KR20220101249A - 안테나 모듈 - Google Patents

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KR20220101249A
KR20220101249A KR1020210003067A KR20210003067A KR20220101249A KR 20220101249 A KR20220101249 A KR 20220101249A KR 1020210003067 A KR1020210003067 A KR 1020210003067A KR 20210003067 A KR20210003067 A KR 20210003067A KR 20220101249 A KR20220101249 A KR 20220101249A
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Abstract

본 실시예는 안테나 모듈에 관한 것이다. 일 측면에 따른 안테나 모듈은, 회로 패턴을 포함하는 제1인쇄회로기판; 상기 제1인쇄회로기판 상에 배치되는 IC 칩; 상기 제1인쇄회로기판 상에 배치되는 솔더부; 상기 제1인쇄회로기판 상에 배치되며, 상기 IC 칩과 상기 솔더부를 감싸는 유전체층; 및 상기 유전체층의 상면에 패터닝되며, 상기 솔더부와 연결되는 안테나를 포함하고, 상기 솔더부의 적어도 일부는 상기 유전체층의 상면 보다 상방으로 돌출된다.

Description

안테나 모듈{ANTENNA MODULE}
본 실시예는 안테나 모듈에 관한 것이다.
이동통신 기술의 발달로, 스마트폰(smartphone), 웨어러블(wearable) 기기 등 안테나를 구비한 전자 장치가 광범위하게 보급되고 있다. 이러한 전자 장치는 안테나를 통해 데이터(예: 메시지, 사진, 동영상, 음악 파일, 또는 게임 등)를 무선으로 송/수신할 수 있다.
일반적으로, 블루투스(Bluetooth) 기술은 근거리 내에서 하나의 무선 연결을 통해서 통신기기 간의 기계적으로 취약하고 불편한 유선케이블을 대체할 수 있는 하나의 통신수단이다. 이는 휴대폰, PDA와 같은 작은 이동 기기와 노트북과의 즉각적인 네트워킹과 데이터 통신을 비롯한 음성 통신을 가능하게 하는 한편, 그 적용범위는 핸드폰, 무선 헤드 셋, 랜 액세스 포인트뿐만 아니라 프린터, 데스크탑, FAX, 키보드, 디지털 카메라, 디지털 캠코더, 조이스틱, PDA 등과 같이 사실상 모든 디지털 장비들로 넓어지고 있다.
이러한 블루투스 모듈은 메인보드 상에 쉽게 장착할 수 있도록 RF 처리 모듈과 베이스밴드 프로세서, 플래시 메모리 그리고 그 주변 회로와 안테나 등이 구비되는 하나의 소형 인쇄 회로 기판(PCB) 형태로 구성된다.
상기 블루투스 모듈은 모듈 내의 RF 처리 모듈에서 처리된 신호를 전송하기 위하여 블루투스 모듈에 안테나를 포함시키는 형태나, 안테나를 PCB 내에 구비시킨 PIFA (Print Inver-F Antenna) 형태나, 칩(chip) 안테나를 PCB 상에 적용하는 형태가 있다.
본 발명은 소형화할 수 있고, 방사 효율이 개선된 안테나 모듈을 제공하는 것에 있다.
본 실시 예에 따른 안테나 모듈은, 회로 패턴을 포함하는 제1인쇄회로기판; 상기 제1인쇄회로기판 상에 배치되는 IC 칩; 상기 제1인쇄회로기판 상에 배치되는 솔더부; 상기 제1인쇄회로기판 상에 배치되며, 상기 IC 칩과 상기 솔더부를 감싸는 유전체층; 및 상기 유전체층의 상면에 패터닝되며, 상기 솔더부와 연결되는 안테나를 포함하고, 상기 솔더부의 적어도 일부는 상기 유전체층의 상면 보다 상방으로 돌출된다.
