[发明专利]用于自动车辆的球栅阵列射频集成电路印刷电路板组件

说明书

公开了一种用于自动车辆的球栅阵列射频集成电路印刷电路板组件。一种球栅阵列印刷电路板组件包括管芯、多个焊球、基片、顶部金属层和底部金属层。管芯包括信号输出焊盘和在信号输出焊盘周围布置的多个接地焊盘。顶部金属层、在基片中的多个通孔和底部金属层协作以形成基片集成波导。顶部金属层被配置为限定在与信号输出焊盘和基片集成波导对齐的顶部金属层的信号部分以及与多个接地焊盘对齐的顶部金属层的接地部分之间的U型槽。U形槽由基于信号的频率而选择的槽长度和基于通孔高度而选择的槽宽度表征，使得信号产生跨U形槽引导的电场，由此信号从顶部金属层的信号部分传播到基片集成波导中。

技术领域

本公开总体上涉及BGA电路组件，且更具体地涉及在顶部金属层中使用U形槽以产生跨U形槽引导的电场，由此信号从U形槽直接地传播进入基片集成波导(SIW)。

背景技术

用各种各样的感测系统配备自动车辆是公知的。各种传感器配置已经被开发以向驾驶员或自主控制器提供与车辆周围的环境有关的辅助或者信息。射频信号技术的进步已使复杂的片上系统集成电路得以发展。环境感测或者通信所需的功能可以被实现在集成电路部件中。这种设备的示例用途包括机动车雷达检测系统、机器人引导系统和Wi-Fi数据传输。

用于射频(RF)信号传输的天线可依据特定的感兴趣的感测或者通信而改变。例如，较小的低增益宽带天线被用于Wi-Fi通信，以及较大的高增益天线通常被用于点对点的数据通信。用于机动车雷达系统的天线通常落在这两个极端之间。可被用于在车载雷达系统中传播RF信号的一种类型的天线部件被称为基片集成波导(SIW)。SIW因高效率而合乎期望且其相对低成本。

与将SIW用于车载感测或通信系统相关的一个挑战是与集成电路和SIW之间的连接相关联的。例如，微带或者共面波导微波传输线可以提供集成电路和SIW之间的接口。然而，此类连接包含诸如需要与对每条传输线而言是独特的场配置相匹配的微波部件之类的缺点。与此类微波部件相关联的转换增加了微波损失并且引入了微波反射，这可能会限制带宽并且影响产生此类系统的能力。当使用微带时，带宽可能会受到从集成电路部件连接器穿过SIW基片到该基片上的金属层的接地连接的要求的限制。此外，此类连接通常利用相对较贵的盲孔工艺制造。

发明内容

本文所述的是高频电路板组件，其包括形成将附接球栅阵列的射频集成电路输出直接地连接到由印刷电路板(PCB)上的特征物形成的基片集成波导(SIW)的装置。该组件通过消除诸如微带之类的各种互连转换克服了上文所描述的问题，这使系统性能最大化的同时复杂度最小化。该直接连接允许射频(RF)能量由或经过蚀刻在PCB顶部电阻层中的U形槽从集成电路被直接地辐射进入SIW。U形槽的谐振频率由U的槽长度确定或影响，其中该长度是U的周长的总数也就是说，当在这页上浏览该U时，该长度是在该U的上下方向所测量的距离的两倍加上在U的左右方向上所测量的距离之和。来自U形槽的RF能量的耦合效率由与U形槽的基座的宽度相对应的形状宽度确定或影响。也就是说，该形状宽度在这页上的跨U的左右方向上被测量。用于形成SIW的通孔中的一些也用于形成有助于向期望的SIW的传播方向引导或反射RF能量的背部短路(back-short)。