非接觸式通信單元連接器組件的制作方法
【專利說明】非接觸式通信單元連接器組件
[0001 ]相關(guān)申請(qǐng)
[0002]本申請(qǐng)要求于2013年8月13日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)N0.61 /865，542的權(quán)益，其全部公開內(nèi)容通過引用被結(jié)合于此，用于所有目的。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本公開內(nèi)容涉及非接觸式連接器組件并且更具體而言涉及控制極高頻信號(hào)的信令通路的非接觸式連接器組件。
【背景技術(shù)】
[0004]半導(dǎo)體制造和電路設(shè)計(jì)技術(shù)的進(jìn)步已使集成電路(1C)的開發(fā)和生產(chǎn)具有越來越高的工作頻率。反過來，結(jié)合這種集成電路的電子產(chǎn)品和系統(tǒng)能夠提供比上幾代產(chǎn)品更高級(jí)的功能。這種附加功能一般已經(jīng)包括以越來越高的速度處理日益大量的數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本文公開了非接觸式極高頻(EHF)連接器組件、無(wú)源線纜連接器組件以及有源線纜連接器組件。在一種實(shí)施例中，非接觸式連接器組件可以包括若干可操作來選擇性發(fā)送和接收EHF信號(hào)的極高頻(EHF)非接觸式通信單元(CCU)，以及若干耦合到EHF CCU的信號(hào)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。信號(hào)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)可以沿多條EHF信號(hào)通路引導(dǎo)EHF信號(hào)。
[0006]無(wú)源線纜連接器組件可以體現(xiàn)在介電耦合結(jié)構(gòu)中，供與連接器組件的至少一個(gè)信號(hào)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)接口。耦合結(jié)構(gòu)可以包括布置在捆綁陣列中的若干波導(dǎo)。捆綁陣列可以包括與至少一個(gè)信號(hào)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)接口的接口部分、錐形部分和延伸部分，其中接口部分的橫截面超過延伸部分的橫截面。捆綁陣列可以作為多行多列陣列或作為單行多列陣列存在。
[0007]有源線纜連接器組件可以體現(xiàn)在非接觸式連接器組件中，其包括包含第一表面和第一軸的襯底，安裝到襯底的第一表面并沿著第一軸的多個(gè)EHF非接觸式通信單元(CCU)，其中每個(gè)EHF (XU選擇性地發(fā)送和接收EHF信號(hào)。連接器組件可以包括耦合到多個(gè)EHF (XU的信號(hào)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。信號(hào)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)可以包括每個(gè)都構(gòu)造為至少部分地覆蓋其中一個(gè)EHF CCU并沿EHF信號(hào)通路引導(dǎo)與那一個(gè)EHF CCU關(guān)聯(lián)的EHF信號(hào)的若干信號(hào)整形密封劑。
[0008]緊湊的多行多列非接觸式連接器組件可以包括包含第一和第二表面和第一軸的襯底，安裝到襯底的第一表面并沿著第一軸的第一多個(gè)EHF非接觸式通信單元(CCU)，其中每個(gè)EHF CCU選擇性地發(fā)送和接收EHF信號(hào)，以及安裝到襯底的第二表面并沿著第一軸的第二多個(gè)EHF非接觸式通信單元(CCU)，其中每個(gè)EHF CCU選擇性地發(fā)送和接收EHF信號(hào)。連接器組件還可以至少包括耦合到第一多個(gè)EHF (XU的第一信號(hào)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)，以及至少包括耦合到第二多個(gè)EHF CCU的第二信號(hào)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)。第一和第二信號(hào)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)可以沿EHF信號(hào)通路引導(dǎo)與每個(gè)EHF (XU關(guān)聯(lián)的EHF信號(hào)。
【附圖說明】
[0009]在一般性地描述了設(shè)備之間的通信之后，現(xiàn)在參考附圖，附圖不一定是按比例繪制的，并且其中:
[0010]圖1示出了通信系統(tǒng)的實(shí)施例；
[0011 ]圖2是在圖1的系統(tǒng)中可用的EHF通信單元的第一例的側(cè)視圖；
[0012]圖3是EHF通信單元的第二例的等距視圖；
[0013]圖4示出了根據(jù)實(shí)施例、安裝到襯底的說明性EHF(XU;
[0014]圖5示出了根據(jù)實(shí)施例、圖4的CCUEHF，但是增加了說明性信號(hào)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)；
[0015]圖6示出了根據(jù)實(shí)施例的非接觸式連接器組件的說明性分解圖；
