WO2023080456A1 - 에어갭이 구비되는 패키지 구조 - Google Patents

에어갭이 구비되는 패키지 구조 Download PDF

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WO2023080456A1
WO2023080456A1 PCT/KR2022/014915 KR2022014915W WO2023080456A1 WO 2023080456 A1 WO2023080456 A1 WO 2023080456A1 KR 2022014915 W KR2022014915 W KR 2022014915W WO 2023080456 A1 WO2023080456 A1 WO 2023080456A1
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WO
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substrate layer
air gap
package structure
signal line
present
Prior art date
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PCT/KR2022/014915
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English (en)
French (fr)
Inventor
한기우
강원실
정진영
Original Assignee
알에프머트리얼즈 주식회사
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/48—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor
    • H01L23/488—Arrangements for conducting electric current to or from the solid state body in operation, e.g. leads, terminal arrangements ; Selection of materials therefor consisting of soldered or bonded constructions
    • H01L23/498—Leads, i.e. metallisations or lead-frames on insulating substrates, e.g. chip carriers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/64—Impedance arrangements
    • H01L23/66—High-frequency adaptations

Definitions

  • the present invention relates to a package structure provided with an air gap, and more particularly, by forming an air gap between a signal line and a ground plane, it is possible to reduce a dielectric between an electric field formed and simultaneously reduce dielectric loss, and a parasitic capacitor component As it decreases, it relates to a package structure provided with an air gap for transmitting ultra-wideband signals by reducing RF loss and significantly improving bandwidth.
  • a waveguide having a small loss is used rather than a microstrip transmission line having a large loss.
  • a high-frequency signal at a high frequency such as terahertz (THz)
  • the board with electronic components attached between waveguides is interconnected between waveguides or electrons connected by microstrip transmission lines. It is also possible to directly connect the component to the waveguide.
  • the end of a waveguide is made into a step shape to adjust according to the width and height of the step, or a rectangular slot is made at an interconnection portion to facilitate signal transition.
  • the present invention has been devised in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce the dielectric between the electric field formed through the air gap between the signal line and the ground plane and at the same time to reduce the dielectric loss, and accordingly, An object of the present invention is to provide a package structure provided with an air gap for transmitting ultra-wideband signals by reducing RF loss and significantly improving frequency bandwidth.
  • the present invention provides a first substrate layer
  • a second substrate layer provided on top of the first substrate layer, signal lines printed in a predetermined pattern at the center of the upper surface, and ground printed in a predetermined pattern on one side and the other side of the signal line;
  • a third substrate layer provided on top of the signal line and the ground;
  • a fourth substrate layer provided on top of the third substrate layer; including,
  • An air gap is formed in the center of the third substrate layer, an upper portion of the air gap is positioned to contact one lower side of the fourth substrate layer, and a lower portion of the air gap is positioned to contact the signal line.
  • a package structure in which an air gap is provided may be provided.
  • the first substrate layer, the second substrate layer, the third substrate layer, and the fourth substrate layer have a package structure in which an air gap is provided made of a dielectric material. can be provided.
  • a package structure including an air gap in which a ground layer is further provided between the first substrate layer and the second substrate layer may be provided.
  • a signal via is provided below the signal line and the ground, and the signal via is provided with an air gap penetrating the first substrate layer and the second substrate layer in a vertical direction.
  • a package structure may be provided.
  • a package structure may be provided in which an air gap in which a ground plane is printed is provided on a lower surface of the fourth substrate layer.
  • a package structure including an air gap in which one of the front and rear surfaces of the air gap is opened may be provided.
  • the first substrate layer a second substrate layer provided on top of the first substrate layer, signal lines printed in a predetermined pattern at the center of the upper surface, and ground printed in a predetermined pattern on one side and the other side of the signal line; a third substrate layer provided on top of the signal line and the ground; A fourth substrate layer provided on top of the third substrate layer, wherein an air gap is formed at the center of the third substrate layer, and an upper portion of the air gap is in contact with one side of the lower portion of the fourth substrate layer.
