KR102059814B1

KR102059814B1 - 안테나 모듈

Info

Publication number: KR102059814B1
Application number: KR1020180081186A
Authority: KR
Inventors: 임재현; 김한; 김철규; 이상종; 심정호
Original assignee: 삼성전기주식회사
Priority date: 2018-07-12
Filing date: 2018-07-12
Publication date: 2019-12-27
Anticipated expiration: 2038-07-12
Also published as: CN110718738A; CN110718738B; US20200020653A1; TWI695478B; TW202006919A; US10685926B2

Abstract

본 개시는 코어층, 코어층의 양면 상에 배치되는 복수의 절연층들, 및 안테나 패턴을 포함하는 복수의 배선층들을 포함하며, 하면으로부터 리세스된 제1 및 제2 리세스부를 갖는 안테나 기판, 제1 리세스부에 배치되는 수동부품, 제2 리세스부에 배치되며, 접속패드가 배치된 활성면 및 활성면의 반대측에 배치된 비활성면을 갖는 반도체 칩, 반도체 칩 및 수동부품의 적어도 일부를 봉합하는 봉합재, 및 반도체 칩의 활성면 상에 배치되며, 반도체 칩의 접속패드와 전기적으로 연결된 재배선층을 포함하는 연결부를 포함하고, 수동부품은 반도체 칩보다 두께가 두껍고, 제1 리세스부는 제2 리세스부보다 깊이가 깊은 안테나 모듈에 관한 것이다.

Description

안테나 모듈{ANTENNA MODULE}

본 개시는 안테나 기판 및 반도체 칩을 포함하는 안테나 모듈에 관한 것이다.

최근 전자기기의 박형화의 추세에 따라, 스마트폰과 같은 모바일 디바이스에 실장되는 각종 부품의 경우 소형화가 요구된다. 이에 따라, mm-Wave 및 5G용 안테나 모듈을 모바일 디바이스에 적용하고자 하는 경우, 세트 내에서의 실장 위치의 자유도를 확보하고 공정을 최소화하기 위해서, 모듈의 사이즈와 두께 등에 많은 제약이 발생한다.

공개특허공보 제10-2018-0073371호(2018.07.02.) 일본 공개특허공보 특개2008-078207호(2008.04.03.) 공개특허공보 제10-2013-0051708호(2013.05.21.)

본 개시의 여러 목적 중 하나는 반도체 칩 및 수동부품을 포함하면서도 두께를 최소화하고 커넥터를 생략할 수 있어, 세트 내에서의 실장의 자유도 확보가 가능한 안테나 모듈을 제공하는 것이다.

본 개시를 통하여 제안하는 여러 해결 수단 중 하나는 안테나 모듈에 있어서, 안테나 기판 내에 리세스부를 배치하고, 리세스부 내에 반도체 칩 및 수동부품을 실장하는 것이다.

예를 들면, 본 개시에서 제안하는 일례에 따른 안테나 모듈은, 코어층, 상기 코어층의 양면 상에 배치되는 복수의 절연층들, 및 안테나 패턴을 포함하는 복수의 배선층들을 포함하며, 하면으로부터 리세스된 제1 및 제2 리세스부를 갖는 안테나 기판, 상기 제1 리세스부에 배치되는 수동부품, 상기 제2 리세스부에 배치되며, 접속패드가 배치된 활성면 및 상기 활성면의 반대측에 배치된 비활성면을 갖는 반도체 칩, 상기 반도체 칩 및 상기 수동부품의 적어도 일부를 봉합하는 봉합재, 및 상기 반도체 칩의 활성면 상에 배치되며, 상기 반도체 칩의 접속패드와 전기적으로 연결된 재배선층을 포함하는 연결부를 포함하고, 상기 수동부품은 상기 반도체 칩보다 두께가 두껍고, 상기 제1 리세스부는 상기 제2 리세스부보다 깊이가 깊다.

본 개시의 여러 효과 중 일 효과로서 전체 두께를 절감하여 세트 내에 실장시 자유도 확보가 가능한 안테나 모듈을 제공할 수 있다.

도 1은 전자기기 시스템의 예를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
도 2는 전자기기의 일례를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 팬-인 반도체 패키지의 패키징 전후를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 팬-인 반도체 패키지의 패키징 과정을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 5는 팬-인 반도체 패키지가 인터포저 기판 상에 실장되어 최종적으로 전자기기의 메인보드에 실장된 경우를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 6은 팬-인 반도체 패키지가 인터포저 기판 내에 내장되어 최종적으로 전자기기의 메인보드에 실장된 경우를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 7은 팬-아웃 반도체 패키지의 개략적인 모습을 나타낸 단면도이다.
도 8은 팬-아웃 반도체 패키지가 전자기기의 메인보드에 실장된 경우를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 9는 안테나 모듈의 일례를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 10은 안테나 모듈의 다른 일례를 개략적으로 나타낸 단면도다.
도 11은 안테나 모듈의 다른 일례를 개략적으로 나타낸 단면도다.
도 12는 안테나 모듈의 다른 일례를 개략적으로 나타낸 단면도다.
도 13은 안테나 모듈의 다른 일례를 개략적으로 나타낸 단면도다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 개시에 대해 설명한다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장되거나 축소될 수 있다.

전자기기

도 1은 전자기기 시스템의 예를 개략적으로 나타내는 블록도이다.

도면을 참조하면, 전자기기(1000)는 메인보드(1010)를 수용한다. 메인보드(1010)에는 칩 관련부품(1020), 네트워크 관련부품(1030), 및 기타부품(1040) 등이 물리적 및/또는 전기적으로 연결되어 있다. 이들은 후술하는 다른 부품과도 결합되어 다양한 신호라인(1090)을 형성한다.

칩 관련부품(1020)으로는 휘발성 메모리(예컨대, DRAM), 비-휘발성 메모리(예컨대, ROM), 플래시 메모리 등의 메모리 칩; 센트랄 프로세서(예컨대, CPU), 그래픽 프로세서(예컨대, GPU), 디지털 신호 프로세서, 암호화 프로세서, 마이크로 프로세서, 마이크로 컨트롤러 등의 어플리케이션 프로세서 칩; 아날로그-디지털 컨버터, ASIC(application-specific IC) 등의 로직 칩 등이 포함되며, 이에 한정되는 것은 아니고, 이 외에도 기타 다른 형태의 칩 관련 부품이 포함될 수 있음은 물론이다. 또한, 이들 부품(1020)이 서로 조합될 수 있음은 물론이다.