[0016]圖7示出了根據(jù)實(shí)施例的說明性EHF信號(hào)通路；
[0017]圖8A-8J示出了根據(jù)實(shí)施例、處于不同構(gòu)造階段的非接觸式連接器組件；
[0018]圖9示出了根據(jù)實(shí)施例的說明性四通道捆綁波導(dǎo)；
[0019]圖10示出了根據(jù)實(shí)施例的說明性連接器組件的透視圖；
[0020]圖11A和11B示出了根據(jù)各種實(shí)施例、可以利用連接器組件連接在一起的兩個(gè)設(shè)備的說明性視圖；
[0021]圖12A和12B示出了根據(jù)實(shí)施例、連接在一起的兩個(gè)連接器組件的說明性頂視圖和側(cè)視圖；
[0022]圖13A-13D示出了根據(jù)實(shí)施例的連接器組件的不同視圖；
[0023]圖14A-14G示出了根據(jù)實(shí)施例的另一連接器組件的不同視圖；
[0024]圖15示出了用于第一和第二設(shè)備的若干磁體對(duì)準(zhǔn)實(shí)施例；
[0025]圖16A-16C示出了用于將兩個(gè)連接器組件選擇性配對(duì)在一起的若干不同對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)實(shí)施例;及
[0026]圖17A-17E示出了根據(jù)各種實(shí)施例的各種連接器組件的若干不同表面紋理。
【具體實(shí)施方式】
[0027]現(xiàn)在在下文中參照附圖更充分地描述說明性實(shí)施例，附圖中示出了代表示例。所公開的通信系統(tǒng)和方法可以體現(xiàn)為許多不同形式并且不應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為局限于本文所述的實(shí)施例。相同的標(biāo)號(hào)貫穿全文指相同的元件。
[0028]在下面的詳細(xì)描述中，為了解釋，闡述了許多具體的細(xì)節(jié)，以提供對(duì)各種實(shí)施例的透徹理解。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，這些各種實(shí)施例僅僅是說明性的并且不是要以任何方式進(jìn)行限制。其它實(shí)施例將很容易讓受益于本公開內(nèi)容的技術(shù)人員想到。
[0029]此外，為了清楚，不是本文所述的實(shí)施例的所有常規(guī)特征都被示出或進(jìn)行描述。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將容易認(rèn)識(shí)到，在任何這種實(shí)際實(shí)施例的開發(fā)中，可以要求眾多特定于實(shí)施例的決定來實(shí)現(xiàn)特定的設(shè)計(jì)目標(biāo)。這些設(shè)計(jì)目標(biāo)將從一個(gè)實(shí)施例到另一個(gè)并從一個(gè)開發(fā)者到另一個(gè)變化。而且，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，這種開發(fā)努力可能是復(fù)雜和費(fèi)時(shí)的，但仍然是受益于本公開內(nèi)容的本領(lǐng)域普通技術(shù)人員采用的常規(guī)工程設(shè)計(jì)。
[0030]在當(dāng)今社會(huì)和無(wú)處不在的計(jì)算環(huán)境中，高帶寬模塊化和便攜式電子設(shè)備正在越來越多地被使用。這些設(shè)備之間以及其中通信的安全性和穩(wěn)定性對(duì)于它們的操作是重要的。為了提供改進(jìn)的安全高帶寬通信，電子設(shè)備之間以及每個(gè)設(shè)備中的子電路之間的非接觸式通信的獨(dú)特能力可以在新穎和有用的布置中被利用。
[0031]這種通信可以在射頻通信單元之間發(fā)生，并且處于非常近距離的通信可以在EHF通信單元中利用EHF頻率(通常是30-300GHz)實(shí)現(xiàn)。EHF通信單元的例子是EHF通信鏈路芯片。貫穿本公開內(nèi)容，術(shù)語(yǔ)“通信鏈路芯片”和“通信鏈路芯片包裝”被用來指嵌在1C芯片或包裝中的EHF天線。這種通信鏈路芯片的例子可以在，例如，美國(guó)專利申請(qǐng)公開N0.2012/0263244和2012/0307932中找到。通信鏈路芯片是通信設(shè)備的例子，也被稱為通信單元，無(wú)論它們是否提供無(wú)線通信并且無(wú)論它們是否在EHF頻帶中工作。
[0032]縮寫“EHF”代表極高頻，并指在30GHz至300GHz(千兆赫)范圍內(nèi)的電磁(EM)頻譜的一部分。術(shù)語(yǔ)“收發(fā)器”可以指諸如包括發(fā)送器(Tx)和接收器(Rx)的1C(集成電路)的設(shè)備，以使集成電路可以被用來既發(fā)送又接收信息(數(shù)據(jù))。一般而言，收發(fā)器可以以半雙工模式(在發(fā)送和接收之間交替)、全雙工模式(同時(shí)發(fā)送和接收)操作，或配置為發(fā)送器或接收器。收發(fā)器可以包括用于發(fā)送和接收功能的獨(dú)立的集成電路。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“非接觸式”、“親合對(duì)”和“緊密接近耦合”是指實(shí)體(諸如設(shè)備)之間的電磁(EM)而不是電(有線，基于接觸的)連接和信號(hào)傳輸。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“非接觸式”可以指載波輔助的介電耦合系統(tǒng)。連接可以由一個(gè)設(shè)備到另一設(shè)備的接近度來驗(yàn)證。多個(gè)非接觸式發(fā)送器和接收器可以占用小的空間。與通常廣播到多個(gè)點(diǎn)的無(wú)線鏈路形成對(duì)比，利用電磁(EM)建立的非接觸式鏈路可以是點(diǎn)到點(diǎn)的。
