用于毫米波电路板的系统和方法_2

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的壁。
[0026]在一些实施例中,包围波导210、传输线224和焊盘225的过孔204和微型导通孔组228可具有如下功能:(I)导通孔的功能为电磁屏蔽和作为波导210和传输线224的壁;
(2)导通孔的功能为将电路板200的顶表面上的产生热的部件热地耦接至电路板200的底表面上的散热层;以及(3)导通孔和微型导通孔组228如下面参考图2c所描述的,提供将接地板(ground plane)稳固地稱接至接地连接(ground connect1n)。
[0027]根据各种实施例,过孔204彼此与最邻近的过孔204以λ /4的距离分离,其中入是工作的特别频率的波长。在各种实施例中,λ可以是大约几毫米。因此,过孔之间的距离可以是大约几毫米或者更少。在特定的实施例中,可使用大约80GHz的工作频率。约3-5_的对应波长生产约Imm或者更小的过孔之间的距离。微型导通孔218也在与过孔204和其他微型导通孔218的距离小于λ /4处放置。具体地,在微型导通孔组228中的微型导通孔可被放置为以使其与微型导通孔组228中的其他微型导通孔和邻近的过孔204以小于λ /4的距离被分离开。根据一些实施例,微型导通孔218具有比过孔204更小的直径,并且可遍及电路板200被放置在紧密的位置或者狭窄的位置中。
[0028]在一些实施例中,过孔204的间距与包围接收部分221和传输部分222的过孔特别地相关。如图所示,多个过孔204形成将传输线224、焊盘225和空腔208包括在内的在接收器221和发射器222周围的导通孔围墙(via enclosure)或者导通孔围栏(via fence)。在一些实施例中,可如图所示使用两行过孔。在其他实施例中,可使用多于两行或者少于两行包围接收部分221和传输部分222。相对于空腔208,过孔204和盲孔206形成波导的电壁。在一些实施例中,空腔208的内壁未被电镀。
[0029]图2b示出了包括两个波导210和211以及IC焊盘201的实施例电路板200的布局视图。IC焊盘201对应于图1中PCB 108上的IC 102的位置。在各种实施例中,IC裸片或裸片堆叠可被键合至IC焊盘201。如图所示,在左侧和右侧与IC焊盘201邻近的是每个包括波导210和211的接收部分221和传输部分222。在各种实施例中,波导210和211包括过孔204、盲孔206、空腔208和波导过渡220。在一些实施例中,波导过渡220可以是锥形缝隙天线(TSA)。在进一步的实施例中,波导过渡220可以是维瓦尔第(Vivaldi)型。在其他实施例中,波导过渡220可被实施为其他类型的天线。根据各种实施例,波导过渡220被埋置在电路板200中。电路板200可对应于图1中的PCB 108。
[0030]图2C示出了图2a的电路板200的更详细的布局视图。在各种实施例中,IC焊盘201包括焊盘202和过孔204。焊盘202可被用作附着BGA的接触点(contact point),从而将芯片或者IC键合在IC焊盘201上。材料212可以是将特定的焊盘202耦接至电路板200上的电布线(electrical routing)的导电材料(比如,铜)。材料212可遍及电路板200将焊盘202耦接至输入和输出(I/O)引脚或焊垫(pad)、接地连接或电源连接。例如,耦接至焊盘202的引线214可与各种I/O信号和进位信号(carry signal)结合,而焊盘202可被直接地耦接至接地板。
[0031]根据各种实施例,过孔204可作至少三个功能使用:(I)将热能(热)从电路板200的顶侧转移至电路板200底侧上的散热层;(2)提供电路板200的底侧上的接地板216和接地连接之间的低阻抗路径;以及⑶提供用于EMR发射器和接收器的电磁屏蔽。在一些实施例中,更小的导通孔可被放置为遍及电路板200,以在物理紧密区域中提供接地和屏蔽。被描述为微型导通孔218的这些更小的导通孔,也可作列出的三个目的使用。在替换的实施例中,微型导通孔可被放置在焊盘202下面。
