Многослойная корпусная сборка со встроенной антенной

Использование: для создания многослойной корпусной сборки. Сущность изобретения заключается в том, что корпусная сборка интегральной микросхемы (IC) содержит первый слой, имеющий первую сторону и вторую сторону, расположенную напротив первой стороны; второй слой, соединенный с первой стороной первого слоя; один или более антенных элементов, соединенных со вторым слоем; и третий слой, соединенный со второй стороной первого слоя, при этом первый слой представляет собой армирующий слой, имеющий модуль упругости при растяжении больше, чем модуль упругости при растяжении второго слоя и третьего слоя, при этом первый слой образует плоскость, проходящую в горизонтальном направлении; и никакие металлизированные элементы для маршрутизации электрических сигналов в горизонтальном направлении не расположены непосредственно на первом слое. Технический результат - обеспечение возможности уменьшения потерь в проводниках. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 9 ил.

 

Область техники, к которой относится изобретение

Варианты осуществления настоящего изобретения в целом относятся к области материалов для интегральной микросхемы (IC) в сборе и более конкретно, к многослойной корпусной сборке с антенной.

Уровень техники

Технология интегрирования беспроводных радиостанций высокой производительности (например, радиоприемников в диапазоне миллиметровых волн), имеющие корпус с подложкой с малыми потерями, требует решения целого ряда задач. Например, утолщенный слой диэлектрика может быть использован между излучающим элементом, таким как антенна, и нижележащей плоскостью заземления для встроенной антенны с целью обеспечения работы в широком диапазоне частот (например, 7 ГГц-около 60 ГГц), что может привести к необходимости использования чрезвычайно утолщенного корпуса с подложкой. Для изготовления подложки с малыми потерями существуют различные материалы, которые могут обеспечить лучшие электрические характеристики на частотах работы встроенных беспроводных радио устройств, однако, такие подложки, изготовленные из материалов с малыми потерями, могут быть очень гибкими и не имеют достаточную механическую стабильность для обработки, как ультра-толстые слои для интеграции антенны. Например, гибкие материалы могут быть более восприимчивы к короблению корпуса. Соответственно, существующие решения могут использовать более жесткие материалы, такие как, например, низкотемпературную керамику (LTCC), которая также является более дорогим материалом. В некоторых случаях, материалы, которые увеличивают механическую жесткость материала подложки, могут увеличить шероховатость поверхности, что может привести к увеличению потерь проводников на более высоких частотах. Таким образом, могут быть востребованы жесткие структурные конфигурации с малыми потерями и низким коэффициентом шероховатости поверхности, которые тоньше и/или дешевле.

Краткое описание чертежей

Варианты осуществления будут легко поняты из нижеследующего подробного описания в сочетании с прилагаемыми чертежами. Для облегчения этого описания, одинаковые ссылочные позиции обозначают одинаковые структурные элементы. Варианты осуществления проиллюстрированы в качестве примера, а не в качестве ограничения на фигурах прилагаемых чертежей.

Фиг. 1 схематически показывает в поперечном сечении вид сбоку примерной интегральной схемы (IC) в сборе, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

Фиг. 2 схематично показывает в поперечном сечении вид сбоку многослойной корпусной сборки, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

Фиг. 3 схематично показывает в поперечном сечении вид сбоку многослойной корпусной сборки, соединенной с кристаллом, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

Фиг. 4 схематично показывает блок-схему алгоритма способа изготовления многослойной корпусной сборки, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

Фиг. 5 схематично показывает в поперечном сечении вид сбоку другой многослойной корпусной сборки, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

Фиг. 6 схематично показывает в поперечном сечении вид сбоку другой многослойной корпусной сборки, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

Фиг. 7 схематично показывает в поперечном сечении вид сбоку сердечника препрега с покрытием, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

Фиг. 8 схематично показывает в поперечном сечении вид сбоку многослойной корпусной сборки на различных этапах изготовления, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

Фиг. 9 схематически иллюстрирует вычислительное устройство, которое включает в себя многослойную корпусную сборку, как описано в настоящем документе, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.

Подробное описание

Варианты осуществления настоящего изобретения описывают многослойную корпусную сборку с антенной, ассоциированные технологии и конфигурации. В последующем описании различные аспекты иллюстративных вариантов реализаций будут описаны с использованием терминов, обычно используемых специалистами в данной области техники, чтобы передать сущность их работы другим специалистам в данной области техники. Тем не менее, будет очевидно специалистам в данной области техники, что варианты осуществления настоящего изобретения могут быть осуществлены только некоторыми из описанных аспектов. Для целей объяснения, конкретные номера, материалы и конфигурации приведены для того, чтобы обеспечить полное понимание примерных вариантов реализаций. Тем не менее, будет очевидно для специалиста в данной области техники, что варианты осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы на практике без конкретных деталей. В других случаях хорошо известные признаки опущены или упрощены, чтобы не усложнять проиллюстрированные варианты реализации.

В последующем подробном описании делается ссылка на сопровождающие чертежи, которые составляют часть данного описания, в которых одинаковые номера обозначают части по всему тексту, и в которых показаны в качестве иллюстрации варианты осуществления, где предмет настоящего изобретения может быть реализован на практике. Следует понимать, что другие варианты осуществления могут быть использованы, и структурные или логические изменения могут быть сделаны без отступления от сущности и объема настоящего изобретения. Поэтому нижеследующее подробное описание не следует рассматривать в ограничительном смысле, и объем вариантов осуществления определяется прилагаемой формулой изобретения и ее эквивалентами.

Для целей настоящего описания, фраза «А и/или B» означает (А), (В) или (А и В). Для целей настоящего описания, фраза «А, B и/или C» означает (А), (В), (С), (А и В), (А и С), (В и С) или (А, В, и С).

Описание может использовать термины, указывающие направления, такие как вверх/вниз, в/из, над/под и тому подобное. Такие термины просто используются для облегчения обсуждения и не предназначены для ограничения применения описанных здесь вариантов выполнения какой-либо конкретной ориентацией.

Описание может использовать фразы «в одном варианте осуществления» или «в вариантах осуществления», которые могут каждое относиться к одному или более одинаковых или различных вариантов осуществления. Кроме того, термины «содержащий», «включающий в себя», «имеющий» и тому подобное, как они использованы в соответствии с примерами осуществления настоящего изобретения, являются синонимами.

Термин «соединен с» вместе с его производными может быть использован в настоящем документе. «Соединенный» может означать один или несколько из следующих действий. «Соединенный» может означать, что два или более элементов находятся в непосредственном физическом или электрическом контакте. Тем не менее, «соединенный» может также означать, что два или более элементов, косвенно контактируют друг с другом, но тем не менее до сих пор совместно выполняют действие или взаимодействуют друг с другом, и может означать, что один или более других элементов соединены или подключены к элементам, которые упомянуты как соединенные друг с другом.

В различных вариантах осуществления настоящего изобретения фраза «первый признак формируется, осаждается или иным образом наносится на второй признак» может означать, что первый признак формируется, осаждается или наносится поверх второго признака и, по меньшей мере, часть первого признака может находиться в непосредственном контакте (например, в прямом физическом и/или электрическом контакте) или в косвенном контакте (например, имеющие один или более других признаков между первым признаком и вторым признаком), по меньшей мере, с частью второго признака.

Используемый в данном описании термин «модуль» может относиться к, быть частью или включать в себя специализированную интегральную схему (ASIC), электронную схему, систему-на-кристалле (SoC), процессор (общий, выделенный или группой) и/или память (общую, выделенную или групповую), которые выполняют одну или несколько программ или программно-аппаратных программ, комбинационную логическую схему и/или другие подходящие компоненты, которые обеспечивают описанные функциональные возможности.

Фиг. 1 схематически показывает в поперечном сечении вид сбоку примерной интегральной схемы (IC) в сборе 100 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. В некоторых вариантах осуществления IC в сборе 100 может включать в себя один или несколько кристаллов (далее «кристалл 102»), электрически и/или физически соединенные с корпусной сборкой 121 (иногда называется, как «корпус с подложкой»). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения корпусная сборка 121 может быть электрически соединена с печатной платой 122, как показано на чертеже.

Кристалл 102 может представлять собой дискретное изделие, изготовленное из полупроводникового материала (например, кремния), с использованием технологий полупроводникового производства, таких как осаждение тонких пленок, литографии, травления и т.п., используемые для формирования устройства на комплементарной структуре «металло-оксидный полупроводник» (CMOS). В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения кристалл 102 может включать в себя или быть частью радиочастотного (RF) кристалла. В других вариантах осуществления настоящего изобретения может включать в себя или быть частью процессора, памяти, SoC или ASIC.

В некоторых вариантах осуществления наполняющее вещество 108 (иногда упоминается как «герметик») может быть нанесено между кристаллом 102 и корпусной сборкой 121 для улучшения адгезивных и/или защитных свойств кристалла 102 и корпусной сборки 121. Наполняющее вещество 108 может быть изготовлено из электроизоляционного материала и может инкапсулировать, по меньшей мере, часть кристалла 102 и/или структуры 106 межсоединений на уровне кристалла, как можно видеть. В некоторых вариантах осуществления наполняющее вещество 108 находится в непосредственном контакте со структурами 106 межсоединений на уровне кристалла.