  • the lower part of the air gap is positioned so as to come into contact with the signal line, and the air gap is formed extending in the front-back direction of the third substrate layer along the signal line;
  • a ground plane is printed on the lower surface of the fourth substrate layer, and the ground plane is disposed to face the signal line with the air gap interposed therebetween.
  • the package structure provided with the air gap of the present invention it is possible to reduce the dielectric and dielectric loss at the same time through the air gap and the ground plane, and thus, the effect of transmitting ultra-wideband signals by significantly improving RF performance there is.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a package structure provided with an air gap according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a bottom perspective view showing a package structure provided with an air gap according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing a package structure provided with an air gap according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing a package structure provided with an air gap according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a package structure provided with an air gap according to an embodiment of the present invention.
  • Embodiments described and illustrated herein also include complementary embodiments thereof.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a package structure provided with an air gap according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view from below showing a package structure provided with an air gap according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is an exploded perspective view showing a package structure provided with an air gap according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is an exploded perspective view showing a package structure provided with an air gap according to an embodiment of the present invention.
  • 5 is a cross-sectional view showing a package structure including an air gap according to an embodiment of the present invention.
  • the package structure (QFN: QUAD FLAT NON-LEADED PACKAGE) provided with an air gap according to the present invention includes a first substrate layer 100, a second substrate layer 200, It is a configuration including a third substrate layer 300 and a fourth substrate layer 400 .
  • the first substrate layer 100 and the signal line 210 are provided on the top of the first substrate layer 100 and printed in a predetermined pattern in the center of the upper surface, and one side and A second substrate layer 200 on which the ground 220 is printed in a predetermined pattern on the other side, and a third substrate layer formed in a predetermined shape and provided on top of the signal line 210 and the ground 220 300, and a fourth substrate layer 400 provided on top of the third substrate layer 300, wherein an air gap 310 is formed at the center of the third substrate layer 300, The upper part of the air gap 310 is positioned to contact one lower side of the fourth substrate layer, and the lower part of the air gap is positioned to contact the signal line.
  • the first substrate layer 100 is configured to be seated on the lowermost layer of the package structure provided with an air gap according to the present invention.
  • the first substrate layer 100 is formed through a dielectric.
  • the first substrate layer 100 may be made of a ceramic material through a process such as mixing Al 2 O 3 powder and manufacturing and cutting a sheet.
  • the first substrate layer 100 may be mounted on a PCB substrate or the like to transfer signals.
  • the second substrate layer 200 is provided on top of the first substrate layer 100, and a signal line 210 is printed in a predetermined pattern at the center of the upper surface, and predetermined signals are printed on one side and the other side of the signal line 210, respectively.
  • This is a configuration in which the ground 220 is printed in a pattern.
  • This second substrate layer 200 is formed through a dielectric.
  • the first substrate layer 100 may be made of a ceramic material through a process such as mixing Al 2 O 3 powder and manufacturing and cutting a sheet.
  • the signal line 210 is printed on the upper surface of the second substrate layer 200.
  • Various printing methods may be implemented, but in the present invention, it is preferable to print through screen printing.
  • ground 220 is printed in a predetermined pattern on one side and the other side of the signal line 210 at regular intervals.
  • Various printing methods may be implemented, but in the present invention, it is preferable to print through screen printing.
  • a via 211 is provided below the signal line 210, and the via 211 penetrates the first substrate layer 100 and the second substrate layer 200 in a vertical direction and is mounted on a PCB board, etc. and can transmit signals.
  • the via 211 is filled with a filler in a through hole penetrating the first substrate layer 100 and the second substrate layer 200 in a vertical direction.
  • the filler includes various materials such as tungsten, gold, silver, and copper. It should be noted that fillers can be filled.
  • a via 221 is provided below the ground 220, and the via 221 penetrates the first substrate layer 100 and the second substrate layer 200 in a vertical direction and is mounted on a PCB substrate or the like It can be.
