有效辐射的集成天线的制作方法
【技术领域】
[0001] 本申请总体上设及包括天线的装置和制作天线的方法。
【背景技术】
[0002] 本部分介绍可能对促进本发明的更好理解有帮助的方面。因此，本部分的陈述应 当在该角度被解读而不是被理解为关于是否为现有技术的承认。
[0003] 将天线与基于娃的电子器件（例如，集成电路，或1C)进行集成对天线设计呈现重 大挑战。娃衬底的高介电常数和高损耗对从该样的天线元件的有效的高频传输和接收是非 有利的。因此期望降低娃衬底对天线性能的影响。
【发明内容】
[0004] 一个方面提供一种装置，例如，天线。该装置包括具有第一主表面和相对的第二主 表面的电介质平板。平面天线元件位于第一主表面上。通过电介质平板形成的过孔被导电 连接到天线元件。多个焊料凸块焊盘位于第二主表面上并且被配置成将电介质平板附接到 集成电路。
[00化]另一方面提供一种例如用于形成天线的方法。该方法包括在电介质平板的第一主 表面上形成平面天线元件。过孔位于电介质平板内并且被电连接到天线元件。多个焊料凸 块焊盘被形成在第二主表面上。凸块焊盘被配置成将电介质平板附接到集成电路。
[0006] 在上述实施例中的任何实施例中，集成电路可W使用焊料凸块焊盘被连接到电介 质平板。在任何该样的实施例中，装置可W包括位于集成电路上并且由过孔连接到天线元 件的天线馈电线。在任何该样的实施例中，多个接地凸块可W位于邻近天线馈电线。
[0007] 在上述实施例中的任何实施例中，装置可W包括位于1C的顶部层面金属上的基 本上不间断的接地平面。在任何实施例中，装置可W进一步包括经由粘附层连接到第一主 表面的载体衬底。
[000引在任何实施例中，装置可W进一步包括形成通过电介质平板的并且导电连接到天 线元件的第二过孔。第一过孔可W位于与天线元件的几何中屯、偏移并且约在天线元件的第 一轴上。第二过孔可W位于与天线元件的几何中屯、偏移并且约在天线元件的第二正交轴 上。在任何该样的实施例中，天线元件可W被配置W福射两种正交线性偏振模式。在各个 实施例中，天线元件被配置用于产生圆偏振福射。
[0009] 在上述实施例中的任何实施例中，电介质平板可W包括液晶聚合物。在任何实施 例中，过孔可W具有至少约2:1的纵横比。在任何实施例中，电介质平板可W具有约100 y m 的厚度。在上述实施例中的任何实施例中，一个或多个过孔可W通过电介质平板的激光烧 蚀而被形成。
【附图说明】
[0010] 现在参考结合附图进行的W下描述，在附图中：
[0011] 图lA和图IB分别图示了例如包括电介质平板、平面天线元件和两个位于板内并 且导电连接到天线元件的过孔的装置（例如，天线）的一个示例实施例的平面和截面视 图；
[0012] 图2A至图2D图示了包括配置W向图1的过孔中的每个过孔承载天线信号的天线 馈电线的集成电路（1C)的示例实施例，其中图2A和图2B图示了不具有接地平面的1C的 平面和截面视图，而图2C和图2D图不了具有接地平面的1C的平面和截面视图；
[0013] 图3A和图3B图示了 1C(图3A)和天线（图3B)的示例实施例的平面视图，示出 了定位W将天线附接到1C的焊料凸块和位于1C上的可选的接地平面；
[0014] 图4图示了连接到1C (例如图3A的1C)的天线（例如图3B的天线）的示例实施 例；
[0015] 图5图示了图1的部分的详细截面视图，示出了焊料凸块焊盘、焊料凸块和位于其 间的凸块下金属化结构扣BM)的一个实施例；
[0016] 图6A-图6C图示了例如诸如在图2A中示出的天线馈电线和定位W抑制天线和1C 之间的平行模式激发的焊料凸块的截面（图6A和图6B)和平面（图6C)视图；