본 실시예를 통해 유전체층의 외측에 안테나를 배치하여 방사 효율을 높일 수 있고, 인쇄회로기판 상에 부품 배치 공간을 보다 넓게 확보할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈의 단면도.
도 2 및 3은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈의 제조 과정을 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 인쇄회로기판 상에 안테나의 배치 구조를 도시한 평면도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈을 다른 각도에서 도시한 단면도.
도 6 및 7은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈의 변형예를 도시한 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합 또는 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 '연결', '결합', 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합', 또는 '접속'되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 "상(위)" 또는 "하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, "상(위)" 또는 "하(아래)"는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라, 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, "상(위)" 또는 "하(아래)"로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈의 단면도 이고, 도 2 및 3은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈의 제조 과정을 도시한 단면도 이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈(100)은, 인쇄회로기판(110), IC 칩(120), RF 소자(130), 솔더부(140), 유전체층(150) 및 안테나(160)를 포함할 수 있다.
상기 인쇄회로기판(110)은 플레이트 형상으로 형성되며, 상면에 상기 IC 칩(120), RF 소자(130), 솔더부(140) 및 유전체층(150이 배치될 수 있다. 상기 인쇄회로기판(110)에는 회로적으로 패터닝된 배선(112) 및 그라운드(미도시)가 배치되고, 상기 배선(112) 및 그라운드를 통해 상기 IC 칩(120), RF 소자(130) 및 안테나(160)와 전기적으로 연결되어 통신신호를 처리할 수 있다.
상기 IC 칩(120)과 상기 RF 소자(130)는 상기 인쇄회로기판(110) 상에 실장되어 통신 신호를 처리할 수 있다. 일 예로, 상기 IC 칩(120)을 통해 상기 안테나 모듈(100)은 블루투스(Bluetooth) 방식으로 통신할 수 있다. 상기 RF 소자(130)는 크리스털을 포함하여, 통신을 위한 주파수를 발생시킬 수 있다.
상기 IC 칩(120)은 상기 인쇄회로기판(110) 상에 솔더링될 수 있다. 상기 IC 칩(120)은 적어도 하나 이상의 다리부(122)를 포함할 수 있다. 상기 다리부(122)는 타 영역보다 하방으로 돌출되며, 상기 인쇄회로기판(110) 상에 하면이 솔더링될 수 있다.
상기 RF 소자(130)는 상기 IC 칩(120)과 이격되는 상기 인쇄회로기판(110) 상에 배치될 수 있다. 상기 RF 소자(130) 또한 마찬가지로 상기 인쇄회로기판(110)의 상면 상에 다리부(132)를 통해 솔더링되어, 상기 인쇄회로기판(110)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 솔더부(140)는 하단이 상기 인쇄회로기판(110)의 상면에 배치되고, 상단이 상기 안테나(160)와 결합될 수 있다. 상기 솔더부(140)는 상기 인쇄회로기판(110) 상에 상기 안테나(160)를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 상기 솔더부(140)는 상기 인쇄회로기판(110) 상에 납땜된 영역일 수 있다.
상기 인쇄회로기판(110) 상에는 상기 유전체층(150)이 배치될 수 있다. 상기 유전체층(150)은 소정 두께를 가지며, 상기 IC 칩(120), 상기 RF 소자(130) 및 상기 솔더부(140)를 감싸도록 배치될 수 있다. 상기 유전체층(150)을 통해 상기 IC 칩(120), 상기 RF 소자(130) 및 상기 솔더부(140)가 상기 인쇄회로기판(110) 상에 견고하게 고정될 수 있다. 상기 유전체층(150)은 상기 인쇄회로기판(110) 상에 몰딩(molding)된다는 점에서 몰딩부로 이름할 수 있다. 상기 유전체층(150)의 재질은 수지를 포함할 수 있다.
