DE112006003502T5

DE112006003502T5 - Hochgeschwindigkeitszwischenverbindung

Info

Publication number: DE112006003502T5
Application number: DE112006003502T
Authority: DE
Inventors: Stephen Hillsboro Hall; Bryce D. Aloha Horine; Gary A. Yamhill Brist; Howard Hillsboro Heck
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2005-12-27
Filing date: 2006-12-07
Publication date: 2009-04-09
Also published as: CN101351923A; GB2446336B; WO2007075315A1; US8732942B2; US20070145595A1; TW200810619A; CN101351923B; US20080172872A1; GB2446336A; GB0809457D0

Abstract

Hochgeschwindigkeitszwischenverbindung, umfassend:
eine Schicht aus einem FR4-Material;
einen Graben in der Schicht aus dem FR4-Material, wobei der Graben mit einem homogenen Material gefüllt ist;
ein Paar von Übertragungsleitungen, die sich in der Nähe des Grabens befinden.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindungen betreffen im Allgemeinen eine Hochgeschwindigkeitszwischenverbindung.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
In Computersystemen sind Platinen (oder gedruckte Schaltplatten) wie etwa zum Beispiel Hauptplatinen und Tochterkarten typischerweise hergestellt, um Computerbestandteile wie Prozessoren, Chipsätze, Speicher usw. zu tragen. Die Platinen umfassen auch Merkmale wie etwa Zwischenverbindungen (zum Beispiel Busverbindungen), die verwendet werden, um die verschiedenen Bestandteile elektrisch zu verbinden. Mit dem fortwährenden Ansteigen der Busdatenraten (zum Beispiel im Verhältnis zum Mooreschen Gesetz) beginnen die traditionellen Materialien, die zur Herstellung von Platinen wie etwa Hauptplatinen und Tochterkarten verwendet werden, ernste Beschränkungen der Zwischenverbindungsleistung zu zeigen. Mit dem Steigen der Frequenzen werden diese Beschränkungen zu einer der Haupthürden für Datenraten über 8 bis 10 Gb/s für, zum Beispiel, Server- und Desktopsysteme.
Gedruckte Schaltplatten (printed circuit boards, PCBs), die bei der Herstellung praktisch aller Massen-Hauptplatinen und -Tochterkarten in der Personalcomputer (PC) industrie verwendet werden, beginnen, ernste Leistungsprobleme für Hochgeschwindigkeitszwischenverbindungskanäle (z. B. PCI-Express) einzubringen. Diese Leistungsbeschränkungen werden im Allgemeinen durch zwei Eigenschaften des FR4-Materials, das zur Herstellung dieser Platinen verwendet wird, beherrscht. Diese beiden Eigenschaften beinhalten den Materialverlust und Probleme eines nichthomogenen Dielektrikums. Daher ist ein Bedarf an Platinen wie etwa Hauptplatinen und/oder Tochterkarten entstanden, die keine Leistungsbeschränkungen für Hochgeschwindigkeitszwischenverbindungskanäle aufweisen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindungen werden aus der nachstehend gegebenen ausführlichen Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen einiger Ausführungsformen der Erfindungen, die jedoch nicht als Beschränkung der Erfindungen auf die bestimmten beschriebenen Ausführungsformen aufgefaßt werden sollten, sondern nur der Erklärung und dem Verständnis dienen, vollständiger verstanden werden.
1 veranschaulicht ein Diagramm 100, das Materialverluste zeigt, um einige Ausführungsformen der Erfindungen zu erklären.
2 veranschaulicht ein Differentialpaarungleichgewicht 200, um einige Ausführungsformen der Erfindungen zu erklären.
3 veranschaulicht eine Zwischenverbindung 300 nach einigen Ausführungsformen der Erfindungen.
4 veranschaulicht eine Zwischenverbindung 400 nach einigen Ausführungsformen der Erfindungen.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Einige Ausführungsformen der Erfindungen betreffen eine Hochgeschwindigkeitszwischenverbindung.
Einige Ausführungsformen betreffen eine Hochleistungsübertragungsleitung für hohe Datenraten.
In einigen Ausführungsformen umfaßt eine Hochgeschwindigkeitszwischenverbindung eine Schicht aus einem FR4-Material, einen Graben in der Schicht aus FR4-Material, und ein Paar von Übertragungsleitungen, die sich in der Nähe des Grabens befinden. Der Graben ist mit einem homogenen und/oder verlustarmen Material gefüllt.
