用于平台级无线互连的天线制造技术

针对平台级无线互连描述了天线。在一个示例中，基本上平的封装基板具有所附接的无线电设备。封装基板上的导电传输线电连接到无线电设备，并且天线附接到连接到导电传输线的封装基板，所述天线向封装的侧面进行辐射。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于平台级无线互连的天线
本说明书关于用于集成电路封装之间的通信的天线，并且特别是关于具有用于向侧面引导辐射的辐射图的天线。
技术介绍
在多CPU服务器、多CPU高性能计算机以及其他多芯片系统中，在不同CPU之间的或者在CPU与其他系统组件之间的直接高速通信可以大大地提高总体系统性能。直接通信减少通信开销和延迟。这对数据被写入到共享存储器池的使用场景尤其适用。直接通信可以通过在承载CPU的系统板上添加开关或者开关矩阵来实现。可以通过系统板进行到开关的连接。这对于套接CPU而言要求通过插座引脚传送数据。插座连接的数量被插座的大小所限制。数据率也被CPU、插座和系统板之间的材料和接口所限制。也可以使用柔性上侧连接器进行到开关的连接。这些连接器利用专用电缆将一个芯片直接连接到另一个芯片，从而避开插座和系统板。上侧连接器提供更高的数据率，但是更昂贵。此外，封装更复杂，并且将封装组装到系统中更复杂，因为电缆必须在所有芯片都就位之后被放置和连接。附图说明在附图的各图中，作为示例而不是作为限制，图示了实施例，在附图中类似的参考数字指代相似的元件。图1是按照实施例的用于芯片到芯片通信的无线互连的侧视横截面图。图2是按照实施例的具有无线互连的封装的替代配置的横截面侧视图。图3是按照实施例的无线电芯片和相关组件的方框图。图4是按照实施例的具有多个用于芯片到芯片通信的无线互连的封装的顶视图。图5是按照实施例的具有多个高速接口的计算系统的方框图。图6是按照实施例的用于侧面辐射的渐变槽天线（taperedslotantenna）的等距透明视图。图7是按照实施例的用于侧面辐射的替代的渐变槽天线的等距透明视图。图8是按照实施例的用于侧面辐射的贴片天线和裸片盖的等距透明视图。图9是按照实施例的图8的贴片天线和裸片盖的横截面侧视图。图10是按照实施例的用于在封装层内使用的用于侧面辐射的渐变天线的等距透明视图。图11是按照实施例的图10的渐变天线的替代的等距透明视图。图12是按照实施例的图10的渐变天线的横截面侧视图。图13是按照实施例的安装到封装基板上的用于侧面辐射的芯片天线的等距视图。图14是按照实施例的用于通过波导的芯片到芯片通信的无线互连的横截面侧视图。图15是按照实施例的合并无线接口的计算设备的方框图。具体实施方式如在本文中所描述的，在CPU之间、在CPU和开关之间、以及在CPU和其他芯片之间使用无线互连。开关可以对所有的无线信号进行解调和下转换，并且然后重新传输它们。替代地，开关可以使用直接通带或无源切换，诸如自由空间反射器、透镜和波导。反射器和其他无源装置甚至可以被附接到系统板或者壳体或者其他外壳。利用毫米波，传播与利用节点之间的定义明确的传播路径的光传播的传播非常相似。波是高度方向性的，但是不如具有自由空间光学器件的情况那样对对准敏感。此外，毫米波载体能够提供非常高的数据率、诸如160Gbps或者更高，具有比激光二极管更低的功率消耗。通过插座和系统板的铜迹线（coppertrace）被可用空间和路由层所限制。铜迹线不是理想的信号载体，并且许多从引脚到通孔到层的接口导致信号退化、反射、噪声和干扰。毫米波无线收发机可以使用高级CMOS（互补金属氧化物半导体）工艺来实现。这些收发机可以与CPU相比被制造为小的，并且要求在大型CPU或者芯片组封装上的非常小的空间。因此，许多收发机可以集成在具有CPU或者芯片组裸片的封装上或者集成到该封装中，而不显著地增加封装的大小。此外，所要求的空间小于光学和柔性（亦称flex）电缆连接器所要求的空间。即使当使用有源中继器时，对于解调制器、重调制器和放大器系统而言针对短距离用毫米波也要求非常小的空间。在单个系统中多个封装的组装利用无线连接器比利用电缆和光纤更简单，因为无线电信号可以在不耦合和干扰的情况下彼此交叉。这使得创建网状网络简单得多。除了波束交叉之外，它们还可以被操控。如果封装适当地被放置，则每个CPU可以使用相同的天线组通过利用相控阵或者其他设备操控毫米波束来与任何其他CPU通信。操控或者定向天线还允许与在收发机的平面外的封装通信。可以在三个维度中的任何维度中引导通信，使得例如在母板上的CPU可以与母板之上的存储刀片（storageblade）或者甚至与足够接近的外部设备通信。两个主要组件可以被用于所描述的实现方案中的许多实现方案。无线毫米波节点在至少两个CPU或者其他封装和无线开关上。毫米波节点具有毫米波无线电裸片和天线。毫米波无线电裸片可以是在与CPU相同或不同的裸片中的CPU封装的一部分。无线电设备还可以在具有到CPU或其他裸片的连接的单独封装中。