KR20070022989A - Radio Frequency accumulated module and production method of circuit board of heat sink type for Radio Frequency accumulated module - Google Patents

Radio Frequency accumulated module and production method of circuit board of heat sink type for Radio Frequency accumulated module Download PDF

Info

Publication number
KR20070022989A
KR20070022989A KR1020050077100A KR20050077100A KR20070022989A KR 20070022989 A KR20070022989 A KR 20070022989A KR 1020050077100 A KR1020050077100 A KR 1020050077100A KR 20050077100 A KR20050077100 A KR 20050077100A KR 20070022989 A KR20070022989 A KR 20070022989A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
power amplifier
heat dissipation
substrate
heat
via hole
Prior art date
Application number
KR1020050077100A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101163777B1 (en
Inventor
박경철
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020050077100A priority Critical patent/KR101163777B1/en
Publication of KR20070022989A publication Critical patent/KR20070022989A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101163777B1 publication Critical patent/KR101163777B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0201—Thermal arrangements, e.g. for cooling, heating or preventing overheating
    • H05K1/0203—Cooling of mounted components
    • H05K1/0204—Cooling of mounted components using means for thermal conduction connection in the thickness direction of the substrate
    • H05K1/0206—Cooling of mounted components using means for thermal conduction connection in the thickness direction of the substrate by printed thermal vias
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00—Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/34—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation ; Temperature sensing arrangements
    • H01L23/36—Selection of materials, or shaping, to facilitate cooling or heating, e.g. heatsinks
    • H01L23/373—Cooling facilitated by selection of materials for the device or materials for thermal expansion adaptation, e.g. carbon
    • H01L23/3737—Organic materials with or without a thermoconductive filler

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)
  • Transmitters (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

본 발명은 RF집적모듈에 구비되는 전력증폭단에서 발생되는 열로 인한 인접 소자의 손상을 최소화하기 위한 기판 구조에 관한 것으로서, 본 발명에 의한 RF집적모듈은 전력증폭단, 송신단, 스위치단 및 필터단을 포함하는 모듈로서, 상기 구성부들을 실장시키고, 상기 구성부 저면측 전극을 연결하는 적어도 하나 이상의 비아홀이 형성되며, 상기 비아홀이 단층 상에서 포함되도록 소정 영역에 열방출패턴이 형성되는 기판을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a substrate structure for minimizing damage to an adjacent element due to heat generated in a power amplifier stage provided in the RF integrated module, the RF integrated module according to the present invention includes a power amplifier stage, a transmitter stage, a switch stage, and a filter stage. A module comprising: a substrate on which the component parts are mounted and at least one via hole connecting the bottom electrode of the component part is formed, and a heat dissipation pattern is formed in a predetermined region so that the via hole is included on a single layer. It is done.

또한, 본 발명에 의한 RF집적모듈의 상기 열방출패턴은 20 마이크로 미터 이하의 두께로 형성되고, 각 구성부들을 연결하는 신호선과 적어도 λ/40 이상의 이격 거리를 가지도록 면적이 결정되는 것을 특징으로 한다.In addition, the heat emission pattern of the RF integrated module according to the present invention is formed with a thickness of 20 micrometers or less, the area is determined to have a separation distance of at least λ / 40 or more with the signal line connecting each component do.

본 발명에 의하면, 이동통신부품이 모듈화, 집적화, 소형화되는 기술 추세에 있어서 비아홀을 통한 열전도 구조를 개선시킴으로써 회로소자, 특히 전력증폭소자로부터 발생되는 열로 인한 인접회로의 기능 이상을 방지할 수 있는 효과가 있다. 또한, 기판 제조 비용의 증가없이 열방출 구조를 구현할 수 있고, RF집적모듈을 이루는 모든 소자에 개별적으로 적용할 수 있는 열전도 구조를 제공할 수 있게 된다.Advantageous Effects of Invention According to the present invention, in the trend of technology in which mobile communication components are modularized, integrated, and miniaturized, an effect of preventing malfunction of adjacent circuits due to heat generated from circuit elements, particularly power amplifiers, is improved by improving the heat conduction structure through via holes. There is. In addition, it is possible to implement a heat dissipation structure without increasing the substrate manufacturing cost, it is possible to provide a heat conduction structure that can be individually applied to all the elements of the RF integrated module.

Description

ＲＦ집적모듈 및 ＲＦ집적모듈의 열방출형 기판 제조 방법{Radio Frequency accumulated module and production method of circuit board of heat sink type for Radio Frequency accumulated module}Radio frequency accumulated module and production method of circuit board of heat sink type for Radio Frequency accumulated module

도 1은 종래의 GSM RF 싱글 패키지 모듈의 구조를 개략적으로 도시한 상면도.1 is a top view schematically showing the structure of a conventional GSM RF single package module.

도 2는 종래의 GSM RF 싱글 패키지 모듈 중에서 전력증폭단 블럭의 구조를 도시한 측단면도.Figure 2 is a side cross-sectional view showing the structure of a power amplifier block of a conventional GSM RF single package module.

