WO2023182829A1 - 안테나 기판 - Google Patents

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WO2023182829A1
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circuit
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이동화
박재만
허선
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Definitions

  • the embodiment relates to an antenna substrate and an antenna device including the same.
  • mmWave ultra-high frequency bands
  • This high frequency band is called mmWave due to the length of the wavelength.
  • integration technologies such as beamforming, massive MIMO, and array antenna are used in the 5G communication system. It is being developed.
  • a dielectric layer with a high dielectric constant is disposed on the uppermost or lowermost side of the substrate. Additionally, the high dielectric constant dielectric layer is used to enable the antenna patch included in the antenna substrate to resonate in a specific resonance frequency band.
  • the high dielectric constant dielectric layer applied to a conventional antenna substrate has a structure containing epoxy mold compound (EMC) formed using a mold process.
  • EMC epoxy mold compound
  • the conventional antenna substrate including epoxy mold compound has the problem of increasing the overall thickness. Additionally, conventional antenna substrates have various process problems in forming the EMC layer.
  • the embodiment provides an antenna substrate with a new structure and an antenna device including the same.
  • the embodiment provides an antenna substrate capable of slimming the substrate and shifting the resonance frequency, and an antenna device including the same.
  • the embodiment provides an antenna substrate capable of reducing the gap between a plurality of antenna patches and an antenna device including the same.
  • the antenna substrate according to the embodiment includes an insulating layer; a circuit layer disposed on the insulating layer; and a protective layer disposed on the insulating layer and the circuit layer, wherein the protective layer covers the top surface of the insulating layer, the side surface of the circuit layer, and the top surface of the circuit layer, and has a thickness of between 20 and 40. It has a dielectric constant (Dk) of
  • the circuit layer is an antenna portion disposed on the uppermost side of the antenna substrate, and the protective layer is a solder resist disposed on the insulating layer and the antenna portion.
  • the protective layer is made of resin; and a filler disposed in the resin and comprised of at least one of TiO 2 , Al 2 O 3 , BaTiO 3 and CaTiO 3 .
  • the content of the filler in the protective layer satisfies the range of 35 wt% to 85 wt%.
  • the circuit layer includes a plurality of antenna units arranged to be spaced apart from each other on the insulating layer, and among the plurality of antenna units, two adjacent antenna units are spaced apart from each other at a distance of 0.5 mm to 1.5 mm.
  • the plurality of antenna units are arranged alternately or zigzagly in a diagonal direction on the insulating layer, and the spacing is the diagonal separation distance between two antenna units arranged adjacent to each other.
  • the protective layer includes a first region overlapping the circuit layer in the thickness direction; and a second region excluding the first region, and the thickness of the first region of the protective layer satisfies the range of 5 ⁇ m to 25 ⁇ m.
  • the top surface of the first region of the protective layer has the same height as the top surface of the second region of the protective layer.
  • the top surface of the first region of the protective layer has a step difference from the top surface of the second region of the protective layer.
  • the antenna substrate according to the embodiment includes an insulating layer; a circuit layer disposed on the insulating layer; a first protective layer disposed on the insulating layer; and a second protective layer disposed on the circuit layer, wherein the first protective layer has a first dielectric constant, and the second protective layer has a second dielectric constant greater than the first dielectric constant. has a range between 4 and 14 times the first dielectric constant.
  • the circuit layer is an antenna portion disposed on the uppermost side of the antenna substrate, and the first and second protective layers are solder resists disposed on the insulating layer or the antenna portion, respectively.
  • the first protective layer is disposed on the upper surface of the insulating layer and the circuit layer
  • the second protective layer is disposed in a region of the upper surface of the first protective layer that overlaps the circuit layer in the thickness direction. do.
  • the width of the second protective layer is greater than the width of the circuit layer.
  • the circuit layer includes a plurality of antenna units disposed on the insulating layer
  • the second protective layer includes a plurality of patterns that each vertically overlap the plurality of antenna units.
  • the first protective layer includes an opening that overlaps the circuit layer in the thickness direction, and the second protective layer is disposed in the opening of the first protective layer in direct contact with the upper surface of the circuit layer.
  • the width of the opening of the first protective layer is larger than the width of the circuit layer, and the second protective layer is disposed to surround the top and side surfaces of the circuit layer.
  • the upper surface of the first protective layer is located lower than the upper surface of the second protective layer, and at least a portion of the second protective layer is disposed on the upper surface of the first protective layer.
  • the first protective layer includes a first filler
  • the second protective layer includes a second filler made of a material different from the first filler
  • the second filler is TiO 2 , Al 2 O 3 , BaTiO 3 and CaTiO 3 .
  • the first filler in the first protective layer has a first content
  • the second filler in the second protective layer has a second content greater than the first content
  • the second content is 35wt. It satisfies the range of % to 85wt%.
  • the circuit layer includes a plurality of antenna units arranged alternately or zigzagly in a diagonal direction on the insulating layer, and a gap in the diagonal direction between two antenna units arranged adjacent to each other among the plurality of antenna units. satisfies the range of 0.5mm to 1.5mm.
  • the antenna substrate in the embodiment includes an insulating layer, a circuit layer disposed on the insulating layer, and a protective layer.
  • the protective layer includes a first area that vertically overlaps the circuit layer and a second area that does not vertically overlap the circuit layer.
  • the protective layer has a dielectric constant in the range of 20 to 40.
  • the first region of the protective layer may function to shift the resonant frequency of the radiation beam emitted by the circuit layer.
  • the second region of the protective layer may function to reduce the gap between the plurality of antenna units constituting the circuit layer.
  • the EMC layer included in the antenna substrate of the comparative example can be removed, thereby solving the problem of the EMC layer.
  • the size (specifically, planar area) of the circuit layer can be reduced by shifting the resonant frequency using the first region of the protective layer. Accordingly, in the embodiment, the width of the antenna substrate in the horizontal direction can be reduced. Additionally, in the embodiment, integration of circuit layers included in the antenna substrate is possible. Additionally, in the embodiment, the number of antenna units arranged in the same area may be increased compared to the comparative example. Additionally, in the embodiment, miniaturization of an electronic device including an antenna substrate is possible.
  • the gap between a plurality of antenna units can be reduced by using the second area of the protective layer. Specifically, in the embodiment, even if the distance between the plurality of antenna units is reduced compared to the comparative example, signal interference that may occur between the antenna units can be prevented. Accordingly, in the embodiment, mutual signal interference of a plurality of antenna units can be prevented, and antenna characteristics and performance can be improved. Additionally, in the embodiment, integration of circuit layers included in the antenna substrate is possible. Additionally, in the embodiment, the number of antenna units arranged in the same area may be increased compared to the comparative example.
  • the circuit layer in the embodiment includes a plurality of antenna units disposed on the insulating layer.
  • the first and second regions of the protective layer are used to allow the plurality of antenna units to be arranged alternately or zigzagly on the insulating layer. That is, in the embodiment, as a plurality of antenna units are arranged alternately or zigzagly on the insulating layer, the degree of integration of the antenna units can be further improved. Accordingly, in the embodiment, antenna characteristics and performance can be further improved.
  • the protective layer in the embodiment includes a first protective layer and a second protective layer.
  • the first protective layer is a protective layer with a relatively low dielectric constant.
  • the second protective layer is a protective layer with a relatively high high dielectric constant.
  • the second protective layer may be disposed in an area that vertically overlaps the circuit layer. Additionally, the first protective layer may be selectively disposed in areas where the second protective layer is not disposed. Accordingly, in the embodiment, antenna characteristics and performance can be maximized while minimizing the placement area of the second protective layer.
  • FIG. 1 is a diagram showing an antenna substrate according to a comparative example.
  • FIG. 2 is a diagram schematically explaining the arrangement structure of an antenna substrate according to an embodiment.
  • Figure 3 is a cross-sectional view showing the antenna substrate of Figure 2.
  • Figure 4 is a cross-sectional view showing some layers of the antenna substrate according to the first embodiment.
  • FIG. 5 is a plan view showing some layers of the antenna substrate of FIG. 4.
  • Figure 6 is a diagram for explaining the characteristics of a protective layer applied to the first embodiment.
  • Figure 7 is a diagram for explaining the resonance frequency characteristics of the antenna substrate according to the first embodiment.
  • Figure 8 is a diagram for comparing the circuit layer according to the first embodiment and the circuit layer of the comparative example.
  • Figure 9 is a diagram showing a modified example of the arrangement structure of the circuit layer according to the first embodiment.
  • Figure 10 is a diagram showing an antenna substrate according to a second embodiment.
  • Figure 11 is a diagram showing an antenna substrate according to a third embodiment.
  • Figure 12 is a diagram showing an antenna substrate according to a fourth embodiment.
  • Figure 13 is a diagram showing an antenna substrate according to the fifth embodiment.
  • Figure 14 is a diagram showing an antenna substrate according to the sixth embodiment.
  • Figure 15 is a diagram showing an antenna substrate according to a seventh embodiment.
  • Figure 16 is a diagram showing an antenna substrate according to the eighth embodiment.
  • Figure 17 is a diagram showing an antenna substrate according to the ninth embodiment.
  • Figure 18 is a diagram showing an antenna substrate according to the tenth embodiment.
  • Figure 19 is a diagram showing an antenna device according to the first embodiment.
  • Figure 20 is a diagram showing an antenna device according to a second embodiment.
  • the technical idea of the present invention is not limited to some of the described embodiments, but may be implemented in various different forms, and as long as it is within the scope of the technical idea of the present invention, one or more of the components may be optionally used between the embodiments. It can be used by combining and replacing.
  • the terms used in the embodiments of the present invention are for describing the embodiments and are not intended to limit the present invention.
  • the singular may also include the plural unless specifically stated in the phrase, and when described as "at least one (or more than one) of A and B and C", it is combined with A, B, and C. It can contain one or more of all possible combinations.
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and are not limited to the essence, sequence, or order of the component.
  • a component is described as being 'connected', 'coupled' or 'connected' to another component, the component is not only directly connected, coupled or connected to the other component, but also is connected to the other component. It may also include cases where other components are 'connected', 'coupled', or 'connected' by another component between them.
  • “above” or “below” refers not only to cases where two components are in direct contact with each other, but also to one This also includes cases where another component described above is formed or placed between two components.
  • “top (above) or bottom (bottom)” it can include not only the upward direction but also the downward direction based on one component.
  • FIG. 1 is a diagram showing an antenna substrate according to a comparative example.
  • Figure 1(a) is a cross-sectional view of an antenna substrate according to a comparative example
  • Figure 1(b) is a plan view of a partial configuration of an antenna substrate according to a comparative example.
  • the antenna substrate of the comparative example includes an insulating layer 10.
  • the antenna substrate of the comparative example includes a circuit layer 20 disposed on the insulating layer 10.
  • the circuit layer 20 refers to an antenna patch disposed on the insulating layer 10.
  • the insulating layer 10 has a multiple layer structure. Accordingly, the circuit layer 20 is disposed on each insulating layer having the plurality of layer structures. And, the circuit layer 20 in FIG. 1 represents a circuit layer disposed on the uppermost side of the antenna substrate among a plurality of circuit layers.
  • the circuit board of the comparative example includes a protective layer 30 disposed on an insulating layer 10.
  • the protective layer 30 is solder resist.
  • the protective layer 30 of the comparative example has a dielectric constant (Dk) between 3.0 and 5.0.
  • the circuit layer 20 is an antenna patch that resonates in a specific resonance frequency band.
  • the antenna substrate of the comparative example includes a dielectric layer 40 disposed on the protective layer 30 so that the circuit layer 20 resonates in a specific resonance frequency band.
  • the dielectric layer 40 of the comparative example has a dielectric constant (Dk) ranging from 10 to 20.
  • the dielectric layer 40 is used to enable the radiation beam to be emitted by the circuit layer 20 in the target resonance frequency band.
  • the dielectric layer 40 of the comparative example is an epoxy mold compound layer (EMC layer) formed using a mold process.
  • EMC layer epoxy mold compound layer
  • the EMC layer in the comparative example has a thickness of 300 ⁇ m or more.
  • the antenna substrate of the comparative example has a problem in that the overall thickness increases by the thickness of the dielectric layer 40.
  • the thickness of the antenna device to which the antenna substrate of the comparative example is applied increases, thereby increasing the thickness of the electronic device corresponding to the antenna device.
  • the dielectric layer 40 having a high dielectric constant is more expensive than the dielectric layer having a lower dielectric constant. Accordingly, in the antenna substrate of the comparative example, the thickness of the dielectric layer 40 is relatively thick, and thus the manufacturing cost of the antenna substrate increases.
  • a plurality of circuit layers 20 in the comparative example may be arranged on the insulating layer 10, spaced apart in the longitudinal or width direction.
  • the circuit layer 20 includes a first antenna patch 20-1 and a second antenna patch 20-2 that are spaced apart from each other.
  • the protective layer 30 is disposed between the first antenna patch 20-1 and the second antenna patch 20-2 in the comparative example.
  • the dielectric layer 40 in the comparative example does not overlap the first antenna patch 20-1 and the second antenna patch 20-2 in the horizontal direction.
  • the first antenna patch 20-1 and the second antenna patch 20-2 are spaced apart by a certain distance d1.
  • the first antenna patch 20-1 and the second antenna patch 20-2 are spaced apart from each other with a gap d1 of 1.7 mm or more. That is, in the comparative example, only the protective layer 30 with a relatively low dielectric constant is disposed between the first antenna patch 20-1 and the second antenna patch 20-2.
  • the first antenna patch (20-1) and the second antenna patch (20-2) are arranged with a gap of 1.7 mm or more, and accordingly, the first antenna patch (20-1) and the second antenna patch (20-2) are arranged at a distance of 1.7 mm or more.
  • the insulating layer 40 having a high dielectric constant instead of the dielectric layer 40 having a high dielectric constant, one of the insulating layers having a plurality of layer structures is used as a prepreg having a high dielectric constant.
  • the insulating layer is formed of propreg having a high dielectric constant, there is a problem in that the bending characteristics are deteriorated.
  • the antenna substrate of the comparative example in the process of laminating a plurality of insulating layers in the manufacturing process of the antenna substrate, the bending characteristics of the substrate are deteriorated due to the dielectric constant difference between the high dielectric constant prepreg and other insulating layers excluding it. there is a problem.
  • the thickness of the antenna package substrate is decreasing in order to maintain the size of the antenna device (eg, mobile terminal) while increasing the battery size.
  • the thickness of the antenna substrate is reduced compared to the comparative example, and the area where the antenna patch is arranged on the antenna substrate can be reduced.
  • FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the arrangement structure of the antenna substrate according to the embodiment
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the antenna substrate of FIG. 2
  • FIG. 4 is a partial layer of the antenna substrate according to the first embodiment. It is a cross-sectional view
  • FIG. 5 is a plan view showing some layers of the antenna substrate of FIG. 4
  • FIG. 6 is a view for explaining the characteristics of the protective layer applied to the first embodiment
  • FIG. 7 is a view showing the first embodiment.
  • This is a drawing for explaining the resonance frequency characteristics of the antenna substrate according to the present invention.
  • FIG. 8 is a drawing for comparing the circuit layer according to the first embodiment and the circuit layer of the comparative example
  • FIG. 9 is the arrangement of the circuit layer according to the first embodiment. This is a drawing showing a modified example of the structure.
  • the antenna substrate of the embodiment may include an insulating layer 110, a circuit layer 120, a penetrating electrode 130, and a protective layer 140.
  • the insulating layer 110 may be provided to feed and support the antenna substrate.
  • the insulating layer 110 may have a flat structure.
  • This insulating layer 110 may be composed of a single layer, or alternatively, may include a plurality of layers in which multiple layers are stacked.
  • the insulating layer 110 may include a first insulating layer 111, a second insulating layer 112, and a third insulating layer 113.
  • the embodiment is not limited to this.
  • the insulating layer 110 may have a number of layers of 2 or less, or alternatively, it may have a number of layers of 4 or more.
  • the insulating layer 110 may include prepreg (PPG).
  • the prepreg can be formed by impregnating an epoxy resin or the like into a fiber layer in the form of a fabric sheet, such as a glass fabric woven with glass fiber yarn, and then performing heat compression.
  • the embodiment is not limited to this, and the prepreg constituting the insulating layer 110 may include a fiber layer in the form of a fabric sheet woven with carbon fiber thread.
  • the insulating layer 110 may be rigid or flexible.
  • Each insulating layer constituting the insulating layer 110 may have a thickness ranging from 10 ⁇ m to 60 ⁇ m. Preferably, each insulating layer constituting the insulating layer 110 may have a thickness ranging from 12 ⁇ m to 50 ⁇ m. More preferably, each insulating layer constituting the insulating layer 110 may have a thickness of 15 ⁇ m to 40 ⁇ m.
  • each insulating layer constituting the insulating layer 110 is less than 10 ⁇ m, the circuit layer included in the antenna substrate may not be stably protected. If the thickness of each insulating layer constituting the insulating layer 110 exceeds 60 ⁇ m, the thickness of the antenna substrate, antenna device, and electronic device may increase. If the thickness of each insulating layer constituting the insulating layer 110 exceeds 60 ⁇ m, the thickness of the circuit layer and the thickness of the through electrode may increase correspondingly. And when the thickness of the circuit layer and the thickness of the through electrode increases, signal transmission loss may increase.
  • a circuit layer 120 may be disposed on the surface of the insulating layer 110.
  • the circuit layer 120 may refer to a circuit layer that functions as an antenna.
  • the circuit layer 120 may refer to an antenna pattern layer.
  • the circuit layer 120 may represent an antenna patch.
  • the circuit layer 120 may have a plurality of layers.
  • the circuit layer 120 includes a first circuit layer 121 disposed on the first insulating layer 111, a second circuit layer 122 disposed on the second insulating layer 112, and a second circuit layer 122 disposed on the first insulating layer 111. 3 It may include a third circuit layer 123 disposed on the insulating layer 113.
  • the circuit layer 120 includes first to third circuit layers 121, 122, and 123, it is not limited thereto.
  • the circuit layer 120 may include a ground layer (not shown) for grounding, a power supply layer (not shown) for power feeding, and a radiation layer (not shown) for signal radiation.
  • a ground layer for grounding
  • a power supply layer for power feeding
  • a radiation layer for signal radiation.
  • the ground layer, power supply layer, and radiation layer may each be disposed on different insulating layers.
  • the embodiment is not limited to this, and the circuit layer corresponding to the antenna unit among the circuit layers 120 of the embodiment is disposed on the surface of one of the plurality of insulating layers, and is disposed on the surface of at least one other insulating layer. It may not be placed in .
  • the circuit layer 120 is disposed on the upper or lower surface of any one of the first to third insulating layers, It may not be disposed on the top or bottom surface of at least one other insulating layer.
  • the circuit layer 120 of the embodiment may be provided on an antenna substrate for signal transmission and reception.
  • the circuit layer 120 can transmit and receive signals in a predetermined resonant frequency band.
  • the circuit layer 120 may operate in a predetermined resonant frequency band to transmit and receive electromagnetic waves.
  • the circuit layer 120 can be operated by power supplied from a power supply unit (not shown).
  • the circuit layer 120 may resonate in at least one resonance frequency band.
  • the circuit layer 120 may be a resonant antenna that resonates in a first frequency band of 24.03 GHz to 25.81 GHz or a second frequency band of 27.07 GHz to 28.80 GHz.
  • the circuit layer 120 may be a dual resonance antenna that resonates in different resonance frequency bands.
  • the circuit layer 120 may be a dual resonance antenna that resonates in a first frequency band of 24.03 GHz to 25.81 GHz and a second frequency band of 27.07 GHz to 28.80 GHz.
  • the circuit layer 120 in FIG. 4 may refer to an antenna patch disposed on the outermost side (specifically, the uppermost or lowermost side) of the antenna substrate among a plurality of circuit layers.
  • the circuit layers 120 of the embodiment may be respectively disposed on different insulating layers, or alternatively, may be disposed on only one insulating layer.
  • the arrangement structure of the circuit layer 120 may be determined based on the resonance frequency band.
  • the circuit layer 120 may be formed on the insulating layer 110 to have a thickness of 10 ⁇ m to 25 ⁇ m.
  • the circuit layer 120 may be formed on the insulating layer 110 to have a thickness of 12 ⁇ m to 23 ⁇ m. More preferably, the circuit layer 120 may be formed on the insulating layer 110 to have a thickness of 15 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the circuit layer 120 may include a conductive material.
  • the circuit layer 120 is at least one selected from gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), titanium (Ti), tin (Sn), copper (Cu), and zinc (Zn). It may contain metallic substances.
  • the circuit layer 120 may be formed of copper (Cu), which has high electrical conductivity and is relatively inexpensive.
  • the circuit layer 120 can be manufactured using typical circuit board manufacturing processes such as the additive process, subtractive process, MSAP (Modified Semi Additive Process), and SAP (Semi Additive Process) methods. And detailed description is omitted here.
  • the antenna substrate may include a penetrating electrode 130.
  • the penetrating electrode 130 may penetrate the insulating layer 110.
  • the through electrode 130 may electrically connect circuit layers arranged in different layers.
  • the through electrode 130 includes a first through electrode (not shown) penetrating the first insulating layer 111, a second through electrode 131 penetrating the second insulating layer 112, and a third insulating layer 113. ) may include a third penetrating electrode 132 penetrating.
  • a protective layer 140 may be disposed on the insulating layer 110 in the first embodiment.
  • the protective layer 140 may be disposed on the insulating layer disposed on the uppermost or lowermost side among the plurality of insulating layers.
  • the protective layer 140 may be disposed on the circuit layer disposed on the insulating layer disposed on the uppermost or lowermost side.
  • the protective layer 140 may be solder resist.
  • the planar area of the protective layer 140 in the first embodiment may be the same as or smaller than the planar area of the insulating layer 110.
  • the entire area of the protective layer 140 in the first embodiment may overlap the insulating layer 110 in the thickness direction (z-axis).
  • the entire area of the insulating layer 110 in the first embodiment may overlap the protective layer 140 in the thickness direction (z-axis direction).
  • the protective layer 140 may be divided into a plurality of regions.
