KR20230125261A - 이중-편광 전자기 안테나 어레이 - Google Patents

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인터내셔널 비지네스 머신즈 코포레이션
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Abstract

이중-편광 전자기 안테나 어레이(DUAL-POLARIZED MAGNETO-ELECTRIC ANTENNA ARRAY)
패키지 구조물(package structure)이 제공되고 상기 패키지 구조물은 제1 면(a first side)과 상기 제1 면에 대향하는(opposite) 제2 면을 포함하는 평면 코어 구조물(a planar core structure)을 포함한다. 상기 패키지 구조물은 또한 상기 평면 코어 구조물의 제1 면 상에 배치된 안테나 구조물을 포함한다. 상기 안테나 구조물은 복수의 제1 적층된 층들(a plurality of first laminated layers) - 제1 적층된 층 각각은 제1 절연 층(a first insulating layer)상에서 형성된 제1 패턴화된 전도성 층(a first patterned conductive layer)을 포함함 -, 상기 제1 적층된 층들의 하나 또는 그 이상의 제1 패턴화된 전도성 층들 상에 형성된 안테나를 포함하고, 상기 안테나는 적어도 하나의 L자형 구조물(at least one L-shaped structure)을 포함한다. 상기 패키지 구조물은 또한 상기 평면 코어 구조물의 제2 면 상에 배치된 인터페이스 구조물 및 상기 인터페이스 구조물 및 상기 평면 코어 구조물에 형성되고, 상기 인터페이스 구조물 및 상기 평면 코어 구조물을 통해 라우팅되는 안테나 피드 라인 구조물을 포함하며, 상기 안테나 피드 라인 구조물은 상기 평면 안테나에 연결되지 않는다.

Description

이중-편광 전자기 안테나 어레이
[0001] 본 발명은 일반적으로 무선 통신 패키지 구조물들(wireless communication package structures)에 관한 것으로, 특히 밀리미터파(millimeter wave: mm Wave) 애플리케이션들을 위한 콤팩트 통합 라디오/무선 통신 시스템들(compact integrated radio/wireless communications systems)을 형성하기 위해 반도체 RFIC(radio frequency integrated circuit) 칩들로 안테나 구조물들을 패키징하는 기술들에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 RFIC 패키지 애플리케이션들을 위한 이중-편광 전자기 안테나 어레이 구조물들(dual-polarized magneto-electric antenna array structures)에 관한 것이다.
[0002] 통합 안테나들로 무선 통신 패키지 구조물들을 구성하는 경우, 저비용 및 신뢰할 수 있는 패키지 솔루션들을 제공함과 동시에, 적절한 안테나 특성들(예: 고효율, 넓은 대역폭, 양호한 방사 특성들, 등)을 제공하는 패키지 설계들을 구현하는 것이 바람직할 수 있다. 상기 통합 프로세스는 패키지 구조물에 미세한 특징들(fine features)을 구현할 수 있도록 고정밀 제작 기술들(high-precision fabrication technologies)의 사용을 요구한다. 기존 솔루션들은 일반적으로 복잡하고 비용이 많이 드는 패키징 기술들을 사용하여 구현되며, 이는 손실이 크거나 및/또는 고유전율 재료들(high dielectric constant materials)을 이용한다. 소비자 애플리케이션들의 경우, 통합 안테나들로 이루어진 고성능 패키지 설계들은 일반적으로 필요치 않다. 그러나, 산업 애플리케이션들(예: 5G 셀 타워 애플리케이션들)의 경우, 고성능 안테나 패키지들이 필요하며 일반적으로 안테나들의 대규모 위상 어레이들(large phased arrays of antennas)을 필요로 한다. 위상 어레이 안테나들로 고성능 패키지들을 설계하는 것은 밀리미터파의 작동 주파수들 및 그 이상의 주파수들에서는 간단한 일이 아니다.
[0003] 안테나 설계의 한 가지 유형은 전자기 다이폴(magneto-electric dipole: MED) 안테나로 알려져 있다. 일반적으로, MED 안테나는 자기 다이폴과 전기 다이폴을 포함한다. 적절한 진폭과 위상을 동시에 갖는 상보적 다이폴들을 여기시킴으로써(By exciting the complementary dipoles), 상기 안테나는 넓은 주파수 대역에 걸쳐 양호한 방사 특성들(good radiation characteristics)을 생성할 수 있다. MED 안테나들은 특정 모바일 셀룰러 네트워크들에 적합할 수 있다.
[0004] 특정 안테나 설계들은, 많은 금속 층들 및 모든 금속 층의 금속 충전 요건들(many metal layers and any metal layer metal fill requirements)을 갖는 것과 같은, RFIC 패키지 환경을 고려하지 않는다. 또한, 특정 위상 어레이 애플리케이션들은 λ/2 파장 간격 요건들을 요구할 수 있다. 특정 예들에서, 안테나 성능은 안테나-인-패키지(Antenna-in-Package: AiP) 환경에서 저하될 수 있다.
[0005] 본 발명의 실시예들은 패키지 구조물(package structure)에 관한 것이고, 상기 패키지 구조물은 제1 면(a first side)과 상기 제1 면에 대향하는(opposite) 제2 면을 포함하는 평면 코어 구조물(a planar core structure)을 포함한다. 상기 패키지 구조물은 또한 상기 평면 코어 구조물의 제1 면 상에 배치된 안테나 구조물을 포함한다. 상기 안테나 구조물은 복수의 제1 적층된 층들(a plurality of first laminated layers) - 제1 적층된 층 각각은 제1 절연 층(a first insulating layer)상에서 형성된 제1 패턴화된 전도성 층(a first patterned conductive layer)을 포함함 -과, 상기 제1 적층된 층들의 하나 또는 그 이상의 제1 패턴화된 전도성 층들 상에 형성된 안테나를 포함하고, 상기 안테나는 적어도 하나의 L자형 구조물(at least one L-shaped structure)을 포함한다. 상기 패키지 구조물은 상기 평면 코어 구조물의 제2 면 상에 배치된 인터페이스 구조물, 및 상기 인터페이스 구조물 및 상기 평면 코어 구조물에 형성되고, 상기 인터페이스 구조물 및 상기 평면 코어 구조물을 통해 라우팅되는 안테나 피드 라인 구조물을 포함하며, 상기 안테나 피드 라인 구조물은 상기 평면 안테나에 연결되지 않는다. 이를 통해 넓은 대역폭, 높은 수평 및 수직 포트 격리, 및 안정적인 이득을 위한 고성능 위상 어레이 안테나 설계(high performance phased array antenna design)를 가능하게 할 수 있다.
[0006] 특정 실시예들에서, 상기 안테나는 네 개의 L자형 구조물들을 포함한다. 이를 통해 L자형 구조물들의 특정 치수들을 변경하여 고성능 위상 어레이 안테나 설계를 튜닝할 수 있다.
[0007] 특정 실시예들에서, 상기 L자형 구조물들은 상기 L자형 구조물들의 모서리들이 안쪽을 향하도록 대칭적인 방식으로 배열된다(arranged). 이를 통해 L자형 구조물의 특정 치수들을 변경하여 고성능 위상 어레이 안테나 설계를 튜닝할 수 있다.
[0008] 특정 실시예들에서, 상기 패키지 구조물은 상기 안테나 구조물에 케이지 벽 구조물(a cage wall structure)을 포함하고, 상기 케이지 벽은 상기 안테나를 둘러싼다. 특정 실시예들에서, 상기 케이지 벽 구조물은 상기 코어 구조물의 제1 접지 평면 층(a first ground plane layer)을 통해 상기 L자형 구조물과 전기적으로 연결된다. 특정 실시예들에서, 상기 케이지 벽 구조물은 상기 안테나 구조물을 통해 수직으로 연장되는 복수의 전도성 접지 링들(a plurality of conductive grounded rings)을 포함한다. 상기 케이지 벽 구조물(또는 접지된 케이지 벽)는 많은 고 정밀 패키지 프로세스들에서 향상된 안테나 성능을 가능하게 한다.
[0009] 특정 실시예들에서, 장치가 제공되며, 상기 장치는 패키지 구조물을 포함하고, 상기 패키지 구조물은 제1 면(a first side)과 상기 제1 면에 대향하는(opposite) 제2 면을 포함하는 평면 코어 구조물(a planar core structure)을 포함한다. 상기 패키지 구조물은 또한 상기 평면 코어 구조물의 제1 면 상에 배치된 안테나 구조물을 포함한다. 상기 안테나 구조물은 복수의 제1 적층된 층들(a plurality of first laminated layers) - 제1 적층된 층 각각은 제1 절연 층(a first insulating layer)상에서 형성된 제1 패턴화된 전도성 층(a first patterned conductive layer)을 포함함 -과, 상기 제1 적층된 층들의 하나 또는 그 이상의 제1 패턴화된 전도성 층들 상에 형성된 안테나를 포함하고, 상기 안테나는 적어도 하나의 L자형 구조물(at least one L-shaped structure)을 포함한다. 상기 패키지 구조물은 또한 상기 평면 코어 구조물의 제2 면 상에 배치된 인터페이스 구조물, 및 상기 인터페이스 구조물 및 상기 평면 코어 구조물에 형성되고, 상기 인터페이스 구조물 및 상기 평면 코어 구조물을 통해 라우팅되는 안테나 피드 라인 구조물을 포함하며, 상기 안테나 피드 라인 구조물은 상기 평면 안테나에 연결되지 않는다. 이를 통해 넓은 대역폭, 높은 수평 및 수직 포트 격리, 및 안정적인 이득을 위한 고성능 위상 어레이 안테나 설계(high performance phased array antenna design)를 가능하게 할 수 있다. 상기 장치는 또한 능동 표면 및 비능동 표면(an active surface and an inactive surface)을 갖는 반도체 기판 및 상기 반도체 기판의 능동 표면상에서 형성된 BEOL(back end of line) 구조물을 포함하는 RFIC(radio frequency integrated circuit) 칩을 포함하고, 상기 RFIC 칩은 상기 RFIC 칩의 BEOL 구조물을 상기 인터페이스 구조물의 접촉 패드들에 연결함으로써 상기 패키지 구조물에 장착된다. 이를 통해 넓은 대역폭, 높은 수평 및 수직 포트 격리, 및 안정적인 이득을 위한 고성능 위상 어레이 안테나 설계(high performance phased array antenna design)를 가능하게 할 수 있다.
