CN100555747C - 构建和封装印刷天线装置的设备和方法 - Google Patents

构建和封装印刷天线装置的设备和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN100555747C
CN100555747C CNB2005100809394A CN200510080939A CN100555747C CN 100555747 C CN100555747 C CN 100555747C CN B2005100809394 A CNB2005100809394 A CN B2005100809394A CN 200510080939 A CN200510080939 A CN 200510080939A CN 100555747 C CN100555747 C CN 100555747C
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
planar substrate
substrate
integrated circuit
ground level
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CNB2005100809394A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1716695A (zh
Inventor
布赖恩·鲍尔·高彻尔
刘兑现
乌尔里希·理查德·鲁道夫·普非弗尔
托马斯·马丁·兹维克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by International Business Machines Corp filed Critical International Business Machines Corp
Publication of CN1716695A publication Critical patent/CN1716695A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100555747C publication Critical patent/CN100555747C/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H01Q9/26—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole with folded element or elements, the folded parts being spaced apart a small fraction of operating wavelength
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/08—Measuring electromagnetic field characteristics
    • G01R29/10—Radiation diagrams of antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2223/00—Details relating to semiconductor or other solid state devices covered by the group H01L23/00
    • H01L2223/58—Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for
    • H01L2223/64—Impedance arrangements
    • H01L2223/66—High-frequency adaptations
    • H01L2223/6661—High-frequency adaptations for passive devices
    • H01L2223/6677—High-frequency adaptations for passive devices for antenna, e.g. antenna included within housing of semiconductor device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02—Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04—Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/04042—Bonding areas specifically adapted for wire connectors, e.g. wirebond pads
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/15—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process
    • H01L2224/16—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors after the connecting process of an individual bump connector
    • H01L2224/161—Disposition
    • H01L2224/16151—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/16221—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/16225—Disposition the bump connector connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48225—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation
    • H01L2224/48227—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being non-metallic, e.g. insulating substrate with or without metallisation connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73201—Location after the connecting process on the same surface
    • H01L2224/73207—Bump and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/30—Technical effects
    • H01L2924/301—Electrical effects
    • H01L2924/3011—Impedance

Landscapes

  • Details Of Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

本发明给出了印刷天线装置，可工作在，例如，RF和微波频率，同时给出天线性能特性，例如高的增益/方向性/辐射效率、高带宽、半球形辐射场型、阻抗等，使得该天线适合于，例如，声音通信、数据通信或雷达应用。此外，还给出了用于将这种印刷天线装置与IC(集成电路)芯片(例如收发器)整体封装以构建IC封装用于，例如，无限通信应用的设备。

