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KR20210122969A - 안테나 패키지 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 - Google Patents

안테나 패키지 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 Download PDF

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KR20210122969A
KR20210122969A KR1020200040034A KR20200040034A KR20210122969A KR 20210122969 A KR20210122969 A KR 20210122969A KR 1020200040034 A KR1020200040034 A KR 1020200040034A KR 20200040034 A KR20200040034 A KR 20200040034A KR 20210122969 A KR20210122969 A KR 20210122969A
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antenna
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이원희
이재현
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예들의 안테나 패키지는 제1 안테나 패턴들 및 제2 안테나 패턴들을 포함하는 복수의 안테나 패턴들, 및 안테나 패턴들과 전기적으로 연결되는 회로 기판을 포함한다. 회로 기판은 서로 대향하는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 코어층, 코어층의 제1 면 상에 배치되며 제1 안테나 패턴들과 전기적으로 연결되는 제1 회로 배선, 및 코어층의 제1 면 및 제2 면 상에 분산 배치되며 제2 안테나 패턴들과 전기적으로 연결되는 제2 회로 배선을 포함한다. 회로 배선 설계를 통해 서로 다른 공진 주파수의 안테나 패턴들을 효율적으로 패키지에 포함시킬 수 있다.

Description

안테나 패키지 및 이를 포함하는 화상 표시 장치{ANTENNA PACKAGE AND IMAGE DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
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, 복수의 주파수 대역에 대응하는 상이한 안테나 패턴들이 하나의 소자에 포함되는 경우, 회로 연결을 위해 복수의 회로 기판이 필요할 수 있다. 이에 따라, 안테나 소자 또는 안테나 패키지의 전체 부피, 두께가 증가할 수 있다.
이와는 달리, 상이한 안테나 패턴들에 연결되는 회로들을 하나의 회로 기판에 포함시키는 경우, 회로간 상호 간섭에 의해 신호 신뢰성이 저하되며 전송 경로의 길이가 증가되어 신호 손실이 증가될 수 있다.
따라서, 상이한 주파수의 안테나 패턴들에 대한 회로 연결을 제한된 공간 내에서 고신뢰성으로 구현하기 위한 안테나 설계가 필요하다. 예를 들면, 한국공개특허 제2013-0095451호는 디스플레이 패널에 일체화된 안테나를 개시하고 있으나, 상술한 바와 같이 효율적인 회로 연결에 대해서는 고려하고 있지 않다.
한국공개특허공보 제2013-0095451호
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. 제1 안테나 패턴들 및 제2 안테나 패턴들을 포함하는 복수의 안테나 패턴들; 및 상기 안테나 패턴들과 전기적으로 연결되는 회로 기판을 포함하고,
상기 회로 기판은 서로 대향하는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 코어층; 상기 코어층의 상기 제1 면 상에 배치되며 상기 제1 안테나 패턴들과 전기적으로 연결되는 제1 회로 배선; 및 상기 코어층의 상기 제1 면 및 상기 제2 면 상에 분산 배치되며 상기 제2 안테나 패턴들과 전기적으로 연결되는 제2 회로 배선을 포함하는, 안테나 패키지.
2. 위 1에 있어서, 상기 제1 안테나 패턴들 각각은 제1 방사 전극, 상기 제1 방사 전극으로부터 연장되는 제1 전송 선로 및 상기 제1 전송 선로의 일단부에 연결된 제1 신호 패드를 포함하며,
상기 제2 안테나 패턴들 각각은 제2 방사 전극, 상기 제2 방사 전극으로부터 연장되는 제2 전송 선로 및 상기 제2 전송 선로의 일단부에 연결된 제2 신호 패드를 포함하는, 안테나 패키지.
3. 위 2에 있어서, 상기 제1 방사 전극 및 상기 제2 방사 전극은 서로 다른 사이즈를 갖는, 안테나 패키지.