  • the protective layer 140 may include a first region R1 that overlaps the circuit layer 120 in the thickness direction (z-axis direction). That is, the protective layer 140 may include a first region R1 whose lower surface is in direct contact with the upper surface of the circuit layer 120.
  • the circuit layer 120 may be arranged to be spaced apart in the first direction (x-axis direction) or the second direction (y-axis direction) on the insulating layer 110.
  • the circuit layer 120 includes a first antenna unit 120-1 and a second antenna unit 120-2 disposed on the insulating layer 110 to be spaced apart from each other.
  • the planar shape of the first antenna unit 120-1 and the second antenna unit 120-2 corresponding to the circuit layer 120 is shown as having a square shape, but it is not limited thereto.
  • the planar shapes of the first antenna unit 120-1 and the second antenna unit 120-2 are triangular, circular, oval, polygonal, star, fan-shaped, cross-shaped, and X-shaped. It may have various shapes, such as a shape, a diamond shape, or a trapezoid shape.
  • first region R1 of the protective layer 140 overlaps the first antenna unit 120-1 and the second antenna unit 120-2 in the thickness direction (z-axis direction), respectively. You can.
  • the protective layer 140 may include a second region R2 that does not overlap the circuit layer 120 in the thickness direction (z-axis direction). That is, the protective layer 140 may include a second region R2 whose lower surface does not contact the circuit layer 120 .
  • the protective layer 140 may include a second region R2 whose lower surface directly contacts the upper surface of the insulating layer 110 .
  • the second region R2 of the protective layer 140 is the upper surface of the insulating layer 110 on one side of the first antenna unit 120-1, and the second antenna unit 120-1. 2), the upper surface of the insulating layer 110 in the other area, and the insulating layer 110 in the area between the other side of the first antenna unit 120-1 and one side of the second antenna unit 120-2.
  • the second region R2 of the protective layer 140 is in contact with the side of at least one of the first antenna unit 120-1 and the second antenna unit 120-2 while the insulating layer It may be placed on the upper surface of (110).
  • the protective layer 140 of the first embodiment may have a relatively high dielectric constant.
  • the protective layer 140 may have a higher dielectric constant than the protective layer 30 in the comparative example.
  • the dielectric constant (Dk) of the protective layer 140 may satisfy a range between 20 and 40.
  • the dielectric constant (Dk) of the protective layer 140 may satisfy a range between 20.5 and 40. More preferably, the dielectric constant (Dk) of the protective layer 140 may satisfy a range between 21 and 40.
  • the dielectric constant (Dk) of the protective layer 140 is less than 20, the effect of reducing the gap between the plurality of antenna units in the embodiment may be insignificant.
  • the dielectric constant (Dk) of the protective layer 140 is less than 20, the effect of reducing the size (eg, planar area) of the plurality of antenna units in the embodiment may be insignificant.
  • the dielectric constant (Dk) of the protective layer 140 is less than 20, there is a limit to reducing the size (thickness in the z-axis direction, width in the x-axis direction, and length in the y-axis direction) of the antenna substrate. .
  • the dielectric constant (Dk) of the protective layer 140 is greater than 40, a problem may occur in which the rigidity of the antenna substrate is reduced. Additionally, if the dielectric constant (Dk) of the protective layer 140 is greater than 40, there is a problem that the manufacturing cost of the antenna substrate increases due to the use of a relatively expensive protective layer.
  • the protective layer 140 in the embodiment may have a higher dielectric constant than the dielectric constant of the protective layer 30 in the comparative example.
  • the dielectric constant (Dk) of the protective layer 140 of the embodiment may satisfy a range between 4 and 14 times the dielectric constant of the protective layer 30 of the comparative example.
  • the dielectric constant (Dk) of the protective layer 140 of the embodiment may satisfy a range of 4.1 to 14 times the dielectric constant of the protective layer 30 of the comparative example.
  • the dielectric constant (Dk) of the protective layer 140 of the embodiment may satisfy a range of 4.2 to 14 times the dielectric constant of the protective layer 30 of the comparative example.
  • the content of the filler included in the protective layer 140 of the embodiment may be greater than the content of the filler included in the protective layer 30 of the comparative example.
  • the protective layer 140 of the embodiment may include resin and filler dispersed in the resin.
  • Resin applied to the protective layer 140 may have various forms such as thermosetting resin, photosensitive resin, and ink.
  • the filler disposed in the resin of the protective layer 140 may include a material different from the filler disposed in the resin of the protective layer 30 in the comparative example.
  • the filler included in the protective layer 30 of the comparative example may include SiO 2 .
  • the protective layer 140 of the embodiment may include a filler containing at least one selected from the group consisting of TiO 2 , Al 2 O 3 , BaTiO 3 and CaTiO 3 .
  • the dielectric constants of TiO 2 , Al 2 O 3 , BaTiO 3 and CaTiO 3 are greater than those of SiO 2
  • the dielectric constant of the protective layer 140 of the example may be greater than that of the protective layer 30 of the comparative example.
  • the protective layer 140 of the embodiment may include at least one filler selected from TiO 2 , Al 2 O 3 , BaTiO 3 and CaTiO 3 in the resin, and SiO 2 may be additionally included. there is.
  • the protective layer 140 of the embodiment is TiO 2 , Al 2 O 3 , BaTiO 3 and CaTiO 3 It may include only one or more selected from among.
  • the protective layer 140 of the embodiment is TiO 2 , Al 2 O 3 , BaTiO 3 and CaTiO 3 At least one selected from among SiO 2 may be additionally included.
  • thermogravimetric analysis TGA
  • the protective layer 30 (SR #1) of the comparative example contains 17.48 wt% of filler.
  • the protective layer 30 (SR #1) of the comparative example had a lower dielectric constant compared to the protective layer of the example.
  • the protective layer 30 of the comparative example generally includes a filler content of 34.67 wt% or less, and thus has a relatively low dielectric constant.
  • thermogravimetric analysis TGA
  • the protective layer 140 (SR #2) of the example contained 65.33 wt% of filler.
  • the filler content of the protective layer (140, SR #2) was higher than that of the comparative example, and as a result, it had a higher dielectric constant than the protective layer (30, SR #1) of the comparative example.
  • a filler content of 82.52 wt% is included in the protective layer 140, so that the protective layer 140 has a dielectric constant of 30 or more.
  • the protective layer 140 of the embodiment may have a higher dielectric constant compared to the protective layer of the comparative example.
  • the protective layer 140 of the embodiment has a higher dielectric constant than the protective layer 30 of the comparative example.
  • the protective layer 140 of the embodiment includes TiO 2 , Al 2 O 3 , BaTiO 3 and CaTiO 3 having a relatively high dielectric constant. This may be due to the inclusion of a filler selected from among. Additionally, this may be due to the fact that the content of the filler included in the protective layer 140 of the example is higher than the content of the filler included in the protective layer 30 of the comparative example.
  • the protective layer 140 of the embodiment includes filler in an amount ranging from 35 wt% to 85 wt%.
  • the protective layer 140 of the embodiment includes filler in an amount ranging from 36 wt% to 84 wt%. More preferably, the protective layer 140 of the embodiment includes filler in an amount ranging from 37 wt% to 83 wt%.
  • the filler content in the protective layer 140 is less than 35 wt%, a problem may occur in which the protective layer 140 does not have a required dielectric constant. If the content of the filler in the protective layer 140 exceeds 84wt%, the product price may increase or the rigidity of the antenna substrate may become weak.
  • the protective layer 140 of the above embodiment is TiO 2 , Al 2 O 3 , BaTiO 3 and CaTiO 3
  • the filler may have a dielectric constant (Dk) ranging from 20 to 40 and a dielectric loss (Df) ranging from 0.015 to 0.05.
  • the average size of the filler included in the protective layer 140 in the embodiment may be different from the average size of the filler included in the protective layer 30 in the comparative example.
  • the average size of the filler included in the protective layer 30 of the comparative example may exceed 5 ⁇ m.
  • the average size of the filler included in the protective layer 140 of the embodiment may be 4 ⁇ m or less or 3 ⁇ m or less.
  • TiO 2 , Al 2 O 3 , BaTiO 3 and CaTiO 3 It includes a protective layer 140 including at least one of the filler content of 35 wt% to 85 wt%. And, the protective layer 140 has a dielectric constant (Dk) in the range of 20 to 40. Additionally, the protective layer 140 includes a first region R1 that overlaps the circuit layer 120 in the thickness direction (z-axis direction) as shown in the figure.
  • Dk dielectric constant
  • the radiation beam emitted from the circuit layer 120 may pass through the first region R1 of the protective layer 140 having a high dielectric constant. Accordingly, in the embodiment, the radiation beam from the circuit layer 120 passes through the first region R1 of the protective layer 140, so that the resonance frequency band formed by the circuit layer 120 is desired. Allows shifting to the target frequency band.
  • the planar area of the circuit layer 120 can be reduced compared to the comparative example.
  • the planar area of the circuit layer 120 increases in proportion to the resonance frequency of the circuit layer 120.
  • the embodiment can shift the resonance frequency down by about 1200 MHz compared to the comparative example, and correspondingly, the planar area of the circuit layer 120 can be reduced compared to the comparative example.
  • the width W1 of the circuit layer 120 of the embodiment may be smaller than the width w1 of the circuit layer 20 of the comparative example.
  • the width W1 of the circuit layer 120 of the embodiment may range from 50% to 90% of the width w1 of the circuit layer 20 of the comparative example.
  • the width W1 of the circuit layer 120 of the embodiment may range from 50% to 87% of the width w1 of the circuit layer 20 of the comparative example.
  • the width W1 of the circuit layer 120 of the embodiment may range from 50% to 85% of the width w1 of the circuit layer 20 of the comparative example.
  • the area occupied by the circuit layer 120 on the antenna substrate can be reduced, and thus the width of the antenna substrate in the horizontal direction can be reduced.
  • the number of circuit layers 120 arranged on the antenna substrate having the same area as the comparative example may be increased.
  • the number of circuit layers arranged in the same area may be increased compared to the comparative example.
  • the degree of integration of the circuit layer 120 may be improved.
  • the first region R1 of the protective layer 140 in the embodiment functions to collect the radiation beam emitted from the circuit layer 120 as described above.
  • the first region R1 of the protective layer 140 functions to shift the resonance frequency of the circuit layer 120.
  • the protective layer 140 of the embodiment further includes a second region (R2) other than the first region (R1).
  • the second region R2 is disposed between a plurality of circuit layers. Specifically, a first antenna unit 120-1 and a second antenna unit 120-2 spaced apart from each other are disposed on the insulating layer 110. In addition, the second area R2 of the protective layer 140 is located in the area between the first antenna unit 120-1 and the second antenna unit 120-2 on the upper surface of the insulating layer 110. It is placed. For example, the second region R2 of the protective layer 140 is the other side of the first antenna unit 120-1 adjacent to the second antenna unit 120-2, and the first antenna unit ( It is disposed between 120-1) and one side of the adjacent second antenna unit 120-2.
  • the second region (R2) of the protective layer 140 has a dielectric constant (Dk) in the range of 20 to 40, the same as the first region (R1). Accordingly, in the embodiment, the second region R2 of the protective layer 140 has a high dielectric constant, thereby reducing the gap between the first antenna unit 120-1 and the second antenna unit 120-2. (D1) can be reduced.
  • the first antenna unit 120-1 and the second antenna unit 120-2 must be spaced apart at a certain distance in consideration of signal interference between them.
  • the plurality of antenna units eg, antenna patches
  • the gap D1 between the first antenna unit 120-1 and the second antenna unit 120-2 is reduced by the second region R2 of the protective layer 140 compared to the comparative example. It can be reduced.
  • the distance D1 between the first antenna unit 120-1 and the second antenna unit 120-2 in the embodiment may be 1.5 mm or less.
  • the distance D1 between the first antenna unit 120-1 and the second antenna unit 120-2 in the embodiment may be 1.2 mm or less.
  • the distance D1 between the first antenna unit 120-1 and the second antenna unit 120-2 in the embodiment may be 1.0 mm or less.
  • the distance D1 between the first antenna unit 120-1 and the second antenna unit 120-2 in the embodiment may range from 0.5 mm to 1.5 mm.
  • the distance D1 between the first antenna unit 120-1 and the second antenna unit 120-2 in the embodiment may range from 0.6 mm to 1.5 mm. More preferably, the distance D1 between the first antenna unit 120-1 and the second antenna unit 120-2 in the embodiment may range from 0.8 mm to 1.5 mm.
  • the first antenna unit 120-1 and the second antenna unit 120-2 Interference may occur. For example, if the distance D1 between the first antenna unit 120-1 and the second antenna unit 120-2 is less than 0.5 mm, the dielectric constant of the protective layer 140 is adjusted to resolve the interference. It must be above 50, which can cause problems.
  • the integration degree of the circuit layer 120 may decrease. For example, if the gap D1 between the first antenna unit 120-1 and the second antenna unit 120-2 exceeds 1.5 mm, the area where the circuit layer 120 is disposed may increase. This can increase the width of the antenna substrate in the horizontal direction.
  • the protective layer 140 of the embodiment has a certain thickness and may be disposed on the insulating layer 110 and the circuit layer 120.
  • the second region R2 of the protective layer 140 may have a first thickness T1.
  • the first thickness T1 of the second region R2 may be determined based on the thickness of the circuit layer 120.
  • the first thickness T1 of the second region R2 may be greater than the thickness of the circuit layer 120.
  • the thickness of the circuit layer 120 may range from 10 ⁇ m to 25 ⁇ m as described above.
  • the first thickness T1 of the second region R2 of the protective layer 140 may range from 15 ⁇ m to 40 ⁇ m.
  • the first thickness T1 of the second region R2 of the protective layer 140 may range from 18 ⁇ m to 38 ⁇ m.
  • the first thickness T1 of the second region R2 of the protective layer 140 may range from 20 ⁇ m to 35 ⁇ m.
  • the second thickness T2 of the first region R1 of the protective layer 140 may satisfy the range of 5 ⁇ m to 25 ⁇ m.
  • the second thickness T2 of the first region R1 of the protective layer 140 may satisfy the range of 8 ⁇ m to 23 ⁇ m.
  • the second thickness T2 of the first region R2 of the protective layer 140 may satisfy the range of 10 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the second thickness T2 of the first region R1 of the protective layer 140 is less than 5 ⁇ m, the resonance frequency of the circuit layer 120 due to the first region R1 of the protective layer 140 The degree of shift may be slight. If the second thickness T2 of the first region R1 of the protective layer 140 exceeds 25 ⁇ m, the overall thickness of the antenna substrate may increase by the thickness of the protective layer 140. Additionally, if the second thickness T2 of the first region R1 of the protective layer 140 exceeds 25 ⁇ m, the product price may increase.
  • the top surface of the first region (R1) and the top surface of the second region (R2) of the protective layer 140 are shown as being disposed on the same plane, but this is not limited to this.
  • the upper surfaces of the first region R1 and the second region R2 of the protective layer 140 may have a step.
  • the top surface of the first region R1 of the protective layer 140 may be positioned higher than the top surface of the second region R2.
  • the top surface of the second region R2 of the protective layer 140 may be located on the same plane as the top surface of the circuit layer 120.
  • the top surface of the second region (R2) of the protective layer 140 is located higher than the top surface of the circuit layer 120 and lower than the top surface of the first region (R1) of the protective layer 140. can be located That is, the second region R2 of the protective layer 140 functions to prevent signal interference between the plurality of antenna units of the circuit layer 120. Accordingly, when the height of the second region R2 of the protective layer 140 is not lower than the height of the circuit layer 120, the signal interference prevention function can be normally performed. Therefore, in the embodiment, the height of the second region R2 of the protective layer 140 is the same as or slightly higher than the height of the circuit layer 120. Accordingly, in the embodiment, the placement area of the protective layer 140 can be reduced by a decrease in the height of the second region R2, and the product cost can be reduced accordingly.
  • the antenna substrate in the first embodiment includes an insulating layer, a circuit layer disposed on the insulating layer, and a protective layer.
  • the protective layer includes a first area that vertically overlaps the circuit layer and a second area that does not vertically overlap the circuit layer.
  • the protective layer has a dielectric constant in the range of 20 to 40.
  • the first region of the protective layer may function to shift the resonant frequency of the radiation beam emitted by the circuit layer.
  • the second region of the protective layer may function to reduce the gap between the plurality of antenna units constituting the circuit layer.
  • the EMC layer included in the antenna substrate of the comparative example can be removed, thereby solving the problem of the EMC layer.
  • the size (specifically, planar area) of the circuit layer can be reduced by shifting the resonant frequency using the first region of the protective layer. Accordingly, in the embodiment, the width of the antenna substrate in the horizontal direction can be reduced. Additionally, in the embodiment, integration of circuit layers included in the antenna substrate is possible. Additionally, in the embodiment, the number of antenna units arranged in the same area may be increased compared to the comparative example. Additionally, in the embodiment, miniaturization of an electronic device including an antenna substrate is possible.
  • the gap between a plurality of antenna units can be reduced by using the second area of the protective layer. Specifically, in the embodiment, even if the distance between the plurality of antenna units is reduced compared to the comparative example, signal interference that may occur between the antenna units can be prevented. Accordingly, in the embodiment, mutual signal interference of a plurality of antenna units can be prevented, and antenna characteristics and performance can be improved. Additionally, in the embodiment, integration of circuit layers included in the antenna substrate is possible. Additionally, in the embodiment, the number of antenna units arranged in the same area may be increased compared to the comparative example.
  • the first antenna unit 120-1 and the second antenna unit 120 of the circuit layer 120 are formed using the first area R1 and the second area R2 of the protective layer 140. -2)
  • the size and spacing (D1) can be reduced. Accordingly, in the embodiment, a plurality of antenna units may be arranged in a zigzag manner on the insulating layer 110.
  • the circuit layer 120 of the embodiment includes a plurality of antenna units.
  • the plurality of antenna units includes a plurality of first groups 120a arranged in a first direction (x-axis direction) on the insulating layer 110.
  • the plurality of antenna units are spaced apart from each other in the first direction (x-axis direction) at positions spaced apart from the plurality of first groups 120a in the second direction (y-axis direction) on the insulating layer 110. It includes a second group 120b.
  • the first group 120a and the second group 120b may be arranged alternately or zigzag.
  • one antenna unit included in the first group 120a is moved in a diagonal direction (for example, a direction between the first direction and the second direction) from the adjacent antenna unit included in the second group 120b. ) can be spaced apart.
  • one antenna unit included in the second group 120b is moved in a diagonal direction (for example, a direction between the first direction and the second direction) from the adjacent antenna unit included in the first group 120a. ) can be spaced apart.
  • a specific antenna unit included in the first group 120a may be spaced apart in the second direction in an area between two antenna units of the second group 120b disposed adjacent thereto.
  • a specific antenna unit included in the second group 120b may be spaced apart in the second direction in an area between two antenna units of the first group 120a disposed adjacent thereto.
  • the first antenna unit included in the first group 120a may be placed adjacent to the second antenna unit included in the second group 120b.
  • the first antenna unit of the first group 120a and the second antenna unit of the second group 120b may be spaced apart from each other in the diagonal direction on the insulating layer 110.
  • the first antenna unit of the first group 120a and the second antenna unit of the second group 120b may be arranged to be spaced apart from each other by the distance D1 in the diagonal direction on the insulating layer 110. .
  • the degree of integration of the antenna units can be further improved. Accordingly, in the embodiment, antenna characteristics and performance can be further improved.
  • each antenna unit of the first group 120a and the second group 120b is shown as having a square shape, but this is not limited, and the shape of the antenna unit may be modified into various shapes.
  • Figure 10 is a diagram showing an antenna substrate according to a second embodiment.
  • the antenna substrate includes an insulating layer 210, a circuit layer 220, and a protective layer.
  • the insulating layer 210 and the circuit layer 220 may be substantially the same as the insulating layer and circuit layer in the first embodiment. Accordingly, detailed description of the insulating layer 210 and circuit layer 220 will be omitted.
  • the circuit layer 220 may include a first antenna unit 220-1 and a second antenna unit 220-2 spaced apart from each other on the insulating layer 210.
  • the antenna substrate of the second embodiment may be different from the first embodiment in the structure of the protective layer disposed on the insulating layer 210.
  • the antenna substrate of the second embodiment may have a plurality of protective layers disposed on the insulating layer 210.
  • the antenna substrate may include a first protective layer 241 formed on the insulating layer 210 and the circuit layer 220. Additionally, the antenna substrate may include a second protective layer 242 disposed on the first protective layer 241. At this time, the second protective layer 242 may be partially disposed on the first protective layer 241.
  • the first protective layer 241 may be disposed to cover both surfaces of the insulating layer 210 and the circuit layer 220.
  • the circuit layer 220 may include a plurality of antenna units 220-1 and 220-2 spaced apart from each other.
  • the first protective layer 241 may be disposed to cover both the upper surfaces of the plurality of antenna units spaced apart from each other and the upper surfaces of the insulating layer.
  • the second protective layer 242 may be disposed at regular intervals on the first protective layer 241 or the circuit layer 220. That is, the first protective layer 241 is formed in an area that overlaps the circuit layer 220 in the vertical direction. At this time, the circuit layer 220 includes a plurality of antenna units spaced apart from each other on the insulating layer 210. Accordingly, the second protective layer 242 may be formed in a certain pattern at regular intervals on the first protective layer 241 or the circuit layer 220, corresponding to the circuit layer 220.
  • the first protective layer 241 and the second protective layer 242 may have different areas.
  • the area of the first protective layer 241 may be larger than the area of the second protective layer 242.
  • the second protective layer 242 may not be formed on at least a portion of the upper surface of the first protective layer 241.
  • the second protective layer 242 may be selectively disposed only in an area of the upper surface of the first protective layer 241 that overlaps the circuit layer 220 in the vertical direction.
  • the width W2 of the second protective layer 242 may be larger than the width W1 of the circuit layer 220. Accordingly, the second protective layer 242 may include a first part that overlaps the circuit layer 220 in the vertical direction and a second part other than the first part that does not overlap the circuit layer 220. there is. However, the embodiment is not limited to this, and the second protective layer 242 may have the same width as the circuit layer 220, and the entire area may overlap the circuit layer 220 in the vertical direction. There will be.
