使用微带电路和介质波导的芯片到芯片接口制造技术

公开了一种使用微带电路和介质波导的芯片到芯片接口。根据本申请实施例的板到板互连装置包括：波导，具有金属包覆并从发射器侧板向接收器侧板传输信号；和微带电路，与波导相连接，并具有微带到波导转换(MWT)，其中微带电路将微带线和波导匹配，调整信号的频带中的第一预定频带的带宽并向接收器提供信号。

Chip to chip interface using microstrip circuit and dielectric waveguide

A chip - to - chip interface that uses microstrip circuits and dielectric waveguides is disclosed. According to the embodiment of the invention of the board to board interconnect device includes: a waveguide with metal cladding and from the transmitter to the receiver side side transmission signal; and microstrip circuit is connected with the waveguide, and a waveguide to microstrip transition (MWT), wherein the microstrip circuit of the microstrip line and wave guide, and a first predetermined band adjustment signal in the frequency band bandwidth and provide a signal to the receiver.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用微带电路和介质波导的芯片到芯片接口
本申请的实施例涉及一种使用微带电路和介质波导的芯片到芯片接口。
技术介绍
有线通信中对于宽带持续增加的需求使得高速、低功率、低成本的I/O成为必要。在现有铜互连中，因趋肤效应(skineffect)等引起的衰减使得这种系统性能受到限制。关于功率和成本等应用代价以补偿现有铜互连中的损耗，且代价随着数据率或传输距离等的增加呈指数增长。
技术实现思路
由于根据本申请实施例的微带电路可以通过与波导的相互作用将接近单边带信号的传输信号提供给接收器，因此可以使用比双边带解调方案的带宽宽两倍的可用带宽，且由于呈现高衰减(roll-off)的截止信道特性，可以利用比RF无线技术的带宽更宽的带宽进行有效的数据传输。此外，波导使能高速数据通信，并且包括微带到波导转换(MWT，microstrip-to-waveguidetransition)的微带电路可以传输宽带信号并最小化不连续处的反射。通过利用金属包覆包裹介质，波导可以降低辐射损耗和信道损耗。此外，虽然根据本申请实施例的微带电路被描述用于使用波导的板到板接口，但本申请不限于此，并且可用于可使用微带线传输信号的各种领域中。例如，本申请可以应用于RF发射或接收天线系统，或用于互相连接的发射器和接收器。根据本申请实施例的板到板互连装置包括：波导，从发射器侧板向接收器侧板传输信号，并具有金属包覆；和微带电路，与波导相连接，并具有微带到波导转换(MWT)，其中微带电路将微带线和波导匹配，并调整信号的频带中的第一预定频带的带宽以向接收器提供信号。微带电路可以包括：微带馈线，在第一层中，用于提供信号；探针元件，用于调整第一频带的带宽；沟槽接地面，在第二层中，包括用于最小化逆向行波与正向行波的比率的沟槽；接地面，在第三层中，包括用于在沟槽接地面和接地面之间形成电连接的导通孔；以及贴片，用于以共振频率发射信号。探针元件的特性阻抗可以大于微带馈线的特性阻抗。探针元件可以连接到微带馈线的一端，并可以具有预定的宽度和长度。可以基于共振频率的波长确定探针元件的长度，且探针元件的宽度可以为微带馈线的宽度的40％至80％。探针元件可以通过调整信号的上截止频率的斜率来调整第一频带的带宽。根据本申请实施例的微带电路包括：微带馈线，在第一层中，用于提供信号；探针元件，用于调整信号的频带中的第一预定频带的带宽；沟槽接地面，在第二层中，包括用于最小化逆向行波与正向行波的比率的沟槽；接地面，在第三层中，包括用于在沟槽接地面和接地面之间形成电连接的导通孔；以及贴片，用于以共振频率发射信号。探针元件的特性阻抗可以大于微带馈线的特性阻抗。探针元件可以连接到微带馈线的一端，并可以具有预定的宽度和长度。探针元件的长度可以基于所述共振频率的波长来确定。探针元件的宽度可以为微带馈线的宽度的40％至80％。探针元件可以通过调整信号的上截止频率的斜率来调整第一频带的带宽。由于根据本申请实施例的微带电路可以通过与波导的相互作用，将接近单边带信号的传输信号提供给接收器，因此可以使用比双边带解调方案的带宽宽两倍的可用带宽，且由于呈现高衰减的截止信道特性，可以利用比RF无线技术的带宽更宽的带宽进行有效的数据传输。附图说明图1示出用于说明本申请的芯片到芯片接口的结构。图2示意性地示出图1的接口的结构作为模型与二端口网络的互连。图3示出用于说明在每个转换中发射波和透射波之间的关系的示意图。