[0033]由本文所述的EHF收發(fā)器輸出的RF能量可能低于用于認(rèn)證或用于發(fā)送標(biāo)識(shí)(ID)碼的FCC需求，這在其它情況下將在數(shù)據(jù)傳輸過程中中斷數(shù)據(jù)流。
[0034]圖1示出了通信系統(tǒng)100。如圖所示，系統(tǒng)100可以包括被配置為耦合到第二設(shè)備120的第一設(shè)備110。第一設(shè)備110可以被配置為與第二設(shè)備120通信和/或連接到其，并且反之亦然。另外，第一設(shè)備110和第二設(shè)備120可以是能夠彼此連接和通信的電子設(shè)備。第一設(shè)備110可以經(jīng)由它們各自的接口 119和129直接耦合到設(shè)備120，或者線纜設(shè)備(未顯示)或其它設(shè)備(未示出)可以將兩個(gè)設(shè)備耦合到一起。例如，設(shè)備110可以是諸如移動(dòng)設(shè)備或計(jì)算機(jī)的設(shè)備，并且設(shè)備120可以是被設(shè)計(jì)成與設(shè)備110接口的有線設(shè)備。第一設(shè)備110可以包括一個(gè)或多個(gè)EHF非接觸式通信單元(CCU) 112、信號(hào)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)114、一個(gè)或多個(gè)信令面116、一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)117、可選的波導(dǎo)118，以及接口 119。接口 119可以代表信號(hào)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)114、信令面116、一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)117和波導(dǎo)118當(dāng)中一個(gè)或多個(gè)的組合。類似地，第二設(shè)備120可以包括一個(gè)或多個(gè)EHF非接觸式通信單元(CCU) 122、信號(hào)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)124、一個(gè)或多個(gè)信令面126、一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)127、可選的波導(dǎo)128以及接口 129。接口 129可以代表信號(hào)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)124、信令面126、一個(gè)或多個(gè)對(duì)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)127和波導(dǎo)128當(dāng)中一個(gè)或多個(gè)的組合。
[0035]EHF CCU 112和122可以是能夠選擇性地發(fā)送和接收EHF信號(hào)的EHF收發(fā)器。當(dāng)作為發(fā)送器工作時(shí)，EHF (XU可以發(fā)送電磁EHF信號(hào)，并且當(dāng)作為接收器工作時(shí)，EHF (XU可以接收電磁EHF信號(hào)。例如，在一種實(shí)施例中，設(shè)備110可以包括兩個(gè)EHF (XU并且設(shè)備120可以包括兩個(gè)EHF CCU。在設(shè)備110中，第一EHF (XU可以作為發(fā)送器工作并且第二EHF (XU可以作為接收器工作。類似地，設(shè)備120可以包括分別作為發(fā)送器和接收器工作的第一和第二 EHF(XU。設(shè)備110的發(fā)送器EHF (XU可以向設(shè)備120的接收器EHF (XU發(fā)送EHF信號(hào)，并且設(shè)備120的發(fā)送器EHF (XU可以向設(shè)備110的接收器EHF (XU發(fā)送EHF信號(hào)。
[0036]信號(hào)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)114和124可以被用來將EHF信號(hào)指引到EHFCCU和從其引導(dǎo)。每個(gè)EHF (XU可以在發(fā)送和/或接收EHF信號(hào)時(shí)呈現(xiàn)輻射場(chǎng)。與第一EHF (XU關(guān)聯(lián)的輻射場(chǎng)的維度可以潛在地重疊一個(gè)或多個(gè)其它EHF CCU的輻射場(chǎng)。這種重疊會(huì)引起與EHF信令的串?dāng)_或干擾。信號(hào)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)114和124可以將EHF信號(hào)能量引導(dǎo)或聚焦到比EHF CCU的輻射場(chǎng)的橫向尺寸更小的橫截面面積中。因此，EHF信號(hào)可以聚焦到沿期望的信號(hào)路徑行進(jìn)并遠(yuǎn)離不期望的路徑。信號(hào)引導(dǎo)結(jié)構(gòu)114和124可以被構(gòu)造為呈現(xiàn)任何合適的形狀。例如，該結(jié)構(gòu)可以包括部分或完全