  • the first protective layer 241 may be formed on the insulating layer 210 to have a first thickness T1a. Additionally, the second protective layer 242 may be formed on the first protective layer 241 to have a second thickness T2a.
  • the second thickness T2a of the second protective layer 242 may satisfy the range of 5 ⁇ m to 25 ⁇ m.
  • the second thickness T2a of the second protective layer 242 may satisfy the range of 8 ⁇ m to 23 ⁇ m.
  • the second thickness T2a of the second protective layer 242 may satisfy the range of 10 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the degree of shift in the resonance frequency of the circuit layer 220 caused by the second protective layer 242 may be insignificant. If the second thickness T2a of the second protective layer 242 exceeds 25 ⁇ m, the overall thickness of the antenna substrate may increase by the thickness of the second protective layer 242. Additionally, if the second thickness T2a of the second protective layer 242 exceeds 25 ⁇ m, the unit price of the product may increase.
  • the first thickness T1a of the first protective layer 241 may be greater than the thickness of the circuit layer 220.
  • the first thickness T1a of the first protective layer 241 may be 10.2 ⁇ m to 28 ⁇ m.
  • the first thickness T1a of the first protective layer 241 may be 12.2 ⁇ m to 26 ⁇ m. More preferably, the first thickness T1a of the first protective layer 241 may be 15.2 ⁇ m to 23 ⁇ m.
  • the first thickness T1a of the first protective layer 241 may be the thickness from the top surface of the insulating layer 210 to the top surface of the first protective layer 241 . More specifically, the first thickness T1a of the first protective layer 241 may be the thickness of the thickest portion of the entire area of the first protective layer 241. Likewise, the second thickness T2a of the second protective layer 242 may be the thickness of the thickest portion of the entire area of the second protective layer 242.
  • the first thickness T1a of the first protective layer 241 is greater than the thickness of the circuit layer 220, and accordingly, the first protective layer 241 has a certain thickness on the circuit layer 220.
  • the first protective layer 241 may also be formed between the second protective layer 242 and the circuit layer 220. That is, the first protective layer 241 may be disposed between the circuit layer 220 and the second protective layer 242 to have a certain thickness.
  • the third thickness T3a of the first protective layer 241 between the circuit layer 220 and the second protective layer 242 may be 0.2 ⁇ m to 3 ⁇ m.
  • the third thickness T3a is greater than 3 ⁇ m, the frequency shift effect caused by the second protective layer 242 may be insufficient.
  • the third thickness T3a is greater than 3 ⁇ m, the overall thickness of the antenna substrate may increase due to an increase in the thickness of the first protective layer 241.
  • the thickness of the first protective layer 241 refers to the thickness from the lower surface of the circuit layer 220 to the upper surface of the first protective layer 241.
  • the thickness of the first protective layer 241 may include the circuit layer 220 and the thickness of the first protective layer 241 on the circuit layer 220.
  • the portion of the first protective layer 241 formed between the circuit layers 220 may be located lower than the circuit layer 220 .
  • the first protective layer 241 in the modified example of FIG. 10 includes a first region disposed on the circuit layer 220 and a second region disposed on the insulating layer 210 between the circuit layer 220. Can include areas.
  • the thickness of the first protective layer 241 may be the sum of the thickness of the circuit layer 220 and the thickness of the first region of the first protective layer 241.
  • the thickness of the second region of the first protective layer 241 may be thinner than the thickness of the circuit layer 220.
  • first protective layer 241 and the second protective layer 242 may have different dielectric constants. Specifically, the dielectric constant of the second protective layer 242 may be greater than the dielectric constant of the first protective layer 241.
  • the first protective layer 241 may correspond to the protective layer 30 described in the comparative example.
  • the first protective layer 241 may have a dielectric constant (Dk) of 3 to 5.
  • the second protective layer 242 may have a higher dielectric constant than the first protective layer 241. Specifically, the second protective layer 242 may correspond to the protective layer 140 described in the first embodiment.
  • the antenna substrate includes a first protective layer and a second protective layer. Additionally, the first protective layer may be disposed in an area of the antenna substrate that does not vertically overlap the circuit layer. Additionally, the second protective layer may be disposed in an area that vertically overlaps the circuit layer. According to the second embodiment, the resonance frequency of the circuit layer can be efficiently shifted while minimizing the placement area of the second protective layer.
  • Figure 11 is a diagram showing an antenna substrate according to a third embodiment.
  • the antenna substrate includes an insulating layer 310, a circuit layer 320, and a protective layer.
  • the insulating layer 310 and the circuit layer 320 may be substantially the same as the insulating layer and circuit layer in the second embodiment. Accordingly, detailed description of the insulating layer 310 and circuit layer 320 will be omitted.
  • the circuit layer 320 may include a first antenna unit 320-1 and a second antenna unit 320-2 spaced apart from each other on the insulating layer 310.
  • the antenna substrate of the third embodiment may have a plurality of protective layers disposed on the insulating layer 310.
  • the antenna substrate may include a first protective layer 341 formed on the insulating layer 310 and the circuit layer 320. Additionally, the antenna substrate may include a second protective layer 342 disposed on the first protective layer 341. At this time, the second protective layer 342 may be partially disposed on the first protective layer 341.
  • the first protective layer 341 may be disposed to cover the entire surface of the insulating layer 310.
  • the circuit layer 320 may include a plurality of antenna units 320-1 and 320-2 spaced apart from each other.
  • the first protective layer 341 may be disposed on the upper surface of the insulating layer in the area between the plurality of antenna units spaced apart from each other.
  • the second protective layer 342 may be disposed at regular intervals on the first protective layer 341 or the circuit layer 320. That is, the first protective layer 341 is formed in an area that overlaps the circuit layer 320 in the vertical direction. At this time, the circuit layer 320 includes a plurality of antenna units spaced apart from each other on the insulating layer 310. Accordingly, the second protective layer 342 may be formed in a certain pattern at regular intervals on the first protective layer 341 or the circuit layer 320, corresponding to the circuit layer 320.
  • the second protective layer 342 may be selectively disposed on an area of the upper surface of the first protective layer 341 that overlaps the circuit layer 320 in the vertical direction. Additionally, the second protective layer 342 may be selectively disposed on the upper surface of the first protective layer 341.
  • the width W2 of the second protective layer 342 may be greater than the width W1 of the circuit layer 320. Accordingly, the second protective layer 342 may include a first part in direct contact with the upper surface of the circuit layer 320 and a second part in direct contact with the upper surface of the first protective layer 341. there is.
  • the first protective layer 341 may be formed on the insulating layer 310 to have a first thickness T1b. Additionally, the second protective layer 342 may be formed on the first protective layer 341 to have a second thickness T2b.
  • the second thickness T2b of the second protective layer 342 may satisfy the range of 5 ⁇ m to 25 ⁇ m.
  • the second thickness T2b of the second protective layer 342 may satisfy the range of 8 ⁇ m to 23 ⁇ m.
  • the second thickness T2b of the second protective layer 342 may satisfy the range of 10 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the first thickness T1b of the first protective layer 341 may be the same as the thickness of the circuit layer 320.
  • the first thickness T1b of the first protective layer 341 may be 10 ⁇ m to 25 ⁇ m.
  • the first thickness T1b of the first protective layer 341 may be 12 ⁇ m to 23 ⁇ m. More preferably, the first thickness T1b of the first protective layer 341 may be 15 ⁇ m to 20 ⁇ m.
  • the embodiment is not limited to this.
  • the thickness of the first protective layer 341 may be smaller than the thickness of the circuit layer 320. Accordingly, the top surface of the first protective layer 341 and the top surface of the circuit layer 320 may have a step.
  • the second protective layer 342 may be disposed on a portion of the upper surface of the first protective layer 341 having the step and on the upper surface of the circuit layer 320. Accordingly, the lower surface of the second protective layer 342 may have a step.
  • Figure 12 is a diagram showing an antenna substrate according to a fourth embodiment.
  • the antenna substrate includes an insulating layer 410, a circuit layer 420, and a protective layer.
  • the insulating layer 410 and circuit layer 420 may be substantially the same as the insulating layer and circuit layer in the third embodiment. Accordingly, detailed description of the insulating layer 410 and circuit layer 420 will be omitted.
  • the circuit layer 420 may include a first antenna unit 420-1 and a second antenna unit 420-2 spaced apart from each other on the insulating layer 410.
  • the antenna substrate of the fourth embodiment may have a plurality of protective layers disposed on the insulating layer 410.
  • the antenna substrate may include a first protective layer 441 disposed on the insulating layer 410. Additionally, the antenna substrate may include a second protective layer 442 disposed on the insulating layer 410 and the circuit layer 420.
  • the first protective layer 441 may have the same material or dielectric constant as the first protective layer in the second and third embodiments. Additionally, the second protective layer 442 may have the same material or dielectric constant as the second protective layer in the second and third embodiments.
  • the second protective layer in the second and third embodiments was disposed only in the area that vertically overlaps the circuit layer.
  • the second protective layer in the second and third embodiments is not disposed in an area that horizontally overlaps the circuit layer. Accordingly, the antenna substrates in the second and third embodiments only had a shift characteristic of the resonant frequency.
  • the second protective layer in the fourth embodiment may be formed not only in the area that overlaps vertically with the circuit layer 420, but also in the area that overlaps horizontally.
  • the first protective layer 441 may include an opening 441O.
  • the first protective layer 441 is disposed on the insulating layer 410. At this time, the first protective layer 441 may not vertically overlap the circuit layer 420.
  • the first protective layer 441 may include an opening 441O that vertically overlaps the circuit layer 420.
  • the width of the opening 441O may be larger than the width of the circuit layer 420.
  • the opening 441O of the first protective layer 441 includes a first portion that vertically overlaps the circuit layer 420. Additionally, the opening 441O of the first protective layer 441 includes a second portion that vertically overlaps the upper surface of the insulating layer 410 adjacent to the circuit layer 420.
  • the second protective layer 442 may be disposed within the opening 441O of the first protective layer 441.
  • the second protective layer 442 may be disposed within the opening 441O of the first protective layer 441, surrounding the circuit layer 420.
  • the second protective layer 442 may be disposed to cover the top and side surfaces of the circuit layer 420.
  • the second protective layer 442 in the fourth embodiment is disposed not only in the area that vertically overlaps the circuit layer 420, but also in the area that overlaps the circuit layer 420 horizontally.
  • the second protective layer 442 of the antenna substrate in the fourth embodiment not only performs the function of shifting the resonant frequency of the circuit layer 420, but also performs the function of preventing signal interference by reducing the gap between the plurality of antenna units. You can.
  • both the resonance frequency shift function and the signal interference prevention function can be performed while minimizing the placement area of the relatively expensive second protective layer 442.
  • the first protective layer 441 is shown to have the same height or thickness as the second protective layer 442, but is not limited thereto.
  • Figure 13 is a diagram showing an antenna substrate according to the fifth embodiment.
  • the antenna substrate includes an insulating layer 510, a circuit layer 520, and a protective layer.
  • the insulating layer 510 and circuit layer 520 may be substantially the same as the insulating layer and circuit layer in the fourth embodiment. Accordingly, detailed description of the insulating layer 510 and circuit layer 520 will be omitted.
  • the circuit layer 520 may include a first antenna unit 520-1 and a second antenna unit 520-2 spaced apart from each other on the insulating layer 510.
  • the antenna substrate of the fifth embodiment may have a plurality of protective layers disposed on the insulating layer 510.
  • the antenna substrate may include a first protective layer 541 disposed on the insulating layer 510.
  • the antenna substrate may include a second protective layer 542 disposed on the insulating layer 510 and the circuit layer 520.
  • the first protective layer 541 may have the same material or dielectric constant as the first protective layer in the fourth embodiment. Additionally, the second protective layer 542 may have the same material or dielectric constant as the second protective layer in the fourth embodiment.
  • the first protective layer 541 may include an opening 541O.
  • the first protective layer 541 is disposed on the insulating layer 510. At this time, the first protective layer 541 may not vertically overlap the circuit layer 520.
  • the first protective layer 541 may include an opening 541O that vertically overlaps the circuit layer 520.
  • the width of the opening 541O may be larger than the width of the circuit layer 520. Accordingly, the opening 541O of the first protective layer 541 includes a first portion that vertically overlaps the circuit layer 520. Additionally, the opening 541O of the first protective layer 541 includes a second portion that vertically overlaps the upper surface of the insulating layer 510 adjacent to the circuit layer 520.
  • the second protective layer 542 may be disposed within the opening 541O of the first protective layer 541. Specifically, the second protective layer 542 may be disposed within the opening 541O of the first protective layer 541, surrounding the circuit layer 520.
  • the second protective layer 542 may be disposed to cover the top and side surfaces of the circuit layer 520.
  • the second protective layer 542 in the fifth embodiment is disposed not only in the area that overlaps the circuit layer 520 vertically, but also in the area that overlaps the circuit layer 520 horizontally.
  • the height or thickness of the first protective layer 541 may be less than or equal to the height or thickness of the circuit layer 520.
  • top surface of the second protective layer 542 is disposed on the top surface of the circuit layer 520, and thus may be positioned higher than the top surface of the first protective layer 541.
  • the second protective layer 542 may include a first part disposed within the opening 541O and surrounding the circuit layer 520, and a second part extending from the first part. . Additionally, the second portion of the second protective layer 542 may be disposed on the upper surface of the first protective layer 541, which has a relatively low height.
  • the embodiment is not limited to this.
  • the second protective layer 542 has a height higher than the top surface of the first protective layer 541 and is disposed only in the area that vertically overlaps the opening 541O and the circuit layer 520. It can be.
  • the second protective layer 542 in the fifth embodiment may be disposed in a pattern shape on each of the plurality of antenna units.
  • Figure 14 is a diagram showing an antenna substrate according to the sixth embodiment.
  • the antenna substrate includes an insulating layer 610, a circuit layer 620, and a protective layer.
  • the insulating layer 610 and circuit layer 620 may be substantially the same as the insulating layer and circuit layer of the fifth embodiment. Accordingly, detailed description of the insulating layer 610 and circuit layer 620 will be omitted.
  • the circuit layer 620 may include a first antenna unit 620-1 and a second antenna unit 620-2 spaced apart from each other on the insulating layer 610.
  • the antenna substrate of the sixth embodiment may have a plurality of protective layers disposed on the insulating layer 610.
  • the antenna substrate may include a first protective layer 641 disposed on the insulating layer 610.
  • the antenna substrate may include a second protective layer 642 disposed on the insulating layer 610 and the circuit layer 620.
  • a plurality of second protective layers 542 were arranged in a pattern shape on the circuit layer 520.
  • the second protective layer 642 in the sixth embodiment may be formed integrally.
  • the second protective layer 642 in the sixth embodiment includes the first protective layer 641, the opening 641O of the first protective layer 641, and the plurality of circuit layers 620. It may be disposed entirely on the antenna unit.
  • the second protective layer 642 of the sixth embodiment may be formed on the plurality of antenna units in an integrated form that is interconnected rather than in a pattern shape.
  • Figure 15 is a diagram showing an antenna substrate according to a seventh embodiment.
  • the antenna substrate includes an insulating layer 710, a circuit layer 720, and a protective layer.
  • the insulating layer 710 and circuit layer 720 may be substantially the same as the insulating layer and circuit layer of the fourth to sixth embodiments. Accordingly, detailed description of the insulating layer 710 and circuit layer 720 will be omitted.
  • the circuit layer 720 may include a first antenna unit 720-1 and a second antenna unit 720-2 spaced apart from each other on the insulating layer 710.
  • the antenna substrate of the seventh embodiment may have a plurality of protective layers disposed on the insulating layer 710.
  • the antenna substrate may include a first protective layer 741 disposed on the insulating layer 710.
  • the antenna substrate may include a second protective layer 742 disposed on the circuit layer 720.
  • the antenna substrate of the seventh embodiment may be different from the antenna substrate of the fourth embodiment in terms of the width of the opening of the first protective layer and the arrangement structure of the second protective layer accordingly.
  • the opening of the first protective layer in the fourth embodiment had a width greater than the width of the circuit layer.
  • the opening 741O of the first protective layer 741 in the seventh embodiment may have the same width as the circuit layer 720.
  • the second protective layer 742 may be disposed only on the upper surface of the circuit layer 720 within the opening 741O of the first protective layer 741.
  • Figure 16 is a diagram showing an antenna substrate according to the eighth embodiment.
  • the antenna substrate includes an insulating layer 810, a circuit layer 820, and a protective layer.
  • the insulating layer 810 and circuit layer 820 may be substantially the same as the insulating layer and circuit layer of the seventh embodiment. Accordingly, detailed description of the insulating layer 810 and circuit layer 820 will be omitted.
  • the circuit layer 820 may include a first antenna unit 820-1 and a second antenna unit 820-2 spaced apart from each other on the insulating layer 810.
  • the antenna substrate of the eighth embodiment may have a plurality of protective layers disposed on the insulating layer 810.
  • the antenna substrate may include a first protective layer 841 disposed on the insulating layer 810.
  • the antenna substrate may include a second protective layer 842 disposed on the circuit layer 820.
  • the antenna substrate of the eighth embodiment may be different from the antenna substrate of the fourth and seventh embodiments in the width of the opening of the first protective layer and the arrangement structure of the second protective layer accordingly.
  • the opening of the first protective layer in the fourth embodiment had a width greater than the width of the circuit layer.
  • the opening of the first protective layer in the seventh embodiment had the same width as the width of the circuit layer.
  • the opening 841O of the first protective layer 841 in the eighth embodiment may have a width smaller than the width of the circuit layer 820.
  • the second protective layer 842 may be partially disposed on the upper surface of the circuit layer 820.
  • the first protective layer 841 may be disposed on the insulating layer 810, covering at least a portion of the upper surface of the circuit layer 820.
  • the edge area of the upper surface of the circuit layer 820 may be covered with the first protective layer 841.
  • the second protective layer 842 may be disposed within the opening 841O of the first protective layer 841, covering the central area of the upper surface of the circuit layer 820.
  • Figure 17 is a diagram showing an antenna substrate according to the ninth embodiment.
  • the antenna substrate includes an insulating layer 910, a circuit layer, and a protective layer.
  • the upper surface of the insulating layer 910 may be divided into a plurality of regions.
  • the top surface of the insulating layer 910 may include a first antenna area and a second antenna area.
  • a first circuit layer 920a including a plurality of antenna units may be disposed in the first antenna area on the upper surface of the insulating layer 910.
  • a second circuit layer 920b including a plurality of antenna units may be disposed in the second antenna area of the insulating layer 910.
  • the first circuit layer 920a and the second circuit layer 920b can be divided according to antenna characteristics.
  • the first circuit layer 920a may include an antenna unit that requires relatively low integration.
  • the second circuit layer 920b may include an antenna unit that requires relatively high integration.
  • a plurality of protective layers are disposed on the insulating layer 910 according to the characteristics required for the antenna unit of each circuit layer.
  • a first protective layer 941 may be disposed on the first antenna area of the insulating layer 910, covering the first circuit layer 920a.
  • the first protective layer 941 may correspond to the first protective layer with a relatively low dielectric constant described in the previous embodiment.
  • a second protective layer 942 may be disposed on the second antenna area of the insulating layer 910, covering the second circuit layer 920b.
  • the second protective layer 942 may correspond to the second protective layer with a relatively high dielectric constant described in the previous embodiment.
  • the upper area of the insulating layer is divided into a plurality of antenna areas according to the required characteristics of the antenna unit.
  • circuit layers each including a plurality of antenna units are disposed in the antenna area.
  • protective layers with different dielectric constants are disposed on the plurality of antenna areas, covering each antenna unit. Accordingly, in the embodiment, it is possible to provide an antenna substrate that efficiently satisfies the required characteristics of the antenna unit while minimizing the placement area of the second protective layer with a relatively high dielectric constant.
  • Figure 18 is a diagram showing an antenna substrate according to the tenth embodiment.
  • the antenna substrate includes an insulating layer 1010, a circuit layer 1020, and a protective layer 1040.
  • the circuit layer 1020 may be disposed on both sides of the insulating layer 1010, respectively.
  • the circuit layer may include an upper circuit layer 1020a disposed on the upper surface of the insulating layer 1010 and a lower circuit layer 1020b disposed on the lower surface of the insulating layer 1010.
  • the antenna substrate of the tenth embodiment may be a double-sided antenna substrate that radiates radiation beams from the top and bottom of the insulating layer 1010, respectively.
  • the upper circuit layer 1020a may radiate the first radiation beam to the upper region of the insulating layer 1010.
  • the lower circuit layer 1020b may radiate a second radiation beam different from the first radiation beam to the lower region of the insulating layer 1010.
  • the protective layer 1040 may include a first high-constant protective layer 1040a disposed on the upper surface of the insulating layer 1010 and covering the upper circuit layer 1020a.
  • the protective layer 1040 may include a second high-constant protective layer 1040b disposed on the lower surface of the insulating layer 1010 and covering the lower circuit layer 1020b.
  • the first high-constant protective layer 1040a and the second high-constant protective layer 1040b may correspond to the protective layer 140 or the second protective layer described in the previous embodiment.
  • the first high-constantivity protective layer 1040a and the second high-constantivity protective layer 1040b may have a dielectric constant (Dk) in the range of 20 to 40.
  • the antenna substrates of the first to tenth embodiments have been described above.
  • the antenna substrate of the present application may have a structure in which antenna substrates of at least two embodiments of the structures of the first to tenth embodiments are mixed.
  • the arrangement structure of the second protective layer disposed in the second antenna area of FIG. 17 may have any one of the structures of the protective layer disposed on the antenna substrates of the first to eighth embodiments.
  • the antenna device of the embodiment may include any one of the antenna substrates shown in FIGS. 5 and 11 to 18.
  • the antenna substrate applied to the antenna device of the embodiment will be described as including the antenna substrate according to the first embodiment of FIG. 5.
  • the antenna device of the embodiment is not limited to this, and may include an antenna substrate of another embodiment other than the first embodiment.