네트워크 관련부품(1030)으로는, Wi-Fi(IEEE 802.11 패밀리 등), WiMAX(IEEE 802.16 패밀리 등), IEEE 802.20, LTE(long term evolution), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPS, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, 3G, 4G, 5G 및 그 이후의 것으로 지정된 임의의 다른 무선 및 유선 프로토콜들이 포함되며, 이에 한정되는 것은 아니고, 이 외에도 기타 다른 다수의 무선 또는 유선 표준들이나 프로토콜들 중의 임의의 것이 포함될 수 있다. 또한, 네트워크 관련부품(1030)이 칩 관련 부품(1020)과 더불어 서로 조합될 수 있음은 물론이다.

기타부품(1040)으로는, 고주파 인덕터, 페라이트 인덕터, 파워 인덕터, 페라이트 비즈, LTCC(low Temperature Co-Firing Ceramics), EMI(Electro Magnetic Interference) filter, MLCC(Multi-Layer Ceramic Condenser) 등이 포함되며, 이에 한정되는 것은 아니고, 이 외에도 기타 다른 다양한 용도를 위하여 사용되는 수동부품 등이 포함될 수 있다. 또한, 기타부품(1040)이 칩 관련 부품(1020) 및/또는 네트워크 관련 부품(1030)과 더불어 서로 조합될 수 있음은 물론이다.

전자기기(1000)의 종류에 따라, 전자기기(1000)는 메인보드(1010)에 물리적 및/또는 전기적으로 연결되거나 그렇지 않을 수도 있는 다른 부품을 포함할 수 있다. 다른 부품의 예를 들면, 카메라(1050), 안테나(1060), 디스플레이(1070), 배터리(1080), 오디오 코덱(미도시), 비디오 코덱(미도시), 전력 증폭기(미도시), 나침반(미도시), 가속도계(미도시), 자이로스코프(미도시), 스피커(미도시), 대량 저장 장치(예컨대, 하드디스크 드라이브)(미도시), CD(compact disk)(미도시), 및 DVD(digital versatile disk)(미도시) 등이 있으며, 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 이 외에도 전자기기(1000)의 종류에 따라 다양한 용도를 위하여 사용되는 기타 부품 등이 포함될 수 있음은 물론이다.

전자기기(1000)는, 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.

도 2는 전자기기의 일례를 개략적으로 나타낸 사시도이다.

도면을 참조하면, 반도체 패키지는 상술한 바와 같은 다양한 전자기기에 다양한 용도로써 적용된다. 예를 들면, 스마트 폰(1100)의 바디(1101) 내부에는 마더보드(1110)가 수용되어 있으며, 마더보드(1110)에는 다양한 부품(1120) 들이 물리적 및/또는 전기적으로 연결되어 있다. 또한, 카메라(1130)와 같이 메인보드(1010)에 물리적 및/또는 전기적으로 연결되거나 그렇지 않을 수도 있는 다른 부품이 바디(1101) 내에 수용되어 있다. 부품(1120) 중 일부는 칩 관련부품일 수 있으며, 반도체 패키지(100)는, 예를 들면, 그 중 어플리케이션 프로세서일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 전자기기는 반드시 스마트 폰(1100)에 한정되는 것은 아니며, 상술한 바와 같이 다른 전자기기일 수도 있음은 물론이다.

반도체 패키지

일반적으로 반도체 칩은 수많은 미세 전기 회로가 집적되어 있으나 그 자체로는 반도체 완성품으로서의 역할을 할 수 없으며, 외부의 물리적 또는 화학적 충격에 의해 손상될 가능성이 존재한다. 그래서 반도체 칩 자체를 그대로 사용하지 않고 반도체 칩을 패키징하여 패키지 상태로 전자기기 등에 사용하고 있다.

반도체 패키징이 필요한 이유는, 전기적인 연결이라는 관점에서 볼 때, 반도체 칩과 전자기기의 메인보드의 회로 폭에 차이가 있기 때문이다. 구체적으로, 반도체 칩의 경우, 접속패드의 크기와 접속패드간의 간격이 매우 미세한 반면 전자기기에 사용되는 메인보드의 경우, 부품 실장 패드의 크기 및 부품 실장 패드의 간격이 반도체 칩의 스케일보다 훨씬 크다. 따라서, 반도체 칩을 이러한 메인보드 상에 바로 장착하기 어려우며 상호간의 회로 폭 차이를 완충시켜 줄 수 있는 패키징 기술이 요구되는 것이다.

이러한 패키징 기술에 의하여 제조되는 반도체 패키지는 구조 및 용도에 따라서 팬-인 반도체 패키지(Fan-in semiconductor package)와 팬-아웃 반도체 패키지(Fan-out semiconductor package)로 구분될 수 있다.

이하에서는, 도면을 참조하여 팬-인 반도체 패키지와 팬-아웃 반도체 패키지에 대하여 보다 자세히 알아보도록 한다.

(팬-인 반도체 패키지)

도 3은 팬-인 반도체 패키지의 패키징 전후를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 4는 팬-인 반도체 패키지의 패키징 과정을 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도면을 참조하면, 반도체 칩(2220)은 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 갈륨비소(GaAs) 등을 포함하는 바디(2221), 바디(2221)의 일면 상에 형성된 알루미늄(Al) 등의 도전성 물질을 포함하는 접속패드(2222), 및 바디(2221)의 일면 상에 형성되며 접속패드(2222)의 적어도 일부를 덮는 산화막 또는 질화막 등의 패시베이션막(2223)을 포함하는, 예를 들면, 베어(Bare) 상태의 집적회로(IC)일 수 있다. 이때, 접속패드(2222)는 매우 작기 때문에, 집적회로(IC)는 전자기기의 메인보드 등은 물론, 중간 레벨의 인쇄회로기판(PCB)에도 실장 되기 어렵다.

이에, 접속패드(2222)를 재배선하기 위하여 반도체 칩(2220) 상에 반도체 칩(2220)의 사이즈에 맞춰 연결부재(2240)를 형성한다. 연결부재(2240)는 반도체 칩(2220) 상에 감광성 절연물질(PID)과 같은 절연물질로 절연층(2241)을 형성하고, 접속패드(2222)를 오픈시키는 비아홀(2243h)을 형성한 후, 배선패턴 (2242) 및 비아(2243)를 형성하여 형성할 수 있다. 그 후, 연결부재(2240)를 보호하는 패시베이션층(2250)을 형성하고, 개구부(2251)를 형성한 후, 언더범프금속층(2260) 등을 형성한다. 즉, 일련의 과정을 통하여, 예를 들면, 반도체 칩(2220), 연결부재(2240), 패시베이션층(2250), 및 언더범프금속층(2260)을 포함하는 팬-인 반도체 패키지(2200)가 제조된다.

