一种装置包括集成电路(IC)裸片(205)、衬底(210)、印刷电路板PCB(250)、天线(260)及波导短截件(270A)。所述IC裸片粘附到所述衬底，所述衬底包括在所述衬底的表面上的经配置以发出或接收信号的信号发射部(220A)。所述衬底及所述天线粘附到所述PCB，使得所述信号发射部及所述天线的波导开口对准且包括信号信道(230A)。所述波导短截件经布置为所述信号信道周围的边界。在一些实施方案中，所述波导短截件具有λ/4的高度，其中λ表示所述信号的波长。在一些实施方案中，所述天线包含所述波导短截件；在其它实施方案中，所述衬底包含所述波导短截件。波导短截件。波导短截件。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有衬底到天线耦合的无线装置
技术介绍
[0001]许多无线通信系统(例如毫米波雷达系统)通过波导将信号从封装集成电路(IC)传输到外部天线。一些IC使用封装装置与外部波导之间的直接接口，而不是平面传输线。与顶侧发射封装组合件相比，底侧发射封装组合件可以更少步骤及更大制造可靠性制造，但可更难以在系统级实施。或者，可制造顶侧发射封装组合件而无需额外步骤来在信号信道之间添加屏障，但由于装置与用于馈送三维(3D)天线的波导之间的气隙而以不良信道隔离为代价。例如电磁带隙结构的已知技术改进信道隔离，但防止紧凑信道放置。
技术实现思路
[0002]一种装置包括粘附到衬底的集成电路(IC)裸片、印刷电路板(PCB)、包括波导开口的天线及波导短截件(waveguide stub)。所述衬底包括在所述衬底的表面上的经配置以发出或接收信号的信号发射部且所述衬底粘附到所述PCB。所述天线也粘附到所述PCB，使得所述信号发射部及所述波导开口对准且包括信号信道。所述波导短截件经布置为所述信号信道周围的边界。
[0003]在一些实施方案中，所述波导短截件具有λ/4的高度，其中λ表示所述信号的波长。在一些实施方案中，所述波导短截件的中心与所述信号信道的中心相距小于λ的距离。取决于特定实施方案，所述波导短截件可并入所述天线中或所述衬底中。所述波导短截件在所述衬底中在垂直于所述衬底的所述表面的方向上可为笔直的，使得所述衬底的厚度至少与所述波导短截件的高度一样厚。或者，所述波导短截件是L形的，其具有在所述衬底中在垂直于所述衬底的所述表面的方向上笔直的第一臂及垂直于所述第一臂布置的第二臂。所述第一臂具有第一高度，且所述第二臂具有第二高度；所述衬底的厚度至少与所述第一高度一样厚。所述第一及第二高度的总和是λ/4。
[0004]在一些实施方案中，所述装置进一步包含第二信号信道，其具有所述衬底的所述表面上的第二信号发射部及所述天线中的第二波导开口。第二波导短截件形成所述第二波导信道周围的边界。在一些实施方案中，所述第一及第二信号信道紧密布置在一起，使得所述第一波导短截件及所述第二波导短截件形成波导短截件结构。所述波导短截件结构的中心与所述第一信号信道的中心相距小于λ的距离且与所述第二信号信道的中心相距小于λ的距离。λ表示第一及第二信号的波长。
[0005]在一些实施方案中，所述波导短截件结构包含占用所述第一与第二信号信道之间的空间的死区区段。所述死区区段经布置使得所述第一信号信道的中心与所述波导短截件结构的介于所述第一信号信道与所述死区区段之间的第一区段的中心相距小于λ的距离。所述死区区段还经布置使得所述第二信号信道的中心与所述波导短截件结构的介于所述第二信号信道与所述死区区段之间的第二区段的中心相距小于λ的距离。
附图说明
[0006]图1A到B说明实例底侧及顶侧发射封装组合件。
[0007]图2说明在相关联3D天线的波导中具有波导短截件的实例顶侧发射封装组合件。
[0008]图3A到C说明在封装的衬底中具有波导短截件的实例顶侧发射封装组合件。
[0009]图4说明在组合件粘附到其的印刷电路板中具有波导短截件的实例底侧发射封装组合件。
