KR20210065140A - 스퍼터링된/스프레이된 흡수체 재료들 및/또는 몰드 컴파운드에 혼합된 흡수체 재료들을 갖는 저주파 차폐 솔루션들 - Google Patents

스퍼터링된/스프레이된 흡수체 재료들 및/또는 몰드 컴파운드에 혼합된 흡수체 재료들을 갖는 저주파 차폐 솔루션들 Download PDF

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conductive material
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electromagnetic
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딘푸옥 부 호앙
로버트 프란시스 다르보
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스카이워크스 솔루션즈, 인코포레이티드
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Abstract

전자 디바이스가 전자기 간섭 차폐물을 포함하고, 전자기 간섭 차폐물은 전자 디바이스의 적어도 부분을 덮는 그리고 킬로헤르츠 범위의 주파수들을 갖는 전자기 신호들에 대해 2 ㎛ 미만의 표피 깊이를 갖는 도전성 재료 층을 갖는다.

Description

스퍼터링된/스프레이된 흡수체 재료들 및/또는 몰드 컴파운드에 혼합된 흡수체 재료들을 갖는 저주파 차폐 솔루션들
본 개시의 실시예들은 멀티 컴포넌트 마이크로전자 디바이스들과 그것들에서 전자기 크로스토크를 완화하는 구조들 및 방법들에 관한 것이다.
현대 전자 디바이스들은 다수의 컴포넌트들, 예를 들어, 전력 증폭기(power amplifier)들, 저잡음 증폭기들, 전압 제어 발진기들, 스위치들, 필터들, 및 교류 전류를 사용하여 동작하는 다른 컴포넌트들을 하우징하는 모듈들 또는 패키지들을 포함할 수 있다. 시장원리(market forces)는 점점 더 작은 폼 팩터들을 갖는 그리고 더 가볍고 더 저렴하지만, 더 큰 기능, 예를 들어, 다수의 주파수 대역들을 지원하는 능력을 갖는 전자 디바이스들을 전자 통신 디바이스들에서 계속 요구한다. 그 결과, 많은 전자 디바이스들에서의 회로 밀도는 각각의 새로운 제품 신판으로 계속 더 높아지고 있다. 공통 전자 디바이스 모듈의 컴포넌트들 사이 또는 전자 디바이스 모듈의 컴포넌트들과 외부 소스들 사이의 전자기 간섭(electromagnetic interference)(EMI) 또는 크로스토크는 전체 성능을 저하시키거나 또는 전자 디바이스의 고장을 야기할 수 있다.
하나의 양태에 따라, 전자 디바이스가 제공된다. 전자 디바이스는 전자기 간섭 차폐물을 포함하고, 전자기 간섭 차폐물은 전자 디바이스의 적어도 부분을 덮는 그리고 킬로헤르츠 범위의 주파수들을 갖는 전자기 신호들에 대해 2 ㎛ 미만의 표피 깊이(skin depth)를 갖는 도전성 재료 층을 포함한다.
일부 실시예들에서, 전자 디바이스는 몰딩 재료로 덮이고 전자기 간섭 차폐물은 몰딩 재료 상에 배치된다. 몰딩 재료는 전자기 신호들의 전파(propagation)를 지체시키는 충전제 재료를 포함할 수 있다. 충전제 재료는 킬로헤르츠 범위의 주파수들을 갖는 전자기 신호들에 대해 2 ㎛ 미만의 표피 깊이를 가질 수 있다. 충전제 재료는 자기 세라믹 페라이트를 포함할 수 있다. 충전제 재료는 철 함유 합금을 포함할 수 있다. 충전제 재료는 비도전성일 수 있다. 충전제 재료는 비도전성 재료에 의해 둘러싸인 도전성 입자들을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에서, 전자 디바이스의 컴포넌트가 헤르츠 범위, 킬로헤르츠 범위, 또는 메가헤르츠 범위 중 하나 이상의 범위 내의 주파수에서 전자기 신호를 방출하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 도전성 재료 층은 자기 세라믹 페라이트를 포함한다.
일부 실시예들에서, 도전성 재료 층은 철 함유 합금을 포함한다.
일부 실시예들에서, 도전성 재료 층은 30 ㎛ 미만의 두께를 갖는다. 도전성 재료 층은 20 ㎛ 미만의 두께를 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 전자 디바이스는 라디오 주파수 필터를 더 포함한다. 전자 디바이스는 전자 모듈에 포함될 수 있다.
다른 양태에 따라, 전자 디바이스가 제공된다. 전자 디바이스는 몰딩 재료를 포함하고, 몰딩 재료는 전자 디바이스의 적어도 부분을 덮는 그리고 킬로헤르츠 범위의 주파수들을 갖는 전자기 신호들에 대해 2 ㎛ 미만의 표피 깊이를 갖는 충전제 재료를 포함한다.
일부 실시예들에서, 충전제 재료는 자기 세라믹 페라이트를 포함한다.
일부 실시예들에서, 충전제 재료는 철 함유 합금을 포함한다.
일부 실시예들에서, 충전제 재료는 비도전성이다.
일부 실시예들에서, 충전제 재료는 비도전성 재료에 의해 덮이는 도전성 입자들을 포함하다.
일부 실시예들에서, 전자 디바이스의 컴포넌트가 헤르츠 범위, 킬로헤르츠 범위, 또는 메가헤르츠 범위 중 하나 이상의 범위 내의 주파수에서 전자기 신호를 방출하도록 구성된다.