节点可以专用于CPU、存储器、非易失性存储装置、芯片组或者任何其他所期望的高速裸片或者设备。节点不必与开关或者彼此在相同的母板上。两个节点之一可以在不同的母板上或者在机壳组件上。无线通信和开关的一个优点在于，还可以存在多于两个节点。在平台之内的无线芯片到芯片或者芯片到开关通信中，侧面辐射天线可以被用于提供与邻近组件的直接视线通信，如例如在图1中所示的。为了实现向侧面被引导的辐射，需要新天线结构来确保最大辐射方向是向侧面的并且最小化在其他方向上的辐射。图1是用于芯片到芯片通信或者用于自由空间光学器件的使用天线的无线互连的一个示例的一般等距视图。第一芯片108和第二芯片110各自使用球状网格阵列（BGA）、连接盘网格阵列（LGA）或者包括焊盘、引线或者其他连接器的其他连接系统被安装到相应的封装104、106上。封装使用焊球阵列或者任何其他所期望的系统被安装到印刷电路板（PCB）102、诸如母板、系统或者逻辑板、或者子卡上。封装通过PCB上或者中的迹线（未示出）被电连接到外部组件、电源（power）、和任何其他所期望的设备。芯片还可以通过PCB彼此连接。封装可以取决于特定实现方案使用插座（未示出）被安装到PCB上。第一和第二封装104、106在本文中作为中央处理单元并且特别是作为服务器CPU被讨论。然而，在本文中所描述的技术和配置可以被应用于许多不同类型的封装，对于所述封装，高速通信链路将是合适的。在一些实现方案中，封装可以包括许多不同的功能，诸如具有系统级封装（SiP）。在其他实现方案中，封装可以是存储器、通信接口集线器、存储设备、协处理器或者任何其他所期望类型的封装。此外，两个封装可以不同，使得例如一个可以是CPU，而另一个可以是存储器或者芯片组。每个芯片还通过封装连接到一组无线电设备132、134、136、138。第一封装104具有外部无线电设备，而在第二封装106中，无线电设备被集成到芯片110中。无线电设备可以由单个裸片、或者具有多个裸片的封装、或者使用另外的技术形成。每个无线电设备靠近封装的边缘被安装到封装上，该边缘靠近于其他芯片。封装可以包括铜迹线、线路、或者层，以将芯片的特定连接盘、焊盘、或者焊球连接到用于数据和控制信号的无线电裸片。无线电裸片还可以连接到芯片以向无线电裸片提供功率。替代地，无线电裸片可以从外部源通过到PCB的封装连接获得功率。一组天线112、114、116、118被安装到第一封装104上，并且各自耦合到相应的无线电设备132、134、136、138。另一组天线122、124、126、128被安本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：基本上平的封装基板；附接到所述封装基板的无线电设备；在电连接到所述无线电设备的所述封装基板上的导电传输线；以及附接到连接到所述导电传输线的所述封装基板的天线，所述天线向封装的侧面进行辐射。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置，包括：基本上平的封装基板；附接到所述封装基板的无线电设备；在电连接到所述无线电设备的所述封装基板上的导电传输线；以及附接到连接到所述导电传输线的所述封装基板的天线，所述天线向封装的侧面进行辐射。2.如权利要求1所述的装置，进一步包括附接到所述封装基板的中央处理单元，并且其中所述无线电设备连接到所述中央处理单元。3.如权利要求2所述的装置，其中，所述无线电设备形成在具有所述中央处理单元的裸片上。4.如权利要求1、2或3所述的装置，其中，所述天线形成在所述封装基板的层之间。5.如权利要求1-5中的任一项或者多项所述的装置，其中，所述导电传输线在所述封装基板的表面上，并且所述天线在所述封装基板的相同表面上。6.如权利要求5所述的装置，其中，所述天线使用沉积形成在所述封装基板上。7.如权利要求5所述的装置，其中，所述天线形成为芯片天线并且附接到所述封装基板的相同表面。8.如权利要求7所述的装置，其中，所述天线使用基板集成波导技术形成。9.如权利要求5所述的装置，进一步包括附接到所述封装基板的中央处理单元和在所述中央处理单元之上的散热器，其中所述无线电设备连接到所述中央处理单元，并且其中所述散热器包括耦合到所述天线的波导以在所述波导和外部组件之间导引射频能量。10.如权利要求9所述的装置，其中，所述波导包括与耦合到所述天线的所述封装基板正交的垂直部分和耦合到所述垂直部分并且具有渐变部以将信号从所述无线电设备引导到所述外部组件的水平部分。11.如权利要求4所述的装置，其中，所述天线包括顶部接地平面和底部接地平面以及在所述顶部和所述底部接地平面之间的渐变波导。12.如权利要求11所述的装置，进一步包括在所述顶部和底部接地平面之间的渐变侧壁，所述侧壁由分离的导电柱形...

【专利技术属性】
技术研发人员：AA埃尔舍尔比尼，T坎加英，SN奥斯特，BM罗林斯，GC多贾米斯，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国,US