用于毫米波电路板的系统和方法技术方案

技术编号:11413673 阅读:127 留言:0更新日期:2015-05-06 13:24
本发明专利技术公开了一种用于毫米波电路板的系统和方法。根据一个实施例,一种电路板包括包括第一导电层的至少一部分的信号线,该信号线具有在电路板中的空腔之上自该空腔的第一侧面延伸的第一部分。该电路板还包括包围该空腔的第一多个导电导通孔,并且该第一多个导通孔包括邻近空腔的第一侧面布置的至少一个盲孔。

【技术实现步骤摘要】
用于毫米波电路板的系统和方法
本专利技术总的涉及电路板,在特别的实施例中,涉及用于毫米波电路板的系统和方法。
技术介绍
由于低成本半导体技术(比如,硅锗(SiGe))和良好的几何互补金属氧化物半导体(CMOS,complementarymetal-oxidesemiconductor)工艺的快速进展,在过去的数年中,毫米波频率范围中的应用已获得显著关注。高速双极型晶体管和金属氧化物半导体(MOS)晶体管的可用性已导致对60GHz、77GHz和80GHz以及超出100GHz的毫米波应用的集成电路的需求不断增长。例如,这些应用包括汽车雷达和多兆位(multi-gigabit)通信系统。然而,随着RF系统的工作频率持续增加,以如此高的频率生成信号引起了一些重大挑战。一个此挑战在于去往集成电路的毫米波信号和来自集成电路的毫米波信号的接口。在高频时,键合线、封装接触、印刷电路板(PCB)轨迹、板电容以及其他寄生现象(parasitics)可潜在地引起高频RF信号的衰减和不匹配。在一些系统中(比如,汽车雷达系统),电路板使用波导与高频雷达天线相连接,以防止信号丢失。在更高功率的毫米波系统中,可出现与热管理有关的其他问题。例如,配置为处理高功率的电路部件可具有承受高电流的更宽的导电层和为了将热从高功率部分中导出的散热结构(比如,导通孔(via))。这些导电层和散热结构可增加可降低RF性能的寄生电容和寄生电感。
技术实现思路
根据一个实施例,电路板包括包括第一导电层的至少一部分的信号线,该信号线具有在电路板中的空腔之上自该空腔的第一侧面延伸的第一部分。该电路板还包括包围该空腔的第一多个导电导通孔,并且该第一多个导通孔包括邻近空腔的第一侧面布置的至少一个盲孔(blindvia)。附图说明为更完整地理解本专利技术及其优点,现参考了具体实施方式以及附图,其中:图1示出了一种实施例芯片堆叠(chipstack)的横截面原理图;图2a示出了一种实施例电路板的详细布局视图;图2b示出了一种实施例电路板的布局视图;图2c示出了一种实施例电路板的更详细布局视图;图3示出了一种实施例球形栅格阵列(ballgridarray)分布的示意图;图4示出了一种实施例电路板的两个截出的层状横截面和顶视图;图5a示出了一种实施例电路板在第一位置处的层状横截面;图5b示出了一种实施例电路板在第二位置处的层状横截面;和图5c示出了一种实施例电路板在第三位置处的层状横截面。除非另有表明,不同附图中对应的附图标记和符号指对应的部分。附图的绘制是为了清楚地说明实施例的相关方面,并且不一定是按比例绘制的。具体实施方式各种实施例的制作和使用将在下文中详细地进行讨论。然而,应当理解的是,本文中所描述的各种实施例可应用于各种各样的特定环境中。所讨论的特定实施例仅仅用于说明制造和使用各种实施例的特定方法,并且不应当在有限的范围内进行解释。描述是相对于特定环境(也即埋置型系统(embeddedsystem))中的各种实施例进行的,更具体地,是相对于毫米波电路板进行的。本文中所描述的各种实施例中的一些包括射频(RF,radiofrequency)收发器、电路板、印刷电路板(PCB)、具有埋置型天线的PCB、PCB和键合IC上的热管理、波导、波导屏蔽以及其他。