压接毫米波波导分接头连接器的制作方法

实施例涉及半导体封装。更具体而言，实施例涉及具有压接毫米波波导(mm波波导)分接头连接器(crimpedmillimeter-wavewaveguidetapconnector)的半导体封装。

背景技术：

随着越来越多的设备被互连并且用户消耗更多数据，诸如汽车和数据中心互连等许多应用在相对较长的距离上要求更高的数据速率。为了支持所需的数据速率，传统的电气连接变得越来越昂贵并且耗电。例如，为了扩展线缆的范围或线缆上的给定带宽，可能需要使用更高质量的线缆或采用先进的均衡、调制和/或数据校正技术，这增加了系统的功率和延迟。此外，实施多个通道(以及因此的多个线缆)以满足数据速率要求会导致更高的重量和具有挑战性的线缆布线。

可替换地，采用光学互连和解决方案。光学互连具有较低的对准公差，这导致相当大的组装和制造问题。此外，来自汽车环境中的不同来源的振动需要对连接器设计采取特殊预防措施，以避免影响性能并增加故障风险。最后，光学互连通常与高功耗和增加的成本相关联。

附图说明

本文描述的实施例通过示例的方式示出而不是局限于附图的各个图，在附图中相似的附图标记表示相似的特征。此外，省略了一些常规细节，以免使本文描述的发明构思难以理解。

图1a是包括可通信地链接到电子控制单元(ecu)的多个传感器和其他外围部件的汽车的框图的截面图。

图1b是包括可通信地链接到ecu的多个传感器和其他外围部件的汽车系统的框图。

图1c是包括输入连接器、输出连接器、封装、射频(rf)控制电路和传感器的双连接器系统的透视图。

图2是根据一个实施例的包括输入连接器、输出连接器、封装、rf控制电路和传感器的压接毫米波波导(mm波波导)连接器系统的透视图。

图3是示意性说明根据一个实施例的包括输入连接器、输出连接器、rf控制电路和传感器的压接毫米波波导连接器系统的框图。

图4a是根据一个实施例的压接毫米波波导连接器系统的透视图。

图4b是根据一个实施例的压接毫米波波导连接器系统的平面图。

图4c是根据一个实施例的压接毫米波波导连接器系统的截面图。

图5a是根据一个实施例的垂直压接毫米波波导连接器系统的透视图。

图5b是根据一个实施例的垂直压接毫米波波导连接器系统的平面图。

图5c是根据一个实施例的垂直压接毫米波波导连接器系统的截面图。

图6是根据一个实施例的具有互连外壳的垂直压接毫米波波导连接器系统的平面图。

图7是示出根据一个实施例的利用具有压接毫米波波导连接器的设备封装的计算机系统的示意性框图。

具体实施方式

本文描述的是包括压接毫米波波导(mm波波导)分接头连接器的系统。具体地，下面描述了具有基于贴片的连接器、基于锥形槽的连接器等的压接毫米波波导连接器系统，以及描述了通过将两个连接器结构合并(或压接)成一个连接的结构来形成这种系统的方法。如本文所述，根据一些实施例，这些系统包括电介质波导和/或金属波导，电介质波导和/或金属波导以在自主和/或自动驾驶车辆中使用的环形架构与传感器节点和电子控制单元(ecu)(也称为主控制单元(mcu))通信地耦合。

在以下描述中，将使用本领域技术人员通常采用的术语来描述说明性实施方式的各个方面，以将它们工作的实质传达给本领域其他技术人员。但是，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以仅用一些所描述的方面来实践本实施例。出于解释的目的，阐述了具体的数字、材料和配置，以便提供对说明性实施方式的透彻理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有具体细节的情况下实践本实施例。在其他情况下，省略或简化了众所周知的特征，以免使得说明性实施方式难以理解。

各种操作将以最有助于理解本实施例的方式被描述为多个分立的依次操作，然而，描述的顺序不应被解释为暗示这些操作必然是顺序相关的。特别地，这些操作不需要按照所呈现的顺序执行。

如本文所使用的，当针对一个或多个元件使用术语“顶部”、“底部”、“上部”、“下部”、“最下面”和“最上面”时，这些术语旨在传达相对而非绝对的物理配置。因此，当设备被倒置时，设备中的被描述为“最上面的元件”或“顶部元件”的元件可以替代地形成设备中的“最下面的元件”或“底部元件”。类似地，当设备被倒置时，设备中的被描述为“最下面的元件”或“底部元件”的元件可以替代地形成设备中的“最上面的元件”或“顶部元件”。

根据一些实施例，压接毫米波波导连接器系统(本文称为“压接连接器系统”)可以使用基于贴片的连接器和毫米波闭合或开放波导(例如，在60-120ghz频带中)以实现极其高的数据速率和低电损耗。压接连接器系统的这些实施例有助于为汽车环境提供减少的电损耗，这将进一步帮助减少延迟和均衡要求。

汽车环境通常使用每节点两个连接器的系统(例如，如图1b和图1c所示)，这导致连接器、传感器形状因子和其他可能的故障点的增加。根据一些实施例，为了克服这些问题(即减少连接器的总数等)并在这些环境(或其他相关环境)中提供改进，压接连接器系统有助于将每个节点两个连接器的系统合并为每节点一个连接器的系统(例如，如图2所示)。这样，压接连接器系统的这些实施例有助于允许将连接器机械地压接成单个/主要非连接的连续波导(即，而不是使用两个单独的输入和输出波导和连接器，而是单个波导将输入连接器和输出连接器二者压接成一个连续结构)，这将每个节点的连接器数量减少一半并且减少了整个系统的形状因子。

对于一些实施例，压接连接器系统包括每节点的单个非连接的波导和单个连接器(例如，如图2和图4-6所示)，其能够实现更快的安装/组装过程并降低总成本。另外，根据这些实施例，压接连接器系统还有助于汽车系统的维护，这是因为添加(和/或替换)传感器是相对成本高效的、不复杂的且简单的(例如，可以通过直接接入波导来添加传感器)。例如，如果需要将(一个或多个)传感器移除或通过使用例如导电环氧树脂将(一个或多个)传感器附接在不同位置，则压接连接器系统的一些实施例可以允许稍后修复(一个或多个)波导。