  • the via 221 is filled with a filler in a through hole penetrating the first substrate layer 100 and the second substrate layer 200 in a vertical direction.
  • the filler includes various materials such as tungsten, gold, silver, and copper. It should be noted that fillers can be filled.
  • a ground layer (G) may be further provided between the first substrate layer 100 and the second substrate layer 200 .
  • the signal line 230 and the via 230 may pass through the first substrate layer 100, the second substrate layer 200, and the ground layer (G) in a vertical direction.
  • the third substrate layer 300 is provided on top of the signal line and the ground.
  • the third substrate layer 300 is manufactured in a predetermined shape with one surface bent inward, but is not limited thereto and can be manufactured in various shapes in the present invention. .
  • the third substrate layer 300 is formed through a dielectric material.
  • the third substrate layer 100 may be made of a ceramic material through a process such as mixing Al 2 O 3 powder and manufacturing and cutting a sheet.
  • an air gap 310 is formed in the center of the third substrate layer 300, and an upper portion of the air gap 310 contacts one lower side of the fourth substrate layer 400. , and the lower portion of the air gap 310 is positioned to come into contact with the signal line 210 .
  • the upper part of the air gap 310 contacts the lower part of the fourth substrate layer 400, the lower part of the air gap 310 comes into contact with the signal line 210, and the air gap The upper and lower surfaces of the gap, 310) are sealed.
  • the conventional package structure implements a closed structure, but in the present invention, since the air must be filled in the air gap (Air gap, 310), the position of either the front or rear surface of the air gap (Air gap, 310) After is opened and filled with air, it can be sealed by a separate sealing means.
  • the air gap 310 of the present invention can reduce dielectric loss and simultaneously reduce dielectric loss along with the ground plane (G-P) to be described below, and accordingly, RF performance can be greatly improved.
  • the fourth substrate layer 400 is provided on top of the third substrate layer 300 .
  • the fourth substrate layer 400 is manufactured in a predetermined shape with one surface bent inward, but in the present invention, it is not limited thereto and can be manufactured in various shapes. .
  • the fourth substrate layer 400 is formed through a dielectric material.
  • the third substrate layer 100 may be made of a ceramic material or a metal material through a process such as mixing Al 2 O 3 powder and manufacturing and cutting a sheet.
  • G-P ground plane
  • G-P ground plane
  • the ground plane (G-P) of the present invention can reduce dielectric loss and simultaneously reduce dielectric loss along with the above-described air gap (Air gap, 310), and accordingly, RF performance can be greatly improved.
  • FIG. 6 is simulation data confirming the standing wave ratio (VSWR) and
  • FIG. 7 is a standing wave ratio (VSWR) in a package structure in which dielectric loss is reduced according to an embodiment of the present invention. ) and the
  • the degree of return loss through impedance matching of the signal line can be identified through VSWR (Voltage Standing Wave Ratio). The closer to 1, the smaller the reflection, and the larger the reflection, the closer to infinity.
  • VSWR Voltage Standing Wave Ratio
  • the frequency band having a standing wave ratio of less than 1.5 increased by 98% from 0 to 29.5 GHz to 0 to 58 GHz.
  • is less than 0.8 dB increased by about 44% from 0 to 36.1 GHz to 0 to 52 GHz.
  • the package structure in which dielectric loss is reduced according to the present invention it is possible to reduce dielectric loss and simultaneously reduce dielectric loss through an air gap and a ground plane, thereby significantly improving RF performance to transmit ultra-wideband signals. It works.

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Abstract

본 발명은 에어갭이 구비되는 패키지 구조에 관한 것으로 보다 상세하게는, 제1기판층; 상기 제1기판층의 상부에 구비되고 상부면 중앙에 소정의 패턴으로 신호선이 프린팅되며 상기 신호선의 일측과 타측에 각각 소정의 패턴으로 그라운드가 프린팅되는 제2기판층; 상기 신호선과 상기 그라운드의 상부에 구비되는 제3기판층; 상기 제3기판층의 상부에 구비되는 제4기판층;을 포함하되, 상기 제3기판층의 중앙에는 에어갭이 형성되고, 상기 에어갭의 상부는 상기 제4기판층의 하부 일측과 맞닿게 되고, 상기 에어갭의 하부는 상기 신호선과 맞닿는 것을 특징으로 한다.