本文中的许多实施例与具有RF范围内的频率的信号一起进行描述,并且特别的应用可集中在具有毫米(mm)波长信号的无线电信号(这通常对应于具有GHz频率的RF信号)上。在其他实施例中,方面也可被应用于涉及任何类型的埋置型系统的其它应用和依照本领域已知的任何型的电路板中。依照一个实施例,电路板包括波导和在波导和集成电路(IC)之间的接口,该接口有助于在毫米波范围内(例如,具有超过30GHz的频率)的信号。该波导由电路板中被具有小于RF信号的四分之一波长(λ/4)的间距的导通孔包围的空腔构建。这些导通孔形成波导的电“壁”(electrical“walls”)且可包括从电路板的顶部导电层延伸至底部导电层的过孔(throughvia),并且可包括从电路板的一侧延伸至中间导电层的盲孔。这些盲孔可被布置在被用来向波导内馈送信号的导电线之下。在一些实施例中,不必用导电材料对空腔的壁进行电镀。在一个实施例中,用来向波导馈送信号的导电线通过传输线(可以是具有定义阻抗的差分传输线)被耦接至IC焊盘(landingpad)。作为选择,可使用单端(singleended)传输线。传输线可被过孔包围,以确保电路板层的顶部导电层和电路板的底部导电层之间在接近传输线处具有低阻抗的路径。在电路板的物理上紧密和拥挤的区域中,过孔的直径可被减少,以维持顶部导电层和底部导电层之间的耦接。耦接至传输线和波导的IC焊盘可与布置在IC下面的过孔邻近地布置。这些布置在IC之间的导通孔可执行迁移来自IC的热和提升HF过渡的双重职责。根据一个实施例,在本文中呈现了包括具有由导通孔形成的侧壁的埋置型波导的电路板。该电路板包括用于通过球形栅格阵列(BGA)将IC键合至该电路板的IC焊盘。过孔和微型导通孔(microvia)的布置与材料的特别分层的结合产生了具有提升的热性能、电性能、结构性能和RF性能的电路板。图1示出了包括IC102、重新分布(redistribution)层104、BGA106、PCB108和散热层(heatspreader)110的实施例系统100的剖视图。IC102可以是任何类型的芯片、晶片或者电路封装。在各种实施例中,IC102包括用于通过波导传送和接收信号的模拟电路或者数字电路,该模拟电路或者数字电路可被包括在PCB108中。BGA106提供PCB108和IC102之间的连接,并且可包括提供电连接和热连接的锡球(solderball)。在一些实施例中,IC102是通过BGA106键合至PCB108的倒装芯片(flip-chip)。为了驱散在IC102中产生的热,提供了具有锡球的热连接。在一些实施例中,该热连接还耦接至地。对于其他的散热,过孔(未示出)可被包括在耦接至散热层110的PCB108中。在一些实施例中,重新分布层104可被省略。图2a示出了一种用于RF传输系统(比如,雷达系统)的实施例电路板200的布局视图。电路板200包括用于射频(RF)集成电路的芯片接触区或者芯片焊盘区201,以及在电路板200之内被实施为空腔的两个波导210和211。波导210通过传输线224耦接至焊盘225。在一个实施例中,焊盘225对应于在IC上用于RF输入或者输出的接口引脚(interfacepin)。如图所示,传输线224是差分信号线;然而,在替代的实施例中,传输线224可被实施为单端传输线。在一些实施例中,具有毫米波长(即,频率大约数十GHz或者数百GHz)的RF信号通过IC在电路板200上被传送或者被接收。电路板200还包括芯片焊盘201、用于其他IC连接的其他焊盘202、过孔204、盲孔206和微型导通孔218,这将参考其他附图在下文中更详细地进行描述。为了更清楚地解释波导210和电路板200的结构,横截面CS1、CS2和CS3在下文也分别地参考图5a、5b和5c进行描述。根据各种实施例,在空间中传播的RF信号通过波导210中的空腔208进行传送,波导2本文档来自技高网...
用于毫米波电路板的系统和方法

