一種芯片間無(wú)線互連結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種芯片間無(wú)線互連結(jié)構(gòu)，具體涉及一種兩個(gè)及兩個(gè)以上芯片之間通信的無(wú)線互連結(jié)構(gòu)，屬于芯片間無(wú)線通信技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今電子產(chǎn)品越來(lái)越智能化，需要芯片處理的命令也日益增多，而芯片連接的外圍電路也不可避免地的增加。芯片與外圍電路的連接使用的是金屬銅導(dǎo)線，這些導(dǎo)線之間會(huì)出現(xiàn)不同程度的交叉或并行。一方面，這密集的導(dǎo)線引起信號(hào)之間的串?dāng)_;另一方面，印制電路板上會(huì)有很多通孔，引進(jìn)了信號(hào)的延遲、衰減等;最后，電路板的層數(shù)會(huì)增加。
[0003]目前，已經(jīng)被提出的一些解決方案包括如下幾種:I)降低金屬導(dǎo)線的電阻率或印制電路板的介電常數(shù);2)把多個(gè)芯片堆疊一起，采用硅通孔、電感互感、或電容互容等技術(shù)；3)芯片封裝上加載貼片天線，采用射頻互連通信。第一種方案，金屬導(dǎo)線數(shù)量不會(huì)減少;第二種方案，頻率越高，工藝越復(fù)雜;第三種方案，除了貼片天線的尺寸比較大外，芯片與芯片的通信易受到外界環(huán)境干擾。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種芯片間無(wú)線互連結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)芯片與芯片之間相互通信，同時(shí)不受外界環(huán)境干擾，其主要工作于微波頻段，20Ghz及以上頻段。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案:
一種芯片間無(wú)線互連結(jié)構(gòu)，包括印制電路板和至少兩個(gè)芯片，所述印制電路板的上表面和下表面均涂覆有一層吸波材料，所述芯片包括貼片管腳天線和硅基片，所述貼片管腳天線包括金屬散熱片、芯片封裝底部、通孔和貼片管腳;芯片的內(nèi)部電路布置于硅基片上，金屬散熱片設(shè)置于硅基片與芯片封裝底部之間，且芯片封裝底部開有若干個(gè)通孔，每個(gè)通孔下方固定有一個(gè)貼片管腳，所述芯片通過(guò)貼片管腳固定在印制電路板的同一個(gè)表面上；將貼片管腳作為芯片的發(fā)射天線和接收天線，其中一個(gè)芯片的射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)自身的通孔后由對(duì)應(yīng)的貼片管腳發(fā)射出去，射頻信號(hào)在印制電路板的介質(zhì)空間內(nèi)傳播，并且在到達(dá)另一個(gè)芯片時(shí)，被該芯片對(duì)應(yīng)的貼片管腳接收，接收射頻信號(hào)的貼片管腳經(jīng)過(guò)對(duì)應(yīng)的通孔將射頻信號(hào)傳輸?shù)皆撔酒小?br>[0006]作為所述芯片間無(wú)線互連結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述吸波材料的結(jié)構(gòu)為超材料結(jié)構(gòu)或石墨稀或硼墨稀。
[0007]作為所述芯片間無(wú)線互連結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述金屬散熱片的材質(zhì)為銅或招O
[0008]作為所述芯片間無(wú)線互連結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述芯片封裝底部的材質(zhì)為碳化硅或硅或藍(lán)寶石。
[0009]作為所述芯片間無(wú)線互連結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步優(yōu)化方案，所述貼片管腳的材質(zhì)為銅或招O
[0010]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
1、本發(fā)明芯片間無(wú)線互連結(jié)構(gòu)，將芯片的貼片管腳作為芯片內(nèi)信號(hào)與其它芯片通信的輸入輸出端口；另外，貼片管腳天線的輻射空間在印制電路板的介質(zhì)空間中，介電常數(shù)比I大，使天線的尺寸減小。