도 3은 종래의 GSM RF 싱글 패키지 모듈에 구비되는 RF 쏘우(SAW) 필터의 온도에 따른 전기적 특성 변화를 도시한 그래프.3 is a graph showing a change in electrical characteristics according to the temperature of the RF saw (SAW) filter provided in a conventional GSM RF single package module.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 RF집적모듈 중에서 전력증폭단 블럭의 구조를 도시한 측단면도.Figure 4 is a side cross-sectional view showing the structure of a power amplifier block of the RF integrated module according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 RF집적모듈의 전력증폭단 블럭에 형성되는 열방출패턴의 형태를 예시적으로 도시한 상면도.5 is a top view exemplarily illustrating a form of a heat dissipation pattern formed in a power amplifier block of an RF integrated module according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 RF집적모듈의 열방출형 기판 제조 방법을 도시한 흐름도.6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a heat dissipating substrate of an RF integrated module according to an embodiment of the present invention.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

220: 전력증폭단 블록 221: 전력증폭단220: power amplifier block 221: power amplifier

222: 몰딩부 223: 본딩 와이어222: molding part 223: bonding wire

224a: 탑(top)층 224b: 중간층224a: top layer 224b: intermediate layer

224c: 바텀(boottom)층 225: 비아홀224c: boottom layer 225: via hole

226a, 226b: 전극 패턴 227a, 227b: 열방출패턴226a, 226b: electrode pattern 227a, 227b: heat dissipation pattern

본 발명은 RF집적모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 RF집적모듈에 구비되는 전력증폭단에서 발생되는 열로 인한 인접 소자의 손상을 최소화하기 위한 기판 구조에 관한 것이다.The present invention relates to an RF integrated module, and more particularly, to a substrate structure for minimizing damage to an adjacent device due to heat generated in a power amplifier stage provided in the RF integrated module.

최근, 휴대폰, 무선랜 등과 같은 이동통신단말기에는 RF통신모듈을 이루는 각 구성부들이 존재하며, 이들은 일반적으로 프론트 앤드 모듈(FEM; Front End Module)의 집적모듈의 형태로 제작된다.Recently, mobile communication terminals such as mobile phones and wireless LANs have respective components constituting the RF communication module, which are generally manufactured in the form of an integrated module of a front end module (FEM).

여기서, 프론트 앤드 모듈이란 이동통신단말기 상에 사용되는 전파 신호를 제어하는 송수신 장치로서, 여러 가지 전자 부품이 하나의 기판 상에 일련적으로 구현되어 그 집적 공간이 최소화된 복합 부품을 의미한다.Here, the front end module is a transmission / reception apparatus for controlling radio signals used on a mobile communication terminal, and refers to a composite component in which various electronic components are serially implemented on a single substrate, thereby minimizing its integration space.

상기 프론트 앤드 모듈이 사용되는 이동통신시스템 중에서 일반적인 GSM 이동통신시스템에 대하여 살펴보면 다음과 같다.A general GSM mobile communication system among the mobile communication systems using the front end module is as follows.

GSM은 유럽을 포함한 기타 지역에서 광범위하게 사용되고 있는 디지털 이동통신시스템으로서 시분할 다중접속(TDMA: Time Division Multiple Access)의 일종 인데, 이는 TDMA, CDMA(Code Division Multiple Access)와 함께 가장 널리 사용되는 3개의 디지털 무선전화기술 중 하나이다.GSM is a digital mobile communication system widely used in other regions including Europe. It is a type of time division multiple access (TDMA), which is the three most widely used together with TDMA and code division multiple access (CDMA). It is one of the digital wireless telephone technologies.

GSM은 데이터를 디지털화하고 압축한 다음, 사용자 데이터와 함께 채널을 통하여 송출하며, 각각의 데이터는 고유한 시간대에 송출된다. GSM은 850 MHz, 900 MHz 및 1800 MHz, 1900MHz의 주파수 대역에서 모두 동작할 수 있으므로, 보통 그 시스템은 4대역 GSM 시스템이라고 일컬어진다.The GSM digitizes and compresses the data and then sends it along the channel along with the user data, each of which is sent in a unique time zone. Since GSM can operate in the frequency bands of 850 MHz, 900 MHz and 1800 MHz, 1900 MHz, the system is commonly referred to as a four-band GSM system.

도 1은 종래의 GSM RF 싱글 패키지 모듈의 구조를 개략적으로 도시한 상면도이고, 도 2는 종래의 GSM RF 싱글 패키지 모듈 중에서 전력증폭단 블럭의 구조를 도시한 측단면도이다.1 is a top view schematically illustrating the structure of a conventional GSM RF single package module, and FIG. 2 is a side cross-sectional view illustrating a structure of a power amplifier block of a conventional GSM RF single package module.

도 1에 의하면, 종래의 GSM RF 싱글 패키지 모듈은 전력증폭단 블록(120), 송신단 블록(140), 스위치단 블록(160) 및 필터단 블록(180)을 포함하여 이루어지는데, 도 2에서 전력증폭단 블록(120)이 구현되듯이 각 블록들은 기판 상에서 해당 소자들이 실장되어 구성된다.According to FIG. 1, the conventional GSM RF single package module includes a power amplifier block 120, a transmitter block 140, a switch block 160, and a filter block 180. As the block 120 is implemented, each block is configured by mounting the corresponding elements on the substrate.

상기 송신단 블록(140)은 다수개의 GSM대역의 주파수를 처리하고, 교신 채널을 설정하여 무선망을 구성하며, GSM통신의 송신을 제어하는 기능을 수행한다.The transmitting end block 140 processes a frequency of a plurality of GSM bands, establishes a communication channel to configure a wireless network, and performs a function of controlling transmission of GSM communication.

또한, 상기 전력증폭단 블록(120)은 구동증폭기 및 전력증폭기를 구비하여 900MHz 대역 및 1800MHz 대역의 주파수를 처리한다.In addition, the power amplifier block 120 includes a driving amplifier and a power amplifier to process frequencies in the 900MHz band and 1800MHz band.

