电子高频装置以及制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电子高频装置以及制造方法。
【背景技术】
[0002]高频(HF)电磁波发射和接收装置可以被提供成一个或多个集成电路的形式。集成电路可以被布置在布线板上，例如印刷电路板(PCB)上。适当地耦合于集成电路的发射或接收天线可以被布置在布线板上或集成在其内。布线板可能包括以交替方式布置在彼此顶部的一个或多个传导层以及一个或多个绝缘层，以便在每对邻近的传导层之间具有绝缘层。各种电子元件例如导体、电容器、电感器或微带线可以集成在传导层上。
[0003]绝缘层可能包括或由适当的电介质绝缘材料构成。在高频应用的情况下具有相对低的介电常数的绝缘材料可以是优选的。例如，靠近包括了高频信号线的传导层布置的绝缘层可以由具有近似为3的介电常数的绝缘材料构成，然而不与任何高频信号线邻近的绝缘层可以由具有例如4.4的介电常数的绝缘材料构成。具有适当的低介电常数的绝缘材料的例子包括由Rogers Corporat1n(美国)生产的材料RT5880和R03003。这些材料由于适合于包括高达40千兆赫或甚至更高频率的高频应用而被熟知。然而，各种各样的其它绝缘材料，尤其是一些基于聚四氟乙烯的材料可以也适合。
[0004]在这个应用中，“特殊绝缘材料”和“普通绝缘材料”的表达被用来区分两种不同的绝缘材料，其中特殊绝缘材料具有比普通绝缘材料更低的介电常数。此外，特殊绝缘材料在高频下可能具有低的多的损耗正切，其对于更高频率(例如，IGHz以上)的操作是有利的。特殊和普通绝缘材料例如可能分别具有大约3和大约4.4的介电常数。现今的特殊绝缘材料趋向于比普通绝缘材料更贵。
【发明内容】
[0005]正如附属权利要求中所描述的，本发明提供了一种电子高频装置以及一种制造方法。
[0006]本发明的具体实施例在附属权利要求中被陈述。
[0007]根据下文中描述的实施例，本发明的这些或其它方面将会很明显并且被阐述。
【附图说明】
[0008]根据附图，仅仅通过举例的方式，本发明的进一步细节、方面和实施例将被描述。在附图中，类似的符号被用于表示相同的或功能相似的元件。为了简便以及清晰，附图中的元件不一定按比例绘制。
[0009]图1示意性地显示了 HF装置的实施例的一个例子。
[0010]图2示意性地显示了图1的雷达装置的实施例的一个例子。
[0011]图3示意性地显示了波导的实施例的一个例子。
[0012]图4显示了制造高频发射或接收装置的方法的一个例子的流程图。
【具体实施方式】
[0013]由于本发明说明的实施例可能大部分是通过使用本领域所属技术人员所熟知的电子元件和电路被实施，因此细节不会在比上述所说明的认为具有必要的程度大的任何程度上进行解释。对本发明基本概念的理解以及认识是为了不混淆或偏离本发明所教之内容。
[0014]图1示意性地显示了处于环境8中的电子装置10的例子。电子装置10尤其可能包括布线板12、集成电路36、天线38和信号路径39，所述信号路径39用于将高频信号从集成电路36传输到天线38或反之亦然。布线板12可能包括一个或多个层。在所示例子中，布线板12例如可能包括传导层14、18、22、26和30以及绝缘层16、20、24和28。传导层和绝缘层可以按照交替方式堆叠在彼此顶部。每个传导层(例如层30)，可能因此由布置在中间的绝缘层(例如层28)与邻近的传导层(例如层26)分离。分离的传导层(例如层22、26和30)可以通过传导导线(例如导线32和34)而互连。
[0015]集成电路36可以被布置在布线板12上。集成电路36可以借助于例如接合导线或焊料球尤其附接于顶部或底部传导层。在所示例子中，集成电路36通过借助于例如两个、三个或更多的若干焊料球50被附接并且以传导方式连接到传导层30，其在这个例子中可以是顶层。天线38可以位于可能包括特殊绝缘材料或由特殊绝缘材料构成的层上。其它层可以包括普通绝缘材料或由普通绝缘材料构成。
[0016]集成电路36可以被布置成生成高频(HF)信号并且将它馈送到信号路径39。信号路径39可能将HF信号传输到天线38。天线38还可能将HF信号发射到环境8中。
[0017]替代地或者额外地，天线38可以被布置成从环境8接收HF信号并且将它馈送到信号路径39。信号路径39可能将HF信号传输到集成电路36。集成电路36还可能处理HF信号。
[0018]信号路径39可能包括波导40。波导40可以是空的。波导例如可能包括由内表面42定界的空的或填充空气的内空间41。波导40可能穿过布线板12的一个或多个层。在所示例子中，波导40穿过层16、18、20、22、24、26、28和30。波导40可以被布置成以电磁波的形式传输HF信号并且可以在不使用任何特殊绝缘材料的情况下被有效地实施。例如，被波导40穿过的绝缘层，例如层16、20、24和28，可以由普通绝缘材料构成，例如具有相对高介电常数(例如大于4的介电常数)的绝缘材料。波导40因此以成本有效的方式提供了将HF信号从集成电路36传输到天线38的方式或者反之亦然的手段。波导40尤其可能穿过具有相对高介电常数(例如大于4的介电常数)并且因此可以相对便宜的绝缘层。在所示例子中，绝缘层28、24和20可以由普通绝缘材料构成，然而邻接高频天线38的绝缘层16可以由特殊绝缘材料(例如具有比普通绝缘材料的介电常数低的材料)构成。天线38可以是布线板12的一部分或附接于它。在所示例子中，天线38在顶部或底部传导层14中形成。天线38可能具有适合被发射或接收的HF信号的波长的几何形状与尺寸。