In einigen Ausführungsformen umfaßt ein System eine erste Vorrichtung, eine zweite Vorrichtung, und eine Hochgeschwindigkeitszwischenverbindung, um ein Signal zwischen der ersten Vorrichtung und der zweiten Vorrichtung zu verbreiten. Die Hochgeschwindigkeitszwischenverbindung umfaßt eine Schicht aus einem FR4-Material, einen Graben in der Schicht aus dem FR-Material, und ein Paar von Übertragungsleitungen, die sich in der Nähe des Grabens befinden. Der Graben ist mit einem homogenen und/oder verlustarmen Material gefüllt.
In einigen Ausführungsformen beinhaltet ein Verfahren zum Bilden einer Hochgeschwindigkeitszwischenverbindung das Erzeugen eines Grabens in einer Schicht aus einem FR4-Material, das Einbringen eines homogenen und/oder verlustarmen Materials in den Graben, und das Bilden eines Paars von Übertragungsleitungen in der Nähe des Grabens.
Nach einigen Ausführungsformen beginnen gedruckte Schaltplatten (PCBs), die bei der Herstellung praktisch aller Massen-Platinen (zum Beispiel Hauptplatinen und Tochterkarten in der Rechen- und Kommunikationsindustrie) verwendet werden, ernste Zwischenverbindungsleistungsprobleme für Hochgeschwindigkeitszwischenverbindungskanäle zu zeigen, die Materialverluste und Probleme eines nichthomogenen Dielektrikums umfassen.
1 veranschaulicht ein Diagramm 100, das Materialverluste durch Wechselwirkungen zwischen einem dielektrischen Material (zum Beispiel einem FR4-Material) und einem elektrischen Feld eines Signals, das sich auf einer Übertragungsleitung ausbreitet, zeigt. Genauer veranschaulicht das Diagramm 100 Verluste, die eine auf einem FR4-Material geführte Übertragungsleitung für ein 20-Zoll-Differentialpaar induzieren wird. Zum Beispiel veranschaulicht das Diagramm 100 einen beispielhaft gemessenen Differentialeinfügungsverlust über ein 20-Zoll-Differentialpaar (Mikrostreifen). Die Materialverluste sind durch die Verlusttangente bestimmt, die ein Maß der „Äquivalentleitfähigkeit" des Materials bei einer gegebenen Frequenz ist. Die Verlusttangente (TanD) von FR4 beträgt ungefähr 0,017, was über eine Bahn von 20 Zoll bei 10 GHz ungefähr 25 dB an Signalverlust induzieren wird (wie im Diagramm 100 veranschaulicht). Dies entspricht einer Datenübertragungsrate von 20 Gbit/s. Folglich wird das Signal in diesem Beispiel schon allein durch die Eigenschaften des FR4-Materials um ungefähr 95% gedämpft werden, während es sich vom Treiber zum Empfänger ausbreitet. Dieser Verlust wird das am Empfänger ersichtliche Auge rasch schließen.
2 veranschaulicht ein Differentialpaarungleichgeweicht 200 durch ein nichthomogenes Material. Differentialpaarübertragungsleitungen 202 sind oben in 2 in einer Draufsicht und unten in 2 in einer Seitenansicht gezeigt. Die Übertragungsleitungen 202 befinden sich in der Nähe (über) einer Schicht aus einem FR4-Material 204, die unten in 2 veranschaulicht ist. Unten in 2 ist gezeigt, daß das FR4-Material 204 einen Epoxidabschnitt (dunkel) und einen Glasabschnitt (oval) enthält. Durch die nichthomogene Natur des FR4-Materials wird ein Differentialpaarungleichgewicht verursacht (siehe zum Beispiel, wie sich die linke Übertragungsleitung 202 unten in 2 in der Nähe des Glasmaterials der FR4-Schicht 204 befindet, und sich die rechte Übertragungsleitung 202 unten in 2 in der Nähe des Epoxidmaterials der FR4-Schicht 204 befindet).
Bei hohen Frequenzraten ist es nötig, ein Differentialpaar (zum Beispiel 202 in 2) zu verwenden, um die Ausbreitung eines Datensignals von einem Treiber (zum Beispiel einem Mikroprozessor) zu einem Empfänger (zum Beispiel einem Chipsatz) zu erleichtern. Die Differentialpaarübertragungsleitungsgestaltung erfordert, daß jedes Signal im Paar identisch ist. Das FR4-Material der Schicht 204 ist ein Verbundstoff, der durch Aneinanderkleben von Bögen eines Glasfasergewebes hergestellt wird. Dies kann, und tut dies auch sehr oft, ein Ungleichgewicht zwischen den Zweigen des Differentialpaars 202 erzeugen, da es möglich ist, daß ein Zweig über einem Glasbündel geführt wird, und der andere Zweig über eine Epoxidmulde geführt wird. Da die dielektrische Konstante zwischen dem Glas (Er ~ 6) und dem Epoxid (Er ~ 3) hoch ist, erzeugt dies im Paar 202 ein bedeutendes Ungleichgewicht.