이때, 구동증폭기는 송신단 블록(140)으로부터 출력된 신호를 증폭함에 있어서 이득(gain)을 조절하여 출력이 허용 수준을 넘지 않도록 하고, 전력증폭기는 출력단에 대량의 전류를 제공하여 전력을 상승시키는 기능을 한다.In this case, the driving amplifier adjusts a gain in amplifying the signal output from the transmitting end block 140 so that the output does not exceed the allowable level, and the power amplifier increases the power by providing a large amount of current to the output end. Do it.

상기 스위치단 블록(160)은 다수개의 GSM대역 주파수를 스위칭하여 필터단 블록(180)으로 전달하고, 상기 필터단 블록(180)은 다수개의 쏘우(SAW) 필터를 구비하여 해당 주파수 대역의 GSM신호만을 통과시킨다.The switch stage block 160 switches a plurality of GSM band frequencies to pass to the filter stage block 180, and the filter stage block 180 includes a plurality of SAW filters to provide GSM signals of the corresponding frequency bands. Pass the bay.

이때, 상기 스위치단 블록(160)은 전술한 900MHz 및 1800MHz 대역의 전력증폭단 블록(120)의 송출신호를 분리하여 상기 송신단 블록(140)이 처리한 해당 주파수를 안테나를 통하여 송출되도록 한다.In this case, the switch block 160 separates the transmission signal of the power amplifier block 120 of the above-described 900MHz and 1800MHz band to transmit the corresponding frequency processed by the transmitter block 140 through the antenna.

도 2에 의하면, 상기 전력증폭단 블록(120)은 구리 재질로 형성된 상/하 전극 패턴(126), 다수의 그린 시트(green sheet)로 이루어지는 세라믹층(124), 상기 상/하 전극층(126)을 연결시키는 비아홀(125), 전력증폭단 소자(121), 상기 전력증폭단 소자(121)를 전극과 통전시키는 와이어 본딩(123), 상기 전력증폭단 소자(121) 및 와이어 본딩(123) 상측으로 형성된 몰딩부(122)를 포함하여 이루어진다.2, the power amplifier block 120 includes an upper / lower electrode pattern 126 formed of a copper material, a ceramic layer 124 formed of a plurality of green sheets, and the upper / lower electrode layer 126. Molding via holes 125 connecting the via hole 125, the power amplification device 121, and the wire amplification device 123 to energize the power amplification device 121 with an electrode, and the upper portion of the power amplification device 121 and the wire bonding 123. It comprises a portion 122.

상기 전력증폭단 소자(121)는 RF통신모듈을 구성하는 각 소자 중에서도 발열량이 많은 소자로서, 전력증폭단 소자(121)로부터 발생된 열은 인접 소자들에 악영향을 초래할 수 있다.The power amplifier device 121 is a device that generates a large amount of heat among the devices constituting the RF communication module, and heat generated from the power amplifier device 121 may adversely affect adjacent devices.

특히, 필터단 블록(180)에 포함되는 RF 쏘우 필터의 경우 열에 민감한 특성을 가지므로 열충격에 의한 기능 저하 현상이 심각하다.In particular, the RF saw filter included in the filter block 180 has a heat-sensitive characteristic, so the functional degradation due to thermal shock is serious.

도 3은 종래의 GSM RF 싱글 패키지 모듈에 구비되는 RF 쏘우(SAW) 필터의 온도에 따른 전기적 특성 변화를 도시한 그래프이다.3 is a graph showing a change in electrical characteristics according to the temperature of the RF saw (SAW) filter provided in the conventional GSM RF single package module.

도 3에 의하면, 세 가지 종류의 그래프 라인이 도시되어 있는데, "A" 라인은 25℃의 열에 반응하는 RF 쏘우 필터의 전기적 특성 변화를 도시한 것이고, "B" 라 인은 85℃의 열에 반응하는 RF 쏘우 필터의 전기적 특성 변화를 도시한 그래프이다.According to Fig. 3, three kinds of graph lines are shown, in which the line "A" shows the change in electrical characteristics of the RF saw filter in response to heat of 25 ° C, and the line "B" responds to heat of 85 ° C. It is a graph showing the change in electrical characteristics of the RF saw filter.

또한, "C" 라인은 -30℃의 열에 반응하는 RF 쏘우 필터의 전기적 특성 변화를 도시한 그래프인데, 각 온도 상황에서 전체 주파수 대역에 걸쳐 전기적 특성 변화가 일어나는 것을 확인할 수 있으며, 특히 900MHz 대역의 주파수 신호 상에서의 전기적 특성 변화가 심한 것을 관찰할 수 있다.In addition, the "C" line is a graph showing the electrical characteristic change of the RF saw filter in response to the heat of -30 ℃, it can be seen that the electrical characteristic change occurs over the entire frequency band at each temperature situation, especially in the 900MHz band It can be observed that the electrical characteristic change on the frequency signal is severe.

따라서, 전력증폭단 소자(121)로부터 발생된 열이 인접 소자들로 전달되기 전에 외부로 방출시켜야 하는데, 이를 위하여 전력증폭단 소자(121) 아래의 상층 전극층(126)은 비아홀(125)을 통하여 하층 전극층(126)과 통전되어 열을 전달시키는 구조를 가진다.Therefore, heat generated from the power amplifier device 121 must be discharged to the outside before being transferred to the adjacent devices. For this purpose, the upper electrode layer 126 under the power amplifier device 121 is connected to the lower electrode layer through the via hole 125. It is energized with 126 to transfer heat.

즉, 상기 비아홀(125)은 기판 바닥의 전극층으로 전력증폭단 소자(121)에서 발생된 열을 유도하며(참고로, 이러한 기능을 제공하는 비아홀을 보통 "써멀(thermal) 비아홀"이라고 지칭한다), 이때 비아홀(125)의 개수가 많을 수록, 비아홀(125)의 단면적이 넓을 수록 열방출 유도 효과는 극대화된다.That is, the via hole 125 induces heat generated in the power amplification device 121 to the electrode layer on the bottom of the substrate (for reference, a via hole providing such a function is commonly referred to as a “thermal via hole”). At this time, the larger the number of via holes 125 and the larger the cross-sectional area of the via holes 125, the greater the heat emission induction effect.

