KR20220003902A - 솔더 기판 조립체 - Google Patents

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KR20220003902A
KR20220003902A KR1020200081729A KR20200081729A KR20220003902A KR 20220003902 A KR20220003902 A KR 20220003902A KR 1020200081729 A KR1020200081729 A KR 1020200081729A KR 20200081729 A KR20200081729 A KR 20200081729A KR 20220003902 A KR20220003902 A KR 20220003902A
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Abstract

본 발명은 솔더 기판 조립체에 관한 것으로서, 특히, 다수의 전장부품, 상기 다수의 전장부품이 전면에 솔더링되도록 다수의 회로 패턴부가 형성된 메인 보드 및 상기 다수의 회로 패턴부 중 적어도 일부에 위치된 후 용융되어 상기 다수의 전장부품의 후면과 상기 메인 보드의 전면을 상호 솔더링하는 솔더 용융체를 포함하고, 상기 다수의 전장부품에는, 상기 다수의 전장부품과 상기 메인 보드 사이 공간으로써, 상기 솔더 용융체가 결합되는 솔더 공간을 유지시키는 솔더공간 형성부가 일체로 형성되어, 결합 평탄도를 유지함으로써 조립 공정 및 필터 성능의 신뢰성을 향상시키는 이점을 제공한다.

Description

솔더 기판 조립체{SOLDERING PRINTED CIRCUIT BOARD ASSEMBLY}
본 발명은 솔더 기판 조립체에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 5G 무선 중계 장치에 포함되는 세라믹 도파관 필터(Ceramic Waveguide Filter)의 기판 접합성이 향상된 솔더 기판 조립체에 관한 것이다.
4G(4세대) 통신 시스템 상용화 이후 증가 추세에 있는 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5세대) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 이러한 이유로, 5G 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템은 4G 네트워크 이후(Beyond 4G Network) 통신 시스템 또는 LTE(Long Term Evolution) 시스템 이후(Post LTE) 시스템이라 불리어지고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(예를 들어, 60기가(60GHz) 대역과 같은)에서의 구현이 고려되고 있다. 초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 전차원 다중 입출력(Full Dimensional MIMO, FD-MIMO), 어레이 안테나(array antenna), 아날로그 빔포밍(analog beamforming) 및 대규모 안테나(large scale antenna) 기술들이 논의되고 있다.
특히, 어레이 안테나 기술은, 원 보드 형태의 메인 보드의 전면에 안테나 요소 중 하나인 다수의 필터 및 안테나 소자를 집약적으로 실장하여야 하는 한편, 다수의 수신 채널 및 송신 채널 사이의 임피던스 매칭 설계를 위하여 물리적으로 고도의 정밀성을 요구하는 소자 배열 기술이다. 최근 5G 통신 시스템 시장에서 어레이 안테나들 중 주파수 필터링 설계가 용이하고 제작이 쉬운 세라믹 도파관 필터(Ceramic Waveguide Filter)의 수요가 증가하고 있는 추세이고, 세라믹 도파관 필터의 수요량에 맞춰 공급하기 위한 대량 생산 기술이 요구되고 있다.
그런데, 종래의 5G 무선 중계 장치의 일 예에 있어서, 메인 보드의 일면에 대한 다수의 필터(특히, CWF)의 솔더 조립 방식은, 메인 보드에 대한 필터의 평형 유지가 어렵고, 필터의 평형 유지를 위해 별도의 스페이서를 제작하여야 하는 문제점이 있다.
또한, 종래의 5G 무선 중계 장치의 일 예는, 메인 보드의 일면에 다수의 필터를 납 재질과 같은 솔더 재질을 이용하여 자유 상태로 솔더링되는 점에서 외부 응력 변화에 취약하여 크랙 발생이 쉽고, 필터의 사용 수명을 단축시키는 문제점으로 이어진다.
아울러, 종래의 5G 무선 중계 장치의 일 예는, 다수의 필터 각각에 신호를 입력하기 위한 입력 포스트 및 신호를 출력하기 위한 출력 포스트를 마련하고, 각각의 포스트에 입력 단자핀 및 출력 단자핀을 납땜(솔더링) 방식으로 연결하여 각 포트를 구현하기 때문에 그 제조가 복잡하여 생산성이 저하됨은 물론, 납땜 부위가 늘어나는 바 상술한 바와 같은 문제로 제품의 신뢰성이 저하될 수 있다.
