DE112015006965T5 - Patch-auf-interposer paket mit drahtloser kommunikationsschnittstelle - Google Patents

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Abstract

Es wird ein Patch-auf-einem-Interposer- (PoINT) Paket mit einer drahtlosen Kommunikationsschnittstelle beschrieben. Einige Beispiele weisen auf einen Interposer, einen an dem Interposer angebrachten Haupt-Patch, einen an den Patch angebrachten integrierten Haupt-Schaltkreis-Die, einen an den Interposer angebrachten zweiten Patch, und einen Millimeterwellen-Funk-Die, der an dem zweiten Patch angebracht ist und durch den Interposer mit der integrierten Haupt-Schaltkreis-Die verbunden ist, um Daten zwischen dem Haupt-Die und einer externen Komponente zu kommunizieren.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung ist eine Teilfortsetzung der früheren internationalen Anmeldung mit der Serien-Nr. PCT/ US15/52463 , eingereicht am 25. September 2015, mit dem Titel „Microelectronic Package with Wireless Interconnect“, von Telesphor Kamgaing et al., deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme vollständig hierin aufgenommen wird und deren Priorität beansprucht wird.
  • GEBIET
  • Die vorliegende Beschreibung betrifft die Kommunikation zwischen integrierten Schaltkreis-Paketen, und insbesondere die Kommunikation unter Verwendung eines drahtlosen Funksendeempfängers.
  • HINTERGRUND
  • In Multi-CPU-Servern, Multi-CPU-Hochleistungscomputern, und anderen Multi-Chip-Systemen kann die direkte Kommunikation zwischen verschiedenen CPUs die Gesamtsystemleistung erheblich verbessern. Die direkte Kommunikation verringert den Kommunikationsaufwand und die Latenz. Dies gilt insbesondere für Verwendungsszenarien, in denen die Daten in gemeinsam genutzte Speicherpools geschrieben werden. Die direkte Kommunikation kann durch Hinzufügen eines Schalters oder einer Schaltmatrix auf der Systemplatine, die die CPUs trägt, erreicht werden.
  • Die Verbindungen zum Schalter können über die Systemplatine hergestellt werden. Dies erfordert, dass die Daten über die Sockel-Pins für gesockelte CPUs übertragen werden. Die Anzahl der Sockelverbindungen ist durch die Größe des Sockels begrenzt. Die Datenrate wird auch durch die Materialien und Schnittstellen zwischen der CPU, dem Sockel, und der Systemplatine begrenzt. Die Verbindungen zu dem Schalter können auch unter Verwendung von flexiblen oberseitigen Verbindungen hergestellt werden. Diese Anschlüsse verbinden einen Chip direkt mit einem dedizierten Kabel und meiden so den Sockel und die Systemplatine. Oberseitige Anschlüsse bieten höhere Datenraten, sind jedoch teurer. Darüber hinaus ist das Paket komplexer und die Montage des Pakets in einem System ist komplexer, da die Kabel platziert und verbunden werden müssen, nachdem alle Chips an ihrem Platz sind.
  • Figurenliste
  • Ausführungsformen sind beispielhaft und nicht einschränkend in den Figuren der beigefügten Zeichnungen dargestellt, in denen gleiche Bezugszeichen sich auf ähnliche Elemente beziehen.
    • 1 ist eine Draufsicht auf eine drahtlose Verbindung zur Chip-zu-Chip-Kommunikation auf einem Patch-auf-einem-Interposer Paket gemäß einer Ausführungsform.
    • 2 ist ein Querschnitts-Seitenansichts-Diagramm des Pakets von 1, das auf einem Sockel montiert ist, gemäß einer Ausführungsform.
    • 3 ist ein Blockdiagramm eines Funk-Chips und zugehöriger Komponenten gemäß einer Ausführungsform.
    • 4 ist eine Draufsicht auf ein Paket mit mehreren drahtlosen Verbindungen zur Chip-zu-Chip-Kommunikation gemäß einer Ausführungsform.
    • 5 ist ein Blockdiagramm eines Computersystems mit mehreren Hochgeschwindigkeitsschnittstellen gemäß einer Ausführungsform.
    • 6 ist ein Querschnitts-Seitenansichts-Diagramm einer alternativen drahtlosen Verbindung zur Chip-zu-Chip-Kommunikation auf einem Patch-auf-einem-Interposer Paket gemäß einer Ausführungsform.
