KR20210096578A - 안테나 모듈 - Google Patents

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KR20210096578A
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antenna
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크리스토프 란데스베르거
피터 람
나가라잔 팔라베삼
요제프 베버
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프라운호퍼 게젤샤프트 쭈르 푀르데룽 데어 안겐반텐 포르슝 에. 베.
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Abstract

안테나 모듈은 제 1 기판(1), 및 제 1 주 표면에 적어도 하나의 공동(13, 14, 14a, 14b)을 포함하는 제 2 기판(5, 5', 5")을 포함한다. 상기 제 1 기판(1)은 적어도 RF 안테나 요소(3) 및/또는 RF 칩(4) 및/또는 RF 전도성 트레이스를 포함하고, 이들은 상기 기판의 제 1 주 표면 상에 배열된다. 상기 제 1 기판(1)은 그 제 1 주 표면에서 상기 제 2 기판(5, 5' 5")의 제 1 주 표면에 연결되므로 RF 소자는 상기 적어도 하나의 공동(13, 14, 14a, 14b)으로 돌출한다.

Description

안테나 모듈{ANTENNA MODULE}
본 발명의 실시 예는 안테나 모듈 및 이의 제조 방법에 관한 것이다. 바람직한 실시 예는 3D 유리 웨이퍼 RF 패키지에 관한 것이다. 다른 바람직한 실시 예는 전파 또는 마이크로파를 방출 및/또는 수신하기 위한 안테나가 장착된 고주파 칩(RF 칩, 라디오 주파수 칩) 용 패키지를 제조하는 방법에 관한 것이다.
특히 RADAR 범위 내에서, 60GHz 이상 최대 THz(mm 파장)의 고주파수로, 가능한 한 적은 전력 손실(폐열)을 생성하는 고성능 칩 안테나 시스템을 구현하기 위해 충족해야 하는 전기 기술 요구 사항은 다음과 같다:
- 안테나와 RF 칩 사이의 전도성 트레이스에서의 인덕턴스 방지; 즉, 예를 들어, 본딩 와이어가 전도성 트레이스 턴의 "루프"의 절반을 나타내기 때문에 칩 패드에서 일반적으로 사용되는 금 와이어 본드를 방지하므로, 손실을 생성하는 인덕턴스를 방지한다.
- 가능한 한 짧은 전도 추적 경로, 즉, 예를 들어, 칩 및 안테나의 통합 패키지.
- 패키지 내의 모든 물질, 층 두께, 전도성 트레이스 및 절연체의 정밀한 기하학적 정의 (가능한 경우 마이크로 미터 범위 내). 그래야만 제조 기술이 이전에 수행된 RF 시뮬레이션과 매우 잘 일치한다. 또한 열에 의해 작동될 때 패키지가 변형되어서는 안되는데, 안그러면 원하는 RF 특성에서 다시 편차가 발생한다.
RF 신호를 최대한 손실없이 전송할 수 있도록, 주변의 전기 절연 유전체는 직선 커패시턴스를 최소화하기 위해 가능한 한 낮은 유전 상수(유전율)를 나타내야 한다.
종래 기술에서, 와이어 본드 접촉을 피하기 위한 몇 가지 접근법, 기판(PCB 또는 실리콘 웨이퍼)상의 플립 칩 본딩 및 임베딩 기술이 알려져 있으며, 이때 RF 칩이 Si 웨이퍼의 공동에 매립되고, 이어서 칩과의 유사 평면 접촉이 웨이퍼의 전면에서 구현된다.
이 맥락에서 다음 간행물을 참조하면 된다.
EP 3 346 549A1은 안테나가 통합된 모듈을 개시한다. "최대 170GHz의 실리콘 기반 시스템 인 패키지 애플리케이션을 위한 광대역 상호 연결 설계" 및 "저비용 실리콘 마이크로머시닝 기법을 사용하여 제작된 고효율 60GHz 안테나"라는 제목의 간행물을 참조하면 된다.
또한, RF 안테나는 공기가 채워진 공동의 형태로 구성될 수 있으며 RF 신호선이 공동을 통해 중앙으로 유도되는 것으로 알려져 있다.
이들 알려진 개념에서는 공동이 공기로 채워질 경우 안테나 공동 위에 위치한 전도성 트레이스 랜드가 기계적 고정을 포함하지 않는다는 단점이 있다. 전도성 트레이스 랜드가 코팅(예를 들어, 폴리머 또는 포일)을 통해서만 고정된 경우, 랜드의 기계적 편향으로 인해 방사 패턴이 변경되게 된다. 종래 기술의 또 다른 단점은 RF 칩이 내장된 웨이퍼의 상부면이 외부로 공개된다는 점이다; 즉, 여전히 안전하거나 밀폐된 패키지가 아니다.