此外，如上所述，当前可用的互连解决方案(即，电缆和光缆)不满足自主和/或自动驾驶车辆(例如，汽车、卡车、火车、船只、飞机和任何其他自主运输/货运车辆)所需的数据速率、功耗、延迟和成本目标。因此，本文描述的实施例包括压接毫米波波导互连解决方案。对于一个实施例，压接毫米波波导可以包括金属波导和电介质波导中的至少一种，该金属波导使用一种或多种金属材料作为导电屏蔽(或外壳)，该电介质波导具有涂覆或未涂覆的低损耗电介质材料，其中，这些压接毫米波波导被设计成在毫米波或亚thz频率范围内工作。根据一个实施例，不是在封装上设置(或形成)两个波导连接器，而是压接连接器系统提供单个波导连接器，其中封装合并/压接到波导中，将一端分离为输入连接器而另一端分离为输出连接器(例如，如图2所示)

此外，当使用短到中等长度的线缆(例如，0.5-15米或更大)时，毫米波导线缆提供低功率、低延迟、高速和低成本的解决方案。特别是，由于信号不需要上变频为光信号，因此功耗显著低于替代光纤互连技术的功耗。同样，在短到中等长度的线缆中，因为实现的比特误码率水平值非常低(例如，低于10e-12)，因此可能不需要纠错(ec)。因此，与传统电互连相比，压接连接器系统的实施例可以实现显著更低的延迟，尤其是在需要ec的高数据速率下。

相应地，压接连接器系统的实施例还降低了汽车的总重量和成本，这是因为压接连接器系统减少了将多个传感器连接到ecu所需的互连连接器的数量。例如，每个传感器通常需要具有两个连接器的专用互连线路，并且当需要附加的传感器时，每个附加传感器只需要一个附加的连接器，而不是每个附加传感器需要两个附加的连接器(这增加了系统的总重量和成本。

图1a是包括可通信地链接到ecu105的多个传感器102和其他外围部件103-104的汽车系统100的框图的截面图。汽车工业正在向生产自主和/或自动驾驶车辆快速发展。自主车辆利用许多传感器，其产生关于车辆相对于周围物体(例如道路、其他车辆、交通信号、车道标记、行人等)的位置的数据。如图1a所示，车辆100可以包括任何数量的传感器102、视频摄像机103和定位系统104，例如全球定位系统(gps)。例如，传感器102可以包括视频传感器、图像传感器、超声传感器、雷达传感器、激光雷达(lidar)传感器等。需要处理从这些部件生成的数据，以确定车辆需要如何反应。这样，所生成的数据通过多个互连107(例如，毫米波波导)从外围部件传输到ecu105。因此，自主和/或自动驾驶车辆所需的附加外围传感器和其他部件导致在车辆内传输的数据量的显著增加。

当前，正在测试的自主车辆采用以大约1.0gbps和1.5gbps之间的速率的数据传输，并且采用四个不同的低压差分信令(lvds)通道以允许大约4.0gbps和6.0gbps之间的总数据速率。然而，预期后续几代自主车辆所需的数据速率将增加到大约10gbps或更高(即，大约2.5gbps，使用四个差分lvds通道)。数据速率的这种增加远远超过当前可用车辆中的现有系统的数据速率。例如，用于车辆中的多媒体和信息娱乐网络的标准，即面向媒体的系统传输总线(most)，具有150mbps的数据传输速率。

用于提供高速互连的一些解决方案包括电互连和光学互连。然而，当用于汽车工业时，两者都具有显著的缺点。通过采用多个通道(即线缆)来达到所需带宽，可以利用诸如以太网之类的电连接。然而，这变得越来越昂贵并且耗电，以便支持汽车工业中所需的短到中等(例如，5m-10m)互连所需的数据速率。例如，为了扩展线缆的长度或线缆上的给定带宽，可能需要使用更高质量的线缆或采用先进的均衡、调制和/或数据校正技术。不幸的是，这些解决方案需要额外的功率并增加了系统的延迟。

相应地，通过光纤的光传输能够支持自主和/或自动驾驶车辆需要的所需的数据速率和距离。然而，由于需要光信号和电信号之间的转换，光学连接的使用可能导致功率和成本损失，特别是对于短距离和中等距离(例如，0.5m-15m)。此外，需要精确地保持光学互连的对准。这在汽车应用中被证明是困难的，这是由于可能改变光学互连的对准的振动和其他环境条件，并因此降低了光学互连的可靠性。同样，每个光学互连通常需要每个传感器两个连接器，因此增加了整体形状因子。因此，两种技术(传统的电气和光学，尤其是双连接器光学互连)对于在外围传感器与ecu之间需要重量轻、高数据速率、低延迟和低功率互连线的自主和/或自动驾驶车辆而言不是最佳的。

图1b是汽车系统110的框图，该汽车系统110包括与去往ecu105的多个互连107通信地链接的多个传感器102和其他外围部件103。注意，图1b的汽车系统110类似于图1a的汽车系统100，然而，汽车系统110包括多个连接器111-112。

汽车系统110可以使用60-120ghz频带中的毫米波闭合或开放波导107。如上所述，汽车系统110还可以支持非常高的数据速率并且具有非常低的电损耗，这有助于减少延迟和均衡要求。然而，这种汽车系统110的一个限制是需要将多个节点102-103(例如，摄像机)串联连接。如图1b所示，汽车系统110通常使用每节点两个连接器(包括输入连接器111和输出连接器112)将ecu105与多个节点102-103串联连接，从而4个节点需要总共8个连接器。因此，该系统需要多个连接器(即，每个节点需要两个连接器等等)，这增加了传感器形状因子并引入了另外的可能的故障点。