일부 실시예들에서, 전자 디바이스는 전자기 간섭 차폐물을 더 포함하고, 전자기 간섭 차폐물은 상기 몰딩 재료 상에 배치되는, 킬로헤르츠 범위의 주파수들을 갖는 전자기 신호들에 대해 2 ㎛ 미만의 표피 깊이를 갖는 도전성 재료 층을 포함한다. 도전성 재료 층은 자기 세라믹 페라이트를 포함할 수 있다. 도전성 재료 층은 철 함유 합금을 포함할 수 있다. 도전성 재료 층은 30 ㎛ 미만의 두께를 가질 수 있다. 도전성 재료 층은 20 ㎛ 미만의 두께를 가질 수 있다.
일부 실시예들에서, 전자 디바이스는 라디오 주파수 필터를 더 포함한다. 전자 디바이스는 전자 모듈에 포함될 수 있다.
다른 양태에 따라, 전자 디바이스 상에 전자기 간섭 차폐물을 형성하는 방법이 제공된다. 그 방법은 전자 디바이스의 표면에 킬로헤르츠 범위의 주파수들을 갖는 전자기 신호들에 대해 2 ㎛ 미만의 표피 깊이를 갖는 충전제 재료를 포함하는 몰딩 재료를 퇴적하는 단계를 포함한다.
일부 실시예들에서, 그 방법은 몰딩 재료 상에 킬로헤르츠 범위의 주파수들을 갖는 전자기 신호들에 대해 2 ㎛ 미만의 표피 깊이를 갖는 도전성 재료 층을 퇴적하는 단계를 더 포함한다.
다른 양태에 따라, 전자 디바이스 상의 전자기 간섭 차폐물을 형성하는 방법이 제공된다. 그 방법은 전자 디바이스의 표면에 몰딩 재료를 퇴적하는 단계; 및
몰딩 재료 상에 킬로헤르츠 범위의 주파수들을 갖는 전자기 신호들에 대해 2 ㎛ 미만의 표피 깊이를 갖는 도전성 재료 층을 퇴적하는 단계를 포함한다.
본 개시의 실시예들이 이제, 첨부 도면들을 참조하여, 비제한적인 예로서 설명될 것이다.
도 1a는 제1 유형의 차폐를 사용하는 전력 증폭기 모듈로부터의 전자기 간섭(EMI)의 억제의 예시도이며;
도 1b는 제2 유형의 차폐를 사용하는 전력 증폭기 모듈로부터의 EMI의 억제의 예시도이며;
도 2는 제1 유형의 EMI 차폐물을 포함하는 전자 디바이스 모듈을 예시하며;
도 3은 제2 유형의 EMI 차폐물을 포함하는 전자 디바이스 모듈을 예시하며;
도 4는 제1 유형의 EMI 차폐물과 제2 유형의 EMI 차폐물의 조합을 포함하는 전자 디바이스 모듈을 예시하며;
도 5는 본 개시의 양태들에 따른 하나 이상의 디바이스들을 포함할 수 있는 필터 모듈의 하나의 예의 블록도이며;
도 6은 본 개시의 양태들에 따른 하나 이상의 디바이스들을 포함할 수 있는 프런트 엔드 모듈의 하나의 예의 블록도이며; 그리고
도 7은 도 6의 프런트 엔드 모듈을 포함하는 무선 디바이스의 하나의 예의 블록도이다.
특정한 실시예들의 다음의 상세한 설명은 특정 실시예들의 다양한 설명들을 제시한다. 그러나, 본 개시에서 설명되는 기술혁신들은 예를 들어 청구항들에 의해 정의되고 커버되는 바와 같은 수많은 상이한 방도들로 실시될 수 있다. 이 설명에서, 유사한 참조 번호들이 동일하거나 또는 기능적으로 유사한 엘리먼트들을 나타낼 수 있는 도면들이 참조된다. 도면들에서 예시되는 엘리먼트들은 반드시 축척대로 그려지지는 않았다는 것이 이해될 것이다. 더구나, 특정한 실시예들은 도면에 예시된 것보다 더 많은 엘리먼트들 및/또는 도면에 예시된 엘리먼트들의 서브세트를 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 게다가, 일부 실시예들은 둘 이상의 도면들로부터의 특징들의 임의의 적합한 조합을 포함할 수 있다.
현대 전자 디바이스들, 예를 들어, 셀룰러 전화기들과 같은 통신 디바이스들은 GHz 범위의 주파수들에서 동작하는 다수의 컴포넌트들을 포함할 수 있다. GHz 범위의 주파수들에서 동작하는 디바이스들에 대한 전자기 차폐는 크로스토크를 방지하기 위해 전자기적으로 서로 분리되기 원하는 디바이스들 사이에 배치되는 도전성 재료의 필름들 또는 층들을 사용하여 완수될 수 있다. 이러한 고주파수들에서, 전자기 신호들은 도전성 재료의 층들 안으로 깊숙이 침투하지 않으며, 그래서 GHz 범위의 주파수들에서 동작하는 디바이스들 사이의 전자기 차폐는 도전성 재료의 박막들, 예를 들어, 3 ㎛ 이하의 두께들을 갖는 금속 필름들을 사용하여 완수될 수 있다. 더 낮은 주파수들, 예를 들어, MHz, kHz, 또는 Hz 범위들에서 전자기 신호들은 GHz 범위의 주파수들에서 신호들이 하는 것보다 도전성 재료의 층들 안으로 더 깊게 전파한다. GHz 범위에서 동작하는 디바이스들을 분리하는데 유용할 수 있는 차폐물은 따라서 저주파수들에서 동작하는 디바이스들을 전자기적으로 분리하는데 부적절할 수 있다 ― 저주파수들에서 동작하는 컴포넌트들에 의해 생성되는 전자기 신호들은 GHz 범위의 주파수들에서 동작하는 디바이스들 사이의 크로스토크를 억제하도록 설계된 차폐물을 통과할 수 있고 인근의 다른 디바이스들 사이에 간섭 또는 크로스토크를 야기할 수 있다. 전자기 신호들이 도체 안으로 침투하는 정도는 전자기 "표피 깊이"라고 지칭될 수 있다. 표피 깊이는 도체에서의 전자기 방사의 세기가 도체의 표면 근처에서 전자기 방사의 세기의 값의 1/e로 떨어지는 깊이의 측정값이고, 전자기 신호의 주파수 및 도전성 재료의 재료 성질들에 따라 달라진다. 표피 깊이(δ)에 대한 하나의 공식 다음과 같으며:
Figure pct00001
여기서 ρ는 도전성 재료의 저항률(μΩ·cm),
Figure pct00002
는 주파수(MHz)이고, μ는 도전성 재료의 투자율이다.