Кристалл 102 может быть прикреплен к корпусной сборке 121 посредством разнообразных подходящих конфигураций, включающих в себя, например, непосредственное соединение с корпусной сборкой 121 в конфигурации перевернутого кристалла, как изображено. В конфигурации перевернутого кристалла, активная сторона S1 кристалла 102, включающая в себя активные схемы, прикреплена к поверхности корпусной сборки 121 с использованием структуры 106 межсоединений на уровне кристалла, такие как шарики, столбики или другие соответствующие структуры, которые также могут электрически соединять кристалл 102 с корпусной сборкой 121. Активная сторона S1 кристалла 102 может включать в себя транзисторные устройства, и неактивная сторона S2 может быть расположена противоположно активной стороне S1, как можно видеть на чертеже.

Кристалл 102 может обычно включать в себя полупроводниковую подложку 102а, один или несколько слоев устройства (в дальнейшем «слой 102b устройства) и один или более слоев межсоединений (в дальнейшем «слой 102 с межсоединений»). Полупроводниковая подложка 102а может, по существу, состоять из объемного полупроводника, такого как, например, кремний, в некоторых вариантах осуществления. Слой 102b устройства может представлять собой область, в которой активные устройства, такие как транзисторные устройства, сформированы на полупроводниковой подложке 102а. Слой 102b устройства может включать в себя, например, такие структуры, как сердечники канала и/или области истока/стока транзисторных устройств. Слой 102с межсоединений может включать в себя соединительные структуры, которые выполнены с возможностью маршрутизации электрических сигналов к или от активных устройств в слое 102b устройства. Например, слой 102с межсоединений может включать в себя канавки и/или межслойные соединения для обеспечения электрической маршрутизации и/или контактов.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения структуры 106 межсоединений на уровне кристалла могут быть выполнены с возможностью маршрутизации электрических сигналов между кристаллом 102 и другими электрическими устройствами. Электрические сигналы могут включать в себя, например, сигналы ввода/вывода (I/O) и/или сигналы питания/замыкания на массу, которые используются для обеспечения функционирования кристалла 102.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения корпусная сборка 121 может включать в себя многослойную корпусную сборку с интегрированными компонентами для беспроводной связи, как описано в настоящем документе. Беспроводная связь может включать в себя, например, беспроводную передачу данных ближнего действия между портативными устройствами и/или беспроводными устройствами отображения информации или высокоскоростную беспроводную связь между одноранговыми устройствами. Например, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения корпусная сборка 121 может быть многослойной корпусной сборкой, как это описано со ссылкой на фиг.2-9.

Корпусная сборка 121 может включать в себя признаки электрической маршрутизации (не показано на фиг. 1), такие как, например, дорожки, контактный столбик, сквозные отверстия, межуровневые соединения или линии, выполненные с возможностью маршрутизации электрических сигналов к или от кристалла 102. Например, корпусная сборка 121 может быть выполнена с возможностью маршрутизации электрических сигналов между кристаллом 102 и компонентами для беспроводной связи, которые интегрированы в пакетную сборку, или между кристаллом 102 и печатной платой 122, или между кристаллом 102 и другим электрическим компонентом (например, другим кристаллом, интерпозером, интерфейсом, компонентом для беспроводной связи и т.д.), соединенные с корпусной сборкой 121.

Печатная плата 122 может представлять собой печатную монтажную плату (РСВ), изготовленную из электрически изолирующего материала, такого как эпоксидного слоистого пластика. Например, печатная плата 122 может включать в себя электрически изолирующие слои материалов, такие как, например, политетрафторэтилен, фенольные хлопчатобумажные материалы, такие как огнезащитный материал 4 (FR-4), FR-1 хлопчатобумажный материал и эпоксидный материал, такой как СЕМ-1 или СЕМ-3, или стекловолокнистые материалы, которые ламинированы вместе, используя эпоксидные препреги. Структуры межсоединений (не показаны), такие как дорожки, канавки или межуровневые соединения, могут быть образованы посредством электрически изолирующих слоев для маршрутизации электрических сигналов кристалла 102 на печатной плате 122. Печатная плата 122 может состоять из других подходящих материалов в других вариантах осуществления. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения печатная плата 122 является материнской платой (например, материнская плата 902, показанная на фиг. 9).

Межсоединения на корпусном уровне, такие как, например, шариковый вывод 112 из припоя, могут быть соединены с корпусной сборкой 121 и/или печатной платой 122 с образованием соответствующих паяных соединений, которые выполнены с возможностью дополнительно маршрутизировать электрические сигналы между корпусной сборкой 121 и печатной платой 122. Могут применяться другие подходящие технологии для физического и/или электрического соединения корпусной сборки 121 с печатной платой 122 в других вариантах осуществления.

IC в сборе 100 может включать в себя разнообразные другие подходящие конфигурации в других вариантах осуществления, включающие в себя, например, подходящие комбинаций конфигураций перевернутого кристалла и/или проволочных соединений, интерпозеры, конфигурации многокристального интегрального модуля, включающая в себя систему в корпусе (SiP) и/или конфигурации корпус на корпусе (РоР). Другие подходящие способы, предназначенные для маршрутизации электрических сигналов между кристаллом 102 и другими компонентами IC корпусной сборки 100, могут быть использованы в некоторых вариантах осуществления.

Фиг.2 схематично показывает в поперечном сечении вид сбоку многоуровневой корпусной сборки 200, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. В соответствии с различными вариантами осуществления, многослойная корпусная сборка 200 может включать в себя одну или более армированных участков, таких как, например, армированные участки D2, D3. Многослойная корпусная сборка 200 может включать в себя большее или меньшее количество армированных участков, чем изображенные, в других вариантах осуществления.

Каждый из армированных участков D2, D3 может включать в себя первый слой 224, имеющий первую сторону, соединенную со вторым слоем 226, и вторую сторону, соединенную с третьим слоем 228, как показано на чертеже. Первый слой 224 может служить в качестве армированного слоя для увеличения жесткости многослойной корпусной сборки 200. Первый слой 224 может структурно быть жестче (например, иметь более высокий модуль упругости при растяжении), чем второй слой 226 и третий слой 228. Использование армированного слоя (например, первый слой 224) может уменьшить коробление (например, динамическое уплотнение) многослойной корпусной сборки 200.

Например, в некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения первый слой 224 может состоять из материала сердечника, имеющий диэлектрические свойства с малыми потерями, такой как, например, препрег или жидкокристаллический полимер (LCP), изготовленный, например, со стеклом (например, наполнитель, ткань, волокно и т.д.), полиэфирэфиркетон (РЕЕК) или материал для формирования слоя, такой как, например, материал на основе эпоксидной смолы Ajinomoto Build-up Film (ABF), который может быть усилен с помощью других упрочняющих материалов в некоторых вариантах осуществления. Первый слой 224 может состоять из других подходящих усиливающих материалов с малыми потерями в других вариантах осуществления. В некоторых вариантах осуществления первый слой 224 может иметь диэлектрическую проницаемость k, значение которой меньше, чем 4, и тангенс угла диэлектрических потерь, который меньше, чем примерно 0,005 для использования в качестве материала с малыми потерями для применения в области RF. Первый слой 224 может иметь другие диапазоны значений диэлектрической проницаемости k и тангенса угла диэлектрических потерь в других вариантах осуществления.

В некоторых вариантах осуществления первый слой 224 может иметь коэффициент теплового расширения (СТЕ) меньше, чем СТЕ второго слоя 226 и третьего слоя 228. Включение армирующего слоя (например, первый слой 224) может привести к снижению СТЕ стека в Z-направлении по отношению к корпусной сборки без армирующего слоя, что облегчает сборку многослойной корпусной сборки 200 с использованием материалов с малыми потерями, таких как LCP, которые могут, как правило, быть термически нестабильными.

В некоторых вариантах осуществления второй слой 226 и третий слой 228 могут состоять из диэлектрического материала с малыми потерями, такого как, например, LCP или ABF (например, ABF GY13) с меньшим количеством армирующего материала, чем первый слой 224, или без армирующего материала (например, LCP без стекла). Второй слой 226 и третий слой 228 могут иметь модуль упругости при растяжении меньше, чем модуль упругости при растяжении первого слоя 224. В некоторых вариантах осуществления второй слой 226 и третий слой 228 могут иметь тот же состав материала в некоторых вариантах осуществления. Второй слой 226 и третий слой 228 могут состоять из других подходящих диэлектрических материалов с малыми потерями, в других вариантах осуществления.