그러나, 전력증폭단 소자(121)의 크기가 점차 최소화되는 추세이고, 따라서 비아홀(125)이 형성되는 영역은 좁아지게 되며, 비아홀 제조 공정 기술의 한계로 인하여 열방출 유도에 제한이 생긴다.However, the size of the power amplifier stage 121 is gradually minimized, and thus, the area where the via hole 125 is formed becomes narrow, and the limit of induction of heat emission is generated due to the limitation of via hole manufacturing process technology.

더욱이, 이동통신부품의 모듈화, 집적화, 소형화 추세로 인하여 상기 송신단 블록(140), 전력증폭단 블록(120), 스위치단 블록(160) 및 필터단 블록(180) 등이 집적된 RF모듈로 구성되므로 프론트 앤드 모듈 상에서 전술한 문제점은 더욱 심각 한 결과를 초래할 수 있다.Furthermore, due to the trend toward modularization, integration, and miniaturization of mobile communication components, the transmitting end block 140, the power amplification end block 120, the switch end block 160, and the filter end block 180 are composed of integrated RF modules. The problem described above on the front end module can have more serious consequences.

따라서, 본 발명은 그 사이즈가 점차 축소화되고 다수개의 부품이 집적화되는 RF통신모듈 상에서 비아홀 및 전극층의 기판 구조를 개선시킴으로써, 전력증폭단 소자로부터 발생되는 열을 효과적으로 방출시키고 인접 소자들로 가해지는 열충격을 최소화할 수 있는 RF집적모듈을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.Accordingly, the present invention improves the substrate structure of the via hole and the electrode layer on the RF communication module whose size is gradually reduced in size and integrated with a large number of components, thereby effectively dissipating heat generated from the power amplification device and preventing thermal shock applied to adjacent devices. Its purpose is to provide an RF integrated module that can be minimized.

상기의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 RF집적모듈은 전력증폭단, 송신단, 스위치단 및 필터단을 포함하는 모듈로서, 상기 구성부들을 실장시키고, 상기 구성부 저면측 전극을 연결하는 적어도 하나 이상의 비아홀이 형성되며, 상기 비아홀이 단층 상에서 포함되도록 소정 영역에 열방출패턴이 형성되는 기판을 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the RF integrated module according to the present invention is a module including a power amplifier stage, a transmission stage, a switch stage and a filter stage, at least one for mounting the components, and connecting the bottom electrode of the components The via hole may be formed, and the substrate may include a heat emission pattern formed in a predetermined region so that the via hole is included on a single layer.

또한, 본 발명에 의한 RF집적모듈의 상기 열방출패턴은 금 또는 구리의 열전도성 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the heat emission pattern of the RF integrated module according to the invention is characterized in that it is formed of a thermally conductive material of gold or copper.

또한, 본 발명에 의한 RF집적모듈의 상기 열방출패턴은 20 마이크로 미터 이하의 두께로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the heat emission pattern of the RF integrated module according to the present invention is characterized in that it is formed to a thickness of less than 20 micrometers.

또한, 본 발명에 의한 RF집적모듈의 상기 열방출패턴은 상기 구성부들을 연결하는 신호선과 적어도 λ/40 이상의 이격 거리(상기 "λ"는 상기 구성부들이 처리하는 주파수 파장을 길이로 환산한 수치임)를 두어 형성되는 것을 특징으로 한다.The heat dissipation pattern of the RF integrated module according to the present invention is a signal line connecting the components and a separation distance of at least λ / 40 or more (where “λ” is a numerical value obtained by converting a frequency wavelength processed by the components into a length). It is characterized by being formed).

또한, 본 발명에 의한 RF집적모듈의 상기 열방출패턴은 상기 구성부들을 연결하는 신호선과 적어도 λ/40 이상의 이격 거리를 가지도록 면적이 결정되는 것을 특징으로 한다.In addition, the heat emission pattern of the RF integrated module according to the present invention is characterized in that the area is determined to have a separation distance of at least λ / 40 or more with the signal line connecting the components.

또한, 본 발명에 의한 RF집적모듈의 상기 기판은 다층 구조로서, 상기 열방출패턴이 적어도 하나 이상의 층에 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the substrate of the RF integrated module according to the present invention is a multi-layer structure, characterized in that the heat dissipation pattern is formed on at least one layer.

또한, 본 발명에 의한 RF집적모듈의 상기 비아홀은 상기 전력증폭단 저면측 전극을 연결하고, 상기 열방출패턴은 상기 전력증폭단 저면측으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the via hole of the RF integrated module according to the present invention is connected to the bottom surface side electrode of the power amplifier stage, the heat dissipation pattern is characterized in that formed on the bottom surface side of the power amplifier stage.

상기의 다른 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 RF모듈의 열방출형 기판 제조 방법은 전력증폭단이 실장되도록 기판을 이루는 층들 중에 1개 이상의 열방출패턴이 형성되는 단계; 및 상기 기판의 상층으로부터 하층까지 적어도 하나 이상의 비아홀이 형성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the heat dissipation substrate manufacturing method of the RF module according to the present invention comprises the steps of forming at least one heat dissipation pattern of the layers constituting the substrate so that the power amplifier stage is mounted; And forming at least one via hole from an upper layer to a lower layer of the substrate.