본 발명은 상기한 기술적 과제를 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 필터 성능 저하를 방지할 수 있는 솔더 기판 조립체를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
아울러, 본 발명은 대량 생산이 가능하면서도 임피던스 부정합을 방지할 수 있는 솔더 기판 조립체를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 외부 응력 변화에 따른 크랙 발생을 방지하고, 필터의 수명을 향상시킬 수 있는 솔더 기판 조립체를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 입력 포트 및 출력 포트를 구현함에 있어서 별도의 단자 핀을 삭제하여 제품의 생산성 및 신뢰성을 담보하는 솔더 기판 조립체를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 솔더 기판 조립체의 일 실시예는, 다수의 전장부품, 상기 다수의 전장부품이 전면에 솔더링되도록 다수의 회로 패턴부가 형성된 메인 보드 및 상기 다수의 회로 패턴부 중 적어도 일부에 위치된 후 용융되어 상기 다수의 전장부품의 후면과 상기 메인 보드의 전면을 상호 솔더링하는 솔더 용융체를 포함하고, 상기 다수의 전장부품에는, 상기 다수의 전장부품과 상기 메인 보드 사이 공간으로써, 상기 솔더 용융체가 결합되는 솔더 공간을 유지시키는 솔더공간 형성부가 일체로 형성된다.
여기서, 상기 솔더공간 형성부는, 상기 다수의 전장부품의 후면보다 상기 메인 보드의 전면을 향하여 기설정된 길이만큼 더 돌출되는 돌기 형태로 구비될 수 있다.
또한, 상기 솔더공간 형성부는, 상기 다수의 전장부품의 재질과 동일한 재질로 일체 사출 성형될 수 있다.
또한, 상기 다수의 전장부품은, 상기 메인 보드에 추가 실장된 RF 급전 네트워크 부품들에 의한 전원 공급 제어를 통해 특정 주파수 대역에서의 필터링이 되도록 구비된 세라믹 도파관 필터(Ceramic Waveguide Filter, CWF)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 솔더공간 형성부는, 상기 다수의 전장부품의 모서리 부위에 각각 형성된 적어도 2 이상의 모서리 지지 돌기 및 상기 다수의 전장부품의 모서리 부위를 제외한 내측부에 형성된 적어도 하나의 내측 지지 돌기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 메인 보드에 형성된 다수의 회로 패턴부는, 상기 솔더공간 형성부가 안착되는 돌기 안착 패턴 및 상기 솔더 용융체가 안착되는 솔더재 안착 패턴을 포함할 수 있다.
또한, 상기 세라믹 도파관 필터는, 세라믹 재질로 성형되되, 구분 슬롯에 의하여 구획된 다수의 공진 블록을 구비한 필터 바디, 상기 다수의 공진 블록에 각각 가공 형성되되, 상기 필터 바디와 상이한 유전율을 가진 유전체로 채워지도록 형성된 다수의 공진기 포스트 및 상기 필터 바디에 구비되어 소정의 신호를 입력하거나 출력하는 입력 포트 돌기 및 출력 포트 돌기를 포함하고, 상기 메인 보드에는, 상기 입력 포트 돌기 및 출력 포트 돌기가 설치되는 입력 포트 수용홈 및 출력 포트 수용홈이 가공 형성될 수 있다.
또한, 상기 돌기 안착 패턴 및 상기 솔더재 안착 패턴은, 상기 메인 보드에 실장되는 상기 세라믹 도파관 필터의 후면 중 상기 구분 슬롯, 입력 포트 돌기 및 출력 포트 돌기와 겹치지 않는 범위의 상기 메인 보드의 일면에 형성될 수 있다.
또한, 상기 입력 포트 돌기 및 출력 포트 돌기는, 상기 필터 바디와 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 필터 바디와, 상기 솔더 공간 형성부와, 상기 입력 포트 돌기 및 출력 포트 돌기는, 다이캐스팅 공법으로 일체로 제조될 수 있다,
또한, 상기 입력 포트 돌기 및 출력 포트 돌기는, 상기 솔더 공간 형성부의 돌출량과 같거나 더 크게 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 솔더 기판 조립체의 일 실시예에 따르면 다음과 같은 다양한 효과를 달성할 수 있다.
첫째, 솔더 공간 형성부를 이용하여 다수의 전장부품의 결합 평탄도를 유지할 수 있으므로, 외부 응력 변화에 대한 크랙 발생을 방지하여 다수의 전장부품의 수명을 증가시키는 효과를 가진다.