다양한 주파수들에서의 구리, 은, 및 니켈의 표피 깊이는 아래의 표 1에 예시된다:
표 1: 선택된 재료 표피 깊이들(㎛)
Figure pct00003
위의 표 1에서 알 수 있는 바와 같이, 두께가 수 미크론에 불과한 구리 필름이 GHz 범위의 주파수들에서 전자기 간섭에 대해 전자 컴포넌트를 차폐하기에 충분할 수 있지만, kHz 범위의 주파수들에서 전자기 간섭에 대하여 컴포넌트를 차폐하기 위해, 구리 필름은 수백 미크론 두께여야 한다. 이러한 두꺼운 차폐물은 전형적인 전자 디바이스 제작 프로세스들에서 실용적이거나 또는 비용 효과적이지 않을 것이다.
EMI 감지 디바이스들을 위한 전자기 간섭에 대한 얇은 차폐물을 제공하기 위한 하나의 옵션은 더 높은 투자율을 갖고 구리, 은, 또는 니켈보다 더 나은 전자기 에너지 흡수체인 EMI 흡수체 재료를 이용하는 것이다. 이러한 재료들은 자기 세라믹 페라이트들 또는 철 함유 합금들, 예를 들어, NiFe, CuNiFe/CZT(CZT = 카드뮴 아연 텔루라이드이다. GHz 범위의 고주파수 구현예의 경우 Cu는 재료의 대부분을 구성할 수 있다. 저주파 구현예 또는 kHz 범위의 구현예들의 경우 NiFe는 대다수의 재료의 대부분을 구성할 수 있다) 또는 EMR 차폐 솔루션들로부터 입수 가능하고 공식 Co69Fe4Mo4NbSi16B7을 갖는 MCF5 자기 차폐 필름을 포함할 수 있다. 이들 재료들의 하나 이상의 필름이, 예를 들어, 패키징된 디바이스 또는 모듈을 캐리어, 예를 들어, 인쇄 회로 보드 상으로 장착하기 전 또는 후에 패키징된 디바이스 또는 모듈 상에 스퍼터링, 스프레잉, 또는 프린팅함으로써 퇴적될 수 있다. 퇴적된 필름 두께는 약 5 ㎛ 내지 약 30 ㎛, 또는 일부 실시예들에서 0 ㎛ 내지 약 20 ㎛의 범위일 수 있다. EMI 흡수체 재료는 GHz 범위(1 GHz 내지 1,000 GHz), MHz 범위(1 MHz 내지 1 GHz), kHz 범위(1kHz 내지 1 MHz), 또는 Hz 범위(1Hz 내지 1kHz)의 전자기 신호들에 대해 3 ㎛ 미만, 2 ㎛ 미만, 1 ㎛ 미만, 0.5 ㎛ 미만, 또는 0.1 ㎛ 미만의 표피 깊이 또는 표 1에 예시된 각각의 주파수들에서 구리, 은, 또는 니켈의 것보다 작은 표피 깊이들을 가질 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 각각 디바이스 위에 배치되는 3 ㎛ 두께의 등각적으로 퇴적된 구리 필름 대 MCF5의 추가적인 20 ㎛ 두께의 필름이 있는 동일한 구리 필름이 덮인 디바이스를 이용하여 127.7 kHz에서 동작하는 전력 증폭기 모듈(Skyworks Solutions, Inc. model SKY78140-22)로부터의 EMI의 억제 효과를 비교한다. 도 1a 및 도 1b에서 각각의 필름들 아래의 디바이스의 로케이션은 윤곽선(100)에 의해 지시된다. Cu 필름은 디바이스로부터 63.6 dBm만큼 EMI를 억제하였던 반면, 추가적인 MCF5 필름이 있는 Cu 필름은 디바이스로부터 EMI를 90.1 dBm만큼 억제하여, 26.5 dBm 향상되었다.
도 2는 몰딩 재료(210)에 의해 덮이는 그리고, 예를 들어, 스퍼터링 또는 스프레잉에 의해 퇴적된 고흡수 EMI 차폐 재료 층(215)에 의해 추가로 덮이는, 회로 보드(205) 상에 배치된 전자 디바이스, 예를 들어, 멀티칩 모듈(200)을 개략적으로 예시한다. 몰딩 재료(210)는 임의의 전형적인 전자 디바이스 몰딩 재료, 예를 들어, 에폭시 또는 에폭시 기반 재료일 수 있거나 또는 그러한 재료를 포함할 수 있다.