图4是示出对0.5米E管信道测量的S-参数的示意图表。图5示出对0.5米E管信道测量的群延迟(GroupDelay)的示意图表。图6示出波导的群延迟的模拟结果的图表。图7示出用于说明通过波导的数据传输的示意图。图8示出根据本申请实施例的微带电路的侧视图。图9A和图9B示出如图8的方向A和B中可见的微带电路的俯视图。图10示出图8的微带电路的分解视图。图11示出沿图8中所示的探针元件的长度测量的S参数的示意图表。具体实施方式以下将参考附图对本申请的实施例进行描述。尽管下面描述了有限的实施例，但是这些实施例是本申请的示例并且本领域技术人员可以容易地改变这些实施例。本申请的实施例可以通过调整传输信号的上截止频带的带宽来实现单边带解调。例如，可以通过将微带线和波导良好匹配的微带电路来调整上截止频带的斜率。当载波频率被带到接近上截止频率，并使得链路频率特性在上截止频率处具有急剧衰减时，抑制上边带信号，以便在发射器侧可以从微带电路输出下边带信号，并且在接收器侧可以使用下边带信号实现解调。此外，本申请实施例可以包括相同受让人的韩国专利申请No.10-2013-0123344中公开的所有与本申请相关的内容。例如，本申请实施例可以提供改进的互连来替代电线线路。波导可以是具有金属包覆的介质波导，并且可以代替传统的铜线路。此外，波导利用具有频率独立衰减特性的介质，并因此可以很少或不用额外的接收器侧或接收端补偿实现高数据率。并行信道数据传输可通过波导和PCB的垂直组合是可行的。用于收发器I/O之间的板到板互连的具有波导的PCB可被定义为板到板互连装置。例如，根据本申请实施例的互连装置可包括波导、发射器端板、接收器端板、板到纤维连接器、微带馈线、探针元件、沟槽接地面、接地面和贴片。此外，互连装置还可包括彼此连接两个接地面的导通孔。提供板到纤维连接器，以通过安全地将多个波导彼此尽可能接近地安装到PCB以最大化空间(区域)效率。物理地，波导的柔性(flexible)特性可支持在任何位置自由地与任意端点相连接。波导的金属包覆可以维持总收发器功率消耗不变，而与波导的长度无关。此外，金属包覆可隔离其他信道和相邻波导中的信号的干扰。此处，干扰可引起带宽限制问题。耦接到沟槽的贴片型微带到波导转换(MWT)可以最小化微带和波导间的反射。微带到波导转换将微带信号作为波导信号传输，这可以具有低成本的优势。这是因为其可以通过通用PCB制造工艺而制造。根据本申请实施例的微带电路可以包括微带馈线，探针元件，沟槽接地面，接地面和贴片。可以在将微带线和波导良好匹配的微带电路中设置探针元件，以便调整上截止频带的斜率。当微带电路使载波频率接近上截止频率，且使得链路频率特性在上截止频率处具有急剧的衰减时，抑制上边带信号，以便在接收端可以从微带电路输出下边带信号。相应地，通过波导和微带电路输出到接收器的信号可以是下边带信号，并且可以在接收器侧使用下边带信号实现解调。如上所述，根据本申请实施例的微带电路可将微带线和波导匹配，以仅在接收端提供单边带数据或集中在单边带的数据作为微带电路的输出，而在预定频带内无反射。图1示出用于说明本申请的芯片到芯片接口的结构。参考图1，芯片到芯片接口结构描述板到板互连，并且波导101可以用于板到板互连。输入信号从50欧姆相配的发射器裸片102的输出输入并沿传输线103传播。发射器侧板上的微带到波导转换(MWT)104可将微带信号转换为波导信号。这里，MWT输出的波导信号可以沿着波导101传输，且可以在接收器侧板上的MWT105中被转换为微带信号。同样地，通过接收器侧板上的MWT接收的信号可沿传输线106传输，且可以进入50欧姆相配的接收器输入107。在此，介质波导可从发射器侧板向接收器侧板传播信号。图2示意性地示出图1的接口的结构作为模型本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种板到板互连装置，包括：波导，从发射器侧板向接收器侧板传输信号，并具有金属包覆；和微带电路，与所述波导相连接，并具有微带到波导转换(MWT)，其中，所述微带电路将微带线和所述波导匹配，并调整信号的频带中的第一预定频带的带宽以向接收器提供信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.03 KR 10-2015-00297421.一种板到板互连装置，包括：波导，从发射器侧板向接收器侧板传输信号，并具有金属包覆；和微带电路，与所述波导相连接，并具有微带到波导转换(MWT)，其中，所述微带电路将微带线和所述波导匹配，并调整信号的频带中的第一预定频带的带宽以向接收器提供信号。2.根据权利要求1所述的板到板互连装置，其中，所述微带电路包括：微带馈线，在第一层中，用于提供所述信号；探针元件，用于调整第一频带的带宽；沟槽接地面，在第二层中，包括用于最小化逆向行波与正向行波的比率的沟槽；接地面，在第三层中，包括用于在所述沟槽接地面和所述接地面之间形成电连接的导通孔；以及贴片，用于以共振频率发射信号。3.根据权利要求2所述的板到板互连装置，其中，所述探针元件的特性阻抗大于所述微带馈线的特性阻抗。4.根据权利要求2所述的板到板互连装置，其中，所述探针元件连接到所述微带馈线的一端，并具有预定的宽度和长度。5.根据权利要求4所述的板到板互连装置，其中，基于所述共振频率的波长确定所述探针元件的长...

【专利技术属性】
技术研发人员：裵玄民，宋河逸，金湖现，
申请(专利权)人：韩国科学技术院，
类型：发明
国别省市：韩国,KR