  • FIG. 19 is a diagram showing an antenna device according to a first embodiment
  • FIG. 20 is a diagram showing an antenna device according to a second embodiment.
  • the antenna device may include an antenna substrate 1100 and a driving substrate 1200.
  • the antenna substrate 1100 may correspond to any one of the first to tenth embodiments of the present application.
  • the driving substrate 1200 may be manufactured separately from the antenna substrate 1100.
  • the driving substrate 1200 may be a substrate separate from the antenna substrate 1100.
  • the separated antenna substrate 1100 and the driving substrate 1200 can be manufactured through separate processes, and a process of combining them can be performed through this.
  • the driving substrate 1200 may include a plurality of insulating layers 1210.
  • the driving substrate 1200 may include three layers of insulating layers, but is not limited thereto. That is, the driving substrate 1200 may include two or fewer insulating layers, and alternatively, may include four or more insulating layers.
  • the driving substrate 1200 may include a circuit pattern layer 1220 formed on the surface of at least one insulating layer 1210.
  • the driving substrate 1200 may include a penetrating electrode 1230 that penetrates at least one insulating layer 1210.
  • the through electrode 1230 of the driving substrate 1200 may electrically connect circuit pattern layers 1220 disposed in different layers.
  • the driving substrate 1200 may include a first connection portion 1240 disposed on the circuit pattern layer disposed on the lowest side of the circuit pattern layer 1220.
  • the first connection part 1240 may be a solder ball, but is not limited thereto.
  • the driving substrate 1200 may include an element attached to the first connection portion 1240. At this time, the driving substrate 1200 includes a plurality of first connection parts spaced apart from each other. Additionally, the driving substrate 1200 may include a plurality of elements each mounted on the plurality of first connection parts.
  • the driving substrate 1200 may include a driving element mounted on at least one first connection part among a plurality of first connection parts.
  • the driving element may be a driving element that drives the antenna portion of the circuit layers included in the antenna substrate 1100.
  • the driving element transmits a transmission signal to the antenna substrate 1100 so that a wireless signal corresponding to the transmission signal can be transmitted to the outside.
  • the driving element may receive a reception signal received through the antenna substrate 1100 and analyze it to obtain reception information.
  • the driving substrate 1200 may include a passive element mounted on at least one other first connection part among the plurality of first connection parts.
  • the passive element may be an element that supports or assists the operation of the driving element.
  • the passive elements may include resistors, capacitors, and inductors.
  • the antenna device may include a second connection portion 1260 disposed between the driving substrate 1200 and the antenna substrate 1100.
  • the second connection portion 1260 may be a solder ball, but is not limited thereto.
  • the antenna device may further include a molding layer disposed between the antenna substrate 1100 and the driving substrate 1200 and molding the second connection portion 1260.
  • the antenna device according to the second embodiment includes a first substrate layer 1300 and a second substrate layer 1400.
  • the first substrate layer 1300 and the second substrate layer 1400 may form one substrate.
  • the antenna device of the second embodiment preferentially manufactures a first substrate layer 1300 corresponding to the antenna substrate, and then an insulating layer 1310 and a circuit pattern corresponding to the second substrate layer 1400.
  • An antenna device composed of a single substrate can be manufactured by performing a process of forming the layer 1320, the through electrode 1330, the first connection portion 1340, and the element 1350, respectively.
  • the antenna device of the second embodiment may omit the second connection part, and the antenna substrate and the driving substrate may be provided as one integrated substrate.
  • the antenna substrate in the embodiment includes an insulating layer, a circuit layer disposed on the insulating layer, and a protective layer.
  • the protective layer includes a first area that vertically overlaps the circuit layer and a second area that does not vertically overlap the circuit layer.
  • the protective layer has a dielectric constant in the range of 20 to 40.
  • the first region of the protective layer may function to shift the resonant frequency of the radiation beam emitted by the circuit layer.
  • the second region of the protective layer may function to reduce the gap between the plurality of antenna units constituting the circuit layer.
  • the EMC layer included in the antenna substrate of the comparative example can be removed, thereby solving the problem of the EMC layer.
  • the size (specifically, planar area) of the circuit layer can be reduced by shifting the resonant frequency using the first region of the protective layer. Accordingly, in the embodiment, the width of the antenna substrate in the horizontal direction can be reduced. Additionally, in the embodiment, integration of circuit layers included in the antenna substrate is possible. Additionally, in the embodiment, the number of antenna units arranged in the same area may be increased compared to the comparative example. Additionally, in the embodiment, miniaturization of an electronic device including an antenna substrate is possible.
  • the gap between a plurality of antenna units can be reduced by using the second area of the protective layer. Specifically, in the embodiment, even if the distance between the plurality of antenna units is reduced compared to the comparative example, signal interference that may occur between the antenna units can be prevented. Accordingly, in the embodiment, mutual signal interference of a plurality of antenna units can be prevented, and antenna characteristics and performance can be improved. Additionally, in the embodiment, integration of circuit layers included in the antenna substrate is possible. Additionally, in the embodiment, the number of antenna units arranged in the same area may be increased compared to the comparative example.
  • the circuit layer in the embodiment includes a plurality of antenna units disposed on the insulating layer.
  • the first and second regions of the protective layer are used to allow the plurality of antenna units to be arranged alternately or zigzagly on the insulating layer. That is, in the embodiment, as a plurality of antenna units are arranged alternately or zigzagly on the insulating layer, the degree of integration of the antenna units can be further improved. Accordingly, in the embodiment, antenna characteristics and performance can be further improved.
  • the protective layer in the embodiment includes a first protective layer and a second protective layer.
  • the first protective layer is a protective layer with a relatively low dielectric constant.
  • the second protective layer is a protective layer with a relatively high high dielectric constant.
  • the second protective layer may be disposed in an area that vertically overlaps the circuit layer. Additionally, the first protective layer may be selectively disposed in areas where the second protective layer is not disposed. Accordingly, in the embodiment, antenna characteristics and performance can be maximized while minimizing the placement area of the second protective layer.
  • the antenna device of the embodiment may be applied to electronic devices.
  • the electronic device includes a smart phone, a personal digital assistant, a digital video camera, a digital still camera, a network system, and a computer. ), monitor, tablet, laptop, netbook, television, video game, smart watch, automotive, etc.
  • a smart phone a personal digital assistant
  • a digital video camera a digital still camera
  • a network system a network system
  • a computer a computer.
  • monitor tablet, laptop, netbook, television, video game, smart watch, automotive, etc.
  • it is not limited to this, and of course, it can be any other electronic device that processes data.
  • the antenna substrate having the characteristics of the above-described invention when used in IT devices or home appliances such as smartphones, server computers, and TVs, functions such as signal transmission or power supply can be stably performed.
  • an antenna substrate having the characteristics of the present invention when an antenna substrate having the characteristics of the present invention performs a semiconductor package function, it can safely protect the semiconductor chip from external moisture or contaminants, and can prevent problems such as leakage current or electrical short circuits between terminals.
  • the problem of electrical opening of the terminal supplying the semiconductor chip can be solved.
  • the noise problem can be solved.
  • the antenna substrate having the characteristics of the above-described invention can maintain the stable function of IT devices or home appliances, so that the entire product and the antenna substrate to which the present invention is applied can achieve functional unity or technical interoperability with each other.
  • an antenna substrate having the characteristics of the above-mentioned invention is used in a transportation device such as a vehicle, it is possible to solve the problem of distortion of signals transmitted to the transportation device, or to safely protect the semiconductor chip that controls the transportation device from the outside and prevent leakage.
  • the stability of the transport device can be further improved by solving the problem of electrical short-circuiting between currents or terminals, or the problem of electrical opening of the terminal supplying the semiconductor chip. Accordingly, the transport device and the antenna substrate to which the present invention is applied can achieve functional unity or technical interoperability with each other.

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Abstract

실시 예에 따른 안테나 기판은 절연층; 상기 절연층 상에 배치된 회로층; 및 상기 절연층 및 상기 회로층 상에 배치된 보호층을 포함하고, 상기 보호층은, 상기 절연층의 상면, 상기 회로층의 측면 및 상기 회로층의 상면을 덮으며 배치되고, 20 내지 40 사이의 유전율(Dk)을 가진다.

Description

안테나 기판
실시 예는 안테나 기판 및 이를 포함하는 안테나 장치에 관한 것이다.
최근 들어 무선 데이터 트래픽 수요를 충족시키기 위해, 개선된 5G(5th generation) 통신 시스템 또는 pre-5G 통신 시스템을 개발하기 위한 노력이 이루어지고 있다.
높은 데이터 전송률을 달성하기 위해, 5G 통신 시스템은 초고주파(mmWave) 대역(sub 6기가(6GHz), 28기가 (28GHz), 38기가 (38GHz) 또는 그 이상 주파수)를 사용한다. 이러한 높은 주파수 대역은 파장의 길이로 인하여 mmWave로 불린다.
초고주파 대역에서의 전파의 경로손실 완화 및 전파의 전달 거리를 증가시키기 위해, 5G 통신 시스템에서는 빔포밍(beamforming), 거대 배열 다중 입출력(massive MIMO), 어레이 안테나(array antenna) 등의 집척화 기술들이 개발되고 있다.
이러한 주파수 대역들에서 파장의 수백 개의 활성 안테나로 이루어질 수 있는 점을 고려하면, 안테나 시스템이 상대적으로 커질 수 있다
이것은 활성 안테나 시스템을 이루는 여러개의 기판들 즉, 안테나 기판, 안테나 급전 기판, 송수신기(transceiver) 기판, 그리고 기저대역(baseband) 기판이 하나의 소형장치(one compactunit)로 집적되어야 한다는 것을 의미한다.
한편, 최근에는 고유전율을 가지는 유전층을 이용하여 안테나의 공진 주파수를 형성하도록 하는 기술이 개발되고 있다.
구체적으로, 종래의 안테나 기판에는 기판의 최상측 또는 최하측에 고유전율을 가지는 유전층을 배치한다. 그리고, 상기 고유전율의 유전층을 이용하여 상기 안테나 기판에 포함된 안테나 패치가 특정 공진 주파수 대역에서 공진할 수 있도록 한다.
그러나 종래의 안테나 기판에 적용되는 고유전율의 유전층은 몰드 프로세스를 이용하여 형성된 에폭시 몰드 컴파운드(EMC)를 포함하는 구조를 가진다.
이때, 에폭시 몰드 컴파운드를 포함하는 종래의 안테나 기판은 전체적인 두께가 증가하는 문제를 가진다. 또한, 종래의 안테나 기판은 EMC층을 형성하는데 있어 다양한 공정 상의 문제를 가진다.
실시 예는 새로운 구조의 안테나 기판 및 이를 포함하는 안테나 장치를 제공하도록 한다.
또한, 실시 예는 기판의 슬림화가 가능하면서 공진 주파수의 쉬프트가 가능한 안테나 기판 및 이를 포함하는 안테나 장치를 제공하도록 한다.
또한, 실시 예는 복수의 안테나 패치 사이의 간격을 줄일 수 있는 안테나 기판 및 이를 포함하는 안테나 장치를 제공하도록 한다.
실시 예에서 해결하고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
실시 예에 따른 안테나 기판은 절연층; 상기 절연층 상에 배치된 회로층; 및 상기 절연층 및 상기 회로층 상에 배치된 보호층을 포함하고, 상기 보호층은, 상기 절연층의 상면, 상기 회로층의 측면 및 상기 회로층의 상면을 덮으며 배치되고, 20 내지 40 사이의 유전율(Dk)을 가진다.
또한, 상기 회로층은 상기 안테나 기판의 최상측에 배치된 안테나부이고, 상기 보호층은 상기 절연층 및 상기 안테나부 상에 배치된 솔더 레지스트이다.
또한, 상기 보호층은, 레진; 및 상기 레진 내에 배치되고, TiO2, Al2O3, BaTiO3 및 CaTiO3에서 적어도 하나로 구성된 필러를 포함한다.
또한, 상기 보호층에서의 상기 필러의 함량은 35wt% 내지 85wt%의 범위를 만족한다.
또한, 상기 회로층은, 상기 절연층 상에 상호 이격되어 배치되는 복수의 안테나부를 포함하고, 상기 복수의 안테나부 중 서로 인접한 2개의 안테나부는 0.5mm 내지 1.5mm 사이의 간격을 가지고 이격된다.
또한, 상기 복수의 안테나부는, 상기 절연층 상에서 대각 방향으로 상호 교대 또는 지그재그로 배치되고, 상기 간격은 상호 인접하게 배치된 2개의 안테나부 사이의 대각 방향으로의 이격 거리이다.
또한, 상기 보호층은, 상기 회로층과 두께 방향으로 중첩된 제1 영역; 및 상기 제1 영역을 제외한 제2 영역을 포함하고, 상기 보호층의 상기 제1 영역의 두께는 5㎛ 내지 25㎛의 범위를 만족한다.
또한, 상기 보호층의 상기 제1 영역의 상면은 상기 보호층의 상기 제2 영역의 상면과 동일 높이를 가진다.
또한, 상기 보호층의 상기 제1 영역의 상면은 상기 보호층의 제2 영역의 상면과 단차를 가진다.
한편, 실시 예에 따른 안테나 기판은 절연층; 상기 절연층 상에 배치된 회로층; 상기 절연층 상에 배치된 제1 보호층; 및 상기 회로층 상에 배치된 제2 보호층을 포함하고, 상기 제1 보호층은 제1 유전율을 가지고, 상기 제2 보호층은 상기 제1 유전율보다 큰 제2 유전율을 가지며, 상기 제2 유전율은 상기 제1 유전율의 4배 내지 14배 사이의 범위를 가진다.
또한, 상기 회로층은 상기 안테나 기판의 최상측에 배치된 안테나부이고, 상기 제1 및 제2 보호층은 상기 절연층 또는 상기 안테나부 상에 각각 배치된 솔더 레지스트이다.
또한, 상기 제1 보호층은, 상기 절연층의 상면 및 상기 회로층 상에 배치되고, 상기 제2 보호층은, 상기 제1 보호층의 상면 중 상기 회로층과 두께 방향으로 중첩된 영역에 배치된다.
또한, 상기 제2 보호층의 폭은 상기 회로층의 폭보다 크다.
또한, 상기 회로층은 상기 절연층 상에 배치된 복수의 안테나부를 포함하고, 상기 제2 보호층은 상기 복수의 안테나부와 각각 수직으로 중첩되는 복수의 패턴을 포함한다.
또한, 상기 제1 보호층은 상기 회로층과 두께 방향으로 중첩되는 개구부를 포함하고, 상기 제2 보호층은 상기 제1 보호층의 상기 개구부 내에 상기 회로층의 상면과 직접 접촉하며 배치된다.
또한, 상기 제1 보호층의 개구부의 폭은 상기 회로층의 폭보다 크고, 상기 제2 보호층은, 상기 회로층의 상면 및 측면을 감싸며 배치된다.
또한, 상기 제1 보호층의 상면은 상기 제2 보호층의 상면보다 낮게 위치하고, 상기 제2 보호층의 적어도 일부는 상기 제1 보호층의 상면에 배치된다.
또한, 상기 제1 보호층은 제1 필러를 포함하고, 상기 제2 보호층은 상기 제1 필러와 다른 물질의 제2 필러를 포함하며, 상기 제2 필러는 TiO2, Al2O3, BaTiO3 및 CaTiO3 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 상기 제1 보호층에서의 상기 제1 필러는 제1 함량을 가지고, 상기 제2 보호층에서의 상기 제2 필러는 상기 제1 함량보다 큰 제2 함량을 가지며, 상기 제2 함량은 35wt% 내지 85wt%의 범위를 만족한다.
또한, 상기 회로층은, 상기 절연층 상에서 대각 방향으로 상호 교대 또는 지그재그로 배치된 복수의 안테나부를 포함하고, 상기 복수의 안테나부 중 상호 인접하게 배치된 2개의 안테나부 사이의 대각 방향으로의 간격은 0.5mm 내지 1.5mm의 범위를 만족한다.
실시 예에서의 안테나 기판은 절연층, 상기 절연층 상에 배치된 회로층 및 보호층을 포함한다. 이때, 상기 보호층은 상기 회로층과 수직으로 중첩되는 제1 영역 및 상기 회로층과 수직으로 중첩되지 않는 제2 영역을 포함한다. 상기 보호층은 20 내지 40의 범위의 유전율을 가진다. 상기 보호층의 제1 영역은 상기 회로층에 의해 방사되는 방사 빔의 공진 주파수를 쉬프트하는 기능을 할 수 있다. 또한, 상기 보호층의 제2 영역은 상기 회로층을 구성하는 복수의 안테나부 사이의 간격을 줄이는 기능을 할 수 있다.
이에 따라, 실시 예에서는 비교 예의 안테나 기판에 포함되는 EMC층을 제거할 수 있으며, 이에 따른 상기 EMC층이 가지는 문제점을 해결할 수 있다.
나아가, 실시 예에서는 상기 보호층의 제1 영역을 이용하여 공진 주파수의 쉬프트가 이루어지도록 함으로써, 상기 회로층의 사이즈(구체적으로, 평면 면적)를 줄일 수 있다. 이에 따라, 실시 예에서는 안테나 기판의 수평 방향으로의 폭을 줄일 수 있다. 또한, 실시 예에서는 안테나 기판에 포함되는 회로층의 집적화가 가능하다. 또한, 실시 예에서는 비교 예 대비 동일 면적에 배치되는 안테나부의 수를 증가시킬 수 있다. 또한, 실시 예에서는 안테나 기판을 포함하는 전자 디바이스의 소형화가 가능하다.
또한, 실시 예에서는 상기 보호층의 제2 영역을 이용하여 복수의 안테나부 사이의 간격을 줄일 수 있다. 구체적으로, 실시 예에서는 비교 예 대비 복수의 안테나부 사이의 간격을 줄여도 상호 간에 발생할 수 있는 신호 간섭을 방지할 수 있다. 이에 따라, 실시 예에서는 복수의 안테나부의 상호 신호 간섭을 방지하여, 안테나 특성 및 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 실시 예에서는 안테나 기판에 포함되는 회로층의 집적화가 가능하다. 또한, 실시 예에서는 비교 예 대비 동일 면적에 배치되는 안테나부의 수를 증가시킬 수 있다.
한편, 실시 예에서의 회로층은 절연층 상에 배치된 복수의 안테나부를 포함한다. 이때, 실시 예에서는 상기 보호층의 제1 영역 및 제2 영역을 이용하여, 상기 복수의 안테나부가 상기 절연층 상에서 상호 교대 또는 지그재그로 배치될 수 있도록 한다. 즉, 실시 예에서는 절연층 상에 복수의 안테나부가 상호 교대 또는 지그재그로 배치됨에 따라, 안테나부의 집적도를 더욱 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 실시 예에서는 안테나 특성 및 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 실시 예에서의 보호층은 제1 보호층 및 제2 보호층을 포함한다. 상기 제1 보호층은 상대적으로 낮은 유전율을 가진 보호층이다. 그리고 제2 보호층은 상대적으로 높은 고유전율을 가진 보호층이다.
그리고 상기 제2 보호층은 상기 회로층과 수직으로 중첩되는 영역에 배치될 수 있다. 그리고 상기 제1 보호층은 상기 제2 보호층이 배치되지 않은 영역에 선택적으로 배치될 수 있다. 이에 따라 실시 예에서는 상기 제2 보호층의 배치 면적을 최소화하면서, 안테나 특성 및 성능을 극대화할 수 있다.
도 1은 비교 예에 따른 안테나 기판을 나타낸 도면이다.
도 2는 실시 예에 따른 안테나 기판의 배치 구조를 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2의 안테나 기판을 나타낸 단면도이다.
도 4는 제1 실시 예에 따른 안테나 기판의 일부의 층을 나타낸 단면도이다.
도 5는 도 4의 안테나 기판의 일부의 층을 나타낸 평면도이다.
도 6은 제1 실시 예에 적용되는 보호층의 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 제1 실시 예에 따른 안테나 기판의 공진 주파수 특성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 제1 실시 예에 따른 회로층과 비교 예의 회로층을 비교하기 위한 도면이다.
도 9는 제1 실시 예에 따른 회로층의 배치 구조의 변형 예를 나타낸 도면이다.
도 10은 제2 실시 예에 따른 안테나 기판을 나타낸 도면이다.
도 11은 제3 실시 예에 따른 안테나 기판을 나타낸 도면이다.
도 12는 제4 실시 예에 따른 안테나 기판을 나타낸 도면이다.
도 13은 제5 실시 예에 따른 안테나 기판을 나타낸 도면이다.
도 14는 제6 실시 예에 따른 안테나 기판을 나타낸 도면이다.
도 15는 제7 실시 예에 따른 안테나 기판을 나타낸 도면이다.
도 16은 제8 실시 예에 따른 안테나 기판을 나타낸 도면이다.
도 17은 제9 실시 예에 따른 안테나 기판을 나타낸 도면이다.
도 18은 제10 실시 예에 따른 안테나 기판을 나타낸 도면이다.
도 19는 제1 실시 예에 따른 안테나 장치를 나타낸 도면이다.
도 20은 제2 실시 예에 따른 안테나 장치를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 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, 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, C중 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 설명하는 데 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 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 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)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
본원의 안테나 기판 및 이를 포함하는 안테나 장치의 설명에 앞서, 비교 예에 따른 안테나 기판에 대해 설명하기로 한다.
-비교 예-
도 1은 비교 예에 따른 안테나 기판을 나타낸 도면이다.
도 1의 (a)는 비교 예에 따른 안테나 기판의 단면도이고, 도 1의 (b)는 비교 예에 따른 안테나 기판의 일부 구성의 평면도이다.
도 1의 (a) 및 (b)를 참조하면, 비교 예의 안테나 기판은 절연층(10)을 포함한다.
또한, 비교 예의 안테나 기판은 상기 절연층(10) 상에 배치된 회로층(20)을 포함한다. 상기 회로층(20)은 상기 절연층(10) 상에 배치된 안테나 패치를 의미한다.