图1c是双连接器系统120的透视图，双连接器系统120包括输入连接器111、输出连接器112、封装120、射频(rf)控制电路130、互连117和传感器102。注意，双连接器系统120类似于图1b中的任何节点(例如，传感器102和摄像机103)。

如图1c所示，双连接器系统120包括设置在封装120上(通常在相对的两端上)的输入连接器111和输出连接器112，其中每个连接器111-112可以具有从互连107接收和/或向互连107输出信号的连接点119。封装120可以是任何基板/封装，例如印刷电路板(pcb)、高密度互连(hdi)板、陶瓷基板或有机半导体封装基板。另外，rf控制电路130形成在封装120上，其中，封装120利用互连117(例如，标准线缆，例如同轴线缆)通信地耦合到传感器102。通常，双连接器系统120通信地与互连107(例如，毫米波波导互连)耦合。如图1c所示，这个双连接器系统120遇到的一些问题是系统需要(i)增大的形状因子，(ii)附加部件(即，用于封装、互连等的附加连接器、连接点、附加表面积)，(iii)较慢的安装过程，以及(iv)增大的总重量和成本。

图2是压接毫米波波导连接器系统200的透视图，根据一个实施例，压接毫米波波导连接器系统200包括输入连接器211、输出连接器212、封装220、rf控制电路230、互连217和传感器202。注意，压接毫米波波导连接器系统200(或压接连接器系统)类似于图1b中的任何节点(例如，传感器102和摄像机103)。

如本文所用的，“压接连接器系统”(也称为传感器节点)是指具有输入连接器、输出连接器和在互连的一个或多个侧壁上的开口的互连；以及具有一个或多个侧壁、顶表面和与顶表面相对的底表面的封装，其中封装的至少一个侧壁被设置(压接、插入、合并、按压等)在互连的开口上。具体地，如本文所用的，“压接连接器系统”是指具有被机械压接(合并或按压)成单个非连接的连续波导的输入连接器和输出连接器二者的系统。注意，如本文所述，“压接连接器系统”具有一个同轴(in-line)连接器结构，其可以在一端具有输入连接器而在相对端具有输出连接器(即，即使单独描述输入连接器和输出连接器，这两个连接器也是压接在一起以形成一个同轴连接器结构(如图2所示))。

此外，“压接连接器系统”还指在单个波导的输入连接器和输出连接器之间设置(即，压接、合并或按压)的封装。“压接连接器系统”可以使封装的一端(或侧壁)设置/压接(插入和/或压入)到单个波导的开口中(例如，可以形成开口，即通过切割波导的屏蔽/外壳以形成开口)。因此，“压接连接器系统”可以使一端压靠在单个波导的内壁上(或者基于所需的封装设计和/或应用(例如，基于所需的插入损耗(db)和/或隔离(db)，其是波导的内壁与封装的顶部接地平面(和/或侧壁)之间的间隔的函数)而被按压为极为贴近单个波导的内壁)。

对于一个实施例，封装220具有顶表面和与顶表面相对的底表面，并且封装220还具有一个或多个侧壁(或端部)。根据一个实施例，封装220可以被压接/按压在输入连接器211和输出连接器212之间，输入连接器211和输出连接器212被压接在一起以形成单个波导207(也称为互连)。注意，互连207可以是单个连续互连(例如，金属(或金属涂覆的)波导、电介质波导等)，其与汽车/数据中心系统(或需要压接连接器系统的任何其他系统)的每个节点(例如，传感器202)的输入连接器211和输出连接器212同轴通信耦合。

对于一个实施例，封装220可以具有被压入互连207的开口223中的一个侧壁，并因此该一个侧壁压靠在互连207的内壁222上(即，封装220的至少一个侧壁与互连207的内壁222相邻并共面)。注意，如上所述，封装220的侧壁可以完全压靠在互连207的内壁222上，或者在封装220的侧壁和互连207的内壁222之间可以具有小间隙，其中，小间隙对系统200的影响可以忽略不计。相应地，封装220因此被机械地压接并设置在输入连接器211和输出连接器212之间。此外，rf控制电路230形成(或设置)在封装220上，其中封装220使用互连217(例如，同轴线缆)与传感器202通信耦合。例如，互连217可以是任何合适的电缆，例如双轴线缆等。根据一个实施例，rf控制电路230通信地耦合到传感器202，rf控制电路230可以上变频由传感器202生成的低频数据流。

对于一个实施例，rf控制电路230从输入连接器211的连接点219(也称为基于贴片的发射器，基于锥形槽的发射器或任何其他毫米波信号发射结构)接收输入rf信号，然后使用双工器(例如，图3的双工器301)将输入rf信号按频率分成馈送到收发器(例如，图3的毫米波收发器302)的带内信号，馈送带外信号通过功率组合器(例如，图3的功率组合器303)，并且最后将输出rf信号(其可以包括带外信号和来自收发器的rf输出信号的组合)输出到输出连接器212的连接点219，其中，输出馈送(或输出rf信号)因此将最小延迟引入系统200(由于添加了更多连接器)。因此，封装230上的rf控制电路230将输出rf信号发送到输出连接器212的连接点219，然后利用互连207将其传送到其他连接器/节点。注意，下面在图3中更详细地描述rf控制电路230。

根据一些实施例，封装220可以包括但不限于封装、基板、印刷电路板和主板。对于一个实施例，封装220是pcb。对于一个实施例，pcb由fr-4玻璃环氧树脂基底制成，在两侧层叠有薄铜箔(未示出)。对于某些实施例，可以使用多层pcb，其中预浸料和铜箔(未示出)用于制造附加层。例如，多层pcb可以包括一个或多个电介质层，其中每个电介质层可以是光敏电介质层(未示出)。对于一些实施例，可以在封装220中钻孔(未示出)。对于一个实施例，封装220还可以包括导电铜迹线、金属焊盘和孔(未示出)。