4. 위 2에 있어서, 상기 제1 전송 선로 및 상기 제2 전송 선로는 서로 다른 길이를 갖는, 안테나 패키지.
5. 위 2에 있어서, 상기 제1 방사 전극 및 상기 제2 방사 전극은 서로 다른 공진 주파수를 갖는, 안테나 패키지.
6. 위 2에 있어서, 제1 급전 포트를 더 포함하며, 상기 제1 회로 배선은 상기 제1 신호 패드들과 연결되며 상기 제1 회로 배선의 말단부는 상기 제1 급전 포트와 연결되는, 안테나 패키지.
7. 위 2에 있어서, 상기 제2 회로 배선은 상기 코어층의 상기 제1 면 상에 배치되며 상기 제2 신호 패드와 연결되는 안테나 연결 배선 및 상기 코어층의 상기 제2 면 상에 배치되는 포트 연결 배선을 포함하는, 안테나 패키지.
8. 위 7에 있어서, 상기 코어층을 관통하며 상기 안테나 연결 배선 및 상기 포트 연결 배선을 전기적으로 연결시키는 비아 구조물을 더 포함하는, 안테나 패키지.
9. 위 8에 있어서, 상기 회로 기판은 상기 코어층, 상기 안테나 연결 배선 및 상기 포트 연결 배선을 함께 관통하는 비아 홀을 포함하며,
상기 비아 구조물은 상기 비아 홀의 측벽 상에 형성되어 상기 안테나 연결 배선 및 상기 포트 연결 배선과 접촉하는, 안테나 패키지.
10. 위 8에 있어서, 상기 코어층은 상기 제1 면을 제공하는 제1 코어층 및 상기 제2 면을 제공하는 제2 코어층을 포함하고, 상기 회로 기판은 상기 제1 코어층 및 상기 제2 코어층 사이에 배치된 그라운드 층을 더 포함하는, 안테나 패키지.
11. 위 10에 있어서, 상기 회로 기판은 상기 비아 구조물 및 상기 그라운드 층 사이에 배치되는 차단 절연층을 더 포함하는, 안테나 패키지,
12. 위 7에 있어서, 상기 포트 연결 배선의 말단부와 연결되는 제2 급전 포트를 더 포함하는, 안테나 패키지.
13. 위 1에 있어서, 상기 제1 안테나 패턴들 및 상기 제2 안테나 패턴들은 서로 다른 공진 주파수에 대응되며, 행 방향으로 교대로, 반복적으로 배열되는, 안테나 패키지.
14. 위 1에 있어서, 상기 제1 회로 배선 및 상기 제2 회로 배선은 평면 방향에서 투영되었을 때 서로 교차하는, 안테나 패키지.
15. 위 1에 있어서, 상기 제1 회로 배선에 의해 2 이상의 상기 제1 안테나 패턴들이 커플링되고, 상기 제2 회로 배선에 의해 2 이상의 상기 제2 안테나 패턴들이 커플링되는, 안테나 패키지.
16. 위 1에 있어서, 복수의 상기 제1 회로 배선들이 상기 제1 안테나 패턴들 각각과 개별적으로 연결되고, 복수의 상기 제2 회로 배선들이 상기 제1 안테나 패턴들 각각과 개별적으로 연결되는, 안테나 패키지.
17. 상술한 실시예들에 따른 안테나 패키지를 포함하는, 화상 표시 장치.
본 발명의 실시예들에 따르면, 서로 다른 사이즈를 갖는 제1 및 제2 안테나 패턴들에 대해 회로 기판의 상면 및 저면을 활용하여 신호 배선을 연결시킬 수 있다. 따라서, 상기 제1 안테나 패턴 및 제2 안테나 패턴에 대해 실질적으로 독립적인 회로 연결을 구현할 수 있으며, 상호 신호 간섭에 의한 신호 손실, 급전 손실을 방지할 수 있다.
