KR100691629B1 - 금속벽을 이용한 고주파 모듈 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 접지부를 갖는 기판과, 상기 기판상에 실장된 복수개의 표면 실장 소자와, 상기 기판상의 접지부에 연결되는 금속벽과, 상기 표면 실장 소자 및 상기 금속벽을 밀봉하고 상기 금속벽의 상부 표면이 노출되도록 형성된 수지 몰딩부와, 상기 수지 몰딩부의 상면에 상기 금속벽의 상부 표면과 접촉되도록 형성되는 금속 박막을 포함하는 고주파 모듈 및 그 제조 방법을 제공한다.
고주파 모듈(high frequency module), 금속벽(metal wall), 홈부(opening)

Description

금속벽을 이용한 고주파 모듈 및 그 제조 방법{HIGH FREQUENCY MODULE USING METAL-WALL AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
도1a 및 도1b는 종래 기술에 의한 쉴딩 구조의 단면도이다.
도2a 및 도2b는 본 발명의 일 실시형태에 따른 금속벽 구조를 갖는 고주파 모듈의 사시도 및 금속벽의 정면도이다.
도3a 및 도3b는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 고주파 모듈의 분해 사시도 및 평면도이다.
도4a 내지 도4d는 본 발명에 따른 고주파 모듈의 제조공정에 대한 순서도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
21 : 기판 22 : 표면 실장 소자
24 : 수지 몰딩부 25 : 금속 박막
26 : 금속벽 47 : 주형틀
본 발명은 고주파 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 더 상세하게는 고주파 모듈의 차폐구조 형성시 금속벽(metal-wall)을 이용하여 금속 차폐막을 접지시킨 고주파 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
휴대전화 등의 이동 통신 기기에 이용되는 고주파 모듈에서는, 기판상의 고주파 반도체 소자와 주변회로로 이루어진 고주파 회로가 형성된다.
일반적으로 전자기기에 전류가 흐르고 있으면 전류의 주위에 전계와 자계가 유도되어 전위차에 의해 공간이 생긴다. 이때, 전계가 시간적으로 변화하면 그 주위에 전자계를 발생시킨다. 즉, 기기가 유도하는 바와 상관없이 전류가 흘러 불필요한 에너지인 전자파 잡음을 발생시킨다.
이렇게 발생된 전자파 잡음이 전달경로를 통해 다른 기기로 전달되면 기기의 성능이 저하되어 오작동을 발생시키는 원인이 된다.
이러한 전자파 잡음의 차폐 및 반도체 소자의 보호를 위해 차폐막을 형성하는 쉴딩(shielding)공법이 사용되고 있다.
도1a 및 도1b는 종래기술에 의한 차폐구조를 나타낸다.
도1a는 금속캡(metal cap)(13)을 이용하여 기판(11)상의 표면 실장 소자(12)를 쉴딩한 고주파 모듈의 단면도이다.
금속캡(13)을 얇게 하면, 금속캡(13)의 강도를 유지할 수 없고 쉽게 휘어져 서 고주파 반도체 소자와 접촉할 우려가 있다. 금속캡(13)과 고주파 반도체 소자와의 접촉에 의한 쇼트를 방지하기 위해, 금속캡(13)의 아래쪽에는 금속캡(13)의 휘어짐을 고려한 일정한 공간을 필요로 한다. 일예를 들면, 금속캡의 두께를 100㎛ 정도로 할 필요가 있고, 내부의 공간을 80㎛ 정도로 설계할 필요가 있다. 이러한 물리적인 부피 때문에 고주파 모듈의 소형화에 한계가 있다.
도1b는 수지 몰딩 후 금속 박막(15)을 이용해 차폐막을 형성하는 고주파 모듈의 단면도이다.
고주파 반도체 소자(12)가 실장된 기판(11)상에 반도체 소자(12)를 밀봉하도록 몰딩한 후 몰딩부(14) 표면에 금속 박막(15)을 이용하여 차폐막을 형성하였다.
