在竖直电连接件中提供互电容的电路和方法技术

一种电气设备，包括：具有多个介电层的结构，该结构还具有从介电层的顶层延伸到介电层的底层的多个竖直电连接件；多个竖直电连接件中的第一竖直电连接件，其包括在垂直于竖直电连接件的竖直尺寸的平面中延伸的第一电容性结构，其中第一电容性结构设置在多个介电层中的第一介电层上，其中第一介电层在顶层下方；以及多个竖直电连接件中的第二竖直电连接件，其包括在该平面中延伸并且设置在第一介电层上的第二电容性结构。

Circuits and Methods for Providing Mutual Capacitance in Vertical Electrical Connectors

An electrical device includes: a structure having multiple dielectric layers, which also has a plurality of vertical electrical connectors extending from the top layer of the dielectric layer to the bottom layer of the dielectric layer; a first vertical electrical connector in a plurality of vertical electrical connectors, which includes a first capacitive structure extending in a plane perpendicular to the vertical size of the vertical electrical connector, in which the first capacitive structure is provided. On the first dielectric layer in a plurality of dielectric layers, where the first dielectric layer is below the top layer, and the second vertical electrical connector in a plurality of vertical electrical connectors, including a second capacitive structure extending in the plane and arranged on the first dielectric layer.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在竖直电连接件中提供互电容的电路和方法相关申请的交叉引用本申请要求于2016年9月2日提交的美国非临时申请No.15/255412的优先权，其全部内容通过引用并入本文，如同在下文中完整地阐述并且用于所有适用的目的。
本申请总体上涉及串扰减少，并且更具体地涉及使用互电容来减少或最小化串扰的电路和方法。
技术介绍
传统的计算设备可以包括设置在封装件中的芯片，其中封装件安装在印刷电路板(PCB)上。在一个示例中，芯片包括设置在芯片封装件内的多核处理器。芯片封装件包括与印刷电路板上的电触点耦合的插座引脚。印刷电路板上的迹线提供多核处理器与随机存取存储器芯片之间的电通信。芯片/封装件/PCB结构包括竖直电连接件。例如，芯片内的金属通孔本身允许不同金属层之间的通信。类似地，印刷电路板内的通孔允许PCB的不同层之间的通信。在诸如双倍数据速率第四代同步动态随机存取存储器(DDR4)的高速信令系统中，来自系统上的相邻信号(干扰源)传输路径的串扰退化了受害者路径的性能。增加插座、连接器和相关联通孔的引脚密度是串扰的主要来源。在通道的竖直部分中引起的串扰作为远端串扰到达接收代理并且退化了性能。因此，本领域需要减少或消除远端串扰。
技术实现思路