그리고, 비교 예의 안테나 기판은 상기 절연층(10)이 복수의 층 구조를 가진다. 이에 따라, 상기 회로층(20)은 상기 복수의 층 구조를 가지는 각각의 절연층 상에 배치된다. 그리고, 도 1의 회로층(20)은 복수의 회로층 중 안테나 기판의 최상측에 배치된 회로층을 나타낸 것이다.
비교 예의 회로 기판은 절연층(10) 상에 배치된 보호층(30)을 포함한다. 상기 보호층(30)은 솔더 레지스트이다. 비교 예의 보호층(30)은 3.0 내지 5.0 사이의 유전율(Dk)을 가진다.
이때, 비교 예에서는 상기 회로층(20)은 특정 공진 주파수 대역에서 공진하는 안테나 패치이다. 이때, 비교 예의 안테나 기판은 상기 회로층(20)이 특정 공진 주파수 대역에서 공진하도록, 상기 보호층(30) 상에 배치된 유전층(40)을 포함한다. 이때, 비교 예의 상기 유전층(40)은 10 내지 20 사이의 범위의 유전율(Dk)을 가진다. 그리고, 비교 예에서는 상기 유전층(40)을 이용하여 목표로 하는 공진 주파수 대역에서 상기 회로층(20)에 의해 방사 빔이 방사될 수 있도록 한다.
이때, 비교 예의 유전층(40)은 몰드 프로세스를 이용하여 형성된 에폭시 몰드 컴파운드층(EMC층)이다. 이때, 몰드 프로세스를 이용하여 형성될 수 있는 EMC층의 최소 두께에는 한계가 있다. 예를 들어, 비교 예의 EMC층은 300㎛ 이상의 두께를 가진다. 이에 따라, 비교 예의 안테나 기판은 상기 유전층(40)이 가지는 두께만큼 전체 두께가 증가하는 문제가 있다. 이에 의해, 비교 예의 안테나 기판이 적용되는 안테나 장치의 두께가 증가하고, 이에 의해 상기 안테나 장치에 대응하는 전자 디바이스의 두께가 증가하는 문제가 있다.
또한, 고유전율을 가지는 유전층(40)은 이보다 낮은 유전율을 가지는 유전층 대비 가격이 비싸다. 이에 따라, 비교 예의 안테나 기판은 상기 유전층(40)의 두께가 상대적으로 두꺼우며, 이에 따른 안테나 기판의 제조 단가가 상승하는 문제가 있다.
또한, 몰드 프로세서를 이용하여 상기 유전층(40)에 대응하는 EMC층을 형성하는 경우, 제조 프로세서 특성상 몰드 레진이 금형 밖으로 흘러나오는 문제가 있으며, 이에 따른 수율이 감소하는 문제가 있다.
한편, 비교 예의 회로층(20)은 상기 절연층(10) 상에 길이 방향 또는 폭 방향으로 이격되며 복수 개 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 회로층(20)은 상호 이격되는 제1 안테나 패치(20-1) 및 제2 안테나 패치(20-2)를 포함한다. 이때, 비교 예에서의 상기 제1 안테나 패치(20-1) 및 제2 안테나 패치(20-2) 사이에는 상기 보호층(30)이 배치된다. 구체적으로, 비교 예에서의 상기 유전층(40)은 상기 제1 안테나 패치(20-1) 및 제2 안테나 패치(20-2)와 수평 방향으로 중첩되지 않는다.
이에 따라, 비교 예에서의 상기 제1 안테나 패치(20-1) 및 제2 안테나 패치(20-2)는 일정 간격(d1)만큼 이격된다. 이때, 비교 예에서의 상기 제1 안테나 패치(20-1) 및 제2 안테나 패치(20-2)는 1.7mm 이상이 간격(d1)을 가지고 상호 이격된다. 즉, 비교 예에서는 상기 제1 안테나 패치(20-1) 및 제2 안테나 패치(20-2) 사이에 상대적으로 낮은 유전율을 가진 보호층(30)만이 배치된다. 이에 따라, 비교 예에서는 상기 제1 안테나 패치(20-1)와 제2 안테나 패치(20-2) 사이를 1.7mm 이상의 간격을 두고 배치하며, 이에 따라 제1 안테나 패치(20-1)와 제2 안테나 패치(20-2) 사이의 상호 간섭을 해결하도록 한다. 이때, 비교 예에서는 상기 제1 안테나 패치(20-1)와 제2 안테나 패치(20-2) 사이의 간격(d1)에 의해, 상기 회로층(20)이 배치되는 공간이 증가하는 문제를 가진다. 이에 따라, 비교 예에서는 안테나 기판의 수평 방향으로의 폭이 증가하는 문제를 가진다.
한편, 비교 예에서는 상기 고유전율을 가지는 유전층(40) 대신에, 복수의 층 구조를 가지는 절연층 중 어느 하나의 절연층을 고유전율을 가지는 프리프레그로 적용하고 있다. 그러나, 상기 절연층이 고유전율을 가지는 프로프레그로 형성되는 경우, 휨 특성이 저하되는 문제가 있다. 예를 들어, 비교 예의 안테나 기판은 안테나 기판의 제조 공정에서의 복수의 절연층을 적층하는 공정에서, 고유전율의 프리프레그 및 이를 제외한 다른 절연층 사이의 유전율 차이로 인해 기판의 휨 특성의 저하되는 문제가 있다.
또한, 고유전율의 프리프레그를 포함하여 안테나 기판을 제조하는 경우, 정전기나 제품에 유해한 OUT-GAS가 발생할 수 있고, 이로 인해 보이드 문제가 물리적 또는 전기적 신뢰성 문제가 발생하고 있다.
한편, 5G 통신 시스템에 적용되는 안테나 장치의 경우, 기존의 통신 시스템보다 많은 데이터를 송수신하고 있으며, 상기와 같이 많은 데이터를 송수신하기 위해서는 배터리 소모가 증가함에 따른 배터리 용량이 커져야 한다. 그리고 상기 배터리 용량을 증가시키기 위해서는, 배터리의 사이즈가 커지며, 이에 따른 배터리 배치 공간이 커져야 한다.
이에 따라, 일반적인 5G 통신 시스템에서는 배터리 사이즈를 증가시키면서, 안테나 장치(예를 들어, 이동 단말기)의 사이즈는 유지하기 위해 상기와 같은 안테나 패키지 기판의 두께를 감소하고 있다.
이때, 상기 안테나 패키지 기판의 두께를 줄이기 위해서 절연층의 두께나 회로층의 두께를 줄이는데 한계가 있다. 또한, 상기 안테나 패턴의 두께를 무작정 줄이는 경우, 이에 따른 통신 성능이 감소(예를 들어, 송신 신호의 송신 세기 또는 수신 신호의 수신 세기가 감소)하는 문제가 있다.
이에 따라, 실시 예에서는 비교 예 대비 안테나 기판의 두께를 줄이면서, 상기 안테나 기판에서 안테나 패치가 배치되는 면적을 줄일 수 있도록 한다.
이하에서는 실시 예에 따른 안테나 기판에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 실시 예에 따른 안테나 기판의 배치 구조를 개략적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 3은 도 2의 안테나 기판을 나타낸 단면도이고, 도 4는 제1 실시 예에 따른 안테나 기판의 일부의 층을 나타낸 단면도이고, 도 5는 도 4의 안테나 기판의 일부의 층을 나타낸 평면도이고, 도 6은 제1 실시 예에 적용되는 보호층의 특성을 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 제1 실시 예에 따른 안테나 기판의 공진 주파수 특성을 설명하기 위한 도면이며, 도 8은 제1 실시 예에 따른 회로층과 비교 예의 회로층을 비교하기 위한 도면이고, 도 9는 제1 실시 예에 따른 회로층의 배치 구조의 변형 예를 나타낸 도면이다.
이하에서는 도 2 내지 도 9를 참조하여 제1 실시 예에 따른 안테나 기판에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
실시 예의 안테나 기판은 절연층(110), 회로층(120), 관통 전극(130) 및 보호층(140)을 포함할 수 있다.
절연층(110)은 안테나 기판의 급전 및 지지를 위해 제공될 수 있다. 상기 절연층(110)은 평판 구조를 가질 수 있다. 이러한 절연층(110)은 단일 층으로 구성될 수 있고, 이와 다르게 다수의 층이 적층된 복수의 층을 포함할 수 있다.
상기 절연층(110)은 제1 절연층(111), 제2 절연층(112) 및 제3 절연층(113)을 포함할 수 있다. 다만, 실시 예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 절연층(110)은 2층 이하의 층수를 가질 수 있고, 이와 다르게 4층 이상의 층수를 가질 수도 있을 것이다.
상기 절연층(110)은 프리프레그(PPG, prepreg)를 포함할 수 있다. 상기 프리프레그는 유리 섬유 실(glass yarn)으로 직조된 글라스 패브릭(glass fabric)과 같은 직물 시트(fabric sheet) 형태의 섬유층에 에폭시 수지 등을 함침한 후 열 압착을 진행함으로써 형성될 수 있다. 다만, 실시 예는 이에 한정되지 않으며, 상기 절연층(110)을 구성하는 프리프레그는 탄소 섬유 실로 직조된 직물 시트 형태의 섬유층을 포함할 수 있을 것이다.
예를 들어, 상기 절연층(110) 중 리지드(rigid)하거나 또는 플렉서블(flexible)할 수 있다.
상기 절연층(110)을 구성하는 각각의 절연층은 10㎛ 내지 60㎛의 범위의 두께를 가질 수 있다. 바람직하게, 상기 절연층(110)을 구성하는 각각의 절연층은 12㎛ 내지 50㎛의 범위의 두께를 가질 수 있다. 더욱 바람직하게, 상기 절연층(110)을 구성하는 각각의 절연층은 15㎛ 내지 40㎛의 두께를 가질 수 있다.
상기 절연층(110)을 구성하는 각각의 절연층의 두께가 10㎛ 미만이면, 안테나 기판에 포함된 회로층이 안정적으로 보호되지 않을 수 있다. 상기 절연층(110)을 구성하는 각각의 절연층의 두께가 60㎛를 초과하면, 안테나 기판, 안테나 장치 및 전자 디바이스의 두께가 증가할 수 있다. 상기 절연층(110)을 구성하는 각각의 절연층의 두께가 60㎛를 초과하면, 이에 대응하게 회로층의 두께 및 관통 전극의 두께가 증가할 수 있다. 그리고 상기 회로층의 두께 및 관통 전극의 두께가 증가하는 경우, 신호 전송 손실이 증가할 수 있다.
상기 절연층(110)의 표면에는 회로층(120)이 배치될 수 있다. 상기 회로층(120)은 안테나 기능을 하는 회로층을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 회로층(120)은 안테나 패턴층을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 회로층(120)은 안테나 패치를 의미할 수 있다.
상기 회로층(120)은 복수의 층수를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 회로층(120)은 제1 절연층(111) 상에 배치된 제1 회로층(121), 제2 절연층(112) 상에 배치된 제2 회로층(122) 및 제3 절연층(113) 상에 배치된 제3 회로층(123)을 포함할 수 있다.
이때, 도면상에는 상기 회로층(120)이 제1 내지 제3 회로층(121, 122, 123)을 포함한다고 하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 회로층(120)은 접지를 위한 접지층(미도시), 급전을 위한 급전층(미도시) 및, 신호 방사를 위한 방사층(미도시)을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 접지층, 급전층 및 방사층은 서로 다른 절연층 상에 각각 배치될 수 있다.
다만, 실시 예는 이에 한정되지 않으며, 실시 예의 회로층(120) 중 안테나부에 대응하는 회로층은 복수의 절연층 중 어느 하나의 절연층의 표면에 배치되면서, 적어도 다른 하나의 절연층의 표면에는 배치되지 않을 수 있다. 예를 들어, 실시 예의 절연층이 제1 내지 제3 절연층을 포함하는 경우, 상기 회로층(120)은 상기 제1 내지 제3 절연층 중 어느 하나의 절연층의 상면 또는 하면에 배치되면서, 적어도 다른 하나의 절연층의 상면 또는 하면에는 배치되지 않을 수 있다.
실시 예의 회로층(120)은 신호 송수신을 위해 안테나 기판에 제공될 수 있다. 상기 회로층(120)은 미리 정해진 공진 주파수 대역에서 신호를 송신 및 수신할 수 있다. 예를 들어, 상기 회로층(120)은 미리 정해진 공진 주파수 대역에서 동작하여 전자기파를 송신 및 수신할 수 있다. 상기 회로층(120)은 급전부(미도시)에서 공급되는 전원에 의해 동작할 수 있다.
이때, 상기 회로층(120)은 적어도 하나의 공진 주파수 대역에서 공진할 수 있다.
일 예로, 상기 회로층(120)은 24.03GHz 내지 25.81GHz의 제1 주파수 대역이나 27.07GHz 내지 28.80GHz의 제2 주파수 대역에서 공진하는 공진 안테나일 수 있다.
다른 예로, 상기 회로층(120)은 서로 다른 공진 주파수 대역에서 공진하는 듀얼 공진 안테나일 수 있다. 예를 들어, 상기 회로층(120)은 24.03GHz 내지 25.81GHz의 제1 주파수 대역 및 27.07GHz 내지 28.80GHz의 제2 주파수 대역에서 각각 공진하는 듀얼 공진 안테나일 수 있다.
한편, 도 4의 회로층(120)은 복수의 회로층 중 안테나 기판의 최외곽(명확하게, 최상측 또는 최하측)에 배치된 안테나 패치를 의미할 수 있다. 구체적으로, 실시 예의 회로층(120)은 서로 다른 절연층 상에 각각 배치될 수 있고, 이와 다르게 하나의 절연층 상에만 배치될 수 있다. 이때, 상기 회로층(120)의 배치 구조는 공진 주파수 대역을 기준으로 결정될 수 있다.
상기 회로층(120)은 절연층(110) 상에 10㎛ 내지 25㎛의 두께를 가지고 형성될 수 있다. 바람직하게, 회로층(120)은 절연층(110) 상에 12㎛ 내지 23㎛의 두께를 가지고 형성될 수 있다. 더욱 바람직하게, 회로층(120)은 절연층(110) 상에 15㎛ 내지 20㎛의 두께를 가지고 형성될 수 있다.
상기 회로층(120)은 전도성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 회로층(120)은 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 티타늄(Ti), 주석(Sn), 구리(Cu) 및 아연(Zn) 중에서 선택되는 적어도 하나의 금속 물질을 포함할 수 있다. 바람직하게, 회로층(120)은 전기 전도성이 높으면서 가격이 비교적 저렴한 구리(Cu)로 형성될 수 있다.
상기 회로층(120)은 통상적인 회로기판의 제조 공정인 어디티브 공법(Additive process), 서브트렉티브 공법(Subtractive Process), MSAP(Modified Semi Additive Process) 및 SAP(Semi Additive Process) 공법 등으로 가능하며 여기에서는 상세한 설명은 생략한다.
상기 안테나 기판은 관통 전극(130)을 포함할 수 있다. 상기 관통 전극(130)은 상기 절연층(110)을 관통할 수 있다. 예를 들어, 상기 관통 전극(130)은 서로 다른 층에 배치된 회로층 사이를 전기적으로 연결할 수 있다.
상기 관통 전극(130)은 제1 절연층(111)을 관통하는 제1 관통 전극(미도시), 제2 절연층(112)을 관통하는 제2 관통 전극(131) 및 제3 절연층(113)을 관통하는 제3 관통 전극(132)을 포함할 수 있다.
한편, 제1 실시 예에서의 절연층(110) 상에는 보호층(140)이 배치될 수 있다. 바람직하게, 상기 절연층(110)이 복수의 층 구조를 가지는 경우, 상기 보호층(140)은 상기 복수의 절연층 중 최상측 또는 최하측에 배치된 절연층 상에 배치될 수 있다. 또한, 상기 회로층(120)이 복수의 층 구조를 가지는 경우, 상기 보호층(140)은 상기 최상측 또는 최하측에 배치된 절연층 상에 배치된 회로층 상에 배치될 수도 있다.
상기 보호층(140)은 솔더 레지스트일 수 있다.
제1 실시 예에서의 상기 보호층(140)의 평면 면적은 상기 절연층(110)의 평면 면적과 동일하거나 작을 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 실시 예에서의 보호층(140)의 전체 영역은 상기 절연층(110)과 두께 방향(z축)으로 중첩될 수 있다. 예를 들어, 제1 실시 예에서의 절연층(110)의 전체 영역은 두께 방향(z축 방향)으로 상기 보호층(140)과 중첩될 수 있다.
이에 따라, 상기 보호층(140)은 복수의 영역으로 구분될 수 있다.
상기 보호층(140)은 상기 회로층(120)과 두께 방향(z축 방향)으로 중첩되는 제1 영역(R1)을 포함할 수 있다. 즉, 상기 보호층(140)은 하면이 상기 회로층(120)의 상면과 직접 접촉하는 제1 영역(R1)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 회로층(120)은 상기 절연층(110) 상 제1 방향(x축 방향) 또는 제2 방향(y축 방향)으로 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 회로층(120)은 상기 절연층(110) 상에 상호 이격되어 배치되는 제1 안테나부(120-1) 및 제2 안테나부(120-2)를 포함한다. 이때, 도면상에는 상기 회로층(120)에 대응하는 제1 안테나부(120-1) 및 제2 안테나부(120-2)의 평면 형상이 사각 형상을 가지는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 안테나부(120-1) 및 제2 안테나부(120-2)의 평면 형상은 삼각 형상, 원 형상, 타원 형상, 다각형 형상, 별 형상, 부채꼴 형상, 십자가 형상, X자 형상, 마름모 형상, 사다리꼴 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있을 것이다.
그리고, 상기 보호층(140)의 상기 제1 영역(R1)은 상기 제1 안테나부(120-1) 및 상기 제2 안테나부(120-2)와 각각 두께 방향(z축 방향)으로 중첩될 수 있다.
또한, 상기 보호층(140)은 상기 회로층(120)과 두께 방향(z축 방향)으로 중첩되지 않는 제2 영역(R2)을 포함할 수 있다. 즉, 상기 보호층(140)은 하면이 상기 회로층(120)과 접촉하지 않는 제2 영역(R2)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(140)은 하면이 상기 절연층(110)의 상면과 직접 접촉하는 제2 영역(R2)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(140)의 상기 제2 영역(R2)은 상기 제1 안테나부(120-1)의 일측 영역의 상기 절연층(110)의 상면, 상기 제2 안테나부(120-2)의 타측 영역의 상기 절연층(110)의 상면, 및 상기 제1 안테나부(120-1)의 타측과 상기 제2 안테나부(120-2)의 일측의 사이 영역의 상기 절연층(110)의 상면에 각각 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(140)의 상기 제2 영역(R2)은 상기 제1 안테나부(120-1) 및 제2 안테나부(120-2) 중 적어도 하나의 측면에 접하면서 상기 절연층(110)의 상면에 배치될 수 있다.
이때, 제1 실시 예의 보호층(140)은 상대적으로 높은 유전율을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(140)은 비교 예의 보호층(30)보다 높은 유전율을 가질 수 있다. 예를 들어, 보호층(140)의 유전율(Dk)은 20 내지 40 사이의 범위를 만족할 수 있다. 바람직하게, 보호층(140)의 유전율(Dk)은 20.5 내지 40 사이의 범위를 만족할 수 있다. 더욱 바람직하게, 보호층(140)의 유전율(Dk)은 21 내지 40 사이의 범위를 만족할 수 있다.
상기 보호층(140)의 유전율(Dk)이 20보다 작으면, 실시 예의 복수의 안테나부 사이의 간격을 줄일 수 있는 효과가 미비할 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(140)의 유전율(Dk)이 20보다 작으면, 실시 예의 복수의 안테나부의 사이즈(예를 들어 평면 면적)을 줄일 수 있는 효과가 미비할 수 있다. 구체적으로, 보호층(140)의 유전율(Dk)이 20보다 작으면, 안테나 기판의 사이즈(z축 방향으로의 두께, x축 방향으로의 폭, y축 방향으로의 길이)를 줄이는데 한계가 있다. 또한, 보호층(140)의 유전율(Dk)이 40보다 크면, 안테나 기판의 강성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 또한, 보호층(140)의 유전율(Dk)이 40보다 크면, 상대적으로 비싼 보호층의 사용으로 인해 안테나 기판의 제조 단가가 상승하는 문제가 있다.
즉, 실시 예에서의 보호층(140)은 비교 예의 보호층(30)이 가지는 유전율보다 높은 유전율을 가질 수 있다. 예를 들어, 실시 예의 보호층(140)의 유전율(Dk)은 비교 예의 보호층(30)의 유전율의 4배 내지 14배 사이의 범위를 만족할 수 있다. 예를 들어, 실시 예의 보호층(140)의 유전율(Dk)은 비교 예의 보호층(30)의 유전율의 4.1배 내지 14배 사이의 범위를 만족할 수 있다. 예를 들어, 실시 예의 보호층(140)의 유전율(Dk)은 비교 예의 보호층(30)의 유전율의 4.2배 내지 14배 사이의 범위를 만족할 수 있다.
이를 위해, 실시 예의 보호층(140)에 포함되는 필러의 함량은 비교 예의 보호층(30)에 포함되는 필러의 함량보다 클 수 있다.
구체적으로, 실시 예의 보호층(140)은 레진 및 상기 레진 내에 분산된 필러를 포함할 수 있다. 상기 보호층(140)에 적용되는 레진은 열경화 레진, 감광성 레진 및 잉크 등의 다양한 형태를 가질 수 있다.
그리고 상기 보호층(140)에의 레진 내에 배치된 필러는 비교 예의 보호층(30)의 레진 내에 배치되는 필러와 다른 물질을 포함할 수 있다.
예를 들어, 비교 예의 보호층(30)에 포함되는 필러는 SiO2를 포함할 수 있다.
이와 다르게, 실시 예의 보호층(140)은 TiO2, Al2O3, BaTiO3 및 CaTiO3으로 구성된 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 필러를 포함할 수 있다. 이때, TiO2, Al2O3, BaTiO3 및 CaTiO3의 유전율은 SiO2의 유전율보다 크며, 실시 예의 보호층(140)의 유전율은 비교 예의 보호층(30)의 유전율보다 클 수 있다.