이러한 경우, 상기 금속캡을 사용할 경우에 비해 물리적인 부피는 감소되지만, 상기 몰딩부 표면에 형성된 금속박막이 상기 기판상의 접지부에 연결되지 아니하여 전자파 차폐효과가 미비하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 일목적은 고주파 모듈의 소형화가 가능하고 몰딩부 표면에 형성된 차폐용 금속박막의 전자파 차폐효과를 개선하기 위한 고주파 모듈의 구조를 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 고주파 모듈의 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명은, 접지부를 갖는 기판과, 상기 기판상에 실장된 복수개의 표면 실장 소자와, 상기 기판상의 접지부에 연결되는 금속벽과, 상기 표면 실장 소자 및 상기 금속벽을 밀봉하고 상기 금속벽의 상부 표면이 노출되도록 형성된 수지 몰딩부 및 상기 수지 몰딩부의 상면에 상기 금속벽의 상부 표면과 접촉되도록 형성된 금속 박막을 포함하는 고주파 모듈을 제공한다.
상기 금속벽은, 상기 복수개의 표면 실장 소자 중 일부를 다른 표면 실장 소자와 상기 기판상에서 공간적으로 격리하기 위해, 상기 표면 실장 소자들 사이에 위치할 수도 있다.
상기 금속벽은, 상기 표면 실장 소자의 실장 위치에 따라 절곡부를 갖는 것이 바람직하다.이때, 상기 금속벽은 양단이 상기 기판의 측면까지 연장될 수도 있다. 이는 금속벽 자체로서 표면 실장 소자 사이에 위치함으로써, 소자 자체에서 방사되는 전자파에 의한 간섭효과를 차단할 수 있는 효과를 갖는다.
상기 금속벽은, 유동성 물질의 통로로 제공될 수 있는 홈부를 가질 수 있다.
상기 홈부는, 상기 금속벽의 상부에 위치할 수 있다. 또한 상기 홈부는 표면 실장 소자의 실장 높이를 초과하는 위치에 형성되는 것이 바람직하다.
바람직하게는 상기 금속벽은, 상기 평판구조의 메인보드와 상기 메인보드의 상부에 복수개의 핑거 보드가 부착된 피뢰침 구조인 것을 사용할 수 있다. 이는 액 상의 몰딩 물질을 주입하여 몰딩부를 형성하는 공정에서 상기 금속벽에 의한 몰딩물질의 유입 방해를 최소화할 수 있다.
또한 본 발명은 접지부를 갖는 기판상에 복수개의 표면 실장 소자를 실장하는 단계와, 상기 접지부에 연결되도록 상기 표면 실장 소자들의 실장 높이를 초과하는 금속벽을 상기 기판상에 실장하는 단계와, 상기 표면 실장소자 및 상기 금속벽을 밀봉하며 상기 금속벽의 상면이 표면에 노출되도록 몰딩(molding)부를 형성하는 단계 및 상기 금속벽의 상면과 접촉하도록 상기 몰딩부의 표면에 금속박막을 형성하는 단계를 포함하는 고주파 모듈 제조방법을 제공한다.
바람직하게는 상기 몰딩부를 형성하는 단계는, 액상의 몰딩 물질을 주입하는 단계 및 상기 금속벽의 상면이 상기 몰딩부의 표면에 노출되도록 연마(polishing)하는 단계를 포함할 수 있다.
이하 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 상세하게 설명하겠다.
도2a 및 도2b는 본 발명의 실시예에 따른 금속벽을 이용한 고주파 모듈의 사시도 및 금속벽의 정면도이다.
도2a를 참조하면, 기판(21)상에 반도체 소자들(22) 및 금속벽(26)이 실장되어 있고 상기 소자들(22) 및 금속벽(26)을 밀봉하는 수지 몰딩부(24)의 상부에 금 속박막(25)이 형성되어 있다.
기판(21)에는 접지부(미도시)가 내부 혹은 표면에 형성되어 있다.
기판(21)상에 실장된 소자들(22)은 기판(21)상의 회로(미도시)에 의해 서로 연결되어 있으며, 각자 다양한 기능을 수행한다.