Dieses Ungleichgewicht erzeugt ein Differential zur Gleichtaktumwandlung, das anderweitig als Wechselstrom-Gleichtaktrauschen (AC common mode, ACCM) bekannt ist. Das durch das nichthomogene FR4-Material 204 induzierte ACCM-Rauschen verringert direkt die am Empfänger (Augenhöhe) gesehene Signalamplitude und bringt bedeutende Zeittaktfehler (Augenbreite) ein, die, wenn sie nicht gesteuert werden, leicht die Signalintegrität zerstören werden.
Nach einigen Ausführungsformen wird eine Lösung für die dominanten Probleme bereitgestellt, die mit dem Verbreiten von Hochgeschwindigkeitssignalen auf Übertragungsleitungen, welche auf herkömmlichen FR4-Materialien errichtet sind, verbunden sind. Nach einigen Ausführungsformen wird die Leistung von FR4-basierten Kanälen deutlich erhöht und werden Datenraten ermöglicht, die größer als 10 bis 15 Gb/s sind, während die Verwendung eines billigen FR4-Materials als Hauptmaterial für die Platine (z. B. eine Hauptplatine) bewahrt wird.
Nach einigen Ausführungsformen wird im FR4-Material ein Graben gebildet (zum Beispiel durch Laserätzen oder Fräsen), und der Graben vor dem Bonden der Kupferschicht und vor dem Ätzen der Übertragungsleitungen mit einem verlustarmen und/oder homogenen dielektrischen Material gefüllt. Dies gestattet, die durch Verluste und das Gleichtaktrauschen verursachte Signalverschlechterung zu minimieren.
3 veranschaulicht eine Zwischenverbindung 300 nach einigen Ausführungsformen. Nach einigen Ausführungsformen befindet sich die Zwischenverbindung 300 auf einer Platine. Nach einigen Ausführungsformen umfaßt die Zwischenverbindung 300 eine FR4-Materialschicht 304, einen in der FR4-Materialschicht 304 gebildeten Graben 306, Glasabschnitte 308 der FR4-Materialschicht 304, Epoxidabschnitte 310 der FR4-Materialschicht 304, ein gesteuertes Material 312, das in den Graben 306 eingebracht ist, eine Kupferschicht 314 und/oder einen FR4-Kern 316, der Glasbündelabschnitte 318 (zum Beispiel Er ~ 6) und Epoxidabschnitte 320 (zum Beispiel Er ~ 3) umfaßt. Nach einigen Ausführungsformen umfassen zusätzliche Abschnitte Übertragungsleitungen 352, eine FR4-Materialschicht 354, die Glasabschnitte 358 und Epoxidabschnitte 360 umfaßt, und eine Kupferschicht 364.
Nach einigen Ausführungsformen wird eine Verbindung 300 gebildet, indem der Graben 306 im FR4-Material 304 gebildet wird und der Graben 306 mit dem gesteuerten Material 312 gefüllt wird. Nach einigen Ausführungsformen wird der Graben 306 vor der Anbringung einer Kupferfolie über dem Graben 306 und/oder vor dem Hinzufügen jeglicher Verbindungsleitungen nahe (zum Beispiel über) dem Graben 306, dem gesteuerten Material 312 und/oder dem FR4-Material 304 mit dem gesteuerten Material 312 gefüllt. Später wird über dem gesteuerten Material 312 im Graben 306 eine Kupferfolie angebracht und plattiert, um über dem Graben 306 (in 3 nicht gezeigt) Leiter (zum Beispiel Differentialpaarübertragungsleitungen) zu bilden. Nach einigen Ausführungsformen wird der Graben 306 in einem gehärteten FR4-Material 304 gebildet. Nach einigen Ausführungsformen wird der Graben 306 aus dem FR4-Material 304 gefräst. Nach einigen Ausführungsformen wird der Graben 306 aus dem FR4-Material 304 lasergeätzt. Nach einigen Ausführungsformen ist das gesteuerte Material 312, das in den Graben 306 eingebracht wird, ein verlustarmes und/oder homogenes Material. Nach einigen Ausführungsformen ist das gesteuerte Material 312, das in den Graben 306 eingebracht wird, ein verlustarmes und/oder homogenes dielektrisches Material.