Description

构建和封装印刷天线装置的设备和方法
技术领域
本发明一般涉及用于无线或RF(射频)通信系统的天线，更特定地，涉及提供高带宽和效率具有基本半球形辐射场型的印刷天线设计，还涉及以IC(集成电路)芯片封装该天线的设备和方法。
背景技术
为了为无线网络——例如无线PAN(个人区域网)、无线LAN(局域网)、无线WAN(广域网)、手机网络或实际上任何无线电网络或系统——中的装置之间提供无线连接和通信，必须使接收器和发射器(或收发器)装备有天线以向/从网络的其它单元有效地辐射(发射)或接受所需的信号。
各种类型的天线都可用于这样的通信网络和装置中，包括，例如，如图1所示的传统的印刷电路天线。更特定地，图1绘出传统的平面电路板天线(10)，包含平面电介质衬底(11)(或电路板)，具有位于地平面(13)之上与之相距h的印刷天线(12)，其中印刷天线(12)和地平面(13)形成在电介质衬底(11)的相对侧上。如图1所示在下方具有反射地平面的电介质衬底/电路板上具有印刷天线的天线框架通常用在需要将天线辐射限制在天线(1)的上半球的应用中。
发明内容
如图1所示具有框架的传统印刷天线装置的一个显著缺点在于，这样的设计限制了能够实现的带宽-效率乘积。实际上，通常只能牺牲效率来获得高的带宽。天线“效率”是天线辐射的功率和输入天线的功率之间关系的一个度量(无损天线提供100％的效率)。天线效率将会因为电阻损耗和阻抗失配而降低。
此外，另一个影响带宽-效率乘积的参数是衬底材料的介电常数。使用具有更低介电常数的衬底材料可以导致更高的带宽-效率乘积。因此，在像图1所示的印刷天线设计中通常使用具有衬底材料可获得的最低介电常数2.1的PTFE基衬底，因为它们可提供好的带宽-效率乘积设计，例如在80％效率时有10％带宽。
然而，如果需要通过C4球将天线与MMW(毫米波)IC相连，那么用于在PTFE基衬底上生成馈送和天线图案的腐蚀技术的容差以及通过能力都不能满足要求。实际上，现有的具有足够容差的金属沉积方法(薄膜技术)都不能用于PTFE基材料。因此，当具有图1的传统框架的印刷天线设计工作在MMW频率且要通过C4球与IC相连时，需要具有更高介电常数的衬底材料，从而导致了具有更小带宽-效率乘积的天线。另外，使用PTFE基衬底所导致的带宽-效率乘积并不适用于所有应用。
一般地，本发明的示例性实施方案一般包括印刷天线装置，可工作在RF和微波频率，同时给出好的天线性能特性，例如高的增益/方向性/辐射效率、高带宽、半球形辐射场型、阻抗等，使这样的天线适用于，例如，声音通信、数据通信或雷达应用。
更特定地，在本发明的某一示例性实施方案中，天线装置包含平面衬底、形成在平面衬底第一表面上的天线图形，以及基本平行于且错开平面衬底的第一表面并面向天线图形的地平面。天线图形可包含可印刷在平面衬底上的各种类型的天线中某一种，这些天线类型包括，但不局限于：贴片天线(例如，共面贴片)、偶极天线、折叠偶极天线、单极天线、环形天线等。此外，就示例性天线实施方案，可用空气或低介电常数材料——例如泡沫——来填充地平面和平面衬底之间的空间。
在本发明的另一示例性实施方案中，天线装置可包括形成在平面衬底的第一表面上的天线馈送网络。天线馈送网络可包括阻抗匹配网络。
在本发明的又一示例性实施方案中，天线包括形成在平面衬底的第一表面、与平面衬底的第一表面相对的第二表面或者平面衬底的第一和第二表面上的束状图形，以减小沿平面衬地平面的方向上的辐射和/或增强天线的半球形辐射场型(即，提高天线的方向性)。
本发明的示例性实施方案进一步包括根据本发明将印刷天线装置与IC(集成电路)芯片(例如收发器)整体封装以便为，例如，无线通信应用构建IC封装的设备和方法。特定地，根据本发明实施方案的印刷天线装置能够以相对较小的地平面有效地工作，这使得实现了这种天线与IC芯片在相对较小的、尺寸类似于现有的用于，例如，收发器IC的带引线载体或无引线芯片载体的封装中的紧凑封装。
更特定地，在本发明某一示例性实施方案中，IC(集成电路)封装装置包含：封装衬底，具有形成在其表面上的地平面；IC芯片，焊接在封装衬底上；平面衬底，包含形成在平面衬底第一表面上的天线图形，其中平面衬底倒装焊在IC芯片上，从而天线图形面向封装衬底的地平面并且平面衬底的第一表面基本平行于且错开封装衬底的底表面；封装盖，形成在封装基底衬底之上以密封IC芯片合平面衬底，其中封装盖包含开口，暴露平面衬底第二表面上与平面衬底第一表面具有天线图形的部分相对的部分。
下面将会描述本发明的这些和其它示例性实施方案、方面、目的、特征和优点，或者通过下面示例性实施方案的详细描述将会使其更清楚，详细描述结合附图一起阅读。
附图说明
图1为示出传统印刷天线设计的示意图。
图2为示出根据本发明示例性实施方案的印刷天线装置的示意图。
图3A为示出包含根据本发明示例性实施方案的印刷折叠偶极天线的示例性原型机天线装置的示意图。
图3B示意性示出为图3A的示例性原型机天线装置提供地平面和空气腔的金属桥结构。
图4图示出对60GHz天线装置测量和得到的垂直辐射场型，该装置基于图3A的框架建造和模拟。
图5A和5B为示出对60GHz天线装置测量和得到的阻抗匹配参数(S11)的图解图，该装置基于图3A的框架建造和模拟。
图6A和6B为示出根据本发明示例性实施方案用于整体封装天线和IC(集成电路)芯片的设备的示意图。
图7A～7F为根据本发明示例性实施方案可用于图2所绘天线框架的各种平面天线的示意图。
具体实施方式
本发明的示例性实施方案一般包括印刷天线装置，该装置能够，例如，工作在RF和微波频率，而同时又给出像高的增益/方向性/辐射效率、高带宽、半球形辐射场型、阻抗等天线性能特性，使得该天线适合于，例如，声音通信、数据通信或雷达应用。本发明的示例性实施方案进一步包括根据本发明将印刷天线装置与IC(集成电路)芯片(例如，收发器)整体封装以构建IC封装用于，例如，无线通信应用的设备和方法。特定地，根据本发明实施方案的印刷天线装置能够以相对较小的地平面有效地工作，这使得实现了这种天线与IC芯片在相对较小的、尺寸类似于现有的用于，例如，收发器IC的带引线载体或无引线芯片载体的封装中的紧凑封装。实际上，举例来说，根据本发明设计工作在大约20GHz或更高的谐振频率的天线足够小，可以与这样的已有IC芯片封装在一起。
现在参看图2，示意图示出根据本发明示例性实施方案的天线装置。特定地，图2为根据示例性实施方案的印刷天线装置(20)的剖面示意图，包含厚度(t)的平面衬底(21)、形成在衬底(21)表面上的印刷天线电路(22)(和馈送网络)以及平面金属地平面(23)。平面金属地平面(23)基本平行于平面衬底(21)，面向天线图形(22)。地平面(23)与印刷天线(22)的表面相距一定距离(h)，从而在地平面(23)和衬底(21)形成印刷天线(22)的表面之间形成空间(24)(或空腔)。在某一示例性实施方案中，空间/空腔(24)可填充空气(介电常数＝1)。在另一示例性实施方案中，空间/空腔可填充泡沫材料，它具有相对较低的接近于空气的介电常数(例如，介电常数＝1.1)。
取决于所需的应用和/或工作频率，印刷天线(22)可包含一个或多个不同类型的印刷平面天线，包括，例如，偶极天线(图7A)、折叠偶极天线(图7B)、环形天线(图7C)、矩形环天线(图7D)、贴片天线(图7E)、共面贴片天线(图7F)、单极天线，等，还包含一个或多个不同类型的天线馈送和/或阻抗匹配网络，例如平衡微分线、共面线，等。
另外，取决于天线的实现，衬底(21)可包含任何合适的材料，包括，例如，像熔融硅石(SiO2)、氧化铝、聚苯乙烯、陶瓷、特富龙基衬底、FR4等电介质或绝缘材料，或者像高阻硅或GaAs等半导体材料。一般地，印刷天线(22)(和可选的馈送网络)可通过使用，例如熟练的技术人员所熟知的方法沉积并构图像铜或金这样的薄膜导电材料来形成。在这点上，根据本发明的示例性天线装置(20)保持了图1绘出的传统印刷电路如上所述的好处，同时与传统印刷电路相比又进一步为高频(例如毫米波)工作实现了更有效的结构和工作。实际上，与图1的示例性天线设计相反，图2的示例性天线框架同时给出高带宽和高效率，这是各种因素的结果，例如天线(20)在印刷天线(22)和地(23)之间具有介电常数非常低的“衬底”(例如空气腔(24))，天线(20)在印刷天线(22)上方具有高介电常数的电介质(21)材料。此外，利用这样的天线设计，因为大部分电场将集中在印刷天线(22)结构之上的更高介电常数的电介质(21)(例如比空气“衬底”(24)介电常数更高)中，这样的天线设计给出非常好的方向性。
为了说明目的，下面将特定地关于印刷折叠偶极天线装置和这种装置在半导体IC封装中的集成来描述本发明的示例性实施方案。然而，应当理解，本发明并不是要限制于任何特定天线类型或工作频率。实际上，本发明更通用于任何适用于给定应用和/或工作频率的天线类型以给出高带宽-效率乘积天线。
例如，图3A为示出根据本发明示例性实施方案包含印刷折叠偶极天线和馈送网络的示例性天线装置的示意图。一般地，图3A示意性绘出印刷天线装置(30)，包含平面电介质衬底(31)、印刷折叠偶极天线(32)，以及包含通过平衡-不平衡转换器(35)与有限地共面线(34)相连的平衡微分线(33)的馈送网络。印刷折叠偶极天线(32)和馈送网络(33、34和35)形成在衬底(31)的某个面(S1)上。
在另一示例性实施方案中，天线(30)进一步可选地包含形成在衬底表面(S2)上的一对金属条(36)(如虚线所示)，平面(S2)与其上形成天线(32)和馈送网络(33、34、35)的平面(S1)相对。金属条(36)用于限制在沿天线衬底(31)的平面的方向上传播的表面/衬底波的影响，在所要的方向提供更大的增益。在这点上，金属条(36)可一般地考虑为“波束成形”或“波束成形增强”图形，抑制平行于衬底(31)的方向上的辐射或波传播并增强在所需方向(例如垂直于衬底(31))上的辐射或波传播。
在图3A的示例性实施方案中，金属(波束成形)条(36)在衬底(31)的相对侧(S2)上平行于折叠偶极(32)放置，与折叠偶极天线(32)相距大约1/2波长(自由空间)。然而，应当理解，金属条(36)可以置于衬底(31)的任何一侧(S1或S2)，或者在衬底(30)的两侧(S1和S2)上都有，以有效地抑制表面/衬底波传播和增强天线的方向性。图3A的示例性金属条(36)适合于与示例性折叠偶极天线设计(或偶极设计)一起使用。应当了解，取决于印刷天线设计，可用于抑制表面/衬底波传播的波束成形图形(或其它机构)将可改变。
微分馈送线(33)包含形成在同一平面(即在衬底(31)的同一表面上)的两条长度LF的平行馈送线(33a、33b)，由间隙GF隔开。馈送线(33a)和(33b)之间的间隙GF导致了平衡边耦合带状传输线的形成。
共面线(34)包含两条地线(34b)之间的信号馈送线(34a)。共面线(34)的信号馈送线(34a)通过平衡-不平衡转换器(35)与平衡微分线(33)的馈送线(33a)相连。共面线(34)的两条地线(34b)通过平衡-不平衡转换器(35)与平衡微分线(33)的其它馈送线(33b)相连。在某一实施方案中，微分线(33)设计为具有能使折叠偶极天线(32)的阻抗与共面线(34)的阻抗匹配的本征阻抗。微分线(33)的阻抗可通过，例如，改变馈送线(33a、33b)的宽度和馈送线(33a、33b)之间的间隙GF的大小来调节，这是熟练的技术人员所理解的。
在图3A的示例性实施方案中，折叠偶极天线(32)包含第一(馈送)半波偶极元件，它包含第一和第二四分之一波长元件(32a)和(32b)，它们互相平行，被间隙GD隔开。微分线(33)的间隙GF将第一半波偶极元件分成第一和第二四分之一波长元件(32a)和(32b)。元件(32a)和(32b)的末端部分通过元件(32d)与第二偶极元件(32c)的末端部分相连(短路)。折叠偶极天线(32)具有由LD表示的长度和由WD表示的宽度。
折叠偶极天线(32)的参数LD根据，例如，工作频率和衬底(31)的介电常数而改变。此外，馈送网络将根据，例如，给定的应用和/或天线所要连上的装置的类型所需的阻抗而改变。例如，如果天线与发射器系统相连，馈送网络将被设计成为功率放大器提供合适的连接和阻抗匹配。进一步举例，如果天线与接收器系统相连，馈送网络将设计成为LNA(低噪声放大器)提供合适的连接和阻抗匹配。