[0017] 图7图示了图示根据本文所描述的原理形成的天线（例如，图3B的天线）的实施 例的仿真性能的方面的S-参数图。
[001引图8A至图8G图示根据各个实施例形成的天线的制备的方面；
[0019] 图9图示了一种例如用于制造根据如由例如图1、图2A至图2D、图3A至图3D、图 4、图5A至图5C、图6和图8A至图8G所描述的各个实施例的装置的方法；W及
[0020] 图10图示了根据一个实施例的在图1的天线中的过孔的放置的方面。
【具体实施方式】
[0021] 很多集成电路（"1C")包括相对厚的金属和在金属化结构顶部的电介质层。然 而，该些层仍然太薄（例如，约lOym) W至于不能形成有效福射的高频天线。据认为该结 果是由于相对薄的衬底支持高度集中的电场的趋势。已经做出一些尝试W在低损耗衬底上 形成天线，并然后经由电磁（EM)禪合将天线禪合到1C。然而，所报道的该样的努力的效率 通常仅为50?57%，从而导致天线增益的?3地的损耗。
[0022] 发明人已经确定可W通过利用使用相对厚的低损耗衬底的新的集成天线结构并 且禪合1C与天线元件之间的电流来克服常规的集成1C天线系统的一些限制。据信该方法 可W导致至少约90%的天线效率。在一些情况下，该样的天线元件也可W支持正交偏振模 式，从而经由两个名义上正交的信道提供传输和接收。
[0023] 图1A和图1B图示了根据本发明的原理的天线100的第一示例实施例的一些方面 而不加限制。图1A提供了天线100的平面视图，而图1B提供了通过天线100的如标记的 截面的侧视图。在W下讨论中同时参考该些图。
[0024] 天线100包括具有相应的第一主表面120和第二主表面130的衬底110,例如，电 介质平板。微带片140被定位在第一主表面120上。过孔150和过孔160提供从衬底110 的表面130侧通过衬底110到片140的导电禪合。如下文进一步描述的那样，过孔150和 过孔160可削目对于片140被定化使得每个过孔可W将激发信号禪合到片140的不同的 福射模式。凸块焊盘170提供到过孔150和过孔160的连接。在本文中有时称为焊料凸块 180的焊料连接180提供到凸块焊盘170的可焊接的连接。在图示的实施例中的表面130 本质上不具有金属特征，除了凸块焊盘170之外。在未图示的其他实施例中，表面130可W 包括诸如部分或者基本上完全的接地平面135之类的金属特征，所述金属特征可W包括适 于允许信号过孔从中穿过的开口。所图示的接地平面135被包括用于图示，而不是将接地 平面135限制到任何特定配置。
[0025] 衬底110可W由任何合适的电介质材料形成。可W优选的是衬底110具有低介电 常数（例如，约4或者更小）W及低损耗系数（例如，约0. 01或者更小）。在一个非限制性 示例中，衬底110由石英或者有机电介质形成。例如，烙凝石英可W具有约3. 75的介电常 数和约0. 0004或者更小的损耗系数。而且，可W优选的是衬底110可W足够地厚，使得它 在机械上足够强能够承受制作工艺期间的处理。在一些实施例中，例如，衬底110具有从约 100 ym到约150 ym的范围内的厚度，有时优选地约125 ym。
[0026] 片140和凸块焊盘170可W由铜形成，但不被限制到任何特定金属。在一些实施例 中，如下文进一步描述的那样，衬底110可W由层压到表面120和表面130的金属层提供。 层压层然后可W被图形化W形成期望的金属特征，例如，片140和凸块焊盘170。在一些实 施例中，片140和凸块焊盘170具有相同的厚度，虽然实施例不被限制到该种情况。片140 和凸块焊盘170的厚度不