둘째, 다수의 전장부품의 결합 평탄도 유지를 통해, 다수의 세라믹 도파관 필터의 균형을 맞추어 줌으로써 필터 성능의 저하를 방지할 수 있는 효과를 가진다.
셋째, 다수의 전장부품의 결합 평탄도 유지를 위한 별도의 스페이서와 같은 구성을 구비하지 않아도 되므로, 조립 공정 및 제조 단가의 상승을 방지할 수 있는 효과를 가진다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 솔더 기판 조립체의 일 실시예의 구성 중 전장부품을 나타낸 하향 및 상향 사시도이고,
도 3은 본 발명에 따른 솔더 기판 조립체의 일 실시예의 구성 중 메인 보드의 일면 일부를 나타낸 평면도이며,
도 4는 도 1 내지 도 3의 구성 중 전장부품과 메인 보드를 나타낸 분해 사시도이고,
도 5는 본 발명에 따른 솔더 기판 조립체의 일 실시예의 구성 중 전장부품의 평면도 및 A-A선에 따른 단면도이며,
도 6은 본 발명에 따른 솔더 기판 조립체의 단면도로써, 도 5의 B-B선을 따라 취한 단면도이고,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔더 기판 조립체의 RF 특성을 나타낸 플롯(PLOT) 그래프이다.
이하, 본 발명에 따른 솔더 기판 조립체의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명의 실시예의 구성요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 도는 순서 등이 한정되지 않는다. 또한, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 솔더 기판 조립체의 일 실시예의 구성 중 전장부품을 나타낸 하향 및 상향 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 솔더 기판 조립체의 일 실시예의 구성 중 메인 보드의 일면 일부를 나타낸 평면도이며, 도 4는 도 1 내지 도 3의 구성 중 전장부품과 메인 보드를 나타낸 분해 사시도이다.
본 발명에 따른 솔더 기판 조립체의 일 실시예는, 도 1 내지 도 4에 참조된 바와 같이, 메인 보드(1) 및 전장부품(10)을 포함한다.
여기서, 메인 보드(1)는, 도면에 상세하게 도시되어 있지 않지만, 멀티 레이어층이 일체로 적층 형성된 것으로서, 각 층마다 회로 패턴이 인쇄될 수 있다. 아울러, 메인 보드(1)는, 에폭시 수지 재질로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 솔더 기판 조립체의 일 실시예에서, 메인 보드(1)는, 5G 안테나 중계 장치(예를 들면, 중계기 안테나)의 안테나 하우징 내부에 설치되는 메인 보드(1)일 수 있다.
도면에 도시되지 않았지만, 메인 보드(1)는 안테나 하우징의 설치 공간에 삽입 배치되고, 안테나 하우징의 전면 방향에는 후술하는 전장부품(10) 중 하나로써 다수의 세라믹 도파관 필터(10)가 어레이 적층 배열되며, 다수의 세라믹 도파관 필터(10)의 전단부에는 전면에 다수의 안테나 소자가 실장된 안테나 보드가 적층 배치될 수 있다.
한편, 다수의 전장부품(10)은, 상술한 바와 같이, 다수의 세라믹 도파관 필터(10)(CWF, Ceramic Waveguide Filter)를 포함할 수 있다. 여기서, 다수의 세라믹 도파관 필터(10)는, 메인 보드(1)에 추가 실장된 RF 급전 네트워크 부품들(예를 들면, Rx 부품으로써 LNA 소자, Tx 부품으로써 Tr, DA, PA 소자 등)에 의한 전원 공급 제어를 통해 특정 주파수 대역에서의 필터링이 되도록 구비된 안테나 요소 중 하나일 수 있다.
다수의 세라믹 도파관 필터(10)는, 도 1 및 도 2에 참조된 바와 같이, 구분슬롯에 의하여 구획된 다수의 공진 블록(21~26)을 구비한 필터 바디(20)와, 다수의 공진 블록(21~26)에 각각 가공 형성된 다수의 공진기 포스트(31~36)와, 필터 바디(20)에 구비되어 소정의 신호를 입력하거나 출력하는 입력 포트 돌기(62) 및 출력 포트 돌기(61)를 포함할 수 있다.
