本发明专利技术涉及嵌入式毫米波相控阵列模块。公开了嵌入至相控阵列模块的衬底中的毫米波无线电集成电路的实施例。在一些实施例中，相控阵列模块包括由第一材料制成的第一组衬底层。毫米波无线电集成电路可嵌入至第一组衬底层中。第二组衬底层可耦合至第一组衬底层。第二组衬底层可由与该第一材料相比具有较低电损耗的第二材料制成。第二组衬底层可包括通过通孔耦合至毫米波无线电集成电路的多个天线元件。
【技术实现步骤摘要】
本文描述的实施例大体上涉及集成电路。一些实施例涉及嵌入式毫米波相控阵列模块。
技术介绍
由于日益拥挤的频谱，电子设备制造商最近对频率可为60GHz及以上的无线电设备的集成非常关注。集成至电子器件中的毫米波波)无线电设备可提供具有几吉比特每秒(Gbps)量级的数据速率的短距离高速数据传输。将毫米波无线电管芯(rad1 die)附着至衬底材料的叠层的一个问题是，与其他材料相比，在衬底中使用的毫米波电介质材料会相对昂贵，因此，限制了这种无线电设备在消费电子产品中的大量应用。此外，传统的衬底材料比其它类型的电介质材料在毫米波频率上可能表现出较差的电性能(例如，电损耗)。存在用于将毫米波无线电管芯添加至衬底叠层的普遍需求。【附图说明】图1示出了使用倒装芯片衬底技术的毫米波相控阵列模块的典型的现有技术实施例的横截面图。图2示出使用嵌入式管芯技术的毫米波相控阵列模块的一个实施例的横截面图。图3示出使用嵌入式管芯技术的毫米波相控阵列模块的另一个实施例的横截面图。图4示出使用嵌入式管芯技术的毫米波相控阵列模块的另一个实施例的横截面图。图5示出用于制造使用嵌入式管芯技术的毫米波相控阵列模块的方法的一个实施例的流程图。图6示出使用相控阵列模块的系统的框图。图7A-7K示出使用无凸块内建层(bump-less build-up layer)-无芯工艺制造嵌入式毫米波相控阵列模块的流程。【具体实施方式】下面的描述和附图充分地说明了具体的实施例，以使本领域的技术人员能够实现之。其它实施例可包括结构、逻辑、电气、工艺和其它变化。一些实施例的部分和特征可包括在其它实施例的部分和特征中，或被其它实施例的部分和特征取代。权利要求中阐述的实施例涵盖这些权利要求所有可用的等效形式。随后的论述涉及集成电路。术语集成电路不仅可指电子电路，而且指任何管芯、薄膜、衬底(例如，硅)和/或用于安装电路的其它材料。因此，如本文中所使用的，集成电路可包括形成在管芯、衬底、薄膜和/或用于安装电路的任何其它材料上或作为管芯、衬底、薄膜和/或用于安装电路的任何其它材料的部分的电路。衬底也可是集成电路的一部分。随后的论述也涉及衬底的上组和下组。这些仅仅是用于说明和参考的目的的标记，而并不意味着不同的衬底或衬底组的任何必需取向。例如，本领域的技术人员将认识到，图示出的实施例可示出为与实际的制造取向相反。图1示出附着至集成电路封装120的典型的现有技术毫米波无线电集成电路100的横截面图。集成电路封装120可包括天线层105和布线层(routing layer) 106。该天线层105可包括沿着封装120的顶表面的多个天线元件110。天线元件110可通过通孔126和/或金属迹线親合至布线层106。布线层106可包括实现集成电路封装120的功能的电路。布线层106可包括实现该功能的多层金属迹线和电路。布线层106也可具有可耦合至焊球或凸块101、102的多个焊盘107。焊球101、102可用于将集成电路封装120连接至其它衬底(未示出)。例如，较大的焊球102可用于将布线层106上的电路连接至其它衬底上的电路。较小的焊球101可用于将布线层106上的电路连接至毫米波无线电集成电路100。因此，毫米波无线电集成电路100可连接至集成电路封装120的表面。这类无线电设备可用于无线扩充基座应用、后硅验证、快速同步和下载以及无压缩高清(HD)视频的无线传输。图1的封装设计的一个问题是，整个封装120可使用相同的毫米波电介质材料(例如，低温共烧陶瓷(LTCC)、液晶聚合物(LCP))，以最小化布线损耗并提高天线效率。