[0019]波导40可能具有布置在靠近集成电路36的第一端44，以便HF信号可以通过非传导性电磁耦合在第一端44和集成电路36之间传输。例如，集成电路38可能包括辐射耦合元件48，例如微带天线(micro antenna)，用于在第一端44将HF信号馈送到波导40中或用于在第一端44从波导接收HF信号。辐射耦合元件48的尺寸在第一端44处可能大致对应于波导40的横截面。辐射耦合元件48尤其可能比天线38小。
[0020]波导40还可能具有位于靠近天线38的第二端46，以便HF信号可以通过非传导性电磁耦合在第二端46和天线38之间传输。例如，第二端46可以位于邻近天线38的端部部分。
[0021]波导40可以是直的并且垂直穿过布线板12的相应层。在这种情况下，集成电路36和天线38可以相对于布线板12彼此相对。波导40的长度和相关制造成本因此可以被降低。例如，可以通过向布线板12中钻垂直孔来制造波导40。该孔可能从布线板12(在所示例子中，层30的侧面)的一侧延伸到靠近或者也邻接天线38的位置。在天线38被实施在布线衬底12的顶层或底层的设计中，该孔可能穿过除这个顶层或底层(在图1中的层14)之外的所有位置。在天线38不是布线板12的一部分而是附接于它的设计中，该孔可能穿过整个布线板12。
[0022]该孔的内表面可以被制成对于HF信号的高频电磁波是反射的。例如，内表面可以被涂敷适当的金属。为此，金属蒸汽可以被引入到该孔。金属蒸汽或一部分金属蒸汽可能停留在内表面，并且因此使内表面成为反射的。替代地或者额外地，一个或多个反射元件可以附接于该孔的内表面。例如，反射元件可以是细小的金属线或金属线的细网格。
[0023]集成电路36和布线板12之间的焊料球50或这些焊料球中的至少一些，例如它们中的两个或更多个，可能形成空波导40的一部分，在这种意义上，它们可能减少集成电路36和布线板12之间的HF电磁波的泄漏。将两个、三个、四个或更多焊料球布置到围绕集成电路36附近的波导40的端部44的周线上可以尤其有利。
[0024]波导40可能具有圆柱形内空间41。该圆柱形内空间尤其可能具有圆截面。波导40因此可以通过在布线板中钻孔而在未加工的布线板上方便地生产。
[0025]在一个例子中，集成电路36可能包括接收器和发射器电路二者，并且天线38可能相应地用作发射和接收。在另一个例子中，集成电路36可能包括发射器电路但不一定包括接收器电路，并且电子装置10可能包括第二集成电路36’，该第二集成电路36’包括接收器电路。电子装置10还可能包括位于布线板12上的集成电路(未显示)。第二集成电路36’可以和集成电路36(第一集成电路)一样布置在布线板12的相同层上。电子装置10还可能包括接收天线38’ (第二天线，显示在图2中)和接收信号路径39’。接收天线38’可以被布置成从环境8接收高频信号作为接收信号并且将它馈送到接收信号路径39’。接收信号路径39’可能将接收信号传输到还可能处理它的第二集成电路36’。如上所描述的，接收信号路径39’可以与发射信号路径39的设计相似。它尤其可能包括波导(未显示)，例如，空波导，用于将接收的高频信号传输到第二集成电路36’。
[0026]第一集成电路36和第二集成电路36’例如可以是雷达装置、移动电话或其它类型的收发装置的一部分。雷达装置的一个例子进一步参照图2被描述。
[0027]如图2中所示，布置在例如第一集成电路36的生成器单元62可能生成高频信号
6。HF信号6可能具有比例如I千兆赫更高的频率。例如，频率可以是77千兆赫，在现今的车载雷达应用中普遍使用的频率。HF信号6可以被适当地调制。HF信号6可以经由辐射元件48和波导40馈送到天线38。天线38可能发射HF信号6。HF信号6可以由电子装置10外部的对象64反射。外部对象64可以位于环境8中(见图1)。反射的HF信号6’可以经由第二波导40’和连接到下变频器66’的第二耦合元件48’被接收天线38’接收，并且被传送到位于例如第二集成电路36’中的下变频器66’。耦合元件48和48’可以在设计上相似。
[0028]集成电路36还可能包括下变频器66，所述下变频器66用于将由生成器单元62输出的HF信号6下变频到低于信号6的原始高频的操作频率(OF)，以生成OF信号7。类似地，下变频器66’可能下变频接收的高频信号6’到操作频率，从而生成OF信号7’。OF信号7和7’可以馈送到分析单元8。分析单元8可能确定第二 OF信号V相对于第一 OF信号7的延迟，以生成距离信号9，该距离信号9指示对象6