4 veranschaulicht eine Zwischenverbindung 400 nach einigen Ausführungsformen. Nach einigen Ausführungsformen befindet sich die Zwischenverbindung 400 auf einer Platine. Nach einigen Ausführungsformen umfaßt die Zwischenverbindung 400 Übertragungsleitungen 402, eine FR4-Materialschicht 404, einen in der FR4-Materialsschicht 404 gebildeten Graben 406, Glasabschnitte 408 der FR4-Materialschicht 404, Epoxidabschnitte 410 der FR4-Materialschicht 404, ein gesteuertes Material 412, das in den Graben 406 eingebracht ist, eine Kupferschicht 414 und/oder einen FR4-Kern 416, der Glasbündelabschnitte 418 (zum Beispiel Er ~ 6) und Epoxidabschnitte 420 (zum Beispiel Er ~ 3) umfaßt. Nach einigen Ausführungsformen umfassen zusätzliche Abschnitte Übertragungsleitungen 452, eine FR4-Materialschicht 454, die Glasabschnitte 458 und Epoxidabschnitte 460 umfaßt, und eine Kupferschicht 464.
Nach einigen Ausführungsformen wird eine Verbindung 400 gebildet, indem der Graben 406 im FR4-Material 404 gebildet wird und der Graben 406 mit dem gesteuerten Material 412 gefüllt wird. Nach einigen Ausführungsformen wird der Graben 406 vor der Anbringung von Kupferleitern und/oder Übertragungsleitungen 402 nahe (zum Beispiel über) dem Graben 406, dem gesteuerten Material 412 und/oder dem FR4-Material 404 mit dem gesteuerten Material 412 gefüllt. Die Kupferleiter werden über dem gesteuerten Material 412 angebracht, nachdem dieses in den Graben 406 eingebracht wurde. Das Kupfer wird plattiert und/oder laminiert, um über dem Graben 406 Leiter 402 (zum Beispiel Differentialpaarübertragungsleitungen) zu bilden. Nach einigen Ausführungsformen wird der Graben 406 in einem gehärteten FR4-Material 404 gebildet. Nach einigen Ausführungsformen wird der Graben 406 aus dem FR4-Material gefräst. Nach einigen Ausführungsformen wird der Graben 406 aus dem FR4-Material 404 lasergeätzt. Nach einigen Ausführungsformen ist das gesteuerte Material 412, das in den Graben 406 eingebracht wird, ein verlustarmes und/oder homogenes Material. Nach einigen Ausführungsformen ist das gesteuerte Material 412, das in den Graben 406 eingebracht wird, ein verlustarmes und/oder homogenes dielektrisches Material.
Nach einigen Ausführungsformen wird an der Oberseite des gesteuerten Materials 412 eine Kupferfolie angebracht, sobald der Graben 406 erzeugt und das gesteuerte Material 412 eingebracht wurde. Die Kupferfolie wird dann geätzt und plattiert, um Signalleiter 402 (zum Beispiel Übertragungsleitungen) zu bilden, die zum Beispiel als Differentialpaar verwendet werden. Nach einigen Ausführungsformen ist das gesteuerte Material 412 ein Hochleistungsmaterial, wodurch ein lokalisiertes Hochleistungs-Differentialpaar von Übertragungsleitungen 402 bereitgestellt wird.
Nach einigen Ausführungsformen kann eine Vielfalt von Materialien zur Einbringung in einen Graben gewählt werden (zum Beispiel unterschiedliche Materialien für das gesteuerte Material 312 von 3 und/oder das gesteuerte Material 412 von 4) Nach einigen Ausführungsformen können abhängig von den gewünschten elektrischen Eigenschaften der Übertragungsleitung und/oder dem Differentialpaar unterschiedliche Materialien in einen Graben eingebracht werden.
Nach einigen Ausführungsformen beinhalten unterschiedliche beispielhafte Materialien, die in einen in einer FR4-Schicht gebildeten Graben eingebracht werden können, eines oder mehrere der folgenden Materialien, sind aber nicht auf diese beschränkt.