В некоторых вариантах осуществления второй слой 226 и третий слой 228 имеют коэффициент шероховатости поверхности меньше, чем коэффициент шероховатости поверхности первого слоя 224. Например, второй слой 226 и третий слой 228 могут быть ламинированы с обеих сторон армирующим материалом первого слоя 224 для уменьшения шероховатости поверхности армированных участков D2, D3. Более низкое значение коэффициента шероховатости поверхности может уменьшить потери в токопроводящей жиле многослойной корпусной сборки 200. Непосредственное металлическое покрытие шероховатого усиливающего материала первого слоя 224 может привести к более высоким потерям в токопроводящей жиле и может ухудшить характеристики антенны и/или сигнальных дорожек, в то время как прямое металлическое покрытие более гладкой поверхности второго слоя 226 и/или третьего слоя 228 может привести к более низким потерям проводника.

Второй слой 226 и третий слой 228 каждый может иметь толщину, которая меньше или равна толщине первого слоя 224. Например, в одном варианте осуществления первый слой 224 армированного участка D2 может иметь толщину около 50 мкм, второй слой 226 армированного участка D2 может иметь толщину около 50 микрон и третий слой 228 армированного участка D2 может иметь толщину около 50 микрон. В этом варианте осуществления первый слой 224 армированного участка D3 может иметь толщину около 50 мкм, второй слой 226 армированного участка D3 может иметь толщину от около 25 мкм и третий слой 228 армированного участка D3, возможно, имеют толщину около 25 микрон. В некоторых вариантах осуществления второй слой 226 и третий слой 228 может иметь значение диэлектрической проницаемости k меньше, чем 4, и тангенс угла диэлектрических потерь менее, чем примерно 0,005. Второй слой 226 и третий слой 228 может иметь и другие толщины и/или могут иметь другие диапазоны значений диэлектрической проницаемости k и тангенс угла диэлектрических потерь в других вариантах осуществления.

В некоторых вариантах осуществления один или несколько дополнительных слоев 230 может быть соединен с третьим слоем 228 одного из армированных участков D2, D3. Один или несколько дополнительных слоев 230 может иметь тот же состав материала в качестве второго слоя 226 и/или третьего слоя 228 в некоторых вариантах осуществления. В одном из вариантов осуществления один или несколько дополнительных слоев 230 может иметь толщину около 50 микрон. Один или несколько дополнительных слоев 230 может иметь другие подходящие толщины и/или могут быть составлены из других подходящих материалов, в других вариантах осуществления.

В соответствии с различными вариантами осуществления многослойная корпусная сборка 200 может включать в себя один или несколько электрически проводящих признаков, выполненных с возможностью обеспечивать беспроводную коммуникацию и/или маршрутизировать электрические сигналы. В некоторых вариантах осуществления один или более электрически проводящие признаки могут включать в себя металлические слои, такие как, например, первый металлический слой (M1), второй металлический слой (М2), третий металлический слой (М3) и четвертый металлический слой (М4). Металлические слои M1, М2, М3 и М4 могут быть селективно нанесены или структурированы для формирования электрической схемы многослойной корпусной сборки 200. Каждый из металлических слоев M1, М2, М3 и М4 могут быть получены любым подходящим способом, включающий в себя, например, осаждение меди (Cu), с использованием способа металлизации. Другие металлы и/или технологии осаждения могут быть использованы в других вариантах осуществления. Кроме того, многослойная корпусная сборка 200 может включать в себя большее или меньшее количество металлических слоев, чем изображено на чертеже, в других вариантах осуществления.

В некоторых вариантах осуществления металлические слои формируются только на втором слое 226 и третьем слое 228 и не формируются на первом слое 224 армированных участков D2, D3. Второй слой 226 и третий слой 228 могут быть более гладким, чем первый слой 224 и формирование металлических слоев M1, М2, М3 и М4 на слоях, имеющих более гладкую поверхность, может уменьшить потери проводника в многослойной корпусной сборке 200. В некоторых вариантах осуществления, первый слой 224 ограничивает плоскость, простирающуюся в горизонтальном направлении без признаков металла с гальваническим покрытием (например, линий 234) для маршрутизации электрических сигналов в горизонтальном направлении непосредственно, расположенный на первом слое 224, как проиллюстрировано на чертеже.

В некоторых вариантах осуществления один или несколько признаков электрической маршрутизации могут быть сформированы в многослойной корпусной сборке 200 для маршрутизации электрических сигналов между токопроводящими элементами. Например, признаки электрической маршрутизации могут включать в себя линии 234, одно или более межуровневые соединения 236 и/или металлизированных сквозных отверстий (PTHs) 238 для маршрутизации электрических сигналов в вертикальном направлении. Межуровневые соединения 236 и/или PTHs 238 может проходить через первый слой 224, второй слой 226 и третий слой 228, как показано на чертеже. Линии 234 могут иметь нелинейные формы или конфигурации в некоторых вариантах осуществления. В некоторых вариантах осуществления каждая из линий 234 может иметь толщину около 15 микрон. Линии 234 могут иметь и другие подходящие толщины в других вариантах осуществления. Признаки электрической маршрутизации могут включать в себя другие подходящие признаки в других вариантах осуществления, включающие в себя, например, просверленные отверстия посредством лазера (LTHs) и тому подобное.

В соответствии с различными вариантами осуществления, армированные участки D2, D3 могут быть частью многослойной корпусной сборки 200, которая интегрирует компоненты устройства беспроводной связи, такие как, например, один или более антенных элементов. Антенные элементы могут включать в себя, например, признаки металлических линий 234 с гальваническим покрытием в металлическом слое M1, которые формируются на втором слое 226 армированного участка D2 и/или линий 234 в металлическом слое М2, которые образуются на третьем слое 228 армированного участка D2.

В некоторых вариантах осуществления многослойная корпусная сборка 200 может включать в себя компоненты многоуровневой или одноуровневой антенны. Многоуровневая антенна может иметь более широкую ширину полосы частот по сравнению с одноуровневой антенной. Многоуровневая антенна может включать в себя емкостную связь антенны в некоторых вариантах осуществления. Например, линии 234 в металлическом слое M1 могут включать в себя первый емкостной элемент и линии 234 в металлическом слое М2 могут включать в себя второй емкостной элемент, образованный на третьем слое 228. Первый емкостной элемент и второй емкостной элемент каждый могут быть соединением многоуровневого соединения, где каждое из соединений выполнено с возможностью резонировать на частотах смещения, что обеспечивает наличие более широкой полосой частот антенны. В некоторых вариантах осуществления, признаки металлических линий 234 с гальваническим покрытием в металлических слоях M1 и/или М2 могут быть широкополосными антенными элементами для модулей автономной антенны в миллиметром диапазоне длин волн и/или фазированной антенной решетки.

В некоторых вариантах осуществления линии 234 металлического слоя М2 могут быть выполнены с возможностью обеспечения уровня антенны и/или маршрутизации низкочастотных (LF) сигналов, таких как, например, подачи питания, сигналов управления, тактовых сигналов, сигналов сброса и тому подобное. Линии 234 металлического слоя М3 могут быть выполнены с возможностью обеспечить высокочастотную (RF) плоскость заземления и/или маршрутизацию LF сигналов. В некоторых вариантах осуществления, линии 234 металлического слоя М4 могут быть выполнены с возможностью маршрутизации RF сигналов и/или низкочастотных сигналов. Линии 234 могут быть выполнены с возможностью маршрутизации других электрических сигналов в других вариантах осуществления. Многослойная корпусная сборка 200 может включать в себя другие компоненты для беспроводной связи в других вариантах осуществления.

В некоторых вариантах осуществления предусмотрено расстояние между уровнем антенны (например, включающий в себя антенные элементы) металлического слоя M1 и/или М2 и RF плоскости заземления многослойной корпусной сборки 200. Например, расстояние может обеспечивать, по меньшей мере, расстояние χ/4 между ближайшим уровнем антенны и RF плоскости заземления, где χ является длиной волны полосы частот, используемой для беспроводной связи антенными элементами. В некоторых вариантах осуществления, χ/4 составляет около 5/4 мм. Минимальное расстояние между уровнем антенны и RF плоскостью заземления и χ может иметь другие значения в других вариантах осуществления. Например, чтобы реализовать низкие профильные системы, разделение между плоскостью заземления и ближайшим уровнем антенны может быть порядка χ/25 или даже меньше.

В соответствии с различными вариантами осуществления многослойная корпусная сборка 200 может включать в себя один или более слоев паяльной маски, сформированные на внешней поверхности многослойной корпусной сборки 200. Один или более слоев 242 паяльной маски может иметь отверстия, позволяя образование электрических соединений (например, столбиков припоя или шариков) между прокладками 240, соединенных с электропроводными признаками многослойной корпусной сборки 200, таких как, например, линии металлического слоя M1 и/или металлического слоя М4, как проиллюстрировано. Прокладки 240 могут быть выполнены с возможностью приема, например, кристалла (например, кристалла 102, показанного на фиг. 1) или другого электрического узла. В некоторых вариантах осуществления один или несколько слоев 242 паяльной маски может быть составлен из диэлектрического материала с малыми потерями, таким как, например, LCP или подобного материала, чтобы уменьшить потери на частоте беспроводной связи многослойной корпусной сборки. В одном из вариантов осуществления один или несколько слоев 242 паяльной маски могут каждый иметь толщину около 25 микрон. Один или несколько слоев 242 паяльной маски могут иметь другие подходящие толщины и/или могут быть составлены из других подходящих материалов, в других вариантах осуществления, таких как, например, резист для пайки.