따라서, 특히 전술한 단점을 통합적으로 방지하는 개선된 접근 방식이 필요하다. 본 발명의 목적은 RF 구성 요소, 특히 RF 안테나 및 RF 칩의 통합된 개념을 제공하는 것으로, 기계적 안정성, 방사 패턴 및 생산성 간의 개선된 절충안을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예는 제 1(예를 들어, 절연) 기판, 그의 제 1 주 표면 상에 적어도 하나의 공동을 갖는 제 2 기판을 갖는 안테나 모듈을 제공한다. 이러한 맥락에서, 제 1 기판은 적어도 RF 요소, RF 칩 및/또는 RF 전도성 트레이스를 포함한다. RF 안테나 요소, RF 칩 및/또는 RF 전도성 트레이스는 제 1 기판의 제 1 주 표면 상에 또는 그 내에 배열/형성된다. 제 1 기판은 예를 들어 제 1 주 표면과 함께 제 2 기판의 제 1 주 표면에 연결되므로 RF 요소 및/또는 RF 칩 및/또는 RF 전도성 트레이스는 수평이 되거나 적어도 하나의 공동과 겹치도록 정렬되고/되거나 RF 안테나 요소 및/또는 RF 칩 및/또는 RF 전도성 트레이스가 제 1 주 표면으로부터 및/또는 적어도 하나의 공동으로 돌출하게 된다.
바람직한 실시 예에 따르면, RF 안테나 요소 및/또는 RF 칩 및/또는 RF 전도성 트레이스는 제 1 기판의 제 1 주 표면으로부터 및/또는 적어도 하나의 공동으로 돌출하도록 구성된다.
본 발명의 실시 예는 (예를 들어, 유리 웨이퍼 또는 세라믹 웨이퍼 또는 폴리머 웨이퍼와 같이, 일반성을 잃지 않고) RF 칩(어셈블리) 및/또는 RF 전도성 트레이스가 (고 저항) 기판에서 수행될 수 있다는 사실을 기반으로 한다 . 조정된 방식으로 실리콘 웨이퍼 또는 일반적으로 추가 기판을 RF 칩 및/또는 RF 전도성 트레이스로 채워진 기판 상에 배치함으로써, RF 패키지가 제공될 수 있다. 실시 예들에 따르면, 조정된 방식의 상기 배치는 예를 들어 접착 또는 본딩에 의해 제공된다. 위에서 이미 언급한 바와 같이, 추가 기판(실리콘 웨이퍼)은 하나 이상의 공동을 포함한다. 실시 예에 따르면, 상기 공동은 내부에 수직으로 "매립"된 RF 칩(기판의 표면에 장착됨)과 같은 RF 요소를 가질 수 있다. 더욱이, RF 안테나 요소와 공동의 상호 작용에 의해, 소위 공동 안테나가 형성될 수 있다. 상기 RF 패키지는 유리하게는 안정성, 기밀성 및 방사선 특성에 관한 요건을 충족하며, 이는 예를 들어 하나 이상의 기판을 천공할 가능성으로부터 결과된다.
실시 예들에 따르면, 제 2 기판은 전도성 트레이스, 제 1 주 표면 상에 배열된 전도성 트레이스, 또는 공동 내부 및/또는 공동의 저부 상에 전도성 트레이스를 포함할 수 있다. 실시 예들에 따르면, 기판은 일반적으로 RF 전도성 트레이스 또는 전도성 트레이스를 포함할 수 있다. 따라서, 새로운 아이디어는 일반적으로 기판(예를 들어, 유리)과 Si 기판으로 구성된 3D 기판 스택을 기반으로 하며, 두 개의 적층된 기판 사이에 전기 연결 경로가 있다. 수직 연결 경로는 기판 관통 연결을 통해 일반성을 잃지 않고 구현될 수 있다(예를 들어, 실리콘 관통 비아(through-Si vias; TSV)를 사용하는 Si 기판의 경우). 실제로는, 추가 실시 예들에 따르면, 추가 기판은 제 1 주 표면 및/또는 제 1 주 표면의 측면 또는 반대편에 위치한 제 2 주 표면의 측면 모두에 전도성 트레이스를 포함할 수 있다. 상기 관통 연결은 예를 들어 비아, 예를 들어 TSV(실리콘 관통 비아)에 의해 수행될 수 있다.
상기 실시 예에서, RF 요소(RF 안테나 요소, RF 칩 및/또는 RF 전도성 트레이스)가 기판 상에 또는 기판에 장착되는 것으로 가정하였다. 여기서, 실시 예들에 따르면, 각각의 RF 요소(들)는 주 표면으로부터 및/또는 적어도 하나의 공동으로 돌출할 수 있다. 추가 실시 예에 따르면, 상이한 RF 요소와 연관된 여러 공동이 제공되는 것이 또한 가능할 것이다.
공동은 일반적으로 공기, 가스 및 진공으로 채워질 수 있다. 추가 실시 예에 따르면, 공동 또는 일반적으로 안테나 모듈은 예를 들어 공동 내부 및/또는 공동의 저부에 배열된 소위 메타 물질을 포함할 수 있다. 메타 물질은 RF 안테나 요소와 연관될 수 있는데, 즉, RF 안테나 요소에 속하는 공동 내에 배열될 수 있다. 바람직하게, 메타 물질은 안테나 요소의 방사 패턴을 개선한다. 추가 실시 예에 따르면, 열 요소가 또한 제공될 수 있다. 상기 열 요소는 예를 들어 공동 내부 또는 공동의 저부에 제공된다. 열 요소는 RF 칩과 관련될 수 있으며 따라서 온도 소실을 개선한다.