상기 안테나(160)는 상기 유전체층(150)의 상면에 배치될 수 있다. 상기 안테나(160)는 금속 재질의 플레이트 형상을 가질 수 있다. 상기 안테나(160)는 상기 유전체층(150)의 상면에 도체 물질로 패터닝될 수 있다. 상기 안테나(160)는 상기 인쇄회로기판(110)에서 처리하는 주파수 대역 신호에 따라 각 주파수 대역에 해당되는 공진 길이를 갖도록 설계될 수 있다.
상기 안테나(160)는 상기 솔더부(140)를 통해 상기 인쇄회로기판(110)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이를 위해, 상기 솔더부(140)의 상단으로부터 하단으로 정의되는 상기 솔더부(140)의 상하 방향 높이는, 상기 유전체층(150)의 두께 보다 길게 형성될 수 있다. 상기 솔더부(140)의 적어도 일부는 상기 유전체층(150)의 상면으로부터 상방으로 돌출되게 배치될 수 있다. 상기 솔더부(140)의 상단 일부는 상기 유전체(150)의 상방으로 돌출될 수 있다. 하여 상기 솔더부(140)는 상기 안테나(160)와 전기적으로 연결 될 수 있으며, 상기 솔더부(140)을 통해 상기 안테나(160)와 상기 인쇄회로기판(110)이 전기적으로 연결 될 수 있다.
상기와 같은 구조에 따르면, 상기 유전체층(150)의 외측에 상기 안테나(160)를 배치하여 방사 효율을 높일 수 있고, 안테나(160)가 인쇄회로기판(100)에 직접적으로 배치되지 않게 함으로써 상기 인쇄회로기판(110) 상에 부품 배치 공간을 보다 넓게 확보할 수 있는 장점이 있다.
상기 안테나 모듈(100)의 제조 과정을 설명하면, 도 2에서와 같이, 상기 인쇄회로기판(110) 상에 상기 IC 칩(120), 상기 RF 소자(130) 및 상기 솔더부(140)를 실장 후 상기 유전체층(150)을 도 3에서와 같이 형성하게 된다. 전술한 바와 같이, 상기 유전체층(150)은 상기 인쇄회로기판(110) 상에서 몰딩을 통해 형성될 수 있다. 그리고, 상기 유전체층(150)의 상방으로 돌출된 상기 솔더부(140)의 영역에 상기 안테나(160)를 전기적으로 연결하여, 상기 유전체층(150)의 상면에 상기 안테나(160)가 배치될 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 유전체층 상에 안테나의 배치 구조를 도시한 평면도 이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈을 다른 각도에서 도시한 단면도 이다.
도 4 및 5를 참조하면, 상기 인쇄회로기판(110) 상에는 상기 안테나 모듈(100)의 구동을 위한 적어도 하나 이상의 전자부품(113)이 배치될 수 있다. 상기 안테나(160)는 상기 전자부품(113)과의 이격 거리를 최대로 확보하기 위하여 상하 방향으로 오버랩(overlab)되지 않게 배치될 수 있다. 이를 위해, 상기 안테나(160)는 적어도 1회 이상 절곡된 영역을 가질 수 있다. 상기 안테나(160)는 인접한 영역 간 서로 수직하게 배치되는 영역을 가질 수 있다. 이에 따라, 상기 안테나(160)과 상기 전자부품(113) 간 이격 거리가 최대로 증가될 수 있으므로, 상기 전자부품(113)들의 전기적 특성이 저하되거나, 변화되는 것을 방지할 수 있는 장점이 있다.
도 6 및 7은 본 발명의 실시예에 따른 안테나 모듈의 변형예를 도시한 도면이다.
도 6 및 7을 참조하면, 상기 안테나 모듈(100)은 다른 인쇄회로기판(200)을 추가로 포함할 수 있다. 이에 따라, 상기 인쇄회로기판(110)은 제1인쇄회로기판으로 이름하고, 상기 다른 인쇄회로기판(200)은 제2인쇄회로기판으로 이름할 수 있다.