또한, 본 발명에 의한 RF모듈의 열방출형 기판 제조 방법은 상기 기판 상층으로 전극이 형성되는 단계; 및 상기 전극의 상측으로 상기 전력증폭단이 실장되는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, the method of manufacturing a heat-emitting substrate of the RF module according to the present invention comprises the steps of forming an electrode on the substrate; And mounting the power amplifier stage above the electrode.

이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 RF집적모듈 및 RF모듈의 열방출형 기판의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the manufacturing method of the RF integrated module and the heat-dissipating substrate of the RF module according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 RF집적모듈 중에서 전력증폭단 블럭의 구조를 도시한 측단면도이다.4 is a side cross-sectional view showing the structure of a power amplifier block of the RF integrated module according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 RF집적모듈에 대하여 설명하기에 앞서, 본 발명의 실시예는 전술한 바와 같이, 전력증폭단 블록, 송신단 블록, 스위치단 블록 및 필터단 블록을 포함하여 이루어지는 GSM RF 싱글 패키지 모듈인 것으로 하고, 이하에서는 본 발명의 기술적 사상과 관련된 전력증폭단 블록의 구조에 대해서만 언급하기로 한다.Prior to the description of the RF integrated module according to an embodiment of the present invention, the embodiment of the present invention, as described above, a GSM RF single package including a power amplifier block, a transmitter block, a switch block and a filter block It is assumed that the module is a module, and hereinafter, only the structure of the power amplifier block related to the technical idea of the present invention will be described.

도 4에 의하면, 상기 전력증폭단 블록은 상측 전극 패턴(226a), 하측 전극 패턴(226b), 바텀(bottom)층(224c), 중간층(224b), 탑(top)층(224a), 비아홀(225), 제1열방출패턴(227a), 제2열방출패턴(227b), 전력증폭단(221), 본딩 와이어(223) 및 몰딩부(222)를 포함하여 이루어지는데, 상층 전극 패턴(226)은 각 소자의 전극을 연결시키기 위하여 분리된 상태에서 기판의 최상층에 위치되고, 전력증폭단(221)이 실장된다.Referring to FIG. 4, the power amplifier block includes an upper electrode pattern 226a, a lower electrode pattern 226b, a bottom layer 224c, an intermediate layer 224b, a top layer 224a, and a via hole 225. ), A first heat emission pattern 227a, a second heat emission pattern 227b, a power amplifier 221, a bonding wire 223, and a molding unit 222, and the upper electrode pattern 226 is formed. The power amplifier 221 is mounted on the uppermost layer of the substrate in a separated state to connect the electrodes of each device.

상기 전력증폭단(221)은 인근 상측 전극 패턴(226a)과 본딩 와이어(223)를 통하여 통전되고, 본딩 와이어(223) 및 전력증폭단(221)을 보호하기 위하여 플라스틱 재질의 몰딩부(222)가 형성된다.The power amplifier 221 is energized through the adjacent upper electrode pattern 226a and the bonding wire 223, and a molding part 222 made of plastic material is formed to protect the bonding wire 223 and the power amplifier 221. do.

상기 몰딩부(222) 위로는 또한 소자간 전파 간섭을 억제하는 쉴드캔이 더 구비될 수 있다.Above the molding part 222, a shield can may further be provided to suppress radio wave interference between devices.

상기 전력증폭단(221)이 실장된 상측 전극 패턴(226a) 밑의 영역으로는 비아홀(225)이 형성되고, 제1열방출패턴(227a)과 제2열방출패턴(227b)이 비아홀(225)을 통하여 연결되는 구조를 가진다.The via hole 225 is formed in an area under the upper electrode pattern 226a on which the power amplifier 221 is mounted, and the first heat emission pattern 227a and the second heat emission pattern 227b are via holes 225. It has a structure that is connected through.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 열방출패턴(227a, 227b) 및 비아홀(225)의 형태를 예시적으로 도시한 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating the shapes of the heat dissipation patterns 227a and 227b and the via holes 225 according to an embodiment of the present invention.

도 5에 의하면, 제1열방출패턴(227a) 또는 제2열방출패턴(227b)에 다수개의 비아홀(225)이 형성되어 있는데(참고로, 도 4는 전력증폭단 블록의 측단면을 도시한 것으로서 5개의 비아홀이 도시되어 있음), 상기 비아홀(225)은 전력증폭단(221)의 면적, 연결 구조 그리고 비아홀 공정 기술에 따라 그 개수가 조정될 수 있다.Referring to FIG. 5, a plurality of via holes 225 are formed in the first heat dissipation pattern 227a or the second heat dissipation pattern 227b (for reference, FIG. 4 is a side cross-sectional view of the power amplifier block). Five via holes are shown), and the number of the via holes 225 may be adjusted according to the area of the power amplifier stage 221, the connection structure, and the via hole process technology.

상기 비아홀(225), 제1열방출패턴(227a), 제2열방출패턴(227b)이 형성되는 탑층(224a), 중간층(224b), 바텀층(224c)은 에폭시와 같은 재질로 되어 있으며, 예를 들어 비티 레진(BT resin)과 같은 재질로 형성될 수 있다.The via hole 225, the first heat dissipation pattern 227a and the second heat dissipation pattern 227b are formed of a top layer 224a, an intermediate layer 224b, and a bottom layer 224c. For example, it may be formed of a material such as BT resin.

상기 비티 레진(BT resin)이란 내열성, 절연성, 내습성, 유전특성, 안정성, 내산성, 내알카리성, 내용제성에서 안정적인 특성을 가지므로, 고주파 회로에 많이 사용되며, 우수한 동박접착력을 갖는 에폭시 계열의 재질로 이루어진다.The BT resin has a stable property in heat resistance, insulation, moisture resistance, dielectric properties, stability, acid resistance, alkali resistance, and solvent resistance, and thus is used in high frequency circuits and has an excellent copper foil adhesion material. Is made of.

