 제2배선비아층(134) 각각의 배선비아는 코어층(110)을 기준으로 서로 반대 방향의 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 제1배선비아층(124) 각각의 배선비아는 단면 상으로 상측의 폭이 하측의 폭보다 넓은 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 또한, 제2배선비아층(134) 각각의 배선비아는 단면 상으로 하측의 폭이 상측의 폭보다 넓은 테이퍼 형상을 가질 수 있다. 제1배선비아층(124)과 제2배선비아층(134) 각각의 배선비아는 금속물질로 완전히 충전될 수 있으며, 또는 금속물질이 비아홀의 벽면을 따라 형성된 것일 수도 있다. 또한, 서로 스택 비아 관계일 수도 있고, 스태거리드 비아 관계일 수도 있다.
제1패시베이션층(180) 및 제2패시베이션층(190)은 일례에 따른 인쇄회로기판(100A)의 내부 구성을 외부의 물리적 화학적 손상 등으로부터 보호할 수 있다. 제1패시베이션층(180) 및 제2패시베이션층(190)은 열경화성 수지 및 무기필러를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1패시베이션층(180) 및 제2패시베이션층(190)은 각각 ABF일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 제1패시베이션층(180) 및 제2패시베이션층(190) 각각 공지의 감광성 절연층, 예컨대 SR(Solder Resist)층일 수 있다. 제1패시베이션층(180) 및 제2패시베이션층(190)은 서로 동일한 종류의 재료를 포함할 수 있으며, 서로 실질적으로 동일한 두께를 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 서로 다른 종류의 재료를 포함할 수 있으며, 서로 다른 두께를 가질 수도 있다. 제1패시베이션층(180) 및 제2패시베이션층(190)은 각각 복수의 제1개구(180h) 및 복수의 제2개구(190h)를 가질 수 있으며, 이들은 각각 복수의 제1패드(125P) 및 복수의 제2패드(135P) 각각의 적어도 일부를 제1패시베이션층(180) 및 제2패시베이션층(190)으로부터 노출시킬 수 있다. 한편, 노출된 복수의 제1패드(125P) 및 복수의 제2패드(135P)의 표면에는 각각 표면 처리층이 형성될 수 있다. 표면 처리층은, 예를 들어, 전해 금도금, 무전해 금도금, OSP 또는 무전해 주석도금, 무전해 은도금, 무전해 니켈도금/치환금도금, DIG 도금, HASL 등에 의해 형성될 수 있다. 필요에 따라서는, 각각의 개구부가 복수의 비아홀로 구성될 수 있다.
도 4는 안테나 모듈의 일례를 개략적으로 나타낸 단면도다.
도면을 참조하면, 일례에 따른 안테나 모듈(100B)은, 상술한 일례에 따른 인쇄회로기판(100A)에 있어서, 제1패시베이션층(180)의 상측에 배치되며 제1전기연결금속(145)을 통하여 복수의 제1패드(125P) 중 적어도 하나와 연결된 칩 안테나(140), 및 제2패시베이션층(190)의 하측에 배치되며 제2전기연결금속(155)을 통하여 복수의 제2패드(135P) 중 적어도 하나와 연결된 무선통신 칩(160)을 더 포함한다. 필요에 따라서, 제2패시베이션층(190)의 하측에 배치되며 제3전기연결금속(165)을 통하여 복수의 제2패드(135P) 중 다른 적어도 하나와 연결된 전자부품(160)을 더 포함할 수 있다. 또한, 필요에 따라서, 제2패시베이션층(190)의 하측에 배치되며 제4전기연결금속(175)을 통하여 복수의 제2패드(135P) 중 다른 적어도 하나와 연결된 커넥터(170)를 더 포함할 수 있다.
칩 안테나(140)는 안테나 패턴을 포함하는 다양한 형태의 칩 타입의 부품일 수 있다. 예를 들면, 칩 안테나(140)는 칩 타입의 패치 안테나 또는 칩 타입의 다이폴 안테나일 수 있다. 칩 안테나(140)는 유전층, 유전층에 형성된 패치 안테나 패턴 및/또는 다이폴 안테나 패턴 등의 안테나 패턴, 및 유전층에 형성된 피딩라인 등을 포함할 수 있다. 칩 안테나(140)는 필요에 따라서 내부에 그라운드 패턴을 포함할 수도 있다. 다만, 칩 안테나(140)의 종류는 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라서는 패키지 타입일 수도 있다. 칩 안테나(140)는 표면실장 형태로 배치될 수 있다. 칩 안테나(140)는 내부 재료에 따라서 세라믹 칩일 수 있다. 또는, 칩 안테나(140)는 PTFE 및 세라믹 필러가 함유된 유전률(Dk) 5 이상의 내부 재료를 포함하는 칩일 수도 있다. 다만, 내부 재료가 이에 한정되는 것도 아니다.