또한, 하나의 회로 기판을 통해 상기 제1 및 제2 안테나 패턴들에 대한 회로 연결을 제공할 수 있으며, 이에 따라 박형화된 안테나 패키지가 수득될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 회로 기판은 상부 회로 배선 및 하부 회로 배선 사이에 그라운드 층을 더 포함할 수 있으며, 상기 그라운드 층을 통해 상기 상부 회로 배선 및 상기 하부 회로 배선 사이의 상호 간섭을 억제하며 노이즈를 흡수할 수 있다.
도 1 및 도 2는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 평면도들이다.
도 3은 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지에 포함된 회로 기판을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지에 포함된 회로 기판을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 화상 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
본 발명의 실시예들은 상이한 사이즈 혹은 주파수의 안테나 패턴, 및 복수의 회로 배선층을 포함하는 회로 기판이 결합된 안테나 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 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지를 나타내는 개략적인 평면도들이다. 예를 들면, 도 1은 회로 기판(200)의 코어층(210)의 제1 면(210a)(예를 들면, 코어층(210)의 상면) 방향에서 관찰한 안테나 패키지의 평면도이다. 도 2는 회로 기판(200)의 코어층(210)의 제2 면(210b)(예를 들면, 코어층(210)의 저면) 방향에서 관찰한 안테나 패키지의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 안테나 패키지는 안테나 소자(100) 및 회로 기판(200)을 포함한다. 회로 기판(200)은 회로 배선층(230, 250)을 포함하며, 회로 배선층(230, 250)이 안테나 소자(100)에 포함된 안테나 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다.
안테나 소자(100)는 안테나 유전층(110) 및 안테나 유전층(110) 상에 배치된 안테나 패턴들(120, 130)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 패턴들(120, 130)은 안테나 유전층(110)의 상면 상에 형성될 수 있다. 안테나 패턴들(120, 130)은 제1 안테나 패턴들(120) 및 제2 안테나 패턴들(130)을 포함할 수 있다.
제1 안테나 패턴(120)은 제1 방사 전극(122) 및 제1 전송 선로(124)를 포함할 수 있다. 제2 안테나 패턴(130)은 제2 방사 전극(132) 및 제2 전송 선로(134)를 포함할 수 있다. 방사 전극들(122, 132)은 예를 들면, 다각형 플레이트 형상을 가지며, 제1 및 제2 전송 선로들(124, 134)은 각각 제1 및 제2 방사 전극들(122, 132)의 일변으로부터 연장될 수 있다. 전송 선로(124, 134)는 방사 전극(122, 132)과 실질적으로 일체의 단일 부재로서 형성될 수 있다.
제1 안테나 패턴(120) 및 제2 안테나 패턴(130)은 각각 제1 신호 패드(126) 및 제2 신호 패드(136)를 더 포함할 수 있다. 제1 신호 패드(126) 및 제2 신호 패드(136)는 각각 제1 전송 선로(124) 및 제2 전송 선로(134)의 일단부와 연결될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 신호 패드(126, 136)는 전송 선로(124, 134)와 실질적으로 일체의 부재로 제공되며, 전송 선로(124, 134)의 말단부가 신호 패드(126, 136)로 제공될 수도 있다.