Nach einigen Ausführungsformen wird ein Epoxid in einen Graben eingebracht. Obwohl Epoxid verwendet wird, um FR4-Platinen herzustellen, ist es nicht immer notwendigerweise ein verlustarmes Material. Epoxid ist jedoch ein homogenes Material. Nach einigen Ausführungsformen ist es verhältnismäßig leicht und kostenwirksam, einen Graben für eine Hochgeschwindigkeitsübertragungsleitung herzustellen, der zum Beispiel mit Epoxid gefüllt ist, um ACCM-Auswirkungen zu beseitigen. Dies ist für Kanäle mit sehr hoher Frequenz, die eine Länge von weniger als ungefähr 6 Zoll aufweisen, besonders nützlich. Da die Länge gering ist, sind die Verluste weniger folgewirksam und wird das ACCM-Rauschen beschränkt.
Nach einigen Ausführungsformen wird Teflon in einen Graben eingebracht. Die Verlusttangente von Teflon beträgt 0,0004, was mehr als 40 Mal weniger verlustbehaftet als FR4 ist. Teflon ist homogen, weshalb es einen hervorragenden Hochgeschwindigkeitskanal erzeugt. Bei Verwendung von Teflon auf diese Weise sind sowohl die dielektrischen Verluste als auch das ACCM beinahe vernachlässigbar. Die Geschwindigkeit einer derartigen Übertragungsleitung wird daher nur durch Kupferverluste und Impedanzunstetigkeiten beschränkt.
Nach einigen Ausführungsformen wird Nylon in einen Graben eingebracht. Nylon ist ungefähr 40% weniger verlustbehaftet als FR4. Nylon kann auch dazu gebracht werden, daß es homogen ist.
Nach einigen Ausführungsformen werden feste Materialien wie etwa Keramik oder Aluminiumoxid in einen Graben eingebracht (obwohl mit dem Einbringen derartiger Materialien in einen FR4-Graben einige Schwierigkeiten verbunden sein können, können sie in einigen Ausführungsformen dennoch verwendet werden). Keramik ist ungefähr vier Mal weniger verlustbehaftet als FR4, und Keramik ist ein homogenes Material.
Nach einigen Ausführungsformen wird jedes beliebige verlustarme Material in einen Graben eingebracht. Nach einigen Ausführungsformen wird jedes beliebige Material, das einen Verlust aufweist, der geringer als ein Verlust des FR4-Materials ist, in einen Graben eingebracht.
Nach einigen Ausführungsformen kann die Nutzlebensdauer von Kupferverbindungen durch Verringern der dielektrischen Verluste und der nichthomogenen Natur des typischen FR4-Materials dramatisch erhöht werden.
Nach einigen Ausführungsformen werden zwei der Höchstgeschwindigkeitsbegrenzer von Kanälen, die auf gegenwärtigen FR4-Kanälen basieren, beseitigt (Materialverluste und nichthomogenes Material).
Nach einigen Ausführungsformen wird die Nutzlebensdauer von FR4 als bevorzugtes billiges Massenmaterial für die Platinen (zum Beispiel Hauptplatinen) herstellung erhöht. Obwohl mit einigen Ausführungsformen zusätzliche Kosten verbunden sein können, sind diese Kosten deutlich geringer als beim Verändern des Materials der gesamten Platine (zum Beispiel einer Hauptplatine, einer Tochterkarte und/oder anderer Platinen).
Nach einigen Ausführungsformen können in einem digitalen System Busse mit sehr hoher Geschwindigkeit (zum Beispiel, nach einigen Ausführungsformen, Speicherbusse und/oder Front-Side-Busse) ausgeführt werden. Die gegenwärtige Forschung zeigt, das ein gegenwärtig verwendetes FR4-Material bei der Gestaltung von Bussen mit hohen Übertragungsraten (zum Beispiel, in einigen Ausführungsformen, mehr als 8 bis 10 Gb/s) schwer zu verwenden sein wird. Da der Verlust und das ACCM zwei der Hauptleistungsbegrenzer am Verbindungskanal darstellen, und die Systemgeschwindigkeit gegenwärtig kanalbeschränkt ist, können nach einigen Ausführungsformen Computer dazu gebracht werden, schneller zu laufen. Nach einigen Ausführungsformen wird die Zwischenverbindungsgeschwindigkeit nach dem Mooreschen Gesetz ansteigen.
Nach einigen Ausführungsformen wird die Busleistung optimiert, während die Systemkosten minimiert werden. Die Industrie muß gegenwärtig mit der durch FR4 bereitgestellten Kostenstruktur leben. Doch nach einigen Ausführungsformen können Hauptplatinen aus Hochleistungsmaterialien hergestellt werden, um Datenraten, die benötigt werden, um mit der Prozessorgeschwindigkeit Schritt zu halten, besser zu unterstützen. Obwohl sich derartige Hochleistungsmaterialien als zu teuer für die Herstellung von Massen-Hauptplatinen erwiesen haben, wird nach einigen Ausführungsformen das alteingeführte billige FR4-Material mit zahlreichen Hochleistungsmaterialien vereinigt. Da das Hochleistungsmaterial nach einigen Ausführungsformen nur für ausgewählte Hochgeschwindigkeitszwischenverbindungen und nicht für die gesamte Platine verwendet werden kann, erzeugt eine derartige Integrierung die gewünschte Leistung bei geringeren Kosten.