Description

에어갭이 구비되는 패키지 구조
본 발명은 에어갭이 구비되는 패키지 구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 신호선과 그라운드 플레인 사이에 에어갭을 형성함으로써 형성되는 전계 사이의 유전체를 줄임과 동시에 유전손실을 줄일 수 있고, 기생 캐패시터 성분이 감소함에 따라, RF 손실을 줄이고 대역폭을 대폭 향상시킴으로써 초광대역의 신호를 전달하기 위한 에어갭이 구비되는 패키지 구조에 관한 것이다.
일반적으로 고주파 신호에서는 손실이 큰 마이크로스트립 전송 선로보다 손실이 작은 도파관을 사용한다. 그러나, 테라 헤르츠(THz)와 같은 높은 주파수에서 전자 부품 등이 부착된 기판으로 고주파 신호를 전달하기 위해서, 도파관과 도파관 사이에 전자 부품 등이 부착된 기판을 상호 연결하거나 마이크로스트립 전송 선로로 연결된 전자 부품을 도파관과 직접 연결하기도 한다.
도파관과 전자 부품 등이 부착된 마이크로스트립 기판을 상호 연결하는 경우 도파관 내부에 임피던스 매칭(impedance matching)을 위한 장치가 없기 때문에 임피던스 부정합으로 인한 전송 손실이 발생한다.
임피던스 부정합을 억제하기 위한 종래의 기술로는 도파관의 끝부분을 계단 모양으로 만들어 계단의 폭과 높이에 따라 조정하거나, 상호 접속 부위에 사각형 슬랏을 만들어 신호 천이가 용이하도록 하였다.
그러나 상기의 종래 기술은 복잡한 도파관 내부의 구조물로 인해 제작상의 복잡함과 어려움이 있으며, 임피던스 매칭을 위해서는 많은 실험적인 노력이 필요하므로 최적의 임피던스 매칭을 이루기 어려운 문제점이 발생되었고, RF 성능이 저하되는 문제점이 발생되었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 신호선과 그라운드 플레인 사이의 에어갭을 통해 형성되는 전계사이의 유전체를 줄임과 동시에 유전손실을 줄일 수 있고, 이에 따라, RF 손실을 줄이고 주파수 대역폭을 대폭 향상시킴으로써 초광대역의 신호를 전달하기 위한 에어갭이 구비되는 패키지 구조를 제공하는데 있다.
본 발명의 실시예들의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 특징에 따르면, 본 발명은 제1기판층;
상기 제1기판층의 상부에 구비되고 상부면 중앙에 소정의 패턴으로 신호선이 프린팅되며 상기 신호선의 일측과 타측에 각각 소정의 패턴으로 그라운드가 프린팅되는 제2기판층;
상기 신호선과 상기 그라운드의 상부에 구비되는 제3기판층;
상기 제3기판층의 상부에 구비되는 제4기판층;을 포함하되,
상기 제3기판층의 중앙에는 에어갭이 형성되고, 상기 에어갭의 상부는 상기 제4기판층의 하부 일측과 맞닿도록 위치되고, 상기 에어갭의 하부는 상기 신호선과 맞닿도록 위치되는 것을 특징으로 하는 에어갭이 구비되는 패키지 구조가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1기판층과, 상기 제2기판층과, 상기 제3기판층 및 상기 제4기판층은 유전체 재질로 제작되는 에어갭이 구비되는 패키지 구조가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1기판층과 상기 제2기판층의 사이에 그라운드층이 더 구비되는 에어갭이 구비되는 패키지 구조가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 신호선과 상기 그라운드의 하부에 신호비아가 구비되고, 상기 신호비아는 상기 제1기판층과 상기 제2기판층의 수직방향으로 관통되는 에어갭이 구비되는 패키지 구조가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제4기판층의 하부면에는 그라운드 플레인이 프린팅되는 에어갭이 구비되는 패키지 구조가 제공될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 에어갭의 전면 또는 후면 중 어느 하나의 위치가 개방되는 에어갭이 구비되는 패키지 구조가 제공될 수 있다.