일부 실시들에 따르면, 신호 패드(126, 136) 주변에는 그라운드 패드(128, 138)이 배치될 수 있다. 예를 들면, 한 쌍의 제1 그라운드 패드들(128)이 제1 신호 패드(126)을 사이에 두고 서로 마주보며 배치될 수 있다. 또한, 한 쌍의 제2 그라운드 패드들(138)이 제2 신호 패드(136)를 사이에 두고 서로 마주보며 배치될 수 있다. 그라운드 패드들(128, 138)은 각각 전송 선로(124, 134) 및 신호 패드(126, 136)와는 전기적, 물리적으로 분리될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 안테나 패턴(120) 및 제2 안테나 패턴(130)은 서로 다른 사이즈를 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 안테나 패턴(120)에 포함된 제1 방사 전극(122)의 면적은 제2 안테나 패턴(130)에 포함된 제2 방사 전극(132)의 면적보다 클 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제1 안테나 패턴(120)에 포함된 제1 전송 선로(124)의 길이는 제2 안테나 패턴(130)에 포함된 제2 전송 선로(134)의 길이보다 클 수 있다
제1 안테나 패턴(120) 및 제2 안테나 패턴(130)은 서로 다른 공진 주파수를 가질 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 안테나 패턴(120)의 공진 주파수는 제2 안테나 패턴(130)의 공진 주파수보다 작을 수 있다. 비제한적인 예로서, 제1 안테나 패턴(120)의 공진 주파수는 약 28GHz, 제2 안테나 패턴(130)의 공진 주파수는 약 38GHz일 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 서로 다른 사이즈 및/또는 공진 주파수를 갖는 제1 안테나 패턴들(120) 및 제2 안테나 패턴들(130)은 예를 들면, 행 방향으로 교대로, 반복적으로 배열될 수 있다. 이에 따라, 안테나 소자(100)의 전체 영역에 걸쳐 방사 커버리지의 균일성이 향상될 수 있다.
안테나 패턴들(120, 130)은 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, 안테나 패턴들(120, 130)은 저저항 구현을 위해 은(Ag) 또는 은 합금(예를 들면, 은-팔라듐-구리(APC) 합금)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 안테나 패턴들(120, 130)은 저저항 및 미세 선폭 패터닝을 고려하여 구리(Cu) 또는 구리 합금(예를 들면, 구리-칼??(CuCa) 합금)을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 패턴들(120, 130)은 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 인듐아연주석 산화물(ITZO), 아연 산화물(ZnOx)과 같은 투명 도전성 산화물을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 안테나 패턴들(120, 130)은 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, 132) 및 전송 선로(124, 134)는 투과율 향상을 위해 메쉬-패턴 구조를 포함할 수 있다. 이 경우, 방사 전극(122, 132) 및 전송 선로(124, 134) 주변에는 더미 메쉬 전극(미도시)이 형성될 수도 있다.
신호 패드(126, 136) 및 그라운드 패드(128, 138)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.
회로 기판(200)은 코어층(210) 및 코어층(210)의 표면들 상에 형성된 회로 배선들(230, 250)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 회로 기판(200)은 연성 인쇄 회로 기판(FPCB)일 수 있다.
코어층(210)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.
코어층(210)은 서로 대향하는 제1 면(210a) 및 제2 면(210b)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 제1 면(210a) 및 제2 면(210b)은 각각 코어층(210)의 상면 및 저면에 해당될 수 있다.
상기 회로 배선들은 제1 회로 배선(230) 및 제2 회로 배선(250)을 포함할 수 있다. 제1 회로 배선(230)은 코어층(210)의 제1 면(210a) 상에 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 회로 배선(230)은 제1 안테나 패턴들(120)의 제1 신호 패드들(126)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 제1 회로 배선(230)의 일단부들 및 제1 신호 패드들(126)이 이방성 도전 필름(ACF)과 같은 중개 도전 구조물(미도시)을 사이에 두고 서로 가압되어 전기적으로 연결될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 제1 안테나 패턴들(120)이 제1 회로 배선(230)에 의해 커플링 되어 제1 안테나 패턴 그룹이 정의될 수 있다. 또한, 한 쌍의 상기 제1 안테나 패턴 그룹들이 다시 제1 회로 배선(230)에 의해 커플링될 수 있다.
제1 회로 배선(230)의 말단부는 제1 급전 포트(270)와 연결될 수 있다. 예를 들면, 제1 급전 포트(270)를 통해 안테나 구동 집적 회로(IC) 칩이 회로 기판(200)과 연결되어 제1 안테나 패턴들(120)로 급전 및 제어 신호가 전달될 수 있다.
