KR20210136386A - 안테나 패키지 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
안테나 패키지는 안테나 패턴 및 안테나 패턴과 전기적으로 연결되는 회로 기판을 포함한다. 회로 기판은 코어층, 코어층의 일 면 상에 배치되며 안테나 패턴과 연결되는 일 단부를 갖는 신호 전달 배선, 코어층의 타 면 상에 배치되는 그라운드 층, 및 신호 전달 배선의 일 단부 주변에서 코어층을 관통하며 그라운드 층과 접촉하는 제1 비아 구조물을 포함한다.
Description
본 발명은 안테나 패키지 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 안테나 소자 및 회로 기판을 포함하는 안테나 패키지 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
최근 정보화 사회가 발전함에 따라 와이 파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth) 등과 같은 무선 통신 기술이 화상 표시 장치와 결합되어, 예를 들면 스마트폰 형태로 구현되고 있다. 이 경우, 안테나가 상기 화상 표시 장치에 결합되어 통신 기능이 수행될 수 있다.
최근 이동통신 기술이 진화하면서, 예를 들면, 3G 내지 5G에 해당하는 고주파 혹은 초고주파 대역의 통신을 수행하기 위한 안테나가 상기 화상 표시 장치에 결합될 필요가 있다.
그러나, 안테나의 구동 주파수가 증가하는 경우, 신호 손실이 증가할 수 있으며 전송 경로의 길이가 증가할수록 신호 손실의 정도가 더욱 증가할 수 있다.
또한, 안테나 급전/구동 제어를 위해 구동 집적 회로 칩과 안테나를 전기적으로 연결하기 위해 연성 인쇄 회로 기판(Flexible Printed Circuit Board: FPCB)과 같은 중개 회로 구조를 사용하는 경우, 추가적인 신호 손실, 신호 교란이 발생할 수 있다.
예를 들면, FPCB에 포함된 배선 또는 전극 패턴들에 의해 안테나에 포함된 방사 전극 및/또는 패드를 통한 방사 특성, 임피던스 특성이 교란되거나, 콘택 저항 등에 의해 신호 손실이 발생할 수 있다.
따라서, 중개 회로 구조의 영향으로부터 자유로우며 원하는 고주파수 대역의 방사를 안정적으로 구현하기 위한 안테나 설계가 필요하다. 예를 들면, 한국공개특허 제2013-0095451호는 디스플레이 패널에 일체화된 안테나를 개시하고 있다.
본 발명의 일 과제는 향상된 동작 신뢰성 및 신호 효율성을 갖는 안테나 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 동작 신뢰성 및 신호 효율성을 갖는 안테나 패키지를 포함하는 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.
1. 안테나 패턴; 및 상기 안테나 패턴과 전기적으로 연결되는 회로 기판을 포함하고, 상기 회로 기판은,
코어층; 상기 코어층의 일 면 상에 배치되며 상기 안테나 패턴과 연결되는 일 단부를 갖는 신호 전달 배선; 상기 코어층의 타 면 상에 배치되는 그라운드 층; 및 상기 신호 전달 배선의 상기 일 단부 주변에서 상기 코어층을 관통하며 상기 그라운드 층과 접촉하는 제1 비아 구조물을 포함하는, 안테나 패키지.
2. 위 1에 있어서, 상기 회로 기판은 상기 코어층의 상기 일 면 상에서 상기 신호 전달 배선의 상기 일 단부 주변에 배치된 본딩 패턴을 더 포함하는, 안테나 패키지.
3. 위 2에 있어서, 상기 제1 비아 구조물은 상기 본딩 패턴 및 상기 그라운드 층과 접촉하는, 안테나 패키지.
4. 위 2에 있어서, 상기 안테나 패턴은 너비 방향으로 배열된 복수의 안테나 패턴들을 포함하며, 상기 신호 전달 배선은 상기 안테나 패턴들과 각각 연결되는 복수의 신호 전달 배선들을 포함하는, 안테나 패키지.
5. 위 4에 있어서, 복수의 상기 본딩 패턴들이 상기 너비 방향을 따라 상기 신호 전달 배선들과 이격되도록 배열되고, 복수의 상기 제1 비아 구조물들이 상기 본딩 패턴들과 접촉하며 상기 너비 방향을 따라 배열되어 제1 비아 행을 형성하는, 안테나 패키지.