이와 같이, 팬-인 반도체 패키지는 반도체 칩의 접속패드, 예컨대 I/O(Input / Output) 단자를 모두 소자 안쪽에 배치시킨 패키지 형태이며, 팬-인 반도체 패키지는 전기적 특성이 좋으며 저렴하게 생산할 수 있다. 따라서, 스마트폰에 들어가는 많은 소자들이 팬-인 반도체 패키지 형태로 제작되고 있으며, 구체적으로는 소형이면서도 빠른 신호 전달을 구현하는 방향으로 개발이 이루어지고 있다.

다만, 팬-인 반도체 패키지는 I/O 단자를 모두 반도체 칩 안쪽에 배치해야 하는바 공간적인 제약이 많다. 따라서, 이러한 구조는 많은 수의 I/O 단자를 갖는 반도체 칩이나 크기가 작은 반도체 칩에 적용하는데 어려운 점이 있다. 또한, 이러한 취약점으로 인하여 전자기기의 메인보드에 팬-인 반도체 패키지가 직접 실장 되어 사용될 수 없다. 반도체 칩의 I/O 단자를 재배선 공정으로 그 크기와 간격을 확대하였다 하더라도, 전자기기 메인보드에 직접 실장 될 수 있을 정도의 크기와 간격을 가지는 것은 아니기 때문이다.

도 5는 팬-인 반도체 패키지가 인터포저 기판 상에 실장되어 최종적으로 전자기기의 메인보드에 실장된 경우를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도 6은 팬-인 반도체 패키지가 인터포저 기판 내에 내장되어 최종적으로 전자기기의 메인보드에 실장된 경우를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도면을 참조하면, 팬-인 반도체 패키지(2200)는 반도체 칩(2220)의 접속패드들(2222), 즉 I/O 단자들이 인터포저 기판(2301)을 통하여 다시 한 번 재배선되며, 최종적으로는 인터포저 기판(2301) 상에 팬-인 반도체 패키지(2200)가 실장된 상태로 전자기기의 메인보드(2500)에 실장될 수 있다. 이때, 솔더볼(2270) 등은 언더필 수지(2280) 등으로 고정될 수 있으며, 외측은 몰딩재(2290) 등으로 커버될 수 있다. 또는, 팬-인 반도체 패키지(2200)는 별도의 인터포저 기판(2302) 내에 내장(Embedded) 될 수 도 있으며, 내장된 상태로 인터포저 기판(2302)에 의하여 반도체 칩(2220)의 접속패드들(2222), 즉 I/O 단자들이 다시 한 번 재배선되고, 최종적으로 전자기기의 메인보드(2500)에 실장될 수 있다.

이와 같이, 팬-인 반도체 패키지는 전자기기의 메인보드에 직접 실장 되어 사용되기 어렵기 때문에, 별도의 인터포저 기판 상에 실장된 후 다시 패키징 공정을 거쳐 전자기기 메인보드에 실장되거나, 또는 인터포저 기판 내에 내장된 채로 전자기기 메인보드에 실장되어 사용되고 있다.

(팬-아웃 반도체 패키지)

도 7은 팬-아웃 반도체 패키지의 개략적인 모습을 나타낸 단면도이다.

도면을 참조하면, 팬-아웃 반도체 패키지(2100)는, 예를 들면, 반도체 칩(2120)의 외측이 봉합재(2130)로 보호되며, 반도체 칩(2120)의 접속패드(2122)가 연결부재(2140)에 의하여 반도체 칩(2120)의 바깥쪽까지 재배선된다. 이때, 연결부재(2140) 상에는 패시베이션층(2202)이 더 형성될 수 있으며, 패시베이션층(2202)의 개구부에는 언더범프금속층(2160)이 더 형성될 수 있다. 언더범프금속층(2160) 상에는 솔더볼(2170)이 더 형성될 수 있다. 반도체 칩(2120)은 바디(2121), 접속패드(2122), 패시베이션막(미도시) 등을 포함하는 집적회로(IC)일 수 있다. 연결부재(2140)는 절연층(2141), 절연층(2241) 상에 형성된 재배선층(2142), 접속패드(2122)와 재배선층(2142) 등을 전기적으로 연결하는 비아(2143)를 포함할 수 있다.

이와 같이, 팬-아웃 반도체 패키지는 반도체 칩 상에 형성된 연결부재를 통하여 반도체 칩의 바깥쪽에 까지 I/O 단자를 재배선하여 배치시킨 형태이다. 상술한 바와 같이, 팬-인 반도체 패키지는 반도체 칩의 I/O 단자를 모두 반도체 칩 안쪽에 배치시켜야 하고 이에 소자 사이즈가 작아지면 볼 크기와 피치를 줄여야 하므로 표준화된 볼 레이아웃을 사용할 수 없다. 반면, 팬-아웃 반도체 패키지는 이와 같이 반도체 칩 상에 형성된 연결부재를 통하여 반도체 칩의 바깥쪽에 까지 I/O 단자를 재배선하여 배치시킨 형태인바 반도체 칩의 크기가 작아지더라도 표준화된 볼 레이아웃을 그대로 사용할 수 있는바, 후술하는 바와 같이 전자기기의 메인보드에 별도의 인터포저 기판 없이도 실장될 수 있다.

도 8은 팬-아웃 반도체 패키지가 전자기기의 메인보드에 실장된 경우를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도면을 참조하면, 팬-아웃 반도체 패키지(2100)는 솔더볼(2170) 등을 통하여 전자기기의 메인보드(2500)에 실장될 수 있다. 즉, 상술한 바와 같이, 팬-아웃 반도체 패키지(2100)는 반도체 칩(2120) 상에 반도체 칩(2120)의 사이즈를 벗어나는 팬-아웃 영역까지 접속패드(2122)를 재배선할 수 있는 연결부재(2140)를 형성하기 때문에, 표준화된 볼 레이아웃을 그대로 사용할 수 있으며, 그 결과 별도의 인터포저 기판 등 없이도 전자기기의 메인보드(2500)에 실장 될 수 있다.

이와 같이, 팬-아웃 반도체 패키지는 별도의 인터포저 기판 없이도 전자기기의 메인보드에 실장 될 수 있기 때문에, 인터포저 기판을 이용하는 팬-인 반도체 패키지 대비 두께를 얇게 구현할 수 있는바 소형화 및 박형화가 가능하다. 또한, 열 특성과 전기적 특성이 우수하여 모바일 제품에 특히 적합하다. 또한, 인쇄회로기판(PCB)을 이용하는 일반적인 POP(Package on Package) 타입 보다 더 컴팩트하게 구현할 수 있고, 휨 현상 발생으로 인한 문제를 해결할 수 있다.