기판과 관련하여, 제 2 기판은 예를 들어, 기판 스택에 의해 형성될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 예를 들어, 여기서는 개구부를 갖는 실리콘 기판과 같은 기판이 제공되며, 이는 소위 덮개 요소 또는 덮개 기판으로 폐쇄된다. 실시 예들에 따르면, 덮개 기판은 기판일 수 있다. 일반적으로, 기판 스택은 절연 기판을 포함할 수 있다. 일반적으로, 제 2 기판과 관련하여, 후자는 예를 들어 실리콘 기판과 같은 반도체 기판인 것이 바람직하다는 점에 유의해야 한다. 반대로, 기판은 예를 들어 유리 물질, 세라믹 물질 또는 폴리머 물질로 구성된 기판이다. 상기 유형의 물질은 RF 안테나 특성과 관련하여 이점을 나타낸다. 실시 예들에 따르면, 상기 기판은 또한 박형화된 기판일 수 있다. 이러한 맥락에서, 예를 들어, 기판은 제 2 기판과 접착되면 얇아진다.
이것은 안테나 모듈의 통합 능력과 관련된 특성을 바람직하게 개선한다.
추가 실시 예는 제조 방법을 제공한다. 이 방법은 다음 단계를 포함한다:
제 1 (고 저항 또는 절연) 기판을 제공하는 단계;
제 1 주 표면에 적어도 하나의 공동을 포함하는 제 2 기판을 제공하는 단계 - 상기 제 1 기판은 적어도 RF 안테나 요소 및/또는 RF 칩 및/또는 RF 전도성 트레이스를 포함하고, 상기 안테나 요소 및/또는 RF 칩 및/또는 RF 전도성 트레이스는 제 1 기판의 제 1 주 표면 상에 배열됨 - ; 및
RF 안테나 요소 및/또는 RF 칩 및/또는 RF 전도성 트레이스가 제 1 주 표면으로부터 적어도 하나의 공동으로 돌출되도록, 주 표면을 갖는 제 1 기판을 제 2 기판의 제 1 주 표면에 연결하는 단계.
추가 실시 예에 따르면, 상기 연결은 플립 칩 기술 또는 "전면 대 전면 웨이퍼 본딩"에 의해 수행될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제공하는 단계는 적어도 하나의 공동을 제 1 주 표면에 통합시키기 위해 예를 들어 제 2 기판의 에칭, 건식 에칭과 같은 패터닝이 선행될 수 있다. 이때, 종래의 반도체 제조 방법이 사용된다. 추가 실시 예들에 따르면, 단계는 또한 전기 전도성 트레이스 또는 예를 들어 열 요소 또는 메타 물질과 같은 다른 요소를 제공 및/또는 통합하는 단계를 포함할 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 제 1 기판 및/또는 제 2 기판을 제공하는 단계는 RF 요소, RF 전도성 트레이스, 메타 물질, 열 물질, RF 전도성 트레이스, RF 칩 및/또는 RF 안테나 요소를 제 1 및/또는 제 2 기판(들)에 적용하기 위해서 하나 이상의 반도체 제조 단계가 선행될 수 있다.
추가 실시 예에 따르면, 연결 단계 후에 제 1 기판의 박형화가 수행되는 것이 가능하다. 연결 단계 이후에, 기판은 물질이 얇아지기에 충분한 안정성을 나타내게 된다. 또한, 예를 들어 후면으로부터 공동을 개방하기 위해서, 제 2 기판의 박형화가 수행될 수 있다. 폐쇄는 추가 기판에 의해 수행될 수 있다. 이러한 맥락에서, 층 스택은 제 2 기판 대신에 형성될 것이다.
추가의 개발은 종속 클레임에서 정의된다. 본 발명의 실시 예들은 첨부된 도면들과 관련하여 더 상세히 설명될 것이다:
도 1은 기본 실시 예에 따른 안테나 모듈을 도시하는 개략도;
도 2a는 제 1 확장 실시 예에 따른 조립을 위한 장치 구성 요소를 도시하는 개략적 단면도;
도 2b는 도 2a의 실시 예에 따른 조립 형태의 장치 구성 요소를 도시하는 개략적 단면도;
도 3a 및 3b는 제 2 확장 실시 예에 따른 (조립 전 및 조립 후) 장치 구성 요소를 도시하는 개략적 단면도; 및
도 4a 내지 4c는 제 3의 확장 실시 예에 따른 (조립 전, 부분적으로 조립되고 조립된) 장치 구성 요소를 도시하는 개략적 단면도이다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명한다. 여기서, 동일한 구성 요소 및 구조에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하여 상호 적용 가능하거나 상호 교환 가능하다.
도 1은 제 1 기판(1) 및 제 2 기판(5)을 포함하는 안테나 모듈(100)을 도시한다. 예를 들어, 제 1 기판은 유리, 세라믹 또는 유리 세라믹을 포함할 수 있는 고 저항 또는 전기 절연성 기판이다. 제 2 기판(5)은 예를 들어 반도체 기판일 수 있다. 기판은 플립-칩 또는 전면 대 전면 웨이퍼 본딩에 의해 각각 제 1 주 표면(101 및 501)을 통해 서로 연결된다. 반대편에 위치한 제 2 주 표면(102, 502)은 모듈(100)의 바깥쪽으로 향하는 주 표면이 된다.
제 1 주 표면(101) 상에, 제 1 기판(1)은 적어도 RF 요소를 포함한다. 예를 들어, 두 개의 RF 요소, 즉 RF 칩(4) 및 RF 안테나(3)가 도시되고 있다. 실시 예들에 따라, 이들은 주 표면(101)에 형성될 수 있고, 또는 도시된 바와 같이 주 표면(101)에 형성될 수 있다.