为了测试和确定根据本发明的印刷天线设计的电学性质和特征，对具有和不具有金属(波束成形条)的折叠偶极天线装置利用与图3A所绘类似的各种框架构建了原型机天线。特定地，建造了原型机天线，包含形成在熔融硅石(SiO2)电介质衬底(介电常数＝3.8)上的60GHz折叠偶极天线和馈送网络(如图3A所绘)(具有和不具有条)，厚度300微米。更特定地，参见图3A，对于大约61.5GHz的谐振频率，形成了60GHz折叠偶极天线(32)，具有下列尺寸：WD＝40微米，GD＝40微米以及LD＝1460微米。此外，对于具有金属(波束成形)条(36)的原型机，金属条(36)尺寸5mmx0.5mm，平行于折叠偶极(32)置于熔融硅石衬底(31)的相对侧上，与偶极(32)相距大约2mm。
此外，微分线(33)具有LF＝1/4波长(在61.5GHz时大约825微米)。微分线(33)用于将60GHz折叠偶极(32)的输入阻抗从大约150欧姆变为100欧姆。设计有限地共面线(34)并设置其尺寸(线宽和线之间的间距75微米)以提供100欧姆的特征阻抗来匹配天线(32)的输入阻抗，像微分线(33)所提供的那样。选择平衡-不平衡转换器(35)设计以提供在工作频率下非常宽的带宽。
图3B示意性示出用在示例性原型机天线用来提供地平面和空气腔的金属桥结构(40)。金属桥结构(40)由铜成分形成，包括尺寸为WG＝2mm、LG＝3mm和HG＝250微米的平面地平面(41)，以及尺寸为HS＝500微米和WS＝500微米的侧面元件。原型机天线装置的阻抗和辐射场型用共面探针测量。更特定地，衬底(31)容纳在一个特殊的不导电样品架上，从而天线(32)和馈送网络位于衬底(31)上方，并且铜桥(40)置于衬底(41)上从而地平面(41)置于印刷折叠偶极天线(32)上方，通过侧面元件与衬底(31)错开/偏移HS＝500微米的距离，在衬底(31)和地平面(41)之间形成空气腔。
此外，利用可以购买到的Ansoft的HFSSTM应用软件对上述60GHz折叠偶极天线设计(具有和不具有波束成形条)进行了计算机模拟。正如在技术领域中已知的，HFSSTM为用于RF、无线、封装和光电设计的3D EM模拟软件工具。特定地，以下列参数进行模拟。更特定地，对60GHz折叠偶极天线(具有和不具有金属条)以及馈送网络定义了天线模型，它们具有类似于上面关于图3A所讨论的那些结构和尺寸，形成在厚度300微米的熔融硅石(SiO2)衬底上，其地平面与衬底相距500微米以在折叠偶极天线和地平面之间给出空气腔。然而，在计算机模拟中，地平面和衬底假设为无限大，介电损耗(即损耗角正切)假设为0(因为熔融硅石具有非常低的损耗角正切)。
图4为示出根据本发明的60GHz折叠偶极天线装置的垂直辐射场型的示例图。更特定地，图4(以极坐标图)图示出对上面所讨论的真实天线原型机测量得到的垂直辐射场型(实线)以及对上面所讨论的计算机建模天线利用HFSS模拟工具所得到的计算机模拟垂直辐射场型(虚线)。图4所绘的垂直辐射场型假设了原点位于点“O”(见图3A)的笛卡儿坐标系统，其中Z轴沿穿过衬底(31)且垂直于衬底表面的方向延伸，其中x轴沿衬底表面上沿折叠偶极(32)的轴向水平延伸，以及其中y轴沿衬底表面上的垂直于折叠偶极天线(32)的轴的方向水平延伸。
图4(以极坐标)示出由ZY平面(phi＝90度)所确定的垂直平面从0-180度测量/得到的垂直辐射场型，其中0度代表正z方向(在图3A中是从衬底(31)的表面(S2)正交延伸出来到天线上方)，180度代表负z方向(在图3A中是从衬底(31)的表面(S1)正交延伸出来指向地平面)。图4(以极坐标)示出(i)对具有金属(波束成形)条的天线原型机测得的垂直辐射场型(45)(实线)，(ii)对不具有金属(波束成形)条的天线原型机测得的垂直辐射场型(47)(实线)，(iii)对具有金属(波束成形)条的示例性折叠偶极天线进行计算机模拟得到的垂直辐射场型(46)(虚线)，以及(iv)对不具有金属(波束成形)条的示例性折叠偶极天线进行计算机模拟得到的垂直辐射场型(48)(虚线)。
图4所绘垂直辐射场型示出好的半球形辐射场型，EM能主要辐射在天线上方的上半球(-90至90)。测得的和模拟的辐射场型(47)和(48)示出，对于不具有金属(波束成形)条的60GHz折叠偶极天线设计来说，虽然在垂直方向(0度)上有大约5dB的增益，但是在平行于衬底(31)的水平方向(90度)上也有显著的增益。然而，测得的和模拟的辐射场型(45)和(46)示出，对于具有金属(波束成形)条的60GHz折叠偶极天线设计来说，在垂直方向(0度)上增益增大了大约5dB，而在水平方向(90度)上增益显著减小。从而，这些结果显示金属(波束成形)条有效地减小了水平辐射并增强了在所需方向上的增益。应当了解示例性天线设计非常适合于用作反射器以及具有场型多样性的无线个人区域网络的馈送。
图5A和5B示出如上所述具有和不具有金属条的示例性原型机和模拟的60GHz折叠偶极天线设计测得的和模拟的阻抗匹配参数(S11)。特定地，图5A以dB分别图示出不具有金属(波束成形)条的示例性原型机和模拟天线设计的测得的(实线)和模拟的(虚线)输入阻抗匹配参数(S11)。进一步，图5B以dB分别图示出具有金属(波束成形)条的各原型机和模拟的60GHz折叠偶极天线设计的测得的(实线)和模拟的(虚线)输入阻抗匹配参数(S11)。
图5A和5B中图示的测得的/模拟的输入阻抗匹配(S11)示出，各种天线实施方案给出好于10％的宽带宽，覆盖大约57GHz到大约64GHz的频带范围(其中基于某一频率范围来定义带宽，在这一频率范围内，S11测到为大约-10dB或更好)。更特定地，这些结果显示60GHz折叠偶极天线设计为在ISM波段(59-64GHz)应用示例性天线设计提供了足够的带宽。
熟练的技术人员将能容易地理解，具有类似于，例如图2和3A所绘的结构的印刷天线的电学特性(例如天线阻抗、谐振频率、带宽、效率、辐射场型等)将会随不同因素——例如衬底厚度、衬底介电常数和空气腔高度——而改变。实际上，根据此处的描述，熟练的天线设计技术人员将能容易地设计并建立具有如图2所绘的框架的天线，使用任何，例如，如图7A～7F所绘的合适的印刷平面天线类型，用于各种应用和用于不同的工作频率。
应当了解，根据本发明示例性实施方案的天线能够与IC芯片整体封装在相对较小的封装中以构建RF或无线通信芯片。例如，图6A和6B为示出根据本发明一个示例性实施方案用于整体封装天线和IC芯片的设备的示意图。更特定地，图6A示意性示出IC封装设备(50)的平面(顶)视图，而图6B示意性示出该设备(50)沿6B-6B线的剖面图。
设备(50)包含封装衬底基底(51)，其上形成有金属地平面(52)和许多封装触点/引线(53)。IC芯片(54)(例如，IC收发器)背(无源)表面焊接在封装基底(51)上。该设备进一步包含电介质衬底(55)，在衬底(55)的底表面上形成第一天线(56)和馈送线(57)图形和以及第二天线(58)和馈送线(59)图形。在图6A～B的示例性实施方案中，天线(56)和(58)以及馈送线(57)和(59)为60GHz折叠偶极天线以及具有框架的微分馈送线，正如上面关于图3A所讨论的那样，它们形成在300微米厚的熔融硅石衬底上。此外，在示例性实施方案中，第一天线(56)用于传输信号而第二天线(58)用于接收信号。
衬底(55)通过许多焊球(60)和(61)倒装焊在IC芯片(54)的有源表面上。焊球(60)为各天线(56)和(58)提供IC芯片(54)的有源元件和/或阻抗匹配结构与馈送线(57)和(59)之间的低损耗电学连接。焊球(61)可用于提供芯片(54)和衬底(55)之间的额外机械支撑。
由于天线(56)和(58)并不位于芯片(54)上方，因此封装基底(51)的地平面(52)用作天线(56)和(58)的地平面。在本发明的某一示例性实施方案中，天线衬底(55)天线衬底(55)与封装基底(51)的地平面(52)错开大约500微米以形成空腔(62)(给定IC芯片(54)和焊球(60)的典型尺寸之后，这一间隔可以容易地得到)。空腔(62)可以是空气腔或如果需要的话，空腔(62)可以填充介电常数非常小的材料(通常是泡沫)，它提供了额外的机械支撑。
设备(50)进一步包含密封IC封装的封装盖(63)，可以由低损塑料衬底形成。在图6A中，封装盖(63)和电介质衬底(55)以虚线绘出(透明的)。封装盖(63)上形成有开口(64)暴露天线衬底(55)在天线(56)和(58)上方的部分。这些开口(64)用以防止天线辐射的损耗。此外，在图6A～6B的示例性实施方案中，金属条(65)形成在天线衬底(55)的上表面上以如上面所讨论的那样优化辐射场型。如图所示，盖上的开口(64)的尺寸使得至少暴露金属条(65)和天线衬底(55)在条(65)之间的区域。
此外，IC芯片(54)包含许多在芯片(54)有源表面上的接触焊点(66)，用于通过焊接线(67)形成IC芯片(54)和封装接触/引线(53)之间的电学连接(例如，地、电源、I/O)。如图6A所绘，天线衬底(55)形成L形以在IC芯片(54)上给出一个区域来通过焊接线(67)将所有其它I/O信号连到封装引线(53)上。此外，发射天线(56)和接受天线(58)互相正交放置，使互耦最小化。
在本发明其它示例性实施方案中，设备(50)可包含阻抗匹配网络用于匹配天线和IC芯片(54)上的装置/电路(例如功率放大器)的阻抗。例如，在某一实施方案中，阻抗匹配网络(例如传输线)可以整体形成在IC芯片(54)上。例如，在图6A-B的示例性实施方案中，如图3A所绘，焊球(60)可焊在阻抗匹配网络——例如与形成在IC芯片(54)上的共面传输线相连的平衡-不平衡转换器——的某一端上，提供天线和与阻抗另一端相连的装置/元件(例如功率放大器、LNA等)之间的电感性/电容性阻抗。应当理解，上面关于，例如，图3A和6A-B所讨论的示例性实施方案仅仅是根据本发明的天线和IC封装的示例性实施方案，熟练的技术人员可以容易地想像其它能够用本发明的装置和方法构建及与IC芯片封装的天线类型。例如，利用贴片天线，可以形成具有图2所绘的一般网络的天线。
此外，根据本发明的描述构建的任何合适的高频天线(例如大约20GHz或更高)都可用于构建集成通信芯片，上面所讨论并在图3A和6A-B中绘出的60GHz折叠偶极天线仅仅是本发明用于IC封装装置中的一个示例性实施方案。此外，尽管在图6A和6B中绘出了两个分开的天线，但是也可容易地想像根据本发明其它示例性实施方案的IC封装，其中对集成的天线和收发器芯片封装设计只使用一个天线用于发射和接收。此外，在其它示例性实施方案中，图6A-B中所绘的IC芯片(54)可包含集成收发器芯片、集成接收器芯片、集成发射器芯片等，和/或其它包含必要的支持电路用于实现通信芯片封装的IC芯片。
熟练的技术人员将能容易地了解与根据本发明的天线和集成天线封装相关的各种优点。例如，在衬底上包含印刷天线的示例性天线设计使得大规模天线生产能力成为可能。此外，根据本发明示例性实施方案的集成IC封装使得天线能够与IC芯片——例如收发器芯片——集成封装，这提供了在收发器和天线之间具有非常低损耗的紧凑设计。实际上，示例性天线设计所需的相对较小的地平面使得非常紧凑的封装成为可能。另外，这样的封装设计消除了在高频输入和输出信号情况下使收发器芯片退化的需要，从而给出低损耗设计。
另一优点在于印刷天线设计和具有这种天线的IC封装给出非常适合于置于聚焦天线中心的辐射场型，用于像点到点系统或雷达系统这样的定向天线应用。实际上，根据本发明的天线和集成天线封装使得很多应用成为可能，例如集成相控阵列天线系统、个人区域网络、雷达馈送、冗余所导致的高可靠性、点到点系统，等。此外，根据本发明的集成天线/IC芯片封装的使用节省了很多空间、尺寸、成本和重量，这对于实际上任何商业或军事应用都是非常有价值的。
此外，在本发明其它示例性实施方案中，天线可具有形成在衬底上的两个或多个印刷天线的阵列，以给出具有所需方向性的天线用于波束形成或波束导引天线应用。一般地，利用相控阵列天线可以得到定向天线波束场型，其中输入每个印刷天线的输入信号相位被控制以将定向天线场型电子地扫描或定向到所需方向。也可以置于聚焦天线中心用于像点到点系统或雷达系统这样的定向天线应用。此外，应当了解根据本发明示例性实施方案的天线设计并非只能用于MMW应用，而是还可以用在更低的频率。
尽管这里关于附图描述了示例性实施方案作为说明，应当理解，本发明并不局限于那些精确的实施方案，只要不超出本发明的领域，熟练的技术人员在此都能够实现各种其它改变和调整。

