[发明专利]用于芯片间通信的电介质透镜结构

说明书

技术领域

本公开涉及一种关于聚焦和发散电磁信号特别是EHF辐射的系统和方法。

背景技术

半导体工业和电路设计技术的发展已使具有不断增长的更高的工作频率ICs的开发和产品成为可能。因而，与前几代产品相比，具有这种集成电路的电子产品和系统能够提供更强的功能。这种增加的功能通常已包括对以不断增加的更快的速度不断增长的更大的数据量的处理。

许多电子系统包括多个安装有这些高速ICs的印刷电路板(Printed Circuit Boards，PCBs)，各种信号通过PCBs在ICs之间来往。在具有至少两个PCBs并且需要在这些PCBs之间进行通信的电子系统中，已发展出多种连接器和背板架构来方便电路板之间的信息传递。遗憾的是，这种连接器和背板架构将各种阻抗不连续带入了信号路径，导致信号质量或完整性的下降。通过例如载波信号机械式连接器的传统方式连接板通常会造成中断，这需要昂贵的电子设备来解决。传统的机械式连接器还可能会随着时间发生破损、需要精确的对齐和制造方法，以及容易受到机械耦合的影响。

传统连接器的这些特点会导致需要高速传输数据的电子系统的信号完整性和稳定性的下降，这会限制这些产品的性能。

发明内容

本公开的实施例可以提供用于使用EHF电磁辐射通信的通信装置。通信装置可以包括集成电路(IC)封装，集成电路封装包括可以被配置为发射和/或接收EHF电磁信号以及在电信号与电磁信号之间转换的转换器。集成电路封装还可以包括集成电路，集成电路包括可操作地耦合至转换器的发射机电路和接收机电路中的至少一个。此外，IC封装可以包括绝缘材料，集成电路和转换器中的每一个部分地嵌入绝缘材料，以使绝缘材料将转换器和IC中的每一个维持在相对的固定位置。通信装置可以包括被配置为折射入射的EHF电磁辐射的电介质透镜。电介质透镜被布置为以增强转换器的电磁信号的发射或接收。

本公开的另一实施例提供包括第一装置的EHF通信系统。第一装置包括具有第一转换器的第一集成电路封装。第一装置可以被配置为发射EHF频率范围的电磁信号。第一装置还可以包括与第一转换器邻近布置的第一电介质透镜，以使第一电介质透镜折射电磁信号的至少一部分。EHF通信系统还可以包括第二装置。第二装置包括第二集成电路封装，第二集成电路封装具有第二转换器并被配置为接收由第一电介质透镜折射的电磁信号。

附图说明

在概括地描述本发明之后，现将参考未必按比例绘制的附图，其中：

图1示出了根据本公开实施例包括晶粒和天线的集成电路(IC)封装的第一示例的简化的示意俯视图。

图2示出了沿线2-2的图1的IC封装的剖面图。

图3是图1和2的晶粒和天线的互连的放大视图。

图4示出了包括晶粒和天线的IC封装的第二示例的示意俯视图。

图5示出了包括晶粒和天线的IC封装的第三示例的示意俯视图。

图6示出了沿线6-6的图5的IC封装的剖面图。

图7示出了IC封装的另一个实施例。

图8示出了包括IC封装和印刷电路板(PCB)的示例性通信装置的示意侧视图。

图9是示出了示例性发射机电路和天线部分的简化的电路图。

图10是示出了示例性接收机电路和天线部分的电路图。

图11示出了包括具有外部电路导体的IC封装的另一个示例性通信装置的等距视图。

图12示出了图11的示例性通信装置的底视图。

图13和14示出了被配置为发射机的图11的通信装置产生的代表性辐射方向图。

图15示出了具有PCB地线层的示例性结构和生成的辐射方向图的程式化表示的发射装置。

图16示出了具有示例性电介质透镜的通信装置。

图17是示例性电介质透镜的两部分的图。

图18是示例性电介质透镜的剖面图。

图19-22是各个示例性电介质透镜的照片。

图23是示例性双凹电介质透镜的剖面图。

图24是图23的透镜的等距半透明视图。

图25是示例性菲涅尔电介质透镜的等距视图。

图26是另一个示例性菲涅尔电介质透镜的等距视图。

图27是图26的透镜的另一侧的等距视图。

图28示出了另一个示例性电介质透镜结构。