【技术保护点】
一种电路板,包括:信号线,包括第一导电层的至少一部分,其中所述信号线具有在所述电路板中的空腔之上自所述空腔的第一侧面延伸的第一部分;和第一多个导电导通孔,其包围所述空腔,其中所述第一多个导通孔包括与所述空腔的所述第一侧面邻近地布置的至少一个盲孔。

【技术特征摘要】
2013.10.30 US 14/067,6401.一种电路板,包括:信号线,包括第一导电层的至少一部分,其中所述信号线具有在所述电路板中的空腔之上自所述空腔的第一侧面延伸的第一部分,以及其中所述信号线进一步包括:第二部分,其被配置为传输线;和第三部分,其被配置为用于接触集成电路的焊盘;第一多个导电导通孔,其包围所述空腔,其中所述第一多个导电导通孔包括与所述空腔的所述第一侧面邻近地布置的至少一个盲孔;以及第二多个导电导通孔,与所述信号线的所述第二部分邻近地布置。2.如权利要求1所述的电路板,其中所述信号线的所述第一部分是锥形。3.如权利要求1所述的电路板,其中所述空腔和所述第一多个导电导通孔被配置为波导;以及所述信号线的所述第一部分被配置为波导馈线。4.如权利要求3所述的电路板,其中所述波导被配置为以第一波长运行;以及所述第一多个导电导通孔的间距小于或者等于所述第一波长的四分之一。5.如权利要求1所述的电路板,其中所述至少一个盲孔被布置在所述信号线下面。6.如权利要求5所述的电路板,其中所述第一导电层是所述电路板的顶部导电层;所述至少一个盲孔包括从所述电路板的底部导电层延伸至所述电路板的中间导电层的导通孔;以及所述第一多个导电导通孔进一步包括从所述电路板的所述底部导电层延伸至所述电路板的所述顶部导电层的导通孔。7.如权利要求1所述的电路板,进一步包括绝缘层,其被布置在所述信号线和所述空腔之间。8.如权利要求7所述的电路板,其中所述绝缘层包括第一高频层压层。9.如权利要求8所述的电路板,其中所述电路板进一步包括第二高频层压层和第一FR-4层。10.如权利要求1所述的电路板,其中所述第二多个导电导通孔包括:第一导电导通孔,其将所述电路板的顶部导电层连接至所述电路板的底部导电层,其中所述第一导电导通孔具有第一直径;和第二导电导通孔,其将所述电路板的所述顶部导电层连接至所述电路板的所述底部导电层,其中所述第二导电导通孔具有小于所述第一直径的第二直径。11.一种毫米波系统,包括:电路板,所述电路板包括:接触区,包括被配置为被耦接至射频(RF)集成电路的多个焊盘,其中所述焊盘包括被配置为被耦接至所述RF集成电路的RF信号接口的第一信号焊盘;和传输线,被耦接至所述第一信号焊盘;第一多个导通孔,与所述焊盘邻近地布置在所述接触区中并且还与所述传输线邻近地布置,其中所述第一多个导通孔中的至少一个导通孔与所述第一信号焊盘邻近地布置,所述第一多个导通孔的第一子集包括第一直径,以及所述第一多个导通孔的第二子集包括短于所述第一直径的第二直径。12.如权利要求11所述的毫米波系统,进一步包括所述RF集成电路。13.如权利要求11所述的毫米波系统,其中所述第一多个导通孔包括在所述电路板的顶部导电层和所述电路板的底部导电层之间连接的导通孔。14.如权利要求11所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员:S·特罗塔J·S·巴尔M·沃杰诺维斯基E·泽勒M·波尔茂萨维
申请(专利权)人:英飞凌科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:德国;DE

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