根据一个实施例，一种电气设备包括：具有多个介电层的结构，该结构还具有从介电层的顶层延伸到介电层的底层的多个竖直电连接件；多个竖直电连接件中的第一竖直电连接件，其包括在垂直于竖直电连接件的竖直尺寸的平面中延伸的第一电容性结构，其中第一电容性结构设置在多个介电层中的第一介电层上，其中第一介电层在顶层下方；以及多个竖直电连接件中的第二竖直电连接件，其包括在该平面中延伸并且设置在第一介电层上的第二电容性结构。根据另一实施例，一种方法包括：在第一竖直电连接件中传导电信号；在传导电信号期间，通过第一竖直电连接件与第二竖直电连接件之间的互电容在电场中存储能量，其中第一竖直电连接件和第二竖直电连接件每个以多层电介质结构实现，进一步地，其中第一竖直电连接件包括在垂直于第一竖直电连接件的竖直尺寸的平面中延伸的第一电容性结构，进一步地，其中第二竖直电连接件包括在该平面中延伸的第二电容性结构，并且其中第一电容性结构和第二电容性结构位于多层电介质结构的同一层内。根据另一实施例，一种装置包括：具有多个介电层的结构；第一竖直部件，用于在包括在垂直于第一竖直装置的竖直尺寸的平面中延伸的第一互电容性结构的介电层中的多个介电层之间传导电信号，其中第一互电容性结构设置在多个介电层中的第一介电层上，其中第一介电层在顶层下方；以及第二竖直部件，用于在包括在该平面中延伸并且设置在第一介电层上的第二互电容性结构的介电层中的多个介电层之间传导电信号。附图说明图1是根据一个实施例的示例电气设备的图示。图2是根据一个实施例的示例电气设备的图示。图3是根据一个实施例的示例电气设备的图示。图4是根据一个实施例的图1-图3的电气设备的示例内部架构的图示。图5是根据一个实施例的包括图1-图3的设备的特征的计算设备的示例内部组件的图示。图6是根据一个实施例的在减少远端串扰的同时传导信号的示例方法的流程图的图示。具体实施方式各种实施例包括用于通过解决(诸如通孔)竖直电连接件的互电容来减少远端串扰的系统和方法。通孔可以包括电容性结构，电容性结构用于增加相邻通孔之间的互电容，从而降低远端串扰电压电平。远端串扰可以根据下面的等式1建模：在等式1中，VFext是远端串扰的大小，Cm是两个结构之间的互电容，Lm是这两个结构之间的互感，并且Cs和Ls分别是自电容和自电感。Vagg是干扰源信号的电压，并且tpd是信号的传播延迟。在垂直信号路径中，互感Lm倾向于占主导地位，并且因此导致负远端串扰。此外，互感Lm、自电容Cs和自电感Ls在更紧密的竖直截面中趋于不可控制。因此，为了减小或消除负远端串扰，可以增加互电容Cm以减小(Cm/Cs-Lm/Ls)的值。在一个实施例中，一种电气设备包括设置在芯片封装件内的片上系统(SOC)，其中芯片封装件设置在印刷电路板上。印刷电路板由多个介电层制成，并且诸如迹线和触点的导电特征设置在介电层的各种多个介电层上。继续该实施例，去往和来自SOC的电信号被传导通过芯片封装件并且通过插座引脚传导到印刷电路板。插座引脚与构建在印刷电路板的顶层上的导电触点电通信。电触点中的一些电触点还与PCB内的通孔电通信。此外，在该示例中，PCB包括从通孔中的多个通孔跨越水平距离到第二组通孔的电迹线。第二组通孔与PCB的顶层上的触点以及与存储器芯片或连接器电通信，该存储器芯片或连接器保持其上具有存储器芯片的双列直插式存储器模块(DIMM)。当SOC从存储器芯片读取数据和向存储器芯片写入数据时，它将信号传导到其通孔中的多个通孔，并且从通孔到迹线以及到第二组通孔和存储器芯片。存储器芯片还包括沿着相同或类似的路线向SOC和从SOC驱动信号的驱动器电路。存储器芯片的示例包括双倍数据速率第四代同步动态随机存取存储器(DDR4)，尽管实施例的范围不限于任何特定存储器技术。在该示例中，存储器信号是单端的，而不是差分的。因此，该示例实施例包括用于减轻远端串扰的电容性结构。例如，专注于PCB内的两个相邻通孔的子集，相邻通孔中的每个通孔可以包括在PCB的层内位于顶层下方的电容性结构。电容性结构形成在垂直于通孔的竖直尺寸的平面中，并且电容性结构以它们自己的长度尺寸朝向彼此延伸。虽然PCB的顶层可以用于电触点，但是PCB的其他层可以用于容纳电容性结构。根据等式1，电容性结构的形状增加了两个相邻通孔的互电容，从而减轻了远端串扰。在各种实施例中，可以通过模拟或实验来选择结构的形状，以在特定信号频率下实现互电容的期望水平。此外，虽然上面的示例专注于PCB通孔，但是在通孔上包括电容性结构的概念可以应用于SOC内的通孔或芯片封装件内的通孔。实际上，这种电容性结构可以应用于任何适当的竖直电连接件。其他实施例包括用于具有与上述类似结构的电气设备的方法，其中信号的传导在电容性结构之间的电场内存储能量，从而减少远端串扰。图1是示出其中可以实现各种实施例的示例电气设备100的简化等距图。