또한 수지 몰딩부(24)에 의해 고주파 반도체 소자나 전자부품을 기밀하게 밀봉하면, 금속캡을 사용할 때보다 내습성, 내충격성 등의 특성이 향상된다. 또한 금속캡은 납땜공정을 필요로 하나 절연성 수지를 이용하면 이와 같은 납땜 공정이 불필요해진다. 몰딩부(24)의 재료는 본 발명의 목적이 달성되는 범위 내에서 특별한 제한이 없으며, 예컨데, 몰딩부로는 에폭시 수지 등의 열경화성 수지를 이용할 수 있다.
몰딩부(24)를 형성하는 방법에도 특별한 제한은 없으며, 트랜스퍼 몰드, 인쇄, 사출 성형 등에 의해 형성할 수 있다. 금속벽에 홈부를 갖는 본 발명의 특징을 고려하면, 액상의 몰딩물질을 주입하는 방법에 의해 상기 몰딩부를 형성하는 것이 바람직하다.
몰딩부(24)의 표면에 형성된 금속박막(25)은, 예컨데, 증착, 스퍼터링, 도금 등 각종의 박막 형성법을 적용하여 형성될 수 있다. 금속박막(25)의 재료로는 금, 은, 동, 니켈 등을 이용할 수 있다. 이러한 금속박막은 단층으로 제한되지 않고 다층으로 구성될 수 있다.
도면에서 금속벽(26)은, 금속박막(25)과 기판(21)상의 접지부를 전기적으로 연결하고 있다. 금속 박막(25)만으로도 어느 정도 전자파 차폐 효과를 기대할 수 있으나, 금속 박막(25)이 접지부에 연결됨으로서 차폐효과를 개선시킬 수 있다.
금속벽(26)은 표면 실장 반도체 소자(22) 사이에 위치하고 있으며, 기판(21)의 일측면과 대향하는 타측면을 양단으로 하고 있다. 이와 같이 금속벽(26)을 반도체 소자들 사이에 위치시키고 기판(21)을 종단하는 형태를 취한 것은, 실장된 반도체 소자(22)를 기판(21)상에서 공간적으로 격리시킴으로써 반도체 소자들의 전자파 방사에 의한 상호 간섭효과를 차단할 수 있기 때문이다.
금속벽(26)은, 그 하부는 평판구조의 메인보드로 되어 있고, 그 상부는 복수개의 핑거(finger) 보드가 부착되어 복수개의 홈부를 갖는 피뢰침 구조로 형성되어 있다. 이러한 홈부의 역할은, 금속벽(26)의 실장후 유동성 몰딩 물질을 유입시켜 상기 반도체 소자들을 몰딩하는 공법을 사용할 경우에, 상기 홈부를 통해 몰딩 물질이 유동 가능하므로, 몰딩 물질의 유입방향에 상관없이 기판(21)상에 몰딩 물질이 균일하게 분포되도록 하는 것이다.
바람직하게는, 금속벽(26)은 표면 실장 소자들의 사이에 위치하여 상기 소자들간의 차단막을 형성하고, 실장 소자들의 실장 높이를 초과하는 상부에 홈부가 형성될 수 있다. 이는 금속벽 자체로 인한 전자파 차폐효과를 최대화 하면서, 몰딩물질의 유동을 가능하게 한다.
도2b는 본 발명의 도2a에서 고주파 모듈 내의 금속벽(26)의 정면도이다.
도2b를 참조하면, 금속벽(26)은 평판구조를 갖는 메인보드(26b)와 복수개의 핑거보드(26a)를 갖는 상부로 구성된다. 금속벽의 하부(26b)와 상부(26a)는 각각 h2 과 h1 의 높이를 갖는다.
금속벽의 하부(26b)는 기판(21)상의 접지부에 연결되며, 금속벽의 상부(26a)는 그 상부 표면이 금속 박막(25)과 접촉하여 금속 박막(25)이 접지부에 전기적으로 연결되도록 한다.
금속벽(26) 자체로서 실장 소자간의 전자파 차폐 효과를 높이기 위해서, 금속벽(26)의 너비(L)는 표면 실장 소자(22)의 폭을 초과하고, 금속벽 하부(26b)의 높이(h2)는 표면 실장 소자의 높이(H)를 초과하는 것이 바람직하다.
또한, 금속벽 상부(26a)에 있는 홈부의 형태는 다양한 형태로 구현 될 수 있다.