Фиг. 3 схематично показывает в поперечном сечении вид сбоку многослойной корпусной сборки 300, соединенной с кристаллом 102, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. В соответствии с различными вариантами осуществления, многослойная корпусная сборка 300 может согласовываться с описанными вариантами осуществления многослойной корпусной сборки 200 и vice versa.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения многослойная корпусная сборка 300 может представлять собой многоуровневый модуль фазированной антенной решетки. Например, линии 234 металлического слоя M1 и металлического слоя М2 могут быть антенными элементами многоуровневой антенны. Линии 234 металлического слоя М3 могут быть плоскостью заземления антенны (например, RF плоскости заземления) и линий 234 металлического слоя М4 могут обеспечить RF маршрутизацию.

Согласно некоторым вариантам осуществления кристалл 102 может быть соединен с многослойной корпусной сборкой 300, как показано на чертеже. Кристалл 102 может представлять собой, например, радиочастотный кристалл, выполненный с возможностью обеспечивать беспроводную связь на частоте около 60 ГГц, в некоторых вариантах осуществления. Кристалл 102 может быть соединен с линиями 234 металлического слоя М4 с использованием одной или более структур 106 межсоединений на уровне кристалла. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения структуры 106 межсоединений на уровне кристалла могут быть соединены с прокладками (например, прокладками 240, показанными на фиг. 2), которые электрически соединены с линиями 234 металлического слоя М4.

В некоторых вариантах осуществления одно или более межсоединений на уровне корпуса, такие как, например, шарики 112 припоя, могут быть соединены с многослойной корпусной сборкой 300 для облегчения сопряжения многослойной корпусной сборкой 300 с другими электрическими узлами (например, печатной платой 122, показанной на фиг. 1). Другие подходящие межсоединения на уровне корпуса могут быть использованы для соединения многослойной корпусной сборки 300 с другими электрическими узлами.

Фиг. 4 схематично показывает блок-схему алгоритма способа 400 изготовления многослойной корпусной сборки (например, многослойной корпусной сборки 200 или 300, показанной на фиг. 2 или фиг.3), в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Способ 400 может согласовываться с технологиями, описанные со ссылкой на фиг. 2-3 и наоборот.

На этапе 402, способ 400 может включать в себя предоставление одного или более армирующих слоев. Один или несколько армирующих слоев может в целом согласоваться с описанными вариантами осуществления первого слоя 224 армированных участков D2, D3, как показано на фиг. 2-3.

На этапе 404, способ 400 может включать в себя формирование армированного участка (например, армированного участка D2 или D3, показанного на фиг. 2 или фиг. 3) многослойной корпусной сборки путем соединения диэлектрических слоев (например, второго слоя 226 и третьего слоя 228) к противоположным сторонам армирующего слоя. В некоторых вариантах осуществления диэлектрические слои могут быть соединены с армирующим слоем с использованием процесса ламинирования, который может быть выполнен одновременно, в некоторых вариантах осуществления. В соответствии с различными вариантами осуществления, несколько армированных участков (например, армированные участки D2 и D3, показанные на фиг. 2-3) могут быть образованы путем выполнения действий, описанных на этапах 402 и 404. Армирующий слой может иметь модуль упругости при растяжении, который больше, чем модуль упругости при растяжении диэлектрических слоев.

На этапе 406, способ 400 может включать в себя формирование электропроводных признаков на и/или через армирующий участок. Например, в некоторых вариантах осуществления одно или несколько отверстий могут быть проходить (например, просверлены) через первый армированный участок (например, D3, показанный на фиг. 2 или фиг. 3) для одного или нескольких соответствующих PTHs. Одно или несколько отверстий может проходить через слои диэлектрика и армирующий слой армированного участка. Металл может быть осажден с помощью способа нанесения покрытия на пластину с одной или более PTHs с образованием металлических слоев (например, металлический слой М2 и металлический слой М3) на противоположных поверхностях армированного участка. Металлические слои могут быть сформированы непосредственно на диэлектрических слоях первого армированного участка в некоторых вариантах осуществления. В некоторых вариантах осуществления один или несколько металлических слоев могут включать в себя один или более антенных элементов. Таким образом, действия на этапе 406 могут включать в себя формирование одного или более антенных элементов в некоторых вариантах осуществления.

На этапе 408, способ 400 может включать в себя соединение армированного участка с другими диэлектрическими слоями (например, один или более дополнительных слоев 230, как показано на фиг. 2 или фиг. 3) и/или другим армированным участком (например, армированный участок D2 на фиг. 2 или фиг. 3). Например, в некоторых вариантах осуществления первый армированный участок (например, D3, показанный на фиг. 2 или фиг. 3) может быть соединен со вторым армированным участком (например, армированный участок D2, показанный на фиг. 2 или фиг. 3) и одним или более диэлектрическим слоем (например, один или более дополнительный слой 230) с помощью процесса ламинирования, который может быть выполнен одновременно, в некоторых вариантах осуществления.

На этапе 410, в случае, когда армированный участок соединен с другим армированным участком на этапе 408, способ 400 может включать в себя формирование электропроводных признаков на и/или через другой армированный участок. Например, в некоторых вариантах осуществления одно или несколько отверстий могут быть сформированы (например, просверлены) через другой армированный участок (например, второй армированный участок) для одного или нескольких соответствующих межслойных соединений. Одно или большее количество отверстий может проходить через слои диэлектрика и армирующий слой второго армированного участка. Металл может быть осажден с помощью способа нанесения покрытия на переходные отверстия и образовывать металлические слои (например, металлический слой M1 и металлический слой М4) на противоположных поверхностях структуры, которая включает в себя первый армированный участок и второй армированный участок, соединенные вместе. Например, металлический слой может быть сформирован непосредственно на внешнем диэлектрическом слое первого армированного участка и другой металлический слой может быть сформирован на самом внешнем диэлектрическом слое второго армированного участка. В некоторых вариантах осуществления один или несколько металлических слоев могут включать в себя один или более антенных элементов. Таким образом, действия на этапе 410 могут включать в себя формирование одного или более антенных элементов в некоторых вариантах осуществления. В некоторых вариантах осуществления, металл может быть осажден для заполнения одного или несколько отверстий в течение выполнения одного и того же процесса осаждения металла, который используется для формирования одного или более антенных элементов.

На этапе 412, способ 400 может включать в себя формирование одного или нескольких слоев паяльной маски (например, слои 242 паяльной маски на фиг. 2 или фиг. 3). Слои паяльной маски могут быть образованы на наружных слоях структуры, образованной на этапе 410. В одном варианте осуществления слой паяльной маски может быть сформирован на слое диэлектрика (например, второй слой 226, как показано на фиг. 2) армированной структуры. В некоторых вариантах осуществления слои паяльной маски включают в себя нарезанные структуры, которые соединяются с армированным участком(ми) с использованием процесса ламинирования. Прокладки (например, прокладки 240 на фиг. 2) могут быть сформированы на самом внешнем металлическом слое (например, металлический слой M1, показанный на фиг. 2) и отверстия могут быть сформированы, чтобы выставить прокладки для обеспечения соответствующих точек соединения для соединения многослойной корпусной сборки с другими электрическими устройствами.

Процесс формирования прокладок может включать в себя процесс чистовой обработки поверхности, включающий в себя, например, процесс нанесения золотого (Au) покрытия или другого процесса отделки подходящего металла в некоторых вариантах осуществления. Например, один или несколько кристаллов могут быть соединены с многослойной корпусной сборкой с использованием прокладок в некоторых вариантах осуществления.

Варианты осуществления настоящего изобретения могут описывать способы для повышения жесткости утолщенных диэлектрических слоев в многослойной корпусной сборке с использованием материала сердечника, имеющего диэлектрические свойства, которые совместимы с беспроводной сигнализацией. Утолщенные слои диэлектрика (например, армированный участок) могут иметь более низкий коэффициент шероховатости поверхности, что приводит к снижению потерь проводника. Один или более армированных слоев диэлектрика может быть интегрирован с антенными элементами для обеспечения беспроводной связи. Некоторые варианты осуществления настоящего изобретения описывают способы для обеспечения улучшенными электрическими свойствами на частотах миллиметровых волн LCP многослойной корпусной сборки. Армированный участок может уменьшить СТЕ многослойной корпусной сборки в Z-направлении, и может облегчить сборку с использованием материалов, таких как LCP, которые могут быть термически неустойчивыми. Армированный участок может уменьшить коробление многослойной корпусной сборки при динамическом воздействии. В некоторых вариантах осуществления многослойная корпусная сборка может иметь асимметричный слой формирования и/или множество усиленных частей, что может уменьшить количество слоев по сравнению с традиционной основной подложкой (например, может быть ламинирован на месте для удовлетворения технических характеристик антенны).