여기서, 필터 바디(20)는, 세라믹(ceramic) 재질로 성형되고, 다수의 공진 블록(21~26)은 필터 바디(20)의 일면과 타면을 상호 관통하여 연결되도록 구비된 구분 슬롯(51,52)에 의하여 인접하는 공진 블록(21~26) 간 구분이 가능할 수 있다. 즉, 여기서의 '구획'이라는 용어는, 각 공진 블록(21~26) 간의 물리적으로 완전한 구획을 의미하는 것은 아니고, 적어도 인접하는 공진 블록(21~26) 간 '구분'이 가능한 정도면 족한 개념이다.
다수의 공진기 포스트(31~36)는, 도 1 및 도 2에 참조된 바와 같이, 필터 바디(20)와 상이한 유전율을 가진 유전체가 채워지는 형상으로 형성될 수 있는데, 여기서의 유전체는 공기를 포함하는 바, 공기가 채워진다는 의미는 공기가 채워질 수 있는 빈 공간 형태로 가공됨을 의미할 수 있다.
필터 바디(20)는, 도 1 및 도 2에 참조된 바와 같이, 대략 6면체의 블록 형상으로 형성되고, 소정의 두께를 가지되, 일면은 안테나 하우징의 전면 방향을 향하고 타면은 안테나 하우징의 후면 방향을 향하도록 메인 보드(1)에 솔더링 방식으로 결합될 수 있다.
이하에서는, 이해의 혼동을 방지하기 위하여, 필터 바디(20) 중 안테나 하우징의 전면 방향은 '전면' 또는 '전방'이라는 용어로 통일하여 사용하고, 필터 바디(20) 중 안테나 하우징의 후면 방향은 '후면' 또는 '후방'이라는 용어로 통일하여 사용하기로 한다. 마찬가지로, 메인 보드(1) 중 필터 바디(20)가 솔더링 결합되는 면은 '전면' 또는 '전방'이라는 용어로 통일하여 사용하고, 메인 보드(1)의 전면에 반대되는 면은 '후면' 또는 '후방'이라는 용어로 통일하여 사용하기로 한다. 또한, 후술하는 공진기 포스트(31~36)는 유전체 중 공기가 채워지는 구조로써 필터 바디(20)의 일부가 절개되어 삭제된 빈 공간 형태로 구비되는 것으로 전제하여 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 솔더 기판 조립체에서, 세라믹 도파관 필터(10)는, 도 1 및 도 2에 참조된 바와 같이, 하나의 필터 바디(20)에 6개의 공진 블록(21~26)이 형성되고, 각각의 공진 블록(21~26)에 각각의 공진기 포스트(31~36)가 구비될 수 있다.
여기서, 6개의 공진 블록(21~26)은, 도 1 및 도 2에 참조된 바와 같이, 제1구분 슬롯(51,52) 및 제2구분 슬롯(51,52)으로 구비된 구분 슬롯(51,52)에 의하여 상술한 바와 같이 인접하는 공진 블록(21~26) 상호 간을 구분짓는 형상으로 형성될 수 있다.
아울러, 세라믹 도파관 필터(10)는, 도 2에 참조된 바와 같이, 필터 바디(20)의 후면에 구비되되, 소정의 신호를 입력하기 위한 입력 포트 돌기(62) 및 소정의 신호를 출력하기 위한 출력 포트 돌기(61)가 일체로 형성될 수 있다.
종래의 세라믹 도파관 필터는, 상술한 입력 포트 돌기(62) 및 출력 포트 돌기(61)와 동일한 기능을 수행하는 것으로써, 다른 공진기 포스트(31~36)와 동일한 가공 방식을 채택하여, 필터 바디의 일부가 삭제 가공되는 형태로 각각 입력 포스트 및 출력 포스트를 구비하였다. 그리고, 입력 단자 핀 및 출력 단자 핀을 입력 포스트의 내부 및 출력 포스트의 내부에 납땜(솔더링) 방식으로 고정시키는 형태로 세라믹 도파관 필터를 제조하였다.
그러나, 종래의 세라믹 도파관 필터의 제조 방식은, 입력 단자 핀 및 출력 단자 핀을 별도로 납땜(솔더링)하는 조립 공정이 추가됨은 물론, 납땜 부위가 증가하여 외부 응력에 따른 크랙 발생으로 여전히 제품의 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시예에 따른 솔더 기판 조립체는, 상술한 종래의 입력 포스트 및 출력 포스트에 대한 입력 포트 및 출력 포트의 구조 상의 문제점을 해결하고자, 입력 포트 돌기(62) 및 출력 포트 돌기(61)를 필터 바디(20)와 동일한 재질로 일체 형성하는 방식을 채택한다. 이에 대해서는, 뒤에 보다 상세하게 설명하기로 한다.