Nach einigen Ausführungsformen, wie sie zum Beispiel in 3 und 4 veranschaulicht sind, umfaßt eine Platine eine Zwischenverbindung (300, 400) an einer Oberseite der Platine, die Übertragungsleitungen (402) umfaßt, welche sich in der Nähe eines gesteuerten Materials (312, 412) befinden, und eine Zwischenverbindung an einer Unterseite der Platine, die Übertragungsleitungen (352, 452) umfaßt, welche sich nicht in der Nähe eines gesteuerten Materials, sondern in der Nähe einer typischen FR4-Materialschicht (354, 454) befinden. Doch nach einigen Ausführungsformen umfaßt auch die Zwischenverbindung an der Unterseite der Platine ein gesteuertes Material, das dem in der Nähe der Übertragungsleitungen 352, 452 befindlichen gesteuerten Material 312 ähnlich ist (zum Beispiel in einem Graben, der in der Schicht 354, 454 gebildet ist). Auf diese Weise kann eine Platine nach einigen Ausführungsformen zwei Hochgeschwindigkeitszwischenverbindungen umfassen, eine an einer Oberseite der Platine und eine an der Unterseite der Platine. Auf eine ähnliche Weise umfaßt eine Platine nach einigen Ausführungsformen nur eine Zwischenverbindung (das heißt, eine Hochgeschwindigkeitszwischenverbindung).
Obwohl einige Ausführungsformen in Bezug auf bestimmte Ausführungen beschrieben wurden, sind nach einigen Ausführungsformen andere Ausführungen möglich. Zusätzlich muß die Anordnung und/oder Reihenfolge von Schaltungselementen oder anderen Merkmalen, die in den Zeichnungen veranschaulicht und/oder hierin beschrieben sind, nicht auf die bestimmte veranschaulichte und beschriebene Weise eingerichtet sein. Nach einigen Ausführungsformen sind viele andere Anordnungen möglich.
In jedem System, das in einer Figur gezeigt ist, können die Elemente in einigen Fällen jeweils ein gleiches Bezugszeichen oder ein unterschiedliches Bezugszeichen aufweisen, um anzudeuten, daß die dargestellten Elemente unterschiedlich und/oder ähnlich sein könnten. Doch ein Element kann ausreichend flexibel sein, um unterschiedliche Ausführungen aufzuweisen und mit einigen oder allen Systemen, die hierin gezeigt oder beschrieben sind, zu arbeiten. Die verschiedenen Elemente, die in den Figuren gezeigt sind, können gleich oder unterschiedlich sein. Welches davon als ein erstes Element bezeichnet wird, und welches ein zweites Element genannt wird, ist willkürlich.
In der Beschreibung und den Ansprüchen können die Ausdrücke „gekoppelt" und „verbunden" zusammen mit ihren Ableitungen verwendet werden. Es sollte sich verstehen, daß diese Ausdrücke nicht als Synonyme füreinander gedacht sind. Vielmehr kann in bestimmten Ausführungsformen „verbunden" verwendet werden, um anzuzeigen, daß sich zwei oder mehr Elemente in einem direkten physikalischen oder elektrischen Kontakt miteinander befinden. „Gekoppelt" kann bedeuten, daß sich zwei oder mehr Elemente in einem direkten physikalischen oder elektrischen Kontakt miteinander befinden. Doch „gekoppelt" kann auch bedeuten, daß sich zwei oder mehr Elemente nicht in einem direkten Kontakt miteinander befinden, aber dennoch miteinander zusammenarbeiten oder Wechselwirken.
Ein Algorithmus wird hier, und im Allgemeinen, als selbstbeständige Abfolge von Handlungen oder Tätigkeiten, die zu einem gewünschten Ergebnis führen, betrachtet. Diese umfassen physikalische Behandlungen von physikalischen Größen. Gewöhnlich, doch nicht notwendigerweise, nehmen diese Größen die Form von elektrischen oder magnetischen Signalen an, die fähig sind, gespeichert, übertragen, kombiniert, verglichen und auf andere Weise behandelt zu werden. Es hat sich zeitweise, hauptsächlich aus Gründen des üblichen Gebrauchs, als zweckdienlich erwiesen, diese Signale als Bits, Werte, Elemente, Symbole, Zeichen, Ausdrücke, Zahlen oder dergleichen zu bezeichnen. Es sollte sich jedoch verstehen, daß alle diese und ähnliche Ausdrücke mit den passenden physikalischen Größen verbunden werden müssen und lediglich bequeme Bezeichnungen sind, die diesen Größen verliehen wurden.