Фиг.5 схематично показывает в поперечном сечении вид сбоку другой многослойной корпусной сборки 500 в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. В соответствии с различными вариантами осуществления компоненты многослойной корпусной сборки 500 могут согласовываться с вариантами осуществления компонентов многослойной корпусной сборки 200 и 300, показанные на фиг. 2 и фиг. 3. Многослойная корпусная сборка 500 дополнительно включает в себя линии 234 металлических слоев М4, М5 и М6, как проиллюстрировано на чертеже.

В некоторых вариантах осуществления многослойная корпусная сборка 500 может включать в себя армированные участки D2, D3, соединенные друг с другом, как это можно видеть. В одном варианте осуществления каждый из армированных участков D2, D3 может представлять собой сердечник препрега с покрытием (например, средечник препрега 700, показанный на фиг. 7), включающий в себя сердечник препрега с покрытием диэлектрических слоев, имеющие более гладкую поверхность (например, второй слой 226 и третий слой 228).

Линии 234 металлического слоя M1 могут представлять один или более антенные элементы, сформированные на втором слое 226 армированного участка D2. В одном варианте осуществления линии 234 могут представлять собой признаки одноуровневой антенны. Первый слой 224 может состоять из материала сердечника, такого как, например, материал из препрега. Линии 234 металлического слоя М3 могут представлять собой плоскость заземления антенны, сформированную на третьем слое 228 армированного участка D3. Армированные участки D2, D3 могут обеспечить разделение между излучающими признаками, такими как один или более элементов антенны, и плоскостью заземления антенны.

Линии 234 металлического слоя М2 могут представлять собой RF слой маршрутизации. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения RF слой маршрутизации может быть сформирован на третьем слое 228 армированного участка D3, как проиллюстрировано на чертеже. Такая конфигурация может обеспечить асимметричный стек, что позволяет уменьшить число диэлектрических слоев, сформированных для обеспечения требуемой толщины многослойной корпусной сборки 500 по отношению к симметричному стеку.

Линии 234 металлических слоев M1, М2, М3 могут состоять из одного и того же или иного материала. Многослойная корпусная сборка 500 может включать в себя больше или меньшее количество армированных участков и/или дополнительных слоев 230, чем изображено в других вариантах осуществления.

Фиг. 6 схематично показывает в поперечном сечении вид сбоку другой многослойной корпусной сборки 600, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Многослойная корпусная сборка 600 может согласовываться с описанными другими вариантами осуществления многослойной корпусной сборки 500 и наоборот. Многослойная корпусная сборка 600 может дополнительно включать в себя еще одну усиленную часть D4 и линии 234 металлического слоя М7.

В некоторых вариантах осуществления многослойная корпусная сборка 600 может включать в себя множество усиленных участков D2, D3, D4, соединенные друг с другом, как это показано на чертеже. Линии 234 металлических слоев M1 и М2 могут представлять собой емкостную связь антенных элементов 660 многоуровневой антенны в некоторых вариантах осуществления. Антенные элементы металлических слоев M1 и М2 могут быть сформированы на противоположных сторонах армированного участка D2, как показано на чертеже.

Линии 234 металлического слоя МЗ могут представлять собой плоскость заземления антенны и линии 234 металлического слоя М4 могут представлять собой RF слой маршрутизации. Такая конфигурация может обеспечить асимметричный стек, что позволяет уменьшить число диэлектрических слоев, сформированных для обеспечения требуемой толщины многослойной корпусной сборки 600 по отношению к симметричному стеку.

Линии 234 металлических слоев M1, М2, М3, М4 могут состоять из одного и того же или иного материала. Многослойная корпусная сборка 600 может включать в себя большее или меньшее количество армированных участков и/или дополнительных слоев 230, чем показано в других вариантах осуществления.

Фиг. 7 схематично показывает в поперечном сечении вид сбоку сердечника 700 препрега с покрытием в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения сердечник 700 препрега с покрытием может представлять собой одну из армированных частей (например, D2, D3, D4) описанной здесь многослойной корпусной сборки 600.

Сердечник 700 препрега с покрытием может включать в себя сердечник 724 препрега и мягкие диэлектрические слои 726, 728, соединенные с противоположными сторонами сердечника 724 препрега, как можно видеть. Сердечник 724 препрега может согласовываться с описанными вариантами осуществления первого слоя 224, показанного на фиг. 2, слой 726 диэлектрика может согласовываться с описанными вариантами осуществления второго слоя 226, показанного на фиг. 2, и диэлектрический слой 728 может согласовываться с описанными вариантами осуществления третьего слоя 228, показанного на фиг.2. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения сердечник 700 препрега с покрытием может быть образован перед соединением сердечника 700 препрега с покрытием другими армированными участками или слоями многослойной корпусной сборки.

Фиг. 8 схематично показывает в поперечном сечении вид сбоку многослойную корпусную сборку на различных этапах изготовления, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Структуры многослойной корпусной сборки, показанные на фиг. 8, могут иметь аналогичные обозначения, как и на фиг. 5 и предназначены для представления аналогичных структур, за исключением того, где указано иное. Цифровые обозначения для каждой из структур многослойной корпусной сборки, показанной на фиг. на 8, не проиллюстрированы для упрощения объяснения.

Многослойная корпусная сборка 800а изображена после нанесения временной пленки на носителе, как это можно видеть. Временная пленка может представлять собой диэлектрический слой, имеющий такой же состав, как один или более дополнительных слоев 230, показанные на фиг. 5, в некоторых вариантах осуществления.

Многослойная корпусная сборка 800b может представлять собой многослойную корпусную сборку 800а, полученную после формирования одного или нескольких прокладок (например, прокладок 240, как показано на фиг. 2) на временной пленке. Один или несколько прокладок могут быть образованы путем осаждения одного или более, металлов с использованием любой подходящей технологии. В некоторых вариантах осуществления процесс формирования одной или нескольких прокладок может включать в себя процесс обработки поверхности, при котором золото, никель, палладий и/или органическое защитное покрытие для обеспечения пояемости (OSP) может быть осаждено для формирования, по меньшей мере, части прокладки.

Многослойная корпусная сборка 800с может представлять собой многослойную корпусную сборку 800b после формирования слоя резиста припоя (например, один или несколько слоев 242 паяльной маски, как показано на фиг. 5) на временной пленке и формирования отверстий для прокладок, как показано на чертеже. Слой резиста припоя и отверстия могут быть образованы с использованием любого подходящего способа.

Многослойная корпусная сборка 800d может представлять собой многослойную корпусную сборку 800с, полученную после формирования металлического слоя (например, металлический слой М6, показанный на фиг. 5) на слое резиста припоя и межуровневых соединений для установки в отверстия между металлическим слоем и прокладками, как проиллюстрировано на чертеже. В некоторых вариантах осуществления металлический слой может представлять собой окончательный проводящий слой многослойной корпусной сборки 800d. Металлический слой и межуровневые соединения могут быть сформированы в соответствии с любым подходящим способом, включающий в себя, например, способ металлизации.

Многослойная корпусная сборка 800е может представлять собой многослойную корпусную сборку 800d, полученную после формирования диэлектрического слоя (например, одного или более дополнительных слоев 230, показанных на фиг. 5) на металлическом слое и формирования одного или нескольких отверстий для одного или нескольких соответствующих межуровневых соединений в диэлектрическом слое. В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения диэлектрический слой может представлять собой окончательный сформированный слой многослойной корпусной сборки 800е, который соединен с металлическими слоями с использованием процесса ламинирования.

Многослойная корпусная сборка 800f может представлять собой многослойную корпусную сборку 800е, полученную после формирования другого металлического слоя (например, металлического слоя М5, показанного на фиг. 5) на диэлектрическом слое. Многослойный пакет сборки 800g может представлять собой многослойную корпусную сборку 800f после формирования дополнительных диэлектрических слоев и металлических слоев.

Многослойная корпусная сборка 800h может представлять собой многослойную корпусную сборку 800g, полученную после соединения армированного участка (например, армированного участка D3, показанного на фиг. 5) с уже сформированными диэлектрическими слоями и металлическими слоями. В некоторых вариантах осуществления армированный участок может быть сердечником препрега с покрытием (например, сердечник 700 препрега с покрытием, показанный на фиг. 7), который соединен с диэлектрическими слоями и металлическими слоями с использованием процесса ламинирования.

Многослойная корпусная сборка 800i может представлять собой многослойную корпусную сборку 800h, полученную после формирования металлического слоя (например, металлический слой М2, как показано на фиг.5) на армированном участке и через армированный участок.

Многослойная корпусная сборка 800j может представлять собой многослойную корпусную сборку 800i после соединения другого армированного участка (например, армированный участок D2, показанный на фиг. 5) с верхним металлическим слоем, образуя металлический слой (например, металлический слой М, показанный на фиг. 5) на другом армированном участке, и образуя слой резиста припоя (например, один или более слои 242 резиста припоя, показанного на фиг. 5) на металлическом слое, как проиллюстрировано на чертеже.

Многослойная корпусная сборка 800k может представлять собой многослойную корпусную сборку 800j, полученную после отсоединения многослойной корпусной сборки от временной пленки и носителя. Отсоединение может быть выполнено, например, путем термического высвобождения или путем химического травления.

