[发明专利]用于通过芯片级封装将毫米波信号从集成电路传输到印刷电路板的扇出过渡结构

说明书

所公开的系统、结构和方法涉及一种毫米波通信结构，所述毫米波通信结构采用：第一传输结构，采用第一环形过渡结构，后接用于承载接地信号的第一接地结构和第二接地结构；第二传输结构，采用第二环形过渡结构，后接用于承载所述接地信号的第三接地结构和第四接地结构；第三传输结构，用于承载毫米波信号，其中，所述第三传输结构始于所述第一环形过渡结构和所述第二环形过渡结构的中心，所述第三传输结构与所述第二传输结构共面；第四传输结构，用于可操作地耦合IC和所述第一传输层、所述第二传输层以及所述第三传输结构。

相关申请的交叉引用

本发明要求2019年9月12日提交的发明名称为“用于通过芯片级封装将毫米波信号从集成电路传输到集成电路的扇出过渡结构(FAN-OUT TRANSITION STRUCTURE FORTRANSMISSION OF mm-WAVE SIGNALS FROM IC TO PCB VIA CHIP-SCALE PACKAGING)”的第16/568,715号美国专利申请的优先权，该美国专利申请通过全文引用的方式并入本文中。

技术领域

本发明大体上涉及毫米波通信领域，具体涉及包括高效过渡结构以提供阻抗匹配和最小化互能耦合以实现毫米波信号的高效扇出传输的集成电路(integrated circuit，IC)和对应的封装技术。

背景技术

射频(radio-frequency，RF)通信系统通常采用封装技术，将各种RF辐射相关组件结合到平面板式结构上。这些封装结构用于实现所需的RF传播特性，同时提供某些安装和制造优势，例如设计更简单、易于进行操作测试/验证、减少掩蔽步骤、最大限度缩短生产上市时间等。

但是，已确定在毫米波频率(主要在E波段)下工作的RF通信系统可能会破坏趋势无线技术(例如，第五代(fifth generation，5G)网络)的实现。具体地，在71GHz至76GHz和81GHz至86GHz下工作的现有E波段10GHz频谱在5G高数据速率应用方面存在某些冲突问题。

因此，为了采用毫米波技术实现高数据速率并避免潜在的5G冲突问题，RF通信系统要求天线阵列具有方向导向能力，这些方向导向能力可以在封装天线(antenna-in-package，AiP)结构或印刷电路板(printed circuit board，PCB)上实现。对于AiP结构，多个毫米波信号必须从IC结构传输到芯片级封装结构，然后馈送到PCB上的天线。换句话说，毫米波信号必须从IC传输到芯片级封装，然后从芯片级封装传输到PCB。

应当理解，毫米波信号从IC传输到芯片级封装以及从芯片级封装传输到PCB需要多次传输，并对传播毫米波信号的完整性和性能提出了某些挑战。具体地，这种多次传输使毫米波信号面临信号功率下降、阻抗匹配不当、不当耦合和缺乏信号隔离等问题，这可能会损害毫米波传输的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种毫米波通信结构。本文提出的公开内容包括：第一传输结构，其中，所述第一传输结构采用第一环形结构，后接用于承载接地信号的第一接地结构和第二接地结构，其中，所述第一环形过渡结构采用外环和内环，所述第一接地结构在所述第二接地结构之前是不连续的；第二传输结构，其中，所述第二传输结构采用第二环形过渡结构，后接用于承载所述接地信号的第三接地结构和第四接地结构，其中，所述第二环形过渡结构采用外环和内环；第三传输结构，用于承载毫米波信号，其中，所述第三传输结构始于所述第一环形过渡结构和所述第二环形过渡结构的中心，所述第三传输结构与所述第二传输结构共面；第四传输结构，用于可操作地耦合集成电路(integrated circuit，IC)和所述第一传输层、所述第二传输层以及所述第三传输结构。

根据本发明的所述毫米波通信结构的其它方面，其中，所述第一环形过渡结构、所述第一接地结构和所述第二接地结构是共面的，其中，所述第一环形过渡结构还包括多个通孔，其中，所述第二接地结构是锥形的。