    • 7 ist ein Querschnitts-Seitenansichts-Diagramm einer weiteren alternativen drahtlosen Verbindung zur Chip-zu-Chip-Kommunikation auf einem Patch-auf-einem-Interposer-Paket gemäß einer Ausführungsform.
    • 8 ist eine Draufsicht einer anderen alternativen drahtlosen Verbindung zur Chip-zu-Chip-Kommunikation auf einem Patch-auf-dem-Interposer Paket gemäß einer Ausführungsform.
    • 9 ist ein Querschnitts-Seitenansichts-Diagramm des Pakets von 8 gemäß einer Ausführungsform.
    • 10 ist ein Blockdiagramm einer Computervorrichtung, die drahtlose Schnittstellen gemäß einer Ausführungsform enthält.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • Wie hierin beschrieben, kann eine drahtlose Verbindung in einem Serverpaket mit PoINT (Patch-auf-einem-Interposer; Englisch: „Patch on Interposer“) -Architektur und ähnlichen Arten von Paketen integriert sein. Der Patch kann ein mehrschichtiges organisches Paketsubstrat sein, das ultradünne Aufbauschichten und fortschrittliche Substratentwurfsregeln verwendet. Die Entwurfsregeln können mit den neuesten Siliziumknoten kompatibel sein. Dies ermöglicht, dass Dies auf einem Patch mit einem feinen „C4-Bump-Pitch“ von einigen hundert bis weniger als 100 µm zusammengesetzt werden können. Der Patch ist auf einen Interposer angebracht. Der Interposer kann auch auf einer mehrschichtigen organischen Substrattechnologie basieren, jedoch zu viel geringeren Kosten mit geringerer Präzision. Die Interposer-Entwurfsregeln können zu niedrigeren Kosten denen von Leiterplatten ähnlicher sein. Der Interposer ist typischerweise unter Verwendung von Lötkugelgitteranordnungen mit dem Patch verbunden. In einigen Ausführungsformen kann der Patch ein N-Knoten-kompatibles Substrat sein, wohingegen der Interposer (N-M)-Knoten kompatibel ist, wobei M größer als oder gleich 1 ist.
  • Bei einem herkömmlicheren Server- und Mikroserver-Paket mit integriertem Schaltkreis kann eine drahtlose Verbindung am Rand des Pakets angeordnet sein. Dies minimiert Interferenzen mit Hindernissen, wie beispielsweise dem integrierten Wärmeverteiler („Integrated Heat Spreader“) (IHS) und dem Kühlkörper. Bei einem Paket bzw. Gehäuse mit PoINT-Architektur verwendet der Interposer, der als Trägersubstrat für den integrierten Schaltkreis-Die verwendet wird, typischerweise kostengünstigere und weniger präzise Materialien und Herstellungsprozesse. Infolgedessen sind die Fine-Pitch Sendeempfänger-Chips einer drahtlosen Verbindung schwierig an dem Interposer anzubringen.
  • Wie hier beschrieben, können zusätzliche Patches in der Nähe des Randes des Paketes angebracht werden, um einen drahtlosen Millimeterwellen-Verbindungs-Die zu stützen. Der Sendeempfänger-Die kann dann auf dem Patch montiert werden, und die Antenne kann entweder in dem Patch oder innerhalb des Interposers integriert werden.
  • Die kleinen Patches ermöglichen es, Millimeterwellen-Sendeempfänger-Dies an jeder gewünschten Stelle zu platzieren, ohne ein teureres oder präziseres Paketsubstrat zu verwenden. Dies ermöglicht die Kombination der Vorteile der geringeren Kosten des Interposers mit den vielen Vorteilen von paketmontierten drahtlosen Millimeterwellen-Verbindungen, einschließlich der Architekturflexibilität und der Rekonfiguration von Verbindungen. In einigen Ausführungsformen weist die im Interposer implementierte Antenne eine größere Bandbreite auf, als Folge der Dicke des Interposers im Vergleich zu teureren Paketsubstraten. Das Implementieren der Funkvorrichtung auf einem Patch verringert viele der potentiellen Kosten, die mit der Ermöglichung einer Fine-Pitch-Montage auf einem Interposer verbunden sein können.