Многослойная корпусная сборка 800l может представлять собой многослойную корпусную сборку 800k после присоединения кристалла с многослойной корпусной сборкой. Кристалл может быть соединен с использованием любых подходящих способов, включающие в себя, например, межсоединения на уровне кристалла, такие как шарики, штыри для электрического соединения кристалла с многослойной корпусной сборкой 800l.

Технологии и конфигурации, описанные со ссылкой на фиг. 5-8, могут позволить обеспечить интеграцию утолщенных слоев препрега на более поздних стадиях изготовления корпуса без коробления подложки путем высокотемпературной обработки, такой как, например, горячее прессование. Препрег может быть нанесен, по меньшей мере, на одну сторону с мягким материалом на полимерной основе, чтобы обеспечить выполнение процесса обработки при низкой температуре при наложении один на другой. Варианты осуществления, раскрытые в данном документе, могут обеспечить процесс изготовления асимметричной корпусной сборки с несколькими смежными или несмежными центральными слоями, что может уменьшить необходимое количество слоев, и, следовательно, снизить стоимость изготовления. Использование полимерного покрытия (например, мягкие диэлектрические слои 726, 728) может привести к снижению потерь в проводнике для металлических проводников, расположенных на полимерном покрытии. Незначительное коробление может облегчить сборку других компонентов посредством технологии поверхностного монтажа (SMT) на том же корпусе, что и для кристалла для модулей активной антенны в диапазоне миллиметровых волн.

В свою очередь, различные операции описаны как множество дискретных операций, что является наиболее полезным для понимания заявленного предмета изобретения. Тем не менее, порядок описания не должен быть истолкован, как обязательный, и операции не обязательно должны быть выполнены в соответствии с указанным порядком.

Варианты осуществления настоящего изобретения могут быть реализованы в системе, используя любые подходящие аппаратные средства и/или программное обеспечение для требуемого конфигурирования. Фиг. 9 схематически иллюстрирует вычислительное устройство, которое включает в себя многослойную корпусную сборку (например, многослойная корпусная сборка 200, 300, 500 или 600, показанные на фиг. 2, 3, 5 или 6), как описано в настоящем документе, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Вычислительное устройство 900 может вмещать плату, такую как материнскую плату 902 (например, в корпусе 908). Материнская плата 902 может включать в себя ряд компонентов, включающие в себя, но не ограничиваясь этим, процессор 904 и, по меньшей мере, одну коммуникационную микросхему 906. Процессор 904 может быть физически и электрически соединен с материнской платой 902. В некоторых вариантах осуществления, по меньшей мере, одна коммуникационная микросхема 906 может также быть физически и электрически соединена с материнской платой 902. В дополнительных вариантах осуществления, коммуникационная микросхема 906 может быть частью процессора 904.

В зависимости от их практического применения, вычислительное устройство 900 может включать в себя другие компоненты, которые могут или не могут быть физически и электрически соединены с материнской платой 902. Эти другие компоненты могут включать в себя, но не ограничиваясь этим, энергозависимую память (например, DRAM), энергонезависимую память (например, ROM), флэш-память, графический процессор, цифровой сигнальный процессор, крипто процессор, набор микросхем, антенну, дисплей, сенсорный дисплей, контроллер сенсорного экрана, аккумулятор, аудиокодек, видеокодек, усилитель мощности, устройство глобальной системы позиционирования (GPS), компас, счетчик Гейгера, акселерометр, гироскоп, динамик, камеру и запоминающее устройство большой емкости (например, жесткий диск, компакт-диск (CD), цифровой универсальный диск (DVD) и т.д.).

Коммуникационная микросхема 906 может обеспечить осуществление беспроводной связи для передачи данных в и из вычислительного устройства 900. Термин «беспроводная» и его производные могут быть использованы для описания схем, устройств, систем, способов, технологий, коммуникационных каналов и т.д., которые могут передавать данные посредством использования модулированного электромагнитного излучения посредством нетвердотельной среды. Термин не подразумевает, что соответствующие устройства не содержат каких-либо проводов, хотя в некоторых вариантах осуществления они могут отсутствовать. Коммуникационная микросхема 906 может реализовать любой из стандартов или протоколов беспроводной связи, включающие в себя, но не ограничиваясь этим, стандарты Института по электротехнике и электронике (IEЕЕ), включающие в себя WiGig, Wi-Fi (семейство IEEE 802.11), IEEE 802.16 (например, IEEE 802.16-2005 поправка), проект Долгосрочное развитие (LTE), с учетом любых поправок, уточнений и/или изменений (например, проект Advanced LTE, проект ультра широкополосной мобильной связи (UMB) (также называемый "3GPP2") и т.д.). IEEE 802.16 совместимый с сетями широкополосного беспроводного доступа (BWA) обычно называют как WiMAX сети, это аббревиатура, которая повсеместно расшифровывается как глобальная совместимость для микроволнового доступа, которая является сертификационным знаком для продуктов, которые успешно прошли испытания на совместимость для IEEE 802.16 стандартов. Коммуникационная микросхема 906 может функционировать в соответствии с глобальной системой мобильной связи (GSM), системой пакетной радиосвязи общего пользования (GPRS), универсальной системой мобильной связи (UMTS), в сетях высокоскоростного пакетного доступа (HSPA), HSPA+(E-HSPA) или LTE сети. Коммуникационная микросхема 906 может работать в соответствии с перспективной технологией для развития стандарта GSM (EDGE), GSM EDGE сети радиодоступа (GERAN), сети универсального наземного радиодоступа (UTRAN) или усовершенствованная UTRAN (Е-UTRAN). Коммуникационная микросхема 906 может работать в соответствии с кодовым разделением каналов (CDMA), с временным разделением каналов (TDMA), усовершенствованной цифровой беспроводной связи (DECT), технология передачи данных EV-DO (EV-DO), их производные, а также любые другие протоколы беспроводной связи, которые определены как 3G, 4G, 5G и далее. Коммуникационная микросхема 906 может работать в соответствии с другими протоколами беспроводной связи в других вариантах осуществления.

Вычислительное устройство 900 может включать в себя множество коммуникационных микросхем 906. Например, первая коммуникационная микросхема 906 может быть предназначена для обеспечения беспроводной связи меньшей дальности, такие как WiGig, Wi-Fi и Bluetooth, и вторая коммуникационная микросхема 906 может быть предназначена для обеспечения беспроводной связи на большие расстояния, такие как GPS, EDGE, GPRS, CDMA, WiMAX, LTE, EV-DO и другие.

Процессор 904 вычислительного устройства 900 может быть размещен в IС в сборе (например, IС в сборе 100, как показано на фиг. 1) или в многослойной корпусной сборке (например, многослойная корпусная сборка 200, 300, 500 или 600, показанные на фиг.2, 3, 5 или 6), как описано в настоящем документе. Например, печатная плата 122, показанная на фиг. 1, может быть материнской платой 902 и процессор 904 может быть кристаллом 102, установленным на корпусе с подложкой 121, показанной на фиг. 1. Корпус с подложкой 121 и материнская плата 902 могут быть соединены друг с другом с помощью межсоединений уровня корпуса, такими как шарики 112 припоя. Другие подходящие конфигурации могут быть реализованы в соответствии с вариантами осуществления, описанными в данном документе. Термин «процессор» может относиться к любому устройству или части устройства, который обрабатывает электронные данные из регистров и/или в памяти, чтобы преобразовать электронные данные в другие электронные данные, которые могут быть сохранены в регистрах и/или в памяти.

Коммуникационная микросхема 906 может также включать в себя кристалл (например, RF кристалл), который может быть упакован в IС в сборе (например, IС в сборе 100, как показано на фиг. 1) или в многослойную корпусную сборку (например, многослойная корпусная сборка 200, 300, 500 или 600, показанные на фиг. 2, 3, 5 или 6), как описано в настоящем документе. В дополнительных вариантах осуществления другой компонент (например, запоминающее устройство или другое встроенное устройство), размещенный в пределах вычислительного устройства 900, может включать в себя кристалл, который может быть упакован в IС в сборе (например, IС в сборе 100, как показано на фиг. 1) или в многослойной корпусной сборке (например, многослойная корпусная сборка 200, 300, 500 или 600, показанная на фиг. 2, 3, 5 или 6), как описано в настоящем документе.

В различных вариантах осуществления вычислительное устройство 900 может представлять собой портативный компьютер, нетбук, ноутбук, ультрабук, смартфон, планшет, персональный цифровой помощник (PDA), ультра мобильный PC, мобильный телефон, настольный компьютер, сервер, принтер, сканер, монитор, телеприставку, игровую приставку, цифровой фотоаппарат, портативный музыкальный плеер или цифровой видеомагнитофон. Вычислительное устройство 900 может представлять собой мобильное вычислительное устройство, в некоторых вариантах осуществления. В других вариантах осуществления, вычислительное устройство 900 может представлять собой любое другое электронное устройство, которое обрабатывает данные.