相比于其他材料，这些材料可能相对昂贵。与这样的堆叠相关的高成本可能是在低成本消费类电子产品上应用毫米波相控阵列器件的一个限制因素。与使用具有焊球的倒装芯片(FC)管芯相关的一个问题是，球在回流期间展开，并可能导致可造成电短路的焊料桥接。在嵌入式管芯技术中，通孔用作第一级互连，因而有可能采用更细间距进行设计，并提供不同代技术的某种程度的扩展性。如图2所示，信号发生/接收电路(例如，毫米波无线电集成电路)200可嵌入(例如，内部安装)至电子器件的衬底叠层的一组下部衬底层210中的一个中，用于产生或接收信号(例如，相控阵列模块)260。通过将毫米波无线电集成电路200嵌入至下部衬底层210中而不是表面安装，不同的材料可用在相控阵列模块260的衬底叠层中。因此，下部衬底层210可包括标准封装衬底材料，而仅有上部衬底层211可能包括相比于下部衬底层210的材料表现出较低的电损耗的、更昂贵的毫米波衬底材料。例如，在60GHz附近，上部衬底层211的路由(routing)迹线(例如，毫米波的衬底材料)可表现出约0.5-2dB/cm的损耗，而下部衬底层210的路由迹线(例如，标准封装衬底材料)可表现出约8dB/cm的损耗。与在衬底表面上安装毫米波无线电集成电路200并对于整个模块仅使用毫米波衬底材料相比，这可降低成本并提高电性能(例如，天线效率提高约20% )。图2示出了相控阵列模块260中的嵌入式毫米波无线电集成电路200的实施例的横截面图。所示的实施例可使用嵌入式管芯技术来将毫米波无线电集成电路200嵌入至相控阵列模块260的衬底叠层的下部衬底层210中。管芯可使用无凸块内建层技术附着至衬底萱层。作为一个示例，嵌入式管芯技术可包括制造毫米波无线电集成电路200，包括焊盘延展区和接合焊盘的形成。下部衬底层210可形成为包括待接合至毫米波无线电集成电路200的通孔201-204。无线电集成电路200随后可通过模制或包封而嵌入至下部衬底层210中。嵌入式管芯技术的这个示例的仅用于说明的目的。其它嵌入技术可被使用。嵌入式管芯技术可因此使毫米波无线电集成电路200通过电镀的通孔而不是表面安装而内部耦合至该相控阵列模块260。这可使得在通孔和互连之间使用更细的间距。下部衬底层210可由标准封装衬底材料制成。例如，下部衬底层210可由Ajinomoto内建薄膜(ABF)、环氧电介质材料或某一其它类型的类似材料制成。公开的用于下部衬底层210的材料仅用于说明的目的。下部衬底层210可包括相控阵列模块260的衬底叠层的所有低频信号迹线和功率输送网络。下部衬底层210的通孔和迹线可连接至第二级互连，例如上部衬底层211的球栅阵列(BGA)和/或连接盘栅格阵列(LGA，land grid array)，随后将参考图3进行论述。下部衬底层210可包括用于将相控阵列模块260的衬底叠层的一层与相控阵列模块260的衬底叠层的另一层连接的金属路由迹线、通孔和/或微孔。例如，下部衬底层210可包括层280、281。焊球250可耦合至焊球焊盘，所述焊球焊盘通过通孔262耦合至或是部分迹线和/或电路。例如，下部衬底当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于产生或接收信号的电子器件，包括：包括第一材料的第一组衬底层；嵌入至第一组衬底层中的无线电集成电路；以及耦合至第一组衬底层的第二组衬底层，该第二组衬底层包括与该第一材料相比具有较低电损耗的第二材料，该第二组衬底层进一步包括通过通孔耦合至无线电集成电路的多个天线元件。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：T·卡姆盖宁，A·埃舍比尼，V·劳，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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