[0010] 특정 실시예들에서, 상기 장치의 안테나는 네 개의 L자형 구조물들을 포함한다. 이를 통해 L자형 구조물들의 특정 치수들을 변경하여 고성능 위상 어레이 안테나 설계를 튜닝할 수 있다.
[0011] 상기 장치의 특정 실시예들에서, 상기 L자형 구조물들은 상기 L자형 구조물들의 모서리들이 안쪽을 향하도록 대칭적인 방식으로 배열된다(arranged). 이를 통해 L자형 구조물들의 특정 치수들을 변경하여 고성능 위상 어레이 안테나 설계를 튜닝할 수 있다.
[0012] 상기 장치의 특정 실시예들에서, 상기 패키지 구조물은 상기 안테나 구조물에 케이지 벽 구조물(a cage wall structure)을 더 포함하고, 상기 케이지 벽은 상기 안테나를 둘러싼다. 특정 실시예들에서, 상기 케이지 벽 구조물은 상기 코어 구조물의 제1 접지 평면 층(a first ground plane layer)을 통해 상기 L자형 구조물과 전기적으로 연결된다. 특정 실시들예에서, 상기 케이지 벽 구조물은 상기 안테나 구조물을 통해 수직으로 연장되는 복수의 전도성 접지 링들(a plurality of conductive grounded rings)을 포함한다. 상기 케이지 벽 구조물(또는 접지된 케이지 벽)은 많은 고 정밀 패키지 프로세스들에서 향상된 안테나 성능을 가능하게 한다.
[0013] 본 발명의 실시예들은 패키지 구조물의 제조 방법에 관한 것이고, 상기 방법은 제1 면(a first side)과 상기 제1 면에 대향하는(opposite) 제2 면을 포함하는 평면 코어 구조물(a planar core structure)을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 평면 코어 구조물의 제1 면 상에 배치된 안테나 구조물을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 안테나 구조물은 복수의 제1 적층된 층들(a plurality of first laminated layers) - 제1 적층된 층 각각은 제1 절연 층(a first insulating layer)상에서 형성된 제1 패턴화된 전도성 층(a first patterned conductive layer)을 포함함 -과, 상기 제1 적층된 층들의 하나 또는 그 이상의 제1 패턴화된 전도성 층들 상에 형성된 안테나를 포함하며, 상기 안테나는 적어도 하나의 L자형 구조물(at least one L-shaped structure)을 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 평면 코어 구조물의 제2 면 상에 배치된 인터페이스 구조물을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 상기 인터페이스 구조물 및 상기 평면 코어 구조물에 형성되고, 상기 인터페이스 구조물 및 상기 평면 코어 구조물을 통해 라우팅되는 안테나 피드 라인 구조물을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 안테나 피드 라인 구조물은 상기 평면 안테나에 연결되지 않는다. 이를 통해 넓은 대역폭, 높은 수평 및 수직 포트 격리 및 안정적인 이득을 위한 고성능 위상 어레이 안테나 설계가 가능할 수 있다.
[0014] 상기 패키지 구조물의 제조 방법의 특정 실시예들에서, 상기 장치의 안테나는 네 개의 L자형 구조물들을 포함한다. 이를 통해 L자형 구조물들의 특정 치수들을 변경하여 고성능 위상 어레이 안테나 설계를 튜닝할 수 있다.
[0015] 상기 패키지 구조물의 제조 방법의 특정 실시예들에서, 상기 L자형 구조물들은 상기 L자형 구조물들의 모서리들이 안쪽을 향하도록 대칭적인 방식으로 배열된다(arranged). 이를 통해 L자형 구조물들의 특정 치수들을 변경하여 고성능 위상 어레이 안테나 설계를 튜닝할 수 있다.
[0016] 상기 패키지 구조물의 제조 방법의 특정 실시예들에서, 상기 안테나 구조물에 케이지 벽 구조물(a cage wall structure)을 더 포함하고, 상기 케이지 벽은 상기 안테나를 둘러싼다. 특정 실시예들에서, 상기 케이지 벽 구조물은 상기 코어 구조물의 제1 접지 평면 층(a first ground plane layer)을 통해 상기 L자형 구조물과 전기적으로 연결된다. 특정 실시예들에서, 상기 케이지 벽 구조물은 상기 안테나 구조물을 통해 수직으로 연장되는 복수의 전도성 접지 링들(a plurality of conductive grounded rings)을 포함한다. 상기 케이지 벽 구조물(또는 접지된 케이지 벽)는 많은 고 정밀 패키지 프로세스들에서 향상된 안테나 성능을 가능하게 한다.
[0017] 예시적인 실시예들이 다양한 주제들을 참조하여 설명된다는 것에 유의해야 한다. 특히, 일부 실시예들은 방법 유형 청구항을 참조하여 설명되는 반면, 다른 실시예들은 장치 유형 청구항을 참조하여 설명되었다. 그러나, 당업자는 별도의 통지가 없는 한, 한 유형의 주제-문제에 속하는 특징의 조합, 특히 방법 유형 청구항의 특징들 사이의 다른 주제-문제에 관한 특징들의 조합, 및 장치 유형 청구항의 특징은 본 문서에 설명된 것으로 간주된다.
[0018] 이들 및 다른 특징들과 장점들은, 첨부된 도면들과 관련하여 읽을 때, 예시적인 실시예들에 대한 상세 설명으로 분명해질 것이다.
[0019] 상기 요약은 본 발명의 각 예시된 실시예 또는 모든 실시예들을 기술하려는 의도가 있는 것은 아니다.
[0020] 본 출원에 포함된 도면들은 본 명세서에서 통합되어, 그 일부를 형성하고 있다. 그것들은 본 발명의 실시예들을 예시하고, 설명과 함께, 본 발명의 원리들을 설명한다. 도면들은 특정 실시예들에 대한 예시일 뿐이며, 본 발명을 한정하는 것은 아니다.
[0021] 도 1은, 특정 실시예들에 따라, 무선 통신 패키지의 일례에 대한 개략적인 단면도(a schematic cross-sectional side view)이다.
[0022] 도 2는, 특정 실시예들에 따라, 도 1의 무선 통신 패키지의 개략적인 평면도(a schematic plan view)이다.
[0023] 도 3은, 특정 실시예들에 따라, 도 1의 무선 통신 패키지의 투시도(perspective view)이다.
[0024] 도 4는, 특정 실시예들에 따라, 디바이스의 특정 동작의 원리들을 예시하는 도 1의 무선 통신 패키지의 개략적인 평면도이다.
[0025] 도 5는, 특정 실시예들에 따라, 도 1의 무선 통신 패키지들의 한 어레이에 대한 개략적인 평면도이다.
[0026] 도 6은, 특정 실시예들에 따라, 무선 통신 패키지를 위한 안테나 임피던스 매칭 및 포트 결합을 도시하는 그래프이다.
[0027] 도 7은 특정 실시예들에 따라, 서로 다른 형상(a different geometry)을 각각 갖는, 몇몇의 서로 다른 무선 통신 패키지들에 대한 안테나 주파수들을 도시하는 그래프이다.
[0028] 도 8은 특정 실시예들에 따라, 무선 통신 패키지를 위한 임피던스 매칭 및 라우팅을 위한 피드라인 설계(a feedline design)를 예시하는 개략적인 도면(a schematic diagram)이다.
[0029] 실시예들은 무선 통신 패키지 구조물들에 관한 것으로, 특히나 고성능 통합 안테나 시스템들(high-performance integrated antenna systems)(예: 위상 어레이 안테나 시스템)을 가진 콤팩트 통합 라디오/무선 통신 시스템들(compact integrated radio/wireless communications systems)을 형성하기 위한 반도체 RFIC 칩들로 이루어진 안테나 구조물들을 패키징하는 기술들에 관한 것으로 더 상세히 논의될 것이다.
[0030] 본 실시예들은 전자기 다이폴(magneto-electric dipole: MED) 안테나를 위한 패키지 구현들에서 안테나 어레이를 제공한다. 본 실시예들은 또한 다음의 특징들 중 하나 또는 그 이상을 포함할 수 있다: 안테나 성능 및 튜닝 가능성(tunability)을 위한 L자형 패치 구조물(an L-shaped patch structure); 안테나 커플링 및 제조 가능성(manufacturability)을 감소시키기 위한 안테나용 공동(a cavity); 및, 어레이 애플리케이션들에 도움이 될 수 있는, 안테나 임피던스 매칭 및 피드 라인 루틴을 위한 안테나 피드 라인 기술.
[0031] 본 실시예들의 위상 어레이 안테나 설계는 전자기 다이폴(MED) 안테나 개념에 기초할 수 있다. 이들 실시예들은 넓은 대역폭, 높은 포트 격리(high port isolation), 및 안정적인 이득(stable gain)을 갖는 것과 같은 안테나 성능을 향상시킬 수 있다. 본 실시예들은 패키지 환경을 완전히 이용하는 안테나-인-패키지(Antenna-in-Package: AiP) 애플리케이션들에 특히 적합할 수 있다. 본 실시예들은 패키지 환경에서 고성능 및 저비용 위상 어레이로 사용될 수 있다.