ПРИМЕРЫ

В соответствии с различными вариантами осуществления, настоящее изобретение описывает корпусную сборку интегральной схемы (IС). Пример 1 IС корпусной сборки может включать в себя первый слой, имеющий первую сторону и вторую сторону, расположенную напротив первой стороны, второй слой соединен с первой стороной первого слоя, один или более антенных элементов, соединенные со вторым слоем, и третий слой, соединенный со второй стороной первого слоя, в котором первый слой представляет собой армирующий слой, имеющий модуль упругости при растяжении больше, чем модуль упругости при растяжении второго слоя и третьего слоя. Пример 2 может включать в себя IC корпусной сборки примера 1, в котором второй слой и третий слой имеют такой же состав материала и коэффициент шероховатости поверхности второго слоя и третьего слоя меньше, чем коэффициент шероховатости поверхности первого слоя. Пример 3 может включать в себя IC корпусную сборку примера 1, в котором первый слой содержит жидкокристаллический полимер (LCP) или препрег, и второй слой и третий слой содержат жидкокристаллический полимер (LCP) или эпоксидный материал. Пример 4 может включать в себя IC корпусную сборку примера 3, в котором, первый слой содержит LCP со стеклом и второй слой и третий слой содержат LCP без стекла. Пример 5 может включать в себя IC корпусную сборку, описанную в примере 1, в котором один или более антенных элементов содержат один или более признаков металла, сформированного на втором слое. Пример 6 может включать в себя IC корпусную сборку примера 1, в котором первая часть третьего слоя соединена со второй стороной первого слоя, IC корпусная сборка дополнительно содержит признак электрической маршрутизации, расположенный на второй стороне третьего слоя, вторая сторона третьего слоя, расположенная напротив первой стороны третьего слоя, и посредством структуры или сквозных отверстий с нанесением, соединенный с признаком электрической маршрутизации и одним или более элементами антенны через структуру или отверстие с нанесением, простирающиеся через первый слой, второй слой и третий слой. Пример 7 может включать в себя IC корпусную сборку любого из примеров 1-6, в котором первый слой ограничивает плоскость, простирающуюся в горизонтальном направлении без каких-либо признаков металлизированного металла для маршрутизации электрических сигналов в горизонтальном направлении, непосредственно расположены на первом слое. Пример 8 может включать в себя IC корпусную сборку любого из примеров 1-6, в котором один или более антенных элементов включают в себя первый емкостной элемент, IC корпусная сборка дополнительно содержит второй емкостной элемент, непосредственно соединенный с третьим слоем, в котором первый емкостной элемент и второй емкостной элемент являются компонентами многоуровневой емкостной связи антенны. Пример 9 может включать в себя IC корпусную сборку любого из примеров 1-6, дополнительно содержащий четвертый слой, имеющий первую сторону и вторую сторону, расположенную напротив первой стороны, пятый слой соединен с первой стороной четвертого слоя и шестой слой соединен со второй стороной четвертого слоя, в котором четвертый слой представляет собой армирующий слой, имеющий модуль упругости при растяжении больше, чем модуль упругости при растяжении пятого слоя и шестого слоя, в котором пятый слой соединен с третьим слой. Пример 10 может включать в себя IC корпусную сборку любого из примеров 1-6, дополнительно содержит слой заземления антенны, соединенный с третьим слоем, и радиочастотный (RF) кристалл, соединенный со слоем заземления антенны.

В соответствии с различными вариантами осуществления, настоящее изобретение описывает способ изготовления многослойной корпусной сборки. Пример 11 описывает способ, включающий в себя предоставление первого слоя, имеющего первую сторону и вторую сторону, расположенную напротив первой стороны, соединяя второй слой с первой стороной первого слоя, соединяя третий слой со второй стороной первого слоя и образуя один или более антенных элементов на втором слое, в котором первый слой представляет собой армирующий слой, имеющий модуль упругости при растяжении больше, чем модуль упругости при растяжении второго слоя и третьего слоя. Пример 12 может включать в себя способ примера 11, в котором, обеспечивается соединение второго слоя с первой стороной первого слоя и соединение третьего слоя со второй стороной первого слоя, которое выполняется путем ламинирования. Пример 13 может включать в себя способ любого из примеров 11-12, в котором формирование одного или более антенных элементов включает в себя покрытие второго слоя металлом. Пример 14 может включать в себя способ примера 13, дополнительно содержащий этап формирования отверстия для промежуточного или покрытого металлом отверстия (РТН) через первый слой, второй слой и третий слой. Пример 15 может включать в себя способ примера 14, дополнительно содержащий этап осаждения металла, чтобы заполнить отверстие во время одного и того же процесса осаждения металла, который используется для формирования одного или более антенных элементов. Пример 16 может включать в себя способ примера 14, дополнительно содержащий этап формирования слоя маски припоя на втором слое.

В соответствии с различными вариантами осуществления, настоящее изобретение описывает вычислительное устройство. Пример 17 вычислительного устройства может включать в себя печатную плату и корпусную сборку интегральной микросхемы схемы (IC), соединенную с печатной платой, IC корпусная сборка включает в себя первый слой, имеющий первую сторону и вторую сторону, расположенную напротив первой стороны, второй слой соединен с первой стороной первого слоя, один или более антенных элементов соединены со вторым слоем и третий слой соединен со второй стороной первого слоя, в котором первый слой представляет собой армирующий слой, имеющий модуль упругости при растяжении больше, чем модуль упругости при растяжении второго слоя и третьего слоя. Пример 18 может включать в себя вычислительное устройство, описанное в примере 17, в котором первая часть третьего слоя соединена со второй стороной первого слоя, IC корпусная сборка дополнительно содержит признаки электрической маршрутизации, расположенные на второй стороне третьего слоя, второй стороне третьего слоя, расположенные напротив первой стороны третьего слоя и посредством структуры или многоуровневого межсоединения соединен с признаком электрической маршрутизации и одним или более элементами антенны, через структуру или многоуровневого межсоединения, простирающегося через первый слой, второй слой и третий слой. Пример 19 может включать в себя вычислительное устройство любого из примеров 17-18, в котором первый слой ограничивает плоскость, проходящую в горизонтальном направлении и без признаков нанесения металла для маршрутизации электрических сигналов в горизонтальном направлении непосредственно, расположенный на первом слое. Пример 20 может включать в себя вычислительное устройство любого из примеров 17-18, в котором вычислительное устройство является мобильным вычислительным устройством, включающим в себя один или несколько из дисплей, сенсорный дисплей, контроллер сенсорного экрана, аккумулятор, аудиокодек, видеокодек, усилитель мощности, устройство глобальной системы позиционирования (GPS), компас, счетчик Гейгера, акселерометр, гироскоп, динамик или камеру, соединенную с печатной платой.

Различные варианты осуществления могут включать в себя любую подходящую комбинацию описанных выше вариантов осуществления, включающую в себя альтернативные варианты осуществления вариантам осуществления, которые описаны в конъюнктивной форме (и) выше (например, «и» может быть «и/или»). Кроме того, некоторые варианты осуществления могут включать в себя один или несколько промышленных изделий (например, не преходящий считываемый компьютером носитель информации), имеющий инструкции, хранящиеся на нем, которые при выполнении реализуют любой из описанных выше вариантов осуществления. Кроме того, некоторые варианты осуществления могут включать в себя устройства или системы, имеющие любое подходящее средство для выполнения различных операций, описанные выше вариантами осуществления.

Приведенное выше описание проиллюстрированных вариантов реализаций, в том числе, что описано в реферате, не предназначено быть исчерпывающим или ограничивать варианты осуществления настоящего раскрытия, точными раскрытыми формами. В то время как конкретные варианты реализаций и примеры описаны здесь в целях иллюстрации, различные эквивалентные модификации возможны в пределах объема настоящего изобретения, как специалистам в данной области техники будет понятно.

Эти модификации могут быть сделаны в вариантах осуществления настоящего изобретения в свете приведенного выше подробного описания. Термины, используемые в нижеследующей формуле изобретения, не следует рассматривать как ограничивающие различные варианты осуществления настоящего изобретения в конкретном варианте реализации, раскрытом в настоящем описании и формуле изобретения. Скорее, объем изобретения должен полностью определяться нижеследующей формулой изобретения, пункты которой должны толковаться в соответствии с установленными доктринами интерпретации пунктов формулы изобретения.

1. Корпусная сборка интегральной микросхемы (IC), содержащая:

первый слой, имеющий первую сторону и вторую сторону, расположенную напротив первой стороны;

второй слой, соединенный с первой стороной первого слоя;

один или более антенных элементов, соединенных со вторым слоем; и

третий слой, соединенный со второй стороной первого слоя, при этом первый слой представляет собой армирующий слой, имеющий модуль упругости при растяжении больше, чем модуль упругости при растяжении второго слоя и третьего слоя,

при этом первый слой образует плоскость, проходящую в горизонтальном направлении; и

никакие металлизированные элементы для маршрутизации электрических сигналов в горизонтальном направлении не расположены непосредственно на первом слое.

2. Корпусная сборка IC по п. 1, в которой:

второй слой и третий слой имеют одинаковый состав материала; и

шероховатость поверхности второго слоя и третьего слоя меньше шероховатости поверхности первого слоя.