Claims (25)

1.一种天线，包含：
平面衬底，该平面衬底由具有第一相对介电常数的绝缘材料形成；
天线图形，形成在平面衬底的第一表面上；以及
地平面，基本平行于平面衬底的第一表面且与其错开，面向天线图形，使得天线图形位于地平面与平面衬底的第一表面之间的空间，
其中所述空间填满具有第二相对介电常数的绝缘介质，第二相对介电常数小于第一相对介电常数，其中所述绝缘介质直接接触天线图形的第一表面和地平面的第一表面，所述地平面的第一表面与所述天线图形的第一表面跨越所述空间而互相面对。
2.根据权利要求1的天线，其中所述空间填满空气。
3.根据权利要求1的天线，其中所述空间填满泡沫。
4.根据权利要求1的天线，进一步包含天线馈送网络，形成在平面衬底的第一表面上。
5.根据权利要求4的天线，其中天线馈送网络包含阻抗匹配网络。
6.根据权利要求1的天线，其中天线具有等于20GHz或大于20GHz的谐振频率。
7.根据权利要求1的天线，其中天线图形为折叠偶极天线或偶极天线。
8.根据权利要求1的天线，其中天线图形为贴片天线。
9.根据权利要求1的天线，进一步包含波束成形图形，形成在平面衬底的第一表面上、或平面衬底的与第一表面相对的第二表面上，或平面衬底的第一表面以及第二表面上，用以减小沿平面衬底的平面方向上的辐射。
10.根据权利要求9的天线，其中天线图形包含折叠偶极天线，并且其中波束成形图形包含第一和第二金属条，平行于折叠偶极的纵轴延伸。
11.一种无线装置，具有权利要求1中所限定的天线。
12.一种集成电路封装装置，包含权利要求1所限定的天线。
13.一种集成电路封装装置，包含：
封装衬底，具有形成于其表面上的地平面；
集成电路芯片，焊接在封装衬底的表面上；
平面衬底，包含形成在平面衬底第一表面上的天线图形，其中平面衬底倒装焊在集成电路芯片上，从而天线图形面向封装衬底的地平面，并且平面衬底的第一表面基本平行于封装衬底的地平面且与其错开，使得天线图形位于地平面与平面衬底的第一表面之间的空间，其中所述空间填满绝缘介质，其中所述绝缘介质直接接触天线图形的第一表面和地平面的第一表面，所述地平面的第一表面与所述天线图形的第一表面跨越所述空间而互相面对；以及
封装盖，形成在封装基底衬底上方以密封集成电路芯片和平面衬底，其中封装盖包含开口，暴露平面衬底的第二表面上与平面衬底的第一表面上具有天线图形的部分相对的部分。
14.根据权利要求13的集成电路封装装置，其中地平面和平面衬底之间的空间填满空气。
15.根据权利要求13的集成电路封装装置，其中地平面和平面衬底之间的空间填满泡沫。
16.根据权利要求13的集成电路封装装置，进一步包含天线馈送网络，形成在平面衬底的第一表面上，其中馈送网络利用焊球与集成电路芯片上的触点相连。
17.根据权利要求16的集成电路封装装置，其中天线馈送网络包含阻抗匹配网络。
18.根据权利要求13的集成电路封装装置，其中天线具有等于20GHz或大于20GHz的谐振频率。
19.根据权利要求13的集成电路封装装置，其中天线图形为折叠偶极天线或偶极天线。
20.根据权利要求13的集成电路封装装置，其中天线图形为贴片天线。
21.根据权利要求13的集成电路封装装置，进一步包含波束成形图形，形成在平面衬底的第一表面上、平面衬底的第二表面的暴露部分上、以及平面衬底的第一表面和第二表面的暴露部分上这三种情况中的一种，用以减小沿平面衬底的平面方向上的辐射。
22.根据权利要求13的集成电路封装装置，进一步包含波束成形图形，形成在平面衬底的第一表面上、平面衬底的第二表面的暴露部分上、以及平面衬底的第一表面和第二表面的暴露部分上这三种情况中的一种，用以增强平面衬底第二表面上方的半球中的垂直辐射。
23.根据权利要求21的集成电路封装装置，其中天线图形包含折叠偶极天线或偶极天线，并且其中波束成形图形包含第一和第二金属条，平行于折叠偶极的纵轴延伸。
24.一种无线通信装置，具有根据权利要求13的集成电路封装装置。
25.根据权利要求13的集成电路封装装置，其中集成电路芯片包含收发器、接收器或发射器。
CNB2005100809394A 2004-06-30 2005-06-24 构建和封装印刷天线装置的设备和方法 Active CN100555747C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US10/881,104 US7119745B2 (en) 2004-06-30 2004-06-30 Apparatus and method for constructing and packaging printed antenna devices
US10/881,104 2004-06-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1716695A CN1716695A (zh) 2006-01-04
CN100555747C true CN100555747C (zh) 2009-10-28

Family

ID=35513304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2005100809394A Active CN100555747C (zh) 2004-06-30 2005-06-24 构建和封装印刷天线装置的设备和方法

Country Status (2)

Country Link
US (2) US7119745B2 (zh)
CN (1) CN100555747C (zh)