한편, 팬-아웃 반도체 패키지는 이와 같이 반도체 칩을 전자기기의 메인보드 등에 실장하기 위하여, 그리고 외부의 충격으로부터 반도체 칩을 보호하기 위한 패키지 기술을 의미하는 것으로, 이와는 스케일, 용도 등이 상이하며, 팬-인 반도체 패키지가 내장되는 인터포저 기판 등의 인쇄회로기판(PCB)과는 다른 개념이다.

안테나 모듈

도 9는 안테나 모듈의 일례를 개략적으로 나타낸 단면도이다.

도면을 참조하면, 일례에 따른 안테나 모듈(500A)은 안테나 기판(100A), 안테나 기판(100A)의 리세스부(110H1, 110H2a, 110H2b, 110H3)에 배치되는 수동부품(310, 320, 330), 안테나 기판(100A)의 제1 및 제2 리세스부(110H1, 110H2a)에 배치되는 반도체 칩(221, 222), 수동부품(310, 320, 330) 및 반도체 칩(221, 222)의 적어도 일부를 봉합하는 봉합재(130), 및 안테나 기판(100A)의 하부에서 반도체 칩(221, 222)의 활성면 상에 배치되며 반도체 칩(221, 222)의 접속패드(221P, 222P)와 전기적으로 연결된 배선층(412)을 포함하는 연결부(400)를 포함한다.

최근 전자기기의 박형화의 추세에 따라, 스마트폰과 같은 모바일 디바이스에 실장되는 각종 부품의 경우 두께의 제약이 심하다. 따라서, mm-Wave 및 5G용 안테나 모듈을 모바일 디바이스에 적용하고자 하는 경우, 세트 내의 실장 위치의 자유도를 확보하기 위해서, 모듈의 사이즈와 두께 등에 많은 제약이 있을 수 밖에 없다.

한편, 통상의 시스템 인 패키지(SIP: System In Package) 형태의 모듈 방식으로 안테나 모듈을 구현하는 경우, 안테나 기판의 바닥면에 각종 반도체 칩과 수동부품을 직접 표면실장기술(SMT: Surface Mount Technology)로 각각 실장하며, 전자파 차폐(EMI: Electro-Magnetic Interference)를 방지하기 위하여 이들 부품들을 덮는 쉴드 캔을 부착하거나, 또는 이들 부품들을 EMC(Epoxy Molding Compound)로 덮은 후 EMC 외면에 금속층을 형성한다. 이때, 모듈의 전체적인 두께는 수동부품, 특히 파워 인덕터(PI: Power Inductor)와 같은 두께가 두꺼운 부품이 전체 모듈의 두께를 결정하기 때문에, 파워 인덕터(PI)의 두께를 줄이거나, 또는 실장 방법을 변경하지 않는 이상, 모듈의 전체적인 두께를 저감하는데 한계가 있다.

반면, 일례에 따른 안테나 모듈(500A)은 안테나 기판(100A) 내의 리세스부들(110H1, 110H2a, 110H2b, 110H3)에 각종 반도체 칩(221, 222)과 수동부품(310, 320, 330)과 같은 전자부품을 실장한다. 특히, 서로 다른 깊이를 갖도록 리세스부들(110H1, 110H2a, 110H2b, 110H3)을 형성함으로써, 반도체 칩(221, 222) 및 수동부품(310, 320, 330)의 두께에 상관없이 전체 두께를 유지할 수 있다. 제1 두께(T1)를 갖는 제1 수동부품(310)은 제1 깊이(D1)를 갖는 제1 리세스부(110H1) 내에 실장되고, 제1 두께(T1)보다 작은 제2 두께(T2)를 갖는 제2 수동부품(320) 및 제1 및 제2 반도체 칩(221, 222)은 제1 깊이(D1)보다 얕은 제2 깊이(D2)를 갖는 제2 리세스부(110H2a, 110H2b) 내에 실장된다. 또한, 제2 두께(T2)보다 작은 제3 두께(T3)를 갖는 제3 수동부품(330)은 제2 깊이(D2)보다 얕은 제3 깊이(D3)를 갖는 제3 리세스부(110H3) 내에 실장된다. 이에 따라, 반도체 칩(221, 222) 및 수동부품(310, 320, 330)과 같이 실장되는 전자부품의 두께가 다양한 경우에도, 반도체 칩(221, 222) 및 수동부품(310, 320, 330)의 하면은 실질적으로 공면(coplanar)을 이루도록 실장될 수 있다. 따라서, 안테나 모듈(500A) 전체의 두께를 저감시킬 수 있다. 또한, 안테나 기판(100A)의 하부에, 반도체 칩(221, 222) 및 수동부품(310, 320, 330)과 전기적으로 연결되는 연결부(400)를 배치한다. 연결부(400)를 통해 세트 내의 다른 구성요소와의 물리적 및/또는 전기적 연결될 수 있어, 안테나 기판(100A)에 배치되는 커넥터를 생략할 수 있다.

이하, 일례에 따른 안테나 모듈(500A)에 포함되는 각각의 구성에 대하여 보다 자세히 설명한다.

안테나 기판(100A)은 mmWave/5G Antenna를 구현할 수 있는 영역으로, 안테나 패턴 및 그라운드 패턴을 포함하는 배선층(112)을 포함한다. 구체적으로, 안테나 기판(100A)은 코어층(110), 절연층(111), 패시베이션층(120), 배선층(112), 및 접속비아층(113a, 113b)을 포함한다. 일례에 따른 안테나 기판(100A)은 코어층(110)을 기준으로 양측으로 절연층(111)이 빌드-업 된 형태일 수 있다. 이때, 코어층(110)과 각각의 절연층(111) 상에는 배선층(112)이 배치될 수 있으며, 이들 배선층(112)은 코어층(110)과 각각의 절연층(111)을 관통하는 접속비아층(113a, 113b)을 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.

코어층(110)의 재료로는 절연물질이 사용될 수 있는데, 이때 절연물질로는 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들과 함께 유리섬유(Glass Fiber, Glass Cloth, Glass Fabric) 및/또는 무기필러와 같은 보강재를 포함하는 재료, 예를 들면, 프리프레그(prepreg)가 사용될 수 있다. 다만, 코어층(110)의 재료가 수지 물질로 한정되는 것은 아니며, 예컨대 코어층(110)의 재료로 유리판(glass plate)이 사용될 수도 있고, 세라믹 판(Ceramic plate)이 사용될 수도 있다.