3. Корпусная сборка IC по п. 1, в которой:

первый слой содержит жидкокристаллический полимер (LCP) или препрег; а

второй слой и третий слой содержат жидкокристаллический полимер (LCP) или эпоксидный материал.

4. Корпусная сборка IC по п. 3, в которой:

первый слой содержит LCP со стеклом; а

второй слой и третий слой содержат LCP без стекла.

5. Корпусная сборка IC по п. 1, в которой:

один или более антенных элементов содержат один или более металлизированных элементов, образованных на втором слое.

6. Корпусная сборка IC по п. 1, в которой первая сторона третьего слоя соединена со второй стороной первого слоя, причем корпусная сборка IC дополнительно содержит:

элемент электрической маршрутизации, расположенный на второй стороне третьего слоя, причем вторая сторона третьего слоя расположена напротив первой стороны третьего слоя; и

межслойную структуру или структуру металлизированного сквозного отверстия, соединенную с элементом электрической маршрутизации и одним или более антенными элементами, причем межслойная структура или структура металлизированного сквозного отверстия проходит через первый слой, второй слой и третий слой.

7. Корпусная сборка IC по п. 1, в которой один или более антенных элементов включают в себя первый емкостной элемент, причем корпусная сборка IC дополнительно содержит:

второй емкостной элемент, непосредственно соединенный с третьим слоем, причем первый емкостной элемент и второй емкостной элемент являются компонентами многослойной антенны с емкостной связью.

8. Корпусная сборка IC по п. 1, дополнительно содержащая:

четвертый слой, имеющий первую сторону и вторую сторону, расположенную напротив первой стороны;

пятый слой, соединенный с первой стороной четвертого слоя; и

шестой слой, соединенный со второй стороной четвертого слоя, при этом четвертый слой представляет собой армирующий слой, имеющий модуль упругости при растяжении больше, чем модуль упругости при растяжении пятого слоя и шестого слоя, при этом пятый слой соединен с третьим слоем.

9. Корпусная сборка IC по п. 1, дополнительно содержащая:

слой заземления антенны, соединенный с третьим слоем; и

радиочастотный (RF) кристалл, соединенный со слоем заземления антенны.

10. Способ изготовления многослойной корпусной сборки, содержащий этап, на котором:

обеспечивают первый слой, имеющий первую сторону и вторую сторону, расположенную напротив первой стороны;

соединяют второй слой с первой стороной первого слоя;

соединяют третий слой со второй стороной первого слоя; и

формируют один или более антенных элементов на втором слое, при этом первый слой представляет собой армирующий слой, имеющий модуль упругости при растяжении больше, чем модуль упругости при растяжении второго слоя и третьего слоя,

при этом первый слой образует плоскость, проходящую в горизонтальном направлении; и

никакие металлизированные элементы для маршрутизации электрических сигналов в горизонтальном направлении не расположены непосредственно на первом слое.

11. Способ по п. 10, в котором соединение второго слоя с первой стороной первого слоя и соединение третьего слоя со второй стороной первого слоя выполняют путем ламинирования.

12. Способ по п. 10, в котором на этапе формирование одного или более антенных элементов металлизируют второй слой.

13. Способ по п. 12, дополнительно содержащий этап, на котором:

формируют отверстие для межслойного соединения или металлизированного сквозного отверстия (РТН) через первый слой, второй слой и третий слой.

14. Способ по п. 13, дополнительно содержащий этап, на котором:

осаждают металл для заполнения отверстия во время того же процесса осаждения металла, используемого для формирования одного или более антенных элементов.

15. Способ по п. 13, дополнительно содержащий этап, на котором:

формируют слой трафарета для нанесения припоя на втором слое.

16. Вычислительное устройство, содержащее:

печатную плату; и

корпусную сборку интегральной микросхемы (IC), соединенную с печатной платой, причем корпусная сборка IC включает в себя:

первый слой, имеющий первую сторону и вторую сторону, расположенную напротив первой стороны;

второй слой, соединенный с первой стороной первого слоя;

один или более антенных элементов, соединенные со вторым слоем; и

третий слой, соединенный со второй стороной первого слоя, при этом первый слой представляет собой армирующий слой, имеющий модуль упругости при растяжении больше, чем модуль упругости при растяжении второго слоя и третьего слоя,

при этом первый слой образует плоскость, проходящую в горизонтальном направлении; и

никакие металлизированные элементы для маршрутизации электрических сигналов в горизонтальном направлении не расположены непосредственно на первом слое.

17. Вычислительное устройство по п. 16, в котором первая сторона третьего слоя соединена со второй стороной первого слоя, причем корпусная сборка IC дополнительно содержит:

элемент электрической маршрутизации, расположенный на второй стороне третьего слоя, причем вторая сторона третьего слоя расположена напротив первой стороны третьего слоя; и

межслойную структуру или структуру металлизированного сквозного отверстия, соединенную с элементом электрической маршрутизации и одним или более антенных элементов, причем межслойная структура или структура металлизированного сквозного отверстия проходит через первый слой, второй слой и третий слой.

18. Вычислительное устройство по п. 16, в котором:

первый слой образует плоскость, проходящую в горизонтальном направлении; и

никакие металлизированные элементы для маршрутизации электрических сигналов в горизонтальном направлении не расположены непосредственно на первом слое.

19. Вычислительное устройство по п. 16, в котором:

вычислительное устройство представляет собой мобильное вычислительное устройство, включающее в себя одно или более из дисплея, сенсорного дисплея, контроллера сенсорного экрана, аккумулятора, аудиокодека, видеокодека, усилителя мощности, устройства глобальной системы позиционирования (GPS), компаса, счетчика Гейгера, акселерометра, гироскопа, динамика или камеры, подключенных к печатной плате.



 

Похожие патенты:

Использование: для создания интегральной схемы. Сущность изобретения заключается в том, что устройство на основе гибко оборачиваемого кристалла интегральной схемы содержит подложку и гибкий кристалл интегральной схемы, соединенный с подложкой по существу в вертикальной ориентации относительно поверхности подложки.

Изобретение относится к области изготовления электронной аппаратуры с применением многослойных печатных плат (МПП). Технический результат - создание конструкции печатной платы (ПП) с встроенными активными и пассивными бескорпусными электро-радиоизделиями (ЭРИ), не подвергающимися воздействию высоких температур и давления, позволяющей устанавливать ЭРИ высотой в сотни микрон и, как следствие, повышенной емкости и мощности.

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано, например, при изготовлении гибридных интегральных схем, высокоплотных электронных модулей, а также при корпусировании многокристальных электронных компонентов, содержащих утоненные полупроводниковые кристаллы в составе единого электронного компонента или подложки.

Предложено устройство передачи сигналов миллиметрового диапазона через диэлектрик. Устройство передачи сигналов миллиметрового диапазона через диэлектрик включает в себя полупроводниковый кристалл, расположенный на промежуточной подложке и выполненный с возможностью передавать сигнал миллиметрового диапазона через диэлектрик, антенную структуру, соединенную с полупроводниковым кристаллом, два корпусированных полупроводниковых прибора, включающих литой блок полимерного компаунда, выполненный так, чтобы закрыть полупроводниковый кристалл и антенную структуру, и диэлектрический тракт передачи сигналов, расположенный между двумя корпусированными полупроводниковыми приборами передачи сигналов миллиметрового диапазона.

Изобретение относится к полупроводниковым микроэлектронным устройствам и к процессам их сборки. Устройство с многослойной укладкой кристаллов включает в себя подложку корпуса и промежуточный блок с укладкой микросхем, расположенной в зазоре, который соответствует промежуточному блоку.

Изобретение относится к модулю полупроводникового элемента и способу его изготовления. .

Изобретение относится к области измерительной техники, в частности к печатным платам с высокой плотностью размещения компонентов, которые используются, например, в устройствах для определения местоположения и азимута.

Изобретение относится к силовой полупроводниковой технике. .

Изобретение относится к чувствительным к излучению композициям с изменяющейся диэлектрической проницаемостью, обеспечивающим модель диэлектрической проницаемости, используемой в качестве изоляционных материалов или конденсатора для схемных плат.

Использование: для создания многослойной корпусной сборки. Сущность изобретения заключается в том, что корпусная сборка интегральной микросхемы содержит первый слой, имеющий первую сторону и вторую сторону, расположенную напротив первой стороны; второй слой, соединенный с первой стороной первого слоя; один или более антенных элементов, соединенных со вторым слоем; и третий слой, соединенный со второй стороной первого слоя, при этом первый слой представляет собой армирующий слой, имеющий модуль упругости при растяжении больше, чем модуль упругости при растяжении второго слоя и третьего слоя, при этом первый слой образует плоскость, проходящую в горизонтальном направлении; и никакие металлизированные элементы для маршрутизации электрических сигналов в горизонтальном направлении не расположены непосредственно на первом слое. Технический результат - обеспечение возможности уменьшения потерь в проводниках. 3 н. и 16 з.п. ф-лы, 9 ил.

Наверх