  • 1 ist eine Draufsicht eines beispielhaften PoINT-Pakets, die drahtlose Verbindungen auf zwei gegenüberliegenden Seiten des Haupt-Dies zeigt. In dieser Ausführungsform ist der Haupt-Die ein Die einer zentralen Prozessoreinheit (CPU). Es können mehr oder weniger drahtlose Verbindungen vorhanden sein, und sie können an unterschiedlichen Positionen, einschließlich Positionen auf den anderen zwei Seiten des Interposers, platziert sein. Während auf den Seiten des Interposers Platz vorhanden ist, sind die Entwurfsregeln für den Interposer eines PoINT-Paketsubstrats zu grob, um die Anordnung eines Fine-Pitch Millimeterwellen-Funk-Dies unterzubringen.
  • Der integrierte Schaltkreis-Haupt-Die 114, in diesem Fall eine CPU (zentrale Prozessoreinheit), ist auf einem Patch 112 auf dem Interposer 102 in der Mitte des Pakets angeordnet. Ein ähnliches Paket kann für einen anderen Prozessortyp, einen Speicher-Die, oder eine Kommunikationsschnittstelle verwendet werden. Die Sendeempfänger-Dies 106-1 bis 106-5 und 110-1 bis 110-5 sind auf einem oder mehreren Patches 104, 108 angeordnet, die an den Rändern des Interposers angebracht sind. In einigen Ausführungsformen werden die Sendeempfänger-Dies zuerst an den jeweiligen Patches angebracht und dann auf dem Interposer montiert. Die Patches, die die Funkvorrichtungen tragen, sind in der Nähe des Randes des Interposers angebracht, um einen klareren Strahlungspfad zu einer nahegelegenen externen Komponente bereitzustellen. An den Rändern können die Patches auch außerhalb des Kühlkörpers 116 angebracht sein, um jegliche Auswirkungen zu vermeiden, die der Kühlkörper auf die Signalausbreitung haben könnte.
  • Die zusätzlichen kleinen Patches 104, 108 können konfiguriert sein, um einen einzelnen Die zu tragen, so dass mehrere Patches auf jeder Seite verwendet werden. Alternativ kann ein einzelner Patch mehrere Funk-Dies tragen, wie gezeigt wird. Das Patch-auf-dem-Interposer Paket-Konzept bietet Kosteneinsparungen durch die Verwendung von kostengünstigem Interposer-Material und einer kleinen Menge an Patch-Material. Dementsprechend können die Größe und die Positionen der Patches so gewählt werden, dass der Zusammenbau vereinfacht und die Kosten minimiert werden. Die Antennen für jeden Funk-Die können als Teil des entsprechenden Patches oder auf dem Interposer aufgebaut sein. Die gröbere Pitch-Struktur bzw. Teilungs-Struktur kann leicht hergestellt werden, um eine Antennenstruktur unterzubringen.
  • Zwei große Patches 104, 108 sind auf gegenüberliegenden Seiten der CPU und des Interposers zum Tragen aller Funk-Dies gezeigt. Dies wird als ein Beispiel bereitgestellt, und andere Konfigurationen sind in anderen Zeichnungen gezeigt. Verschiedene lineare und rechteckige Formen können verwendet werden. Alternativ kann ein „Ring-Patch“ verwendet sein, um noch mehr Funkvorrichtungen unterzubringen. Bei einem ringförmigen, bogenförmigen oder gekrümmten Patch können mehrere Funk-Dies auf dem Patch angebracht werden, die in unterschiedliche Richtungen weisen, und dann wird, wie bei den anderen Patches, der Patch auf dem Interposer angebracht.
  • Die Funk-Dies 106, 110 sind alle über Leiterbahnen 130, 132 auf der Oberseite des Interposers mit dem integrierten Schaltkreis-Die 114 verbunden. Während die Leiterbahnen auf der Oberseite gezeigt sind, können die Leiterbahnen auch, und alternativ, zu den inneren Metallschichten des Interposers geführt werden. Die meisten Leiterbahnen zwischen dem CPU-Patch und den Funk-Patches sind niederfrequente Signale, erfordern jedoch möglicherweise eine Impedanzsteuerung und Störfestigkeit vor externen Quellen. Aus diesem Grund können geerdete koplanare Wellenleiter für die Oberflächenführung verwendet werden. Führung bzw. Routing innerhalb des Patches und Interposer kann bessere Impedanz- und Rauschbedingungen haben. Strukturen, die Streifenleitungen ähnlich sind, können für kritische Führung innerhalb des CPU-Patches und der Interposer-Schichten verwendet werden.