기판(5)은 제 1 주 표면(501)의 측면에 제공된 공동(5k)을 포함한다. 공동(5k)은 하나 이상의 RF 요소(3 및 4)에도 불구하고 기판(1 및 5)이 이들의 주 표면(101 및 501)을 통해 연결되도록 할 수 있다. 이를 위해 요소(3 및 4)는 공동(5k)으로 돌출한다. 측면 관점에서 볼 때, 요소(3 및 4)는 이를 위해 적어도 하나의 공동(5k)와 연관되어, 요소(3 및 5)가 기판의 연결 후 공동의 측면이 되도록 정렬될 것이다. 도시된 바와 같이, 요소(3 및 5)는 주 표면(101)으로부터 공동(5k)으로 돌출한다. 이를 위해, 공동은 예를 들어, 깊이 측면에서 요소(3과 4)의 높이로 조정된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 안테나 모듈(100)은 기판 스택, 예를 들어 절연 기판(1) 및 추가 기판(5)(예를 들어, 실리콘 기판)을 포함하는 패키지에 의해 형성될 것이다. 유리와 같은 절연 기판을 이용하게 되면 전파를 투과할 수 있기 때문에 유리하다. 또한, 유리 웨이퍼(1)는 고정밀로 정의된 전도성 트레이스(3)를 리소그래피 방식으로 패턴화하는 공지된 방법에 의해 반도체 제조 라인에서 처리될 수 있다. 따라서, 전자기적 시뮬레이션에서 미리 최적화된 패키지 구조(100)가 실제 패키지로 이송되어 제조되는 것이 매우 정밀하게 이루어진다.
제조 방법에 관한 한, 두 개의 기판(1 및 5)은 기본 단계에서 제공되고 추가적인 기본 단계에서 서로 연결된다는 점에 유의해야 한다. 결과적으로, 플립 칩 마운팅 또는 전면 대 전면 웨이퍼 본딩이 적합하고; 접착 또는 본딩과 같은 다른 상호 연결 기술이 가능하다. 이것은 실시 예들에 따르면, 접착층 또는 절연성 접착층 또는 절연 층과 같은 연결 층이 두 기판(1, 5) 사이에만 제공될 수 있기 때문이다. 상기 층은 적어도 접촉 지점 또는 연결 지점에서 표면(501 및 101)을 서로 절연시킨다. 전술한 바와 같이, 실시 예에 따라 유리 기판 및/또는 일반 절연 기판(1)을 제조하기 위해 표준 반도체 제조 방법이 사용될 수 있다. 따라서 이 방법을 사용하면 절연 기판에 칩-안테나 연결이 형성되게 된다. 이와 유사하게, 제 2 기판(5)의 공동 또는 개구는 또한 예를 들어, 건식 에칭과 같은 표준 제조 방법에 의해 도입될 수 있다.
추가 실시 예는 도 2a 및 도 2b를 참조하여 이하 설명될 것이다.
도 2a는 여전히 서로 분리되어 있는 2 개의 기판(1 및 5)를 도시한다. 연결될 대응하는 주 표면은 참조 번호 501 및 101로 나타낸다.
기판(1)은, RF 칩(4)에 추가하여, RF 안테나(3) 및 주 표면(101)에 적용된 피드 라인(2)을 구비한다.
기판(5)은 공동(13)을 포함한다. 이 실시 예에서, 공동(13)에는 공동 금속 화부(7)가 제공된다. 수직 벽에는 피드 라인이 위치할 수 있다. 피드 라인은 참조 번호 7z로 나타내고 공동 금속화부(7)를 예를 들어 전기 전도성 비아(9)에 연결한다. 후자는 제 1 주 표면(501)으로부터 전체 기판(5)을 통해 제 2 주 표면(502)으로 돌출한다. 제 2 주 표면(502)은 그 위에 제공된 예를 들어 솔더 볼(9l)의 형태인 커넥터 요소를 갖는다. 이미 언급한 바와 같이, 공동 금속화부(7)는 공동(19)의 저부에 제공된다. 추가적으로, 메타 물질 층(8)은 또한 저부 및/또는 공동 금속화부(7) 상에 배열될 수 있다. 메타 물질은 전기적 및 자기적 특성(유전율 εr 및 투자율 μr)을 가변적으로 조정할 수 있는 물질이다. 이것은 예를 들어 전도성 및 비전도성 또는 자성 코팅의 마이크로 및 나노 패터닝에 의해 달성된다. 공동 금속화부(7) 및 메타 물질(8)과 관련하여, 두 요소 모두 공동(13)의 전체 폭에 대해서나 공동(13)의 크기에 대해서만 연장될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 이때, 공동 금속화가 전체 폭에 걸쳐 확장되고 메타 물질이 감소된 폭에 걸쳐 확장되는 변형이 표시된다. 따라서 이는 실시 예에 따라 공동 금속화부(7)가 패턴화될 수 있음을 의미한다. 예를 들어, 저부는 방사 거동에 영향을 미치도록 패턴화된다.
도 2a에 도시된 디자인 상태에서, 절연 층(6) 또는 절연 접착제가 또한 기판(5)의 제 1 주 표면(501) 상에 제공된다. 상기 절연 층(6) 또는 상기 절연 접착층(6)를 통해, 도 2b를 참조하여 명확해지는 바와 같이, 제 1 주 표면(101)에 대한 연결이 확립될 것이다.