对于一些实施例，互连207与输入连接器211和输出连接器212是金属波导及具有金属和金属涂覆的波导结构的连接器，这种波导结构可以包括矩形、圆形、多边形、椭圆形和其他形状。另外，这些金属波导结构可以包括中空构件、具有导电和/或非导电内部结构的构件、以及部分或完全填充有电介质材料的中空构件。在一个实施例中，互连207具有金属涂层(未示出)以为波导提供电屏蔽。在一些实施例中，金属涂层可以用作电力线。例如，可以沿着(一个或多个)波导(或电缆)在屏蔽上施加电力。虽然示出了单个互连207延伸到连接器211-212和从连接器211-212延伸，但是应当理解，一束两个或更多个互连可以耦合到连接器211-212。

根据另外的实施例，互连207可以插入ecu(未示出)中并且耦合到其他传感器(未示出)(例如，如图1b所示，但是将压接连接器用于每个传感器/节点)。另外，应当理解，可以使用任何数量的传感器，只要不超过互连207的带宽即可。对于一个实施例，互连207可以适合于传播毫米波信号。在一个实施例中，互连207包括电介质波导，该电介质波导由涂覆或未涂覆的低损耗电介质材料制成，该电介质波导被设计为在毫米波或亚thz频率范围内工作。对于这些另外的实施例，互连207可以是任何合适的电介质材料，例如液晶聚合物(lcp)、低温共烧陶瓷(ltcc)、高温共烧陶瓷(htcc)、玻璃、聚四氟乙烯(ptfe)、膨胀ptfe、低密度ptfe、乙烯四氟乙烯(etfe)、氟化乙烯丙烯(fep)、聚醚醚酮(peek)、全氟烷氧基烷烃(pfa)、它们的组合等。对于一个实施例，互连207可以具有任何形状的截面，包括但不限于矩形(具有或不具有圆角)、方形、圆形、椭圆形等。虽然被称为单个互连/波导，但是应当理解，互连207可以包括多个不同的互连/波导。例如，根据一些实施例，车辆(如图1a所示)可以具有通信系统，该通信系统包括将ecu耦合到多个传感器节点中的第一传感器节点的第一互连、以及以连续环形架构将每个后续传感器节点202(摄像机或其他外围部件)彼此耦合的后续互连207。

对于一个实施例，车辆(未示出)可以包括任何数量的传感器202、视频摄像机(未示出)和定位系统(未示出)，例如gps。例如，传感器202可以包括但不限于视频传感器、图像传感器、超声传感器、雷达传感器、激光雷达(lidar)传感器等。

另外，虽然示出为设置在封装220的顶表面和底表面上，但是应当理解，连接点219和连接器211-212可以形成在封装220的任何位置处(只要连接器压接成一个连续的波导)。在所示实施例中，连接器211-212被示出为没有保护外壳，以免使图不清楚。然而，应当了解，连接器211-212可以包括多个不同的封装基板、保护外壳、包覆成型、热管理解决方案和/或其他所需部件。同样地，rf控制电路230可以封装在封装220上，并且可以基本上由保护壳体封闭。此外，尽管rf控制电路230被示为单个模块，但是应当理解，rf控制电路230可以包括任意数量的分立管芯、互连和/或其他部件(如下面在图3中进一步描述的)。

根据这些实施例，与例如图1a中所示的双连接器系统相比，压接连接器系统的优点之一是可以使用单个非连接的连续波导来将每个传感器和其他外围部件通信地耦合到车辆的ecu。因此，不需要多个互连将每个传感器和外围部件直接耦合到ecu(即，每个节点需要两个互连以耦合到ecu)(如图1a所示)，压接连接器系统200如在单个环形架构中那样，使ecu能够与车辆的传感器和外围部件同轴耦合。

注意，基于所需的封装设计，压接连接器系统200可以包括更少或附加的封装部件。

图3是示意性说明根据一个实施例的压接毫米波波导连接器系统300的框图，该压接毫米波波导连接器系统300包括输入连接器211、输出连接器212、rf控制电路230和传感器202。图3是如图2所示的rf控制电路230的更详细的示意图。注意，可以省略或简化一个或多个众所周知的特征，以免使得说明性实施方式难以理解。

根据一些实施例，rf控制电路230通信地耦合到传感器202、输入连接器211(“输入馈送部”)和输出连接器212(“输出馈送部”)。对于一个实施例，rf控制电路230可以包括但不限于双工器301、收发器302(或毫米波收发器)和功率组合器303。注意，可以用虚线示出rf控制电路230，这是因为可以基于所需应用修改或重新布置示意性电路以包括一个或多个附加电气部件。根据一个实施例，收发器302可以包括但不限于rf输入端311、基带输出端312、基带输入端313和rf输出端314。

对于一个实施例，rf控制电路230从输入连接器211接收输入rf信号。rf控制电路230可以接收双工器301处的输入rf信号，其中，双工器301可以通过主波导(例如，图2的互连207)接收从另一传感器、外围部件(例如，摄像机)或ecu传送的信号，该信号包含用于与传感器202通信的所需频率。因此，双工器301将输入rf信号按频率分成传送到收发器302的rf输入端311的带内信号。同样，当双工器301按频率分割输入rf信号时，双工器301将带外信号传送到功率组合器303。此外，收发器302解调在rf输入端311处接收的带内信号，然后基带输出端312将解调的数据(或信号)经由互连217传送到传感器202。对于一个实施例，传感器202利用互连217将数据/信号传送到收发器302的基带输入端313。例如，可以将来自传感器202的信号传送到收发器302的基带输入端313，在此由收发器303将信号上变频为毫米波rf信号。然后，可以将上变频信号传送到功率组合器303，在此上变频信号可以与从双工器301接收的带外信号组合。

例如，收发器302可以对由传感器202传送并在基带输入端313处接收的信号执行rf调制。对于一个实施例，在rf调制之后，收发器302的rf输出端314将信号(即，上变频的信号)传送到功率组合器303。根据一些实施例，功率组合器303接收带外信号和上变频信号，并组合这两个信号以将输出rf信号传送到输出连接器212，因此将最小的延迟引入整个系统中，这是因为添加了更多连接器。对于一个实施例，输出连接器212和发射器然后可以沿着单个非连接的波导(例如，图2的互连207)传播功率组合器303的组合信号。