또한, 제1기판층; 상기 제1기판층의 상부에 구비되고 상부면 중앙에 소정의 패턴으로 신호선이 프린팅되며 상기 신호선의 일측과 타측에 각각 소정의 패턴으로 그라운드가 프린팅되는 제2기판층; 상기 신호선과 상기 그라운드의 상부에 구비되는 제3기판층; 상기 제3기판층의 상부에 구비되는 제4기판층;을 포함하되, 상기 제3기판층의 중앙에는 에어갭이 형성되고, 상기 에어갭의 상부는 상기 제4기판층의 하부 일측과 맞닿도록 위치되고, 상기 에어갭의 하부는 상기 신호선과 맞닿도록 위치되고, 상기 에어갭은 상기 신호선을 따라 제3기판층의 전후방향으로 연장형성되는 것; 상기 제4기판층의 하부면에는 그라운드 플레인이 프린팅되어, 그라운드 플레인이 상기 에어갭을 사이에 두고 상기 신호선과 마주보게 배치되는것;을 특징으로 한다.
본 발명의 에어갭이 구비되는 패키지 구조에 따르면, 에어갭과 그라운드 플레인을 통해 유전체를 줄임과 동시에 유전손실을 줄일 수 있고, 이에 따라, RF 성능을 대폭 향상시킴으로써 초광대역의 신호를 전달하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어갭이 구비되는 패키지 구조를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어갭이 구비되는 패키지 구조를 도시한 저면사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어갭이 구비되는 패키지 구조를 도시한 분해사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어갭이 구비되는 패키지 구조를 도시한 분해사시도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어갭이 구비되는 패키지 구조를 도시한 단면도,
도 6은 종래의 패키지 구조에서의 정재파비(VSWR)와 |S21|파라미터를 확인한 시뮬레이션 데이터,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어갭이 구비되는 패키지 구조에서의 정재파비(VSWR)와 |S21|파라미터를 확인한 시뮬레이션 데이터이다.
이하의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어갭이 구비되는 패키지 구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어갭이 구비되는 패키지 구조를 도시한 저면사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어갭이 구비되는 패키지 구조를 도시한 분해사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어갭이 구비되는 패키지 구조를 도시한 분해사시도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에어갭이 구비되는 패키지 구조를 도시한 단면도이다.
도 1 내지 5에 도시된 바와 같이, 본 발명인 에어갭이 구비되는 패키지 구조(QFN: QUAD FLAT NON-LEADED PACKAGE)는 크게, 제1기판층(100)과, 제2기판층(200)과, 제3기판층(300) 및 제4기판층(400)을 포함하는 구성이다.
더욱 상세하게는, 제1기판층(100)과, 상기 제1기판층(100)의 상부에 구비되고 상부면 중앙에 소정의 패턴으로 신호선(210)이 프린팅되며 상기 신호선(210)의 일측과 타측에 각각 소정의 패턴으로 그라운드(220)가 프린팅되는 제2기판층(200)과, 소정의 형상으로 제작되고, 상기 신호선(210)과 상기 그라운드(220)의 상부에 구비되는 제3기판층(300)과, 상기 제3기판층(300)의 상부에 구비되는 제4기판층(400)을 포함하되, 상기 제3기판층(300)의 중앙에는 에어갭(310)이 형성되고, 상기 에어갭(310)의 상부는 상기 제4기판층의 하부 일측과 맞닿도록 위치되고, 상기 에어갭의 하부는 상기 신호선과 맞닿도록 위치되는 구성이다.
먼저, 제1기판층(100)은 본 발명인 에어갭이 구비되는 패키지 구조의 최하위층에 안착되는 구성이다.