[0011]2、本發(fā)明芯片間無(wú)線互連結(jié)構(gòu)，一方面減少電磁波多徑傳輸；另一方面避免與來(lái)自自由空間的電磁波的干擾，保證芯片之間通信順暢。
[0012]3、本發(fā)明芯片間無(wú)線互連結(jié)構(gòu)，采用一種新的芯片之間通信的媒介，印制電路板的介質(zhì)空間有限，束縛了電磁波傳播空間。
[0013]4、本發(fā)明芯片間無(wú)線互連結(jié)構(gòu)，利用了芯片與電路板中未使用的空間，減少或消除傳統(tǒng)的金屬導(dǎo)線連接方式。實(shí)現(xiàn)電路高度集成化保證傳輸信號(hào)完整性，減少電磁干擾。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明芯片間無(wú)線互連結(jié)構(gòu)的側(cè)面示意圖。
[0015]圖2是本發(fā)明芯片間無(wú)線互連結(jié)構(gòu)的正面示意圖。
[0016]圖3是本發(fā)明中芯片A側(cè)面示意圖。
[0017]圖4是本發(fā)明中芯片A底部正面示意圖。
[0018]圖5是本發(fā)明中芯片B底部正面示意圖。
[0019]圖6是本發(fā)明中芯片A和芯片B之間信號(hào)傳輸路徑示意圖。
[0020]其中，I為外界信號(hào)，2為芯片A，3為金屬散熱片，4為芯片封裝底部，5為貼片管腳，6為芯片間通信信號(hào)，7為芯片B，8為通孔，9為上表面吸波層，10為電路板介質(zhì)，11為下表面吸波層，12為芯片C，13為芯片A封裝底部正面，14為芯片B封裝底部正面，sO為視距，sI為路徑I，s2為路徑2，s3為路徑3。
[0021 ] al為芯片A貼片管腳al，a2為芯片A貼片管腳a2，a3為芯片A貼片管腳a3，a4為芯片A貼片管腳a4，a5為芯片A貼片管腳a5，a6為芯片A貼片管腳a6，a7為芯片A貼片管腳a7，a8為芯片A貼片管腳a8;bl為芯片片管腳bl，b2為芯片片管腳b2，b3為芯片片管腳b3，b4為芯片B貼片管腳b4，b5為芯片片管腳b5，b6為芯片B貼片管腳b6，b7為芯片片管腳b7，b8為芯片B貼片管腳b8。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，所述實(shí)施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0023]本發(fā)明所述的一種芯片間無(wú)線互連結(jié)構(gòu)，結(jié)合了芯片和印制電路板各自的物理結(jié)構(gòu)和空間，發(fā)揮了它們?cè)谝郧皼](méi)有被應(yīng)用的作用。
[0024]如圖1所示，本發(fā)明所述芯片間無(wú)線互連結(jié)構(gòu)，包括有芯片的貼片管腳天線、印制電路板介質(zhì)和吸波層。所述芯片的貼片管腳天線由金屬散熱片3、芯片封裝底部4、通孔8和貼片管腳5組成，如圖3所示。其中，金屬散熱片3采用銅或優(yōu)質(zhì)鋁等材料;芯片封裝底部4采用碳化硅或硅或藍(lán)寶石等材料;貼片管腳5采用銅或優(yōu)質(zhì)鋁等金屬。金屬散熱片3除了給芯片內(nèi)工作電路傳導(dǎo)熱量外，還可以作為“地”。芯片內(nèi)的射頻信號(hào)通過(guò)通孔，傳輸?shù)劫N片管腳天線通過(guò)貼片管腳5輻射出去。印制電路板介質(zhì)10以及上表面吸波層9和下表面吸波層11形成了一種新型的印制電路板。它可以阻斷電路板介質(zhì)10空間的芯片間通信信號(hào)6和來(lái)自自由空間的外界信號(hào)I，避免二者之間的相互干擾。
[0025]如圖2所示，顯示有芯片A、芯片B、芯片C，即圖中的2、7、12，但這種新技術(shù)并不局限于三個(gè)芯片，兩個(gè)及以上芯片都適合。如圖4所示，顯示了芯片A封裝底部正面13示意圖，它有8個(gè)芯片貼片管腳(&1、&2、&3、&4、&5、&6、&7、&8)，但并不局限于8個(gè)，也許更多也許更少，不過(guò)都是這樣的貼片結(jié)構(gòu)或類似的結(jié)構(gòu)。如圖5所示，顯示了芯片B封裝底部正面14示意圖，它有8個(gè)芯片貼片管腳(131、62、63、64、65、66、67、68)，但并不局限于8個(gè)，也許更多也許更少，都是這樣的貼片結(jié)構(gòu)或類似的結(jié)構(gòu)。