[0032] 첨부된 도면들에 도시된 다양한 계층들 및/또는 컴포넌트들은 스케일에 맞게 그려지지 않았다는 것과, 통합 안테나들 및 RFIC 칩들로 무선 통신 패키지들을 구성하는 데 일반적으로 사용되는 하나 또는 그 이상의 계층들 및/또는 컴포넌트들이 주어진 도면에 명시적으로 도시되지 않을 수 있다는 것을 이해해야 한다. 이 것이 명시적으로 도시되지 않은 계층들 및/또는 컴포넌트들이 실제 패키지 구조물들에서 생략되었음을 의미하는 것은 아니다. 또한, 도면들 전반에 걸쳐 사용되는 동일하거나 유사한 참조 번호들은 동일하거나 유사한 특징들, 엘리먼트들, 또는 구조물들을 나타내기 위해 사용되므로, 상기 동일하거나 유사한 특징들, 엘리먼트들, 또는 구조물들의 상세 설명은 도면들 각각에서 반복되지 않을 것이다.
[0033] 도 1은 특정 실시예들에 따라, 무선 통신 패키지(100)의 개략적인 단면도(a schematic cross-sectional side view)이다. 무선 통신 패키지(100)는 RFIC 칩(102), 및 RFIC 칩(102)에 결합된 안테나 패키지(110)를 포함한다. 안테나 패키지(110)는 중심 코어층(120), 인터페이스 층(130), 및 안테나 층(140)으로 구성된 다층 패키지 기판(a multilayer package substrate)을 포함한다.
[0034] RFIC 칩(102)은 RFIC 칩(102)의 능동 표면(an active surface)(프론트 사이드)상에서 형성된 금속화 패턴(a metallization pattern)(구체적으로 도시되지 않음)을 포함하며, 금속화 패턴은 복수의 본딩/접촉 패드들(bonding/contact pads), 예를 들어, 접지 패드들, DC 전력 공급 패드들, 입/출력 패드들(input/output pads), 컨트롤 신호 패드들, 관련 배선(associated wiring), 등을 포함하고, 이들은RFIC 칩(102)의 BEOL(back end of line) 배선 구조물의 일부로서 형성된다. RFIC 칩(102)은 안테나 패키지(110)에 전기적 및 기계적으로 연결되는데, 예를 들어, 솔더 볼 컨트롤형 붕괴 칩 연결들(solder ball controlled collapse chip connections: C4)(도시되지 않음)의 어레이, 또는 기타 알려진 기술들을 사용하여, 상기 RFIC 칩(102)의 능동 표면(프론트 사이드)을 안테나 패키지(110)의 제2 면(a second side)(예: 하단 면)에 플립-칩 장착(flip-chip mounting)함으로써 연결된다. 애플리케이션에 따라, RFIC 칩(102)은 상기 능동 면(the active side) 상에서 형성되는 RFIC 회로들 및 전자 컴포넌트들을 포함하고, 이들은 무선 RFIC 칩들을 구현하기 위해 일반적으로 사용되는, 예를 들어, 수신기, 송신기 또는 송수신 회로, 및 기타 능동 또는 수동 회로 엘리먼트들을 포함 포함한다. 특정 실시예들에서, RFIC 칩(102)은 능동 표면 및 비능동 표면(an inactive surface)을 갖는 반도체 기판, 및 상기 반도체 기판의 능동 표면 상에 형성된 BEOL(back end of line) 구조물을 포함하며, 상기 RFIC 칩은 인터페이스 구조물의 접촉 패드들(도시되지 않음)에 상기 RFIC 칩의 BEOL 구조물을 연결함으로써 패키지 구조물에 장착된다.
[0035] 도 1에서 도시된 바와 같이, 특정 실시예들에서, 안테나 패키지(110)는, 다층 구조물(a multilayer structure)을 포함하는데, 상기 다층 구조물은, 높은 집적 밀도(high integration density)를 갖는 유기-기반 다층형 회로 기판들(organic-based multilayered circuit boards)의 형성을 가능하게 하는, SLC(surface laminar circuit), HDI(high density interconnect), 또는 기타 제조 기술들과 같은 알려진 제조 기술들을 사용하여 구성될 수 있다. 이들 회로 기판 제조 기술들을 사용하여, 안테나 패키지(110)는 적층된 층들의 스택(a stack of laminated layers)으로부터 형성될 수 있고, 상기 적층된 층들의 스택은 금속 및 유전체/절연체(metallization and dielectric/insulator) 재료들의 교대 층들을 포함하며, 상기 금속 층들은 유전체/절연 재료의 각각의 층에 의해서 상층 및/또는 하 층(overlying and/or underlying)의 금속 층들로부터 분리된다. 상기 금속 층들은 구리로 형성될 수 있고 유전체/절연 층들은 섬유 유리 에폭시 재료(fiberglass epoxy material)로 구성된 산업 표준 FR4 절연 재료로 형성될 수 있다. 다른 유형들의 재료들이 금속 및 절연 층들을 위해서 사용될 수 있다. 또한, 이들 기술들은 레이저 절제(laser ablation), 포토 이미징, 에칭, 또는 도금술(plating)을 사용하여, 작은 전도성 비아들(small conductive vias)(예: 인접한 금속 층들 사이의 일부분의 또는 매립된 비아들)의 형성을 가능하게 하고, 이들 작은 전도성 비아들은, 예를 들어, 안테나 패키지(110) 내에서 고밀도 배선 및 상호 연결 구조물들의 형성을 가능하게한다.
[0036] 도 1의 실시예에서, 중심 코어층(120)은 구조적으로 견고한 층을 제공하여 코어 층(120)의 대향 면들(opposite sides)상에 인터페이스 층(130) 및 안테나 층(140)을 구축할 수 있게 한다. 특정 예들에서, 코어 층(120)은 약 500-1,000 μm 정도의 두께를 가질 수 있다. 하나의 실시예에서, 코어 층(120)은 기판 층(122)의 하단 면(a bottom side) 상에 형성된 제1 접지 평면(a first ground plane)(즉, 금속 층(BC1), 여기서 BC는 백 컨덕터 또는 하단 컨덕터를 지칭할 수 있음), 및 기판 층(122)의 상단 면(a top side) 상에 형성된 제2 접지 평면(FC1)(여기서 FC는 프론트 컨덕터를 지칭할 수 있음) 갖는 기판 층(122)을 포함할 수 있다. 기판 층(122)은, 표준 인쇄형 회로 기판을 구성하는 데 일반적으로 사용되는, 표준 FR4 재료, 또는 기타 표준 재료들로 형성될 수 있다. 기판 층(122)은 FR4와 유사한 기계적 및 전기적 속성들을 갖는 기타 재료들로 형성될 수 있으며, 따라서 안테나 패키지(110)에 대한 구조적 서포트를 제공하는 상대적으로 단단한 기판 구조물을 제공한다.
[0037] 인터페이스 층(130)은 복수의 적층된 층들(a plurality of laminated layers)(L1, L2, L3, L4, L5, L6)을 포함하며, 여기서 각각의 적층된 층(L1, L2, L3, L4, L5, L6)은 각각의 유전체/절연 층(D1, D2, D4, D4, D5, D6)상에 형성된 패턴화된 금속 층(BC2, BC3, BC4, BC5, BC6 및 BC7)을 포함한다. 특정 실시예들에서, 금속 층(BC1)은 안테나 접지 평면이고, 금속 층(BC3)은 접지 평면이며, 금속 층(BC4)은 전력 층(a power layer)이고, 금속 층(BC5)은 저 주파수(또는 낮은 F) 층이며, 금속 층(BC6)은 접지 평면이다. 다양한 금속 층들은, 예를 들어, 구리(Cu)로 구성될 수 있다. 유사하게, 안테나 층(140)은 복수의 적층된 층들(L1, L2, L3, L4, L5, L6)을 포함하고, 각각의 적층된 층(L1, L2, L3, L4, L5, L6)은 각각의 유전체/절연 층(D1, D2, D3, D4, D5, D6)상에 형성된 각각의 패턴화된 금속 층(FC2, FC3, FC4, FC5, FC6 및 FC7)(여기에서 FC는 프론트 컨덕터를 지칭할 수 있음)을 포함하며, 이는 안테나 층(140)에서 다양한 컴포넌트들을 형성한다. 또한 도 1에서 도시된 바와 같이, 금속 층(FC7)은 V-분극 피드(a V-polarization feed)에 대응하고, 금속 층(FC5)은 H-분극 피드(a H-polarization feed)에 대응한다. 금속 층(FC6)은 안테나 구조물, 즉, L자형 구조물(115)을 포함하과, 이에 관해서는 아래에서 더 자세히 설명한다. 특정 실시예들에서, 인터페이스 층(130) 및 안테나 층(140)에서 층들을 구축(the buildup layers)할 때, 금속 도금술(, metal plating)이 표면 층류 회로(surface laminar circuit: SLC) 프로세스에서 사용될 수 있다.
[0038] 위에서 언급된 바와 같이, 하나의 실시예에서, 인터페이스 층(130) 및 안테나 층(140)의 적층된 층들(L1, L2, L3, L4, L5, L6)은 SLC과 같은 최첨단 제조 기술들 또는 유사한 과학 기술들을 사용하여 형성될 수 있으며, 이는 밀리미터파 애플리케이션들(millimeter-wave applications)과 같은 고주파 애플리케이션들(high-frequency applications)에서 요구되는 필수 공차들(the requisite tolerances) 및 설계 규칙들을 충족할 수 있다. SLC 프로세스를 사용하여, 상기 적층된 층들 각각은 패턴화된 금속 층과 함께 별도로 형성되며, 인터페이스 층(130) 및 안테나 층(140)의 제1 층들(the first layers)(L1)은 코어 층(120)에 본딩되고, (각각의 인터페이스 층(130) 및 안테나 층(140)의)나머지 적층된 층들(L2, L3, L4, L5 및 L6)은 적합한 모든 본딩 기술을 사용하여(예: 접착성(adhesive) 또는 에폭시 재료를 사용함), 순차적으로 함께 본딩된다. 특정 실시예들에서, 정규 PCB 프로세스들은 본딩 재료들이 사용되는 곳에서 사용될 수 있다. 그러나, SLC, HDI 및 LTCC의 경우, 본딩 재료들은 사용되지 않는다. 이들 상황들에서, 적층/유전체(the laminate/dielectric)는 열/압력(heat/pressure) 아래에서 직접 함께 스택된다.