Families Citing this family (182)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7119745B2 (en) * 2004-06-30 2006-10-10 International Business Machines Corporation Apparatus and method for constructing and packaging printed antenna devices
FR2876507B1 (fr) * 2004-10-12 2006-12-01 K Sa As Etiquette sans contact a antenne en y omnidirectionnelle
US7554507B2 (en) * 2005-02-16 2009-06-30 Samsung Electronics Co., Ltd. UWB antenna with unidirectional radiation pattern
JP4672389B2 (ja) * 2005-02-24 2011-04-20 富士通株式会社 アンテナ装置
US8467827B2 (en) * 2005-03-31 2013-06-18 Black Sand Technologies, Inc. Techniques for partitioning radios in wireless communication systems
US7912499B2 (en) * 2005-03-31 2011-03-22 Black Sand Technologies, Inc. Techniques for partitioning radios in wireless communication systems
US20060276157A1 (en) * 2005-06-03 2006-12-07 Chen Zhi N Apparatus and methods for packaging antennas with integrated circuit chips for millimeter wave applications
JP2007036722A (ja) * 2005-07-27 2007-02-08 Toshiba Corp 半導体装置
US7733287B2 (en) * 2005-07-29 2010-06-08 Sony Corporation Systems and methods for high frequency parallel transmissions
JP2007074226A (ja) * 2005-09-06 2007-03-22 Alps Electric Co Ltd 車載用アンテナ装置
US9084260B2 (en) 2005-10-26 2015-07-14 Intel Corporation Systems for communicating using multiple frequency bands in a wireless network
US20070099669A1 (en) * 2005-10-26 2007-05-03 Sadri Ali S Communication signaling using multiple frequency bands in a wireless network
US8340071B2 (en) * 2005-10-26 2012-12-25 Intel Corporation Systems for communicating using multiple frequency bands in a wireless network
US7720036B2 (en) * 2005-10-26 2010-05-18 Intel Corporation Communication within a wireless network using multiple frequency bands
US7653163B2 (en) * 2005-10-26 2010-01-26 Intel Corporation Systems for communicating using multiple frequency bands in a wireless network
US7518221B2 (en) * 2006-01-26 2009-04-14 International Business Machines Corporation Apparatus and methods for packaging integrated circuit chips with antennas formed from package lead wires
US7893878B2 (en) * 2006-12-29 2011-02-22 Broadcom Corporation Integrated circuit antenna structure
DE102006024460B4 (de) * 2006-05-24 2016-08-04 Infineon Technologies Ag Vorrichtung und Verfahren zur Durchführung eines Tests
DE102006024457B4 (de) * 2006-05-24 2014-06-05 Infineon Technologies Ag Integrierte Schaltung zum Senden und/oder Empfangen von Signalen
US7518229B2 (en) * 2006-08-03 2009-04-14 International Business Machines Corporation Versatile Si-based packaging with integrated passive components for mmWave applications
US8022887B1 (en) 2006-10-26 2011-09-20 Sibeam, Inc. Planar antenna
US20080117865A1 (en) * 2006-11-17 2008-05-22 Li Guoqing C Communication in a wireless network using multiple antennae
US7689171B2 (en) * 2006-11-27 2010-03-30 Intel Corporation Reducing interference in a wireless network via antenna selection
US20080122726A1 (en) * 2006-11-27 2008-05-29 Gil Levi Low cost chip package with integrated RFantenna
US8232919B2 (en) * 2006-12-29 2012-07-31 Broadcom Corporation Integrated circuit MEMs antenna structure
US7894777B1 (en) * 2006-12-29 2011-02-22 Broadcom Corporation IC with a configurable antenna structure
US7973730B2 (en) 2006-12-29 2011-07-05 Broadcom Corporation Adjustable integrated circuit antenna structure
US7839334B2 (en) * 2006-12-29 2010-11-23 Broadcom Corporation IC with a 55-64 GHz antenna
US7979033B2 (en) * 2006-12-29 2011-07-12 Broadcom Corporation IC antenna structures and applications thereof
US7595766B2 (en) * 2006-12-29 2009-09-29 Broadcom Corporation Low efficiency integrated circuit antenna
US20080182513A1 (en) * 2007-01-29 2008-07-31 Hassan Amer A High Frequency Communications
EP1988575A3 (en) * 2007-03-26 2008-12-31 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device
US20080284667A1 (en) * 2007-05-18 2008-11-20 Microsoft Corporation Modification of antenna radiation pattern using loading elements
US7952531B2 (en) * 2007-07-13 2011-05-31 International Business Machines Corporation Planar circularly polarized antennas
WO2009063371A1 (en) * 2007-11-13 2009-05-22 Koninklijke Philips Electronics N.V. Wireless communication module
US7880677B2 (en) 2007-12-12 2011-02-01 Broadcom Corporation Method and system for a phased array antenna embedded in an integrated circuit package
US8494030B2 (en) 2008-06-19 2013-07-23 Broadcom Corporation Method and system for 60 GHz wireless clock distribution
US8144674B2 (en) 2008-03-27 2012-03-27 Broadcom Corporation Method and system for inter-PCB communications with wireline control
US8160498B2 (en) 2007-12-12 2012-04-17 Broadcom Corporation Method and system for portable data storage with integrated 60 GHz radio
US8855093B2 (en) 2007-12-12 2014-10-07 Broadcom Corporation Method and system for chip-to-chip communications with wireline control
US8583197B2 (en) 2007-12-12 2013-11-12 Broadcom Corporation Method and system for sharing antennas for high frequency and low frequency applications
JP4833192B2 (ja) * 2007-12-27 2011-12-07 新光電気工業株式会社 電子装置
JP4623105B2 (ja) * 2008-02-18 2011-02-02 ミツミ電機株式会社 放送受信用アンテナ装置
US7692590B2 (en) * 2008-02-20 2010-04-06 International Business Machines Corporation Radio frequency (RF) integrated circuit (IC) packages with integrated aperture-coupled patch antenna(s)
US8064936B2 (en) 2008-02-28 2011-11-22 Broadcom Corporation Method and system for a multistandard proxy
US20110050504A1 (en) * 2008-03-31 2011-03-03 Chi-Liang Ni Multiple-connected microstrip lines and the design methods thereof
US7696930B2 (en) * 2008-04-14 2010-04-13 International Business Machines Corporation Radio frequency (RF) integrated circuit (IC) packages with integrated aperture-coupled patch antenna(s) in ring and/or offset cavities
US8116676B2 (en) 2008-05-07 2012-02-14 Broadcom Corporation Method and system for inter IC communications utilizing a spatial multi-link repeater
US8201773B1 (en) 2008-07-02 2012-06-19 The United States Of America As Represented By Secretary Of The Navy Flexible self-erecting substructures for sensor networks
US7728774B2 (en) * 2008-07-07 2010-06-01 International Business Machines Corporation Radio frequency (RF) integrated circuit (IC) packages having characteristics suitable for mass production
US8509709B2 (en) * 2008-08-07 2013-08-13 Wilocity, Ltd. Consumer electronic device having a distributed form factor millimeter wave receiver and transmitter
US7763976B2 (en) * 2008-09-30 2010-07-27 Freescale Semiconductor, Inc. Integrated circuit module with integrated passive device
EP2178162A1 (en) * 2008-10-20 2010-04-21 Sibeam, Inc. A planar antenna
US8854277B2 (en) * 2008-11-19 2014-10-07 Nxp, B.V. Millimetre-wave radio antenna module
US8153203B2 (en) * 2009-01-12 2012-04-10 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Conductive microcylinder-based paints for integrated antennas
US8269671B2 (en) * 2009-01-27 2012-09-18 International Business Machines Corporation Simple radio frequency integrated circuit (RFIC) packages with integrated antennas
US8278749B2 (en) * 2009-01-30 2012-10-02 Infineon Technologies Ag Integrated antennas in wafer level package
US8878727B2 (en) * 2009-02-12 2014-11-04 Origin Gps Ltd. Antenna-module hybrid circuit
US8102327B2 (en) 2009-06-01 2012-01-24 The Nielsen Company (Us), Llc Balanced microstrip folded dipole antennas and matching networks
US8256685B2 (en) * 2009-06-30 2012-09-04 International Business Machines Corporation Compact millimeter wave packages with integrated antennas
WO2011083502A1 (ja) 2010-01-05 2011-07-14 株式会社 東芝 アンテナ及び無線装置
US8169060B2 (en) 2010-03-29 2012-05-01 Infineon Technologies Ag Integrated circuit package assembly including wave guide
JP5563356B2 (ja) * 2010-04-12 2014-07-30 キヤノン株式会社 電磁波検出素子
JP5454683B2 (ja) * 2010-06-10 2014-03-26 パナソニック株式会社 アンテナ装置および表示装置
JP5172925B2 (ja) 2010-09-24 2013-03-27 株式会社東芝 無線装置
US8451618B2 (en) 2010-10-28 2013-05-28 Infineon Technologies Ag Integrated antennas in wafer level package
TWM407498U (en) * 2010-12-22 2011-07-11 Smart Approach Co Ltd Antenna module and touch screen module and electronic device using the same
US20150244058A1 (en) * 2010-12-22 2015-08-27 Smart Approach Co., Ltd. Electronic Device Having Antenna Module
EP2469592A1 (en) 2010-12-23 2012-06-27 Karlsruher Institut für Technologie Integrated circuit chip package device
JP5636957B2 (ja) * 2010-12-28 2014-12-10 Tdk株式会社 無線通信装置
JP5414749B2 (ja) * 2011-07-13 2014-02-12 株式会社東芝 無線装置
JP5417389B2 (ja) 2011-07-13 2014-02-12 株式会社東芝 無線装置
US8842046B2 (en) 2011-07-22 2014-09-23 Texas Instruments Incorporated Loop antenna
KR101780024B1 (ko) 2011-10-19 2017-09-20 삼성전자주식회사 안테나-회로기판 패키지
US8847840B1 (en) * 2012-02-28 2014-09-30 General Atomics Pseudo-conductor antennas
US8750792B2 (en) 2012-07-26 2014-06-10 Remec Broadband Wireless, Llc Transmitter for point-to-point radio system
US9518852B2 (en) 2012-09-27 2016-12-13 Rosemount Inc. Hybrid power module with fault detection
US9252491B2 (en) 2012-11-30 2016-02-02 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Embedding low-k materials in antennas
JP6121705B2 (ja) 2012-12-12 2017-04-26 株式会社東芝 無線装置
TWI553732B (zh) * 2013-01-25 2016-10-11 矽品精密工業股份有限公司 電子封裝件
JP6179123B2 (ja) 2013-02-21 2017-08-16 セイコーエプソン株式会社 アンテナ内蔵式電子時計
CN103178333B (zh) * 2013-03-01 2016-06-08 江苏省东方世纪网络信息有限公司 天线单元
US9837701B2 (en) * 2013-03-04 2017-12-05 Advanced Semiconductor Engineering, Inc. Semiconductor package including antenna substrate and manufacturing method thereof
EP2806497B1 (en) * 2013-05-23 2015-12-30 Nxp B.V. Vehicle antenna
US9291684B2 (en) 2013-06-28 2016-03-22 Rosemount, Inc. Logic capable power module
US9230926B2 (en) 2013-08-31 2016-01-05 Infineon Technologies Ag Functionalised redistribution layer
US9819098B2 (en) * 2013-09-11 2017-11-14 International Business Machines Corporation Antenna-in-package structures with broadside and end-fire radiations
US9806422B2 (en) 2013-09-11 2017-10-31 International Business Machines Corporation Antenna-in-package structures with broadside and end-fire radiations
US11188543B2 (en) * 2013-10-14 2021-11-30 International Business Machines Corporation Utilizing social information for recommending an application
US10516214B2 (en) 2013-11-05 2019-12-24 Si2 Technologies, Inc. Antenna elements and array
JP6331430B2 (ja) * 2014-01-31 2018-05-30 セイコーエプソン株式会社 電子時計
EP3221923A1 (de) 2014-11-21 2017-09-27 Hirschmann Car Communication GmbH Folienantenne integriert in der scheibe
US10725150B2 (en) 2014-12-23 2020-07-28 Infineon Technologies Ag System and method for radar
US10317512B2 (en) 2014-12-23 2019-06-11 Infineon Technologies Ag RF system with an RFIC and antenna system
US20160306034A1 (en) * 2014-12-23 2016-10-20 Infineon Technologies Ag RF System with an RFIC and Antenna System