상기 제1열방출패턴(227a)과 제2열방출패턴(227b)은 금, 또는 구리와 같은 금속성 열전도물질로 이루어지며, 판 형태로서 각각 바텀층(224c)과 중간층(224b), 그리고 중간층(224b)과 탑층(224a) 사이에 적층된다.The first heat dissipation pattern 227a and the second heat dissipation pattern 227b are made of a metallic thermal conductive material such as gold or copper, and each has a bottom layer 224c, an intermediate layer 224b, and an intermediate layer (plate). Stacked between 224b and top layer 224a.

본 발명의 실시예에서는, 2개의 열방출패턴(227a, 227b)이 형성되어 있으나, 그 이상의 개수로 형성될 수 있음은 물론이다.In the embodiment of the present invention, two heat dissipation patterns 227a and 227b are formed, but of course, the number may be larger.

상기 비아홀(225)은 전력증폭단(221) 아래의 상측 전극 패턴(226a)과 이하에 적층된 제1열방출패턴(227a), 제2열방출패턴(227b) 및 하측 전극 패턴(226b)을 연결시키는데, 이러한 구조를 통하여 비아홀(225)의 단면적을 증가되는 결과가 발생되고, 열방출 효과가 극대화될 수 있다.The via hole 225 connects the upper electrode pattern 226a below the power amplifier stage 221 and the first heat emission pattern 227a, the second heat emission pattern 227b, and the lower electrode pattern 226b stacked below. Through this structure, a result of increasing the cross-sectional area of the via hole 225 is generated, and the heat dissipation effect can be maximized.

즉, 비아홀(225)을 통하여 제1열방출패턴(227a)과 제2열방출패턴(227b)으로 전도되는 열의 양이 많아지게 되고, 전도된 열이 효과적으로 하층 전극 패턴(226b)으로 전달될 수 있으므로 전력증폭단(221)에서 발생된 열이 전도되는 것을 억제시킬 수 있다.That is, the amount of heat conducted to the first heat emission pattern 227a and the second heat emission pattern 227b through the via hole 225 increases, and the conducted heat can be effectively transferred to the lower electrode pattern 226b. Therefore, the heat generated from the power amplifier stage 221 can be suppressed from being conducted.

도 5에 의하면, 열방출패턴(227a, 227b)이 형성된 층의 단면이 도시되어 있는데, 전술한 바와 같이, 비아홀(225)을 통하여 제1열방출패턴(227a) 및 제2열방출패턴(227b)이 연결되고, 이들 열방출패턴(227a, 227b)의 크기는 전력증폭단(221)의 실장 영역보다 크게 형성되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 5, a cross section of the layer on which the heat dissipation patterns 227a and 227b are formed is illustrated. As described above, the first heat dissipation pattern 227a and the second heat dissipation pattern 227b through the via hole 225. ) Are connected, and the size of these heat dissipation patterns 227a and 227b is preferably larger than the mounting area of the power amplifier stage 221.

이때, 상기 열방출패턴들(227a, 227b)은 열전도도가 높은 금속성 재질일수록, 그리고 그 두께가 두꺼울수록, 그리고 단면적이 넓을 수록 높은 열방출 효과를 기대할 수 있으나, 두께와 단면적의 크기에는 한계가 있다.In this case, the heat dissipation patterns 227a and 227b may be expected to have a high heat dissipation effect as the metallic material has a high thermal conductivity, and as the thickness thereof is thick and the cross sectional area is wide, but there is a limit to the size of the thickness and the cross sectional area. have.

상기 열방출패턴들(227a, 227b)은 전체 기판의 두께를 일정하게 유지하기 위하여, 최대 약 20 마이크로 미터의 두께로 형성되는 것이 바람직하고, 열방출패턴들(227a, 227b)이 형성되는 영역은, 소자들을 연결하는 신호선과 적어도 λ/40 이상의 이격 거리가 확보되는 것이 바람직하다.The heat dissipation patterns 227a and 227b are preferably formed to have a thickness of about 20 micrometers in order to maintain a constant thickness of the entire substrate, and the region where the heat dissipation patterns 227a and 227b are formed is In addition, it is preferable that a separation distance of at least λ / 40 or more from a signal line connecting the elements is secured.

여기서, 상기 "λ"는 본 발명에 의한 RF통신모듈이 처리하는 주파수 파장을 길이로 환산한 수치로서, 상기 열방출패턴들(227a, 227b)이 신호선과 커플링 현상을 발생시키지 않도록 하기 위하여, 약 "50Ω"의 임피던스를 형성하는 "λ/40"의 이격 거리를 확보하는 것이다.Here, "λ" is a value obtained by converting the frequency wavelength processed by the RF communication module according to the present invention into a length so that the heat emission patterns 227a and 227b do not generate a coupling phenomenon with a signal line. The separation distance of " λ / 40 " forming an impedance of about " 50? &Quot;

가령, 본 발명에 의한 RF통신모듈이 약 850 MHz의 주파수 신호를 처리한다고 가정하면, 상기 "λ"는 약 170mm의 수치를 가지게 되며, 이격 거리는 약 0.43cm로 계산된다.For example, assuming that the RF communication module according to the present invention processes a frequency signal of about 850 MHz, the "λ" has a value of about 170 mm, and the separation distance is calculated to be about 0.43 cm.

이하에서, 본 발명의 실시예에 따른 RF집적모듈의 열방출형 기판 제조 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a heat emission type substrate of an RF integrated module according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 RF집적모듈의 열방출형 기판 제조 방법을 도시한 흐름도이다.6 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a heat emission type substrate of an RF integrated module according to an exemplary embodiment of the present invention.