如上所述，可以在封装(例如，图2的封装220)上制造rf控制电路230。封装可以是任何合适的基板，并且可以包括外壳或其他保护性覆盖物(未示出)。在所示实施例中，rf控制电路230通过互连217(例如，电缆)连接到传感器202。然而，应当理解，rf控制电路230和传感器202可以共处在同一封装上，因此可以省略互连217。根据实施例，rf控制电路230仅包括无源部件。因此，不需要消耗额外的功率来处理rf信号并沿着金属(和/或电介质)波导(例如，图2的波导207)传播它们。

对于一个实施例，如本文所述，rf控制电路230耦合到每个节点的单个非连接的波导和连接器(例如，图2的具有压接的连续连接器211-212的互连207)。输入连接器211和输出连接器212可以压接为单个非连接的波导。输入连接器211和输出连接器212可以包括用于将单个非连接的波导物理地耦合到rf控制电路230的硬件和可以发射毫米波信号和辅助毫米波信号沿着单个波导传播的发射器。发射器可以是用于启动毫米波传播或接收毫米波的任何已知发射器，例如贴片发射器、锥形槽发射器、堆叠贴片发射器、微带到槽转换发射器、泄漏波发射器等(例如，图4-6中示出了这些发射器和实施例中的一些)。类似地，如图2所示，输出连接器212a基本上类似于输入连接器211。

根据实施例，rf控制电路230的大小可以取决于操作频率。在实施例中，信号可以包括占据多个频率的多个频带，例如，在大约30ghz和300ghz之间。一些实施例可以包括提供数据速率的频带，例如，在大约1gbps和10gbps之间。例如，在大约60ghz的操作频率下，诸如双工器301和/或功率组合器303等部件所需的物理面积可以是大约3mm×3mm或更小。因此，rf控制电路230所占据的空间相对于车辆(和/或数据中心)的整体尺寸并不大。对于一个实施例，可以使用无源部件(例如发夹图案、z字形图案的传输线、耦合微带线等)设计rf控制电路230的一个或多个部件。另外的实施例还可以包括用于设计双工器301和/或功率组合器302的开环谐振器。在实施例中，封装基板350可以包括多个电介质层。对于一个实施例，一个或多个电介质层(未示出)可以对用于形成图3中所示的部件的传输线层进行分离。例如，电介质层可以是任何合适的层并且可以具有在大约10μm-300μm之间的厚度。

注意，基于所需的封装设计，压接连接器系统300可以包括更少或附加的封装部件。

图4a是根据一个实施例的压接毫米波波导连接器系统400的透视图。另外，图4a示出了压接连接器系统400的三维(3d)视图，该压接连接器系统400具有输入连接器211、输出连接器212、封装220和互连207(或波导)。注意，图4a-4c的压接连接器系统400类似于图2和图3的压接连接器系统200和300。还要注意，可以省略或简化一个或多个众所周知的特征，以免使说明性实施方式难以理解(例如，为清楚起见，未示出附加馈送电路、rf控制电路等)。

根据一个实施例，压接连接器系统400具有与封装220压接的互连207，其中互连207具有输入连接器211和输出连接器212，以分别接收和输出由互连207传送的数据。注意，为了说明的目的，输入连接器211形成在封装220上方，而输出连接器212形成在封装220下方，但是连接器211-212不限于该所示的取向(即，输入连接器211可以形成在封装220下方，而输出连接器212形成在封装220上方)。

如图4a所示，互连207是矩形形状的具有金属连接器211-212的金属波导，然而互连207和连接器211-212可以由电介质材料(或电介质材料与金属材料的组合)形成，并具有任何所需的形状(即椭圆形、三角形等)。对于一个实施例，封装220插入开口223中并压靠在互连207的内壁222上。

在一个实施例中，压接连接器系统400具有堆叠在封装220的每一侧上的一个或多个贴片发射器219(或连接点)，使用接地平面410将封装220的每一侧彼此隔离。如图4所示，贴片发射器219上的黑点可以示出这样的点，在该点处rf信号由互连207的输入连接器211接收(例如，过孔馈送点)并传送/传播(例如，过孔馈送点)到互连207的输出连接器212。对于另外的实施例，接地平面410可以包括形成在封装220上的一个或多个接地平面(即，为了说明的目的，在图4中，封装220具有单个接地平面410，但是可以包括多于一个的接地平面)。对于一些实施例，互连207(及其连接器211-212)的外金属壁可使用导电粘合剂或焊料材料(未示出)电耦合到封装220顶部上的接地平面410，以改善输入连接器211与输出连接器212之间的耦合与隔离。另外，可以使用导电粘合剂(或环氧树脂)和/或焊料将封装220的顶表面和底表面紧紧地压接到互连207的开口壁223上，这最小化了封装220和互连207之间的间隔(注意，这也可以帮助改善系统400的插入损耗和隔离[db])。

注意，如图4a所示，基于所需封装设计，压接连接器系统400可以包括更少或附加的封装部件。

图4b是根据一个实施例的压接连接器系统400的平面图。另外，图4b示出了具有互连207、封装220和贴片219的压接连接器系统400的顶视图。注意，可以省略或简化一个或多个众所周知的特征，以免使说明性实施方式难以理解。如图4b所示，将封装220压接到互连207中，压靠在互连207的内壁222上(注意，该顶视图示出了封装220和内壁222之间的小间隔，但是压接连接器也可以形成为无间隔的)。注意，基于所需封装设计，如图4b所示的压接连接器系统400可以包括更少或附加的封装部件。

图4c是根据一个实施例的压接连接器系统400的截面图。另外，图4c示出了具有互连207、封装220和连接器211-212的压接连接器系统400的侧视图。注意，可以省略或简化一个或多个众所周知的特征，以免使说明性实施方式难以理解。如图4c所示，当封装220压靠在互连207的内壁222上时，封装220被压接到形成在互连207上的开口223中。