6. 위 2에 있어서, 상기 안테나 패턴은 방사 전극, 상기 방사 전극으로부터 연장되는 전송 선로, 상기 전송 선로의 말단에 형성된 신호 패드 및 상기 신호 패드 주변에 배치된 안테나 그라운드 패드를 포함하고,
상기 신호 전달 배선은 상기 신호 패드와 전기적으로 연결되고, 상기 본딩 패턴은 상기 안테나 그라운드 패드와 전기적으로 연결되는, 안테나 패키지.
7. 위 1에 있어서, 상기 회로 기판은 상기 신호 전달 배선의 프로파일을 따라 상기 신호 전달 배선 주변에 배열되며, 상기 코어층을 관통하여 상기 그라운드 층과 접촉하는 제2 비아 구조물들을 더 포함하는, 안테나 패키지.
8. 위 7에 있어서, 상기 회로 기판은 상기 제2 비아 구조물들이 상기 신호 전달 배선의 연장 방향을 따라 배열되어 형성된 제2 비아 열들을 포함하며,
상기 제2 비아 열들이 복수의 상기 신호 전달 배선들 사이에 배치되는, 안테나 패키지.
9. 위 1에 있어서, 상기 회로 기판은 상기 코어층의 상기 일 면 상에서 상기 신호 전달 배선의 타단부의 주변에 배치되는 그라운드 패턴을 더 포함하는, 안테나 패키지.
10. 위 9에 있어서, 상기 회로 기판은 상기 코어층을 관통하며 상기 그라운드 패턴 및 상기 그라운드 층과 접촉하는 제3 비아 구조물을 더 포함하는, 안테나 패키지.
11. 위 10에 있어서, 상기 회로 기판은 복수의 상기 제3 비아 구조물들이 상기 신호 전달 배선의 연장 방향 또는 상기 그라운드 패턴의 연장 방향을 따라 배열되어 형성된 제3 비아 열을 포함하는, 안테나 패키지.
12. 위 11에 있어서, 복수의 상기 제3 비아 열들이 상기 신호 전달 배선들 사이에 배치되는, 안테나 패키지.
13. 위 1에 있어서, 상기 신호 전달 배선의 타단부와 전기적으로 연결되는 안테나 구동 집적 회로(IC) 칩을 더 포함하는, 안테나 패키지.
14. 위 13에 있어서, 상기 신호 전달 배선의 상기 타단부 및 상기 안테나 구동 IC 칩 사이에 배치된 중개 회로 기판을 더 포함하는, 안테나 패키지.
15. 위 14에 있어서, 상기 회로 기판은 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)을 포함하고, 상기 중개 회로 기판은 리지드(rigid) 인쇄 회로 기판을 포함하는, 안테나 패키지.
16. 상술한 실시예들의 안테나 패키지를 포함하는, 화상 표시 장치.
본 발명의 실시예들에 따르는 안테나 소자 및 회로 기판을 포함하는 안테나 패키지에 있어서, 회로 기판은 서로 마주보며 중첩하는 그라운드 층 및 신호 전달 배선들을 포함할 수 있다, 이에 따라, 상기 신호 전달 배선에 대한 유전 특성이 균일하게 유지될 수 있다. 또한, 상기 그라운드 층에 의해 상기 신호 전달 배선 주변에서의 전계 생성이 촉진되어 안테나 패턴으로부의 급전/신호 전달 효율이 향상될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 회로 기판의 안테나 본딩 패턴 및 상기 그라운드 층을 서로 연결시키는 비아 구조물을 형성할 수 있다. 비아 구조물을 통해 본딩 영역에서의 노이즈 흡수/차단 효율 및 전계 생성이 보다 촉진되어 신호/급전 손실을 억제하면서 안테나 신호/방사 효율을 증가시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 평면도 및 단면도이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 4 및 도 5는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 평면도들이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 화상 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 4 및 도 5는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 평면도들이다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 화상 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
본 발명의 실시예들은 안테나 패턴, 및 신호 전달 배선 및 그라운드 층을 포함하는 회로 기판이 결합된 안테나 패키지를 제공한다. 또한, 상기 안테나 패키지를 포함하는 화상 표시 장치를 제공한다.