제2 회로 배선(250)은 제2 안테나 패턴들(130)의 제2 신호 패드들(136)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제2 회로 배선(250)은 코어층(210)의 제1 면(210a) 및 제2 면(210b)에 함께 분산 배치될 수 있다. 예를 들면, 제2 회로 배선(250)은 코어층(210)의 제1 면(210a) 상에 배치된 안테나 연결 배선(254) 및 코어층(210)의 제2 면(210b) 상에 배치된 포트 연결 배선(252)을 포함할 수 있다.
안테나 연결 배선(254)은 제2 안테나 패턴(130)과 인접하게 배치되며, 안테나 연결 배선(254)의 일단부는 각각 제2 신호 패드들(136)과 연결될 수 있다. 예를 들면, 안테나 연결 배선(224)의 상기 일단부들 및 제2 신호 패드들(136)이 상기 중개 도전 구조물(미도시)을 사이에 두고 서로 가압되어 전기적으로 연결될 수 있다.
포트 연결 배선(252)는 코어층(210)의 제2 면(210b) 상에서 연장할 수 있다. 포트 연결 배선(252)의 말단부는 제2 급전 포트(280)와 연결될 수 있다. 예를 들면, 제2 급전 포트(280)를 통해 안테나 구동 집적 회로(IC) 칩이 회로 기판(200)과 연결되어 제2 안테나 패턴들(130)로 급전 및 제어 신호가 전달될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 제2 안테나 패턴들(130)이 제2 회로 배선(250)에 의해 커플링 되어 제2 안테나 패턴 그룹이 정의될 수 있다. 또한, 한 쌍의 상기 제2 안테나 패턴 그룹들이 다시 제2 회로 배선(250)에 의해 커플링될 수 있다. 이에 따라, 제2 급전 포트(280)를 통해 복수의 제2 안테나 패턴들(130)에 대해 급전 및 구동 제어가 함께 수행될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 제1 안테나 패턴들(120) 및 제2 안테나 패턴들(130)의 회로 연결 형태는 예시적인 것이며, 안테나 소자(100)의 사이즈, 안테나 패키지가 실장되는 화상 표시 장치의 구조 등을 고려하여 적절히 변경될 수도 있다. 예를 들면, 3개 이상의 제1 안테나 패턴들(120)이 제1 회로 배선(230)에 의해 커플링되어 제1 안테나 그룹이 정의될 수 있으며, 3개 이상의 제2 안테나 패턴들(130)이 제2 회로 배선(250)에 의해 커플링되어 제2 안테나 그룹이 정의될 수도 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제2 회로 배선(250)의 안테나 연결 배선(254) 및 포트 연결 배선(252)은 비아(via) 구조물(260)을 통해 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들면, 비아 구조물(260)은 코어층(210)을 관통하며 서로 다른 층 또는 다른 레벨에 위치한 안테나 연결 배선(254) 및 배치된 포트 연결 배선(252)을 연결시킬 수 있다.
이에 따라, 서로 다른 공진 주파수를 갖는 제1 및 제2 안테나 패턴들(120, 130)이 함께 분포하는 경우에도 코어층(210)의 상면 및 저면을 활용하여 상호 회로 단락, 신호 간섭 없이 제1 안테나 패턴들(120) 및 제2 안테나 패턴들(130) 각각에 대한 독립적인 회로 연결을 구현할 수 있다.
또한, 예를 들면 상호 회로 간섭을 회피하기 위해 동일 평면 상에서 회로 배선을 우회하여 설계하는 경우 발생하는 신호 경로의 길이 증가를 방지할 수 있다. 따라서, 안테나 패턴(120, 130)으로의 급전/신호 전달 시 회로 배선에서 발생하는 신호 손실을 감소 또는 억제할 수 있다.
예를 들면 도 1에 도시된 바와 같이, 평면 방향에서 투영되었을 때, 제1 및 제2 회로 배선들(230, 250)은 서로 교차하도록 배열될 수 있다. 따라서, 단락을 회피하기 위한 회로 우회 설계 없이 단축된 신호 경로가 획득될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 하나의 회로 기판(200)을 사용하여 상이한 공진 주파수의 안테나 패턴들(120, 130)에 대한 회로 연결을 구현할 수 있다. 따라서, 제1 안테나 패턴들(120) 및 제2 안테나 패턴들(130)에 대해 각각 회로 기판을 연결시키는 경우에 비해 박형화되고 플렉시블 특성이 향상된 안테나 패키지를 제공할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 구동 IC 칩은 회로 기판(200) 상에 직접 실장되어 급전 포트(270, 280) 또는 신호 패드(126, 136)와 전기적으로 연결될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 회로 기판(200) 상에 예를 들면, 리지드 인쇄 회로 기판이 적층/연결되고, 상기 안테나 구동 IC 칩은 상기 리지드 인쇄 회로 기판 상에 실장될 수도 있다.
도 1 및 도 2에서는 회로 배선들(230, 250)에 의해 안테나 패턴들(120, 130)이 그룹핑 혹은 커플링되는 것으로 도시되었으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 복수의 제1 회로 배선들(230)이 각 제1 안테나 패턴(120)과 제1 신호 패드(126)를 통해 개별적으로 연결될 수 있다. 또한, 복수의 제2 회로 배선들(250)이 각 제2 안테나 패턴(130)과 제2 신호 패드(136)를 통해 개별적으로 연결될 수 있다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 회로 기판(200)에 있어서, 코어층(210)이 회로 배선들(230, 250) 형성을 위한 절연 기재층으로 제공될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 회로 기판(200)은 기재층을 더 포함할 수도 있다. 예를 들면, 상기 기재층으로부터 포트 연결 배선(252) 및 코어층(210)이 순차적으로 적층되고, 코어층(210) 상에 제1 회로 배선(230) 및 안테나 연결 배선(254)이 적층될 수 있다. 이 경우, 코어층(210)은 회로 기판(200)의 내부 절연층으로 제공될 수 있다.
도 3 및 도 4는 예시적인 실시예들에 따른 안테나 패키지에 포함된 회로 기판을 나타내는 개략적인 단면도들이다. 예를 들면, 도 3 및 도 4는 도 1에 표시된 I-I' 라인을 따라 회로 기판(200)의 두께 방향으로 절단한 단면도들이다.
도 3을 참조하면, 상술한 바와 같이 비아 구조물(260)이 코어층(210)을 관통하며 안테나 연결 배선(254) 및 포트 연결 배선(252)을 서로 전기적으로 연결시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 코어층(210) 내부에는 그라운드 층(240)이 더 포함될 수 있다. 이에 따라, 코어층(210)의 제2 면(210b)에 배치된 제2 회로 배선(250)(포트 연결 배선(252)) 및 코어층(210)의 제1 면(210a)에 배치된 제1 회로 배선(230) 사이에 수직적으로 발생할 수 있는 신호 간섭을 차폐할 수 있다.
예를 들면, 코어층(210)은 제1 면(211a)을 제공하는 제1 코어층(211) 및 제2 면(210b)을 제공하는 제2 코어층(213)을 포함할 수 있다. 그라운드 층(240)은 제1 코어층(211) 및 제2 코어층(213) 사이에 배치될 수 있다.
회로 기판(200) 또는 코어층(210)은 그라운드 층(240)과 수평적으로 접하는 차단 절연층(245)을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 차단 절연층(245)은 코어층(210) 내부에서 그라운드 층(240) 및 비아 구조물(260) 사이에 배치되며, 그라운드 층(240) 및 비아 구조물(260)을 서로 절연시킬 수 있다.
도 4를 참조하면, 코어층(210)을 관통하는 비아 홀(via hole)(265)이 형성될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 비아 홀(265)은 안테나 연결 배선(254) 및 포트 연결 배선(252)을 함께 관통할 수 있다.
비아 구조물(260)은 비아 홀(265)의 측벽 상에 형성되며, 안테나 연결 배선(254) 및 포트 연결 배선(252)과 접촉할 수 있다. 예를 들면, 비아 구조물(260)은 구리 도금과 같은 화학적 도금 공정을 통해 형성될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 비아 구조물(260)은 비아 홀(265)을 실질적으로 완전히 채울 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 비아 구조물(260)은 안테나 연결 배선(254)의 상면 및 포트 연결 배선(252)의 저면을 적어도 부분적으로 덮을 수도 있다.
상술한 바와 같이, 단일 회로 기판(200)에 대한 비아 홀(혹은 쓰루 홀) 형성 공정 및 도금 공정을 포함하는 비아 연결 공정을 통해 제2 회로 배선(250)의 수직적 연결을 구현할 수 있다. 또한, 그라운드 층(240)을 비아 구조물(260)과 절연시키면서 코어층(210) 내부에 삽입하여 제1 및 제2 회로 배선들(230, 250) 사이의 상호 간섭을 방지하며 급전/신호 전달 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있다.
도 5는 예시적인 실시예들에 따른 화상 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 5를 참조하면, 화상 표시 장치(300)는 예를 들면, 스마트 폰 형태로 구현될 수 있으며, 도 5는 화상 표시 장치(300)의 전면부 또는 윈도우 면을 도시하고 있다. 화상 표시 장치(300)의 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 장치(300)의 전면부를 향해 배치될 수 있으며, 예를 들면 디스플레이 패널 상에 배치될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 방사 전극들(122, 132)은 표시 영역(310)과 적어도 부분적으로 중첩될 수도 있다.
이 경우, 방사 전극(122, 132)은 메쉬-패턴 구조를 포함할 수 있으며, 방사 전극(122, 132)에 의한 투과율 저하를 방지할 수 있다. 상기 안테나 패키지에 포함된 안테나 구동 IC 칩은 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, 상기 안테나 구동 IC 칩은 화상 표시 장치(300)의 배면부에 배치될 수도 있다.
상술한 바와 같이, 회로 기판(200)에서의 회로 배선 설계를 통해 복수의 공진 주파수에 대응되는 멀티-밴드 안테나를 상이한 주파수 또는 대역간 상호 간섭 없이 화상 표시 장치(300) 내에 효과적으로 적용할 수 있다.
100: 안테나 소자 110: 안테나 유전층
120: 제1 안테나 패턴 122: 제1 방사 전극
124: 제1 전송 선로 126: 제1 신호 패드
128: 제1 그라운드 패드 130: 제2 안테나 패턴
132: 제2 방사 전극 134: 제2 전송 선로
136: 제2 신호 패드 138: 제2 그라운드 패드
200: 회로 기판 210: 코어층
230: 제1 회로 배선 250: 제2 회로 배선
252: 포트 연결 배선 254: 안테나 연결 배선
260: 비아 구조물 265: 비아 홀
270: 제1 급전 포트 280: 제2 급전 포트

Claims (17)

  1. 제1 안테나 패턴들 및 제2 안테나 패턴들을 포함하는 복수의 안테나 패턴들; 및
    상기 안테나 패턴들과 전기적으로 연결되는 회로 기판을 포함하고, 상기 회로 기판은,
    서로 대향하는 제1 면 및 제2 면을 포함하는 코어층;
    상기 코어층의 상기 제1 면 상에 배치되며 상기 제1 안테나 패턴들과 전기적으로 연결되는 제1 회로 배선; 및
    상기 코어층의 상기 제1 면 및 상기 제2 면 상에 분산 배치되며 상기 제2 안테나 패턴들과 전기적으로 연결되는 제2 회로 배선을 포함하는, 안테나 패키지.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 안테나 패턴들 각각은 제1 방사 전극, 상기 제1 방사 전극으로부터 연장되는 제1 전송 선로 및 상기 제1 전송 선로의 일단부에 연결된 제1 신호 패드를 포함하며,
    상기 제2 안테나 패턴들 각각은 제2 방사 전극, 상기 제2 방사 전극으로부터 연장되는 제2 전송 선로 및 상기 제2 전송 선로의 일단부에 연결된 제2 신호 패드를 포함하는, 안테나 패키지.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 제1 방사 전극 및 상기 제2 방사 전극은 서로 다른 사이즈를 갖는, 안테나 패키지.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 제1 전송 선로 및 상기 제2 전송 선로는 서로 다른 길이를 갖는, 안테나 패키지.
  5. 청구항 2에 있어서, 상기 제1 방사 전극 및 상기 제2 방사 전극은 서로 다른 공진 주파수를 갖는, 안테나 패키지.
  6. 청구항 2에 있어서, 제1 급전 포트를 더 포함하며,
    상기 제1 회로 배선은 상기 제1 신호 패드들과 연결되며 상기 제1 회로 배선의 말단부는 상기 제1 급전 포트와 연결되는, 안테나 패키지.
  7. 청구항 2에 있어서, 상기 제2 회로 배선은 상기 코어층의 상기 제1 면 상에 배치되며 상기 제2 신호 패드와 연결되는 안테나 연결 배선 및 상기 코어층의 상기 제2 면 상에 배치되는 포트 연결 배선을 포함하는, 안테나 패키지.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 코어층을 관통하며 상기 안테나 연결 배선 및 상기 포트 연결 배선을 전기적으로 연결시키는 비아 구조물을 더 포함하는, 안테나 패키지.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 회로 기판은 상기 코어층, 상기 안테나 연결 배선 및 상기 포트 연결 배선을 함께 관통하는 비아 홀을 포함하며,
    상기 비아 구조물은 상기 비아 홀의 측벽 상에 형성되어 상기 안테나 연결 배선 및 상기 포트 연결 배선과 접촉하는, 안테나 패키지.
  10. 청구항 8에 있어서, 상기 코어층은 상기 제1 면을 제공하는 제1 코어층 및 상기 제2 면을 제공하는 제2 코어층을 포함하고,
    상기 회로 기판은 상기 제1 코어층 및 상기 제2 코어층 사이에 배치된 그라운드 층을 더 포함하는, 안테나 패키지.
  11. 청구항 10에 있어서, 상기 회로 기판은 상기 비아 구조물 및 상기 그라운드 층 사이에 배치되는 차단 절연층을 더 포함하는, 안테나 패키지,
  12. 청구항 7에 있어서, 상기 포트 연결 배선의 말단부와 연결되는 제2 급전 포트를 더 포함하는, 안테나 패키지.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 안테나 패턴들 및 상기 제2 안테나 패턴들은 서로 다른 공진 주파수에 대응되며, 행 방향으로 교대로, 반복적으로 배열되는, 안테나 패키지.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 회로 배선 및 상기 제2 회로 배선은 평면 방향에서 투영되었을 때 서로 교차하는, 안테나 패키지.
  15. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 회로 배선에 의해 2 이상의 상기 제1 안테나 패턴들이 커플링되고, 상기 제2 회로 배선에 의해 2 이상의 상기 제2 안테나 패턴들이 커플링되는, 안테나 패키지.
  16. 청구항 1에 있어서, 복수의 상기 제1 회로 배선들이 상기 제1 안테나 패턴들 각각과 개별적으로 연결되고, 복수의 상기 제2 회로 배선들이 상기 제2 안테나 패턴들 각각과 개별적으로 연결되는, 안테나 패키지.
  17. 청구항 1의 안테나 패키지를 포함하는, 화상 표시 장치.
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