코어층(110)의 상면 및 하면에는 배선층(112) 중 안테나 패턴 및/또는 그라운드 패턴이 배치될 수 있다. 예를 들어, 코어층(110)의 상면에 안테나 패턴이 배치되고, 하면에 그라운드 패턴이 배치될 수 있다. 이 경우, 외부환경 변화에 관계없이 단일 복합 모듈 내에서 안테나와 그라운드 면 간의 거리를 안정적으로 확보하여 안테나의 방사특성을 유지할 수 있다. 또한, 코어층(110)의 유전률을 적절히 이용하여 안테나 기판(100A)을 소형화 함으로써 안테나 모듈(500A)의 크기를 최소화하여 전체 모듈의 공간적인 효율성을 높일 수 있다.

절연층(111)의 재료로도 절연물질이 사용될 수 있으며, 이때 절연물질로는 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들과 함께 무기필러와 같은 보강재를 포함하는 재료, 예를 들면, ABF(Ajinomoto Build-up Film)가 사용될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 이 외에도 PID(Photo Image-able Dielectric) 등이 사용될 수도 있다. 절연층(111)의 각각의 층의 재료가 동일한 경우라도, 이들 사이의 경계가 분명할 수 있다.

배선층(112)은 실질적으로 mmWave/5G Antenna 등을 구현하는 안테나 패턴을 포함하며, 그 밖에 그라운드 패턴, 피딩 패턴 등을 더 포함할 수 있다. 안테나 패턴은 안테나 패턴의 배치 및 형상에 따라서 다이폴 안테나(Dipole antenna), 패치 안테나(Patch antenna) 등일 수 있다. 그라운드 패턴은 그라운드 면(Ground plane) 형태일 수 있다. 안테나 패턴의 주위는 동일 레벨에 배치된 그라운드 패턴으로 둘러싸일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 배선층(112)은 그 외에도 다른 신호 패턴이나 파워 패턴, 또는 저항 패턴 등을 포함할 수 있다. 특히, 배선층(112) 중에 리세스부들(110H1, 110H2a, 110H2b, 110H3)의 바닥면 전체를 통해 노출되는 스타퍼층(112S)은, 리세스부들(110H1, 110H2a, 110H2b, 110H3)의 형성을 위한 샌드 블라스트등의 공정 중에 스타퍼층으로 기능할 수 있다. 배선층(112)의 형성물질로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

접속비아층(113a, 113b)은 서로 다른 층에 형성된 배선층(112)을 전기적으로 연결시키며, 그 결과 안테나 기판(100A) 내에 전기적인 경로를 제공한다. 접속비아층(113a, 113b)은 코어층(110)을 관통하는 제1 접속비아층(113a)과 절연층(111)을 관통하는 제2 접속비아층(113b)을 포함한다. 접속비아층(113a, 113b)은 안테나 패턴과 전기적으로 및/또는 신호적으로연결되는 피딩 비아를 포함할 수 있으며, 그 밖에 그라운드용 접속비아 등을 포함할 수 있다. 접속비아층(113a, 113b)은 그 외에도 다른 신호용 접속비아나 파워용 접속비아 등을 포함할 수 있다. 그라운드용 접속비아 중 일부는 피딩 비아 주위를 둘러쌀 수 있다. 접속비아층(113a, 113b)의 형성물질로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질을 사용할 수 있다. 접속비아층(113a, 113b) 각각의 접속비아는 도전성 물질로 완전히 충전될 수 있으며, 또는 도면에서와 달리 도전성 물질이 비아 홀의 벽면을 따라 형성된 것일 수도 있다. 또한, 원통형상, 모래시계 형상, 테이퍼 형상 등 공지된 모든 수직 단면 형상이 적용될 수 있다.

리세스부들(110H1, 110H2a, 110H2b, 110H3)은 안테나 기판(100A)의 하면으로부터 소정 깊이로 안테나 기판(100A)을 리세스한 형태를 가질 수 있다. 리세스부들(110H1, 110H2a, 110H2b, 110H3)은 블라인드 캐비티(blind cavity) 형태로 형성될 수 있다. 리세스부들(110H1, 110H2a, 110H2b, 110H3)은 경사진 측벽을 가질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 리세스부들(110H1, 110H2a, 110H2b, 110H3)은 동일하거나 다른 깊이를 가질 수 있다. 도시된 것과 같이, 제1 리세스부(110H1), 제2 리세스부(110H2a, 110H2b), 및 제3 리세스부(110H3)는 서로 다른 깊이(D1, D2, D3)를 가질 수 있다. 리세스부들(110H1, 110H2a, 110H2b, 110H3)은 연결된 형태로 배치되거나 서로 이격되어 배치될 수 있으며, 리세스부들(110H1, 110H2a, 110H2b, 110H3)의 개수 및 배치 형태는 실시예들에서 다양하게 변경될 수 있다. 제1 리세스부(110H1)는 코어층(110)의 상면까지 연장되는 깊이(D1)를 가질 수 있고, 제2 리세스부(110H2a, 110H2b)는 코어층(110)의 하면까지 연장되는 깊이(D2)를 가질 수 있으며, 제3 리세스부(110H3)는 코어층(110)의 하부에서 절연층(111)의 일부까지 연장되는 깊이를 가질 수 있다. 다만, 실시예들에 따라, 리세스부들(110H1, 110H2a, 110H2b, 110H3)은 코어층(110)의 상부의 절연층(111)의 일부까지 연장되는 것도 가능할 것이다.

패시베이션층(120)은 안테나 기판(100A)의 최상층에 배치되어 안테나 기판(100A) 내부의 구성요소를 보호할 수 있다. 패시베이션층(120) 역시 각각 절연물질을 포함할 수 있으며, 예컨대 ABF 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 따라, 패시베이션층(120)은 안테나 기판(100A)의 하면 상에도 더 배치될 수 있다.

반도체 칩(221, 222)은 서로 다른 기능을 수행하는 제1 반도체 칩(221) 및 제2 반도체 칩(222)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 반도체 칩(221)은 전력관리 집적회로(PMIC)일 수 있고, 제2 반도체 칩(222)은 무선 주파수 집적회로(RFIC)일 수 있으며, 이들은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 반도체 칩(221)은 제2 리세스부(110H2a)에 실장되고, 제2 반도체 칩(222)은 이와 이격되어 배치되는 다른 제2 리세스부(110H2b)에 실장될 수 있다. 반도체 칩(221, 222)의 비활성면은, 제2 리세스부(110H2a, 110H2b)의 바닥면에 노출된 스타퍼층(112S) 상에, 다이부착필름(DAF: Die Attach Film)과 같은 공지의 접착부재(250) 등을 매개로 부착될 수 있다.