이하 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예들을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
본 출원에서 사용된 용어 "제1", "제2", "상부", "하부", "상면", "저면" 등의 용어는 절대적인 위치를 지정하는 것이 아니라 상이한 구성들을 구분하거나, 구성간의 상대적 위치를 구별하기 위해 사용된다.
도 1 및 도 2는 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 평면도 및 단면도이다. 설명의 편의를 위해, 도 1에서 안테나 유전층(110)의 도시는 생략되었다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 안테나 패키지는 안테나 소자(100) 및 회로 기판(200)을 포함한다. 회로 기판(200)은 코어층(230), 회로 배선층(210) 및 그라운드 층(250)을 포함하며, 회로 배선층(210) 및 안테나 소자(100)에 포함된 안테나 패턴이 전기적으로 연결될 수 있다.
안테나 소자(100)는 안테나 유전층(110) 및 안테나 유전층(110) 상에 배치된 안테나 전극층(120)을 포함할 수 있다.
안테나 유전층(110)은 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지; 우레탄계 또는 아크릴우레탄계 수지; 실리콘 계 수지 등을 포함하는 투명 수지 필름을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
안테나 유전층(110)은 광학 투명 점착제(Optically clear Adhesive: OCA), 광학 투명 수지(Optically Clear Resin: OCR) 등과 같은 점접착성 물질을 포함할 수도 있다. 일부 실시예들에 있어서, 안테나 유전층(110)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 글래스 등과 같은 무기 절연 물질을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 유전층(110)의 유전율은 약 1.5 내지 12 범위로 조절될 수 있다. 상기 유전율이 약 12를 초과하는 경우, 구동 주파수가 지나치게 감소하여, 원하는 고주파 대역에서의 구동이 구현되지 않을 수 있다.
안테나 전극층(120)은 안테나 유전층(110)의 일 면 상에 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 안테나 전극층(120)은 방사 전극(122)을 포함하는 안테나 패턴을 포함할 수 있다.
상기 안테나 패턴은 전송 선로(124), 신호 패드(126) 및 안테나 그라운드 패드(125)를 더 포함할 수 있다. 방사 전극(122)은 예를 들면, 다각형 플레이트 형상을 가지며, 전송 선로(124)는 방사 전극(122)의 일변으로부터 연장되어 신호 패드(126)와 전기적으로 연결될 수 있다. 전송 선로(124)는 방사 전극(122)과 실질적으로 일체의 단일 부재로서 형성될 수 있다.
신호 패드(126)는 전송 선로(124)의 일단부와 연결될 수 있다. 신호 패드(126)는 전송 선로(124)와 실질적으로 일체의 부재로 제공되며, 전송 선로(124)의 말단부가 신호 패드(126)로 제공될 수도 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 한 쌍의 안테나 그라운드 패드들(125)이 전송 선로(124) 또는 신호 패드(126)를 사이에 두고 서로 마주보며 배치될 수 있다. 안테나 그라운드 패드(125)는 전송 선로(124) 및 신호 패드(126)와는 전기적, 물리적으로 분리될 수 있다.
예시적인 실시예들에 있어서, 방사 전극(122)을 통해 실질적으로 수직 방사(예를 들면, 안테나 소자(100)의 두께 방향으로 방사)가 구현될 수 있다. 또한, 안테나 그라운드 패드(125)들이 서로 마주보며 방사 전극(122)에 인접하여 배치됨에 따라, 안테나 그라운드 패드(125)에 의한 수평 방사가 구현될 수 있다.
상술한 안테나 패턴은 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 주석(Sn), 몰리브덴(Mo), 칼슘(Ca) 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 안테나 패턴은 저저항 구현을 위해 은(Ag) 또는 은 합금(예를 들면, 은-팔라듐-구리(APC) 합금)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 안테나 패턴은 저저항 및 미세 선폭 패터닝을 고려하여 구리(Cu) 또는 구리 합금(예를 들면, 구리-칼??(CuCa) 합금)을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 패턴은 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 인듐아연주석 산화물(ITZO), 아연 산화물(ZnOx)과 같은 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 패턴은 투명 도전성 산화물 층 및 금속층의 적층 구조를 포함할 수 있으며, 예를 들면, 투명 도전성 산화물 층-금속층-투명 도전성 산화물 층의 3층 구조를 가질 수도 있다. 이 경우, 상기 금속층에 의해 플렉시블 특성이 향상되면서, 저항을 낮추어 신호 전달 속도가 향상될 수 있으며, 상기 투명 도전성 산화물 층에 의해 내부식성, 투명성이 향상될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 방사 전극(122) 및 전송 선로(124)는 투과율 향상을 위해 메쉬-패턴 구조를 포함할 수 있다. 이 경우, 방사 전극(122) 및 전송 선로(124) 주변에는 더미 메쉬 전극(미도시)이 형성될 수도 있다.