US10422870B2 (en) 2015-06-15 2019-09-24 Humatics Corporation High precision time of flight measurement system for industrial automation
US10591592B2 (en) 2015-06-15 2020-03-17 Humatics Corporation High-precision time of flight measurement systems
US9960493B2 (en) * 2015-07-24 2018-05-01 City University Of Hong Kong Patch antenna
US9832867B2 (en) 2015-11-23 2017-11-28 Medtronic, Inc. Embedded metallic structures in glass
US10050696B2 (en) * 2015-12-01 2018-08-14 The Regents Of The University Of Michigan Full band RF booster
US9768837B2 (en) 2015-12-17 2017-09-19 Humatics Corporation Radio-frequency localization techniques and associated systems, devices, and methods
US10452148B2 (en) 2016-01-19 2019-10-22 Infineon Technologies Ag Wearable consumer device
JP2017157961A (ja) * 2016-02-29 2017-09-07 パナソニック株式会社 アンテナ基板
EP3437157A4 (en) * 2016-03-31 2019-11-13 Commscope Technologies LLC LENS ANTENNAS FOR WIRELESS COMMUNICATIONS SYSTEMS
US10332841B2 (en) 2016-07-20 2019-06-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. System on integrated chips and methods of forming the same
US10269732B2 (en) * 2016-07-20 2019-04-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Info package with integrated antennas or inductors
US10181653B2 (en) 2016-07-21 2019-01-15 Infineon Technologies Ag Radio frequency system for wearable device
DE102016114482B4 (de) 2016-08-04 2023-06-29 Silicon Radar GmbH Sensor mit Antenne und Gehäuse
US10218407B2 (en) 2016-08-08 2019-02-26 Infineon Technologies Ag Radio frequency system and method for wearable device
US10418707B2 (en) 2016-09-06 2019-09-17 Skyworks Solutions, Inc. Planar end fire antenna for wideband low form factor applications
DE112016007263T5 (de) * 2016-09-26 2019-06-06 Intel Corporation Die mit eingebettetem Kommunikationshohlraum
WO2018118025A1 (en) * 2016-12-20 2018-06-28 Intel Corporation Microelectronic devices designed with foldable flexible substrates for high frequency communication modules
US10466772B2 (en) 2017-01-09 2019-11-05 Infineon Technologies Ag System and method of gesture detection for a remote device
US10505255B2 (en) 2017-01-30 2019-12-10 Infineon Technologies Ag Radio frequency device packages and methods of formation thereof
US11536829B2 (en) * 2017-02-16 2022-12-27 Magna Electronics Inc. Vehicle radar system with radar embedded into radome
US10986739B2 (en) * 2017-05-05 2021-04-20 Skyworks Solutions, Inc. Method of making printed circuit board structure including a closed cavity
US10700424B2 (en) 2017-05-05 2020-06-30 Skyworks Solutions, Inc. Printed circuit board structure including a closed cavity
US10602548B2 (en) 2017-06-22 2020-03-24 Infineon Technologies Ag System and method for gesture sensing
KR20190005030A (ko) * 2017-07-05 2019-01-15 엘지전자 주식회사 전자장치
US10483617B2 (en) * 2017-09-29 2019-11-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Package structure
US10700410B2 (en) * 2017-10-27 2020-06-30 Mediatek Inc. Antenna-in-package with better antenna performance
US10746625B2 (en) 2017-12-22 2020-08-18 Infineon Technologies Ag System and method of monitoring a structural object using a millimeter-wave radar sensor
US10312569B1 (en) * 2018-01-05 2019-06-04 Cirocomm Technology Corp. Surface-mounted signal transceiver module with multi-signal feed-in
US11245188B2 (en) * 2018-01-11 2022-02-08 Mediatek Inc. Antenna device having a dipole antenna and a loop shaped antenna integrated for improving antenna bandwidth and antenna gain
US11346936B2 (en) 2018-01-16 2022-05-31 Infineon Technologies Ag System and method for vital signal sensing using a millimeter-wave radar sensor
US11278241B2 (en) 2018-01-16 2022-03-22 Infineon Technologies Ag System and method for vital signal sensing using a millimeter-wave radar sensor
US10795012B2 (en) 2018-01-22 2020-10-06 Infineon Technologies Ag System and method for human behavior modelling and power control using a millimeter-wave radar sensor
US10576328B2 (en) 2018-02-06 2020-03-03 Infineon Technologies Ag System and method for contactless sensing on a treadmill
WO2020033000A2 (en) 2018-02-09 2020-02-13 Avx Corporation Dome-shaped phased array antenna
CN111684659B (zh) * 2018-02-09 2022-07-05 京瓷Avx元器件公司 管状相控阵天线
US10705198B2 (en) 2018-03-27 2020-07-07 Infineon Technologies Ag System and method of monitoring an air flow using a millimeter-wave radar sensor
US11336015B2 (en) 2018-03-28 2022-05-17 Intel Corporation Antenna boards and communication devices
US11380979B2 (en) 2018-03-29 2022-07-05 Intel Corporation Antenna modules and communication devices
US10761187B2 (en) 2018-04-11 2020-09-01 Infineon Technologies Ag Liquid detection using millimeter-wave radar sensor
US10775482B2 (en) 2018-04-11 2020-09-15 Infineon Technologies Ag Human detection and identification in a setting using millimeter-wave radar
US11189905B2 (en) 2018-04-13 2021-11-30 International Business Machines Corporation Integrated antenna array packaging structures and methods
US10794841B2 (en) 2018-05-07 2020-10-06 Infineon Technologies Ag Composite material structure monitoring system
US11011827B2 (en) 2018-05-11 2021-05-18 Intel IP Corporation Antenna boards and communication devices
US10399393B1 (en) 2018-05-29 2019-09-03 Infineon Technologies Ag Radar sensor system for tire monitoring
US11509037B2 (en) 2018-05-29 2022-11-22 Intel Corporation Integrated circuit packages, antenna modules, and communication devices
US10903567B2 (en) 2018-06-04 2021-01-26 Infineon Technologies Ag Calibrating a phased array system
US10797394B2 (en) 2018-06-05 2020-10-06 Intel Corporation Antenna modules and communication devices
US11416077B2 (en) 2018-07-19 2022-08-16 Infineon Technologies Ag Gesture detection system and method using a radar sensor
CN112088465B (zh) * 2018-08-07 2022-04-12 华为技术有限公司 一种天线
CN110828962B (zh) 2018-08-09 2021-08-03 财团法人工业技术研究院 天线阵列模块及其制造方法
US10928501B2 (en) 2018-08-28 2021-02-23 Infineon Technologies Ag Target detection in rainfall and snowfall conditions using mmWave radar
US11183772B2 (en) 2018-09-13 2021-11-23 Infineon Technologies Ag Embedded downlight and radar system
US11125869B2 (en) 2018-10-16 2021-09-21 Infineon Technologies Ag Estimating angle of human target using mmWave radar
US11360185B2 (en) 2018-10-24 2022-06-14 Infineon Technologies Ag Phase coded FMCW radar
US11397239B2 (en) 2018-10-24 2022-07-26 Infineon Technologies Ag Radar sensor FSM low power mode
EP3654053A1 (en) 2018-11-14 2020-05-20 Infineon Technologies AG Package with acoustic sensing device(s) and millimeter wave sensing elements
WO2020133508A1 (zh) * 2018-12-29 2020-07-02 瑞声精密制造科技(常州)有限公司 一种封装天线模组及电子设备
US11087115B2 (en) 2019-01-22 2021-08-10 Infineon Technologies Ag User authentication using mm-Wave sensor for automotive radar systems
US10700440B1 (en) 2019-01-25 2020-06-30 Corning Incorporated Antenna stack
US11355838B2 (en) 2019-03-18 2022-06-07 Infineon Technologies Ag Integration of EBG structures (single layer/multi-layer) for isolation enhancement in multilayer embedded packaging technology at mmWave
US11126885B2 (en) 2019-03-21 2021-09-21 Infineon Technologies Ag Character recognition in air-writing based on network of radars
US11454696B2 (en) 2019-04-05 2022-09-27 Infineon Technologies Ag FMCW radar integration with communication system
US11380634B2 (en) 2019-05-17 2022-07-05 Nxp B.V. Apparatuses and methods for coupling a waveguide structure to an integrated circuit package
US11004801B2 (en) 2019-08-28 2021-05-11 Amkor Technology Singapore Holding Pte. Ltd. Semiconductor devices and methods of manufacturing semiconductor devices
US11355451B2 (en) 2019-08-28 2022-06-07 Amkor Technology Singapore Holding Pte. Ltd. Semiconductor devices and methods of manufacturing semiconductor devices
US11327167B2 (en) 2019-09-13 2022-05-10 Infineon Technologies Ag Human target tracking system and method
US11774592B2 (en) 2019-09-18 2023-10-03 Infineon Technologies Ag Multimode communication and radar system resource allocation
US11435443B2 (en) 2019-10-22 2022-09-06 Infineon Technologies Ag Integration of tracking with classifier in mmwave radar
US11468146B2 (en) 2019-12-06 2022-10-11 Globalfoundries U.S. Inc. Array of integrated pixel and memory cells for deep in-sensor, in-memory computing
US11808883B2 (en) 2020-01-31 2023-11-07 Infineon Technologies Ag Synchronization of multiple mmWave devices
US11614516B2 (en) 2020-02-19 2023-03-28 Infineon Technologies Ag Radar vital signal tracking using a Kalman filter
US11195580B2 (en) 2020-02-26 2021-12-07 Globalfoundries U.S. Inc. Integrated pixel and two-terminal non-volatile memory cell and an array of cells for deep in-sensor, in-memory computing
US11075453B1 (en) 2020-02-28 2021-07-27 Globalfoundries U.S. Inc. Microelectronics package with ultra-low-K dielectric region between stacked antenna elements
US11069402B1 (en) 2020-03-17 2021-07-20 Globalfoundries U.S. Inc. Integrated pixel and three-terminal non-volatile memory cell and an array of cells for deep in-sensor, in-memory computing
US11585891B2 (en) 2020-04-20 2023-02-21 Infineon Technologies Ag Radar-based vital sign estimation
US11567185B2 (en) 2020-05-05 2023-01-31 Infineon Technologies Ag Radar-based target tracking using motion detection
US11774553B2 (en) 2020-06-18 2023-10-03 Infineon Technologies Ag Parametric CNN for radar processing
US11704917B2 (en) 2020-07-09 2023-07-18 Infineon Technologies Ag Multi-sensor analysis of food
CN112072267B (zh) * 2020-09-15 2021-11-23 华南理工大学 一种双极化宽阻带的滤波天线及通信设备
US11614511B2 (en) 2020-09-17 2023-03-28 Infineon Technologies Ag Radar interference mitigation
US12080415B2 (en) 2020-10-09 2024-09-03 Humatics Corporation Radio-frequency systems and methods for co-localization of medical devices and patients
US11719787B2 (en) 2020-10-30 2023-08-08 Infineon Technologies Ag Radar-based target set generation
US11719805B2 (en) 2020-11-18 2023-08-08 Infineon Technologies Ag Radar based tracker using empirical mode decomposition (EMD) and invariant feature transform (IFT)
US11662430B2 (en) 2021-03-17 2023-05-30 Infineon Technologies Ag MmWave radar testing
US11950895B2 (en) 2021-05-28 2024-04-09 Infineon Technologies Ag Radar sensor system for blood pressure sensing, and associated method
TWI825463B (zh) * 2021-08-10 2023-12-11 矽品精密工業股份有限公司 封裝基板
TWM628431U (zh) * 2021-10-20 2022-06-21 慧波科技有限公司 天線裝置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4623893A (en) * 1983-12-06 1986-11-18 State Of Israel, Ministry Of Defense, Rafael Armament & Development Authority Microstrip antenna and antenna array
US5210542A (en) * 1991-07-03 1993-05-11 Ball Corporation Microstrip patch antenna structure
US5886669A (en) * 1995-05-10 1999-03-23 Casio Computer Co., Ltd. Antenna for use with a portable radio apparatus