도3a 및 도3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 고주파 모듈의 분해 사시도 및 평면도이다.
도3a 및 도3b를 참조하면, 표면 실장 소자 A 와 B 사이에 금속벽(36)이 위치할 뿐만 아니라, 표면 실장 소자 B 와 C 사이에도 금속벽(36)이 위치하도록 금속벽(36)의 형태를 절곡부를 갖도록 구현하였다.
또한 본 발명의 실시 형태에 의하면, 기판(31)상에 실장 소자(32)를 밀봉하 기 위한 몰딩부가 형성되어야 하지만, 도3a 및 도3b는 금속벽의 구조를 설명하기 위한 것으로서, 설명의 편의를 위해서 소자(32)를 밀봉하는 수지 몰딩부는 도시하지 아니하였다. 또한 금속박막(35)은 금속벽(36)의 상면에 접촉되어야 하지만, 도3a 에서는 금속 박막(35)이 금속벽(36)의 상면과 분리된 상태로 도시하였고, 도 3b 에서는 금속 박막(35)을 제거한 상태에서의 평면도를 도시하였다.
이와 같이 절곡부를 갖는 금속벽(36)을 사용함으로써, 표면 실장 소자(32) 사이의 격리를 더 보강할 수 있어서 실장 소자 사이의 전자파 차폐효과를 높일 수 있다.
이와 같이 기판상에 실장되는 금속벽의 형태는 다양하게 구현될 수 있다.
도4a 내지 도4d는 본 발명의 일 실시형태에 따른 고주파 모듈의 제조 공정의 순서도이다.
도4a를 참조하면, 접지부가 형성된 기판(41)상에 반도체 소자들(42)이 표면 실장된다. 이때, 상기 소자들은 전기적으로 연결된 회로를 구성한다.
도4b를 참조하면, 금속벽(46)이 기판(41)상의 접지부와 연결되도록 실장된다. 여기서 금속벽(46)의 높이는 몰딩 공정후에 금속 박막과 연결되어야 하기 때문에 표면 실장 소자(42)들의 실장 높이를 초과하는 것이 바람직하다.
금속벽(46)은, 복수개의 표면 실장 소자중 일부를 다른 표면 실장 소자와 기판상에서 공간적으로 격리하기 위해, 표면 실장 소자들 사이에 위치하도록 배치될 수 있다. 이는 표면 실장 소자에서 방출되는 전자기파에 의한 간섭효과를 금속벽(46)이 차단하기 위함이다.
바람직하게는, 금속벽(46)은 양단이 상기 기판의 측면까지 연장될 수 있고 표면 실장 소자(42)의 실장 위치에 따라 절곡부를 가질 수 있다.
또한, 금속벽(46)은 유동성 물질의 통로로 제공될 수 있는 홈부를 가질 수 있다. 이는 몰딩 공정시 유동성 몰딩 수지의 유입 방향에 상관없이 상기 몰딩 수지의 균일한 분포를 가능하게 하기 위함이다.
바람직하게는 상기 홈부는 표면 실장 소자(42)의 실장 높이를 초과하는 상부에 위치할 수 있다. 이는 몰딩 수지의 유입을 방해하지 않을 뿐만 아니라 표면 실장 소자간의 전차파 차폐효과를 극대화 할 수 있다.
도4c를 참조하면, 기판(41)의 각각의 측면부에 유동성을 가지는 몰딩 수지가 기판 밖으로 유출되는 것을 막기위해 주형틀(47)이 형성되고 주형틀(47)의 내부에 몰딩 물질을 유입시켜 몰딩부(44)를 형성한다.
이때, 몰딩부(44)의 표면에 금속벽(46)의 상면이 노출되도록 하여야한다. 바람직하게는, 유동성을 갖는 몰딩물질을 상기 주형틀에 주입하고, 몰딩물질이 경화된 후 연마(polishing) 공정을 통하여 금속벽(46)의 상부 표면이 몰딩부(44)의 상면에 노출되도록 할 수 있다.
도4d를 참조하면, 주형틀(47)을 제거하고 몰딩부(44)의 표면상에 전자파 차폐를 위한 금속 박막(45)이 형성된다. 여기서 금속 박막(45)이 형성되는 방법으로 는, 증착, 스퍼터링, 도금 등 각종 박막 형성법을 적용하여 형성될 수 있다.