[0010]图5说明在相关联3D天线的波导中具有波导短截件的实例顶侧发射封装组合件的倾斜视图。
[0011]图6A到C说明图5中展示的实例组合件的信道隔离、插入损耗及回波损耗的曲线图。
[0012]图7A到D说明在相关联3D天线的波导中具有圆形波导短截件的实例顶侧发射封装组合件的横截面及俯视图，以及通过组合件的信号的模拟绘图及组合件的信道隔离的曲线图。
[0013]图8A到C说明具有波导短截件的波导的倾斜视图及俯视图以及通过波导的信号的模拟绘图。
具体实施方式
[0014]所描述的装置提供到外部天线的接口，所述接口对制造及组装公差是稳健的，相对易于在系统级实施，且具有改进的信道隔离。所描述的装置包含粘附到衬底的集成电路(IC)裸片，所述衬底具有拥有经配置以发出或接收信号的信号发射部的表面。衬底及外部天线粘附到印刷电路板(PCB)。外部天线包含波导开口。波导开口及信号发射部对准且形成信号信道。
[0015]波导短截件被布置为信号信道周围的边界且反射来自信号信道的信号泄漏。经反射信号对信号泄露进行相长干涉，从而有效地减少来自信号信道的信号泄露且改进信号隔离。波导短截件具有基于信号的波长λ的高度λ/4，且被放置于信号信道周围使得波导短截件的中心与信号信道的中心相距小于λ的距离。
[0016]波导短截件可放置于外部天线、衬底或PCB中。针对实施于衬底中的波导短截件，波导短截件可在衬底中笔直放置，在这种情况中，衬底的厚度至少与波导短截件的高度λ/4一样厚。或者，波导短截件可为L形，其具有笔直布置在衬底中的第一臂及垂直于第一臂布置的第二臂。第一臂的高度及第二臂的高度加起来为波导短截件的总高度λ/4。在L形波导短截件的情况下，衬底的厚度至少与在衬底中笔直布置的第一臂的高度一样厚。
[0017]对于具有多个信道的装置，包围每一信号信道的波导短截件可一起接合为信号信道周围的单个切口。对于其中信号信道周围的单个切口可使特定信号信道的中心与包围其的波导短截件的中心之间的距离大于λ的信道配置，可在波导短截件内策略性地放置死区区段以确保距离小于λ。任何适当制造方式可用于基于所需实施方案及特征大小创建波导短截件。
[0018]图1A说明实例底侧发射封装组合件100A，其包含粘附到封装衬底110且囊封于模制化合物135中的半导体裸片105。封装衬底110通过焊料球115及125的阵列耦合到PCB衬底150的波导接口侧。3D天线的波导160耦合到PCB衬底150与封装衬底110相对的次级波导侧。信号发射部120A到B与PCB通孔155A到B及波导160的波导开口130A到B对准。BGA包含信号发射部120A到B上方无焊料球的敞开空间。
[0019]天线发射部120A到B周围的焊料球125接地且用作信号发射部120A到B与PCB通孔155A到B之间的波导结构。包括焊料球125的波导结构隔离用于信号发射部120A到B的信号信道且改进信号发射部120A到B与波导160之间的阻抗匹配。焊料球125还减少信号发射部120A到B与波导160的波导开口130A到B之间的插入损耗。然而，对BGA球125及PCB通孔155A到B的依赖性增加制造复杂性、可变性及成本。可需要额外接地BGA球125，从而增加整体封装大小及制造成本。此外，底侧发射封装组合件可难以在系统级使用。
[0020]图1B说明实例顶侧发射封装组合件100B，其类似于图1A中展示的底侧发射封装组合件100A。组合件100B包含粘附到封装衬底110的半导体裸片105，所述封装衬底110通过焊料球115的阵列耦合到PCB衬底150。3D天线的波导160在封装衬底110上方及周围耦合到PCB衬底150，与信号发射部120A到C及封装衬底110分离达距离d 185。