  • Der Einfachheit halber sind die Leiterbahnen als eine einzelne Leitung zwischen dem Funk- und dem Haupt-Die gezeigt, jedoch wird es mehrere, typischerweise vier oder mehr, Leiterbahnen für jeden Funk-Die geben. Diese können kombiniert werden oder separat beibehalten werden. Diese können im Haupt-Die gemultiplext und dann durch die Funk-Dies getrennt werden. Die Leiterbahnen können sich auf der Oberseite oder auf einer unteren Schicht befinden, abhängig von der speziellen Implementierung. Wie gezeigt wird, sind die Leiterbahnen alle mit verschiedenen Pins des Haupt-Dies verbunden, sie können jedoch alle an demselben Pin verbunden sein, und der Haupt-Die-Patch 112 kann die Leitungen von den Interposer-Leiterbahnen zu dem Haupt-Die umleiten.
  • 2 ist eine Seitenansicht des Pakets von 1, in dem der Pakets-Interposer 102 an einem Sockel 120 montiert ist. Der Sockel ist an eine Hauptplatine oder Systemplatine 124 montiert. Wie gezeigt wird, hat der Kühlkörper 116 die Form eines integrierten Wärmeverteilers (IHS). Er ist mechanisch und elektrisch an der Oberseite des Dies 114 unter Verwendung eines thermischen Zwischenschichtmaterials angebracht. Er erstreckt sich auch von dem Die zu den zwei Funk-Dies 106, 110, so dass Wärme von der Funkvorrichtung auf den Kühlkörper verteilt wird. Während der Kühlkörper in Kontakt mit den Oberseiten der Funk-Dies ist, bleiben die Seiten der Funk-Dies unbedeckt. Bei Die-montierten Antennen ermöglicht dies, dass die Antennen nach außen zu anderen externen Komponenten abstrahlen. In ähnlicher Weise sind die Seiten der Patches freigelegt, so dass Patch-montierte Antennen in der Lage sind, nach außen zu strahlen.
  • Wie in dieser Seitenansicht gezeigt wird, sind die Funk-Die-Patches 104, 108 separat und getrennt von dem Haupt-Die-Patch 112 und nahe den Rändern des Interposers 102 platziert. Die Funk-Die-Patches stellen einen sicheren hochdichten Anbringungspunkt für die Funk-Dies bereit. Wie in 1 gezeigt wird, können auf jeder Seite mehrere Funkvorrichtungen vorhanden sein, um mit mehr als einer externen Komponente zu kommunizieren oder die Gesamtbandbreite oder Datenübertragungskapazität des Systems zu erhöhen. In diesem Beispiel weist das Paket auch eine Paketabdeckung 128 auf, die als ein Kühlkörper für den IHS und als eine Schutzabdeckung für die Dies und Patches wirkt. Die Abdeckung erstreckt sich über alle Komponenten um den Interposer herum und ruht auf Halterungen 122 auf der Hauptplatine. Die Abdeckung kann, wie gezeigt wird, Durchlässe bereitstellen, durch die die drahtlosen Sendeempfänger kommunizieren.
  • Die Funk-Dies können Antennen aufweisen, oder die Antennen können als separate Struktur auf oder in dem Patch oder Interposer bereitgestellt werden. Einige Ausführungsformen sind in den 6 und 7 gezeigt, jedoch ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. In dem vorliegenden Beispiel sind die Antennen in den Patches gebildet, die eine große Plattform bereitstellen und aus geeigneten Antennenmaterialien hergestellt sind. Die Funksignale laufen dann zu und von den Patches 104, 108 durch die Durchlässe in der Abdeckung. Die Durchlässe können Öffnungen oder ein Teil der Abdeckung sein, der aus einem anderen Material hergestellt ist. Alternativ kann die Abdeckung aus einem Material bestehen, das thermisch leitend, jedoch für Millimeterwellen-Funkwellen durchlässig ist. In einem solchen Fall ist keine Öffnung, Durchlass, oder Fenster erforderlich. In einer anderen Ausführungsform kann die Abdeckung aus einem leitenden Metall auf der Oberseite, um Wärme abzustrahlen, und einem anderen Material, das für Millimeterwellen-Funkwellen durchlässig ist, zum Tragen des Metallteils, bestehen.