위에서 설명되는 그리고 도 2에서 예시되는 EMI 차폐 방법의 하나의 단점은 인접한 패키징된 디바이스들 또는 모듈들 사이의 EMI 간섭이 억제 또는 제거될 수 있지만, 전자기 간섭 또는 크로스토크가 패키징된 모듈 내의 상이한 개별 컴포넌트들 사이에서 발생할 가능성은 여전히 존재한다는 것이다. 이 문제를 적어도 부분적으로 해결할 수 있는 추가의 실시예는 EMI 흡수체 재료를 디바이스 또는 모듈 상에 퇴적되는 몰딩 컴파운드 안으로 통합하는 것을 포함한다. 몰딩 컴파운드는 패키징된 디바이스 또는 모듈을 밀봉하고 보호하는데 일반적으로 사용되는 동일하거나 또는 유사한 유형의 몰딩 컴파운드, 예를 들어, EMI 흡수체 재료가 추가되는 에폭시 또는 에폭시 기반 재료일 수 있다. 위에서 논의된 자기 세라믹 페라이트들 또는 철 함유 합금들 중 하나 이상일 수 있거나 또는 그것들을 포함할 수 있는 EMI 흡수체 재료의 입자들 또는 파우더는 전형적인 패키징된 모듈 몰딩 재료에 혼합되거나 또는 블렌딩될 수 있다. 입자들은 관심 있는 주파수에서, 예를 들어, 디바이스가 생성할 것으로 예상되는 또는 디바이스가 민감할 것으로 예상되는 전자기 간섭의 주파수에서 특징적인 치수들, 예를 들어, 적어도 입자들의 재료의 표피 깊이 정도인 반경들을 가질 수 있다. 입자들은 약 10 ㎛ 내지 약 100 ㎛의 특징적인 치수를 가질 수 있다. EMI 흡수체 재료를 포함하는 몰딩 재료는 그 다음에 기존의 방법들을 사용하여 디바이스 또는 모듈 상에, 또는 차폐될 컴포넌트들을 포함하는 다이 상에 직접 퇴적될 수 있다. EMI 흡수체 재료 충전제 또는 입자들은 디바이스 또는 모듈의 노출된 리드들 사이의 단락을 피하는데 도움이 되는 비도전성 코팅물들이 있는 도전성이거나 또는 비도전성일 수 있다. EMI 흡수체 재료를 포함하는 몰딩 재료는 업계에서 사용되는 재료들을 몰딩하기 위한 전형적인 두께로, 예를 들어, 350 ㎛ 내지 1000 ㎛로 퇴적될 수 있다. 스퍼터링된 필름(예를 들어, 3 ㎛ 내지 20 ㎛ 두께)과 비교하여 EMI 흡수체 재료를 포함하는 몰딩 재료의 두께가 더 두꺼울수록 EMI 흡수 재료의 스퍼터링된 필름보다 더 큰 EMI 차폐를 제공할 수 있다. 스퍼터링된 필름에 비해 몰딩 재료의 더 두꺼운 두께는 흡수가 더 높지만 더 값비싼 EMI 흡수 재료의 더 얇은 스퍼터링된 또는 스프레잉된 층과 동등한 EMI 억제 성능을 성취하기 위해 더 적은 흡수 및 덜 비싼 EMI 흡수 재료의 사용을 제공할 수 있다. EMI 흡수 재료를 몰딩 재료에 통합하는 것은 임의의 특수 단계들이 EMI 흡수 재료를 퇴적하기 위해 수행될 필요성을 또한 제거할 수 있다.
도 3은 EMI 흡수 재료를 포함하는 몰딩 재료(310)에 의해 덮이는 전자 디바이스, 예를 들어, 회로 보드(305) 상에 배치되는 멀티칩 모듈(300)을 개략적으로 예시한다.
도 2에 예시된 실시예는 도 3에 예시된 것과 결합될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 예를 들어, 도 2의 몰딩 재료(210)는 도 4에 예시된 구조를 초래하는 EMI 차폐 재료를 포함할 수 있다.
본 개시에서 논의된 디바이스들은 다양한 패키징된 모듈들로 구현될 수 있다. 본 개시에서 논의되는 디바이스들의 임의의 적합한 원리들 및 장점들이 구현될 수 있는 예시적인 일부 패키징된 모듈들은 이제 논의될 것이다. 도 5, 도 6, 및 도 7은 특정한 실시예들에 따른 예시적인 패키징된 모듈들 및 디바이스들의 개략적인 블록도들이다.
