PCB上的电介质波导制造技术

本发明专利技术提供了一种PCB上的电介质波导。提供了一种涉及制造用于PCB上的各个IC之间的RF通信的PCB上的电介质波导(WG)的方法。WG能够取代基带铜总线，因此，PCB能够更小和/或更便宜。WG可印刷、压印、切割或预制到PCB上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及PCB上的芯片到芯片的RF通信和一种PCB上的电介质波导。
技术介绍
铜轨道典型地用于PCB上的芯片到芯片的通信。然而，对于数据传输，铜轨道的带宽受到限制。此外，当数据传输速率增加时，耗费的能量增加。铜轨道也可以按照并行结构应用在芯片之间。这可增加数据传输速率并避免在低频和高频的信道损失差，但功耗可能甚至更高。并行铜轨道还导致大的覆盖区，需要使用大的电路板。因此，使用并行铜轨道可能 难以具有紧凑而光滑的壳体。另一方面，也能够使用一对铜轨道执行并串转换。然而，对于高数据传输速率应用，这种替换方案仍然受高功耗问题的困扰。
技术实现思路
概括而言，本专利技术涉及制造用于PCB上的各个集成电路(IC)之间的RF通信的PCB上的电介质波导(WG)。这可具有这样的优点WG能够取代基带铜总线，因此，PCB能够更小和/或更便宜。WG可印刷、压印、切割或预制在PCB上。在本专利技术的特定表达中，提供了一种用于在PCB上提供芯片到芯片的RF通信的方法，该方法包括提供由电介质材料制成的电介质波导；以及把在电介质波导的每一端的、用于耦合电介质波导的耦合器连接到至少两个芯片。附图说明为了确保充分地理解本专利技术并容易地实施本专利技术，作为非限制性例子提供了实施例、由前面的描述参考的下面的说明性附图。图I是用于实施例的芯片到芯片的RF通信的系统的示意图；图2(a)至(e)是本专利技术的电介质波导的截面形状的例子的示图；图3(a)至(C)是图I中的耦合器的平面像；图4是图3的耦合器的示意性侧视图；图5是形成电介质波导的第一方法的处理流程图；图6是形成电介质波导的第二方法的处理流程图；图7是形成电介质波导的第三方法的处理流程图；图8是具有电介质波导的PCB的示意图；图9是图8的PCB的模拟的传播损失的曲线图；图10是具有手绘的电介质波导的PCB的照片；图11是图10的PCB的实际传播损失的图表；图12是使用铜轨道的PCB的图像；图13是使用本专利技术的系统的PCB的图像；图14(a)至(d)是形成电介质波导的例子的示图；图15是显示PCB上的电介质波导和微带线(MSL)的传播损失的曲线图；图16是没有任何电介质波导的PCB的示意图；图17是图16的PCB的模拟的传播损失的曲线图； 图18是与电介质波导耦合的图I中的耦合器的平面像；和图19是与电介质波导耦合的图I中的耦合器的侧视像。具体实施例方式本专利技术提供了一种促进芯片到芯片的RF通信的系统，由此该系统可实现在具有已有铜轨道的PCB上。该系统能够替代芯片之间的铜轨道连接在PCB上实现芯片到芯片的RF通信。还提供了在PCB上包括该系统的电介质波导的方法。系统20显不在图I中，具有第一信号源28,利用位于电介质波导22的相应末端32,34的耦合器24、26，第一信号源28经电介质波导22连接到第二信号源30。源20、30可以是集成电路或“芯片”。与经铜轨道的传输相比，PCB上的电介质波导具有更高的数据带宽。电介质波导典型地是具有低信道衰减的高通信道。图15是显示PCB上的电介质波导和微带线(MSL)的传播损失的曲线图。应该注意的是，随着频率增加时，与MSL的损失增加相比，对于宽频率范围，电介质波导的传播损失低。虽然MSL在高频具有高损失，但当MSL的长度很小时，损失在高频处被最小化。因此，可以组合短MSL和电介质波导并且仍然在宽频率范围上具有低传播损失。参照图1，提供了用于芯片到芯片的RF通信的系统20。可以理解，系统20可以被包括在PCB上，由此PCB表面可以是电介质层或金属层。如此，系统20能够布置在PCB上的金属导轨或电介质基底上方。系统20可取代用于芯片到芯片的通信的常规铜总线。系统20包括由电介质材料制成的电介质波导22。