무선통신 칩(150)은 통신 기능을 수행할 수 있는 다양한 형태의 칩 타입의 부품일 수 있다. 예를 들면, 무선통신 칩(150)은 RFIC 다이, 또는 RFIC 다이를 포함하는 패키지일 수 있다. RFIC 다이를 포함하는 패키지는, 예를 들면, RFIC 다이, RFIC 다이를 몰딩하는 몰딩재, 및 RFIC 다이의 접속패드를 재배선 해주는 재배선층을 포함하는 연결부재 등을 포함할 수 있다. 무선통신 칩(150)은 인쇄회로기판(100B) 내부의 신호전송 경로를 통하여 칩 안테나(140)와 신호적으로 연결될 수 있다. 무선통신 칩(150)도 표면실장 형태로 배치될 수 있다.
전자부품(160)은 다양한 종류의 능동부품 및/또는 수동부품일 수 있다. 예를 들면, 전자부품(160)은 다양한 종류의 집적회로(IC) 다이일 수 있다. 또는, 집적회로(IC) 다이를 포함하는 반도체 패키지일 수도 있다. 또는, 전자부품(160)은 MLCC(Multi Layer Ceramic Capacitor) 등의 칩 캐패시터, PI(Power Inductr) 등의 칩 인덕터와 같은 칩 형태의 수동부품일 수 있다. 또는, 전자부품(160)은 실리콘 캐피시터일 수도 있다. 이와 같이, 전자부품(160)의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 전자부품(160)은 인쇄회로기판(100B) 내부의 배선 경로를 통하여 칩 안테나(140) 및/또는 무선통신 칩(150)과 전기적으로 연결될 수 있다. 전자부품(160)도 표면실장 형태로 배치될 수 있다.
커넥터(170)는 다른 일례에 따른 인쇄회로기판(100B)을 외부의 다른 구성요소와 연결할 수 있다. 커넥터(170)는 물리적 및 전기적인 연결이 가능하면 특별히 구성이 한정되지 않으며, 당해 기술분야에 공지로 알려진 다양한 종류의 커넥터가 적용될 수 있다. 커넥터(170)는 플렉서블한 성질을 가질 수 있다.
전기연결금속(145, 155, 165, 175)는 물리적 및/또는 전기적인 연결 경로를 제공할 수 있다. 전기연결금속(145, 155, 165, 175)은 각각 구리(Cu)보다 융점이 낮은 저융점 금속, 예를 들면, 주석(Sn)이나 또는 주석(Sn)을 포함하는 합금을 포함할 수 있다. 예를 들면, 솔더(solder)로 형성될 수 있으나, 이는 일례에 불과하며 재질이 특별히 이에 한정되는 것은 아니다. 전기연결금속(145, 155, 165, 175)은 랜드(land), 볼(ball), 핀(pin) 등일 수 있다. 전기연결금속(145, 155, 165, 175)은 다중층 또는 단일층으로 형성될 수 있다. 다중층으로 형성되는 경우에는 구리 기둥(pillar) 및 솔더를 포함할 수 있으며, 단일층으로 형성되는 경우에는 주석-은 솔더를 포함할 수 있으나, 역시 이는 일례에 불과하며 이에 한정되는 것은 아니다. 전기연결금속(145, 155, 165, 175)은 개수, 간격, 배치 형태 등은 특별히 한정되지 않으며, 설계 사항에 따라 충분히 변형이 가능하다.
도 5는 인쇄회로기판의 다른 일례를 개략적으로 나타낸 단면도다.
도 6은 안테나 모듈의 다른 일례를 개략적으로 나타낸 단면도다.