Einige Ausführungsformen können in einem oder einer Kombination aus Hardware, Firmware und Software ausgeführt werden. Einige Ausführungsformen können auch als Befehle, die auf einem maschinenlesbaren Medium gespeichert sind, und durch eine Rechenplattform gelesen und ausgeführt werden können, um die hierin beschriebenen Tätigkeiten durchzuführen, ausgeführt werden. Ein maschinenlesbares Medium kann jeden beliebigen Mechanismus zum Speichern oder Übertragen von Informationen in einer durch eine Maschine (z. B. einen Computer) lesbaren Form umfassen. Zum Beispiel kann ein maschinenlesbares Medium einen Nurlesespeicher (ROM); einen Direktzugriffsspeicher (RAM); ein Magnetplattenspeichermedium; ein optisches Speichermedium, Flash-Speichervorrichtungen; elektrische, optische, akustische oder andere Formen von verbreiteten Signalen (z. B. Trägerwellen, Infrarotsignale, digitale Signale, die Schnittstellen, die Signale senden und/oder empfangen, usw.) und anderes umfassen.
Eine Ausführungsform ist eine Ausführung oder ein Beispiel der Erfindungen. Eine Bezugnahme in der Beschreibung auf „eine Ausführungsform", „eine einzelne Ausführungsform", „einige Ausführungsformen" oder „andere Ausführungsformen" bedeutet, daß ein bestimmtes Merkmal, ein bestimmter Aufbau oder eine bestimmte Eigenschaft, das, der bzw. die in Verbindung mit den Ausführungsformen beschrieben wurde, in zumindest einigen Ausführungsformen, aber nicht notwendigerweise allen Ausführungsformen, der Erfindungen beinhaltet ist. Das verschiedentliche Auftreten von „einer Ausführungsform", „einer einzelnen Ausführungsform" oder „einigen Ausführungsformen" bezieht sich nicht notwendigerweise immer auf die gleichen Ausführungsformen.
In einer bestimmten Ausführungsform oder in bestimmten Ausführungsformen müssen nicht alle Bestandteile, Merkmale, Aufbauten, Eigenschaften usw., die hierein beschrieben und veranschaulicht sind, enthalten sein. Wenn die Beschreibung zum Beispiel angibt, daß ein Bestandteil, ein Merkmal, ein Aufbau oder eine Eigenschaft beinhaltet sein „darf", „dürfte", „kann" oder „könnte", muß dieser bestimmte Bestandteil, dieses bestimmte Merkmal, dieser bestimmte Aufbau oder diese bestimmte Eigenschaft nicht beinhaltet sein. Wenn sich die Beschreibung oder der Anspruch auf „ein" Element bezieht, bedeutet dies nicht, daß nur ein Stück dieses Elements vorhanden ist. Wenn sich die Beschreibung oder die Ansprüche auf „ein zusätzliches" Element beziehen, schließt dies nicht aus, daß mehr als ein Stück des zusätzlichen Elements vorhanden sind.
Obwohl Ablaufdiagramme und/oder Zustandsdiagramme verwendet worden sein können, um Ausführungsformen zu beschreiben, sind die Erfindungen nicht auf diese Diagramme oder auf die entsprechenden Beschreibungen hierin beschränkt. Zum Beispiel muß der Fluß nicht durch jedes veranschaulichte Kästchen oder jeden veranschaulichten Zustand, oder in genau der gleichen Reihenfolge wie hierin veranschaulicht und beschrieben, verlaufen.
Die Erfindungen sind nicht auf die hierin aufgelisteten bestimmten Einzelheiten beschränkt. Tatsächlich werden Fachleute, die über den Vorteil dieser Offenbarung verfügen, erkennen, daß innerhalb des Umfangs der vorliegenden Erfindungen viele andere Abänderungen von der vorhergehenden Beschreibung und den Zeichnungen vorgenommen werden können. Demgemäß sind es die folgenden Ansprüche einschließlich jeglicher Zusätze dazu, die den Umfang der Erfindungen definieren.