[0039] 도 1에서 추가로 도시된 바와 같이, 전도성 비아들은 코어 층(120)을 관통해서 그리고 인터페이스 층(130) 및 안테나 층(140)의 유전체/절연 층들(D1, D2, D3, D4, D5, D6)을 관통해서 형성된다. 주어진 유전체/절연 층을 관통해서 형성된 전도성 비아들은 주어진 유전체/절연 층의 각 면(each side)상에 배치된 금속 층들로부터 패턴화된 비아 패드들에 연결된다. 특정 예들에서, 금속 층들(FC1 및 BC1)의 두께는 약 36 μm 또는 기타 모든 적절한 두께일 수 있다. 특정 예들에서, 금속 층들(FC2, FC3 및 FC4)의 두께는, 예를 들어, 약 15 μm 또는 기타 모든 적절한 두께일 수 있다.
[0040] 다양한 금속 층들(BC1, BC2, BC3, BC4, BC5, BC6, BC7, FC1, FC2, FC3, FC4, FC5, FC6 및 FC7) 및 수직 전도성 비아들은 타겟 무선 통신 애플리케이션에 필요한 다양한 특징들을 구현하기 위해 안테나 패키지(110)의 다양한 층들(코어 층(120), 인터페이스 층(130), 및 안테나 층(140)) 내에서 그리고 통해서 패턴화되고 상호 연결된다. 그러한 특징들은, 예를 들어, 안테나 피드 라인들, 접지 평면들, RF 차폐 및 격리 구조물들, RFIC 칩(102)(및 무선 통신 패키지(100)에 포함될 수 있는 기타 RFIC들 또는 칩들)으로 전력 공급을 라우팅하는 전력 평면들, IF(intermediate frequency) 신호들, LO(local oscillator) 신호들, 기타 저주파 I/O 베이스밴드 신호들(other low frequency I/O (input/output) baseband signals), 등을 라우팅하는 신호 라인들을 포함한다.
[0041] 특히, 도 1의 예시적인 실시예에서 도시된 바와 같이, 안테나 패키지(110)는, 인터페이스 층(130), 코어 층(120), 및 안테나 층(140)을 통해서 라우팅되는, 제1 안테나 피드 라인(a first antenna feed line)(112) (파선(dashed line)으로 표시됨) 및 제2 안테나 피드 라인(114)(파선(dashed line)으로 표시됨)을 포함한다. 제1 및 제2 안테나 피드 라인들(112 및 114)은 상호 연결된 일련의 금속 트레이스들 및 전도성 비아들(a series of interconnected metallic traces and conductive vias)을 포함하며, 이들은 안테나 패키지(110)의 인터페이스 층(130), 코어 층(120), 및 안테나 층(140)의 금속 및 유전체 층들의 일부이다. 도 1에서 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 안테나 피드 라인들(112 및 114)은 L자형 구조물들(the L-shaped structures)(115) 사이에 배치된다(이에 관해서는 아래에서 후술한다). 또한, 제1 및 제2 안테나 피드 라인들(112 및 114)은 L자형 구조물들(115) 또는 접지된 케이지 벽들(the grounded cage walls)(116)에 연결되지 않는다(이에 관해서는 아래에서 후술한다).
[0042] 하나의 실시예에서, 제1 및 제2 안테나 피드 라인들(112 및 114)(안테나 패키지(110) 내에 형성된 다른 모든 안테나 피드 라인들뿐만 아니라)은 안테나 동작을 최적화하기 위해 동일한 길이들(equalized lengths)을 갖도록 설계된다. 예를 들어, 위상 어레이 구현들의 경우, 안테나 패키지(110) 내의 모든 안테나 피드 라인들을 동일하거나 실질적으로 동일한 길이를 갖도록 형성하면, 안테나 어레이의 패치 안테나 엘리먼트들에 피드되는 RF 신호들의 위상 조정(phase adjustment)을 용이하게 할 수 있고, 위상 어레이 빔 스퀸트(phased array beam squint)를 방지할 수 있으며, 각도 스캔 오류를 감소시킬 수 있고, 그리고 안테나 엘리먼트들을 동작의 대역폭을 효과적으로 증가시킬 수 있다.
[0043] 도 1의 예시적인 실시예에서, 인터페이스 층(130), 코어 층(120), 및 안테나 층(140)을 통해서 수직으로 연장되는 안테나 피드 라인들(112 및 114)의 수직 부분들의 길이는 안테나 패키지(110)의 다양한 계층들의 두께에 기초한 길이로 고정되어 있다. 그러나, RFIC 칩(102)의 대응 안테나 피드 라인의 포트들(즉, V-포트(105) 및 H-포트(107))에 관한 안테나 어레이의 L자형 구조물들(115)의 수평/측면 위치(the horizontal/lateral position)에 따라, 패치 안테나 엘리먼트들과 RFIC 칩(102) 사이의 측면 거리(the lateral distance)가 달라질 수 있다. 이와 관련하여, 각 안테나 피드 라인이 전체적으로 동일한 길이(또는 실질적으로 동일한 길이)를 갖도록 하기 위해, 하나의 실시예에서, 안테나 패키지(110) 내의 안테나 피드 라인들(112 및 114)의 측면 라우팅(a lateral routing)은 다층 패키지 기판의 동일 금속 층에서 형성된 전송 라인들로 구현된다. 예를 들어, 도 1에서 도시된 실시예에서, 안테나 피드 라인들(112 및 114)의 길이들은, 인터페이스 층(130)의 금속 층(BC2)으로부터 패턴화된 안테나 피드 라인들(112 및 114)의 측면 부분들의 라우팅을 연장 또는 단축함으로써, 인터페이스 층(130)의 제1 층(L1)에서 조정된다.
[0044] 보다 구체적으로, 도 1의 실시예에서, 제1 및 제2 안테나 피드 라인들(112 및 114)의 수평 부분들(112-2 및 114-2)은 인터페이스 층(130)의 제1 금속 층(BC2)으로부터 패턴화된다. 제1 및 제2 안테나 피드 라인들(112 및 114)의 수평 부분들(112-2 및 114-2)의 길이는, 인터페이스 층(130), 코어 층(120) 및 안테나 층(140)을 통해서 라우팅되는 안테나 피드 라인들(112 및 114)의 기타 부분들의 측면 및/또는 수직 위치의 차이에 대해 보정하기 위해, 연장되거나 단축된다.
[0045] 인터페이스 층(130)은 RFIC 칩(102)에 전력을 분배하고 안테나 패키지(110)에 플립-칩 장착된 둘 또는 그 이상의 RFIC 칩들 사이에서의 신호들을 라우팅하기 위한 배선(wiring)을 포함한다. 예를 들어, 하나의 실시예에서, 인터페이스 층(130)의 금속 층들(BC4 및 BC5)은, 금속 층들(BC4, BC5)상에서 패턴화되는 수평 트레이스들 및 RFIC 칩(102)상의 접촉 패드들에 전력 평면 금속(the power plane metallization)을 연결하기 위한 층들(L4, L5 및 L6)을 통해서 형성되는 수직 비아 구조물들을 사용하여, 애플리케이션 보드(도시되지 않음)로부터 RFIC 칩(102)에 전력 공급 전압을 분배하기 위한 전력 평면들로서 역할을 한다.
[0046] 특정 실시예들에서, 인터페이스 층(130)의 금속 층(BC6)은 컨트롤 신호들, 베이스밴드 신호들, 및 애플리케이션 보드와 RFIC 칩(102) 사이에서의(또는 안테나 패키지(110)에 부착된 다수의 RFIC 칩들 사이에서의) 기타 저주파 신호들을 전송하는 신호 라인들(예: 마이크로스트립 전송 라인들)을 형성하도록 패턴화된다. 본 실시예에서, 인터페이스 층(130)의 금속 층(BC7)은 금속 층(BC6)의 마이크로스트립 전송 라인들을 위한 접지 평면으로써의 역할을 할 수 있다.
[0047] 도 1의 예시적인 실시예에서, 인터페이스 층(130)은 차폐(shielding)를 제공하기 위해, 예를 들어, 수평 트레이스들에 의해서 형성된, 마이크로스트립 또는 스트립라인 전송 라인들을 위한 접지 엘리먼트들을 제공하기 위해 사용되는 접지 평면들을 포함한다는 것에 더 주목해야 한다. 예를 들어, 인터페이스 층(120)의 금속 층(BC1)은 패치 안테나들에 의해서 캡처된 입사 전자기 복사(incident electromagnetic radiation(EM)에 대한 노출로부터 RFIC 칩(102)을 차폐하기 위한 RF 차폐들로서 역할을 하는 접지 평면들을 포함한다.