[0026]如圖6所示，描述了芯片A與芯片B之間通信的示意圖，以芯片A的貼片管腳al和芯片B的貼片管腳bl為例子的電磁波傳播路徑分析。芯片A中的基帶信號(hào)經(jīng)過(guò)調(diào)制電路調(diào)制到射頻信號(hào)，射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)通孔從貼片管腳al輻射出去，電磁波信號(hào)在印制電路板的介質(zhì)空間內(nèi)傳播，除了視距sO傳播路徑外，還有三條傳播途徑s 1、s2和s3。沿著后三條傳播途徑的電磁波，接觸到印制電路板介質(zhì)10空間的上表面吸波層9和下表面吸波層11，被吸收掉，從而使沿著這三條途徑的電磁波不能到達(dá)芯片B的接收天線，減少了多徑傳播。芯片B的貼片管腳bl接收到輻射信號(hào)，通過(guò)通孔傳輸?shù)叫酒珺內(nèi)射頻電路，被解調(diào)成基帶信號(hào)。這樣，完成了芯片A到芯片B通信。
[0027]以上實(shí)施例僅為說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)思想，不能以此限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡是按照本發(fā)明提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本發(fā)明保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種芯片間無(wú)線互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括印制電路板和至少兩個(gè)芯片，所述印制電路板的上表面和下表面均涂覆有一層吸波材料，所述芯片包括貼片管腳天線和硅基片，所述貼片管腳天線包括金屬散熱片、芯片封裝底部、通孔和貼片管腳;芯片的內(nèi)部電路布置于硅基片上，金屬散熱片設(shè)置于硅基片與芯片封裝底部之間，且芯片封裝底部開有若干個(gè)通孔，每個(gè)通孔下方固定有一個(gè)貼片管腳，所述芯片通過(guò)貼片管腳固定在印制電路板的同一個(gè)表面上； 將貼片管腳作為芯片的發(fā)射天線和接收天線，其中一個(gè)芯片的射頻信號(hào)經(jīng)過(guò)自身的通孔后由對(duì)應(yīng)的貼片管腳發(fā)射出去，射頻信號(hào)在印制電路板的介質(zhì)空間內(nèi)傳播，并且在到達(dá)另一個(gè)芯片時(shí)，被該芯片對(duì)應(yīng)的貼片管腳接收，接收射頻信號(hào)的貼片管腳經(jīng)過(guò)對(duì)應(yīng)的通孔將射頻信號(hào)傳輸?shù)皆撔酒小?.如權(quán)利要求1所述芯片間無(wú)線互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述吸波材料的結(jié)構(gòu)為超材料結(jié)構(gòu)或石墨稀或硼墨稀。3.如權(quán)利要求1所述芯片間無(wú)線互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬散熱片的材質(zhì)為銅或招O4.如權(quán)利要求1所述芯片間無(wú)線互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述芯片封裝底部的材質(zhì)為碳化硅或硅或藍(lán)寶石。5.如權(quán)利要求1所述芯片間無(wú)線互連結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述貼片管腳的材質(zhì)為銅或招O
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種芯片間無(wú)線互連結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)利用芯片的貼片管腳作為發(fā)射天線和接收天線，電磁波在電路板介質(zhì)中傳播；且電路介質(zhì)板的上表面和下表面，涂有一層吸波材料，隔開芯片-芯片通信與芯片-外界通信，降低電磁干擾。本發(fā)明所述的芯片之間無(wú)線互連結(jié)構(gòu)利用芯片貼片管腳和電路板介質(zhì)，充分使用了電路板的物理結(jié)構(gòu)和未使用的空間，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了電路的集成化，減少體積。
【IPC分類】H01L23/367, H01L23/52
【公開號(hào)】CN105514082
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610065256
【發(fā)明人】王文松, 曹群生, 王毅
【申請(qǐng)人】南京航空航天大學(xué)
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2016年1月29日