신호 패드(126) 및 안테나 그라운드 패드(125)는 급전 저항 감소, 노이즈 흡수 효율 및 수평 방사 특성 향상 등을 고려하여 상술한 금속 또는 합금으로 형성된 속이 찬(solid) 패턴일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 그라운드 패드(125)의 적어도 일부는 속이 찬 패턴 구조를 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 안테나 그라운드 패드(125) 중 상기 방사 전극과 인접한 일부는 메쉬-패턴 구조를 가질 수도 있다. 예를 들면, 안테나 그라운드 패드(125)는 방사 전극(122)을 향해 추가적으로 연장되어 방사 전극(122)과 함께 화상 표시 장치의 표시 영역 내에 배치될 수도 있다.
이 경우, 안테나 그라운드 패드(125)의 상기 표시 영역 내에 배치되는 부분은 상기 메쉬-패턴 구조를 가질 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 유전층(110)의 상기 일면과 마주보는 타면 상에는 안테나 그라운드 층(130)이 배치될 수 있다. 안테나 그라운드 층(130)은 안테나 유전층(110)을 사이에 두고 방사 전극(122)과 마주보도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 방사 전극(122)을 통한 수직 방사가 촉진될 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 안테나 그라운드 층(130)은 안테나 전극층(120)의 일부와 두께 방향으로 중첩될 수 있다. 예를 들면, 안테나 그라운드 층(130)은 안테나 그라운드 패드(125)와는 평면 방향에서 중첩되지 않을 수 있다. 이에 따라, 안테나 그라운드 패드(125)에 의한 수평 방사의 효율 또는 집중도가 향상될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 안테나 패키지가 삽입되는 디스플레이 장치의 도전성 부재가 안테나 그라운드 층(130)으로 제공될 수도 있다.
상기 도전성 부재는 예를 들면, 디스플레이 패널에 포함된 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극, 스캔 라인 또는 데이터 라인과 같은 각종 배선, 또는 화소 전극, 공통 전극과 같은 각종 전극 등을 포함할 수 있다.
회로 기판(200)은 상기 안테나 패턴의 신호 패드(126)를 통해 안테나 소자(100)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 회로 기판(200)은 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)일 수 있다.
회로 기판(200)은 코어층(230), 회로 배선층(210) 및 그라운드 층(250)을 포함할 수 있다.
코어층(230)은 예를 들면, 폴리이미드 수지, MPI(Modified Polyimide), 에폭시 수지, 폴리 에스테르, 시클로 올레핀 폴리머(COP), 액정 폴리머(LCP) 등과 같은 유연성 수지를 포함할 수 있다.
회로 배선층(210)은 코어층(230)의 일면(도 2에 도시된 코어층(230)의 상면) 상에 형성되며, 신호 전달 배선(212) 및 본딩 패턴 (214)을 포함할 수 있다.
신호 전달 배선(212)은 상기 안테나 패턴의 신호 패드(126)와 전기적으로 연결될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 복수의 상기 안테나 패턴들이 너비 방향을 따라 배열되며, 복수의 신호 전달 배선들(212)이 상기 안테나 패턴의 신호 패드(126) 각각과 전기적으로 연결될 수 있다.
본딩 패턴(214)은 상기 안테나 패턴의 안테나 그라운드 패드(125)와 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 한 쌍의 본딩 패턴들(214)이 신호 전달 배선(212)의 일 단부를 사이에 두고 서로 마주보도록 배치되며, 각각 안테나 그라운드 패드(125)와 전기적으로 연결될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 본딩 패턴(214)은 평면 방향에서 서로 다른 안테나 패턴에 포함된 안테나 그라운드 패드들(125)(예를 들면, 이웃하는 2개의 안테나 그라운드 패드들(125))과 함께 중첩될 수도 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 회로 배선층(210) 및 안테나 전극층(120)은 도전성 중개 구조(150)을 통해 서로 접합될 수 있다. 예를 들면, 도전성 중개 구조(150)는 이방성 도전 필름(ACF)을 포함할 수 있다.