Zusammenfassung:
Eine Hochgeschwindigkeitszwischenverbindung umfaßt eine Schicht (404) aus einem FR4-Material, einen Graben (306) in der Schicht aus dem FR4-Material, und ein Paar von Übertragungsleitungen (402), die sich in der Nähe des Grabens befinden. Der Graben ist mit einem verlustarmen und/oder homogenen Material (412) gefüllt. Dies gestattet eine Minimierung der Signalverschlechterung, die durch Verluste und Wechselstrom-Gleichtaktrauschen verursacht wird.

Claims

Hochgeschwindigkeitszwischenverbindung, umfassend: eine Schicht aus einem FR4-Material; einen Graben in der Schicht aus dem FR4-Material, wobei der Graben mit einem homogenen Material gefüllt ist; ein Paar von Übertragungsleitungen, die sich in der Nähe des Grabens befinden.
Hochgeschwindigkeitszwischenverbindung nach Anspruch 1, wobei das homogene Material zumindest eines von einem Epoxid, Teflon, Nylon, Aluminiumoxid und Keramik ist.
Hochgeschwindigkeitszwischenverbindung nach Anspruch 1, wobei das homogene Material ein verlustarmes Material und/oder ein Material ist, das weniger verlustbehaftet als FR4 ist.
Hochgeschwindigkeitszwischenverbindung nach Anspruch 1, wobei das Paar von Übertragungsleitungen ein Differentialpaar von Übertragungsleitungen ist.
Hochgeschwindigkeitszwischenverbindung nach Anspruch 1, wobei die Hochgeschwindigkeitszwischenverbindung ein Bus, ein Speicherbus, und/oder ein Front-Side-Bus ist.
Hochgeschwindigkeitszwischenverbindung nach Anspruch 1, wobei sich das Paar von Übertragungsleitungen über dem Graben befindet.
Verfahren zum Bilden einer Hochgeschwindigkeitszwischenverbindung, umfassend: Erzeugen eines Grabens in einer Schicht aus einem FR4-Material; Einbringen eines homogenen Materials in den Graben; und Bilden eines Paars von Übertragungsleitungen in der Nähe des Grabens.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei der Graben in der Schicht aus dem FR4-Material durch Fräsen und/oder durch Laserätzen erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Paar von Übertragungsleitungen durch Ätzen gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das homogene Material zumindest eines von einem Epoxid, Teflon, Nylon, Aluminiumoxid und Keramik ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das homogene Material ein Material ist, das ein verlustarmes Material ist, und/oder ein Material ist, das weniger verlustbehaftet als FR4 ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Paar von Übertragungsleitungen ein Differentialpaar von Übertragungsleitungen ist.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Paar von Übertragungsleitungen über dem Graben gebildet ist.
System, umfassend: eine erste Vorrichtung; eine zweite Vorrichtung; und eine Hochgeschwindigkeitszwischenverbindung, um ein Signal zwischen der ersten Vorrichtung und der zweiten Vorrichtung zu verbreiten, wobei die Hochgeschwindigkeitszwischenverbindung Folgendes umfaßt: eine Schicht aus einem FR4-Material; einen Graben in der Schicht aus dem FR4-Material, wobei der Graben mit einem homogenen Material gefüllt ist; ein Paar von Übertragungsleitungen, die sich in der Nähe des Grabens befinden.
System nach Anspruch 14, wobei die erste Vorrichtung ein Prozessor und die zweite Vorrichtung ein Chipsatz ist.
System nach Anspruch 14, wobei die erste Vorrichtung ein Chipsatz und die zweite Vorrichtung ein Speicher ist.
System nach Anspruch 14, wobei die Hochgeschwindigkeitszwischenverbindung von einer Platine umfaßt ist.
System nach Anspruch 14, wobei sich die erste Vorrichtung und die zweite Vorrichtung auf der Platine befinden.
System nach Anspruch 14, wobei das homogene Material zumindest eines von einem Epoxid, Teflon, Nylon, Aluminiumoxid und Keramik ist.
System nach Anspruch 14, wobei das homogene Material ein verlustarmes Material und/oder ein Material ist, das weniger verlustbehaftet als FR4 ist.
System nach Anspruch 14, wobei das Paar von Übertragungsleitungen ein Differentialpaar von Übertragungsleitungen ist.
System nach Anspruch 14, wobei die Hochgeschwindigkeitszwischenverbindung ein Bus, ein Speicherbus, und/oder ein Front-Side-Bus ist.
System nach Anspruch 14, wobei sich das Paar von Übertragungsleitungen über dem Graben befindet.