[0048] 또한, 인터페이스 층(130)의 금속 층(BC1)의 접지 평면들은, 예를 들어, (i) 인접한 금속 층들에 형성된 수평 신호 라인 트레이스들 사이에서 차폐를 제공하도록 구성되고, (ii) 예를 들어, 수평 신호 라인 트레이스들에 의해 형성되는 마이크로스트립 또는 스트립라인 전송 라인들을 위한 접지 평면들로써의 역할을 하도록 구성되며, 그리고 (iii) 일련의 수직으로 연결된 접지형 비아들에 의해서 형성되는 수직 차폐 구조물들(133)을 위한 접지를 제공하도록 구성되며, 상기 일련의 수직으로 연결된 접지형 비아들은 금속 층들(BC3 및 BC7) 사이에서의 층들(L3 내지 L6)을 관통하여 형성되고, 그리고, 예를 들어, 인터페이스 층(130)을 관통하여 연장하는 안테나 피드 라인들(112 및 114)의 부분들(예를 들어, 수직 차폐 구조물들(133)에 인접한 안테나 피드 라인들(112 및 114)의 수직 부분들)을 둘러싼다. 매우 높은 주파수 애플리케이션들의 경우, 스트립라인 전송 라인들 및 접지 차폐의 구현은 전력 평면(들), 저주파 컨트롤 신호 라인들, 및 기타 전송 라인들과 같은, 기타 패키지 컴포넌트들의 간섭 효과들을 감소시키는 데 도움이 될 수 있다.
[0049] 도 1의 예시적인 실시예에서, 수직 차폐 구조물들(133) 및 수직 차폐 구조물들(133)과 인접한 안테나 피드 라인들(112 및 114)의 조합(즉, 인터페이스 층(130)에서)은 본질적으로 동축 전송 라인(a coaxial transmission line)과 유사한 전송 라인 구조물을 형성하며, 상기 주변의 수직 차폐 구조물들(133)은 외부(차폐) 도체로서 역할을 하고, 상기 수직 부분들(즉, 안테나 피드 라인들(112 또는 114))은 중앙(신호) 도체로서 역할을 한다. 동축 전송 라인 구성들이, 도 1에서 개략적으로 예시된 바와 같이, 코어 층(120) 및 안테나 층(140)을 관통해서 연장되는 안테나 피드 라인들(112 및 114)의 기타 수직 부분들에 대해 구현될 수 있다.
[0050] 또한, 인터페이스 층(130)의 금속 층(BC7)은 향상된 EM 차폐를 위해 안테나 패키지(110)를 RFIC 칩(102)으로부터 격리하기 위한 접지 평면으로서 역할을 한다. 인터페이스 층(130)의 금속 층(BC7)은 RFIC 칩(102)과 안테나 패키지(110)의 패키지 피드 라인들, 신호 라인들 및 전력 라인들 사이에서의 연결들을 위해, 접촉 포트들을 제공하기 위한 비아 개구들(via openings)을 포함한다.
[0051] 도 1에서 도시된 바와 같이, 안테나 층(140)은 안테나 층(140)의 층들(L1 내지 L6)을 통해서 수직으로 연장되는 접지된 케이지 벽(a grounded cage wall)(116)을 포함한다. 접지된 케이지 벽(116)은 L자형 구조물들(115)을 둘러싸며 코어 층(120)의 금속 층(BC1)을 통해서 L자형 구조물들(115)과 연결된다. 따라서, L자형 구조물들(115)은 안테나 피드 라인들(112 및 114)과 전기적으로 연결되지 않는 접지된 평면 구조물들이다. 필라들(pillars)(113)은 또한 L자형 구조물들(115)을 접지에 연결한다. 필라들(113)은 L자형 구조물들(115)의 하단 표면으로부터 아래로 층들(L5-L1)을 관통하여 그리고 기판 층(122)을 관통하여 코어 층(120)의 금속 층(BC1)까지 연장된다. 하나의 예에서, 필라들(113)은 약 λ/4의 수직 길이를 갖는다.
[0052] 도 2를 참조하면, 본 도면은 특정 실시예들에 따라, 도 1의 무선 통신 패키지의 개략적인 평면도를 도시한다. 도 2에서 도시된 바와 같이, 접지된 케이지 벽(116)은 무선 통신 패키지(100)의 전체 주변(the entire perimeter)을 둘러싸고 있다. 특정 실시예들에서, 접지된 케이지 벽(116)의 구조물 엘리먼트들은 반원의 모양(즉, 평면 관점으로 보았을 때 반원형)를 가지고 있다. 따라서, 이하에서 자세하게 기술되는 바와 같이, 이 것은 복수의 무선 통신 패키지들(100)이 어레이에 결합되게 하고, 그 다음, 인접한 패키지들의 접지된 케이지 벽(116)의 반원의 구조물 엘리먼트들은 무선 통신 패키지(100)의 엣지들에서 만나 완전한 원형 구조물을 형성할 수 있도록 한다.
[0053] 도 2에서 도시된 바와 같이, 무선 통신 패키지(100)는 복수의 L자형 구조물들(115)을 포함하는 안테나 구조물을 포함한다. 이 예에서, 네 개의 L자형 구조물들(115)이 있으며, L자형 구조물들(115) 각각의 모서리들(the corners)은 무선 통신 패키지(100)의 중앙을 향해 있다. 도 1에 관해서 전술한 바와 같이, 필라들(113)(이 예에서, 각 L자형 구조물(115)과 관련된 다섯 개의 필라들(113)이 있지만, 임의의 적당한 수도 가능하다)은 L자형 구조물들(115)의 하단 표면으로부터 제1 접지 평면(즉, 금속 층(BC1))까지 아래로 연장되어 있다. 이와 같이, 필라들(113) 및 금속 층(BC1)은 L자형 구조물들(115)을 접지된 케이지 벽(116)에 연결한다.
[0054] 도 2에서 도시된 바와 같이, 무선 통신 패키지(100)는 금속 층(BC7)에서 H 피드 라인(즉, 도 1에서 도시된 바와 같은 제2 안테나 피드 라인(114))에 연결되는 H-포트(107)를 포함한다. 제2 안테나 피드 라인(114)의 수평 부분(114-2)은 금속 층(BC2)의 레벨에서 H-포트(107)부터 무선 통신 패키지(100)의 중심(즉, 네 개의 L자형 구조물들(115) 사이의 중심 부분)으로 가로지르는 것으로 도시된다. 무선 통신 패키지(100)의 중앙에 가장 가까운 제2 안테나 피드 라인(114)의 수평 부분(114-2)의 단부에는 금속 층(BC2)로부터 금속 층(FC6)까지 수직으로 연장되는 H-구조물(136)이 위치한다(도 1의 단면도(the cross-section)에서 도시된 바와 같이). 이 것이 안테나에 신호가 인가되는 영역이다. 제2 안테나 피드 라인(114)의 경우, H-브리지(137)에 의해서 연결되는 금속 층들(FC6-3 및 FC6-4)의 제3 부분 및 제4 부분이 있다. H-브리지(137)는 금속 층(FC5)에서 형성된다.
[0055] 또한 도 2에서 도시된 바와 같이, 무선 통신 패키지(100)는 금속 층(BC7)에서 V 피드 라인(즉, 도 1에서 도시된 바와 같은 제1 안테나 피드 라인(112))에 연결되는 V-포트(105)를 포함한다. 제1 안테나 피드 라인(112)의 수평 부분(112-2)은 금속 층(BC2)의 레벨에서 V-포트(105)로부터 무선 통신 패키지(100)의 중심까지 가로지르는 것으로 도시된다. 무선 통신 패키지(100)의 중심에 가장 가까운 제1 안테나 피드 라인(112)의 수평 부분(112-2)의 단부에서, 금속 층(BC2)로부터 금속 층(FC6)까지 수직으로 연장되는 V-구조물(134)이 위치한다(도 1의 단면도에서 도시된 바와 같이). 이 것도 또한 안테나 신호가 인가되는 영역이다. 제1 안테나 피드 라인(112)의 경우, V-브리지(135)에 의해서 연결되는 금속 층들(FC6-1 및 FC6-2)의 제1 부분 및 제2 부분이 있다. V-브리지(135)(또는 제2 브리지)는 금속 층(FC7)에서 형성된다. V-브리지(135)가 금속 층(FC7)에서 형성되고 H-브리지(137)(또는 제1브리지)가 금속 층(FC5)에서 형성되기 때문에 그들의 높이들이 서로 다르다는 것을 이해해야 한다. 따라서, 그들이 무선 통신 패키지의 중앙에서(즉, 도 2의 평면도에서) 교차할 때, 그들은 서로 접촉하지 않는다. 즉, V-브리지(135)는 H-브리지(137) 위로 교차한다. 특히, V-브리지(135)가 브리지들을 교차하는 것을 피하기 위해서(즉, H 및 V 피드들이 층(FC6)에서 서로 교차하는 것을 피하기 위해서), H-브리지(137)는 금속 층(FC6)에 한 섹션(a section)을 갖고, 한 섹션을 위해 금속 층(FC5)으로 내려간 다음, 다른 섹션을 위해 금속 층(FC6)으로 올라간다. V-브리지(135)는 금속 층(FC6)에 한 섹션을 갖고, 한 섹션을 위해 금속 층(FC7)으로 올라간 다음, 다른 섹션을 위해 금속 층(FC6)으로 내려간다. 또한, L자형 구조물들(115)이 금속 층들(FC6-1, FC6-2, FC6-3, 및 FC6-4)의 제1, 제2, 제3 및 제4 부분들로서 동일한 금속 층 레벨(즉, 금속 층(FC6))에 있음도 또한 이해해야 한다.
[0056] 도 3을 참조하면, 본 도면은 특정 실시예들에 따라, 도 1의 무선 통신 패키지의 개략적인 평면도를 도시한다. 도 3의 엘리먼트들은 도 2에서의 유사 엘리먼트들에 대응하므로, 여기서 동일한 설명을 반복하지는 않을 것이다. 그러나, 도 3에서 도시된 바와 같이, 특정한 예들에서, 중심 코어층(120)에서 접지된 케이지 벽(116)의 전도성 부분들은 안테나 층(140)에서의 부분들보다 큰 직경을 가질 수 있다. 또한, 안테나 층(140)에서 접지된 케이지 벽(116)의 전도성 부분들의 수는 도 3에서 도시된 바와 같이, 코어 층(120)에서 전도성 부분들의 수보다 클 수 있다. 이 특징은 또한 도 2의 평면도에서도 볼 수 있다. 그러나, 다른 모든 적절한 직경 또는 전도성 부분들의 수가 접지된 케이지 벽(116)에서 사용될 수 있다는 것을 이해해야 한다.