이 경우, 도전성 중개 구조(150)를 회로 기판(200) 및 안테나 소자(100)가 중첩되는 영역(예를 들면, 본딩 영역)에 삽입하고, 회로 기판(200) 및 안테나 소자(100)를 서로 가열 압착할 수 있다.
이에 따라, 도전성 중개 구조(150)를 통해 신호 전달 배선(212) 및 신호 패드(126)가 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 도전성 중개 구조(150)을 통해 본딩 패턴(214) 및 안테나 그라운드 패드(125)가 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 평면 방향에서 안테나 그라운드 패드(125) 및 본딩 패턴(214)은 서로 부분적으로 중첩될 수 있다. 본딩 패턴(214)은 도전성 중개 구조(150)를 통한 본딩 밀착성을 향상시키기 위한 본딩 패드로 제공될 수 있다. 또한, 본딩 패턴(214)은 신호 전달 배선(212) 주변의 노이즈 차폐/흡수를 위한 그라운드 패턴으로 기능할 수도 있다. 본딩 패턴(214)은 상기 본딩 영역에서 신호 전달 배선(212) 주변에 배치된 플로팅(floating) 패턴 또는 섬(island) 패턴 형상을 가질 수 있다.
본 출원에 사용된 용어, "본딩 패턴"은 특정 형상을 갖는 안테나 그라운드 패드(125)와의 본딩을 위한 도전 구조물을 특별한 제한 없이 지칭하기 위해 사용되며, 도금 공정, 증착 공정, 식각 공정 등 다양한 공정을 통해 형성되는 구조물을 포괄하는 의미로 사용된다.
그라운드 층(250)은 코어층(230)의 상기 일면과 마주보는 타면(예를 들면, 도 2에서 코어층(230)의 저면) 상에 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 그라운드 층(250)은 두께 방향으로 본딩 패턴들(214) 및 신호 전달 배선(212)과 중첩될 수 있다. 그라운드 층(250)은 회로 기판(200)에 포함된 신호 전달 배선들(212) 및 본딩 패턴들(214)과 공통적으로 중첩되도록 연속적으로 연장할 수 있다.
그라운드 층(250)이 신호 전달 배선들(212)과 마주보도록 공통적으로 중첩되므로, 예를 들면 신호 전달 배선(212)에 대한 코어층(230)의 유전 특성이 균일하게 유지될 수 있다. 또한, 그라운드 층(250)에 의해 신호 전달 배선(212) 주변에서의 전계 생성이 촉진되어 상기 안테나 패턴으로부의 급전/신호 전달 효율이 향상될 수 있다.
그라운드 층(250)은 신호 전달 배선(212)을 향해 입력되는 노이즈를 차폐하는 블로킹 층으로 기능할 수도 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 그라운드 층(250) 및 본딩 패턴(214)은 비아(via) 구조물(270)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 비아 구조물(270)은 코어층(230)을 관통하며 그라운드 층(250) 및 본딩 패턴(214)을 서로 전기적으로 연결시킬 수 있다.
비아 구조물(270)을 통해 그라운드 층(250) 및 본딩 패턴(214)이 서로 연결됨에 따라, 본딩 영역에서의 노이즈 흡수/차단 효율이 증가되어 안테나 소자(100)로의 급전/신호 전달 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한, 비아 구조물들(270)이 상기 본딩 영역 주변에 분포함에 따라 상기 안테나 패턴과 인접한 영역에서의 전계 생성이 보다 촉진되어 신호/급전 손실을 억제하면서 안테나 신호/방사 효율을 증가시킬 수 있다.
예를 들면, 본딩 패턴(214), 코어층(230) 및 그라운드 층(250)을 함께 관통하는 쓰루 홀(through hole)을 형성할 수 있다. 상기 쓰루 홀 내에 도금 공정 등을 통해 도전 물질을 충진하여 비아 구조물(270)을 형성할 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 본딩 패턴(214)에 대해 2 이상의 비아 구조물들(270)이 연결될 수 있으며, 복수의 비아 구조물들(270) 상기 본딩 영역에서 너비 방향을 따라 배열되어 비아 행을 형성할 수 있다. 이에 따라, 상기 본딩 영역에서의 전계 생성이 보다 촉진될 수 있다.