对于一个实施例，封装220具有接地平面(如图4a所示)，其可用于电耦合封装220和互连207及连接器211-212的外金属外壳。此外，如图4c所示，将封装220压接到互连207中，但是在封装的顶表面和底表面与互连207之间可以形成小的间隔(注意，该侧视图示出了小的间隔，但是压接连接器400也可以形成为无间隔的或用导电膜或任何类似的导电材料封闭(和/或耦合))。还要注意，基于所需的封装设计，如图4c所示的压接连接器系统400可以包括更少或附加的封装部件。

图5a是根据一个实施例的垂直压接毫米波波导连接器系统500的透视图。另外，图5a示出了具有输入连接器511、输出连接器512、封装520和互连207的压接连接器系统500的3d视图。注意，图5a-5c的垂直压接连接器系统500可以类似于图2-4的压接连接器系统200、300和400，但是压接连接器系统500具有垂直结构并且使用一个或多个基于锥形槽的发射器(也称为行波发射器)。还要注意，可以省略或简化一个或多个众所周知的特征，以免使说明性实施方式难以理解。

根据一个实施例，垂直压接连接器系统500具有与封装520压接的互连207，其中，互连207具有输入连接器511和输出连接器512，以分别接收和输出由互连207传送的数据。对于一个实施例，封装520插入开口523中并压靠在互连件207的内壁522上。如图5a所示，垂直连接器系统500具有仅在互连207的一个壁上形成的开口523(与如图4a所示的互连207的三个壁相比)。

在一个实施例中，垂直压接连接器系统500具有一个或多个基于锥形槽的发射器510，它们在封装520上彼此相邻。例如，垂直压接连接器系统500可以包括两个背对背连接并垂直压接到互连207中的锥形槽。对于其他实施例，基于锥形槽的发射器510是用直线示出的，但是可以使用一个或多个其他类型的锥形物来优化系统500的性能(例如，阶梯式锥形物，指数锥形物、二次锥形物、椭圆锥形物等)。

对于一些实施例，与基于谐振贴片的发射器(例如，图4a的贴片219)(其需要厚的封装以提供良好的带宽)相比，锥形槽510形成在封装520上以在薄封装上实现增加/更宽的带宽。然而，对于其他实施例，与锥形槽发射器(其需要先进的封装技术以支持双极化)相比，可以容易地修改贴片发射器以使用标准封装工艺实现双极化。因此，基于所需的封装设计和/或应用，可以利用谐振贴片发射器(例如，图4a的贴片219)和锥形槽发射器(例如，锥形槽发射器510)中的至少一个或者任何其他类型的相关毫米波信号发射技术来实现本文描述的压接连接器结构/系统。

注意，垂直压接连接器系统500被示出为具有垂直结构(包括形成的基于锥形槽的发射器510)，然而垂直压接连接器500可以包括基于其他类型的发射器(例如，基于贴片的发射器)并且具有车辆可能所需的任何取向(例如，水平方向)。还要注意，基于所需的封装设计，如图5a所示的垂直压接连接器系统500可以包括更少或附加的封装部件。

图5b是根据一个实施例的垂直压接连接器系统500的平面图。另外，图5b示出了具有互连207、封装520和锥形槽发射器510的垂直压接连接器系统500的顶视图，并且互连207的信号在输入连接器511处被接收并在输出连接器512处传播到其他传感器(未示出)。注意，可以省略或简化一个或多个众所周知的特征(例如，为了示出图5b的锥形槽发射器的顶视图，互连207的顶壁是透明的/被省略)，以免使说明性实施方式难以理解。

如图5b所示，将封装520压接到互连207中，压靠在互连207的内壁522上。此外，锥形槽发射器510可以电耦合到接地平面(未示出)和互连207。对于一些实施例，锥形槽发射器可以形成为具有一种或多种不同的形状和/或尺寸。注意，基于所需的封装设计，如图5b所示的垂直压接连接器系统500可以包括更少或附加的封装部件。

图5c是根据一个实施例的垂直连接器系统500的截面图。另外，图5c示出了具有互连207和封装520的垂直压接连接器系统500的侧视图。注意，可以省略或简化一个或多个众所周知的特征，以免使说明性实施方式难以理解。如图5c所示，当封装520压靠在互连207的内壁522上时，封装520被压接到形成在互连207的一个壁上的开口523中。

对于一个实施例，封装520具有接地平面(例如，如图4a所示的接地平面410)，其可用于电耦合封装520和互连207以及连接器511-512(如图5a和图5b所示)的外金属外壳。此外，如图5c所示，将封装520压接到互连207中并且可以使用环氧树脂模具将封装520固定到互连207，环氧树脂模具相对便宜但是再加工和修改可能相对困难。这样，垂直连接器系统500可以包括一个或多个机械支撑部件(如图6所示)，其可以允许更容易的再加工和调整。

注意，基于所需的封装设计，如图5c所示的压接连接器系统500可以包括更少或附加的封装部件。

图6是根据一个实施例的具有互连外壳620的垂直连接器系统600的平面图。另外，图6示出了具有输入连接器511、输出连接器512、封装520、互连207和互连外壳620的压接连接器系统600的顶视图。注意，图6的垂直压接连接器系统600类似于图5a-5c的垂直压接连接器系统500，并且可以类似于图2-4的压接连接器系统200、300和400。然而，压接连接器系统600还包括互连外壳620，该互连外壳620充当机械支撑部件，其允许更容易地再加工和调整节点。注意，可以省略或简化一个或多个众所周知的特征，以免使说明性实施方式难以理解。

根据一个实施例，垂直压接连接器系统600具有与封装520压接的互连207，其中，互连207具有输入连接器511和输出连接器512，以分别接收和输出由互连207传送的数据。对于一个实施例，封装520插入开口中并压靠在互连207的内壁522上。如图6所示，垂直连接器系统600可以具有互连外壳620以围绕(和/或封闭)互连207、连接器511-512和封装520的至少部分。