도 2b에서, 기판(1)의 제 1 주 표면(101)은 기판(5)의 제 1 주 표면(501)에 연결된다. 이미 표시된 바와 같이, 연결은 여기서 전체 주 표면(501)을 덮는 접착층(6)을 통해 이루어진다. 이 시점에서 기판 모듈(1)이 기판 모듈(5)보다 작을 수 있고, 크기는 바람직하게는 적어도 공동(13)이 완전히 덮이거나 폐쇄되도록 선택되어야 한다는 것에 유의해야 한다. 상기 공동(13)은 예를 들어 공기와 같은 가스로 채워질 수 있다.
알 수 있는 바와 같이, RF 요소(3 및 4)는 공동(13)의 영역에 측 방향으로 배열되는 반면, 예를 들어 RF 랜드는 공동 옆에 위치한 영역에서도 피드 라인과 겹칠 수 있다. 전기적 연결이 이루어질 수 있는 것은 상기 영역 내이다. 이것은 도시되지는 않았지만, 예를 들어 절연 물질(6)을 통해 돌출된다. 또한, 이 지점에서 상응하는 높이 보상을 제공하기 위해 절연 물질(6)이 공동의 이면과 다른면에 상이한 두께로 제공될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 이 구성은 RF 신호를 도입하기 위한 랜드, 예를 들어, 요소(3 과 4) 사이의 연결 또는 요소(3)가 기하학적으로 정의되는 것이 바람직하다. 실시 예에서, 메타 물질(8)은 안테나(3)의 영역 내에서 측면으로 제공된다. 이것이 감소된 폭을 갖는 메타 물질(8)이 생성되는 이유이다.
요소(3 및 4)가 상이한 공동(13 및 14)에 대해 제공되는 추가 실시 예가 도 3a 및 도 3b를 참조하여 이하 설명될 것이다.
도 3a는 기판(1, 5')이 여전히 서로 분리된 상태를 나타낸다. 따라서, 이 실시 예에서, 기판(5')은 2 개의 공동(14a 및 14b)을 포함한다. 공동(14a)는 칩(4)을 위해 제공되는 반면, 공동(14b)는 RF 안테나(3)를 위해 제공된다. 이런 이유로 공동(14b)은 선택적으로 저부에 또는 정확히 말하면 공동 금속화부(7)에 메타 물질(8)을 포함한다. 예를 들어, 피드 라인(7z) 또는 비아(9) 또는 접착층(6)과 같은 나머지 요소는 도 2a 및 도 2b의 실시 예의 요소와 유사하다.
도시된 바와 같이, 공동(14a 및 14b)의 깊이는 실시 예에 따라 서로 다를 수 있다. 이때, RF 안테나 요소(3)와 함께 공동 안테나를 형성하는 공동(14b)이 더 깊게 형성된다. 예를 들어, 공동 안테나의 RF 속성도 깊이를 통해 설정된다. 공동(14a)의 깊이는 공동(14a)으로 돌출하는 칩(4)이 충분한 공간을 갖거나 적어도 매립되도록 선택된다.
안테나 공동(14b)의 깊이는 방출되거나 수신된 파장의 원하는 파장에 맞춰질 수 있다. 경우에 따라, 깊이는 타겟 파장의 1/4, 즉 λ/4에 해당할 수 있다. 메타 물질이 사용되는 경우, 공동의 깊이에 대해 다른 값이 유용하게 사용될 수 있다. 본 발명의 구현은 공동 깊이의 가변성을 가능하게 하고, 따라서 시스템의 성능(특히 에너지 효율)이 최적화될 수 있다는 이점이 있다.
도 4a를 참조하면, 이제 제 2 기판이 층 스택으로서 구성되는 실시 예가 도시된다. 도 4a에는, 두 개의 시작 기판이 도시되고 있다. 요소(2, 3, 4)에 관하여, 기판(1)은 도 2a 또는 3a의 기판(1)에 대응한다. 기판(5")은 도 3a의 기판(5')과 유사하고, 기판(5")은 후면측에서, 즉 주 표면(502)에서는 얇다. 여기서, 기판(5")의 박형화는 바람직하게 기판(5")이 웨이퍼 스택(유리 + Si)을 형성하기 위해 기판(1)에 연결될 때 수행된다는 점에 유의해야 한다. 박형화는 공동(14a 및 14b) 또는 적어도 안테나(14b)의 공동이 개방될 때까지 수행된다.
얇은 층 스택은 도 4b에 표시되며 참조 번호 1 + 5"로 제공된다. 박형화 후, 2 개의 공동(14a 및 14b)이 개방될 것이다. 개방 공동(14a 및 14b)은 예를 들어 추가 실리콘 기판 또는 절연 기판과 같은 추가 기판(10)으로 폐쇄될 수 있다. 도시된 실시 예에서, 추가 기판(10)은 접착층(12)을 포함한다. 요소는 공동(14a, 14b)의 영역에 추가로 도입될 수 있다. 하나의 예는, 이미 언급한 바아 같이, RF 안테나(3)와 연관된 공동(14b)를 위한 메타 물질(8)이다. 추가 예는 칩(4)과 관련된 공동(14a) 영역의 열 요소(11)가 된다. 이것은 냉각 표면을 개선하기 위해 예를 들어 RFIC와의 열 접촉 표면을 설정할 수 있다. 이와 관련하여, 예를 들어 안테나를 위한 공동(14a 및 14b)의 저부를 위한 특정 구조가 이 제 3 웨이퍼(10) 상에 구현될 수 있다. 메타 물질에 더하여, 공동 안테나(3+14b)의 추가의 최적화를 보장하는 다른 기하학적 특수 패턴화 금속 층이 또한 제공될 수 있다. 냉각 요소(14)와 칩(4) 사이의 연결 또는 메타 물질(8)을 사용한 공동 안테나의 형성이 도 4c에 도시되어있다. 전체 안테나 모듈에는 참조 번호 300이 제공된다.
