[發(fā)明專利]用于毫米波幾千兆位無(wú)線系統(tǒng)的模塊、濾波器和天線技術(shù)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680055223.1
• 申請(qǐng)日: 2006-05-04
• 公開（公告）號(hào): CN101542829A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 斯蒂法尼·皮內(nèi)爾;喬伊·拉斯卡
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 佐治亞科技研究公司
• 主分類號(hào): H01Q1/38
• 分類號(hào): H01Q1/38
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 顏 濤;霍育棟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信網(wǎng)絡(luò)，尤其是涉及快速通信設(shè)備的改進(jìn)封裝。

背景技術(shù)

鑒于世界越來(lái)越依賴于電子設(shè)備和便攜式設(shè)備，對(duì)于更快捷更便利的設(shè)備的期望也不斷提高。因此，這種設(shè)備的生產(chǎn)者和設(shè)計(jì)者力圖生產(chǎn)出更快、更易使用并且更加經(jīng)濟(jì)的設(shè)備以滿足消費(fèi)者的需要。

事實(shí)上，尤其是由于眾多新的多媒體應(yīng)用的出現(xiàn)，對(duì)超高數(shù)據(jù)速率無(wú)線通信的要求也提高了。由于這些高數(shù)據(jù)速率方面的一些局限，因此對(duì)于超高速個(gè)人區(qū)域網(wǎng)(PAN)以及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)或點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)的數(shù)據(jù)鏈路的需要變得至關(guān)重要。

通常的無(wú)線局域網(wǎng)(WLAN)，例如802.11a、802.11b以及802.11g標(biāo)準(zhǔn)，都有其局限性，在最佳的情況下僅能達(dá)到54Mb/s的數(shù)據(jù)率。其他的高速無(wú)線通信，例如超寬帶(UWB)以及多輸入/多輸出(MIMO)系統(tǒng)，能夠?qū)?shù)據(jù)速率擴(kuò)展至近100Mb/s。

為達(dá)到千兆位每秒(Gb/s)的波譜(spectrum)，無(wú)論是波譜效率或者可用帶寬都必須提高。因此，伴隨著這種對(duì)更加快速的要求，也增進(jìn)了以毫米波(MMW)頻率工作的技術(shù)和系統(tǒng)的近期發(fā)展。

幸運(yùn)地是，很多政府已經(jīng)使用了60GHz波譜中若干GHz(千兆赫)帶寬的無(wú)需許可的儀器、科學(xué)及醫(yī)學(xué)(ISM)波段。例如，美國(guó)通過(guò)聯(lián)邦電訊委員會(huì)(FCC)分配了59-64GHz為在美國(guó)無(wú)需許可中請(qǐng)。同樣地，日本分配了59-66GHz用于高速數(shù)據(jù)通信。同樣地，歐洲分配了59-62、62-63以及65-66GHz用于移動(dòng)寬帶和WLAN通信。此波譜內(nèi)的頻率的可用性為超高速短程無(wú)線通信提供了機(jī)會(huì)。

令人遺憾地是，MMIC(單片微波集成電路)芯片組和在超高頻和/或超高速下操作的封裝設(shè)備的高成本影響了能夠享受這些技術(shù)改進(jìn)的消費(fèi)者數(shù)量。MMW射頻的常規(guī)解決方案往往要花費(fèi)數(shù)百乃至數(shù)千美元。MMW射頻的高成本是由于使用材料的高成本，以及與小規(guī)模的制造、組裝處理有關(guān)的成本。而且，MMW射頻的天線在傳統(tǒng)上都是利用金屬制喇叭天線(horn?antenna)或者大型平面陣列印刷微帶線(large?planar?array?printedmicro-strips)來(lái)實(shí)現(xiàn)，其被連接到模塊上，這進(jìn)一步增加了生產(chǎn)成本。

常規(guī)的MMW?MMIC芯片組基于PHEMT(假同晶高電子遷移率晶體管)和大型金屬外殼。另外，MMW封裝包括精煉型氧化鋁或者基于Teflon的微帶基底、薄膜金屬噴鍍以及同軸或波導(dǎo)穿通連接器。

另一種生產(chǎn)這些高頻和高速的無(wú)源設(shè)備的方法包括將低溫共火陶瓷(LTCC)多層基底用作模塊集成的平臺(tái)。與如上所述的方法相比，LTCC基底降低了材料成本。然而，競(jìng)爭(zhēng)性的大規(guī)模生產(chǎn)必須要進(jìn)一步降低成本。

需要將CMOS(互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體)和SiGe(硅鍺)技術(shù)與以低損耗和嵌入式功能為特征的低成本高產(chǎn)出模塊技術(shù)(即，天線)相結(jié)合以允許大規(guī)模地商業(yè)使用高頻技術(shù)(例如60GHz)。因此，對(duì)于MMW區(qū)域的幾千兆位室內(nèi)無(wú)線通信而言，需要一種天線的解決方案。

因此，需要一種降低了生產(chǎn)和材料成本的MMW射頻的改進(jìn)封裝。本發(fā)明主要就是發(fā)現(xiàn)這樣一種方法和設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明包括一種構(gòu)建超高頻模塊的方法，其包括：提供具有高頻基底的頂層；對(duì)頂層進(jìn)行鉆孔以便在頂層中形成縱向通孔；銑削頂層以形成用于容納芯片組的頂層空腔；提供包括加固結(jié)構(gòu)的底層，該底層具有雙覆層芯(double?clad?core)和底部基底；銑削底層以形成底層空腔；利用粘合劑將雙覆層芯和底層的底部基底粘合到一起；將頂層與底層對(duì)齊；以及用粘合劑將頂層粘合到底層。

該構(gòu)建方法進(jìn)一步包括將外部組件裝配到頂層以及底層的表面上。同樣地，該方法允許在約60GHz下操作超高頻模塊。

頂層包括液晶聚合物(LCP)，底層包括耐火材料4(FR4)。該構(gòu)建方法進(jìn)一步包括將印刷濾波器和濾波天線集成到模塊中。此外，該構(gòu)建方法進(jìn)一步包括對(duì)頂層和底層進(jìn)行封裝。

在優(yōu)選實(shí)施例中，該構(gòu)建方法進(jìn)一步包括在印刷電路板的大面積板上構(gòu)建頂層和底層，其中大面積板大約為12英寸至18英寸或者更大。

在優(yōu)選實(shí)施例中，粘合劑是能夠進(jìn)行室溫層壓、連接器間固體電連接以及頂層和底層的準(zhǔn)確對(duì)齊的壓敏粘合劑。

還公開了一種以超高速操作的超高頻模塊。該模塊包括：具有高頻基底的頂層，頂層形成頂層空腔；具有雙覆層芯和底部基底的底層，該底層形成底層空腔；以及粘合劑，將頂層粘合到底層以及將底層的雙覆層芯粘合到底層的底部基底，其中頂層和底層由印刷電路板的大面積板形成。