이러한, 제1기판층(100)은 유전체를 통해 형성된다.
여기서, 본 발명의 일 실시예로, 제1기판층(100)은 Al2O3 파우더를 믹싱하고 시트를 제작 및 재단 등의 공정을 거쳐 세라믹 재질로 제작될 수 있다.
이와 같은, 제1기판층(100)은 PCB 기판 등에 실장되어 신호를 전달할 수 있다.
제2기판층(200)은, 상기 제1기판층(100)의 상부에 구비되고 상부면 중앙에 소정의 패턴으로 신호선(210)이 프린팅되며 상기 신호선(210)의 일측과 타측에 각각 소정의 패턴으로 그라운드(220)가 프린팅되는 구성이다.
이러한, 제2기판층(200)은 유전체를 통해 형성된다.
여기서, 본 발명의 일 실시예로, 제1기판층(100)은 Al2O3 파우더를 믹싱하고 시트를 제작 및 재단 등의 공정을 거쳐 세라믹 재질로 제작될 수 있다.
한편, 제2기판층(200)의 상부면에 신호선(210)이 프린팅되는데, 다양한 프린팅 방법이 구현될 수 있으나, 본 발명에서는 스크린 프린팅을 통해 프린팅되는 것이 바람직하다.
또한, 신호선(210)의 일측과 타측에 각각 일정간격 이격되어 소정의 패턴으로 그라운드(220)가 프린팅되는데, 다양한 프린팅 방법이 구현될 수 있으나, 본 발명에서는 스크린 프린팅을 통해 프린팅되는 것이 바람직하다.
여기서, 신호선(210)의 하부에는 비아(211)이 구비되고, 상기 비아(211)는 상기 제1기판층(100)과 상기 제2기판층(200)의 수직방향으로 관통되어 PCB 기판 등에 실장되어 신호를 전달할 수 있다.
여기서, 비아(211)는 상기 제1기판층(100)과 상기 제2기판층(200)의 수직방향으로 관통된 관통홈에 충진재가 충진되는데, 상기 충진재는 텅스텐, 금, 은, 구리 등 다양한 충진재가 충진될 수 있음을 밝혀둔다.
또한, 그라운드(220)의 하부에는 비아(221)가 구비되고, 상기 비아(221)는 상기 제1기판층(100)과 상기 제2기판층(200)의 수직방향으로 관통되어 PCB 기판 등에 실장될 수 있다.
여기서, 비아(221)는 상기 제1기판층(100)과 상기 제2기판층(200)의 수직방향으로 관통된 관통홈에 충진재가 충진되는데, 상기 충진재는 텅스텐, 금, 은, 구리 등 다양한 충진재가 충진될 수 있음을 밝혀둔다.
한편, 상기 제1기판층(100)과 상기 제2기판층(200)의 사이에 그라운드층(G)이 더 구비될 수 있다.
이때, 상기 신호라인(230)과 상기 비아(230)는 상기 제1기판층(100)과 상기 제2기판층(200) 및 그라운드층(G)의 수직방향으로 관통될 수 있다.
제3기판층(300)은, 상기 신호선과 상기 그라운드의 상부에 구비되는 구성이다.
이러한, 제3기판층(300)은 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이, 일면이 내측으로 절곡된 소정의 형상으로 제작되어 있으나, 본 발명에서는 이에 한정되지 않고 다양한 형상으로 제작할 수 있음을 밝혀둔다.
또한, 제3기판층(300)은 유전체를 통해 형성된다.
여기서, 본 발명의 일 실시예로, 제3기판층(100)은 Al2O3 파우더를 믹싱하고 시트를 제작 및 재단 등의 공정을 거쳐 세라믹 재질로 제작될 수 있다.
여기서, 상기 제3기판층(300)의 중앙에는 에어갭(Air gap, 310)이 형성되고, 상기 에어갭(Air gap, 310)의 상부는 상기 제4기판층(400)의 하부 일측과 맞닿도록 위치되고, 상기 에어갭(Air gap, 310)의 하부는 상기 신호선(210)과 맞닿도록 위치하게 된다.