도 4b 및 도 4b의 실시 예에 관하여, 다음과 같은 바람직한 구조, 층 스택으로 구성되고 적어도 2 개의 개별 기판을 포함하는 제 2 기판(5', 5")을 개시한다. 여기서, 상기 적어도 2 개의 개별 기판 중 제1 기판은 하나 이상의 공동 또는 개구(한 주 표면에서 다른 주 표면으로)를 포함하는 한편, 상기 적어도 2 개의 개별 기판 중 제 2 기판은 하나 이상의 공동을 형성하기 위해 상기 하나 이상의 개구를 캡슐화하는 역할을 한다. 이와 관련하여, 층 스택으로 구성된 제 1 기판 및 제 2 기판을 결합하면 3 층 웨이퍼 스택이 생성된다. 도 4b 및 도 4c의 최하부 웨이퍼(10)는 반도체 웨이퍼 기술 프로세스의 가능한 최상의 품질/최적의 물질로 안테나 베이스(예를 들어, 메타 물질)의 패터닝을 구성할 수 있는 가능성을 제공한다. 제 2 웨이퍼는 전도 및 절연 특성 측면에서도 최적화된다. 예를 들어, 공동 기판은 절연될 수 있으며; 추가적으로 또는 대안적으로, 리드 기판은 전도성 트레이스/반사기를 생성하기 위한 금속화부를 포함할 수 있다. 반도체 제조 공정을 통해 매우 미세한 미세 구조를 설정하여 RH 특성을 최적화할 수 있다.
상기 실시 예에 따르면, mm 파의 방출이 유리 웨이퍼(1)를 통해 이루어진다. 이러한 맥락에서 흡수 손실을 최소화하기 위해, 유리 웨이퍼(1)는 박형화/연마될 수 있다. 이는 특히 유리 웨이퍼(1)가 박형화 중에 안정화될 때 합리적인 방식으로 가능하다. 이것이 바로 본딩된 Si 웨이퍼(5)가 웨이퍼 스택 내에서 성취하는 바를 보여준다. 얇은 유리 기판(1)은 환경 영향(습도)에 대해 완벽하게 보호하는 역할을 한다. 모든 접점은 TSV(9)를 통해 후면 또는 측면으로 연결된다.
상기 실시 예와 관련하여, 제 2 웨이퍼(5, 5' 및/또는 5")는 바람직하게는 실리콘으로 구성되므로; 표준 반도체 기술의 모든 알려진 패터닝 기술을 제공하고; 본 사건에서 매우 중요한 것은: (건식 에칭 방법으로) 정밀하게 정의된 공동을 제조하고 웨이퍼를 통해 TSV 컨택트를 제조하는 것이다. 또한 Si 웨이퍼의 높은 열전도율이 바람직한데, 이로써 RF 칩으로부터의 우수한 방열이 가능하게 된다. 칩은 플립 칩 기술을 사용하여 전도성 트레이스에 장착되고; 이는 와이어 본드 및 원하지 않는 인덕턴스를 방지한다.
따라서 본 발명의 실시 예는 전자 모듈(100, 200, 300)의 특징을 갖는다. 전자 모듈은 제 1 기판 표면에 장착된 전자 부품(4) 및 제 1 기판 표면에 장착된 안테나(3)를 갖는 비전도성 기판(1)을 포함하고, 전자 모듈은 제 1 표면에 적어도 하나의 공동(13)을 갖는 반도체 기판(5)을 포함하고, 비전도성 기판(1)의 제 1 표면은 반도체 기판(5)의 제 1 표면에 연결되므로, 전자 부품(4) 및 안테나(3)는 적어도 하나의 공동 또는 각각 별개의 공동으로 돌출하게 된다.
전체 패키지(칩 + 안테나)는 "웨이퍼 레벨"에서, 즉, RF 신호를 처리하고 방출/수신하는 다양한 통합 기능을 사용하여 저렴한 비용으로 발생한다. 100GHz 이상의 주파수의 경우 특히 유리한데, 왜냐하면 안테나의 크기는 이제 몇 밀리미터에 불과한데, 즉, 많은 패키지가 동시에 하나의 웨이퍼에 존재하기 때문이다.
제조 방법은 다음과 같이 설명될 수 있다:
제 1 기판 표면 상에 장착된 전자 부품(4)을 갖고 제 1 기판 표면 상에 장착된 안테나(3) 또는 전도성 트레이스 구조(3)를 갖는 비전도성 기판(1)을 제공하는 단계;
제 1 표면에 적어도 하나의 공동(13)을 갖는 (반도전성 또는 절연성) 기판(5)을 제공하는 단계;
비전도성 기판(1)의 제 1 표면을 반도체 기판(5)의 제 1 표면에 연결하여, 전자 부품(4) 및 안테나(3)가 적어도 하나의 공동 또는 각각 별개의 공동으로 돌출할 수 있도록 하는 단계.
일부 측면이 장치의 맥락에서 설명되었지만, 상기 측면은 또한 상응하는 방법의 설명을 나타내는 것으로도 이해되므로, 장치의 블록 또는 구조적 구성 요소는 대응하는 방법 단계 또는 방법 단계의 특징으로 이해되어야 한다. 그것과 유사하게, 방법 단계와 관련하여 또는 방법 단계로서 설명된 측면들은 또한 대응하는 블록의 설명 또는 대응하는 장치의 세부 사항 또는 특징을 나타낸다.