상기 안테나 패키지는 안테나 구동 집적 회로(IC) 칩(290)을 더 포함할 수 있다. 안테나 구동 IC 칩(290)을 통해 신호 전달 배선(212)을 통한 상기 안테나 패턴으로의 급전/신호 전달이 제어될 수 있다.
예를 들면, 회로 기판(200)의 타단부 및 안테나 구동 IC 칩(290) 사이에는 중개 회로 기판(280)이 배치되어 회로 기판(200) 및 안테나 구동 IC 칩(290)을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 중개 회로 기판(280)은 예를 들면, 리지드(rigid) 인쇄 회로 기판일 수 있다. 예를 들면, 중개 회로 기판(280)은 프리프레그(prepreg) 기판 내에 형성된 중개 회로 패턴을 포함할 수 있다.
상술한 신호 전달 배선(212), 본딩 패턴(214), 비아 구조물(270) 및 그라운드 층(250)은 금속 또는 합금과 같은 저저항 도전 물질을 포함할 수 있다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 3을 참조하면, 비아 구조물들(270)은 제1 비아 구조물들(270a) 및 제2 비아 구조물들(270b)을 포함할 수 있다. 제1 비아 구조물들(270a)은 상술한 바와 같이, 상기 본딩 영역 내에서 또는 상기 본딩 영역 주변에서 그라운드 층(250) 및 본딩 패턴(214)과 서로 접촉할 수 있다.
제2 비아 구조물들(270b)은 신호 전달 배선들(212) 주변에 배열될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제2 비아 구조물들(270b)은 신호 전달 배선(212)과 이격 또는 분리되며, 신호 전달 배선(212)의 프로파일을 따라 연속적으로 배열될 수 있다. 제2 비아 구조물(270b)은 코어층(230)을 관통하며 그라운드 층(250)과 접촉할 수 있다.
예를 들면, 제2 비아 구조물들(270b)은 신호 전달 배선(212)과 실질적으로 평행한 방향 또는 신호 전달 배선(212)의 연장 방향을 따라 배열될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 비아 구조물들(270a)은 너비 방향으로 배열되어 제1 비아 행을 형성할 수 있다. 제2 비아 구조물들(270b)은 신호 전달 배선(212)을 따라 연속적으로 배열되어 제2 비아 열을 형성할 수 있다. 예를 들면, 복수의 제2 비아 열들이 상기 너비 방향을 따라 배열될 수 있다. 상기 제2 비아 열은 인접한 신호 전달 배선들(212) 사이에 배치될 수 있다.
상술한 예시적인 실시예들에 따르면, 제2 비아 구조물들(270b)이 신호 전달 배선(212) 주변에 형성됨에 따라, 신호 전달 배선들(212) 사이의 상호 간섭/노이즈가 차폐되어 안테나 패턴들간의 독립성/신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제2 비아 구조물들(270b)에 의해 신호 전달 배선(212)을 통한 전계 생성이 추가적으로 촉진되어 상기 안테나 패턴을 향한 급전/신호 방향성이 증진될 수 있다.
도 4 및 도 5는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 평면도들이다. 도 1 및 도 2를 참조로 설명한 바와 실질적으로 동일하거나 유사한 구성 및/또는 구조에 대한 상세한 설명은 생략된다.
도 4를 참조하면, 도 1을 참조로 설명한 바와 같이, 회로 기판(200)의 일단부는 안테나 패턴들과 본딩되며, 회로 기판(200)의 타단부는 안테나 구동 IC 칩(290)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 회로 기판(200)의 타단부는 안테나 구동 IC 칩(290)과 결합되는 칩 실장 영역을 포함할 수 있다.
회로 기판(200)의 회로 배선층(210)은 신호 전달 배선들(212)의 말단부들의 주변에 배치된 그라운드 패턴(216)을 더 포함할 수 있다. 그라운드 패턴(216)은 인접한 신호 전달 배선들(212) 사이에도 배치되어 상기 칩 실장 영역에서의 신호 노이즈를 흡수 또는 차폐할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 비아 구조물들(270)은 제3 비아 구조물(270c)를 더 포함할 수 있다. 제3 비아 구조물(270c)은 코어층(230)을 관통하여 그라운드 패턴(216) 및 그라운드 층(250)과 접촉할 수 있다.