본 개시에서 논의되는 디바이스들의 실시예들은, 예를 들어, 필터들을 포함할 수 있다. 결국, 본 개시에서 개시된 디바이스들의 하나 이상을 사용하는 필터는, 예를 들어, 무선 통신 디바이스와 같은 전자 디바이스에서 궁극적으로 사용될 수 있는 모듈에 통합되고 그 모듈로서 패키징될 수 있다. 도 5는 필터(410)를 포함하는 모듈(400)의 하나의 예를 도시하는 블록도이다. 필터(410)는 하나 이상의 연결 패드들(422)을 포함하는 하나 이상의 다이(들)(420) 상에 구현될 수 있다. 예를 들어, 필터(410)는 필터를 위한 입력 접촉에 해당하는 연결 패드(422)와 그 필터를 위한 출력 접촉에 해당하는 다른 연결 패드(422)를 포함할 수 있다. 패키징된 모듈(400)은 다이(420)를 포함하는, 복수의 컴포넌트들을 수용하도록 구성되는 패키징 기판(430)을 포함한다. 복수의 연결 패드들(432)은 패키징 기판(430) 상에 배치될 수 있고, 필터 다이(420)의 다양한 연결 패드들(422)은 패키징 기판(430) 상의 연결 패드들(432)에 전기 커넥터들(434)을 통해 연결될 수 있으며, 전기 커넥터들은, 예를 들어, 다양한 신호들의 필터(410)로의 및 그 필터로부터의 통과를 허용하기 위한 솔더 범퍼들 또는 와이어본드들일 수 있다. 그 모듈(400)은 본 개시의 관점에서 반도체 제작의 분야에서의 통상의 기술자에게 알려진 바와 같이, 예를 들어 하나 이상의 추가적인 필터(들), 증폭기들, 전치 필터들, 변조기들, 복조기들, 다운 컨버터들 등과 같은 다른 회로 다이(440)를 옵션적으로 더 포함할 수 있다. 일부 실시예들에서, 모듈(400)은, 예를 들어, 모듈(400)의 보호를 제공하고 그 모듈의 더 쉬운 취급을 용이하게 하기 위한 하나 이상의 패키징 구조들을 또한 포함할 수 있다. 이러한 패키징 구조는, 패키징 기판(430) 위에 형성되고 자신 상에 다양한 회로들 및 컴포넌트들을 실질적으로 캡슐화하기 위한 치수로 되는 오버몰드를 포함할 수 있다. 오버몰드는 본 명세서에서 개시되는 EMI 흡수 재료들의 예들을 포함하는 충전제를 포함할 수 있다.
필터(410)의 다양한 예들 및 실시예들은 매우 다양한 전자 디바이스들에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 필터(410)는 RF 프런트 엔드 모듈들 및 통신 디바이스들과 같은 다양한 전자 디바이스들에 통합될 수 있는 안테나 듀플렉서에서 사용될 수 있다.
도 6을 참조하면, 프런트 엔드 모듈(500)의 하나의 예의 블록도가 예시되어 있으며, 이는 예를 들어, 무선 통신 디바이스(예컨대, 모바일 폰)와 같은 전자 디바이스에서 사용될 수 있다. 프런트 엔드 모듈(500)은 공통 노드(502), 입력 노드(504), 및 출력 노드(506)를 갖는 안테나 듀플렉서(510)를 포함한다. 안테나(610)가 공통 노드(502)에 연결된다.
안테나 듀플렉서(510)는 입력 노드(504)와 공통 노드(502) 사이에 연결되는 하나 이상의 송신 필터들(512)과, 공통 노드(502)와 출력 노드(506) 사이에 연결되는 하나 이상의 수신 필터들(514)을 포함할 수 있다. 송신 필터(들)의 통과대역(들)은 수신 필터들의 통과대역(들)과는 상이하다. 필터(410)의 예들은 송신 필터(들)(512) 및/또는 수신 필터(들)(514)를 형성하는데 사용될 수 있다. 인덕터 또는 다른 매칭 컴포넌트(520)는 공통 노드(502)에 연결될 수 있다.
프런트 엔드 모듈(500)은 듀플렉서(510)의 입력 노드(504)에 연결되는 송신기 회로(532)와 듀플렉서(510)의 출력 노드(506)에 연결되는 수신기 회로(534)를 더 포함한다. 송신기 회로(532)는 안테나(610)를 통해 송신하기 위한 신호들을 생성할 수 있고, 수신기 회로(534)는 안테나(610)를 통해 신호들을 수신하고 수신된 신호들을 처리할 수 있다. 일부 실시예들에서, 수신기 및 송신기 회로들은 도 6에 도시된 바와 같이 별도의 컴포넌트들로서 구현되지만, 다른 실시예들에서 이들 컴포넌트들은 공통 트랜시버 회로 또는 모듈에 통합될 수 있다. 본 기술분야의 통상의 기술자들에 의해 이해될 바와 같이, 프런트 엔드 모듈(500)은 비제한적으로, 스위치들, 전자기 커플러들, 증폭기들, 프로세서들 등을 포함하는 도 6에 예시되지 않은 다른 컴포넌트들을 포함할 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 안테나 듀플렉서(510)를 포함하는 무선 디바이스(600)의 하나의 예의 블록도이다. 무선 디바이스(600)는 셀룰러 폰, 스마트 폰, 태블릿, 모뎀, 통신 네트워크 또는 음성 또는 데이터 통신을 위해 구성되는 임의의 다른 휴대용 또는 비휴대용 디바이스일 수 있다. 무선 디바이스(600)는 안테나(610)에서 신호들을 수신하고 송신할 수 있다. 무선 디바이스는 도 6을 참조하여 위에서 논의된 것과 유사한 프런트 엔드 모듈(500)의 실시예를 포함한다. 프런트 엔드 모듈(500)은, 위에서 논의된 바와 같이, 듀플렉서(510)를 포함한다. 도 7에 도시된 예에서 프런트 엔드 모듈(500)은, 예를 들어, 송신 모드 및 수신 모드와 같이, 상이한 주파수 대역들 또는 모드들 사이에서 스위칭하도록 구성될 수 있는 안테나 스위치(540)를 더 포함한다. 도 7에 예시된 예에서, 안테나 스위치(540)는 듀플렉서(510)와 안테나(610) 사이에 위치되지만, 그러나, 다른 예들에서 듀플렉서(510)는 안테나 스위치(540)와 안테나(610) 사이에 위치될 수 있다. 다른 예들에서 안테나 스위치(540)와 듀플렉서(510)는 단일 컴포넌트로 통합될 수 있다.