对于一些实施例，互连外壳620可以包括分离式搭扣模块、机械支撑件和可以与封装520一起压接到互连207(及其连接器511-512)中的任何其他机械外壳。在一个实施例中，基于所需的封装设计和/或应用，互连外壳620可以以任何形状和导电材料形成。出于说明的目的，在互连207的两侧示出了互连外壳620，然而互连外壳620可用于完全围绕互连207、连接器511-512、以及封装520的被插入到在互连207和互连外壳620上形成的开口中的部分。对于一个实施例，互连外壳620使得能够更容易地再加工和调整节点，而且还可以在封装520的接地和互连207的接地侧壁之间提供优化的接地连续性。

注意，基于所需的封装设计，垂直压接连接器系统600可以包括更少或附加的封装部件。

图7是示出了根据一个实施例的采用具有压接毫米波波导连接器的设备封装710的计算机系统700的示意性框图。图7示出了计算设备700的示例。计算设备700容纳主板702。对于一个实施例，主板702可以类似于图2和图4-6的封装(例如，图2和图4-6的封装220和520)。主板702可以包括多个部件，包括但不限于处理器704、封装710(或压接连接器封装/系统)、以及至少一个通信芯片706。处理器704物理地和电气地耦合到主板702。对于一些实施例，至少一个通信芯片706也物理地和电气地耦合到主板702。对于其他实施例，至少一个通信芯片706是处理器704的一部分。

取决于其应用，计算设备700可以包括其他部件，这些其他部件可以或可以不物理地和电气地耦合到主板702。这些其他部件包括但不限于，易失性存储器(例如，dram)、非易失性存储器(例如rom)、闪存、图形处理器、数字信号处理器、加密处理器、芯片组、天线、显示器、触摸屏显示器、触摸屏控制器、电池、音频编码解码器、视频编码解码器、功率放大器、全球定位系统(gps)设备、指南针、加速度计、陀螺仪、扬声器、相机和大容量储存设备(例如，硬盘驱动器、光盘(cd)、数字多用途盘(dvd)等等)。

至少一个通信芯片706实现了无线通信，以用于往来于计算设备700传送数据。术语“无线”及其派生词可以用于描述可通过非固态介质并通过使用调制电磁辐射传送数据的电路、设备、系统、方法、技术、通信信道等。该术语并非暗示相关设备不包含任何导线，尽管在一些实施例中它们可以不包含任何导线。至少一个通信芯片706可以实施多个无线标准或协议中的任意一种，包括但不限于，wi-fi(ieee802.11系列)、wimax(ieee802.16系列)、ieee802.20、长期演进(lte)、ev-do、hspa+、hsdpa+、hsupa+、edge、gsm、gprs、cdma、tdma、dect、蓝牙、其派生物、以及被命名为3g、4g、5g及之后的任何其他无线协议。计算设备700可以包括多个通信芯片706。例如，第一通信芯片706可以专用于近距离无线通信，例如wi-fi和蓝牙，而第二通信芯片706可以专用于远距离无线通信，例如gps、edge、gprs、cdma、wimax、lte、ev-do等。

计算设备700的处理器704包括封装在处理器704内的集成电路管芯。设备封装710可以是但不限于封装基板、pcb和主板。设备封装710具有计算设备700的压接毫米波波导连接器系统，其具有基于贴片的连接器、基于锥形槽的发射器等-或者来自本文所述的附图中的任何其他部件。根据一些实施例，设备封装710包括压接为一个连接结构的两个连接器结构，其实现了电介质波导和/或金属波导以环形架构与传感器节点和ecu通信地耦合，该环形架构可以用于自主和/或自动驾驶车辆(和/或数据中心)。此外，设备封装710减少了每个节点的连接器的数量和计算设备700的整体形状因子。

注意，设备封装710可以是单个部件/设备、部件的子集、和/或整个系统，这是因为材料、特征和部件可以受限于设备封装710和/或需要压接毫米波波导连接器的任何其他部件。

对于特定实施例，集成电路管芯可以在封装基板上与一个或多个设备封装在一起，以减小计算设备的z-高度，其中封装衬底包括用于无线通信的热稳定rfic和天线以及如本文所述的设备封装。术语“处理器”可以指代任何设备或设备的部分，该处理器处理来自寄存器和/或存储器的电子数据，以将该电子数据转变为可以存储在寄存器和/或存储器中的其他电子数据。

至少一个通信芯片706也包括封装在通信芯片706内的集成电路管芯。对于一些实施例，通信芯片的集成电路管芯可以在封装基板上与一个或多个设备封装在一起，封装基板包括如本文所述的一个或多个设备封装。

在前述说明书中，已经参考实施例的具体示例性实施例描述了该实施例。然而，应该记住，所有这些和类似术语都与适当的物理量相关联，并且仅仅是应用于这些量的便利标记。显而易见的是，在不脱离更广泛的精神和范围的情况下，可以对其进行各种修改。因此，说明书和附图应被视为具有说明性意义而非限制性意义。

以下示例涉及进一步的实施例。不同实施例的各种特征可以进行各种组合，其中包括一些特征并且排除了其他特征以适合各种不同的应用。

以下示例涉及进一步的实施例：

示例1是一种传感器节点，包括互连，所述互连具有输入连接器、输出连接器以及互连的一个或多个侧壁上的开口；以及封装，所述封装具有一个或多个侧壁、顶表面和与顶表面相对的底表面。封装的至少一个侧壁设置在互连的开口上。

在示例2中，示例1的主题可以可选地包括：还包括封装上的控制电路；封装上的第一毫米波(mm波)发射器；以及传感器，通信地耦合到控制电路。传感器利用电缆通信地耦合到控制电路。

在示例3中，示例1-2中任一项的主题可以可选地包括：封装的至少一个侧壁与互连的内壁相邻并且共面，并且通过互连的开口压接封装的至少一个侧壁。

在示例4中，示例1-3中任一项的主题可以可选地包括作为波导的互连。输入连接器和输出连接器是波导连接器。波导通过波导连接器耦合到封装。波导利用波导连接器中的一个通信地耦合到第一毫米波发射器。波导利用另一个波导连接器通信地耦合到第二毫米波发射器。