이와 같이, 본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 즉, 몰딩부 내부에 형성되는 금속벽의 형태 및 홈부의 위치등은 다양하게 구현될 수 있다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
본 발명에 따른 고주파 모듈은, 몰딩부 표면에 형성되는 금속 박막을 기판상의 접지부와 연결되도록 몰딩부 내부에 금속벽을 형성함으로써, 금속 박막의 전자파 차폐효과를 개선시킬 수 있다.
또한 상기 금속벽을 표면 실장 소자 사이에 위치시킴으로써 실장 소자 자체의 전자파 차폐 효과를 얻을 수 있고, 상기 몰딩부 내부에 형성되는 금속벽에 홈부를 형성함으로써 몰딩공정시 상기 금속벽의 방해를 최소화 할 수 있어 몰딩 공정이 용이해진다.

Claims (17)

  1. 접지부를 갖는 기판;
    상기 기판상에 실장된 복수개의 표면 실장 소자;
    상기 기판상의 접지부에 연결되는 금속벽;
    상기 표면 실장 소자 및 상기 금속벽을 밀봉하고 상기 금속벽의 상부 표면이 노출되도록 형성된 수지 몰딩부; 및
    상기 수지 몰딩부의 상면에 상기 금속벽의 상부 표면과 접촉되도록 형성된 금속 박막을 포함하는 고주파 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 금속벽은,
    상기 복수개의 표면 실장 소자 중 일부를 다른 표면 실장 소자와 상기 기판상에서 공간적으로 격리하기 위해, 상기 표면 실장 소자들 사이에 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 금속벽은,
    양단이 상기 기판의 측면까지 연장되는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속벽은,
    상기 표면 실장 소자의 실장 위치에 따라 절곡부를 갖는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 금속벽은,
    유동성 물질의 통로로 제공될 수 있는 홈부를 갖는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 홈부는,
    상기 금속벽의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 홈부는,
    상기 표면 실장 소자들의 실장 높이를 초과하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 금속벽은,
    평판구조의 메인보드와 상기 메인보드의 상부에 복수개의 핑거 보드가 부착된 피뢰침 구조인 것을 특징으로 하는 고주파 모듈.
  9. 접지부를 갖는 기판상에 복수개의 표면 실장 소자를 실장하는 단계;
    상기 접지부에 연결되도록 상기 표면 실장 소자들의 실장 높이를 초과하는 금속벽을 상기 기판상에 실장하는 단계;
    상기 표면 실장소자 및 상기 금속벽을 밀봉하며 상기 금속벽의 상면이 표면에 노출되도록 몰딩(molding)부를 형성하는 단계; 및
    상기 노출된 금속벽의 상부 표면과 접촉하도록 상기 몰딩부의 상면에 금속박막을 형성하는 단계를 포함하는 고주파 모듈 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 몰딩부를 형성하는 단계는,
    액상의 몰딩 물질을 주입하는 단계; 및
    상기 몰딩 물질이 경화된 후에 상기 금속벽의 상면이 상기 몰딩부의 표면에 노출되도록 연마(polishing)하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 금속벽은,
    상기 복수개의 표면 실장 소자 중 일부를 다른 표면 실장 소자와 상기 기판상에서 공간적으로 격리하기 위해, 상기 표면 실장 소자들 사이에 위치하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 금속벽은,
    양단이 상기 기판의 측면까지 연장되는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈 제조 방법.
  13. 제9항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속벽은,
    상기 표면 실장 소자의 실장 위치에 따라 절곡부를 갖는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈 제조 방법.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 금속벽은,
    유동성 물질의 통로로 제공될 수 있는 홈부를 갖는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 홈부는,
    상기 금속벽의 상부에 위치하는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 홈부는,
    상기 표면 실장 소자들의 실장 높이를 초과하는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 고주파 모듈 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 금속벽은,
    평판구조의 메인보드와 상기 메인보드의 상부에 복수개의 핑거 보드가 부착된 피뢰침 구조인 것을 특징으로 하는 고주파 모듈 제조 방법.
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