예를 들어, 실시 예의 보호층(140)은 레진 내에, TiO2, Al2O3, BaTiO3 및 CaTiO3 중에서 선택되는 적어도 하나의 필러를 포함할 수 있고, 여기에 SiO2가 추가로 포함될 수 있다.
즉, 실시 예의 보호층(140)은 TiO2, Al2O3, BaTiO3 및 CaTiO3 중에서 선택되는 적어도 하나 이상만을 포함할 수 있다. 이와 다르게, 실시 예의 보호층(140)은 TiO2, Al2O3, BaTiO3 및 CaTiO3 중에서 선택되는 적어도 하나에 SiO2가 추가로 포함될 수 있다.
이때, 도 6의 (a)에서와 같이, TGA(thermogravimetric analysis, thermogravimetry) 분석 결과, 비교 예의 보호층(30, SR #1)에는 17.48wt% 함량의 필러가 포함되는 것을 확인할 수 있다. 이에 의해, 비교 예의 보호층(30, SR #1)은 실시 예의 보호층 대비 낮은 유전율을 가졌다.
또한, 비교 예의 보호층(30)에는 일반적으로 34.67wt% 이하의 함량의 필러가 포함되며 ,이에 따라 상대적으로 낮은 유전율을 가진다.
이와 다르게, 도 6의 (b)에서와 같이, TGA(thermogravimetric analysis, thermogravimetry) 분석 결과, 실시 예의 보호층(140, SR #2)에는 65.33wt% 함량의 필러가 포함되는 것을 확인할 수 있었다. 구체적으로, 본원에서는 비교 예 대비 보호층(140, SR #2)의 필러의 함량이 비교 예 대비 높으며, 이에 의해 비교 예의 보호층(30, SR #1)보다 높은 유전율을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
나아가, 실시 예에서는 보호층(140 내에 82.52wt%의 함량의 필러가 포함되도록 하여, 상기 보호층(140)의 유전율이 30 이상을 가지도록 할 수 있다.
이에 의해, 실시 예의 보호층(140)은 비교 예의 보호층 대비 고유전율을 가질 수 있다.
구체적으로, 실시 예의 보호층(140)은 비교 예의 보호층(30) 대비 높은 유전율을 가진다. 이는, 실시 예의 보호층(140)에는 상대적으로 높은 유전율을 가지는 TiO2, Al2O3, BaTiO3 및 CaTiO3 중에서 선택된 필러를 포함하는 것에 의한 것일 수 있다. 또한, 이는 실시 예의 보호층(140)에 포함되는 필러의 함량이 비교 예의 보호층(30)에 포함되는 필러의 함량보다 높은 것에 의한 것일 수 있다.
예를 들어, 실시 예의 보호층(140)은 35wt% 내지 85wt%의 범위의 함량의 필러를 포함한다. 바람직하게, 실시 예의 보호층(140)은 36wt% 내지 84wt%의 범위의 함량의 필러를 포함한다. 더욱 바람직하게, 실시 예의 보호층(140)은 37wt% 내지 83wt%의 범위의 함량의 필러를 포함한다.
상기 보호층(140)에서의 필러의 함량이 35wt% 미만이면, 상기 보호층(140)이 요구 수준의 유전율을 가지지 못하는 문제가 발생할 수 있다. 상기 보호층(140)에서의 필러의 함량이 84wt%를 초과하면, 제품 단가가 상승하거나, 안테나 기판의 강성이 약해지는 문제가 발생할 수 있다.
상기와 같은 실시 예의 보호층(140)은 TiO2, Al2O3, BaTiO3 및 CaTiO3 중에서 선택된 필러가 35wt% 내지 85wt% 함량을 가지는 것에 의해, 20 내지 40의 범위의 유전율(Dk) 및 0.015 내지 0.05 사이의 범위의 유전 손실(Df)을 가질 수 있다.
한편, 실시 예에서의 보호층(140)에 포함되는 필러의 평균 사이즈는 비교 예의 보호층(30)에 포함되는 필러의 평균 사이즈와 다를 수 있다. 예를 들어, 비교 예의 보호층(30)에 포함되는 필러의 평균 사이즈는 5㎛를 초과할 수 있다. 이와 다르게, 실시 예의 보호층(140)에 포함되는 필러의 평균 사이즈는 4㎛ 이하 또는 3㎛ 이하일 수 있다.
상기와 같이 실시 예에서는 TiO2, Al2O3, BaTiO3 및 CaTiO3 중 적어도 하나를 포함하면서, 35wt% 내지 85wt% 함량을 가지는 필러를 포함한 보호층(140)을 포함한다. 그리고, 상기 보호층(140)은 20 내지 40의 범위의 유전율(Dk)을 가진다. 그리고, 상기 보호층(140)은 도면과 같이 상기 회로층(120)과 두께 방향(z축 방향)으로 중첩되는 제1 영역(R1)을 포함한다.
이에 따라, 상기 회로층(120)에서 방사되는 방사 빔은 고유전율을 가지는 보호층(140)의 상기 제1 영역(R1)을 통과할 수 있다. 이에 따라, 실시 예에서는 상기 회로층(120)에서의 방사 빔이 상기 보호층(140)의 제1 영역(R1)을 통과하도록 하여, 상기 회로층(120)에 의해 형성되는 공진 주파수 대역이 원하는 목표 주파수 대역으로 쉬프트될 수 있도록 한다.
이때, 도 7의 (a)에서와 같이, 비교 예의 보호층(30, SR#1)을 포함하는 구조의 경우, 공진 주파수의 피크 주파수가 26.3GHz에서 형성되는 것을 확인할 수 있었다.
이와 다르게, 도 7의 (b)에서와 같이, 실시 예의 보호층(140, SR#2)이 적용되는 구조의 경우, 공진 주파수의 피크 주파수가 25.10GHz에서 형성되는 것을 확인할 수 있었다. 다시 말해서, 실시 예의 보호층(140)이 적용되는 경우, 상기 회로층(120)에 의해 형성되는 공진 주파수는 비교 예의 회로층에 의해 형성되는 공진 주파수 대비 1200MHz 정도의 아래로 쉬프트되는 것을 확인할 수 있었다.
그리고, 실시 예에서는 상기와 같이 공진 주파수를 쉬프트시킴에 따라, 상기 회로층(120)이 가지는 평면 면적을 비교 예 대비 줄일 수 있다.
다시 말해서, 회로층(120)의 평면 면적은 상기 회로층(120)이 가지는 공진 주파수에 비례하여 증가한다. 이때, 실시 예는 비교 예 대비 상기 공진 주파수를 1200MHz 정도의 아래로 쉬프트 시킬 수 있으며, 이에 대응하게 상기 회로층(120)의 평면 면적을 비교 예 대비 줄일 수 있다.
구체적으로, 실시 예의 회로층(120)의 폭(W1)은 비교 예의 회로층(20)의 폭(w1)보다 작을 수 있다. 예를 들어, 상기 공진 주파수의 쉬프트에 의해 실시 예의 회로층(120)의 폭(W1)은 비교 예의 회로층(20)의 폭(w1)의 50% 내지 90%의 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 공진 주파수의 쉬프트에 의해 실시 예의 회로층(120)의 폭(W1)은 비교 예의 회로층(20)의 폭(w1)의 50% 내지 87%의 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 공진 주파수의 쉬프트에 의해 실시 예의 회로층(120)의 폭(W1)은 비교 예의 회로층(20)의 폭(w1)의 50% 내지 85%의 범위를 가질 수 있다.
이에 따라, 실시 예에서는 상기 안테나 기판에서 상기 회로층(120)이 차지하는 면적을 줄일 수 있고, 이에 따라 상기 안테나 기판의 수평 방향으로의 폭을 줄일 수 있다. 나아가, 실시 예에서는 비교 예와 동일한 면적을 가지는 안테나 기판에서의 회로층(120)의 배치 개수를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 실시 예에서는 비교 예 대비 동일 면적 내에 배치되는 회로층의 개수를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 실시 예에서는 회로층(120)의 집적도를 향상시킬 수 있다.
한편, 실시 예에서의 보호층(140)의 제1 영역(R1)은 상기와 같이 회로층(120)에서 방사되는 방사 빔을 모아주는 기능을 한다. 예를 들어, 실시 예에서의 보호층(140)의 상기 제1 영역(R1)은 상기 회로층(120)에 의한 공진 주파수를 쉬프트하는 기능을 한다.
또한, 실시 예의 보호층(140)은 제1 영역(R1) 이외의 제2 영역(R2)을 더 포함한다.
이때, 상기 제2 영역(R2)은 복수의 회로층 사이에 배치된다. 구체적으로, 상기 절연층(110) 상에는 상호 이격되는 제1 안테나부(120-1) 및 제2 안테나부(120-2)가 배치된다. 그리고, 상기 보호층(140)의 상기 제2 영역(R2)은 상기 절연층(110)의 상면 중 상기 제1 안테나부(120-1)와 제2 안테나부(120-2)의 사이 영역에 배치된다. 예를 들어, 상기 보호층(140)의 제2 영역(R2)은 상기 제2 안테나부(120-2)와 인접한 제1 안테나부(120-1)의 타측면과, 상기 제1 안테나부(120-1)와 인접한 제2 안테나부(120-2)의 일측면 사이에 배치된다.
이때, 상기 보호층(140)의 제2 영역(R2)은 상기 제1 영역(R1)과 동일하게 20 내지 40의 범위의 유전율(Dk)을 가진다. 이에 따라, 실시 예에서는 상기 보호층(140)의 제2 영역(R2)이 고유전율을 가지는 것에 의해, 상기 제1 안테나부(120-1)와 제2 안테나부(120-2) 사이의 간격(D1)을 줄일 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 안테나부(120-1) 및 제2 안테나부(120-2)는 상호 간의 신호 간섭을 고려하여 일정 간격 이격되어야 한다. 이때, 비교 예에서는 복수의 안테나부(예를 들어, 안테나 패치)는 1.7mm 이상의 간격(d1)을 가지고 이격되었다. 이는, 비교 예에서의 복수의 안테나부 사이에는 실시 예와 같은 고유전율의 보호층이 배치되지 않았기 때문이다.
이와 다르게, 실시 예에서는 보호층(140)의 제2 영역(R2)에 의해 비교 예 대비 상기 제1 안테나부(120-1) 및 제2 안테나부(120-2) 사이의 간격(D1)을 줄일 수 있다.
예를 들어, 실시 예의 제1 안테나부(120-1)와 제2 안테나부(120-2) 사이의 간격(D1)은 1.5mm 이하일 수 있다. 예를 들어, 실시 예의 제1 안테나부(120-1)와 제2 안테나부(120-2) 사이의 간격(D1)은 1.2mm 이하일 수 있다. 예를 들어, 실시 예의 제1 안테나부(120-1)와 제2 안테나부(120-2) 사이의 간격(D1)은 1.0mm 이하일 수 있다.
예를 들어, 실시 예의 제1 안테나부(120-1)와 제2 안테나부(120-2) 사이의 간격(D1)은 0.5mm 내지 1.5mm 사이의 범위를 가질 수 있다. 바람직하게, 실시 예의 제1 안테나부(120-1)와 제2 안테나부(120-2) 사이의 간격(D1)은 0.6mm 내지 1.5mm 사이의 범위를 가질 수 있다. 더욱 바람직하게, 실시 예의 제1 안테나부(120-1)와 제2 안테나부(120-2) 사이의 간격(D1)은 0.8mm 내지 1.5mm 사이의 범위를 가질 수 있다.
상기 제1 안테나부(120-1)와 제2 안테나부(120-2) 사이의 간격(D1)이 0.5mm 미만이면, 상기 제1 안테나부(120-1)와 제2 안테나부(120-2) 사이의 간섭이 발생할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 안테나부(120-1)와 제2 안테나부(120-2) 사이의 간격(D1)이 0.5mm 미만이면, 상기 간섭을 해결하기 위해 상기 보호층(140)의 유전율이 50 이상을 가져야 하며, 이로 인한 문제가 발생할 수 있다.
상기 제1 안테나부(120-1)와 제2 안테나부(120-2) 사이의 간격(D1)이 1.5mm를 초과하면, 상기 회로층(120)의 집적도가 저하될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 안테나부(120-1)와 제2 안테나부(120-2) 사이의 간격(D1)이 1.5mm를 초과하면, 상기 회로층(120)이 배치되는 면적이 증가할 수 있고, 이에 의해 안테나 기판의 수평 방향으로의 폭이 증가할 수 있다.
한편, 실시 예의 보호층(140)은 일정 두께를 가지고, 상기 절연층(110) 및 회로층(120) 상에 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 보호층(140)의 제2 영역(R2)은 제1 두께(T1)를 가질 수 있다. 이때, 상기 제2 영역(R2)의 제1 두께(T1)는 상기 회로층(120)의 두께를 기준으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 영역(R2)의 제1 두께(T1)는 상기 회로층(120)의 두께보다 클 수 있다. 이때, 상기 회로층(120)의 두께는 상기 설명한 바와 같이 10㎛ 내지 25㎛의 범위를 가질 수 있다.
이에 따라, 상기 보호층(140)의 제2 영역(R2)의 제1 두께(T1)는 15㎛ 내지 40㎛의 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 보호층(140)의 제2 영역(R2)의 제1 두께(T1)는 18㎛ 내지 38㎛의 범위를 가질 수 있다. 예를 들어, 보호층(140)의 제2 영역(R2)의 제1 두께(T1)는 20㎛ 내지 35㎛의 범위를 가질 수 있다.
이에 따라, 상기 보호층(140)의 제1 영역(R1)의 제2 두께(T2)는 5㎛ 내지 25㎛의 범위를 만족할 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(140)의 제1 영역(R1)의 제2 두께(T2)는 8㎛ 내지 23㎛의 범위를 만족할 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(140)의 제1 영역(R2)의 제2 두께(T2)는 10㎛ 내지 20㎛의 범위를 만족할 수 있다.
상기 보호층(140)의 제1 영역(R1)의 제2 두께(T2)가 5㎛ 미만이면, 상기 보호층(140)의 제1 영역(R1)에 의한 회로층(120)의 공진 주파수의 쉬프트 정도가 미비할 수 있다. 상기 보호층(140)의 제1 영역(R1)의 제2 두께(T2)가 25㎛를 초과하면, 상기 보호층(140)의 두께만큼 안테나 기판의 전체적인 두께가 증가할 수 있다. 또한, 상기 보호층(140)의 제1 영역(R1)의 제2 두께(T2)가 25㎛를 초과하면, 제품 단가가 상승할 수 있다.
한편, 도면상에는 상기 보호층(140)의 제1 영역(R1)의 상면 및 제2 영역(R2)의 상면이 동일 평면상에 배치되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 보호층(140)의 제1 영역(R1) 및 제2 영역(R2)의 상면은 단차를 가질 수 있다. 예를 들어, 보호층(140)의 제1 영역(R1)의 상면은 제2 영역(R2)의 상면보다 높게 위치할 수 있다. 예를 들어, 보호층(140)의 제2 영역(R2)의 상면은 상기 회로층(120)의 상면보다 동일 평면상에 위치할 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(140)의 제2 영역(R2)의 상면은 상기 회로층(120)의 상면보다 높게 위치하면서, 상기 보호층(140)의 제1 영역(R1)의 상면보다 낮게 위치할 수 있다. 즉, 상기 보호층(140)의 제2 영역(R2)은 상기 회로층(120)의 복수의 안테나부 사이의 신호 간섭을 방지하는 기능을 한다. 이에 따라, 상기 보호층(140)의 상기 제2 영역(R2)의 높이는 상기 회로층(120)의 높이보다 낮지 않을 경우, 상기 신호 간섭 방지 기능을 정상적으로 수행할 수 있다. 따라서, 실시 예에서는 상기 보호층(140)의 제2 영역(R2)의 높이가 상기 회로층(120)의 높이와 동일하거나, 이보다 살짝 높도록 한다. 이에 따라, 실시 예에서는 상기 제2 영역(R2)의 높이 감소만큼 상기 보호층(140)의 배치 면적을 줄일 수 있고, 이에 따른 제품 단가를 절감할 수 있다.
상기와 같이, 제1 실시 예에서의 안테나 기판은 절연층, 상기 절연층 상에 배치된 회로층 및 보호층을 포함한다. 이때, 상기 보호층은 상기 회로층과 수직으로 중첩되는 제1 영역 및 상기 회로층과 수직으로 중첩되지 않는 제2 영역을 포함한다. 상기 보호층은 20 내지 40의 범위의 유전율을 가진다. 상기 보호층의 제1 영역은 상기 회로층에 의해 방사되는 방사 빔의 공진 주파수를 쉬프트하는 기능을 할 수 있다. 또한, 상기 보호층의 제2 영역은 상기 회로층을 구성하는 복수의 안테나부 사이의 간격을 줄이는 기능을 할 수 있다.
이에 따라, 실시 예에서는 비교 예의 안테나 기판에 포함되는 EMC층을 제거할 수 있으며, 이에 따른 상기 EMC층이 가지는 문제점을 해결할 수 있다.
나아가, 실시 예에서는 상기 보호층의 제1 영역을 이용하여 공진 주파수의 쉬프트가 이루어지도록 함으로써, 상기 회로층의 사이즈(구체적으로, 평면 면적)를 줄일 수 있다. 이에 따라, 실시 예에서는 안테나 기판의 수평 방향으로의 폭을 줄일 수 있다. 또한, 실시 예에서는 안테나 기판에 포함되는 회로층의 집적화가 가능하다. 또한, 실시 예에서는 비교 예 대비 동일 면적에 배치되는 안테나부의 수를 증가시킬 수 있다. 또한, 실시 예에서는 안테나 기판을 포함하는 전자 디바이스의 소형화가 가능하다.
또한, 실시 예에서는 상기 보호층의 제2 영역을 이용하여 복수의 안테나부 사이의 간격을 줄일 수 있다. 구체적으로, 실시 예에서는 비교 예 대비 복수의 안테나부 사이의 간격을 줄여도 상호 간에 발생할 수 있는 신호 간섭을 방지할 수 있다. 이에 따라, 실시 예에서는 복수의 안테나부의 상호 신호 간섭을 방지하여, 안테나 특성 및 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 실시 예에서는 안테나 기판에 포함되는 회로층의 집적화가 가능하다. 또한, 실시 예에서는 비교 예 대비 동일 면적에 배치되는 안테나부의 수를 증가시킬 수 있다.
한편, 실시 예에서는 보호층(140)의 제1 영역(R1) 및 제2 영역(R2)을 이용하여, 회로층(120)의 제1 안테나부(120-1) 및 제2 안테나부(120-2)의 사이즈 및 간격(D1)을 줄일 수 있다. 이에 따라, 실시 예에서는 상기 절연층(110) 상에 복수의 안테나부를 지그재그로 배치할 수 있다.
예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 실시 예의 회로층(120)은 복수의 안테나부를 포함한다.
이때, 상기 복수의 안테나부는 상기 절연층(110) 상에 제1 방향(x축 방향)으로 배열되는 복수의 제1 그룹(120a)을 포함한다. 또한, 상기 복수의 안테나부는 상기 절연층(110) 상에 상기 복수의 제1 그룹(120a)과 제2 방향(y축 방향)으로 이격된 위치에 상호 제1 방향(x축 방향)으로 이격되는 제2 그룹(120b)을 포함한다.
이때, 상기 제1 그룹(120a)과 제2 그룹(120b)은 상호 교대 또는 지그재그로 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 그룹(120a)에 포함된 어느 하나의 안테나부는, 제2 그룹(120b)에 포함된 인접 안테나부로부터 대각 방향(예를 들어, 제1 방향과 제2 방향 사이의 방향)으로 이격될 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 그룹(120b)에 포함된 어느 하나의 안테나부는, 제1 그룹(120a)에 포함된 인접 안테나부로부터 대각 방향(예를 들어, 제1 방향과 제2 방향 사이의 방향)으로 이격될 수 있다.
예를 들어, 제1 그룹(120a) 포함된 특정 안테나부는, 이와 인접하게 배치된 상기 제2 그룹(120b)의 2개의 안테나부의 사이 영역에서 상기 제2 방향으로 이격될 수 있다.
예를 들어, 제2 그룹(120b) 포함된 특정 안테나부는, 이와 인접하게 배치된 상기 제1 그룹(120a)의 2개의 안테나부의 사이 영역에서 상기 제2 방향으로 이격될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 그룹(120a)에 포함된 제1 안테나부는 상기 제2 그룹(120b)에 포함된 제2 안테나부와 인접하게 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 그룹(120a)의 제1 안테나부와 제2 그룹(120b)의 제2 안테나부는 상기 절연층(110) 상에서 대각 방향으로 이격될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 그룹(120a)의 제1 안테나부와 제2 그룹(120b)의 제2 안테나부는 상기 절연층(110) 상에서 대각 방향으로 상기 간격(D1)만큼 이격되어 배치될 수 있다.
상기와 같이, 실시 예에서는 절연층 상에 복수의 안테나부가 상호 교대 또는 지그재그로 배치됨에 따라, 안테나부의 집적도를 더욱 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 실시 예에서는 안테나 특성 및 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 도면상에는 상기 제1 그룹(120a)과 제2 그룹(120b)의 각각의 안테나부가 사각 형상을 가지는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 상기 안테나부의 형상은 다양한 형상으로 변형 가능할 것이다.
이하에서는 안테나 기판의 추가적인 실시 예에 대해 설명하기로 한다.
이때, 추가적인 실시 예의 안테나 기판에서 제1 실시 예의 안테나 기판과 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 이의 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 10은 제2 실시 예에 따른 안테나 기판을 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 안테나 기판은 절연층(210), 회로층(220) 및 보호층을 포함한다.
상기 절연층(210) 및 회로층(220)은 제1 실시 예의 절연층 및 회로층과 실질적으로 동일할 수 있다. 이에 따라, 상기 절연층(210) 및 회로층(220)에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다.
상기 회로층(220)은 상기 절연층(210) 상에 상호 이격되는 제1 안테나부(220-1) 및 제2 안테나부(220-2)를 포함할 수 있다.