信号发射部120A到C与3D天线的波导本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置，其包括：印刷电路板(PCB)；衬底，其粘附到所述PCB且包括在所述衬底的表面上的经配置以发出或接收信号的信号发射部；集成电路(IC)裸片，其粘附到所述衬底；天线，其包括波导开口且粘附到所述PCB，其中所述信号发射部及所述波导开口对准且包括信号信道；及波导短截件，其经布置为所述信号信道周围的边界。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述波导短截件具有λ/4的高度，其中λ表示所述信号的波长。3.根据权利要求1所述的装置，其中所述波导短截件的中心与所述信号信道的中心相距小于λ的距离，其中λ表示所述信号的波长。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述天线进一步包括布置为所述波导开口周围的边界的所述波导短截件。5.根据权利要求1所述的装置，其中所述衬底进一步包括布置为所述信号发射部周围的边界的所述波导短截件。6.根据权利要求5所述的装置，其中所述波导短截件在所述衬底中在垂直于所述衬底的所述表面的方向上笔直，且其中所述衬底的厚度至少与所述波导短截件的高度一样厚。7.根据权利要求5所述的装置，其中：所述波导短截件是L形的且包括在所述衬底中在垂直于所述衬底的所述表面的方向上笔直并具有第一高度的第一臂及垂直于所述第一臂布置并具有第二高度的第二臂；所述第一及第二高度的总和是λ/4；λ表示所述信号的波长；且所述衬底的厚度至少与所述第一高度一样厚。8.根据权利要求1所述的装置，其中：所述PCB进一步包括所述波导短截件及从所述PCB的第一表面到所述PCB的与所述第一表面相对的第二表面的通孔腔；所述波导短截件布置为所述通孔腔周围的边界；及所述衬底的所述表面粘附到所述PCB的所述第一表面且所述天线粘附到所述PCB的所述第二表面，使得所述信号发射部、所述通孔腔及所述波导开口对准。9.根据权利要求1所述的装置，其中所述信号发射部是第一信号发射部，所述信号是第一信号，所述波导开口是第一波导开口，所述信号信道是第一信号信道，且所述波导短截件是第一波导短截件，所述装置进一步包括：第二信号发射部，其在所述衬底的所述表面上且经配置以发出或接收第二信号；第二波导开口，其在所述天线中，其中所述第二信号发射部及所述第二波导开口对准且包括第二信号信道；及第二波导短截件，其经布置为所述第二信号信道周围的边界。10.根据权利要求9所述的装置，其中所述第一及第二信号信道经布置使得所述第一波导短截件及所述第二波导短截件包括波导短截件结构，所述波导短截件结构的中心与所述
第一信号信道的中心相距小于λ的距离且与所述第二信号信道的中心相距所述小于λ的距离，且λ表示所述第一及第二信号的波长。11.根据权利要求9所述的装置，其中所述第一波导短截件及所述第二波导短截件包括波导短截件结构，所述装置进一步包括死区区段，所述死区区段布置于所述波导短截件结构中的所述第一及第二信号信道之间，使得：所述第一信号信道的中心与所述波导短截件结构的介于所述第一信号信道与所述死区区段之间的第一区段的中心相距小于λ的距离；且所述第二信号信道的中心与所述波导短截件结构的介于所述第二信号信道与所述死区区段之间的第二区段的中心相距所述小于λ的距离，且λ表示所述第一及第二信号的波长。12.一种印刷电路板(PCB)，其包括：PCB衬底；封装衬底，其粘附到所述PCB衬底且包括在所述封装衬底的表面上经配置以发出或接收信号的信号发射部；集成电路(IC)裸片，其粘附到所述封装衬底；到天线的波导，其中所述波导在所述封装衬底上方粘附到所述PCB衬底且包括波导开口，所述波导通过间隙与所述封装衬底的所述表面...
【专利技术属性】
技术研发人员：H，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：
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