상기 제2인쇄회로기판(200)은 상기 제1인쇄회로기판(110)의 하부에 배치되며, 상기 제2인쇄회로기판(200)의 상면에 상기 제1인쇄회로기판(110)의 하면이 솔더링될 수 있다. 상기 제2인쇄회로기판(200)은 상기 제1인쇄회로기판(110)의 단면적 보다 큰 단면적을 가지며, 상면에 다수의 전자부품이 배치될 수 있다.
한편, 상기 제2인쇄회로기판(200)의 상면 중 상기 제1인쇄회로기판(110)의 외측에는 서브 안테나(210)가 배치될 수 있다. 상기 서브 안테나(210)는 상기 제1인쇄회로기판(110) 내 배선(112)과 전기적으로 연결되며, 소정 두께를 가질 수 있다. 상기 서브 안테나(210)는 상기 솔더부(140)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 상기 서브 안테나(210)를 통해 상기 안테나 모듈(100)의 커런트 패스(current path)가 확장될 수 있다. 일 예로, 상기 안테나 모듈(100)은 상기 안테나(160)를 통해 2.7GHz ~ 3GHz 대역의 주파수로 조절 후, 상기 서브 안테나(210)를 통해 2.4GHz 대역의 신호를 송, 수신하도록 설계될 수 있다.
상기 서브 안테나(210)는 1회 이상 절곡된 영역을 가질 수 있다. 상기 서브 안테나(210)의 두께는 상기 유전체층(150)의 두께에 대응되거나, 상기 유전체층(150) 및 제1인쇄회로기판(110)의 두께의 합에 대응될 수 있다.
상기와 같은 구조에 따르면, 상기 안테나 모듈(100)은 상기 안테나(160)를 통해 상방으로 방사가 이루어짐은 물론, 상기 서브 안테나(210)를 통해 하방으로도 방사가 이루어질 수 있는 장점이 있다.
이상에서, 본 발명의 실시 예를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시 예에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든 구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다. 또한, 이상에서 기재된 '포함하다', '구성하다' 또는 '가지다' 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 회로 패턴을 포함하는 제1인쇄회로기판;
    상기 제1인쇄회로기판 상에 배치되는 IC 칩;
    상기 제1인쇄회로기판 상에 배치되는 솔더부;
    상기 제1인쇄회로기판 상에 배치되며, 상기 IC 칩과 상기 솔더부를 감싸는 유전체층; 및
    상기 유전체층의 상면에 패터닝되며, 상기 솔더부와 연결되는 안테나를 포함하고,
    상기 솔더부의 적어도 일부는 상기 유전체층의 상면 보다 상방으로 돌출되는 안테나 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 솔더부의 상하 방향 높이는 상기 유전체층의 두께 보다 긴 안테나 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 유전체층의 재질은 수지를 포함하는 안테나 모듈.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전체층 내 배치되며, 상기 제1인쇄회로기판 상에 솔더링되어 주파수를 발생시키는 RF 소자를 포함하는 안테나 모듈.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1인쇄회로기판 상에는 적어도 하나 이상의 전자부품이 배치되고,
    상기 안테나는 상기 전자부품과 상하 방향으로 오버랩되지 않게 배치되는 안테나 모듈.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 안테나는 적어도 1회 이상 절곡된 영역을 가지는 안테나 모듈.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 안테나는 인접한 영역 간 서로 수직하게 배치되는 영역을 가지는 안테나 모듈.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1인쇄회로기판의 하부에 배치되는 제2인쇄회로기판을 포함하고,
    상기 제1인쇄회로기판에 인접한 상기 제2인쇄회로기판 상에는 서브 안테나가 배치되고,
    상기 서브 안테나는 상기 솔더부와 전기적으로 연결되는 안테나 모듈.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 서브 안테나는 상기 솔더부와 전기적으로 연결되는 안테나 모듈.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 서브 안테나의 두께는 상기 유전체층과 상기 제1인쇄회로기판의 두께의 합에 대응되는 안테나 모듈.
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