처음으로, 바텀층(224c)이 형성되고(S100), 그 위로 제2열방출패턴(227b)이 형성된다(S110).First, a bottom layer 224c is formed (S100), and a second heat dissipation pattern 227b is formed thereon (S110).

상기 제2열방출패턴(227b) 위로 중간층(224b)이 적층되고(S120), 중간층(224b)의 표면에 제1열방출패턴(227a)이 형성된다(S130).The intermediate layer 224b is stacked on the second heat emission pattern 227b (S120), and the first heat emission pattern 227a is formed on the surface of the intermediate layer 224b (S130).

이때, 상기 중간층(224b)은 다층 구조를 가지는 것이 일반적이며, 회로 패턴이 구현된다.In this case, the intermediate layer 224b generally has a multilayer structure, and a circuit pattern is implemented.

상기 제1열방출패턴(227a)이 형성되면, 그 위로 탑층(224a)이 적층되고(S140), 상측 전극 패턴(226a) 및 하측 전극 패턴(226b)이 형성된다(S150).When the first heat emission pattern 227a is formed, the top layer 224a is stacked thereon (S140), and the upper electrode pattern 226a and the lower electrode pattern 226b are formed (S150).

또한, 상기 제1열방출패턴(227a)과 제2열방출패턴(227b)은 금과 같은 금속성 재질의 판으로서, 두께는 약 20 마이크로 미터 이하로 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the first heat dissipation pattern 227a and the second heat dissipation pattern 227b may be formed of a metallic material such as gold, and have a thickness of about 20 micrometers or less.

상기의 과정을 통하여 전극 패턴들(226a, 226b)이 형성되면, 전극패턴들(226a, 226b), 제1열방출패턴(227a), 제2열방출패턴(227b)이 통전되도록 비아홀이 가공되고, 비아홀은 전도성 물질로 채워지거나 내벽이 도금된다(S160).When the electrode patterns 226a and 226b are formed through the above process, the via holes are processed so that the electrode patterns 226a and 226b, the first heat emission pattern 227a and the second heat emission pattern 227b are energized. The via hole is filled with a conductive material or the inner wall is plated (S160).

상기 비아홀(225)은 PTH(Pin Through Hole) 형식으로서, 에칭 및 드릴 공정을 통하여 형성될 수 있다.The via hole 225 may be formed through an etching and a drill process as a pin through hole (PTH) type.

이와 같이, 전극 패턴들(226a, 226b)이 형성되면, 상측 전극 패턴(226a) 부분에 전력증폭단(221)이 실장되고, 인접된 상측 전극 패턴(226a)과 와이어 본딩된다(S170).As such, when the electrode patterns 226a and 226b are formed, the power amplifier 221 is mounted on the upper electrode pattern 226a and wire-bonded with the adjacent upper electrode pattern 226a (S170).

와이어 본딩 고정 후, 전력증폭단(221)의 상측으로 플라스틱 재질로 몰딩이 이루어지고, 쉴드캔이 설치된다(S180).After the wire bonding is fixed, molding is made of a plastic material on the upper side of the power amplifier stage 221, and a shield can is installed (S180).

이상에서 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The present invention has been described above with reference to the preferred embodiments, which are merely examples and are not intended to limit the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains do not depart from the essential characteristics of the present invention. It will be appreciated that various modifications and applications are not possible that are not illustrated above. For example, each component specifically shown in the embodiment of the present invention can be modified. And differences relating to such modifications and applications will have to be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.

본 발명에 의한 RF집적모듈에 의하면, 이동통신부품이 모듈화, 집적화, 소형화되는 기술 추세에 있어서 비아홀을 통한 열전도 구조를 개선시킴으로써 회로소자, 특히 전력증폭소자로부터 발생되는 열로 인한 인접회로의 기능 이상을 방지할 수 있는 효과가 있다.According to the RF integrated module according to the present invention, in the trend of technology in which mobile communication components are modularized, integrated, and miniaturized, the thermal conduction structure through the via hole is improved, thereby preventing malfunction of adjacent circuits due to heat generated from circuit devices, particularly power amplifiers. There is an effect that can be prevented.

또한, 본 발명에 따른 열방출패턴과 비아홀의 연결 구조에 의하면, 기판 제조 비용의 증가없이 열방출 구조를 구현할 수 있고, RF집적모듈을 이루는 모든 소자에 개별적으로 적용할 수 있는 열전도 구조를 제공할 수 있게 된다.In addition, according to the connection structure of the heat dissipation pattern and the via hole according to the present invention, it is possible to implement a heat dissipation structure without increasing the substrate manufacturing cost, and to provide a heat conduction structure that can be individually applied to all devices forming the RF integrated module. It becomes possible.