프런트 엔드 모듈(500)은 송신을 위해 신호들을 생성하거나 또는 수신된 신호들을 프로세싱하도록 구성되는 트랜시버(530)를 포함한다. 트랜시버(530)는, 도 6의 예에서 도시된 바와 같이, 듀플렉서(510)의 입력 노드(504)에 연결될 수 있는 송신기 회로(532)와, 듀플렉서(510)의 출력 노드(506)에 연결될 수 있는 수신기 회로(534)를 포함할 수 있다.
송신기 회로(532)에 의해 송신을 위해 생성된 신호들은 전력 증폭기(PA) 모듈(550)에 의해 수신되며, 전력 증폭기 모듈은 트랜시버(530)로부터의 생성된 신호들을 증폭한다. 전력 증폭기 모듈(550)은 하나 이상의 전력 증폭기들을 포함할 수 있다. 전력 증폭기 모듈(550)은 매우 다양한 RF 또는 다른 주파수 대역 송신 신호들을 증폭하는데 사용될 수 있다. 예를 들어, 전력 증폭기 모듈(550)은 무선 로컬 영역 네트워크(wireless local area network)(WLAN) 신호 또는 임의의 다른 적합한 펄스형 신호를 송신하는 것을 돕기 위해 전력 증폭기의 출력을 펄스화하는데 사용될 수 있는 인에이블 신호를 수신할 수 있다. 전력 증폭기 모듈(550)은, 예를 들어, GSM(Global System for Mobile) 신호, 코드 분할 다중 접속(code division multiple access)(CDMA) 신호 W-CDMA 신호, LTE(Long-Term Evolution) 신호 또는 EDGE 신호를 포함하는 다양한 유형들의 임의의 유형의 신호를 증폭하도록 구성될 수 있다. 특정한 실시예들에서, 전력 증폭기 모듈(550)과, 스위치들 등을 포함하는 연관된 컴포넌트들은, 예를 들어, 높은 전자 이동성 트랜지스터들(pHEMT) 또는 절연 게이트 바이폴라 트랜지스터들(BiFET)을 사용하여 비소화갈륨(GaAs) 기판들 상에, 또는 상보성 금속산화물 반도체(complementary metal-oxide semiconductor)(CMOS) 전계 효과 트랜지스터들을 사용하여 실리콘 기판 상에 제작될 수 있다.
도 7을 여전히 참조하면, 프런트 엔드 모듈(500)은 저잡음 증폭기 모듈(560)을 더 포함할 수 있으며, 저잡음 증폭기 모듈은 안테나(610)로부터 수신된 신호들을 증폭하고 증폭된 신호들을 트랜시버(530)의 수신기 회로(534)에 제공한다.
도 7의 무선 디바이스(600)는 트랜시버(530)에 연결되고 무선 디바이스(600)의 동작을 위한 전력을 관리하는 전력 관리 서브시스템(620)을 더 포함한다. 전력 관리 시스템(620)은 기저대역 서브시스템(630) 및 무선 디바이스(600)의 다양한 다른 컴포넌트들의 동작을 또한 제어할 수 있다. 전력 관리 시스템(620)은 무선 디바이스(600)의 다양한 컴포넌트들에 전력을 공급하는 배터리(도시되지 않음)를 포함할 수 있거나, 또는 그러한 배터리에 연결될 수 있다. 전력 관리 시스템(620)은 예를 들어 신호들의 송신을 제어할 수 있는 하나 이상의 프로세서들 또는 제어기들을 더 포함할 수 있다. 하나의 실시예에서, 기저대역 서브시스템(630)은 음성 및/또는 데이터의 다양한 입력 및 출력이 사용자에게 제공되는 및 사용자로부터 수신되는 것을 용이하게 하기 위해 사용자 인터페이스(640)에 연결된다. 기저대역 서브시스템(630)은 무선 디바이스의 동작을 용이하게 하기 위한 및/또는 사용자에 대한 정보의 저장을 제공하기 위한 데이터 및/또는 명령들을 저장하도록 구성되는 메모리(650)에 또한 연결될 수 있다. 위에서 설명된 실시예들 중 임의의 실시예는 셀룰러 핸드셋들과 같은 모바일 디바이스들에 연관하여 구현될 수 있다. 실시예들의 원리들 및 장점들은 본 개시에서 설명되는 실시예들 중 임의의 실시예로부터 이익을 얻을 수 있는 임의의 업링크 무선 통신 디바이스와 같은 임의의 시스템들 또는 장치를 위해 사용될 수 있다. 본 명세서에서의 교시들은 다양한 시스템들에 적용 가능하다. 비록 본 개시가 일부 예시적인 실시예들을 포함하지만, 본 명세서에서 설명되는 교시들은 다양한 구조들에 적용될 수 있다. 본 명세서에서 논의되는 원리들 및 장점들 중 임의의 것이 약 30 kHz 내지 300 GHz의 범위, 이를테면 약 450 MHz 내지 6 GHz의 범위의 신호들을 프로세싱하도록 구성되는 RF 회로들에 연관하여 구현될 수 있다.