즉, 에어갭(Air gap, 310)의 상부에는 상기 제4기판층(400)의 하부와 맞닿고, 에어갭(Air gap, 310)의 하부는 상기 신호선(210)과 맞닿으며 에어갭(Air gap, 310)의 상부면과 하부면을 밀폐하게 된다.
여기서, 통상의 패키지 구조는 밀폐구조를 구현되지만, 본 발명에서는 상기 에어갭(Air gap, 310)에 공기가 충진되어야 하므로, 상기 에어갭(Air gap, 310)의 전면 또는 후면 중 어느 하나의 위치가 개방되어 공기가 충진된 후, 별도의 밀폐수단에 의해 밀폐될 수 있다.
결과적으로, 본 발명의 에어갭(Air gap, 310)은 이하 설명될 그라운드 플레인(G-P)과 더불어 유전체를 줄임과 동시에 유전손실을 줄일 수 있고, 이를 따라, RF 성능을 대폭 향상시킬 수 있다.
제4기판층(400)은, 상기 제3기판층(300)의 상부에 구비되는 구성이다.
이러한, 제4기판층(400)은 도 1 내지 4에 도시된 바와 같이, 일면이 내측으로 절곡된 소정의 형상으로 제작되어 있으나, 본 발명에서는 이에 한정되지 않고 다양한 형상으로 제작할 수 있음을 밝혀둔다.
또한, 제4기판층(400)은 유전체를 통해 형성된다.
여기서, 본 발명의 일 실시예로, 제3기판층(100)은 Al2O3 파우더를 믹싱하고 시트를 제작 및 재단 등의 공정을 거쳐 세라믹 재질로 제작되거나, 메탈 재질로 제작될 수 있다.
한편, 제4기판층(400)의 하부면에는 그라운드 플레인(G-P)이 프린팅된다.
이러한, 그라운드 플레인(G-P)은 다양한 프린팅 방법이 구현될 수 있으나, 본 발명에서는 스크린 프린팅을 통해 프린팅되는 것이 바람직하다.
즉, 전계가 신호선(210)과 그라운드(G)가 아닌 신호선(210)과 그라운드 플레인(G-P)의 사이에 발생을 하게 되고, 신호선(210)과 그라운드 플레인(G-P)의 사이에 유전체가 없으므로 유전손실이 감소하게 된다.
결과적으로, 본 발명의 그라운드 플레인(G-P)은 상술된 에어갭(Air gap, 310)과 더불어 유전체를 줄임과 동시에 유전손실을 줄일 수 있고, 이를 따라, RF 성능을 대폭 향상시킬 수 있다.
이하에서는, 본 발명인 유전손실이 저감되는 패키지 구조의 정재파비(VSWR)와 |S21| 파라미터를 통해 시뮬레이션된 데이터를 설명하기로 한다.
도 6은 종래의 패키지 구조에서의 정재파비(VSWR)와 |S21|파라미터를 확인한 시뮬레이션 데이터이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유전손실이 저감되는 패키지 구조에서의 정재파비(VSWR)와 |S21|파라미터를 확인한 시뮬레이션 데이터이다.
먼저, 정재파비(VSWR : Voltage Standing Wave Ratio)를 통해 신호선의 임피던스 매칭을 통한 반사 손실의 정도를 파악할 수 있으며, 1 에 가까울수록 반사가 적으며 반사가 커질수록 무한대에 가까워지게 된다.
즉, 본 발명의 에어갭(Air gap, 310)이 적용되면, 정재파비가 1.5 미만인 주파수 대역이 기존 0 ~ 29.5 GHz 에서 0 ~ 58 GHz로 98 % 증가함을 확인할 수 있었다.
또한, |S21| 파라미터를 통해 신호선의 삽입손실(Insertion loss)을 파악할 수 있으며, 0 에 가까울 수록 손실이 적게 된다.