제2 실시 예의 안테나 기판은 상기 절연층(210) 상에 배치되는 보호층의 구조에 있어 제1 실시 예와 다를 수 있다.
예를 들어, 제2 실시 예의 안테나 기판은 절연층(210) 상에 복수의 보호층이 배치될 수 있다.
예를 들어, 안테나 기판은 상기 절연층(210) 및 상기 회로층(220) 위에 형성되는 제1 보호층(241)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 안테나 기판은 상기 제1 보호층(241) 위에 배치되는 제2 보호층(242)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제2 보호층(242)은 상기 제1 보호층(241) 상에 부분적으로 배치될 수 있다.
상기 제1 보호층(241)은 상기 절연층(210) 및 상기 회로층(220)의 표면을 모두 덮으며 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 회로층(220)은 상호 이격되는 복수의 안테나부(220-1, 220-2)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 제1 보호층(241)은 상기 서로 이격되는 복수의 안테나부의 상면 및 절연층의 상면을 모두 덮으며 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 보호층(242)은 상기 제1 보호층(241) 또는 상기 회로층(220) 상에 일정 간격을 두고 배치될 수 있다. 즉, 상기 제1 보호층(241)은 상기 회로층(220)과 수직 방향으로 오버랩되는 영역에 형성된다. 이때, 상기 회로층(220)은 절연층(210) 상에 상호 이격되는 복수의 안테나부를 포함한다. 따라서, 상기 제2 보호층(242)은 상기 회로층(220)에 대응되게, 상기 제1 보호층(241) 또는 상기 회로층(220) 상에 일정 간격을 두고 일정 패턴으로 형성될 수 있다.
상기 제1 보호층(241)과 제2 보호층(242)은 서로 다른 면적을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 보호층(241)의 면적은 상기 제2 보호층(242)의 면적보다 클 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 보호층(241)의 상면의 적어도 일부에는 상기 제2 보호층(242)이 형성되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 보호층(242)은 상기 제1 보호층(241)의 상면 중 상기 회로층(220)과 수직 방향으로 오버랩되는 영역에만 선택적으로 배치될 수 있다.
상기 제2 보호층(242)의 폭(W2)은 상기 회로층(220)의 폭(W1)보다 클 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 보호층(242)은 수직 방향으로 회로층(220)과 오버랩되는 제1 부분과, 상기 회로층(220)과 오버랩되지 않는 제1 부분 이외의 제2 부분을 포함할 수 있다. 다만, 실시 예는 이에 한정되지 않으며, 상기 제2 보호층(242)은 상기 회로층(220)의 폭과 동일한 폭을 가지면서, 전체 영역이 상기 회로층(220)과 수직 방향으로 오버랩될 수도 있을 것이다.
상기 제1 보호층(241)은 상기 절연층(210) 위에 제1 두께(T1a)를 가지고 형성될 수 있다. 또한, 제2 보호층(242)은 상기 제1 보호층(241) 위에 제2 두께(T2a)를 가지고 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 보호층(242)의 제2 두께(T2a)는 5㎛ 내지 25㎛의 범위를 만족할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 보호층(242)의 제2 두께(T2a)는 8㎛ 내지 23㎛의 범위를 만족할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 보호층(242)의 제2 두께(T2a)는 10㎛ 내지 20㎛의 범위를 만족할 수 있다. 상기 제2 보호층(242)의 제2 두께(T2a)가 5㎛ 미만이면, 상기 제2 보호층(242)에 의한 회로층(220)의 공진 주파수의 쉬프트 정도가 미비할 수 있다. 상기 제2 보호층(242)의 제2 두께(T2a)가 25㎛를 초과하면, 상기 제2 보호층(242)의 두께만큼 안테나 기판의 전체적인 두께가 증가할 수 있다. 또한, 상기 제2 보호층(242)의 제2 두께(T2a)가 25㎛를 초과하면, 제품 단가가 상승할 수 있다.
이를 위한 상기 제1 보호층(241)의 제1 두께(T1a)는 상기 회로층(220)의 두께보다 클 수 있다. 예를 들어, 제1 보호층(241)의 제1 두께(T1a)는 10.2㎛ 내지 28㎛일 수 있다. 바람직하게, 제1 보호층(241)의 제1 두께(T1a)는 12.2㎛ 내지 26㎛일 수 있다. 더욱 바람직하게, 제1 보호층(241)의 제1 두께(T1a)는 15.2㎛ 내지 23㎛일 수 있다.
상기 제1 보호층(241)의 제1 두께(T1a)는 상기 절연층(210)의 상면에서부터 상기 제1 보호층(241)의 상면까지의 두께일 수 있다. 더욱 구체적으로, 상기 제1 보호층(241)의 제1 두께(T1a)는 상기 제1 보호층(241)의 전체 영역 중 가장 두꺼운 부분의 두께일 수 있다. 이와 마찬가지로, 상기 제2 보호층(242)의 제2 두께(T2a)는 상기 제2 보호층(242)의 전체 영역 중 가장 두꺼운 부분의 두께일 수 있다.
그리고 상기 제1 보호층(241)의 제1 두께(T1a)가 상기 회로층(220)의 두께보다 크며, 이에 따라 상기 제1 보호층(241)은 상기 회로층(220) 상에 일정 두께를 가지고 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 보호층(241)은 상기 제2 보호층(242)과 상기 회로층(220) 사이에도 형성될 수 있다. 즉, 제1 보호층(241)은 상기 회로층(220)과 제2 보호층(242) 사이에 일정 두께를 가지고 배치될 수 있다.
상기 회로층(220)과 상기 제2 보호층(242) 사이에서의 상기 제1 보호층(241)의 제3 두께(T3a)는 0.2㎛ 내지 3㎛일 수 있다. 상기 제3 두께(T3a)가 3㎛보다 큰 경우, 상기 제2 보호층(242)에 의한 주파수 쉬프트 효과가 미비할 수 있다. 또한, 상기 제3 두께(T3a)가 3㎛보다 큰 경우, 상기 제1 보호층(241)의 두께 증가로 인한 안테나 기판의 전체 두께가 증가할 수 있다.
한편, 상기 제1 보호층(241)의 두께는 상기 회로층(220)의 하면으로부터 상기 제1 보호층(241)의 상면까지의 두께를 의미한다. 제1 보호층(241)의 두께는 상기 회로층(220) 및 상기 회로층(220) 위에 있는 제1 보호층(241)의 두께를 포함한 것일 수 있다.
그리고, 도 10에서와는 다르게, 제1 보호층(241) 중 회로층(220) 사이에 형성된 부분은 회로층(220)보다 낮게 위치할 수 있다. 예를 들어, 도 10의 변형 예에서의 제1 보호층(241)은 회로층(220) 위에 배치되는 제1 영역과, 상기 회로층(220) 사이에서 절연층(210) 위에 배치되는 제2 영역을 포함할 수 있다. 그리고 상기 제1 보호층(241)의 두께는 상기 회로층(220)의 두께 및 상기 제1 보호층(241)의 제1 영역의 두께를 합한 두께일 수 있다. 그리고 상기 제1 보호층(241)의 제2 영역의 두께는 상기 회로층(220)의 두께보다 얇을 수 있다.
한편, 상기 제1 보호층(241)과 제2 보호층(242)은 서로 다른 유전율을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 보호층(242)의 유전율은 상기 제1 보호층(241)의 유전율보다 클 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 보호층(241)은 비교 예에서 설명한 보호층(30)에 대응할 수 있다. 예를 들어, 제1 보호층(241)은 3 내지 5의 유전율(Dk)을 가질 수 있다.
그리고, 상기 제2 보호층(242)은 상기 제1 보호층(241)보다 높은 유전율을 가질 수 있다. 구체적으로, 제2 보호층(242)은 제1 실시 예에서 설명한 보호층(140)에 대응할 수 있다.
제2 실시 예에 따르면, 안테나 기판에는 제1 보호층과 제2 보호층을 포함한다. 그리고, 제1 보호층은 상기 안테나 기판에서 회로층과 수직으로 중첩되지 않는 영역에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제2 보호층은 상기 회로층과 수직으로 중첩되는 영역에 배치될 수 있다. 제2 실시 예에 따르면, 실시 예에서는 상기 제2 보호층의 배치 면적을 최소화하면서, 상기 회로층의 공진 주파수를 효율적으로 쉬프트할 수 있다.
도 11은 제3 실시 예에 따른 안테나 기판을 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 안테나 기판은 절연층(310), 회로층(320) 및 보호층을 포함한다.
상기 절연층(310) 및 회로층(320)은 제2 실시 예의 절연층 및 회로층과 실질적으로 동일할 수 있다. 이에 따라, 상기 절연층(310) 및 회로층(320)에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다.
상기 회로층(320)은 상기 절연층(310) 상에 상호 이격되는 제1 안테나부(320-1) 및 제2 안테나부(320-2)를 포함할 수 있다.
제3 실시 예의 안테나 기판은 절연층(310) 상에 복수의 보호층이 배치될 수 있다.
예를 들어, 안테나 기판은 상기 절연층(310) 및 상기 회로층(320) 위에 형성되는 제1 보호층(341)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 안테나 기판은 상기 제1 보호층(341) 위에 배치되는 제2 보호층(342)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제2 보호층(342)은 상기 제1 보호층(341) 상에 부분적으로 배치될 수 있다.
상기 제1 보호층(341)은 상기 절연층(310)의 표면을 모두 덮으며 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 회로층(320)은 상호 이격되는 복수의 안테나부(320-1, 320-2)를 포함할 수 있다. 그리고 상기 제1 보호층(341)은 상기 서로 이격되는 복수의 안테나부의 사이 영역에서의 절연층의 상면에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제2 보호층(342)은 상기 제1 보호층(341) 또는 상기 회로층(320) 상에 일정 간격을 두고 배치될 수 있다. 즉, 상기 제1 보호층(341)은 상기 회로층(320)과 수직 방향으로 오버랩되는 영역에 형성된다. 이때, 상기 회로층(320)은 절연층(310) 상에 상호 이격되는 복수의 안테나부를 포함한다. 따라서, 상기 제2 보호층(342)은 상기 회로층(320)에 대응되게, 상기 제1 보호층(341) 또는 상기 회로층(320) 상에 일정 간격을 두고 일정 패턴으로 형성될 수 있다.
상기 제2 보호층(342)은 상기 제1 보호층(341)의 상면 중 상기 회로층(320)과 수직 방향으로 오버랩되는 영역에 선택적으로 배치될 수 있다. 또한, 상기 제2 보호층(342)은 상기 제1 보호층(341)의 상면에 선택적으로 배치될 수 있다.
상기 제2 보호층(342)의 폭(W2)은 상기 회로층(320)의 폭(W1)보다 클 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 보호층(342)은 상기 회로층(320)의 상면과 직접 접촉하는 제1 부분과, 상기 제1 보호층(341)의 상면과 직접 접촉하는 제2 부분을 포함할 수 있다.
상기 제1 보호층(341)은 상기 절연층(310) 위에 제1 두께(T1b)를 가지고 형성될 수 있다. 또한, 제2 보호층(342)은 상기 제1 보호층(341) 위에 제2 두께(T2b)를 가지고 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 보호층(342)의 제2 두께(T2b)는 5㎛ 내지 25㎛의 범위를 만족할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 보호층(342)의 제2 두께(T2b)는 8㎛ 내지 23㎛의 범위를 만족할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 보호층(342)의 제2 두께(T2b)는 10㎛ 내지 20㎛의 범위를 만족할 수 있다.
이를 위한 상기 제1 보호층(341)의 제1 두께(T1b)는 상기 회로층(320)의 두께와 동일할 수 있다. 예를 들어, 제1 보호층(341)의 제1 두께(T1b)는 10㎛ 내지 25㎛일 수 있다. 바람직하게, 제1 보호층(341)의 제1 두께(T1b)는 12㎛ 내지 23㎛일 수 있다. 더욱 바람직하게, 제1 보호층(341)의 제1 두께(T1b)는 15㎛ 내지 20㎛일 수 있다.
다만, 실시 예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 제1 보호층(341)의 두께는 상기 회로층(320)의 두께보다 작을 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 보호층(341)의 상면과 상기 회로층(320)의 상면은 단차를 가질 수 있다. 그리고, 상기 제2 보호층(342)은 상기 단차를 가지는 상기 제1 보호층(341)의 상면의 일부와 상기 회로층(320)의 상면 상에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 보호층(342)의 하면은 단차를 가질 수 있다.
도 12는 제4 실시 예에 따른 안테나 기판을 나타낸 도면이다.
도 12를 참조하면, 안테나 기판은 절연층(410), 회로층(420) 및 보호층을 포함한다.
상기 절연층(410) 및 회로층(420)은 제3 실시 예의 절연층 및 회로층과 실질적으로 동일할 수 있다. 이에 따라, 상기 절연층(410) 및 회로층(420)에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다.
상기 회로층(420)은 상기 절연층(410) 상에 상호 이격되는 제1 안테나부(420-1) 및 제2 안테나부(420-2)를 포함할 수 있다.
제4 실시 예의 안테나 기판은 절연층(410) 상에 복수의 보호층이 배치될 수 있다.
예를 들어, 안테나 기판은 상기 절연층(410) 상에 배치되는 제1 보호층(441)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 안테나 기판은 상기 절연층(410) 및 회로층(420) 상에 배치되는 제2 보호층(442)을 포함할 수 있다.
상기 제1 보호층(441)은 제2 및 제3 실시 예에서의 제1 보호층과 동일한 물질 또는 유전율을 가질 수 있다. 그리고, 제2 보호층(442)은 제2 및 제3 실시 예에서의 제2 보호층과 동일한 물질 또는 유전율을 가질 수 있다.
이때, 제2 및 제3 실시 예에서의 제2 보호층은 상기 회로층과 수직으로 중첩되는 영역에만 배치되었다. 예를 들어, 제2 및 제3 실시 예에서의 제2 보호층은 회로층과 수평으로 중첩되는 영역에는 배치되지 않았다. 이에 따라, 제2 및 제3 실시 예에서의 안테나 기판은 공진 주파수의 쉬프트 특성만을 가졌다.
이와 다르게, 제4 실시 예에서의 제2 보호층은 상기 회로층(420)과 수직으로 중첩되는 영역뿐 아니라, 수평으로 중첩되는 영역에도 형성될 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 보호층(441)은 개구부(441O)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 보호층(441)은 상기 절연층(410) 상에 배치된다. 이때, 상기 제1 보호층(441)은 상기 회로층(420)과 수직으로 중첩되지 않을 수 있다. 바람직하게, 상기 제1 보호층(441)은 상기 회로층(420)과 수직으로 중첩되는 개구부(441O)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 개구부(441O)의 폭은 상기 회로층(420)의 폭보다 클 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 보호층(441)의 상기 개구부(441O)는 상기 회로층(420)과 수직으로 중첩되는 제1 부분을 포함한다. 또한, 상기 제1 보호층(441)의 상기 개구부(441O)는 상기 회로층(420)과 인접한 절연층(410)의 상면과 수직으로 중첩되는 제2 부분을 포함한다.
그리고, 제2 보호층(442)은 상기 제1 보호층(441)의 상기 개구부(441O) 내에 배치될 수 있다.
구체적으로, 상기 제2 보호층(442)은 상기 제1 보호층(441)의 상기 개구부(441O) 내에서, 상기 회로층(420)을 둘러싸며 배치될 수 있다.
상기 제2 보호층(442)은 상기 회로층(420)의 상면 및 측면을 덮으며 배치될 수 있다.
이에 따라, 제4 실시 예에서의 상기 제2 보호층(442)은 상기 회로층(420)과 수직으로 중첩되는 영역뿐 아니라, 상기 회로층(420)과 수평으로 중첩되는 영역에도 배치된다.
따라서, 제4 실시 예에서의 안테나 기판의 제2 보호층(442)은 상기 회로층(420)의 공진 주파수의 쉬프트 기능뿐 아니라, 복수의 안테나부 사이의 간격을 줄이는 신호 간섭 방지 기능도 수행할 수 있다.
나아가, 제4 실시 예에서는 제1 실시 예 대비, 상대적으로 비싼 제2 보호층(442)의 배치 면적을 최소화하면서, 상기 공진 주파수 쉬프트 기능 및 신호 간섭 방지 기능을 모두 수행할 수 있다.
한편, 도면상에서, 상기 제1 보호층(441)은 상기 제2 보호층(442)과 동일한 높이 또는 두께를 가지는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지는 않는다.
도 13은 제5 실시 예에 따른 안테나 기판을 나타낸 도면이다.
도 13을 참조하면, 안테나 기판은 절연층(510), 회로층(520) 및 보호층을 포함한다.
상기 절연층(510) 및 회로층(520)은 제4 실시 예의 절연층 및 회로층과 실질적으로 동일할 수 있다. 이에 따라, 상기 절연층(510) 및 회로층(520)에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다.
상기 회로층(520)은 상기 절연층(510) 상에 상호 이격되는 제1 안테나부(520-1) 및 제2 안테나부(520-2)를 포함할 수 있다.
제5 실시 예의 안테나 기판은 절연층(510) 상에 복수의 보호층이 배치될 수 있다. 예를 들어, 안테나 기판은 상기 절연층(510) 상에 배치되는 제1 보호층(541)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 안테나 기판은 상기 절연층(510) 및 회로층(520) 상에 배치되는 제2 보호층(542)을 포함할 수 있다.
상기 제1 보호층(541)은 제4 실시 예에서의 제1 보호층과 동일한 물질 또는 유전율을 가질 수 있다. 그리고, 제2 보호층(542)은 제4 실시 예에서의 제2 보호층과 동일한 물질 또는 유전율을 가질 수 있다.
상기 제1 보호층(541)은 개구부(541O)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 보호층(541)은 상기 절연층(510) 상에 배치된다. 이때, 상기 제1 보호층(541)은 상기 회로층(520)과 수직으로 중첩되지 않을 수 있다. 바람직하게, 상기 제1 보호층(541)은 상기 회로층(520)과 수직으로 중첩되는 개구부(541O)를 포함할 수 있다.
이때, 상기 개구부(541O)의 폭은 상기 회로층(520)의 폭보다 클 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 보호층(541)의 상기 개구부(541O)는 상기 회로층(520)과 수직으로 중첩되는 제1 부분을 포함한다. 또한, 상기 제1 보호층(541)의 상기 개구부(541O)는 상기 회로층(520)과 인접한 절연층(510)의 상면과 수직으로 중첩되는 제2 부분을 포함한다.
그리고, 제2 보호층(542)은 상기 제1 보호층(541)의 상기 개구부(541O) 내에 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 보호층(542)은 상기 제1 보호층(541)의 상기 개구부(541O) 내에서, 상기 회로층(520)을 둘러싸며 배치될 수 있다.
상기 제2 보호층(542)은 상기 회로층(520)의 상면 및 측면을 덮으며 배치될 수 있다.
이에 따라, 제5 실시 예에서의 상기 제2 보호층(542)은 상기 회로층(520)과 수직으로 중첩되는 영역뿐 아니라, 상기 회로층(520)과 수평으로 중첩되는 영역에도 배치된다.
이때, 상기 제1 보호층(541)의 높이 또는 두께는 상기 회로층(520)의 높이 또는 두께 이하일 수 있다.
그리고, 상기 제2 보호층(542)의 상면은 상기 회로층(520)의 상면에 배치되며, 이에 따라 상기 제1 보호층(541)의 상면보다 높게 위치할 수 있다.
이에 따라, 상기 제2 보호층(542)은 상기 개구부(541O) 내에서 상기 회로층(520)을 둘러싸며 배치되는 제1 부분과, 상기 제1 부분으로부터 확장되는 제2 부분을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 제2 보호층(542)의 상기 제2 부분은 상대적으로 낮은 높이를 가지는 상기 제1 보호층(541)의 상면 위에 배치될 수 있다.
다만, 실시 예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 제2 보호층(542)은 상기 제1 보호층(541)의 상면보다 높은 높이를 가지면서, 상기 개구부(541O) 및 상기 회로층(520)과 수직으로 중첩되는 영역에만 배치될 수 있다. 그리고, 제5 실시 예에서의 제2 보호층(542)은 복수의 안테나부 상에 각각 패턴 형상을 가지고 배치될 수 있다.
도 14는 제6 실시 예에 따른 안테나 기판을 나타낸 도면이다.
도 14를 참조하면, 안테나 기판은 절연층(610), 회로층(620) 및 보호층을 포함한다.
상기 절연층(610) 및 회로층(620)은 제5 실시 예의 절연층 및 회로층과 실질적으로 동일할 수 있다. 이에 따라, 상기 절연층(610) 및 회로층(620)에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다.
상기 회로층(620)은 상기 절연층(610) 상에 상호 이격되는 제1 안테나부(620-1) 및 제2 안테나부(620-2)를 포함할 수 있다.
제6 실시 예의 안테나 기판은 절연층(610) 상에 복수의 보호층이 배치될 수 있다. 예를 들어, 안테나 기판은 상기 절연층(610) 상에 배치되는 제1 보호층(641)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 안테나 기판은 상기 절연층(610) 및 회로층(620) 상에 배치되는 제2 보호층(642)을 포함할 수 있다.
이때, 제5 실시 예에서의 제2 보호층(542)은 상기 회로층(520) 상에 패턴 형상을 가지고 복수 개 배치되었다.
이와 다르게, 제6 실시 예에서의 제2 보호층(642)은 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제6 실시 예에서의 제2 보호층(642)은 상기 제1 보호층(641), 상기 제1 보호층(641)의 개구부(641O) 및 상기 회로층(620)의 복수의 안테나부 상에 전체적으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제6 실시 예의 제2 보호층(642)은 복수의 안테나부 상에 패턴 형상이 아닌 상호 연결되는 일체형으로 형성될 수 있다.
도 15는 제7 실시 예에 따른 안테나 기판을 나타낸 도면이다.
도 15를 참조하면, 안테나 기판은 절연층(710), 회로층(720) 및 보호층을 포함한다.
상기 절연층(710) 및 회로층(720)은 제4 내지 제6 실시 예의 절연층 및 회로층과 실질적으로 동일할 수 있다. 이에 따라, 상기 절연층(710) 및 회로층(720)에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다.