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4539567A (en) * 1983-09-12 1985-09-03 Micrometrics, Ltd. Microwave monitor
GB2157500B (en) * 1984-04-11 1987-07-01 Plessey Co Plc Microwave antenna
US5208602A (en) * 1990-03-12 1993-05-04 Raytheon Company Cavity backed dipole antenna
JP3141692B2 (ja) * 1994-08-11 2001-03-05 松下電器産業株式会社 ミリ波用検波器
CA2160286C (en) * 1994-12-08 1999-01-26 James Gifford Evans Small antennas such as microstrip patch antennas
CA2164669C (en) * 1994-12-28 2000-01-18 Martin Victor Schneider Multi-branch miniature patch antenna having polarization and share diversity
US5777583A (en) * 1995-04-26 1998-07-07 International Business Machines Corporation High gain broadband planar antenna
KR100207600B1 (ko) * 1997-03-31 1999-07-15 윤종용 공진기 부착형 마이크로스트립 다이폴 안테나 어레이
US6518930B2 (en) * 2000-06-02 2003-02-11 The Regents Of The University Of California Low-profile cavity-backed slot antenna using a uniplanar compact photonic band-gap substrate
US6593894B1 (en) * 2000-09-26 2003-07-15 Iowa State University Research Foundation Highly directional receiver and source antennas using photonic band gap crystals
US7119745B2 (en) * 2004-06-30 2006-10-10 International Business Machines Corporation Apparatus and method for constructing and packaging printed antenna devices