다수의 공진기 포스트(31~36)는, 필터 바디(20)의 전면 또는 후면 방향 중 어느 하나의 방향으로 개구된 원통 형상으로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 솔더 기판 조립체에서는, 6개의 공진기 포스트(31~36) 모두가 필터 바디(20)의 전방으로 개구되게 형성된 것을 채택하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 특정 주파수 대역에서 형성하는 노치 특성을 고려한 설계값에 의하여 각 공진기 포스트(31~36)마다 상이한 방향으로 개구되게 형성될 수 있음은 당연하다고 할 것이다.
여기서, 입력 포스트를 통하여 소정의 신호가 입력되면, 입력 포스트에 가장 인접하는 제1공진기 포스트(31)를 시작점으로 하여 순차적으로 신호가 제2공진기 포스트(32) - 제3공진기 포스트(33) - 제4공진기 포스트(34) - 제5공진기 포스트(35) - 제6공진기 포스트(36)를 경유하여 출력 포스트를 통하여 출력된다. 이를 위해, 입력 포스트와 출력 포스트를 기준으로 소정의 신호 라인이 구축되고, 상기 신호 라인을 따라 순차적으로 각 공진기 포스트(31~36)가 배열되는 것이다.
특히, 각 공진기 포스트(31~36)의 전방 측에는 미도시의 튜닝 조절 나사가 각각 배치되고, 튜닝 조절 나사의 일부가 각 공진기 포스트(31~36) 내에서의 간극 조절을 함으로써 특정 대역의 주파수 튜닝이 가능할 수 있다.
입력 포스트를 통하여 출력 포스트까지 신호가 전송되는 과정 동안, 인접하는 공진기 포스트(31~36)끼리 커플링시키는 인접 커플링 또는 적어도 어느 하나의 공진기 포스트(31~36)를 건너 커플링시키는 크로스 커플링을 통해 설계자가 원하는 특정 대역의 주파수 필터링이 가능할 수 있다.
이와 같은 구성으로 이루어진 다수의 전장부품(10) 각각은, 메인 보드(1)의 전면에 솔더링 방식으로 솔더 결합될 수 있다. 이를 위해, 메인 보드(1)에는, 다수의 전장부품(10)이 전면에 솔더링되도록 다수의 회로 패턴부(3)가 형성될 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 솔더 기판 조립체의 일 실시예는, 메인 보드(1)에 형성된 다수의 회로 패턴부(3) 중 적어도 일부에 위치된 후 용융되어 다수의 전장 부품의 후면과 메인 보드(1)의 전면을 상호 솔더링하는 솔더 용융체(70)를 더 포함할 수 있다.
솔더 용융체(70)는, 납 재질의 고체 덩어리로 구비되고, 소정의 온도 이상의 열을 제공받으면 용융되어 후술하는 다수의 전장부품(10)에 일체로 형성된 솔더공간 형성부(40)에 부분적으로 채워지면서 메인 보드(1)에 다수의 전장부품(10)을 솔더링 결합시키는 역할을 수행한다.
여기서, 메인 보드(1)에 대한 안테나 요소 중 하나인 다수의 세라믹 도파관 필터(10)의 결합 평탄도 유지는 상술한 특정 대역의 주파수 필터링 성능 저하 방지 및 성능 유지와 매우 밀접한 관련이 있다.
즉, 메인 보드(1)의 전면에 실장된 다수의 전장부품(10)의 전단부에는 미도시의 안테나 보드가 적층 배치되는데, 다수의 전장부품(10)으로 채택된 세라믹 도파관 필터(10)의 결합 평탄도가 유지되지 않게 되면, 공진기 포스트(31~36)들 내부 요소와의 간극을 조절하는 튜닝 조절 나사와의 관계에서 설계자가 원하는 특정 대역의 주파수 필터링 설계의 오류가 증가할 수 있기 때문이다.
본 발명에 따른 솔더 기판 조립체의 일 실시예는, 도 1 내지 도 4에 참조된 바와 같이, 다수의 전장부품(10)에는, 다수의 전장부품(10)과 메인 보드(1) 사이 공간으로써, 솔더 용융체(70)가 결합되는 솔더 공간을 유지시키는 솔더공간 형성부(40)가 일체로 형성될 수 있다.
보다 상세하게는, 솔더공간 형성부(40)는, 다수의 전장부품(10)의 후면보다 메인 보드(1)의 전면을 향하여 기설정된 길이만큼 더 돌출되게 돌기 형태로 구비될 수 있다.
아울러, 솔더공간 형성부(40)는, 다수의 전장부품(10)의 재질과 동일한 재질로 일체 사출 성형될 수 있다.
솔더공간 형성부(40)는, 도 1 내지 도 4에 참조된 바와 같이, 다수의 전장부품(10)의 모서리 부위에 각각 형성된 적어도 2 이상의 모서리 지지 돌기(41)와, 다수의 전장부품(10)의 모서리 부위를 제외한 내측부에 형성된 적어도 하나의 내측 지지 돌기(42)를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 솔더 기판 조립체의 일 실시예에서, 도 4에 참조된 바와 같이, 다수의 전장부품(10) 각각은 대략 6면체의 세라믹 도파관 필터(10)로 채택되는 바, 모서리 지지 돌기(41)는 6면체의 일면인 사각형의 후면 모서리 부위 각각에 하나씩 배치되는 것으로써, 총 4개로 구비될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 솔더 기판 조립체의 일 실시예에서, 내측 지지 돌기(42)는, 도 4에 참조된 바와 같이, 6면체의 일면인 사각형의 후면 중앙 부분의 상호 이격되는 위치에 각각 하나씩 배치되는 것으로써, 총 2개로 구비될 수 있다. 그러나, 내측 지지 돌기(42)는 반드시 2개로 구비되어야 하는 것은 아니고, 다수의 전장부품(10)의 형상 및 결합 평탄도를 예측하여 그 이상의 개수로 구비되는 것도 가능함은 당연하다.
한편, 메인 보드(1)에 형성된 다수의 회로 패턴부(3)는, 도 3 및 도 4에 참조된 바와 같이, 솔더공간 형성부(40)가 안착되는 돌기 안착 패턴(5) 및 솔더 용융체(70)가 안착되는 솔더재 안착 패턴(7)을 포함할 수 있다.
여기서의 회로 패턴부(3)는, 통상 기판에 형성된 회로 패턴을 포함하는 개념이기는 하지만, 통상의 회로 패턴과는 달리 전도성 재질로 패턴 인쇄될 필요는 없다. 즉, 돌기 안착 패턴(5) 및 솔더재 안착 패턴(7)은, 메인 보드(1)의 전면에 결합되는 다수의 전장부품(10)의 설치 위치를 결정함과 동시에 전장부품(10)의 구성 중 솔더공간 형성부(40)의 정위치를 설정해주는 것으로 족하므로 전도성 재질로 구비되어야 하는 것은 아니다.
여기서, 돌기 안착 패턴(5) 및 솔더재 안착 패턴(7)은, 도 4에 참조된 바와 같이, 메인 보드(1)에 실장되는 세라믹 도파관 필터(10)의 후면 중 구분 슬롯(51,52), 입력 포트 돌기(62) 및 출력 포트 돌기(61)와 겹치지 않는 범위의 메인 보드(1)의 일면에 형성될 수 있다.
이와 같이, 메인 보드(1)에 형성된 돌기 안착 패턴(5)에 각각 세라믹 도파관 필터(10)의 후면에 일체로 형성된 솔더공간 형성부(40)가 면착됨으로써, 메인 보드(1)의 전면과 세라믹 도파관 필터(10)의 후면 사이에 솔더 용융체(70)가 용융 접합되기 위한 소정의 이격 거리를 확보해주게 된다.
아울러, 메인 보드(1)에는, 다수의 전장부품(10)이 세라믹 도파관 필터(10)로 채택된 경우, 필터 바디(20)에 구비되어 소정의 신호를 입력하거나 출력하는 입력 포트 돌기(62) 및 출력 포트 돌기(61)가 반대면으로 노출되는 입력 포트 수용홈(9a) 및 출력 포트 수용홈(9b)이 더 가공 형성될 수 있다.
한편, 필터 바디(20)에는, 입력 포트 돌기(62) 및 출력 포트 돌기(61)가 상술한 솔더공간 형성부(40)와 마찬가지로 메인 보드(1)를 향하여 소정길이 돌출되는 형태로 일체로 형성될 수 있다.
여기서, 필터 바디(20)와, 솔더 공간 형성부(40)와, 입력 포트 돌기(62) 및 출력 포트 돌기(61)는 모두 동일한 재질로 몰딩 형성되는 다이캐스팅 공법으로 일체로 제조될 수 있다.
또한, 입력 포트 돌기(62) 및 출력 포트 돌기(61)는, 상술한 솔더공간 형성부(40)의 돌출량과 같거나 더 크게 형성될 수 있다. 입력 포트 돌기(62) 및 출력 포트 돌기(61)는 메인 보드(1)에 형성된 입력 포트 수용홈(9a) 및 출력 포트 수용홈(9b)을 통해 신호 연결이 용이하도록 메인 포드(1)의 반대면으로 노출되거나 입력 포트 수용홈(9a) 및 출력 포트 수용홈(9b)을 관통하여 그 반대면으로 돌출되도록 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 솔더 기판 조립체는, 종래 입력 포스트 및 출력 포스트 형태로 구비된 입력 포트 및 출력 포트를 필터 바디(20)에 일체로 형성되는 돌기 형태로 구비함으로써, 세라믹 도파관 필터(10)의 제조성을 향상시킴은 물론, 단자 핀의 납땜 부위를 삭제하여 세라믹 도파관 필터(10)의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점을 가진다.
도 5는 본 발명에 따른 솔더 기판 조립체의 일 실시예의 구성 중 전장부품의 평면도 및 A-A선에 따른 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 솔더 기판 조립체의 단면도로써, 도 5의 B-B선을 따라 취한 단면도이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 솔더 기판 조립체의 RF 특성을 나타낸 플롯(PLOT) 그래프이다.
본 발명에 따른 솔더 기판 조립체의 일 실시예는, 도 5 및 도 6에 참조된 바와 같이, 메인 보드(1)의 전면과 이에 실장되는 다수의 전장부품(10)의 후면 사이에 소정의 이격거리를 확보하기 위한 솔더공간 형성부(40)가 다수의 전장부품(10)에 일체로 형성되어, 솔더링 방식으로 다수의 전장부품(10)을 메인 보드(1)에 실장시킬 때 결합 평탄도를 유지할 수 있다.
즉, 솔더공간 형성부(40)는, 도 5에 참조된 바와 같이, 세라믹 도파관 필터(10)로 구비된 다수의 전장부품(10)의 후면으로부터 각각 동일한 길이로 메인 보드(1)를 향하여 소정거리 돌출되는 돌기 형태로 구비되어, 도 6에 참조된 바와 같이, 메인 보드(1)의 전면과 세라믹 도파관 필터(10)의 후면 사이에 솔더 용융체(70)가 삽입되기 위한 솔더 공간을 형성하는 바, 일률적인 솔더링 방식의 결합이 가능하도록 한다.
이와 같이, 다수의 전장부품(10)에 일체로 형성된 솔더공간 형성부(40)에 의하여 솔더 용융체(70)가 솔더링 방식으로 용융 결합되는 경우, 다수의 전장부품(10)의 결합 평탄도를 유지할 수 있으므로, 외부 응력 변화에 대한 크랙 발생을 방지하여 다수의 전장부품(10)의 수명을 증가시킬 수 있다.
또한, 다수의 전장부품(10)의 결합 평탄도 유지 효과는, 다수의 세라믹 도파관 필터(10)의 균형을 맞추어 줌으로써 필터 성능의 저하를 방지할 수 있다.
아울러, 다수의 전장부품(10)의 결합 평탄도 유지를 위한 별도의 스페이서를 구비하지 않아도 되므로, 조립 공정 및 제조 단가의 상승을 방지할 수 있다.
또한, 필터 바디(20)에 솔더공간 형성부(40) 및 입력 포트 돌기(62)와 출력 포트 돌기(61)를 일체로 형성하는 경우에도, 도 7에 참조된 바와 같은 주파수 응답특성을 획득할 수 있음을 알 수 있다.
이상, 본 발명에 따른 솔더 기판 조립체의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 본 발명의 실시예가 반드시 상술한 일 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 다양한 변형 및 균등한 범위에서의 실시가 가능함은 당연하다고 할 것이다. 그러므로, 본 발명의 진정한 권리범위는 후술하는 청구범위에 의하여 정해진다고 할 것이다.
1: 메인 보드 3: 회로 패턴부
5: 돌기 안착 패턴 7: 솔더재 안착 패턴
9a: 입력 포스트 수용홈 9b: 출력 포스트 수용홈
10: 전장부품(세라믹 도파관 필터) 20: 필터 바디
21~26: 공진 블록 31~36: 공진기 포스트
40: 솔더공간 형성부 41: 모서리 지지 돌기
42: 내측 지지 돌기 51,52: 구분 슬롯
61: 출력 포트 돌기 62: 입력 포트 돌기
70: 솔더 용융체

Claims (11)

  1. 다수의 전장부품;
    상기 다수의 전장부품이 전면에 솔더링되도록 다수의 회로 패턴부가 형성된 메인 보드; 및
    상기 다수의 회로 패턴부 중 적어도 일부에 위치된 후 용융되어 상기 다수의 전장부품의 후면과 상기 메인 보드의 전면을 상호 솔더링하는 솔더 용융체; 를 포함하고,
    상기 다수의 전장부품에는, 상기 다수의 전장부품과 상기 메인 보드 사이 공간으로써, 상기 솔더 용융체가 결합되는 솔더 공간을 유지시키는 솔더공간 형성부가 일체로 형성된, 솔더 기판 조립체.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 솔더공간 형성부는, 상기 다수의 전장부품의 후면보다 상기 메인 보드의 전면을 향하여 기설정된 길이만큼 더 돌출되는 돌기 형태로 구비된, 솔더 기판 조립체.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 솔더공간 형성부는, 상기 다수의 전장부품의 재질과 동일한 재질로 일체 사출 성형된, 솔더 기판 조립체.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 다수의 전장부품은, 상기 메인 보드에 추가 실장된 RF 급전 네트워크 부품들에 의한 전원 공급 제어를 통해 특정 주파수 대역에서의 필터링이 되도록 구비된 세라믹 도파관 필터(Ceramic Waveguide Filter, CWF); 를 포함하는, 솔더 기판 조립체.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 솔더공간 형성부는,
    상기 다수의 전장부품의 모서리 부위에 각각 형성된 적어도 2 이상의 모서리 지지 돌기; 및
    상기 다수의 전장부품의 모서리 부위를 제외한 내측부에 형성된 적어도 하나의 내측 지지 돌기; 를 포함하는, 솔더 기판 조립체.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인 보드에 형성된 다수의 회로 패턴부는,
    상기 솔더공간 형성부가 안착되는 돌기 안착 패턴; 및
    상기 솔더 용융체가 안착되는 솔더재 안착 패턴; 을 포함하는, 솔더 기판 조립체.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 세라믹 도파관 필터는,
    세라믹 재질로 성형되되, 구분 슬롯에 의하여 구획된 다수의 공진 블록을 구비한 필터 바디;
    상기 다수의 공진 블록에 각각 가공 형성되되, 상기 필터 바디와 상이한 유전율을 가진 유전체로 채워지도록 형성된 다수의 공진기 포스트; 및
    상기 필터 바디에 구비되어 소정의 신호를 입력하거나 출력하는 입력 포트 돌기 및 출력 포트 돌기; 를 포함하고,
    상기 메인 보드에는, 상기 입력 포트 돌기 및 출력 포트 돌기가 반대면으로 노출되는 입력 포트 수용홈 및 출력 포트 수용홈; 이 가공 형성된, 솔더 기판 조립체.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 돌기 안착 패턴 및 상기 솔더재 안착 패턴은, 상기 메인 보드에 실장되는 상기 세라믹 도파관 필터의 후면 중 상기 격벽, 구분 슬롯, 다수의 공진기 포스트, 입력 포트 돌기 및 출력 포트 돌기와 겹치지 않는 범위의 상기 메인 보드의 일면에 형성된, 솔더 기판 조립체.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 입력 포트 돌기 및 출력 포트 돌기는, 상기 필터 바디와 일체로 형성된, 솔더 기판 조립체.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 필터 바디와, 상기 솔더 공간 형성부와, 상기 입력 포트 돌기 및 출력 포트 돌기는, 다이캐스팅 공법으로 일체로 제조되는, 솔더 기판 조립체.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 입력 포트 돌기 및 출력 포트 돌기는, 상기 솔더 공간 형성부의 돌출량과 같거나 더 크게 형성된, 솔더 기판 조립체.
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