[0057] 도 4를 참조하면, 본 도면은 특정 실시예들에 따라, 상기 디바이스의 동작의 특정 원리들을 예시하는 도 1의 무선 통신 패키지(100)에 대한 개략적인 평면도를 도시한다. 도 4에서 도시된 바와 같이, 치수들에 따라, 상기 안테나 구조물은 하나 또는 두 개의 공진 주파수들을 가질 수 있다. 두 개의 공진 주파수들의 경우, 높은 공진 주파수는 주로 금속 층(FC6) 및 금속 층(BC1)과 기판 층(122) 사이의 높이 또는 수직 거리 및 빌드업 층의 유전체 상수들(buildup layer dielectric constants)에 의해서 주로 결정된다. 낮은 공진 주파수는 PWxc(즉, L형 구조물(115)의 제3 면(115-3)과 제4 면(115-4) 사이의 거리)와 PWyc(즉, L형 구조물(115)의 제1 면(115-1)과 제2 면(115-2) 사이의 거리)의 파라미터들에 의해서 결정된다(PWx 및 PWy가 고정되어 있다고 가정함). 이들 파라미터들의 값들을 감소시키면, 상기 낮은 공진 주파수가 감소할 것이다. 이들 파라미터들의 값들을 감소시키면, 또한 높은 공진 주파수를 조금 더 높게 밀어 올릴 것이다. 그 결과, 상기 안테나 대역폭은 넓어진다.
[0058] 낮은 공진 주파수는 또한 PWx(즉, L자형 구조물(115)의 제6 면(115-6)과 제4 면(115-4) 사이의 거리)와 PWy(즉, L자형 구조물(115)의 제5 면(115-5)과 제2 면(115-2) 사이의 거리)의 파라미터들에 의해서도 결정된다. 이들 파라미터들의 값들을 증가시키면, 상기 낮은 공진 주파수가 감소할 것이다. 이들 파라미터들의 값들을 증가시키면, 또한 낮은 공진 주파수를 조금 더 낮게 밀어 내릴 것이다. 존재할 수 있는 다른 기하학적 파라미터는 포트HF이고, 이는 도 4에서 도시되어 있다. 존재할 수 있는 다른 기하학적 파라미터는 도 4에 표시된, 링 폭(Ring Width)이며, 이는 접지된 케이지 벽(116) 존(zone)의 폭을 나타낸다.
[0059] 대역폭 및 임피던스 매치는 또한 도 4에서 도시된 파라미터들(즉, PWx, PWy, PWyc, PWxc, 포트HF, 및 링 폭) 중 하나 또는 그 이상을 변경함으로써 최적화될 필요가 있을 수 있다. 반사 계수 곡선들(reflection coefficient curves)(도 6에서, S11 및 S22를 참조)은 "W" 모양을 갖는다. 대역폭을 넓힌다는 것은 "W"의 중심 팁(the center tip)이 위로 이동하는 것(move up)을 뜻한다. 필라들(113)의 접지된 링 폭 RW는 너무 넓으면 이 또한 안테나 성능에 영향을 미칠 수 있다. 필러들(113)의 접지된 링은 안테나 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 특정 고 정밀 패키지 프로세스들에서도 또한 필요할 수 있다. 따라서, 필라들(113)의 접지된 링은 또한 특정 실시예들에 따라, 무선 통신 패키지(100)의 안테나 구조물의 일부로 간주될 수 있다.
[0060] 도 5를 참조하면, 본 도면은 특정 실시예들에 따라, 도 1의 무선 통신 패키지(100)들의 어레이의 개략적인 평면도이다. 이 예에서, 무선 통신 패키지들(100-1, 100-2, 100-3 및 100-4)의 2x2 어레이(a two-by-two array)가 도시되어 있다. 위에서 도 2에 관해 간략하게 상술한 바와 같이, 특정 실시예들에서, 접지된 케이지 벽(116)의 구조물 엘리먼트들은 반원의 모양(즉, 평면 관점으로 보았을 때 반원형)를 가지고 있다. 따라서, 이는 복수의 무선 통신 패키지들(100-1, 100-2, 100-3 및 100-4)이 어레이로 조합된 다음, 인접한 패키지들에 있는 접지된 케이지 벽(116)의 반원 구조물 엘리먼트들이 무선 통신 패키지(100)의 엣지들에서 만나 완전한 원형 구조물을 형성할 수 있게 한다. 따라서, 접지된 케이지 벽들(116)(또는 접지된 케이지 구조물들)은 서로 인접할 수 있다(abutted). 이것의 효과들은 다음을 포함할 수 있다: (1) 접지된 케이지 벽들(116)이 금속 밀도 요건들을 충족하는 데 도움이 될 수 있다; (2) 서로 다른 무선 통신 패키지들(100-1, 100-2, 100-3 및 100-4)의 안테나 구조물들 사이에서의 격리를 제공할 수 있다; 그리고 (3) 확장성에 도움이 될 수 있다. 2x2 어레이가 도 5와 관해 도시되어 있지만, 적절한 모든 크기의 어레이가 사용될 수 있다(예를 들어, 예순 네 개의 안테나로 이루어진 8x8 어레이도 사용될 수 있다)는 것을 이해해야 한다. 특정 예들에서, 인접한 무선 통신 패키지들(100)의 어레이에서 서로 다른 안테나들의 각각의 중심들 사이의 간격(spacing)은 λ/2 파장일 수 있다. 기본 RFIC 칩(the underlying RFIC chip)(102)이 무선 통신 패키지들 중 하나에 대응하기 위해 도시(예: 도 1에서 도시된 바와 같이) 된다는 것을 또한 이해해야 한다. 접지된 케이지 벽들(116)이 어레이 내의 서로 다른 무선 통신 패키지들(100)의 안테나들을 격리하는 데 도움이 될 수 있다는 것을 또한 이해해야 한다. 접지된 케이지 벽들(116)은 또한 제조 프로세스에 도움이 될 수 있으며, 그들은 안테나 대역폭을 감소시키고 임피던스 매칭을 디튜닝(detune)할 수 있다. 또한, L자형 구조물들(115)의 치수들을 조정함으로써, 안테나 대역폭 및 임피던스 매칭은 또한 개선될 수 있다.
[0061] 도 6은 특정 실시예들에 따라, 무선 통신 패키지에 대한 안테나 임피던스 매칭 및 포트 결합을 도시하는 한 그래프이다. 위에서 논의된 바와 같이, 안테나 대역폭 및 임피던스 매치는 또한 도 4에서 도시된 파라미터들(즉, PWx, PWy, PWyc, PWxc, 포트HF, 및 링 폭) 중 하나 또는 그 이상을 변경함으로써 최적화될 필요가 있을 수 있다. 반사 계수 곡선들(도 6에서, S11 및 S22를 참조)은 "W" 모양을 갖는다. 대역폭을 넓힌다는 것은 "W"의 중심 팁을 위로 이동시키는 것을 뜻한다. 특정 예들에서, L자형 구조물들(115)의 배치는 대칭 구성이고, 여기서 PSy 및 PSx의 치수들은 동일하고, PWyc 및 PWxc의 치수들도 동일하며, PWy 및 PWx의 치수들도 동일하다.
[0062] 도 7은 특정 실시예들에 따라, 서로 다른 형상(a different geometry)을 각각 갖는, 몇몇의 서로 다른 무선 통신 패키지들(100)에 대한 안테나 주파수들을 도시한 그래프이다. 특히, 도 7은, 여기서 논의된 L자형 구조물들(115)의 형상이 도 2에서 도시된 실제 L자형 사이에서 표준 정사각 형상의 패치(standard square shaped patch) 이상으로 변경되었을 때, 시뮬레이션된 성능의 비교를 도시한다. PWxc=PWyc=0인 경우, 상기 L자형 구조물들은 정사각형 패치들이 된다(도 4를, 또한 참조). PWxc 및 PWyc를 감소시키면 상기 안테나 대역폭이 넓어질 것이다(두 개의 공진 주파수들을 떨어지게 이동시킴). PWx 및 PWy를 변경하면, 상기 두 개의 공진 주파수들을 또한 이동시킬 수 있다. 특정 실시예들에서, PWx, PWy, PWxc, 및 PWyc를 조정하여, 안테나 성능이 최적화될 수 있다. 또한, PWxc 및 PWyc 파라미터들을 변경하면, 추가 설계 자유도 (freedom)를 제공할 수 있다. 도 7에서 도시된 바와 같이, 곡선들 (PWxc=PWyc=0.55mm 및 PWxc=PWyc=0.90mm)은 두 개의 공진 주파수들을 허용하는 "W" 모양이다. 또한, 이들 두 개의 곡선들은 "W" 모양을 가지면서, 곡선(PWxc=PWyc=0.90mm)은 곡선(PWxc=PWyc=0.55mm)보다 좁은 대역폭(즉, "W"의 두 개의 하단 지점들 사이의 수평 거리)를 갖는다. 따라서, L자형 구조물들(115)의 물리적 치수들을 변경함으로써 안테나 성능 특성들이 튜닝되거나 최적화될 수 있다는 것을 알 수 있다.
[0063] 도 8은 특정 실시예들에 따라, 무선 통신 패키지에 대한 임피던스 매칭 및 라우팅을 위한 피드라인 설계를 예시하는 개략적인 도식이다. 일반적으로, 금속 층(BC1)의 안테나 접지 평면의 하단에서의 안테나 임피던스는 금속 층(BC7)에서 RFIC 송수신 임피던스 ZL(일반적으로 50 옴(ohm))과 매치되지 않는다. 금속 층(BC7)에서 금속 층(BC3)으로의 수직 전이(vertical transition)는 임피던스를 ZL에서 Z1로 변환할 것이다. 어레이 설계에서, 안테나들은 송수신 포트들까지의 다양한 거리들을 가질 것이다. 안테나 피드 라인들은 안테나 패키지 설계에서 루틴으로 할 필요가 있기 때문에, Z1=Zs로 설정할 필요가 있고, 따라서 상기 라우팅 라인 길이를 변경하는 것이 송수신기 포트들에서의 임피던스에 영향을 미치지 않을 것이다. 임피던스 Z3을 갖는 라인 섹션의 길이 및 폭을 조절하는 것이 Zs=Z2를 보장할 수 없는 경우, 라인 임피던스 Zt를 갖는 1/4 파장 변환기(a quarter wavelength transformer)가 요구될 수 있다.
[0064] 당 업계의 통상적인 기술을 가진 사람들이 본 실시예들에 따라, 통합 칩/안테나 패키지 구조물들(integrated chip/antenna package structures)과 관련된 다양한 효과들을 쉽게 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 반도체 RFIC 칩들을 갖는 안테나 구조물들을 제조 및 패키징하여 밀리미터파 주파수들 및 그 이상에서 작동하도록 구성된 콤팩트 통합 라디오/무선 통신 시스템들(compact integrated radio/wireless communications systems)을 형성하기 위해 알려진 제조 및 패키징 기술들을 사용하여, 상기 패키지 구조물이 쉽게 제조될 수 있다. 또한, 실시예들에 따른 통합 칩 패키지들은 안테나들이 송수신 칩들과 같은 IC 칩들과 함께 통합적으로 패키징 될 수 있게 해주며, 이는 송수신기와 안테나 사이의 매우 낮은 손실을 갖는 콤팩트 설계들을 제공한다. 또한, 여기서 논의된 실시예들에 따른 통합 안테나/IC 칩 패키지들의 사용은 상당한 공간, 크기, 비용, 및 중량을 절약하며, 이는 사실상 모든 상업적 또는 군사적 애플리케이션에 관한 프리미엄이 된다.
[0065] 본 실시예들은 주어진 예시적 아키텍처의 관점들에서 기술될 수 있지만; 그러나, 다른 아키텍처들, 구조물들, 기판 재료들 및 프로세스 단계들/블록들(steps/blocks)이 본 발명의 범위 내에서 다양하게 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 특정 특징들이 명확성을 위해 모든 도면들에 도시될 수는 없다는 것에도 주목해야 한다. 이 것이 청구항들의 임의의 특정 실시예, 또는 예시, 또는 범위를 한정시키는 것으로 해석되어서는 안된다.
[0066] 층, 영역 또는 기판과 같은 엘리먼트가 다른 엘리먼트 "상에" 또는 "위에"있는 것으로 참조될 때, 그 것은 다른 엘리먼트들상에서 직접 있을 수도 있고 또는 개입 엘리먼트들이 존재할 수도 있다는 것을 또한 이해할 수 있을 것이다. 반대로, 한 엘리먼트가 다른 엘리먼트에 "상에 직접" 또는 "위에 직접"있는 것으로 참조될 때, 개입 엘리먼트들은 존재하지 않는다. 한 엘리먼트가 다른 엘리먼트에서 "연결된" 또는 "결합된"것으로 참조될 때, 그 것은 다른 엘리먼트들에 직접 연결되거나 결합될 수 있거나 또는 개입 엘리먼트가 존재할 수 있다는 것도 또한 이해할 수 있을 것이다. 반대로, 한 엘리먼트가 다른 엘리먼트에 "직접 연결된" 또는 "직접 결합된"것으로 참조될 때, 개입 엘리먼트들은 존재하지 않는다.
[0067] "하나의 실시예" 또는 "일 실시예"와 그에 관한 다른 변형들에 대한 명세서에서 참조는 상기 실시예와 관련되어 기술된 특정 특징, 구조물, 특성, 등이 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 명세서에서 전체적으로 다양한 장소들에서 나타나는, "하나의 실시예에서" 또는 "일 실시예에서"의 문구와 그에 관한 모든 변형들은 반드시 모두가 동일한 실시예를 지칭하는 것은 아니다.
[0068] "A/B", "A 및/또는B" 및 "A와 B 중 적어도 하나"의 경우들에 있어서, 다음 "/", "및/또는" 및 "중 적어도 하나" 중 어느 하나의 사용은 예를 들어, 제1 열거된 옵션(A)만의 선택, 또는 제2 열거된 옵션(B)만의 선택, 또는 두 옵션들(A 및 B)을 모두의 선택을 포함하려고 의도된 것임을 이해해야 한다. 추가 예로서, "A, B, 및/또는C" 및 "A, B, 및/또는C 중 적어도 하나"의 경우들에 있어서, 이들 문구는 제1 열거된 옵션(A)만의 선택, 또는 제2 열거된 옵션(B)만의 선택, 또는 제3 열거된 옵션(C)만의 선택, 또는 제1 및 제2 열거된 옵션들(A 및 B)만의 선택, 또는 제1 및 제3 열거된 옵션들(A 및 C)만의 선택, 또는 제2 및 제3 열거된 옵션들(B 및 C)만의 선택, 또는 세 가지 옵션들(A 및 B 및 C)을 모두의 선택을 포함하려고 의도된 것이다. 이것은, 이들 기술 및 관련 업계들의 일반적인 기술 중 하나로 쉽게 식별 수 있듯이, 열거된 항목들 수만큼, 확장될 수 있다.
[0069] 여기서 사용되는 용어는 특정 실시예들만을 기술하려는 목적을 위한 것이며, 예시적인 실시예들을 한정하려는 의도가 있는 것은 아니다. 여기서 사용되는 바와 같이, 단수 형태들은 문맥이 명확하게 다르게 나타내지 않는 한, 복수의 형태들도 포함하려는 의도가 있다. 여기서 사용되는, 용어들 “포함하다", 및/또는"포함하는"은 정해진 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 엘리먼트들 및/또는 컴포넌트들의 존재를 명시하지만, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들, 정수들, 단계들, 동작들, 엘리먼트들, 컴포넌트들 및/또는 전술한 것들의 그룹들의 존재 또는 추가적인 것을 배제하지 않는다는 것을 더 이해하게 될 것이다.
[0070] “아래", "하부", "위", "상부", 등과 같은, 공간적으로 상대적인 용어들은, 도면들에 예시된 바와 같이, 다른 엘리먼트(들 또는 특징(들)에 대한 하나의 엘리먼트의 또는 특징의 관계를 기술하기 위한 설명의 용이성 목적으로 여기서 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어들은 도면들에서 도시된 방향 외에 사용 또는 동작 중인 디바이스의 서로 다른 방향들을 포함하기 위한 의도가 있음을 이해하게 될 것이다. 예를 들어, 도면들에서의 디바이스를 뒤집을 경우, 다른 엘리먼트들 또는 특징들을 “아래"로 기술되는 엘리먼트들은 그 다음 상기 다른 엘리먼트들 또는 특징들을 "위" 방향으로 향하게 할 것이다. 따라서, 용어 "아래"는 위와 아래의 방향을 모두 포함할 수 있다. 디바이스는 특정 방향으로 다르게 향할 수 있으며(90도로 라우팅됨 또는 다른 방향들에서 라우팅됨), 여기서 사용되는 공간적으로 상대적인 기술어들(the spatially relative descriptors)은 그에 따라 해석될 수 있다. 또한, 한 층이 두 개의 층들 “사이에" 있는 것으로 참조될 때, 두 개의 층들 사이의 유일한 층일 수 있고, 또는 하나 또는 그 이상의 개입 층들이 존재할 수도 있다는 것을 또한 이해하게 될 것이다.
[0071] 제1, 제2, 등의 용어들은 다양한 엘리먼트들을 기술하기 위해 여기서 사용될 수 있지만, 이들 엘리먼트들은 이들 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다는 것을, 이해할 것이다. 이들 용어들은 하나의 엘리먼트를 다른 엘리먼트와 구별하는 데만 사용된다. 따라서, 아래에서 논의된 제1 엘리먼트는 본 개념의 범위를 벗어나지 않고 제2 엘리먼트라고 부를 수 있다.
[0072] 다양일 실시예들에 대한 설명들은 예시의 목적들용으로 제공되었으며, 개시된 실시예들이 전부라거나 이들로 한정하려는 의도가 있는 것은 아니다. 많은 수정들 및 변형들은 기술된 실시예들의 범위를 벗어나지 않고 당 업계의 통상적인 기술을 가진 사람들에게 분명할 것이다. 여기서 사용되는 용어는 실시예들의 원리들, 시장에서 발견되는 기술들에 대한 실용적인 적용 또는 기술적인 개선을 가장 잘 설명하기 위해, 또는 여기서 개시된 실시예들을 당 업계의 통상적인 기술을 가진 기타 사람들이 이해할 수 있도록 하기 위해 선택되었다.

Claims (25)

  1. 패키지 구조물(package structure)에 있어서, 상기 패키지 구조물은:
    제1 면(a first side)과 상기 제1 면에 대향하는(opposite) 제2 면을 포함하는 평면 코어 구조물(a planar core structure);
    상기 평면 코어 구조물의 제1 면 상에 배치된 안테나 구조물을 포함하고, 상기 안테나 구조물은:
    복수의 제1 적층된 층들(a plurality of first laminated layers) - 제1 적층된 층 각각은 제1 절연 층(a first insulating layer)상에서 형성된 제1 패턴화된 전도성 층(a first patterned conductive layer)을 포함함 -,
    상기 제1 적층된 층들의 하나 또는 그 이상의 제1 패턴화된 전도성 층들 상에 형성된 안테나 - 상기 안테나는 적어도 하나의 L자형 구조물(at least one L-shaped structure)을 포함함 -를 포함하고, 상기 패키지 구조물은:
    상기 평면 코어 구조물의 제2 면 상에 배치된 인터페이스 구조물; 및
    상기 인터페이스 구조물 및 상기 평면 코어 구조물에 형성되고, 상기 인터페이스 구조물 및 상기 평면 코어 구조물을 통해 라우팅되는 안테나 피드 라인 구조물을 포함하며, 상기 안테나 피드 라인 구조물은 상기 평면 안테나에 연결되지 않는
    패키지 구조물.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 평면 코어 구조물은 절연 재료로 형성된 코어 기판을 포함하는
    패키지 구조물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 인터페이스 구조물은 복수의 제2 적층된 층들을 포함하고, 제2 적층된 층 각각은 제2 절연 층 상에 형성된 제2 패턴화된 전도성 층을 포함하는
    패키지 구조물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 인터페이스 구조물은 복수의 제2 적층된 층들을 포함하며, 제2 적층된 층 각각은 제2 절연 층상에 형성된 제2 패턴화된 전도성 층을 포함하고, 그리고
    전력 평면, 접지 평면, 신호 라인들, 및 접촉 패드들이 상기 인터페이스 구조물의 상기 복수의 제2 적층된 층들의 하나 또는 그 이상의 패턴화된 제2 전도성 층들 상에 형성되는
    패키지 구조물.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 안테나는 네 개의 L자형 구조물들을 포함하는
    패키지 구조물.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 L자형 구조물들은 상기 L자형 구조물들의 모서리들이 안쪽을 향하도록 대칭적인 방식으로 배열되는(arranged)
    패키지 구조물.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 패키지 구조물은 상기 안테나 구조물에 케이지 벽 구조물(a cage wall structure)을 포함하고, 상기 케이지 벽은 상기 안테나를 둘러싸는
    패키지 구조물.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 케이지 벽 구조물은 상기 코어 구조물의 제1 접지 평면 층(a first ground plane layer)을 통해 상기 L자형 구조물과 전기적으로 연결되는
    패키지 구조물.
  9. 제 7항에 있어서, 상기 케이지 벽 구조물은 상기 안테나 구조물을 통해 수직으로 연장되는 복수의 전도성 접지 링들(a plurality of conductive grounded rings)을 포함하는
    패키지 구조물.
  10. 제 l항에 있어서, 상기 패키지 구조물은:
    제1 안테나 피드 라인 구조물(a first antenna feed line structure) 및 제2 안테나 피드 라인 구조물;
    하나 또는 그 이상의 제1 패턴화된 전도성 층들 중 하나 상에서 형성되고, 상기 제1 안테나 피드 라인 구조물과 연결되는 제1 브리지; 및
    하나 또는 그 이상의 제1 패턴화된 전도성 층들 중 다른 하나 상에 형성되고, 상기 제2 안테나 피드 라인 구조물과 연결되는 제2 브리지를 포함하며,
    상기 제1 브리지 및 상기 제2 브리지는 상기 패키지 구조물의 중심 부분(a central portion)에서 서로 교차하는
    패키지 구조물.
  11. 장치에 있어서, 상기 장치는:
    패키지 구조물을 포함하고, 상기 패키지 구조물은:
    제1 면(a first side)과 상기 제1 면에 대향하는(opposite) 제2 면을 포함하는 평면 코어 구조물(a planar core structure);
    상기 평면 코어 구조물의 제1 면 상에 배치된 안테나 구조물을 포함하며, 상기 안테나 구조물은
    복수의 제1 적층된 층들(a plurality of first laminated layers) - 제1 적층된 층 각각은 제1 절연 층(a first insulating layer)상에서 형성된 제1 패턴화된 전도성 층(a first patterned conductive layer)을 포함함 -,
    상기 제1 적층된 층들의 하나 또는 그 이상의 제1 패턴화된 전도성 층들 상에 형성된 안테나 - 상기 안테나는 적어도 하나의 L자형 구조물(at least one L-shaped structure)을 포함함 -;
    상기 평면 코어 구조물의 제2 면 상에 배치된 인터페이스 구조물; 및
    상기 인터페이스 구조물 및 상기 평면 코어 구조물에 형성되고, 상기 인터페이스 구조물 및 상기 평면 코어 구조물을 통해 라우팅되는 안테나 피드 라인 구조물을 포함하며, 상기 안테나 피드 라인 구조물은 상기 평면 안테나에 연결되지 않으며; 그리고 상기 장치는:
    능동 표면 및 비능동 표면(an active surface and an inactive surface)을 갖는 반도체 기판 및 상기 반도체 기판의 능동 표면상에서 형성된 BEOL(back end of line) 구조물을 포함하는 RFIC(radio frequency integrated circuit) 칩을 포함하고, 상기 RFIC 칩은 상기 RFIC 칩의 BEOL 구조물을 상기 인터페이스 구조물의 접촉 패드들에 연결함으로써 상기 패키지 구조물에 장착되는
    장치.
  12. 제 11항에 있어서, 상기 평면 코어 구조물은 절연 재료로 형성된 코어 기판을 포함하는
    장치.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 인터페이스 구조물은 복수의 제2 적층된 층들을 포함하고, 제2 적층된 층 각각은 제2 절연 층 상에 형성된 제2 패턴화된 전도성 층을 포함하는
    장치.
  14. 제 11항에 있어서,
    상기 인터페이스 구조물은 복수의 제2 적층된 층들을 포함하며, 제2 적층된 층 각각은 제2 절연 층상에 형성된 제2 패턴화된 전도성 층을 포함하고, 그리고
    전력 평면, 접지 평면, 신호 라인들, 및 접촉 패드들이 상기 인터페이스 구조물의 상기 복수의 제2 적층된 층들의 하나 또는 그 이상의 패턴화된 제2 전도성 층들 상에 형성되는
    장치.
  15. 제 11항에 있어서, 상기 안테나는 네 개의 L자형 구조물들을 포함하는
    장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 L자형 구조물들은 상기 L자형 구조물들의 모서리들이 안쪽을 향하도록 대칭적인 방식으로 배열되는(arranged)
    장치.
  17. 제 11항에 있어서, 상기 패키지 구조물은 상기 안테나 구조물에 케이지 벽 구조물(a cage wall structure)을 포함하고, 상기 케이지 벽은 상기 안테나를 둘러싸는
    장치.
  18. 제 17항에 있어서, 상기 케이지 벽 구조물은 상기 코어 구조물의 제1 접지 평면 층(a first ground plane layer)을 통해 상기 L자형 구조물과 전기적으로 연결되는
    장치.
  19. 제 17항에 있어서, 상기 케이지 벽 구조물은 상기 안테나 구조물을 통해 수직으로 연장되는 복수의 전도성 접지 링들(a plurality of conductive grounded rings)을 포함하는
    장치.
  20. 제 11항에 있어서, 상기 패키지 구조물은:
    제1 안테나 피드 라인 구조물(a first antenna feed line structure) 및 제2 안테나 피드 라인 구조물;
    하나 또는 그 이상의 제1 패턴화된 전도성 층들 중 하나 상에서 형성되고, 상기 제1 안테나 피드 라인 구조물과 연결되는 제1 브리지; 및
    하나 또는 그 이상의 제1 패턴화된 전도성 층들 중 다른 하나 상에 형성되고, 상기 제2 안테나 피드 라인 구조물과 연결되는 제2 브리지를 포함하며,
    상기 제1 브리지 및 상기 제2 브리지는 상기 패키지 구조물의 중심 부분(a central portion)에서 서로 교차하는
    장치.
  21. 패키지 구조물을 제조하는 방법에 있어서, 상기 방법은:
    제1 면(a first side)과 상기 제1 면에 대향하는(opposite) 제2 면을 포함하는 평면 코어 구조물(a planar core structure)을 형성하는 단계;
    상기 평면 코어 구조물의 제1 면 상에 배치된 안테나 구조물을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 안테나 구조물은
    복수의 제1 적층된 층들(a plurality of first laminated layers) - 제1 적층된 층 각각은 제1 절연 층(a first insulating layer)상에서 형성된 제1 패턴화된 전도성 층(a first patterned conductive layer)을 포함함 -,
    상기 제1 적층된 층들의 하나 또는 그 이상의 제1 패턴화된 전도성 층들 상에 형성된 안테나 - 상기 안테나는 적어도 하나의 L자형 구조물(at least one L-shaped structure)을 포함함 -를 포함하며; 상기 방법은:
    상기 평면 코어 구조물의 제2 면 상에 배치된 인터페이스 구조물을 형성하는 단계; 및
    상기 인터페이스 구조물 및 상기 평면 코어 구조물에 형성되고, 상기 인터페이스 구조물 및 상기 평면 코어 구조물을 통해 라우팅되는 안테나 피드 라인 구조물을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 안테나 피드 라인 구조물은 상기 평면 안테나에 연결되지 않는
    방법.
  22. 제 21항에 있어서, 상기 안테나는 네 개의 L자형 구조물들을 포함하는
    방법.
  23. 제 22항에 있어서, 상기 L자형 구조물들은 상기 L자형 구조물들의 모서리들이 안쪽을 향하도록 대칭적인 방식으로 배열되는(arranged)
    방법.
  24. 제 21항에 있어서, 상기 패키지 구조물은 상기 안테나 구조물에 케이지 벽 구조물(a cage wall structure)을 포함하고, 상기 케이지 벽은 상기 안테나를 둘러싸는
    방법.
  25. 제 24항에 있어서, 상기 케이지 벽 구조물은 상기 코어 구조물의 제1 접지 평면 층(a first ground plane layer)을 통해 상기 L자형 구조물과 전기적으로 연결되는
    방법.

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