为了便于说明，图1包括示出X、Y和Z轴的图例。Z轴限定通孔110和120的竖直尺寸。在该示例中，通孔110和120在PCB中实现；然而，PCB本身未示出以避免模糊通孔110和120的视图。尽管如此，本领域技术人员应当容易理解，PCB包括多层介电材料，其中该层中的每个层在由X和Y轴定义的平面中延伸。PCB的示例包括FR-4玻璃环氧树脂或其他合适材料的介电层。通孔110、120和其他导电和电容性结构可以由铜和/或其他适当的导体制成。通孔110具有焊盘111，焊盘111用于提供与封装件插座引脚(未示出)的电耦合。焊盘111设置在PCB的顶层上。通孔120具有类似的焊盘121，焊盘121也设置在PCB的顶层上。在图1的实施例中，提供电容性结构112、122，以便增加互电容。具体地，与通孔焊盘130相比，电容性结构112、122的表面积增加。在该示例中，电容性结构112、122是共面的并且设置在PCB结构的单个层上——在该示例中是PCB结构的底层上。而且，电容性结构112、122每个在x轴上具有主要尺寸并且在x轴上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电气设备，包括：具有多个介电层的结构，所述结构还具有从所述介电层的顶层延伸到所述介电层的底层的多个竖直电连接件；所述多个竖直电连接件中的第一竖直电连接件，包括在垂直于所述第一竖直电连接件的竖直尺寸的平面中延伸的第一电容性结构，其中所述第一电容性结构被设置在所述多个介电层中的第一介电层上，其中所述第一介电层在所述顶层下方；以及所述多个竖直电连接件中的第二竖直电连接件，包括在所述平面中延伸并且被设置在所述第一介电层上的第二电容性结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.02 US 15/255,4121.一种电气设备，包括：具有多个介电层的结构，所述结构还具有从所述介电层的顶层延伸到所述介电层的底层的多个竖直电连接件；所述多个竖直电连接件中的第一竖直电连接件，包括在垂直于所述第一竖直电连接件的竖直尺寸的平面中延伸的第一电容性结构，其中所述第一电容性结构被设置在所述多个介电层中的第一介电层上，其中所述第一介电层在所述顶层下方；以及所述多个竖直电连接件中的第二竖直电连接件，包括在所述平面中延伸并且被设置在所述第一介电层上的第二电容性结构。2.根据权利要求1所述的电气设备，其中所述第一电容性结构和所述第二电容性结构被设置在所述顶层与所述底层之间的介电层上。3.根据权利要求1所述的电气设备，其中所述第一电容性结构和所述第二电容性结构被设置在所述底层上。4.根据权利要求1所述的电气设备，其中所述第一电容性结构为细长形状，其中所述第一电容性结构的长度尺寸朝向所述第二电容性结构延伸。5.根据权利要求4所述的电气设备，其中所述第二电容性结构也为细长形状，其中所述第二电容性结构的长度尺寸朝向所述第一电容性结构延伸。6.根据权利要求1所述的电气设备，其中具有所述多个介电层的所述结构包括印刷电路板(PCB)。7.根据权利要求6所述的电气设备，还包括：多个插座引脚，与所述PCB的顶表面通信并且与所述第一竖直电连接件和所述第二竖直电连接件电通信；半导体管芯封装件，被设置在所述多个插座引脚的顶部上并且具有与所述多个插座引脚电通信的第一组电触点；以及半导体管芯，被安装到所述半导体管芯封装件并且具有与所述半导体管芯封装件电通信的第二组电触点。8.根据权利要求1所述的电气设备，其中具有所述多个介电层的所述结构包括半导体管芯封装件。9.根据权利要求1所述的电气设备，其中具有多个介电层的所述结构包括半导体管芯。10.一种方法，包括：在第一竖直电连接件中传导电信号；以及在传导所述电信号期间，通过所述第一竖直电连接件与第二竖直电连接件之间的互电容在电场中存储能量，其中所述第一竖直电连接件和所述第二竖直电连接件每个以多层电介质结构实现，进一步地，其中所述第一竖直电连接件包括在垂直于所述第一竖直电连接件的竖直尺寸的平面中延伸的第一电容性结构，进一步地，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·帕特马纳坦，D·帕特尔，D·A·诺斯格雷夫，K·罗伯茨，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US