상기 칩 실장 영역 내에서 또는 상기 칩 실장 영역 주변에서 제3 비아 구조물들(270c)이 배열됨에 따라, 안테나 구동 IC 칩(290)과 인접한 영역에서의 전계 생성이 촉진될 수 있다. 따라서, 제1 비아 구조물들(270a) 및 제3 비아 구조물들(270c)을 통해 회로 기판(200)의 일단부 및 타단부에서 각각 전계 생성, 방향성이 증진되어 안테나 패키지의 전체적인 신호 효율성이 향상될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 하나의 그라운드 패턴(216)에 2 이상의 제3 비아 구조물들(270c)이 형성될 수 있다. 예를 들면, 신호 전달 배선(212) 또는 그라운드 패턴(216)의 연장 방향을 따라 2 이상의 제3 비아 구조물들(270c)이 배열되어 제3 비아 열이 형성될 수 있다. 또한, 복수의 상기 제3 비아 열들이 너비 방향을 따라 신호 전달 배선(212)의 말단부 주변에 배열될 수 있다.
회로 기판(200)의 상기 타단부에서 그라운드 층(250)은 평면 방향에서 그라운드 패턴(216)을 실질적으로 전체적으로 덮을 수 있다.
도 5를 참조하면, 그라운드 층(250)은 평면 방향에서 그라운드 패턴(216)의 말단부와는 중첩되지 않을 수 있다. 예를 들면, 그라운드 패턴(216)은 평면 방향에서 그라운드 층(250)으로부터 돌출될 수 있다. 이 경우, 안테나 구동 IC 칩(290)으로부터 생성되는 급전/신호의 전달이 그라운드 층(250)에 의해 부분적으로 교란되는 것을 억제할 수 있다.
도 6은 예시적인 실시예들에 따른 화상 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 6을 참조하면, 화상 표시 장치(300)는 예를 들면, 스마트 폰 형태로 구현될 수 있으며, 도 6은 화상 표시 장치(300)의 전면부 또는 윈도우 면을 도시하고 있다. 화상 표시 장치의 전면부는 표시 영역(310) 및 주변 영역(320)을 포함할 수 있다. 주변 영역(320)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 차광부 또는 베젤부에 해당될 수 있다
상술한 안테나 패키지에 포함된 안테나 소자(100)는 화상 표시 장치의 전면부에 배치될 수 있으며, 예를 들면 디스플레이 패널 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 방사 전극(122)은 표시 영역(310)과 적어도 부분적으로 중첩될 수도 있다.
이 경우, 방사 전극(122)은 메쉬-패턴 구조를 포함할 수 있으며, 방사 전극(122)에 의한 투과율 저하를 방지할 수 있다. 상기 안테나 패키지에 포함된 안테나 구동 IC 칩(290)은 표시 영역(310)에서의 이미지 품질 저하 방지를 위해 주변 영역(320)에 배치될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 회로 기판(200)을 통해 상기 안테나 패키지가 굴곡되어 예를 들면, 중개 회로 기판(280) 및 안테나 구동 IC 칩(290)은 화상 표시 장치(300)의 배면부에 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이, 회로 기판(200)의 그라운드 층(250) 및 비아 구조물(270) 설계를 통해 안테나 구동 IC 칩(290)으로부터의 신호 신뢰성을 증진시키면서 신호 손실이 억제된 고효율 안테나 방사가 구현될 수 있다.
100: 안테나 소자
110: 안테나 유전층
120: 안테나 전극층 122: 방사 전극
124: 전송 선로 125: 안테나 그라운드 패드
126: 신호 패드 130: 안테나 그라운드 층
200: 회로 기판 210: 회로 배선층
212: 신호 전달 배선 214: 본딩 패턴
216: 그라운드 패턴 230: 코어층
250: 그라운드 층 270: 비아 구조물
120: 안테나 전극층 122: 방사 전극
124: 전송 선로 125: 안테나 그라운드 패드
126: 신호 패드 130: 안테나 그라운드 층
200: 회로 기판 210: 회로 배선층
212: 신호 전달 배선 214: 본딩 패턴
216: 그라운드 패턴 230: 코어층
250: 그라운드 층 270: 비아 구조물
Claims (16)
- 안테나 패턴; 및
상기 안테나 패턴과 전기적으로 연결되는 회로 기판을 포함하고,
상기 회로 기판은,
코어층;
상기 코어층의 일 면 상에 배치되며 상기 안테나 패턴과 연결되는 일 단부를 갖는 신호 전달 배선;
상기 코어층의 타 면 상에 배치되는 그라운드 층; 및
상기 신호 전달 배선의 상기 일 단부 주변에서 상기 코어층을 관통하며 상기 그라운드 층과 접촉하는 제1 비아 구조물을 포함하는, 안테나 패키지. - 청구항 1에 있어서, 상기 회로 기판은 상기 코어층의 상기 일 면 상에서 상기 신호 전달 배선의 상기 일 단부 주변에 배치된 본딩 패턴을 더 포함하는, 안테나 패키지.
- 청구항 2에 있어서, 상기 제1 비아 구조물은 상기 본딩 패턴 및 상기 그라운드 층과 접촉하는, 안테나 패키지.
- 청구항 2에 있어서, 상기 안테나 패턴은 너비 방향으로 배열된 복수의 안테나 패턴들을 포함하며, 상기 신호 전달 배선은 상기 안테나 패턴들과 각각 연결되는 복수의 신호 전달 배선들을 포함하는, 안테나 패키지.
- 청구항 4에 있어서, 복수의 상기 본딩 패턴들이 상기 너비 방향을 따라 상기 신호 전달 배선들과 이격되도록 배열되고,
복수의 상기 제1 비아 구조물들이 상기 본딩 패턴들과 접촉하며 상기 너비 방향을 따라 배열되어 제1 비아 행을 형성하는, 안테나 패키지. - 청구항 2에 있어서, 상기 안테나 패턴은 방사 전극, 상기 방사 전극으로부터 연장되는 전송 선로, 상기 전송 선로의 말단에 형성된 신호 패드 및 상기 신호 패드 주변에 배치된 안테나 그라운드 패드를 포함하고,
상기 신호 전달 배선은 상기 신호 패드와 전기적으로 연결되고, 상기 본딩 패턴은 상기 안테나 그라운드 패드와 전기적으로 연결되는, 안테나 패키지. - 청구항 1에 있어서, 상기 회로 기판은 상기 신호 전달 배선의 프로파일을 따라 상기 신호 전달 배선 주변에 배열되며, 상기 코어층을 관통하여 상기 그라운드 층과 접촉하는 제2 비아 구조물들을 더 포함하는, 안테나 패키지.
- 청구항 7에 있어서, 상기 회로 기판은 상기 제2 비아 구조물들이 상기 신호 전달 배선의 연장 방향을 따라 배열되어 형성된 제2 비아 열들을 포함하며,
상기 제2 비아 열들이 복수의 상기 신호 전달 배선들 사이에 배치되는, 안테나 패키지. - 청구항 1에 있어서, 상기 회로 기판은 상기 코어층의 상기 일 면 상에서 상기 신호 전달 배선의 타단부의 주변에 배치되는 그라운드 패턴을 더 포함하는, 안테나 패키지.
- 청구항 9에 있어서, 상기 회로 기판은 상기 코어층을 관통하며 상기 그라운드 패턴 및 상기 그라운드 층과 접촉하는 제3 비아 구조물을 더 포함하는, 안테나 패키지.
- 청구항 10에 있어서, 상기 회로 기판은 복수의 상기 제3 비아 구조물들이 상기 신호 전달 배선의 연장 방향 또는 상기 그라운드 패턴의 연장 방향을 따라 배열되어 형성된 제3 비아 열을 포함하는, 안테나 패키지.
- 청구항 11에 있어서, 복수의 상기 제3 비아 열들이 상기 신호 전달 배선들 사이에 배치되는, 안테나 패키지.
- 청구항 1에 있어서, 상기 신호 전달 배선의 타단부와 전기적으로 연결되는 안테나 구동 집적 회로(IC) 칩을 더 포함하는, 안테나 패키지.
- 청구항 13에 있어서, 상기 신호 전달 배선의 상기 타단부 및 상기 안테나 구동 IC 칩 사이에 배치된 중개 회로 기판을 더 포함하는, 안테나 패키지.
- 청구항 14에 있어서, 상기 회로 기판은 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)을 포함하고, 상기 중개 회로 기판은 리지드(rigid) 인쇄 회로 기판을 포함하는, 안테나 패키지.
- 청구항 1의 안테나 패키지를 포함하는, 화상 표시 장치.
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