도면을 참조하면, 다른 일례에 따른 인쇄회로기판(100C) 및 다른 일례에 따른 안테나 모듈(100D)은, 상술한 일례에 따른 인쇄회로기판(100A) 및 일례에 따른 안테나 모듈(100B)에 있어서, 관통비아(115)가 모래시계 형상을 가진다. 이와 같이, 관통비아(115)를 형성할 때, PTH 뿐만 아니라 레이저 비아의 적용도 가능한바, 관통비아(115)의 형상이 모래시계 형상 등일 수 있다. 관통비아(115)는 이 경우에도 금속물질로 채워진 필드 타입의 비아일 수 있다. 한편, 이러한 형상을 가짐으로써 상부 및 하부 비아의 크기를 동등 수준으로 유지할 수 있으며, 신호의 병목 방지 등을 통하여 신호전송 손실 측면에서도 개선이 가능하다. 그 외에 다른 설명은 상술한 바와 실질적으로 동일한바, 자세한 설명은 생략한다.
본 개시에서 하측, 하부, 하면 등은 편의상 도면의 단면을 기준으로 아래쪽 방향을 의미하는 것으로 사용하였고, 상측, 상부, 상면 등은 그 반대 방향을 의미하는 것으로 사용하였다. 다만, 이는 설명의 편의상 방향을 정의한 것으로, 특허청구범위의 권리범위가 이러한 방향에 대한 기재에 의하여 특별히 한정되는 것이 아님은 물론이며, 상/하의 개념은 언제든지 바뀔 수 있다.
본 개시에서 연결된다는 의미는 직접 연결된 것뿐만 아니라, 접착제 층 등을 통하여 간접적으로 연결된 것을 포함하는 개념이다. 또한, 전기적으로 연결된다는 의미는 물리적으로 연결된 경우와 연결되지 않은 경우를 모두 포함하는 개념이다. 또한, 제1, 제2 등의 표현은 한 구성요소와 다른 구성요소를 구분 짓기 위해 사용되는 것으로, 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 경우에 따라서는 권리범위를 벗어나지 않으면서, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수도 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수도 있다.
본 개시에서 사용된 일례 라는 표현은 서로 동일한 실시 예를 의미하지 않으며, 각각 서로 다른 고유한 특징을 강조하여 설명하기 위해서 제공된 것이다. 그러나, 상기 제시된 일례들은 다른 일례의 특징과 결합되어 구현되는 것을 배제하지 않는다. 예를 들어, 특정한 일례에서 설명된 사항이 다른 일례에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 일례에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 일례에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.
본 개시에서 사용된 용어는 단지 일례를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 이때, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

Claims (16)

  1. 코어층;
    상기 코어층의 상측에 배치되며, 교대로 적층된 복수의 제1절연층 및 복수의 제1접합층을 포함하며, 상기 제1절연층의 상면 상에 각각 배치되어 상기 제1접합층에 각각 매립된 복수의 제1배선층을 더 포함하는, 제1빌드업 구조체; 및
    상기 코어층의 하측에 배치되며, 교대로 적층된 복수의 제2절연층 및 복수의 제2접합층을 포함하며, 상기 제2절연층의 하면 상에 각각 배치되어 상기 제2접합층에 각각 매립된 복수의 제2배선층을 더 포함하는, 제2빌드업 구조체; 를 포함하며,
    상기 코어층 및 상기 제2빌드업 구조체를 관통하는 관통부를 가지며,
    상기 관통부가 배치된 영역을 플렉서블 영역으로 갖는,
    인쇄회로기판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 코어층은 상기 제1절연층, 상기 제2절연층, 상기 제1접합층, 및 상기 제2접합층 각각 보다 엘라스틱 모듈러스가 더 큰,
    인쇄회로기판.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 코어층은 유전손실률(Df)이 0.003 이하인 프리프레그, 유전손실률(Df)이 0.001 이하인 PTFE(Polytetrafluoroethylene), 및 상기 PTFE의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는,
    인쇄회로기판.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2절연층 각각은 유전손실률(Df)이 0.002 이하인, LCP(Liquid crystal polymer), PI(Polyimide), COP(Cyclo olefin polymer), PPE(Polyphenylene ether), PEEK(Polyether ether ketone), 및 PTFE 중 적어도 하나, 또는 상기 적어도 하나의 유도체를 포함하는,
    인쇄회로기판.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2접합층 각각은 유전손실률(Df)이 0.002 이하인, 에폭시계 수지, PPE, 및 COP 중 적어도 하나, 또는 상기 적어도 하나의 유도체를 포함하는,