[0032]就接地板216进一步举例说明,由于在高频率时短导线和金属连接中的寄生电感和寄生电容可以是显著的,接地板可在多个位置处被耦接至接地。例如,区226a可以是接地板216的稱接至材料212的狭窄部分。当在一些通信回程系统(communicat1n backhaulsystem)的情况下,电路板200以超过30GHz (例如,以80GHz)运行时,区226a的电感和/或电容可变得显著衰减、不平衡,或者相反地影响差分线224上的信号。因此,微型导通孔组228a可接近区226a放置,从而将接地板216更稳固地耦接至靠近区226a的接地连接。在该实施例中,在区226a中寄生电感和/或寄生电容的效应可通过由微型导通孔组228a产生的更稳固和更接近的接地连接而减少。类似的效应可在靠近微型导通孔组228b-228d处被观察到。在一些实施例中,比如在靠近微型导通孔组228b处,区226b可窄于其他区(比如,区226a),并且具有减少的寄生阻抗。具有材料212的窄的相互连接和宽的相互连接的布局由1/0和系统要求所决定,但是与上述的三个目的有关的特别提高可通过本文所描述的实施例获得。
[0033]在各种实施例中,传输线224可如图所示的由材料212的平行条组成。沿传输线224的侧面布置的微型导通孔组228a-228d和过孔204可针对归因于EMR干扰和泄露的信号衰减提供屏蔽,并且为传输线224提供稳定的阻抗环境。在一些实施例中,靠近焊盘225处与传输线224平行的微型导通孔组228a-228d的特别布置可提供提升的性能和屏蔽。
[0034]图3示出了一种表明与电路板(比如,如图1和图2中的PCB 108或者电路板200)的各种类型的连接的实施例球形栅格阵列(BGA)引脚分布的示意图。例如,BGA引脚分布300可与图2的芯片焊盘201中的焊盘202 —致并且可耦接至该芯片焊盘201中的焊盘202。在一些实施例中,大量的接地焊垫(ground pad) 302被分布为遍及BGA引脚分布300。如本文所表明,接地焊垫302还对于热转移有用。在各种实施例中,在芯片或者IC中生成的热通过接地焊垫302被转移至该IC所耦接至的电路板。如通过所示实施例所表明,间距区304(spacing reg1n)可没有相互连接焊垫,位于遍及BGA引脚布置300的中心。在各种实施例中,间隔区304被留为没有相互连接焊垫,以提供用于过孔(比如,图2所示的过孔204)的空间。间隔区304可对应于位于芯片焊盘201中心处的过孔204。其他可能的相互连接焊塾在图3中被表明和标出。
[0035]BGA引脚分布300连同图1中的系统100演示了对于说明某些特征有用的总体结构。在某些实施例中,锡球和过孔未被放置在相同的位置,从而一定数量的位置被选择为如BGA引脚分布300所示的具有锡球,并且一定数量的位置(该位置可对应于间隔区304)被选择为具有过孔。因此,图1中从IC 102向PCB 108和从PCB 108向散热层110的热转移之间存在折衷。
[0036]根据各种实施例,BGA引脚分布300的焊垫分布根据通过BGA被键合至电路板的特定的IC或者芯片而变化。在特别的BGA实施例中,使用119个焊盘,其中的55个是耦接至接地板的接地焊垫。在一些实施例中,焊盘的子集通过电路板的顶部导电层的连续区被连接在一起。在一些情况下,该焊盘的子集可包括至少27个焊盘。此外,17个过孔可被放置为遍及整个芯片焊盘并且靠近该芯片焊盘的中心。在其他实施例中,可根据该特定实施例及其要求使用任何数量的焊盘、接地焊垫和导通孔。在一些实施例中,过孔可每个具有在约100 μ m和约700 μ m之间的直径,例如约400 μ m。这些过孔还可以起热过孔(thermal via)的作用,并且可耦接至被附接至电路板的底部的散热器。
[0037]根据进一步的实施例,接地板可由电路板底表面上的导电材料形成,以提升散热。在一个特定实施例中,接地板为约8.5_2,然而可根据特别的实施例及其规格使用任何大小。在该实施例中,接地焊垫302可通过芯片焊盘区中的焊盘被耦接至在电路板的顶表面上形成接地板的导电材料,并且过孔将顶表面上的接地板耦接至底表面上的接地板。在一些实施例中,多个微型导通孔在间隔区304之内被放置在芯片焊盘的过孔之间。这些微型导通孔可具有在约200 μ m和约400 μ m之间的直径,例如或者大约250 μ m。
[0038]图4不出了包括顶视图400a和截出的横截面400b和400c的一种实施例电路板400的顶视图和两个截出的横截面。在各种实施例中,电路板400可对应于电路板200。横截面400b描述了过孔404,并且横截面400c描述了盲孔406。从顶视图400a中能够识别出横截面
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