반도체 칩(221, 222)은 접속패드(221P, 222P)가 배치된 면이 활성면이 되고, 반대측 면이 비활성면이 된다. 반도체 칩(221, 222)은 액티브 웨이퍼를 기반으로 형성될 수 있으며, 이 경우 모재로는 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 갈륨비소(GaAs) 등이 사용될 수 있다. 접속패드(221P, 222P)는 반도체 칩(221, 222)을 다른 구성요소와 전기적으로 연결시키기 위한 것으로, 형성물질로는 알루미늄(Al) 등의 도전성 물질을 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 반도체 칩(221, 222)은 접속패드(221P, 222P) 및 연결부(400)를 통해 안테나 기판(100A) 및 수동부품(310, 320, 330)과 전기적으로 연결될 수 있다. 안테나 기판(100A) 내에 실장되는 반도체 칩(221, 222)의 개수 및 배치 형태는 실시예들에서 다양하게 변경될 수 있다.

수동부품(310, 320, 330)은 커패시터, 인덕터 등의 전자부품일 수 있다. 제한되지 않는 일례로서, 제1 수동부품(310)은 높은 용량을 갖기 위하여 두꺼운 두께가 요구되는 파워 인덕터(PI)일 수 있다. 수동부품(310, 320, 330)은 서로 다른 두께를 가질 수 있으며, 서로 다른 리세스부들(110H1, 110H2a, 110H2b, 110H3) 내에 실장될 수 있다. 제1 수동부품(310)은 제1 리세스부(110H1)에 실장되고, 제2 수동부품(320)은 제2 리세스부(110H2a)에 실장되고, 제3 수동부품(330)은 제3 리세스부(110H3)에 실장될 수 있다. 수동부품(310, 320, 330)은, 리세스부들(110H1, 110H2a, 110H2b, 110H3)의 바닥면을 통해 노출된 스타퍼층(112S) 상에, DAF과 같은 공지의 접착부재(250) 등을 매개로 부착될 수 있다. 제1 수동부품(310)의 두께(T1)는 반도체 칩(221, 222)의 두께(T2)보다 두꺼울 수 있다. 제2 수동부품(320)의 두께(T2)는 반도체 칩(221, 222)의 두께(T2)와 실질적으로 동일할 수 있다. 제3 수동부품(330)의 두께(T3)는 반도체 칩(221, 222)의 두께(T2)보다 얇을 수 있다. 수동부품(310, 320, 330)은 연결부(400)를 통해 반도체 칩(221, 222) 및/또는 다른 수동부품(310, 320, 330)과 전기적으로 연결될 수 있다. 안테나 기판(100A) 내에 실장되는 수동부품(310, 320, 330)의 개수 및 배치 형태는 실시예들에서 다양하게 변경될 수 있다.

봉합재(130)는 리세스부들(110H1, 110H2a, 110H2b, 110H3)의 적어도 일부를 채우며, 반도체 칩(221, 222) 및 수동부품(310, 320, 330)을 봉합한다. 봉합형태는 특별히 제한되지 않으며, 반도체 칩(221, 222) 및 수동부품(310, 320, 330)의 적어도 일부를 감싸는 형태이면 무방하다. 봉합재(130)는 반도체 칩(221, 222) 및 수동부품(310, 320, 330)의 상면의 적어도 일부를 덮을 수 있으며, 리세스부들(110H1, 110H2a, 110H2b, 110H3)의 벽면 및 반도체 칩(221, 222)과 수동부품(310, 320, 330)의 측면 사이의 공간의 적어도 일부를 채울 수 있다.

연결부(400)는 안테나 기판(110A)의 하부에 배치되어, 반도체 칩(221, 222)을 재배선할 수 있다. 연결부(400)는 안테나 기판(110A), 반도체 칩(221, 222), 및 수동부품(310, 320, 330)과, 세트 내의 다른 구성요소와의 물리적 및/또는 전기적 연결 경로를 제공할 수 있다. 연결부(400)는 리지드-플렉서블 인쇄회로기판(RFPCB: Rigid Flexible PCB) 또는 플렉서블 인쇄회로기판(FPCB: Flexible PCB)일 수 있다. 연결부(400)는 접속층(420) 등을 매개로 부착될 수 있으며, 접속층(420)은 솔더 접착제 등의 접착부재 또는 절연물질로 이루어질 수 있다. 다만, 실시예에 따라, 연결부(400)는 솔더볼, 범프 등에 의해 안테나 기판(100A)과 연결될 수도 있다. 연결부(400)는 연결 절연층(411), 연결 배선층(412), 및 연결 비아(413)를 포함한다. 연결부(400)는 도면에 도시한 것 보다 많거나 적은 수의 절연층, 배선층, 및 비아를 포함할 수 있다.

연결 절연층(411)의 물질로는 절연물질이 사용될 수 있는데, 이때 절연물질로는 상술한 바와 같은 절연물질 외에도 PID 수지와 같은 감광성 절연물질을 사용할 수도 있다. 연결 절연층(411)은 각각 절연수지 및 무기필러를 포함하는 감광성 절연층일 수 있다. 연결 배선층(412)은 실질적으로 접속패드(221P, 222P)를 재배선하는 역할을 수행할 수 있으며, 형성물질로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질을 사용할 수 있다. 연결 비아(413)는 서로 다른 층에 형성된 연결 배선층(412), 접속패드(221P, 222P), 수동부품(310, 320, 330) 등을 전기적으로 연결시키며, 그 결과 안테나 기판(100A)과 다른 구성들 사이에 전기적 경로를 형성시킨다. 연결 비아(413) 각각의 형성 물질로는 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 도전성 물질을 사용할 수 있다. 연결 비아(413)는 각각 도전성 물질로 완전히 충전되거나, 또는 도전성 물질이 비아의 벽을 따라 형성된 것일 수도 있다. 또한, 형상이 테이퍼 형상, 원통형상 등 당해 기술분야에 공지된 모든 형상이 적용될 수 있다.

도 10은 안테나 모듈의 다른 일례를 개략적으로 나타낸 단면도다.

도면을 참조하면, 다른 일례에 따른 안테나 모듈(500B)은 리세스부들(110H1, 110H2a, 110H2b, 110H3)의 내측벽에 배치된 금속층(150)을 더 포함한다. 금속층(150)은 리세스부들(110H1, 110H2a, 110H2b, 110H3)을 통해 노출되는 안테나 기판(100A)의 측벽 상에 배치될 수 있다. 금속층(150)은 반도체 칩(221, 222) 및 수동부품(310, 320, 330)의 EMI 차폐 효과 및 방열 효과의 향상을 위하여 도입될 수 있다. 금속층(150)은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 주석(Sn), 금(Au), 니켈(Ni), 납(Pb), 티타늄(Ti), 또는 이들의 합금 등의 금속 물질을 포함할 수 있다. 금속층(150)이 도전성 물질로 이루어진 경우, 금속층(150)은 전기적으로 플로팅 상태이거나, 그라운드로 이용될 수 있으며, 이 경우, 금속층(150)은 배선층(112) 중 그라운드와 전기적으로 연결될 수 있다. 그 외에 다른 부분은 상술한 일례에 따른 안테나 모듈(500A)에서 설명한 바와 실질적으로 동일한바 자세한 설명은 생략한다.