즉, 본 발명의 에어갭(Air gap. 310)이 적용되면, |S21|이 0.8 dB 미만인 주파수 대역이 기존 0 ~ 36.1 GHz 에서 0 ~ 52 GHz로 약 44 % 증가함을 확인할 수 있었다.
따라서, 본 발명의 유전손실이 저감되는 패키지 구조에 따르면, 에어갭과 그라운드 플레인을 통해 유전체를 줄임과 동시에 유전손실을 줄일 수 있고, 이에 따라, RF 성능을 대폭 향상시킴으로써 초광대역의 신호를 전달하는 효과가 있다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

Claims (6)

  1. 제1기판층;
    상기 제1기판층의 상부에 구비되고 상부면 중앙에 소정의 패턴으로 신호선이 프린팅되며 상기 신호선의 일측과 타측에 각각 소정의 패턴으로 그라운드가 프린팅되는 제2기판층;
    상기 신호선과 상기 그라운드의 상부에 구비되는 제3기판층;
    상기 제3기판층의 상부에 구비되는 제4기판층;을 포함하되,
    상기 제3기판층의 중앙에는 에어갭이 형성되고, 상기 에어갭의 상부는 상기 제4기판층의 하부 일측과 맞닿도록 위치되고, 상기 에어갭의 하부는 상기 신호선과 맞닿도록 위치되는것을 특징을 특징으로 하는 에어갭이 구비되는 패키지 구조.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1기판층과, 상기 제2기판층과, 상기 제3기판층 및 상기 제4기판층은 유전체 재질로 제작되는 것을 특징으로 하는 에어갭이 구비되는 패키지 구조.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1기판층과 상기 제2기판층의 사이에 그라운드층이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 에어갭이 구비되는 패키지 구조.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 신호선의 하부에는 신호라인이 구비되고, 상기 그라운드의 하부에는 비아가 구비되며, 상기 신호라인과 비아는 상기 제1기판층과 상기 제2기판층의 수직방향으로 관통되는 것을 특징으로 하는 에어갭이 구비되는 패키지 구조.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제4기판층의 하부면에는 그라운드 플레인이 프린팅되는 것을 특징으로 하는 에어갭이 구비되는 패키지 구조.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 에어갭의 전면 또는 후면 중 어느 하나의 위치가 개방되는 것을 특징으로 하는 에어갭이 구비되는 패키지 구조.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0884005A (ja) * 1994-03-08 1996-03-26 Hughes Aircraft Co 空洞内のスロットを通るストリップラインあるいはマイクロストリップの層間の相互接続
JPH09321501A (ja) * 1996-05-30 1997-12-12 Mitsubishi Electric Corp 多層高周波回路基板
JP2001144509A (ja) * 1999-11-15 2001-05-25 Nec Corp 高周波パッケージ
US6239669B1 (en) * 1997-04-25 2001-05-29 Kyocera Corporation High frequency package
JP2011187550A (ja) * 2010-03-05 2011-09-22 Toshiba Corp 高周波パッケージ
KR102415918B1 (ko) * 2021-11-04 2022-07-05 알에프머트리얼즈 주식회사 에어갭이 구비되는 패키지 구조

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101306394B1 (ko) 2010-03-09 2013-09-09 한국전자통신연구원 무선 주파수(ｒｆ) 디바이스

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0884005A (ja) * 1994-03-08 1996-03-26 Hughes Aircraft Co 空洞内のスロットを通るストリップラインあるいはマイクロストリップの層間の相互接続
JPH09321501A (ja) * 1996-05-30 1997-12-12 Mitsubishi Electric Corp 多層高周波回路基板
US6239669B1 (en) * 1997-04-25 2001-05-29 Kyocera Corporation High frequency package
JP2001144509A (ja) * 1999-11-15 2001-05-25 Nec Corp 高周波パッケージ
JP2011187550A (ja) * 2010-03-05 2011-09-22 Toshiba Corp 高周波パッケージ
KR102415918B1 (ko) * 2021-11-04 2022-07-05 알에프머트리얼즈 주식회사 에어갭이 구비되는 패키지 구조

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