본 개시의 양태들은 다양한 전자 디바이스들로 구현될 수 있다. 전자 디바이스들의 예들은, 소비자 전자 제품들, 소비자 전자 제품들의 부분들 이를테면 패키징된 라디오 주파수 모듈들, 업링크 무선 통신 디바이스들, 무선 통신 인프라스트럭처, 전자 테스트 장비 등을 비제한적으로 포함한다. 전자 디바이스들의 예들은 모바일 폰 이를테면 스마트 폰, 착용가능 컴퓨팅 디바이스 이를테면 스마트 워치 또는 이어 피스, 전화기, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 컴퓨터, 모뎀, 핸드 헬드 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, 태블릿 컴퓨터, 전자레인지, 냉장고, 차량 전자 시스템 이를테면 자동차 전자 시스템, 스테레오 시스템, 디지털 뮤직 플레이어, 라디오, 카메라 이를테면 디지털 카메라, 휴대용 메모리 칩, 와셔, 드라이어, 와셔/드라이어, 복사기, 팩시밀리 머신, 스캐너, 다기능 주변 디바이스, 손목 시계, 클록 등을 비제한적으로 포함한다. 게다가, 전자 디바이스들은 미완성된 제품들을 포함할 수 있다.
문맥이 그렇지 않은 것을 명백히 요구하지 않는 한, 상세한 설명 및 청구범위 전체에 걸쳐, "포함한다", "포함하는", "구비한다", "구비하는" 등의 단어들은 배타적 또는 완전한 의미가 아니라 포괄적 의미에서, 다시 말해서, "포함하지만, 그렇게 제한되지는 않는"의 의미로 이해되는 것이다. "커플링된"이라는 단어는, 본 명세서에서 일반적으로 사용되는 바와 같이, 직접적으로 연결될 수 있거나, 또는 하나 이상의 중간 엘리먼트들에 의해 연결될 수 있는 둘 이상의 엘리먼트들과 관련이 있다. 비슷하게, "연결된"이란 단어는, 본 명세서에서 일반적으로 사용되는 바와 같이, 직접적으로 연결될 수 있거나, 또는 하나 이상의 중간 엘리먼트들에 의해 연결될 수 있는 둘 이상의 엘리먼트들과 관련이 있다. 덧붙여, "본원에서", "위에서", "아래에서"라는 단어들, 그리고 유사한 의미의 단어들은, 본 출원에서 사용되는 경우, 본 출원을 전체적으로 언급할 것이지만 본 출원의 임의의 특정 부분들을 언급하지 않을 것이다. 문맥이 허용하는 경우, 단수 또는 복수를 사용하는 위의 상세한 설명에서의 단어들은 각각 복수 또는 단수를 또한 포함할 수 있다. 둘 이상의 항목들의 리스트에 관련한 "또는"이란 단어는 단어의 다음의 해석들의 모두를 커버한다: 리스트에서의 항목들 중 임의의 것, 리스트에서의 항목들의 모두, 및 리스트에서의 항목들의 임의의 조합.
더구나, 본 명세서에서 사용되는 조건부 언어표현, 이를테면, 무엇보다도, "할 수 있다(can, may)", "할 수 있을 것이다(could, might)", "예컨대", "예를 들어", "와 같은" 등은, 특별히 다르게 명시되거나, 또는 사용되는 바의 맥락 내에서 달리 이해되지 않는 한, 특정한 특징들, 엘리먼트들 및/또는 상태들을 특정한 실시예들이 포함하지만, 다른 실시예들은 포함하지 않음을 일반적으로 전달하고자 하는 것이다. 따라서, 이러한 조건부 언어표현은 특징들, 엘리먼트들 및/또는 상태들이 하나 이상의 실시예들에 대해 요구되는 임의의 방식으로 있다는 것 또는 하나 이상의 실시예들이, 저자 입력 또는 프롬프트 있이 또는 없이, 이들 특징들, 엘리먼트들 및/또는 상태들이 임의의 특정 실시예에서 포함되는지 또는 수행되는지를 결정하기 위한 로직을 반드시 포함한다는 것을 의미하도록 일반적으로 의도되지 않는다.
특정한 실시예들이 설명되어 있지만, 이들 실시예들은 단지 예로서만 제시되었고, 개시내용의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다. 실제로, 본 명세서에서 설명되는 신규한 장치, 방법들, 및 시스템들은 다양한 다른 형태들로 실시될 수 있으며; 더욱이, 본 명세서에서 설명되는 방법들 및 시스템들 형태의 다양한 생략들, 대체들 및 변경들이 본 개시의 정신으로부터 벗어남 없이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 블록들이 주어진 배열로 제시되지만, 대체 실시예들은 상이한 컴포넌트들 및/또는 회로 토폴로지들로 유사한 기능들을 구현할 수 있고, 일부 블록들은 삭제, 이동, 추가, 세분, 결합 및/또는 수정될 수 있다. 이들 블록들의 각각은 다양한 상이한 방식들로 구현될 수 있다. 위에서 설명된 다양한 실시예들의 엘리먼트들의 임의의 적합한 조합 및 액트들이 추가의 실시예들을 제공하기 위해 결합될 수 있다. 첨부의 청구항들 및 그것들의 동등물들이 본 개시의 범위 및 정신 내에 속할 그러한 형태들 또는 수정들을 커버하도록 의도된다.

Claims (31)

  1. 전자 디바이스로서,
    전자기 간섭 차폐물을 포함하고, 상기 전자기 간섭 차폐물은 전자 디바이스의 적어도 부분을 덮는 그리고 킬로헤르츠 범위의 주파수들을 갖는 전자기 신호들에 대해 2 ㎛ 미만의 표피 깊이를 갖는 도전성 재료 층을 포함하는, 전자 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전자 디바이스는 몰딩 재료로 덮이고 상기 전자기 간섭 차폐물은 상기 몰딩 재료 상에 배치되는, 전자 디바이스.