도 11은 안테나 모듈의 다른 일례를 개략적으로 나타낸 단면도다.

도면을 참조하면, 다른 일례에 따른 안테나 모듈(500C)에서는, 안테나 기판(110A)이 제1 및 제2 코어층(110a, 110b)을 포함한다. 제1 및 제2 코어층(110a, 110b)은 상하로 이격되어 위치하고, 그 사이에는 절연층(111)이 개재될 수 있다. 제1 접속비아층(113a)은 제1 및 제2 코어층(110a, 110b)을 모두 관통하도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 제1 리세스부(110H1)는 제1 코어층(110a)의 하면까지 연장되고, 제2 리세스부(110H2a, 110H2b)는 제2 코어층(110b)의 상면까지 연장되고, 제3 리세스부(110H3)는 제2 코어층(110b)의 하면까지 연장될 수 있다. 그 외에 다른 부분은 상술한 일례에 따른 안테나 모듈(500A)에서 설명한 바와 실질적으로 동일한바 자세한 설명은 생략한다.

도 12는 안테나 모듈의 다른 일례를 개략적으로 나타낸 단면도다.

도면을 참조하면, 다른 일례에 따른 안테나 모듈(500D)은 수동부품(310, 320, 330)을 포함하는 부품 모듈(300)을 포함한다. 부품 모듈(300)은 수동부품(310, 320, 330) 및 수동부품(310, 320, 330)의 적어도 일부를 둘러싸는 봉지층(350)을 포함한다. 봉지층(350)은 절연물질을 포함하며, 예컨대 에폭시 수지와 같은 열경화성 수지, 폴리이미드와 같은 열가소성 수지, 또는 이들에 무기필러와 같은 보강재가 포함된 수지, 구체적으로 ABF, FR-4, BT, PID 수지 등이 사용될 수 있다. 또한, EMC 등의 공지의 몰딩 물질을 사용할 수도 있다. 봉지층(350)의 하면을 통하여 수동부품(310, 320, 330)의 전극부들을 포함하는 적어도 일부가 노출될 수 있으며, 이에 의해 하부의 연결부(400)와 연결될 수 있다. 실시예들에 따라, 봉지층(350)의 표면에는 금속층을 더 형성하여, EMI 차폐를 구현하는 것도 가능하다. 부품 모듈(300)은 서로 다른 두께(T4, T5, T6)를 갖는 수동부품(310, 320, 330)을 하나로 블록화함으로써, 형성하여야 하는 리세스부(110H1a, 110H1b)의 개수를 최소화할 수 있어, 공정이 단순화될 수 있다.

부품 모듈(300)은 하나의 리세스부(110H1a) 내에 제1 반도체 칩(221)과 나란히 실장될 수 있다. 또한, 리세스부(110H1a, 110H1b) 내에 실장되는 부품 모듈(300)의 개수는 실시예들에서 다양하게 변경될 수 있으며, 하나의 리세스부(110H1a, 110H1b) 내에 복수개가 실장되는 것도 가능하다. 도면에서, 두개의 리세스부(110H1a, 110H1b)는 서로 동일한 깊이를 갖는 것으로 도시되었으나, 이에 한정되지는 않는다. 그 외에 다른 부분은 상술한 일례에 따른 안테나 모듈(500A)에서 설명한 바와 실질적으로 동일한바 자세한 설명은 생략한다.

도 13은 안테나 모듈의 다른 일례를 개략적으로 나타낸 단면도다.

도면을 참조하면, 다른 일례에 따른 안테나 모듈(500E)은 수동부품(320, 330)을 포함하는 부품 모듈(300)을 포함한다. 부품 모듈(300)은 수동부품(320, 330)의 적어도 일부를 둘러싸는 봉지층(350)을 포함한다. 봉지층(350)에 대해서는 상술한 일례에 따른 안테나 모듈(500D)에서 설명한 내용이 동일하게 적용될 수 있다. 부품 모듈(300)은 수동부품(310, 320, 330) 중 일부의 수동부품(320, 330)을 하나로 블록화함으로써, 형성하여야 하는 리세스부(110H1, 110H2a, 110H2b)의 개수를 감소시킬 수 있어, 공정이 단순화될 수 있다. 예를 들어, 반도체 칩(221, 222)보다 두꺼운 수동부품(310)은 제1 리세스부(110H1) 내에 실장하고, 반도체 칩(221, 222)보다 얇은 수동부품(320, 330)은 블록화하여 부품 모듈(300)을 형성하여 반도체 칩(221, 222)과 함께 제2 리세스부(100H2a, 100H2b) 내에 실장할 수 있다. 부품 모듈(300)은 하나의 리세스부(110H2a) 내에 제1 반도체 칩(221)과 나란히 실장될 수 있다. 그 외에 다른 부분은 상술한 일례에 따른 안테나 모듈(500A)에서 설명한 바와 실질적으로 동일한바 자세한 설명은 생략한다.

본 개시에서 하측, 하부, 하면 등은 편의상 도면의 단면을 기준으로 팬-아웃 반도체 패키지의 실장 면을 향하는 방향을 의미하는 것으로 사용하였고, 상측, 상부, 상면 등은 그 반대 방향으로 사용하였다. 다만, 이는 설명의 편의상 방향을 정의한 것으로, 특허청구범위의 권리범위가 이러한 방향에 대한 기재에 의하여 특별히 한정되는 것이 아님은 물론이다.

본 개시에서 연결된다는 의미는 직접 연결된 것뿐만 아니라, 접착제 층 등을 통하여 간접적으로 연결된 것을 포함하는 개념이다. 또한, 전기적으로 연결된다는 의미는 물리적으로 연결된 경우와 연결되지 않은 경우를 모두 포함하는 개념이다. 또한, 제1, 제2 등의 표현은 한 구성요소와 다른 구성요소를 구분 짓기 위해 사용되는 것으로, 해당 구성요소들의 순서 및/또는 중요도 등을 한정하지 않는다. 경우에 따라서는 권리범위를 벗어나지 않으면서, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수도 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수도 있다.