例如，可从PTFE或PTFE和陶瓷的复合材料中选择电介质材料。参照图2，显示了电介质波导22的截面形状的一些例子。电介质波导22可具有像是例如四边形(图2(a))、圆形(图2(b))、半圆形(图2(c))、椭圆形(图2(d))和多边形(图2(e))的截面形状。应该理解，截面形状可由用于形成电介质波导22的工艺确定。另外，截面形状应该允许电介质波导22粘附于PCB表面。系统20还包括位于电介质波导22的每一端32、34的稱合器24、26。每个稱合器24、26把电介质波导22稱合到信号源28、30。信号源28、30可以是半导体芯片。电介质材料的固有阻抗与耦合器24、26的输出阻抗匹配。耦合器24、26和电介质材料的阻抗可以是例如50ohm。它们的阻抗应该匹配。耦合器24、26和电介质波导22的电介质材料具有基本上相似的高通频率响应。电介质波导22具有高通特性，并且截止频率取决于电介质波导22的横截面面积。参照图3和图4,每个I禹合器24、26包括两个金属层60、62和位于这两个金属层60,62之间的PCB基底64。应该理解，图3中表示的耦合器24、26的尺寸仅是说明性的并且不应该解释为限制性的。耦合器24、26可以是PCB上的分立模块或者IC芯片的一部分。因此，能够在制造PCB之后增加耦合器24、26。当如图3(b)中所示按照平面图观看时，位于耦合器24、26的PCB基底64的第一面61的第一金属层60可具有多边形形状的形式(示出了不对称的五边形)。第一金属层60包括MSL，其耦合到信号源28、30的触点，并转变到平面喇叭天线68。平面喇叭天线68也是高通的。应该控制平面喇口入天线68的两个金属路径的跨角(spanning angle),以获得与电介质波导22相同的截止频率，当使平面喇叭天线68与电介质波导22匹配时希望实现这一点。第一金属层60的远离MSL 66的远边缘72可表不稱合器24、26的平面喇口入状传输区域。位于PCB基底64的第二面63的第二金属层62(如图3(c)中所不)用作I禹合器24、26的接地板,并且不与第一金属层60重叠。用于第一金属层60和第二金属层62的金属可包括例如铜。电介质波导22以如图18和19中所示的方式耦合到耦合器24、26，由此 电介质波导22包括用于放置在耦合器24、26上的重叠部分19。参照图8，显示了具有电介质波导22并具有耦合器24、26的PCB 64的示意图。应该理解，图8中的端口 I和端口 2分别来自信号源I (28)和信号源2(30)。图9显示PCB 64的模拟的传播损失的图表。与显示来自端口 I的在端口 3的较低水平的RF信号接收(没有电介质波导22)的线“P31”相比，线“P21”显示来自端口 I的在端口 2的较高水平的RF信号接收。因为基于图15中显示的设置的如图16中所示的早前模拟结果已显示在端口 2和端口 3的传播损失与在PCB 64上没有电介质波导22的情况下相似，所以很明显地，电介质波导22使传播损失最小化。参照图10，显示了具有手绘的电介质波导23并具有耦合器25、27的PCB 65的平面图的照片。图11显示PCB 65的实际传播损失的图表。与显示来自端口 4的在端口 6的较低水平的RF信号接收(没有电介质波导23)的线“端口 6”相比，线“端口 5”显示来自端口 4的在端口 5的较高水平的RF信号接收。在电介质波导23中的传播的模式取决于电介质波导23的尺寸和耦合器25、27的类型。例如，平面喇本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在PCB上提供芯片到芯片的RF通信的方法，该方法包括：提供由电介质材料制成的电介质波导；以及把位于电介质波导的每一端的、用于耦合电介质波导的耦合器连接到至少两个芯片。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：马逾钢，杨庆炳，増田久，张亚琼，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：