Claims (18)

  1. 안테나 모듈에 있어서,
    제 1 기판(1), 및
    제 1 주 표면에 적어도 하나의 공동(13, 14, 14a, 14b)을 포함하는 제 2 기판(5, 5', 5")
    을 포함하고,
    상기 제 1 기판(1)은 적어도 RF 안테나 요소(3) 및/또는 RF 칩(4) 및/또는 RF 전도성 트레이스를 포함하고, 상기 RF 안테나 요소(3) 및/또는 상기 RF 칩(4) 및/또는 상기 RF 전도성 트레이스는 상기 제 1 기판(1)의 제 1 주 표면 상에 또는 그 내에 배열되고,
    상기 RF 안테나 요소(3) 및/또는 RF 칩(4) 및/또는 RF 전도성 트레이스(7)는 상기 제 1 주 표면으로부터 및/또는 상기 적어도 하나의 공동(13, 14, 14a, 14b)으로 돌출하고, 상기 제 1 기판(1)은 고 저항 기판, 절연 기판이고/이거나 유리 물질, 세라믹 물질 또는 폴리머 물질을 포함하고, 상기 공동(13)은 감소된 폭을 갖는 전기적으로 접촉된 공동 금속화부(7)를 포함하는,
    안테나 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 기판(1)은 제 1 주 표면으로, 상기 제 2 기판(5, 5', 5")의 상기 제 1 주 표면에 연결되는, 안테나 모듈.
  3. 이전 항들 중 어느 한 항에 있어서, 다수 개의 공동(13, 14, 14a, 14b)이 서로 다른 RF 요소와 연관된, 상기 제 2 기판(5, 5', 5")의 상기 제 1 주 표면에 제공되는, 안테나 모듈.
  4. 이전 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 기판(5, 5', 5")이 기판 스택으로 형성되거나,
    상기 제 2 기판(5, 5', 5")은 기판 스택으로 형성되고 상기 기판 스택은 기판(1) 또는 상기 공동(13, 14, 14a, 14b)를 위한 덮개 요소로 작용하는 기판(1)을 포함하는, 안테나 모듈.
  5. 이전 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 기판(5, 5', 5")은 전도성 트레이스, 상기 제 1 주 표면의 전도성 트레이스, 상기 적어도 하나의 공동(13, 14, 14a, 14b)의 전도성 트레이스 및/또는 상기 적어도 하나의 공동(13, 14, 14a, 14b)의 저부 상의 전도성 트레이스를 포함하는, 안테나 모듈.
  6. 이전 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 기판(1)과 상기 제 2 기판(5, 5', 5") 사이의 상기 연결은 접착층, 절연성 접착층 또는 절연층에 의해 형성되는, 안테나 모듈.
  7. 이전 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 기판(5, 5', 5")은 하나 이상의 비아(9) 또는 상기 제 2 기판(5, 5', 5")을 통해 돌출하는 하나 이상의 비아(9)를 포함하는, 안테나 모듈.
  8. 이전 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 기판(5, 5', 5")은 반도체 물질을 포함하는, 안테나 모듈.
  9. 이전 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 공동 금속화부(7)는 상기 공동(13)의 부분 영역을 가로질러 연장되거나 상기 공동 금속화부(7)는 패턴화되는, 안테나 모듈.
  10. 이전 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 1 기판(1) 및/또는 상기 제 2 기판(5, 5', 5")은 얇은 기판으로 형성되는, 안테나 모듈.
  11. 이전 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 공동(13, 14, 14a, 14b)은 공기, 가스 또는 진공으로 채워지는, 안테나 모듈.
  12. 이전 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안테나 모듈은 메타 물질(8), 적어도 하나의 공동(13, 14, 14a, 14b) 내의 메타 물질(8), 적어도 하나의 공동(13, 14, 14a, 14b)의 저부에 배열된 메타 물질(8) 및/또는 상기 RF 안테나 요소(3)와 관련된 메타 물질(8)을 포함하는, 안테나 모듈.
  13. 이전 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 안테나 모듈은 열 요소(11), 상기 적어도 하나의 공동(13, 14, 14a, 14b) 내의 열 요소(11), 상기 적어도 하나의 공동(13, 14, 14a, 14b)의 저부에 배열된 열 요소(11), 및/또는 상기 RF 칩(4)과 관련된 열 요소(11)를 포함하는, 안테나 모듈.
  14. 이전 항들 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제 2 기판(5, 5', 5")은 적어도 2 개의 개별 기판을 포함하는 층 스택으로 구성되거나; 상기 제 2 기판(5, 5', 5")은 적어도 2 개의 개별 기판을 포함하는 층 스택으로 구성되고; 상기 적어도 2 개의 개별 기판 중 제 1 기판은 적어도 상기 적어도 두 개의 개별 기판 중 상기 제 1 기판을 통해 연장되는 하나 이상의 공동 및/또는 하나 이상의 개구를 포함하고, 상기 적어도 2 개의 개별 기판 중 제 2 기판은 상기 하나 이상의 공동을 형성하기 위해 상기 하나 이상의 개구를 캡슐화하는, 안테나 모듈.