  3. 제2항에 있어서, 상기 몰딩 재료는 전자기 신호들의 전파를 지체시키는 충전제 재료를 포함하는, 전자 디바이스.
  4. 제3항에 있어서, 상기 충전제 재료는 킬로헤르츠 범위의 주파수들을 갖는 전자기 신호들에 대해 2 ㎛ 미만의 표피 깊이를 갖는, 전자 디바이스.
  5. 제3항에 있어서, 상기 충전제 재료는 자기 세라믹 페라이트를 포함하는, 전자 디바이스.
  6. 제3항에 있어서, 상기 충전제 재료는 철 함유 합금을 포함하는, 전자 디바이스.
  7. 제3항에 있어서, 상기 충전제 재료는 비도전성인, 전자 디바이스.
  8. 제3항에 있어서, 상기 충전제 재료는 비도전성 재료에 의해 둘러싸인 도전성 입자들을 포함하는, 전자 디바이스.
  9. 제1항에 있어서, 상기 전자 디바이스의 컴포넌트가 헤르츠 범위, 킬로헤르츠 범위, 또는 메가헤르츠 범위 중 하나 이상의 범위 내의 주파수에서 전자기 신호를 방출하도록 구성되는, 전자 디바이스.
  10. 제1항에 있어서, 상기 도전성 재료 층은 자기 세라믹 페라이트를 포함하는, 전자 디바이스.
  11. 제1항에 있어서, 상기 도전성 재료 층은 철 함유 합금을 포함하는, 전자 디바이스.
  12. 제1항에 있어서, 상기 도전성 재료 층은 30 ㎛ 미만의 두께를 갖는, 전자 디바이스.
  13. 제12항에 있어서, 상기 도전성 재료 층은 20 ㎛ 미만의 두께를 갖는, 전자 디바이스.
  14. 제1항에 있어서, 라디오 주파수 필터를 더 포함하는, 전자 디바이스.
  15. 전자 모듈로서,
    제14항의 전자 디바이스를 포함하는, 전자 모듈.
  16. 전자 디바이스로서,
    몰딩 재료를 포함하고, 상기 몰딩 재료는 전자 디바이스의 적어도 부분을 덮는 그리고 킬로헤르츠 범위의 주파수들을 갖는 전자기 신호들에 대해 2 ㎛ 미만의 표피 깊이를 갖는 충전제 재료를 포함하는, 전자 디바이스.
  17. 제16항에 있어서, 상기 충전제 재료는 자기 세라믹 페라이트를 포함하는, 전자 디바이스.
  18. 제16항에 있어서, 상기 충전제 재료는 철 함유 합금을 포함하는, 전자 디바이스.
  19. 제16항에 있어서, 상기 충전제 재료는 비도전성인, 전자 디바이스.
  20. 제16항에 있어서, 상기 충전제 재료는 비도전성 재료에 의해 덮이는 도전성 입자들을 포함하는, 전자 디바이스.
  21. 제16항에 있어서, 상기 전자 디바이스의 컴포넌트가 헤르츠 범위, 킬로헤르츠 범위, 또는 메가헤르츠 범위 중 하나 이상의 범위 내의 주파수에서 전자기 신호를 방출하도록 구성되는, 전자 디바이스.
  22. 제16항에 있어서, 전자기 간섭 차폐물을 더 포함하고, 상기 전자기 간섭 차폐물은 상기 몰딩 재료 상에 배치되는, 킬로헤르츠 범위의 주파수들을 갖는 전자기 신호들에 대해 2 ㎛ 미만의 표피 깊이를 갖는 도전성 재료 층을 포함하는, 전자 디바이스.
  23. 제22항에 있어서, 상기 도전성 재료 층은 자기 세라믹 페라이트를 포함하는, 전자 디바이스.
  24. 제22항에 있어서, 상기 도전성 재료 층은 철 함유 합금을 포함하는, 전자 디바이스.
  25. 제22항에 있어서, 상기 도전성 재료 층은 30 ㎛ 미만의 두께를 갖는, 전자 디바이스.
  26. 제25항에 있어서, 상기 도전성 재료 층은 20 ㎛ 미만의 두께를 갖는, 전자 디바이스.
  27. 제16항에 있어서, 라디오 주파수 필터를 더 포함하는, 전자 디바이스.
  28. 전자 모듈로서,
    제27항의 전자 디바이스를 포함하는, 전자 모듈.
  29. 전자 디바이스 상에 전자기 간섭 차폐물을 형성하는 방법으로서,
    상기 전자 디바이스의 표면에 킬로헤르츠 범위의 주파수들을 갖는 전자기 신호들에 대해 2 ㎛ 미만의 표피 깊이를 갖는 충전제 재료를 포함하는 몰딩 재료를 퇴적하는 단계를 포함하는, 방법.
  30. 제29항에 있어서, 상기 몰딩 재료 상에 킬로헤르츠 범위의 주파수들을 갖는 전자기 신호들에 대해 2 ㎛ 미만의 표피 깊이를 갖는 도전성 재료 층을 퇴적하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  31. 전자 디바이스 상에 전자기 간섭 차폐물을 형성하는 방법으로서,
    상기 전자 디바이스의 표면에 몰딩 재료를 퇴적하는 단계; 및
    상기 몰딩 재료 상에 킬로헤르츠 범위의 주파수들을 갖는 전자기 신호들에 대해 2 ㎛ 미만의 표피 깊이를 갖는 도전성 재료 층을 퇴적하는 단계
    를 포함하는, 방법.
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