Claims (9)

전력증폭단, 송신단, 스위치단 및 필터단을 포함하는 RF모듈에 있어서,In the RF module including a power amplifier stage, a transmitter stage, a switch stage, and a filter stage, 상기 구성부들을 실장시키고, 상기 구성부 저면측 전극을 연결하는 적어도 하나 이상의 비아홀이 형성되며, 상기 비아홀이 단층 상에서 포함되도록 소정 영역에 열방출패턴이 형성되는 기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 RF집적모듈.At least one via hole for mounting the components, and connecting the bottom electrode on the bottom of the component, and a substrate having a heat emission pattern formed in a predetermined region such that the via hole is included on a single layer. module. 제 1항에 있어서, 상기 열방출패턴은The method of claim 1, wherein the heat dissipation pattern 금 또는 구리의 열전도성 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 RF집적모듈.RF integrated module, characterized in that formed of a thermally conductive material of gold or copper. 제 1항에 있어서, 상기 열방출패턴은The method of claim 1, wherein the heat dissipation pattern 20 마이크로 미터 이하의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 RF집적모듈.RF integrated module, characterized in that formed to a thickness of less than 20 micrometers. 제 1항에 있어서, 상기 열방출패턴은The method of claim 1, wherein the heat dissipation pattern 상기 구성부들을 연결하는 신호선과 적어도 λ/40 이상의 이격 거리(상기 "λ"는 상기 구성부들이 처리하는 주파수 파장을 길이로 환산한 수치임)를 두어 형성되는 것을 특징으로 하는 RF집적모듈.And a separation distance between the signal lines connecting the components and at least λ / 40 or more (where “λ” is a value obtained by converting the frequency wavelength processed by the components into a length). 제 1항에 있어서, 상기 열방출패턴은The method of claim 1, wherein the heat dissipation pattern 상기 구성부들을 연결하는 신호선과 적어도 λ/40 이상의 이격 거리(상기 " λ"는 상기 구성부들이 처리하는 주파수 파장을 길이로 환산한 수치임)를 가지도록 면적이 결정되는 것을 특징으로 하는 RF집적모듈.RF area, characterized in that the area is determined to have a distance between the signal line connecting the components and at least λ / 40 or more (where "λ" is a value converted into the length of the frequency wavelength processed by the components) module. 제 1항에 있어서, 상기 기판은The method of claim 1, wherein the substrate 다층 구조로서, 상기 열방출패턴이 적어도 하나 이상의 층에 형성되는 것을 특징으로 하는 RF집적모듈.An RF integrated module, wherein the heat dissipation pattern is formed on at least one layer. 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 비아홀은 상기 전력증폭단 저면측 전극을 연결하고,The via hole connects the bottom side electrode of the power amplifier stage, 상기 열방출패턴은 상기 전력증폭단 저면측으로 형성되는 것을 특징으로 하는 RF집적모듈.The heat dissipation pattern is an RF integrated module, characterized in that formed on the bottom side of the power amplifier stage. 전력증폭단이 실장되도록 기판을 이루는 층들 중에 1개 이상의 열방출패턴이 형성되는 단계; 및Forming at least one heat dissipation pattern among the layers constituting the substrate such that the power amplifier stage is mounted; And 상기 기판의 상층으로부터 하층까지 적어도 하나 이상의 비아홀이 형성되는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 RF모듈의 열방출형 기판 제조 방법.And at least one via hole is formed from an upper layer to a lower layer of the substrate. 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 기판 상층으로 전극이 형성되는 단계; 및Forming an electrode on the substrate; And 상기 전극의 상측으로 상기 전력증폭단이 실장되는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 RF모듈의 열방출형 기판 제조 방법.The method of claim 1 further comprising the step of mounting the power amplifier stage above the electrode.
KR1020050077100A 2005-08-23 2005-08-23 Radio Frequency accumulated module and production method of circuit board of heat sink type for Radio Frequency accumulated module KR101163777B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050077100A KR101163777B1 (en) 2005-08-23 2005-08-23 Radio Frequency accumulated module and production method of circuit board of heat sink type for Radio Frequency accumulated module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050077100A KR101163777B1 (en) 2005-08-23 2005-08-23 Radio Frequency accumulated module and production method of circuit board of heat sink type for Radio Frequency accumulated module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070022989A true KR20070022989A (en) 2007-02-28
KR101163777B1 KR101163777B1 (en) 2012-07-11

Family

ID=43654508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050077100A KR101163777B1 (en) 2005-08-23 2005-08-23 Radio Frequency accumulated module and production method of circuit board of heat sink type for Radio Frequency accumulated module

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101163777B1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020050690A2 (en) * 2018-09-06 2020-03-12 엘이디라이텍(주) Led lighting module

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000331835A (en) 1999-05-21 2000-11-30 Taiyo Yuden Co Ltd Laminated electronic part and circuit module

Also Published As

Publication number Publication date
KR101163777B1 (en) 2012-07-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6683512B2 (en) High frequency module having a laminate board with a plurality of dielectric layers
KR100947943B1 (en) High frequency power amplifier module
US7149496B2 (en) High-frequency module and radio communication apparatus
US6456172B1 (en) Multilayered ceramic RF device
US6788171B2 (en) Millimeter wave (MMW) radio frequency transceiver module and method of forming same
US6424223B1 (en) MMIC power amplifier with wirebond output matching circuit
US7127269B2 (en) Front-end module for multi-band and multi-mode wireless network system
JP2004297456A (en) High frequency module
US20170141744A1 (en) Front end module
US9203358B2 (en) Radio frequency amplifier circuit
US9844138B2 (en) Multilayer wiring board
KR100955948B1 (en) Front end module and manufacturing method for it
WO2020012598A1 (en) Semiconductor device
JP2003008470A (en) High frequency module
KR20070110957A (en) Front end module
JP2003008469A (en) High frequency module
KR101163777B1 (en) Radio Frequency accumulated module and production method of circuit board of heat sink type for Radio Frequency accumulated module
JP3510971B2 (en) High frequency power amplifier
JP6510350B2 (en) Directional coupler and high frequency module
JP2004297455A (en) High frequency module
KR20080043067A (en) Front end module of transmitter unit
JP3760877B2 (en) High frequency composite parts
KR100519817B1 (en) Dual band cdma transceiver complex module
KR100550917B1 (en) Saw duplexer using pcb substrate
KR20080073433A (en) Integrated module of communication circuit

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150605

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160607

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170605

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190612

Year of fee payment: 8