    인쇄회로기판.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1접합층 각각은 상기 제1절연층 각각 보다 유전손실률(Df)이 작고,
    상기 제2접합층 각각은 상기 제2절연층 각각 보다 유전손실률(Df)이 작은,
    인쇄회로기판.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1절연층 및 상기 제1접합층의 교대로 적층된 층 수는 상기 제2절연층 및 상기 제2접합층의 교대로 적층된 층 수와 동일한,
    인쇄회로기판.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수의 제1접합층 중 최하측에 배치된 제1접합층은 상기 코어층 및 상기 복수의 제1절연층 중 최하측에 배치된 제1절연층 사이에 배치되며,
    상기 복수의 제2접합층 중 최상측에 배치된 제2접합층은 상기 코어층 및 상기 복수의 제2절연층 중 최상측에 배치된 제2절연층 사이에 배치되는,
    인쇄회로기판.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 코어층과 상기 최하측의 제1접합층과 상기 최하측의 제1절연층과 상기 최상측의 제2접합층과 상기 최상측의 제2절연층을 관통하며, 상기 복수의 제1배선층 중 최하측에 배치된 제1배선층 및 상기 복수의 제2배선층 중 최상측에 배치된 제2배선층을 서로 전기적으로 연결하는 관통비아; 를 더 포함하며,
    상기 관통비아는 금속물질로 채워진,
    인쇄회로기판.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1빌드업 구조체는 상기 제1절연층 각각을 관통하며 상기 제1접합층 각각을 더 관통하여 서로 다른 층에 배치된 상기 제1배선층을 서로 전기적으로 연결하는 복수의 제1배선비아층을 더 포함하며,
    상기 제2빌드업 구조체는 상기 제2절연층 각각을 관통하며 상기 제2접합층 각각을 더 관통하여 서로 다른 층에 배치된 상기 제2배선층을 서로 전기적으로 연결하는 복수의 제2배선비아층을 더 포함하는,
    인쇄회로기판.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1배선비아층 각각의 배선비아 및 상기 제2배선비아층 각각의 배선비아는 상기 코어층을 기준으로 서로 반대 방향의 테이퍼 형상을 갖는,
    인쇄회로기판.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1빌드업 구조체는 상기 복수의 제1절연층 중 최상측에 배치된 제1절연층의 상면 상에 배치되며 복수의 제1패드를 포함하는 최상측 배선층을 더 포함하며,
    상기 제2빌드업 구조체는 상기 복수의 제2절연층 중 최하측에 배치된 제2절연층의 하면 상에 배치되며 복수의 제2패드를 포함하는 최하측 배선층을 더 포함하는,
    인쇄회로기판.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1빌드업 구조체의 상측에 배치되며, 상기 제1패드 각각의 적어도 일부를 노출시키는 복수의 제1개구를 갖는 제1패시베이션층; 및
    상기 제2빌드업 구조체의 하측에 배치되며, 상기 제2패드 각각의 적어도 일부를 노출시키는 복수의 제2개구를 갖는 제2패시베이션층; 을 더 포함하는,
    인쇄회로기판.
  14. 코어층, 상기 코어층의 상면 상에 배치된 복수의 제1빌드업층, 상기 복수의 제1빌드업층 상에 각각 배치된 복수의 제1배선층, 상기 코어층의 하면 상에 배치된 복수의 제2빌드업층, 및 상기 복수의 제2빌드업층 상에 각각 배치된 복수의 제2배선층을 포함하는 복수의 베이스 영역, 및
    상기 복수의 베이스 영역 사이에 배치되며, 상기 복수의 제1빌드업층 및 상기 복수의 제1배선층을 포함하며, 상기 코어층 및 상기 복수의 제1빌드업층을 관통하는 관통부를 갖는 적어도 하나의 플렉서블 영역, 을 포함하며,
    상기 코어층은 상기 제1빌드업층 및 상기 제2빌드업층 각각 보다 엘라스틱 모듈러스가 더 큰, 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판의 상기 복수의 베이스 영역 중 적어도 하나의 상측에 배치된 칩 안테나; 및
    상기 인쇄회로기판의 상기 복수의 베이스 영역 중 적어도 하나의 하측에 배치된 무선통신 칩; 을 포함하는,
    안테나 모듈.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판의 상기 복수의 베이스 영역 중 적어도 하나의 하측에 배치된 전자부품; 을 더 포함하는,
    안테나 모듈.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판의 상기 복수의 베이스 영역 중 적어도 하나의 하측에 연결된 커넥터; 를 더 포함하는,
    안테나 모듈.
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