在示例5中，示例1-4中任一项的主题可以可选地包括：第一毫米波发射器和第二毫米波发射器是单层共振贴片发射器、堆叠贴片发射器、锥形槽发射器、泄漏波发射器或微带到槽转换发射器。

在示例6中，示例1-5中任一项的主题可以可选地包括：波导是金属波导和电介质波导中的至少一种。

在示例7中，示例1-6中任一项的主题可以可选地包括控制电路，所述控制电路包括双工器、功率组合器和收发器。收发器包括射频(rf)输入端、rf输出端、基带输入端和基带输出端。

在示例8中，示例1-7中任一项的主题可以可选地包括通信地耦合到双工器的输入连接器。双工器通信地耦合到功率组合器和收发器。收发器通信地耦合到传感器和功率组合器。功率组合器通信地耦合到输出连接器。

在示例9中，示例1-8中任一项的主题可以可选地包括：还包括导电层，设置在互连的开口和封装的与互连的开口压接的外表面之间；以及耦合到互连的互连外壳。互连外壳围绕互连、输入连接器和输出连接器以及封装的至少部分。

示例10是一种形成传感器节点的方法，包括：形成互连，所述互连具有输入连接器、输出连接器和互连的一个或多个侧壁上的开口；以及设置封装，封装的至少一个侧壁在所述互连的开口上。该封装包括一个或多个侧壁、顶表面和与顶表面相对的底表面。

在示例11中，示例10的主题可以可选地包括：还包括在封装上设置控制电路；在封装上设置第一毫米波发射器；以及利用线缆将传感器通信地耦合到控制电路。

在示例12中，示例10-11中任一项的主题可以可选地包括：封装的至少一个侧壁与互连的内壁相邻并且共面，并且通过互连的开口压接封装的至少一个侧壁。

在示例13中，示例10-12中任一项的主题可以可选地包括作为波导的互连。输入连接器和输出连接器是波导连接器。波导通过波导连接器耦合到封装。波导利用波导连接器中的一个通信地耦合到第一毫米波发射器。波导利用另一个波导连接器通信地耦合到第二毫米波发射器。

在示例14中，示例10-13中任一项的主题可以可选地包括：第一毫米波发射器和第二毫米波发射器是单层贴片发射器、堆叠贴片发射器、锥形槽发射器或微带到槽转换发射器。

在示例15中，示例10-14中任一项的主题可以可选地包括：波导是金属波导和电介质波导中的至少一种。

在示例16中，示例10-15中任一项的主题可以可选地包括控制电路，所述控制电路包括双工器、功率组合器和收发器。收发器包括射频(rf)输入端、rf输出端、基带输入端和基带输出端。

在示例17中，示例10-16中任一项的主题可以可选地包括通信地耦合到双工器的输入连接器。双工器通信地耦合到功率组合器和收发器。收发器通信地耦合到传感器和功率组合器。功率组合器通信地耦合到输出连接器。

在示例18中，示例10-17中任一项的主题可以可选地包括：还包括在互连的开口和封装的与互连的开口压接的外表面之间设置导电层；以及将互连外壳耦合到互连。互连外壳围绕互连、输入连接器和输出连接器以及封装的至少部分。

示例19是一种包括通信系统的车辆，包括电子控制单元(ecu)、多个互连、多个传感器节点、以及多个传感器。第一互连通信地耦合到ecu。第一传感器节点通过第一互连通信地耦合到ecu。每个后续传感器节点通过附加互连以环形架构彼此耦合。每个传感器节点包括：互连，所述互连具有输入连接器、输出连接器以及互连的一个或多个侧壁上的开口；以及封装，所述封装具有一个或多个侧壁、顶表面和与顶表面相对的底表面。封装的至少一个侧壁设置在互连的开口上。每个传感器在不同的频带上与ecu通信。

在示例20中，示例19的主题可以可选地包括：每个传感器节点还包括封装上的控制电路。所述控制电路包括双工器、功率组合器和收发器。收发器包括射频(rf)输入端、rf输出端、基带输入端和基带输出端；封装上的第一毫米波发射器；以及多个传感器中的第一传感器，通信地耦合到控制电路。第一传感器利用电缆通信地耦合到控制电路。每个传感器通信地耦合到不同的控制电路。

在示例21中，示例19-20中任一项的主题可任选地包括：封装的至少一个侧壁与互连的内壁相邻并且共面，并且通过互连的开口压接封装的至少一个侧壁。

在示例22中，示例19-21中任一项的主题可以可选地包括作为波导的互连。波导是金属波导和电介质波导中的至少一种。输入连接器和输出连接器是波导连接器。波导通过波导连接器耦合到封装。波导利用波导连接器中的一个通信地耦合到第一毫米波发射器。波导利用另一个波导连接器通信地耦合到第二毫米波发射器。

在示例23中，示例19-22中的任一项的主题可以可选地包括：第一毫米波发射器和第二毫米波发射器是单层共振贴片发射器、堆叠贴片发射器、锥形槽发射器、泄漏波发射器或微带到槽转换发射器。

在示例24中，示例19-23中任一项的主题可以可选地包括通信地耦合到输入连接器的第一互连。输入连接器通信地耦合到双工器。双工器通信地耦合到功率组合器和收发器。收发器通信地耦合到传感器和功率组合器。功率组合器通信地耦合到输出连接器。输出连接器通信地耦合到多个互连中的至少第一互连和第二互连。

在示例25中，示例19-24中任一项的主题可以可选地包括：导电层，设置在互连的开口和封装的与互连的开口压接的外表面之间；以及耦合到互连的互连外壳。互连外壳围绕互连、输入连接器和输出连接器以及封装的至少部分。

在前述说明书中，已经参考方法和装置的具体示例性实施例描述了方法和装置。显而易见的是，在不脱离更广泛的精神和范围的情况下，可以对其进行各种修改。因此，说明书和附图应被视为具有说明性意义而非限制性意义。