상기 회로층(720)은 상기 절연층(710) 상에 상호 이격되는 제1 안테나부(720-1) 및 제2 안테나부(720-2)를 포함할 수 있다.
제7 실시 예의 안테나 기판은 절연층(710) 상에 복수의 보호층이 배치될 수 있다. 예를 들어, 안테나 기판은 상기 절연층(710) 상에 배치되는 제1 보호층(741)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 안테나 기판은 상기 회로층(720) 상에 배치되는 제2 보호층(742)을 포함할 수 있다.
이때, 제7 실시 예의 안테나 기판은 제4 실시 예의 안테나 기판 대비, 제1 보호층의 개구부의 폭 및 이에 따른 제2 보호층의 배치 구조에 있어 상이할 수 있다.
예를 들어, 제4 실시 예에서의 제1 보호층의 개구부는 회로층의 폭보다 큰 폭을 가졌다.
이와 다르게, 제7 실시 예에서의 제1 보호층(741)의 개구부(741O)는 상기 회로층(720)과 동일한 폭을 가질 수 있다.
이에 따라, 상기 제2 보호층(742)은 상기 제1 보호층(741)의 개구부(741O) 내에서, 상기 회로층(720)의 상면에만 배치될 수 있다.
도 16은 제8 실시 예에 따른 안테나 기판을 나타낸 도면이다.
도 16을 참조하면, 안테나 기판은 절연층(810), 회로층(820) 및 보호층을 포함한다.
상기 절연층(810) 및 회로층(820)은 제7 실시 예의 절연층 및 회로층과 실질적으로 동일할 수 있다. 이에 따라, 상기 절연층(810) 및 회로층(820)에 대한 상세 설명은 생략하기로 한다.
상기 회로층(820)은 상기 절연층(810) 상에 상호 이격되는 제1 안테나부(820-1) 및 제2 안테나부(820-2)를 포함할 수 있다.
제8 실시 예의 안테나 기판은 절연층(810) 상에 복수의 보호층이 배치될 수 있다. 예를 들어, 안테나 기판은 상기 절연층(810) 상에 배치되는 제1 보호층(841)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 안테나 기판은 상기 회로층(820) 상에 배치되는 제2 보호층(842)을 포함할 수 있다.
이때, 제8 실시 예의 안테나 기판은 제4 및 제7 실시 예의 안테나 기판 대비, 제1 보호층의 개구부의 폭 및 이에 따른 제2 보호층의 배치 구조에 있어 상이할 수 있다.
예를 들어, 제4 실시 예에서의 제1 보호층의 개구부는 회로층의 폭보다 큰 폭을 가졌다. 그리고, 제7 실시 예에서의 제1 보호층의 개구부는 회로층의 폭과 동일한 폭을 가졌다.
이와 다르게, 제8 실시 예에서의 제1 보호층(841)의 개구부(841O)는 상기 회로층(820)의 폭보다 작은 폭을 가질 수 있다.
이에 따라, 상기 제2 보호층(842)은 상기 회로층(820)의 상면에 부분적으로 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 보호층(841)은 상기 절연층(810) 상에 상기 회로층(820)의 상면의 적어도 일부를 덮으며 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 회로층(820)의 상면의 가장자리 영역은 상기 제1 보호층(841)으로 덮일 수 있다. 그리고, 상기 제2 보호층(842)은 상기 제1 보호층(841)의 개구부(841O) 내에서, 상기 회로층(820)의 상면의 중앙 영역을 덮으며 배치될 수 있다.
도 17은 제9 실시 예에 따른 안테나 기판을 나타낸 도면이다.
도 17을 참조하면, 안테나 기판은 절연층(910), 회로층 및 보호층을 포함한다.
상기 절연층(910)의 상면은 복수의 영역으로 구분될 수 있다. 예를 들어, 상기 절연층(910)의 상면은 제1 안테나 영역 및 제2 안테나 영역을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 절연층(910)의 상면의 제1 안테나 영역에는 복수의 안테나부를 포함하는 제1 회로층(920a)이 배치될 수 있다.
또한, 절연층(910)의 제2 안테나 영역에는 복수의 안테나부를 포함하는 제2 회로층(920b)이 배치될 수 있다.
이때, 상기 제1 회로층(920a) 및 제2 회로층(920b)은 안테나 특성에 따라 구분될 수 있다. 예를 들어, 제1 회로층(920a)은 상대적으로 낮은 집적도가 요구되는 안테나부를 포함할 수 있다. 그리고, 제2 회로층(920b)은 상대적으로 고집적도가 요구되는 안테나부를 포함할 수 있다.
이에 따라, 실시 예에서는 각각의 회로층의 안테나부가 요구되는 특성에 따라, 상기 절연층(910) 상에 복수의 보호층을 배치하도록 한다.
예를 들어, 실시 예에서는 상기 절연층(910)의 제1 안테나 영역 상에 상기 제1 회로층(920a)을 덮으며 제1 보호층(941)이 배치될 수 있다. 상기 제1 보호층(941)은 이전의 실시 예에서 설명된 상대적으로 낮은 유전율을 가진 제1 보호층에 대응할 수 있다.
그리고, 실시 예에서는 상기 절연층(910)의 제2 안테나 영역 상에 상기 제2 회로층(920b)을 덮으며 제2 보호층(942)이 배치될 수 있다. 상기 제2 보호층(942)은 이전 실시 예에서 설명된 상대적으로 높은 유전율을 가진 제2 보호층에 대응할 수 있다.
제9 실시 예에서는, 안테나부의 요구 특성에 따라, 절연층의 상부 영역을 복수의 안테나 영역으로 구분한다. 그리고 상기 안테나 영역에는 각각 복수의 안테나부를 포함하는 회로층이 배치된다. 그리고, 상기 복수의 안테나 영역 상에는 각각의 안테나부를 덮으며 서로 다른 유전율을 가진 보호층이 배치된다. 이에 따라, 실시 예에서는 상대적으로 높은 유전율을 가진 제2 보호층의 배치 면적을 최소화하면서, 안테나부의 요구 특성을 효율적으로 만족하는 안테나 기판을 제공할 수 있다.
도 18은 제10 실시 예에 따른 안테나 기판을 나타낸 도면이다.
도 18을 참조하면, 안테나 기판은 절연층(1010), 회로층(1020) 및 보호층(1040)을 포함한다.
회로층(1020)은 절연층(1010)의 양면에 각각 배치될 수 있다.
예를 들어, 회로층은 절연층(1010)의 상면에 배치는 상부 회로층(1020a) 및 절연층(1010)의 하면에 배치되는 하부 회로층(1020b)을 포함할 수 있다.
즉, 제10 실시 예의 안테나 기판은, 절연층(1010)을 중심으로 이의 상부 및 하부에서 각각 방사 빔을 방사하는 양면 안테나 기판일 수 있다.
예를 들어, 상부 회로층(1020a)은 절연층(1010)의 상부 영역으로 제1 방사 빔을 방사할 수 있다. 예를 들어, 하부 회로층(1020b)은 절연층(1010)의 하부 영역으로 상기 제1 방사 빔과 다른 제2 방사 빔을 방사할 수 있다.
또한, 상기 보호층(1040)은 상기 절연층(1010)의 상면에서 상기 상부 회로층(1020a)을 덮으며 배치되는 제1 고전율 보호층(1040a)을 포함할 수 있다.
또한, 상기 보호층(1040)은 상기 절연층(1010)의 하면에서 상기 하부 회로층(1020b)을 덮으며 배치되는 제2 고전율 보호층(1040b)을 포함할 수 있다.
상기 제1 고전율 보호층(1040a) 및 제2 고전율 보호층(1040b)은 이전의 실시 예에서 설명된 보호층(140) 또는 제2 보호층에 대응할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 고전율 보호층(1040a) 및 제2 고전율 보호층(1040b)은 20 내지 40의 범위의 유전율(Dk)을 가질 수 있다.
한편, 상기에서는 제1 내지 제10 실시 예의 안테나 기판에 설명하였다. 이때, 본원의 안테나 기판은 제1 내지 제10 실시 예의 구조 중 적어도 2개의 실시 예의 안테나 기판이 혼합된 구조를 가질 수도 있을 것이다. 일 예로, 도 17의 제2 안테나 영역에 배치되는 제2 보호층의 배치 구조는, 제1 내지 제8 실시 예의 안테나 기판에 배치되는 보호층의 구조 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있을 것이다.
이하에서는 실시 예에 따른 안테나 장치에 대해 설명하기로 한다.
실시 예의 안테나 장치는 도 5, 도 11 내지 도 18에 도시된 안테나 기판 중 어느 하나의 안테나 기판을 포함할 수 있다. 이하에서는, 실시 예의 안테나 장치에 적용되는 안테나 기판이 도 5의 제1 실시 예에 따른 안테나 기판을 포함하는 것으로 하여 설명하기로 한다. 다만, 실시 예의 안테나 장치는 이에 한정되지 않으며, 제1 실시 예 이외의 다른 실시 예의 안테나 기판을 포함할 수도 있을 것이다.
도 19는 제1 실시 예에 따른 안테나 장치를 나타낸 도면이고, 도 20은 제2 실시 예에 따른 안테나 장치를 나타낸 도면이다.
도 19를 참조하면, 제1 실시 예에 따른 안테나 장치는, 안테나 기판(1100) 및 구동 기판(1200)을 포함할 수 있다.
상기 안테나 기판(1100)은 본원의 제1 실시 예 내지 제10 실시 예 중 어느 하나의 실시 예에 대응할 수 있다.
구동 기판(1200)은 상기 안테나 기판(1100)과 별개로 제조될 수 있다. 예를 들어, 구동 기판(1200)은 상기 안테나 기판(1100)과 분리된 기판일 수 있다.
그리고, 제1 실시 예의 안테나 장치는 상기 분리된 안테나 기판(1100)과 구동 기판(1200)을 별개의 공정을 통해 각각 제조하고, 이를 통해 이들을 결합하는 공정을 진행할 수 있다.
구동 기판(1200)은 복수의 절연층(1210)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 구동 기판(1200)은 3층의 절연층을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 구동 기판(1200)은 2층 이하의 절연층을 포함할 수 있고, 이와 다르게 4층 이상의 절연층을 포함할 수 있다.
구동 기판(1200)은 적어도 하나의 절연층(1210)의 표면에 형성된 회로 패턴층(1220)을 포함할 수 있다.
구동 기판(1200)은 적어도 하나의 절연층(1210)을 관통하는 관통 전극(1230)을 포함할 수 있다. 상기 구동 기판(1200)의 관통 전극(1230)은 서로 다른 층에 배치된 회로 패턴층(1220) 사이를 전기적으로 연결할 수 있다.
구동 기판(1200)은 상기 회로 패턴층(1220) 중 최하측에 배치된 회로 패턴층에 배치되는 제1 접속부(1240)를 포함할 수 있다. 상기 제1 접속부(1240)는 솔더볼 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
구동 기판(1200)은 상기 제1 접속부(1240)에 부착된 소자를 포함할 수 있다. 이때, 상기 구동 기판(1200)은 상호 이격되는 복수의 제1 접속부를 포함한다. 그리고, 상기 구동 기판(1200)은 상기 복수의 제1 접속부에 각각 실장되는 복수의 소자를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 구동 기판(1200)은 복수의 제1 접속부 중 적어도 하나의 제1 접속부에 실장된 구동 소자를 포함할 수 있다. 상기 구동 소자는 안테나 기판(1100)에 포함된 회로층들의 안테나부를 구동하는 구동 소자일 수 있다. 예를 들어, 구동 소자는 송신 신호를 상기 안테나 기판(1100)에 전달하여, 상기 송신 신호에 대응하는 무선 신호가 외부로 송신될 수 있도록 한다. 또한, 구동 소자는 상기 안테나 기판(1100)을 통해 수신된 수신 신호를 수신하고, 이를 분석하여 수신 정보를 획득할 수 있다.
또한, 상기 구동 기판(1200)은 상기 복수의 제1 접속부 중 적어도 다른 하나의 제1 접속부에 실장된 수동 소자를 포함할 수 있다. 상기 수동 소자는 상기 구동 소자의 동작을 지원 또는 보조하기 위한 소자일 수 있다. 예를 들어, 상기 수동 소자는 저항, 커패시터 및 인덕터 등을 포함할 수 있다.
한편, 안테나 장치는 상기 구동 기판(1200)과 상기 안테나 기판(1100) 사이에 배치된 제2 접속부(1260)를 포함할 수 있다. 상기 제2 접속부(1260)는 솔더볼일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 도면에 도시하지는 않았지만, 안테나 장치는 상기 안테나 기판(1100)과 상기 구동 기판(1200) 사이에 배치되고, 상기 제2 접속부(1260)를 몰딩하는 몰딩층을 더 포함할 수 있다.
한편, 도 20에 도시된 바와 같이, 제2 실시 예에 따른 안테나 장치는 제1 기판층(1300) 및 제2 기판층(1400)을 포함한다.
이때, 상기 제1 기판층(1300)과 제2 기판층(1400)은 하나의 기판을 구성할 수 있다.
예를 들어, 제2 실시 예의 안테나 장치는, 안테나 기판에 대응하는 제1 기판층(1300)을 우선적으로 제조하고, 여기에 제2 기판층(1400)에 대응하는 절연층(1310), 회로 패턴층(1320), 관통 전극(1330), 제1 접속부(1340) 및 소자(1350)를 각각 형성하는 공정을 진행하여, 하나의 기판으로 구성된 안테나 장치를 제조할 수 있다. 제2 실시 예의 안테나 장치는 제1 실시 예와 비교하여, 제2 접속부가 생략될 수 있고, 안테나 기판과 구동 기판이 하나의 일체형 기판으로 제공될 수 있다.
실시 예에서의 안테나 기판은 절연층, 상기 절연층 상에 배치된 회로층 및 보호층을 포함한다. 이때, 상기 보호층은 상기 회로층과 수직으로 중첩되는 제1 영역 및 상기 회로층과 수직으로 중첩되지 않는 제2 영역을 포함한다. 상기 보호층은 20 내지 40의 범위의 유전율을 가진다. 상기 보호층의 제1 영역은 상기 회로층에 의해 방사되는 방사 빔의 공진 주파수를 쉬프트하는 기능을 할 수 있다. 또한, 상기 보호층의 제2 영역은 상기 회로층을 구성하는 복수의 안테나부 사이의 간격을 줄이는 기능을 할 수 있다.
이에 따라, 실시 예에서는 비교 예의 안테나 기판에 포함되는 EMC층을 제거할 수 있으며, 이에 따른 상기 EMC층이 가지는 문제점을 해결할 수 있다.
나아가, 실시 예에서는 상기 보호층의 제1 영역을 이용하여 공진 주파수의 쉬프트가 이루어지도록 함으로써, 상기 회로층의 사이즈(구체적으로, 평면 면적)를 줄일 수 있다. 이에 따라, 실시 예에서는 안테나 기판의 수평 방향으로의 폭을 줄일 수 있다. 또한, 실시 예에서는 안테나 기판에 포함되는 회로층의 집적화가 가능하다. 또한, 실시 예에서는 비교 예 대비 동일 면적에 배치되는 안테나부의 수를 증가시킬 수 있다. 또한, 실시 예에서는 안테나 기판을 포함하는 전자 디바이스의 소형화가 가능하다.
또한, 실시 예에서는 상기 보호층의 제2 영역을 이용하여 복수의 안테나부 사이의 간격을 줄일 수 있다. 구체적으로, 실시 예에서는 비교 예 대비 복수의 안테나부 사이의 간격을 줄여도 상호 간에 발생할 수 있는 신호 간섭을 방지할 수 있다. 이에 따라, 실시 예에서는 복수의 안테나부의 상호 신호 간섭을 방지하여, 안테나 특성 및 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 실시 예에서는 안테나 기판에 포함되는 회로층의 집적화가 가능하다. 또한, 실시 예에서는 비교 예 대비 동일 면적에 배치되는 안테나부의 수를 증가시킬 수 있다.
한편, 실시 예에서의 회로층은 절연층 상에 배치된 복수의 안테나부를 포함한다. 이때, 실시 예에서는 상기 보호층의 제1 영역 및 제2 영역을 이용하여, 상기 복수의 안테나부가 상기 절연층 상에서 상호 교대 또는 지그재그로 배치될 수 있도록 한다. 즉, 실시 예에서는 절연층 상에 복수의 안테나부가 상호 교대 또는 지그재그로 배치됨에 따라, 안테나부의 집적도를 더욱 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 실시 예에서는 안테나 특성 및 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
한편, 실시 예에서의 보호층은 제1 보호층 및 제2 보호층을 포함한다. 상기 제1 보호층은 상대적으로 낮은 유전율을 가진 보호층이다. 그리고 제2 보호층은 상대적으로 높은 고유전율을 가진 보호층이다.
그리고 상기 제2 보호층은 상기 회로층과 수직으로 중첩되는 영역에 배치될 수 있다. 그리고 상기 제1 보호층은 상기 제2 보호층이 배치되지 않은 영역에 선택적으로 배치될 수 있다. 이에 따라 실시 예에서는 상기 제2 보호층의 배치 면적을 최소화하면서, 안테나 특성 및 성능을 극대화할 수 있다.
한편, 실시 예의 안테나 장치는 전자 디바이스에 적용될 수 있다. 이때, 상기 전자 디바이스는 스마트 폰(smart phone), 개인용 정보 단말기(personal digital assistant), 디지털 비디오 카메라(digital video camera), 디지털 스틸 카메라(digital still camera), 네트워크 시스템(network system), 컴퓨터(computer), 모니터(monitor), 태블릿(tablet), 랩탑(laptop), 넷북(netbook), 텔레비전(television), 비디오 게임(video game), 스마트 워치(smart watch), 오토모티브(Automotive) 등일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 이들 외에도 데이터를 처리하는 임의의 다른 전자기기일 수 있음은 물론이다.
한편, 상술한 발명의 특징을 갖는 안테나 기판이 스마트폰, 서버용 컴퓨터, TV 등의 IT 장치나 가전제품에 이용되는 경우, 신호 전송 또는 전력 공급 등의 기능을 안정적으로 할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 특징을 갖는 안테나 기판이 반도체 패키지 기능을 수행하는 경우, 반도체 칩을 외부의 습기나 오염 물질로부터 안전하게 보호하는 기능을 할 수 있고, 누설전류 혹은 단자 간의 전기적인 단락 문제나 혹은 반도체 칩에 공급하는 단자의 전기적인 개방의 문제를 해결할 수 있다. 또한, 신호 전송의 기능을 담당하는 경우 노이즈 문제를 해결할 수 있다. 이를 통해, 상술한 발명의 특징을 갖는 안테나 기판은 IT 장치나 가전제품의 안정적인 기능을 유지할 수 있도록 함으로써, 전체 제품과 본 발명이 적용된 안테나 기판은 서로 기능적 일체성 또는 기술적 연동성을 이룰 수 있다.
상술한 발명의 특징을 갖는 안테나 기판이 차량 등의 운송 장치에 이용되는 경우, 운송 장치로 전송되는 신호의 왜곡 문제를 해결할 수 있고, 또는 운송 장치를 제어하는 반도체 칩을 외부로부터 안전하게 보호하고, 누설전류 혹은 단자 간의 전기적인 단락 문제나 혹은 반도체 칩에 공급하는 단자의 전기적인 개방의 문제를 해결하여 운송 장치의 안정성을 더 개선할 수 있다. 따라서, 운송 장치와 본 발명이 적용된 안테나 기판은 서로 기능적 일체성 또는 기술적 연동성을 이룰 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용은 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 절연층;
    상기 절연층 상에 배치된 회로층; 및
    상기 절연층 및 상기 회로층 상에 배치된 보호층을 포함하고,
    상기 보호층은,
    상기 회로층과 수직 방향 및 수평 방향으로 중첩되며 배치되고, 20 내지 40 사이의 유전율(Dk)을 가지는,
    안테나 기판.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회로층은 상기 안테나 기판의 최상측에 배치된 안테나부이고,
    상기 보호층은 상기 절연층 및 상기 안테나부 상에 배치된 솔더 레지스트인,
    안테나 기판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보호층은,
    레진; 및
    상기 레진 내에 배치되고, TiO2, Al2O3, BaTiO3 및 CaTiO3에서 적어도 하나로 구성된 필러를 포함하는,
    안테나 기판.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보호층에서의 상기 필러의 함량은 35wt% 내지 85wt%의 범위를 만족하는,
    안테나 기판.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 회로층은,
    상기 절연층 상에 상호 이격되어 배치되는 복수의 안테나부를 포함하고,
    상기 복수의 안테나부 중 서로 인접한 2개의 안테나부는 0.5mm 내지 1.5mm 사이의 간격을 가지고 이격되는,
    안테나 기판.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 안테나부는,
    상기 절연층 상에서 대각 방향으로 상호 교대 또는 지그재그로 배치되고,
    상기 간격은 상호 인접하게 배치된 2개의 안테나부 사이의 대각 방향으로의 이격 거리인,
    안테나 기판.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 보호층은,
    상기 회로층과 두께 방향으로 중첩된 제1 영역; 및
    상기 제1 영역을 제외한 제2 영역을 포함하고,
    상기 보호층의 상기 제1 영역의 두께는 5㎛ 내지 25㎛의 범위를 만족하는,
    안테나 기판.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 보호층의 상기 제1 영역의 상면은 상기 보호층의 상기 제2 영역의 상면과 동일 높이를 가지는,
    안테나 기판.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 보호층의 상기 제1 영역의 상면은 상기 보호층의 제2 영역의 상면과 단차를 가지는,
    안테나 기판.
  10. 절연층;
    상기 절연층 상에 배치된 회로층;
    상기 절연층 상에 배치된 제1 보호층; 및
    상기 회로층 상에 배치된 제2 보호층을 포함하고,
    상기 제1 보호층은 제1 유전율을 가지고,
    상기 제2 보호층은 상기 제1 유전율보다 큰 제2 유전율을 가지며,
    상기 제2 유전율은 상기 제1 유전율의 4배 내지 14배 사이의 범위를 가지는,
    안테나 기판.
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