본 개시에서 사용된 일례라는 표현은 서로 동일한 실시예를 의미하지 않으며, 각각 서로 다른 고유한 특징을 강조하여 설명하기 위해서 제공된 것이다. 그러나, 상기 제시된 일례들은 다른 일례의 특징과 결합되어 구현되는 것을 배제하지 않는다. 예를 들어, 특정한 일례에서 설명된 사항이 다른 일례에서 설명되어 있지 않더라도, 다른 일례에서 그 사항과 반대되거나 모순되는 설명이 없는 한, 다른 일례에 관련된 설명으로 이해될 수 있다.

본 개시에서 사용된 용어는 단지 일례를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시를 한정하려는 의도가 아니다. 이때, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

1000: 전자기기 1010: 메인보드
1020: 칩 관련 부품 1030: 네트워크 관련 부품
1040: 기타 부품 1050: 카메라
1060: 안테나 1070: 디스플레이
1080: 배터리 1090: 신호 라인
1100: 스마트 폰 1101: 스마트 폰 바디
1110: 스마트 폰 메인보드 1111: 메인보드 절연층
1112: 메인보드 배선 1120: 부품
1130: 스마트 폰 카메라 2200: 팬-인 반도체 패키지
2220: 반도체 칩 2221: 바디
2222: 접속패드 2223: 패시베이션막
2240: 연결부재 2241: 절연층
2242: 재배선층 2243: 비아
2250: 패시베이션층 2260: 언더범프금속층
2270: 솔더볼 2280: 언더필 수지
2290: 몰딩재 2500: 메인보드
2301: 인터포저 기판 2302: 인터포저기판
2100: 팬-아웃 반도체 패키지 2120: 반도체 칩
2121: 바디 2122: 접속패드
2140: 연결부재 2141: 절연층
2142: 재배선층 2143: 비아
2150: 패시베이션층 2160: 언더범프금속층
2170: 솔더볼 100A: 안테나 기판
500A~500E: 안테나 모듈 110: 코어층
111: 절연층 112: 배선층
113a, 113b: 접속비아층 120: 패시베이션층
130: 봉합재 150: 금속층
221, 222: 반도체 칩 300: 부품 모듈
310, 320, 330: 수동부품 350: 봉지층
400: 연결부 411: 연결 절연층
412: 연결 배선층 413: 연결 비아
420: 접속층

Claims

코어층, 상기 코어층의 양면 상에 배치되는 복수의 절연층들, 및 안테나 패턴을 포함하는 복수의 배선층들을 포함하며, 하면으로부터 리세스된 제1 및 제2 리세스부를 갖는 안테나 기판;
상기 제1 리세스부에 배치되는 수동부품;
상기 제2 리세스부에 배치되며, 접속패드가 배치된 활성면 및 상기 활성면의 반대측에 배치된 비활성면을 갖는 반도체 칩;
상기 반도체 칩 및 상기 수동부품의 적어도 일부를 봉합하는 봉합재; 및
상기 반도체 칩의 활성면 상에 배치되며, 상기 반도체 칩의 접속패드와 전기적으로 연결된 재배선층을 포함하는 연결부를 포함하고,
상기 수동부품은 상기 반도체 칩보다 두께가 두껍고, 상기 제1 리세스부는 상기 제2 리세스부보다 깊이가 깊은 안테나 모듈.
제1 항에 있어서,
상기 배선층들은 상기 제1 및 제2 리세스부의 바닥면에 배치되는 스타퍼층을 더 포함하는 안테나 모듈.
제1 항에 있어서,
상기 제1 리세스부는 상기 코어층을 관통하는 안테나 모듈.
제1 항에 있어서,
상기 제2 리세스부는 상기 코어층의 하면까지 연장되는 안테나 모듈.
제1 항에 있어서,
상기 제2 리세스부는 상기 코어층의 하부에서 상기 절연층의 일부까지 연장되는 안테나 모듈.
제1 항에 있어서,
상기 안테나 기판은 상기 제1 및 제2 리세스부와 다른 깊이를 갖는 제3 리세스부를 더 갖고,
상기 제3 리세스부에 배치되는 전자부품을 더 포함하는 안테나 모듈.
제1 항에 있어서,
상기 안테나 기판은, 상기 제1 및 제2 리세스부의 내측벽에 배치되는 금속층을 더 포함하는 안테나 모듈.
제1 항에 있어서,
상기 코어층은 상하로 이격되어 배치되는 제1 및 제2 코어층들을 포함하는 안테나 모듈.
제8 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 리세스부 중 적어도 하나는 상기 제1 및 제2 코어층들 중 적어도 하나의 하면까지 연장되는 안테나 모듈.
제1 항에 있어서,
상기 제2 리세스부에, 상기 반도체 칩으로부터 이격되어 상기 반도체 칩과 나란히 배치되는 전자부품을 더 포함하는 안테나 모듈.
제1 항에 있어서,
상기 반도체 칩의 하면은 상기 수동부품의 하면과 공면을 이루는 안테나 모듈.
제1 항에 있어서,
상기 안테나 기판은 상기 제1 및 제2 리세스부와 다른 깊이를 갖는 제3 리세스부를 더 갖고,
상기 제3 리세스부에 배치되며, 서로 다른 두께를 갖는 전자부품들을 포함하는 부품 모듈을 더 포함하는 안테나 모듈.
제12 항에 있어서,
상기 부품 모듈은, 상기 전자부품들의 적어도 일부를 둘러싸는 봉지층을 더 포함하는 안테나 모듈.
안테나 패턴을 포함하며, 하면으로부터 리세스된 제1 및 제2 리세스부를 갖는 안테나 기판;
상기 안테나 기판의 제1 리세스부에 배치되며, 접속패드가 배치된 활성면 및 상기 활성면의 반대측에 배치된 비활성면을 갖는 반도체 칩;
상기 안테나 기판의 제2 리세스부에 배치되는 적어도 하나의 수동부품;
상기 반도체 칩 및 상기 수동부품의 적어도 일부를 봉합하는 봉합재; 및
상기 제1 및 제2 리세스부의 바닥면 전체에 배치되는 스타퍼층을 포함하는 배선층을 포함하는 안테나 모듈.
제14 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 수동부품의 적어도 일부를 둘러싸는 봉지층을 더 포함하고,
상기 적어도 하나의 수동부품은 상기 봉지층에 의해 봉지되어 하나의 부품 모듈 형태로 상기 제2 리세스부에 배치되는 안테나 모듈.
제14 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 수동부품의 두께는 상기 반도체 칩의 두께보다 두꺼우며, 상기 적어도 하나의 수동부품의 하면은 상기 반도체 칩의 하면과 공면을 이루는 안테나 모듈.