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4623893A (en) * 1983-12-06 1986-11-18 State Of Israel, Ministry Of Defense, Rafael Armament & Development Authority Microstrip antenna and antenna array
US5210542A (en) * 1991-07-03 1993-05-11 Ball Corporation Microstrip patch antenna structure
US5886669A (en) * 1995-05-10 1999-03-23 Casio Computer Co., Ltd. Antenna for use with a portable radio apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
US7545329B2 (en) 2009-06-09
US7119745B2 (en) 2006-10-10
CN1716695A (zh) 2006-01-04
US20060001572A1 (en) 2006-01-05
US20070013599A1 (en) 2007-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100555747C (zh) 构建和封装印刷天线装置的设备和方法
US7999753B2 (en) Apparatus and methods for constructing antennas using vias as radiating elements formed in a substrate
US8378469B2 (en) Apparatus and methods for packaging antennas with integrated circuit chips for millimeter wave applications
US8179333B2 (en) Antennas using chip-package interconnections for millimeter-wave wireless communication
US8212341B2 (en) Apparatus and methods for packaging integrated circuit chips with antennas formed from package lead wires
CN102299418B (zh) 多层宽频微带天线
US7295161B2 (en) Apparatus and methods for constructing antennas using wire bonds as radiating elements
CN106887690A (zh) 基于哑铃形缝隙耦合激励的宽带低剖面微带天线
AU2004244650B2 (en) Flat wideband antenna
KR101355865B1 (ko) 영상이론을 적용한 수직 매립형 야기-우다 안테나와 송수신 집적회로 칩이 실장된 수직 매립형 야기-우다 안테나 및 이의 제조 방법
KR20090072100A (ko) Ｕｗｂ용 칩 안테나
CN100470929C (zh) 低旁瓣双频暨宽频平面型端射天线
US9929462B2 (en) Multiple layer dielectric panel directional antenna
CN208674360U (zh) 垂直极化全波振子阵列天线以及定向辐射天线
JPH01147905A (ja) 平面アンテナ

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant