JP2016201537A

JP2016201537A - 実装基板モジュール

Info

Publication number: JP2016201537A
Application number: JP2016069376A
Authority: JP
Inventors: ホーンキム、ミン; Min Hoon Kim; ミンジン、セ; Se Min Jin; ヒュンチャン、ジェ; Jae Hyun Chang
Original assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electro Mechanics Co Ltd
Priority date: 2015-04-08
Filing date: 2016-03-30
Publication date: 2016-12-01
Also published as: US20160302303A1; KR20160120496A

Abstract

【課題】本発明は、実装基板モジュールに関する。
【解決手段】本発明の一実施例による実装基板モジュールは、基板と、基板の一面に実装される回路部と、基板の他面に実装されて回路部に電源を供給する電源供給部と、を含み、基板が、電気的にグランド（ＧＮＤ）である接地層を含むことにより、実装された電子素子に及ぶノイズのような悪影響を減らすことができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、実装基板モジュールに関する。

最近、実装基板モジュールの高容量化／小型化が進められている。これに伴い、実装基板モジュールに実装される電子素子の高集積化も進められている。

実装基板モジュールに実装された電子素子は、動作時、隣接する電子素子にノイズのような悪影響を及ぼす可能性がある。そして、実装基板モジュールに実装された電子素子が高集積化するほど、悪影響はより大きくなる可能性がある。

また、電子素子が高集積化するほど、サイズの制約によってグランド分離及びノイズ特性強化設計が困難となる可能性がある。

例えば、家電用／産業用製品の電力半導体モジュールにおいて、力率改善回路（ＰｏｗｅｒＦａｃｔｏｒＣｏｒｒｅｃｔｏｒなど）のようなスイープ（ｓｗｅｅｐ）特性を有する電子素子は、駆動によってコンバータ（ＬＬＣ）などのような隣接した電子素子にノイズのような悪影響を与える可能性がある。

また、従来の集積度の高い実装基板モジュールにおいて、メイン集積回路と電源供給部は、相互にノイズのような悪影響を与える可能性がある。

韓国公開特許第１０−２０１０−００６８０５６号公報

本発明の目的は、実装基板モジュールを提供することである。

本発明の一実施例による実装基板モジュールは、基板と、基板の一面に実装される回路部と、基板の他面に実装されて回路部に電源を供給する電源供給部と、を含み、基板は、電気的にグランド（ＧＮＤ）である接地層を含むことができる。

例えば、上記電源供給部は、ＤＣ−ＤＣコンバータを含み、上記ＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチング動作により既に設定された電圧を上記回路部に供給することができる。

例えば、上記実装基板モジュールは、上記基板の他面に配置されて上記電源供給部を囲む複数のハンダボール（ｓｏｌｄｅｒｂａｌｌ）をさらに含むことができる。

本発明の一実施例による実装基板モジュールは、基板と、基板の一面に実装されてベースバンド信号を処理する第１の回路部と、基板の他面に実装されてスイッチング信号を処理する第２の回路部と、を含み、基板は、電気的にグランド（ＧＮＤ）である接地層を含むことができる。

本発明の一実施例による実装基板モジュールは、基板と、基板の一面に実装されて高周波帯域信号を処理する第３の回路部と、基板の他面に実装されてベースバンド信号を処理する第１の回路部と、を含み、基板は、電気的にグランド（ＧＮＤ）である接地層を含むことができる。

本発明の一実施例による実装基板モジュールは、実装された電子素子に及ぶノイズのような悪影響を減らすことができる。

また、本発明の一実施例による実装基板モジュールは、ノイズに敏感な受信感度（ｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙ）を改善し、スプリアス（ｓｐｕｒｉｏｕｓ）現象を抑制し、高データ伝送速度（ｈｉｇｈｄａｔａｒａｔｅ）に対するエラーベクトル振幅（ＥＶＭ）を改善することができる。

本発明の一実施例による実装基板モジュールの断面図である。本発明の一実施例による実装基板モジュールの上面を示す図である。本発明の一実施例による実装基板モジュールの下面を示す図である。本発明の一実施例による実装基板モジュールの断面図である。本発明の一実施例による実装基板モジュールの断面図である。

以下では、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。しかし、本発明の実施形態は様々な他の形態に変形されることができ、本発明の範囲は以下で説明する実施形態に限定されない。また、本発明の実施形態は、当該技術分野で平均的な知識を有する者に本発明をより完全に説明するために提供されるものである。したがって、図面における要素の形状及び大きさなどはより明確な説明のために誇張されることがある。

図１は、本発明の一実施例による実装基板モジュールの断面図である。

図１を参照すると、上記実装基板モジュール１００は、基板１１０、回路部１２０及び電源供給部１３０を含むことができる。

基板１１０は、両面（ｂｏｔｈ−ｓｉｄｅ）に実装用電極が形成されることができる。ここで、上記基板１１０の両面は互いに平行することができる。例えば、上記基板１１０は、セラミック基板、印刷回路基板及びフレキシブル基板のうち一つであればよい。

例えば、上記基板１１０は、接地層１１１、絶縁層１１２及び多数の導線１１３を含むことができる。

接地層１１１は、電気的にグランド（ＧＮＤ）であればよい。上記接地層１１１は、基板１１０の両面と平行することができる。また、上記接地層１１１は、回路部１２０及び電源供給部１３０にグランド電圧を提供することができる。

また、上記接地層１１１は、回路部１２０と電源供給部１３０の間を遮ることができる。これにより、回路部１２０と電源供給部１３０の間で発生する可能性のあるノイズのような悪影響が減ることができる。

絶縁層１１２は、基板１１０の一面又は他面と接地層１１１の間に形成され、空気より透磁率の高い材質からなることができる。

多数の導線１１３は、基板１１０の内部に形成され、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕなどの導電性の良い金属であればよい。上記多数の導線１１３は、回路部１２０又は電源供給部１３０と接地層１１１を電気的に連結させることができる。

回路部１２０は、実装用電極によって基板１１０の一面に実装されることができる。上記回路部１２０の具体的な例については、図２を参照して後述する。

電源供給部１３０は、実装用電極によって基板１１０の他面に実装されて回路部１２０に電源を供給することができる。即ち、上記電源供給部１３０は、基板１１０を境に回路部１２０と異なる領域に位置することができる。基板１１０に含まれた接地層１１１が電源供給部１３０又は回路部１２０で発生するノイズを相殺させることができるため、電源供給部１３０及び回路部１２０のノイズ特性が強化されることができる。上記電源供給部１３０の具体的な例については、図３を参照して後述する。

一方、実装基板モジュール１００は、基板１１０の他面に配置されて電源供給部１３０を囲む複数のハンダボール（ｓｏｌｄｅｒｂａｌｌ）１４０をさらに含むことができる。ここで、上記ハンダボール１４０は、ＰＣＢなどとの結合のための結合力を提供することができる。また、上記ハンダボール１４０は、基板１１０に形成された電極と連結されてモジュールのピン（ｐｉｎ）又は外部接続端子の役割を行うことができる。

基板１１０において複数のハンダボール１４０が配置された面は、外部に付着される面であればよい。したがって、複数のハンダボール１４０が配置された面に実装される回路としては、回路部１２０及び電源供給部１３０のうち一つが選択されることができる。ここで、回路部１２０及び電源供給部１３０のサイズ、発熱、耐久性、連結構造などが考えられる。

例えば、電源供給部１３０が複数のハンダボール１４０の配置された面に実装されることができる。複数のハンダボール１４０が電源供給部１３０で発生するノイズの相殺に寄与することができるため、電源供給部１３０及び回路部１２０のノイズ特性がより強化されることができる。

図２は、本発明の一実施例による実装基板モジュールの上面を示す図である。

図２を参照すると、回路部１２０は、高周波信号を処理するＲＦ集積回路１２１を含むことができる。例えば、上記ＲＦ集積回路１２１は、８０２．１１ａｄ規格の通信を支援することができる。ここで、８０２．１１ａｄ規格は、６０ＧＨｚの周波数帯域を用い、２ＧＨｚＢＷを用いて４．６Ｇｂｐｓのデータ伝送速度を支援する次世代高速無線通信規格である。

例えば、上記回路部１２０は、ＲＦ集積回路１２１のみならずベースバンド（ｂａｓｅｂａｎｄ）信号を処理する集積回路をさらに含むこともできる。ここで、ＲＦ集積回路１２１とベースバンド信号を処理する集積回路は互いに分離されて設計されることができる。回路部１２０には、８０２．１１ａｄ規格の通信を支援する場合、４．６Ｇｂｐｓの高いデータ処理速度が求められる可能性がある。これに伴い、上記回路部１２０に含まれた集積回路の構造が複雑となる可能性がある。

よって、上記回路部１２０は、電源供給部１３０と分離されて設計されることができる。例えば、上記回路部１２０は、電力管理ユニット（ＰｏｗｅｒＭａｎａｇｅｍｅｎｔＵｎｉｔ、ＰＭＵ）などの内部電源供給手段を用いることなく、電源供給部１３０から電源の供給を受けることができる。

図３は、本発明の一実施例による実装基板モジュールの下面を示す図である。

図３を参照すると、電源供給部１３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１３１を含むことができる。上記ＤＣ−ＤＣコンバータ１３１は、低電圧降下（ＬｏｗＤｒｏｐＯｕｔ、ＬＤＯ）よりも電力効率及び発熱の面で優れる。しかしながら、電源供給部１３０は、必ずしもＤＣ−ＤＣコンバータ１３１によって電源を供給する必要はない。例えば、電源供給部１３０は、力率改善回路（ＰＦＣ）などのスイープ（ｓｗｅｅｐ）特性を有する電子素子を用いて電源を供給することもできる。

上記ＤＣ−ＤＣコンバータ１３１は、スイッチング動作により既に設定された電圧を回路部１２０に供給することができる。ここで、スイッチング動作は、既に設定された周期を基準に、第１の電圧を特定の時間で出力し、第２の電圧を残りの時間で出力する動作を意味する。例えば、第１の電圧が１．８Ｖ、第２の電圧が０Ｖの場合、既に設定された周期のうち半分では１．８Ｖが出力され、残りの半分では０Ｖが出力されることにより、最終的に０．９Ｖの電圧がＤＣ−ＤＣコンバータ１３１の出力電圧として出力されることができる。

ＤＣ−ＤＣコンバータ１３１のスイッチング動作は、スイッチング雑音（ＳｗｉｔｃｈｉｎｇＮｏｉｓｅ）を発生させる可能性がある。上記スイッチング雑音は、基板１１０及び接地層１１１によって相殺されることができる。

一方、電源供給部１３０は、複数の出力電圧を出力して回路部１２０に複数の出力電圧を供給することができる。例えば、上記電源供給部１３０は、複数のＤＣ−ＤＣコンバータを含み、１．８Ｖ電圧及び０．９Ｖの電圧を回路部１２０に供給することができる。電源供給部１３０に含まれたＤＣ−ＤＣコンバータの個数が多いほど電源供給部１３０で発生するスイッチング雑音が大きくなる可能性があるが、基板１１０及び接地層１１１によって上記スイッチング雑音が相殺されることができる。よって、実装基板モジュール１００は、回路部１２０に複数の出力電圧が供給されても、スイッチング雑音などの悪影響を減らすことができる。

以下、本発明の一実施例による実装基板モジュール２００を図４〜図５を参照して説明する。なお、図１〜図３を参照して上述した実装基板モジュール１００に関する説明と同一又は類似の内容については重複して説明しない。

図４は、本発明の一実施例による実装基板モジュールの断面図である。

図４を参照すると、上記実装基板モジュール２００は、基板２１０、第１の回路部２２０、第２の回路部２３０及び複数のハンダボール２４０を含むことができる。

基板２１０は、両面に実装用電極が形成されることができる。例えば、上記基板２１０は、接地層２１１、絶縁層２１２及び多数の導線２１３を含むことができる。基板２１０に含まれた接地層２１１が第１の回路部２２０及び第２の回路部２３０で発生するノイズを相殺させることができるため、第１の回路部２２０及び第２の回路部２３０のノイズ特性が強化されることができる。

第１の回路部２２０は、上記実装用電極によって上記基板２１０の一面に実装されてベースバンド（ｂａｓｅｂａｎｄ）信号を処理することができる。例えば、上記第１の回路部２２０は、図２を参照して上述した８０２．１１ａｄ規格の通信を支援する集積回路であればよい。

第２の回路部２３０は、上記実装用電極によって上記基板２１０の他面に実装されてスイッチング信号を処理することができる。例えば、上記第２の回路部２３０は、ＤＣ−ＤＣコンバータによってスイッチングされる信号を処理して既に設定された電圧を出力し、上記既に設定された電圧を上記第１の回路部２２０に供給することができる。しかしながら、上記第２の回路部２３０は、必ずしもＤＣ−ＤＣコンバータによる電源供給機能を行う必要はない。即ち、第２の回路部２３０は、スイッチング動作によりスイッチング雑音を発生させる回路のうち少なくとも一つを含むだけである。

複数のハンダボール２４０は、上記基板２１０の他面に配置されて上記第２の回路部２３０を囲むことができる。例えば、第２の回路部２３０が複数のハンダボール１４０の配置された面に実装されることができる。複数のハンダボール２４０が第２の回路部２３０で発生するノイズの相殺に寄与することができるため、第２の回路部２３０及び第１の回路部２２０のノイズ特性がより強化されることができる。

図５は、本発明の一実施例による実装基板モジュールの断面図である。

図５を参照すると、上記実装基板モジュール２００は、第３の回路部２５０をさらに含むことができる。

第３の回路部２５０は、実装用電極によって基板２１０の一面に実装されて高周波帯域信号を処理することができる。例えば、第３の回路部２５０と第１の回路部２２０は接地層２１１によって遮られることができる。即ち、高周波帯域信号を処理する回路とベースバンド信号を処理する回路が接地層２１１を境に分離され、これにより、ベースバンド信号の処理によって発生するノイズが高周波帯域信号を処理する回路に与える影響が減ることができる。

以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の技術的思想から外れない範囲内で多様な修正及び変形が可能であるということは、当技術分野の通常の知識を有する者には明らかである。

１００実装基板モジュール
１１０基板
１１１接地層
１１２絶縁層
１１３多数の導線
１２０回路部
１２１ＲＦ集積回路
１３０電源供給部
１３１ＤＣ−ＤＣコンバータ
１４０複数のハンダボール
２２０第１の回路部
２３０第２の回路部
２５０第３の回路部

Claims

基板と、
前記基板の一面に実装される回路部と、
前記基板の他面に実装されて前記回路部に電源を供給する電源供給部と、
を含み、
前記基板は、前記回路部と前記電源供給部の間に位置し電気的にグランド（ＧＮＤ）である接地層を含む、実装基板モジュール。
前記回路部は、高周波信号を処理するＲＦ集積回路を含む、請求項１に記載の実装基板モジュール。
前記電源供給部は、ＤＣ−ＤＣコンバータを含み、前記ＤＣ−ＤＣコンバータのスイッチング動作により既に設定された電圧を前記回路部に供給する、請求項１または２に記載の実装基板モジュール。
前記電源供給部は、複数の出力電圧を出力して前記回路部に複数の出力電圧を供給する、請求項１から３のいずれか１項に記載の実装基板モジュール。
前記接地層は、複数の導線によって前記回路部及び前記電源供給部と電気的に連結され、前記回路部と前記電源供給部の間を遮る、請求項１から４のいずれか１項に記載の実装基板モジュール。
前記基板の他面に配置されて前記電源供給部を囲む複数のハンダボール（ｓｏｌｄｅｒｂａｌｌ）をさらに含む、請求項１から５のいずれか１項に記載の実装基板モジュール。
基板と、
前記基板の一面に実装されてベースバンド信号を処理する第１の回路部と、
前記基板の他面に実装されてスイッチング信号を処理する第２の回路部と、
を含み、
前記基板は、前記第１の回路部と前記第２の回路部の間に位置し電気的にグランド（ＧＮＤ）である接地層を含む、実装基板モジュール。
前記基板の他面に配置されて前記第２の回路部を囲む複数のハンダボール（ｓｏｌｄｅｒｂａｌｌ）をさらに含み、
前記第２の回路部は、ＤＣ−ＤＣコンバータによってスイッチングされる信号を処理して既に設定された電圧を出力し、前記既に設定された電圧を前記第１の回路部に供給する、請求項７に記載の実装基板モジュール。
基板の一面に配置される第１の回路部と、
前記基板の他面に配置される第２の回路部と、
前記第１の回路部の雑音が前記第２の回路部に与える影響を減らすように前記第１の回路部と前記第２の回路部の間に配置される接地層を含む、基板モジュール。
前記第１の回路部はベースバンド信号を処理する高周波集積回路を含み、
前記第２の回路部は電源供給部である、請求項９に記載の基板モジュール。
前記第１の回路部と前記第２の回路部は前記一面と前記他面の間に配置される導線を通じ前記接地層に電気的に連結される、請求項９または１０に記載の基板モジュール。
前記基板は空気の透磁率より大きな透磁率を持つ絶縁層を有する、請求項９から１１のいずれか１項に記載の基板モジュール。