  15. 안테나 모듈을 제조하는 방법에 있어서,
    제 1 기판(1)을 제공하는 단계;
    제 1 주 표면에 적어도 하나의 공동(13, 14, 14a, 14b)를 포함하는 제 2 기판(5, 5', 5")을 제공하는 단계 - 상기 제 1 기판(1)은 적어도 RF 안테나 요소(3) 및/또는 RF 칩(4) 및/또는 RF 전도성 트레이스를 포함하고, 상기 RF 안테나 요소 및/또는 상기 RF 칩(4) 및/또는 상기 RF 전도성 트레이스는 상기 제 1 기판(1)의 제 1 주 표면에 배치됨 - ; 및
    상기 RF 안테나 요소(3) 및/또는 상기 RF 칩(4) 및/또는 상기 RF 전도성 트레이스(7)가 상기 제 1 주 표면에서 및/또는 상기 적어도 하나의 공동(13, 14, 14a, 14b))으로 돌출하도록 상기 제 1 기판을 제 1 주 표면으로, 상기 제 2 기판(5, 5', 5")의 상기 제 1 주 표면에 연결하는 단계 - 상기 제 1 기판(1)은 고 저항 기판, 절연 기판이고/이거나 유리 물질, 세라믹 물질 또는 폴리머 물질을 포함하고, 상기 공동(13)은 감소된 폭을 갖는 전기적으로 접촉된 공동 금속화부(7)를 포함함 -
    를 포함하는, 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 연결하는 단계는 플립-칩 기술 또는 전면 대 전면 웨이퍼 본딩을 통해 구현되는, 방법.
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서, 상기 제 2 기판(5, 5', 5")을 제공하는 단계는 상기 적어도 하나의 공동(13, 14, 14a, 14b)을 상기 제 1 주 표면에 통합하기 위한 패턴화, 에칭, 건식 에칭의 단계가 선행되고/되거나;
    상기 제 1 기판 및/또는 상기 제 2 기판(5, 5', 5")을 제공하는 단계는 RF 요소, 전도성 트레이스, 메타 물질(8), 열 요소(11), RF 전도성 트레이스, RF 칩(4) 및/또는 RF 안테나 요소(3)를 상기 제 1 기판(1) 및/또는 제 2 기판(5, 5', 5") 상에 형성하도록 반도체 제조 단계가 선행되는, 방법.
  18. 제 15, 16, 또는 17항에 있어서, 상기 방법은 연결 후에 제 1 기판(1) 및/또는 제 2 기판(5, 5', 5")을 박막화하는 단계를 포함하는, 방법.
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CN114158256A (zh) * 2020-06-17 2022-03-08 株式会社藤仓 无线模块

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6822326B2 (en) 2002-09-25 2004-11-23 Ziptronix Wafer bonding hermetic encapsulation
US7518229B2 (en) 2006-08-03 2009-04-14 International Business Machines Corporation Versatile Si-based packaging with integrated passive components for mmWave applications
US8256685B2 (en) 2009-06-30 2012-09-04 International Business Machines Corporation Compact millimeter wave packages with integrated antennas
TWI441307B (zh) * 2009-08-07 2014-06-11 Sony Corp 內插器、模組及包括該內插器之電子裝置
EP2469592A1 (en) * 2010-12-23 2012-06-27 Karlsruher Institut für Technologie Integrated circuit chip package device
US8901688B2 (en) * 2011-05-05 2014-12-02 Intel Corporation High performance glass-based 60 ghz / mm-wave phased array antennas and methods of making same
CN103618138B (zh) * 2013-12-17 2015-06-03 山西大学 小型化差分微带天线
FR3016988B1 (fr) * 2014-01-29 2017-09-01 Oberthur Technologies Module electronique a double interface de communication
CN205564982U (zh) * 2016-04-15 2016-09-07 西华大学 一种基于超材料结构的微带阵列天线
WO2017209761A1 (en) 2016-06-03 2017-12-07 Intel IP Corporation Wireless module with antenna package and cap package
DE102016212129B4 (de) * 2016-07-04 2022-05-19 Schweizer Electronic Ag Hochfrequenz-Sende-/Empfangselement und Verfahren zur Herstellung eines Hochfrequenz-Sende-/Empfangselementes
US10325850B1 (en) * 2016-10-20 2019-06-18 Macom Technology Solutions Holdings, Inc. Ground pattern for solderability and radio-frequency properties in millimeter-wave packages
DE102017200128A1 (de) 2017-01-05 2018-07-05 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Elektronisches Modul mit integrierter Antenne und Verfahren zur Herstellung
US10396432B2 (en) * 2017-01-23 2019-08-27 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Antenna-integrated radio frequency module
NO345389B1 (en) * 2017-03-15 2021-01-11 Norbit Its Patch antenna feed
CN108879114A (zh) * 2017-05-16 2018-11-23 华为技术有限公司 集成天线封装结构和终端
CN109309276B (zh) * 2017-07-28 2023-02-17 奥特斯奥地利科技与系统技术有限公司 部件承载件的腔体中位于高频电介质上的天线结构
CN108183342A (zh) * 2017-12-25 2018-06-19 天津理工大学 一种基于周期性超材料结构的可调谐微带天线及其设计方法
DE102018202364B4 (de) * 2018-02-15 2022-10-13 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Moduleinheit mit integrierten Antennen und Verfahren zum Herstellen derselben
DE102018205670A1 (de) * 2018-04-13 2019-10-17 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Hermetisch abgedichtete Moduleinheit mit integrierten Antennen

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