  • Der Interposer ist eine dielektrische Struktur mit einer Anordnung von gestapelten Via-Strukturen als vertikale Zwischenverbindungs-Strukturen innerhalb des Interposers. Die vertikalen Vias stellen Verbindungen zwischen strukturierten horizontalen Metallschichten zwischen den Vias her. Oberseitenanschlüsse, wie beispielweise Lötkugeln zur Verbindung auf mittlerer Ebene (MLI) („Mid Level Interconnect“), werden zur Verbindung mit dem Patch verwendet, der über den MLI-Lötkugeln platziert ist. Eine Kugelgitteranordnung („Ball Grid Array“) (BGA), ein „Land Grid Array“ (LGA) oder eine ähnliche Struktur wird auf der gegenüberliegenden Seite verwendet, um den Interposer mit dem Sockel oder direkt mit der Hauptplatine zu verbinden. Die Patches können unterschiedliche Strukturen haben, um unterschiedlichen Anwendungen zu entsprechen. Für eine CPU haben die Patches einen typischerweise dünnen Kern (zum Beispiel etwa 400 µm dick) und unterstützen Führungs- („Routing“) (RTG) und Stromversorgungsfunktionen („power delivery“) (PD) für den Die, der sie trägt. Ein CPU-Patch kann auch Aufbau-Schichten mit integrierten Schaltkreis-Führungs-Schichten aufweisen, die sich zu etwa 20-30 µm addieren. Versteifungen und passive Bauelemente, wie beispielsweise Die-seitige Kondensatoren (DSC), können ebenfalls verwendet werden. Für Funkwellen-Sendeempfänger-Dies kann ein anderer Typ von Patch verwendet werden. Für den Betrieb bei Millimeterwellen- und Sub-THz-Frequenzen kann der gesamte Funk-Patch eine Dicke aufweisen, die irgendwo zwischen weniger als 200 µm und mehr als 600 µm variiert. Der Funk-Patch kann einen ultradünnen Kern (z. B. etwa 40-100 µm) und Aufbauschichten, die sich zu etwa 100 µm addieren, aufweisen. Für die CPU besteht der Patch typischerweise aus organischen Materialien, die bestimmte CPU-Leistungskriterien erfüllen. Bei mm-Wellen-Funkvorrichtungen sind die Leistungskriterien unterschiedlich und die Anforderungen sind geringer. Obwohl ein ähnliches organisches Substrat verwendet werden kann, ist es nicht notwendig. Stattdessen können andere Substrate, einschließlich anorganische Substrate, wie beispielsweise Glas, bei niedriger Temperatur gebranntes Keramikmaterial, usw., verwendet werden.
  • Die Patches werden unter Verwendung der MLI-Lötkugelverbinder unter Verwendung von z. B. thermischen Druckbonden (TCB) oder Lötrückfluss an dem Interposer angebracht. Alternativ kann Mini-Kugel- oder Oberflächenmontagetechnik verwendet werden. Die Patches haften auch an dem Die. Die Patches können Verdrahtungsschichten aufweisen, um die Die-Verbindungen mit gröberen Pitch bzw. gröberer Teilung neu zu verteilen. Die gröbere Teilung ist für das Interposer-Material besser geeignet. BGAs können als MLI zwischen einem CPU-Patch und dem Interposer verwendet werden. Für Funkvorrichtungen gibt es viel weniger Verbindungen, so dass die Verbindungen viel flacher sein können. Für einen flachen Übergang („shallow junction“) kann ein SGA (Lötgitteranordnung) verwendet werden.
  • 3 ist ein Blockdiagramm eines Beispiels einer Sendeempfänger- oder Funk-Chip-Systemarchitektur und von verbundenen Komponenten, die für die hierin beschriebene drahtlose Verbindung verwendet werden können. Der Sendeempfänger-Chip kann eine Vielzahl anderer Formen annehmen und kann, abhängig von der bestimmten Implementierung, zusätzliche Funktionen aufweisen. Dieser Funkvorrichtungsentwurf wird nur als ein Beispiel bereitgestellt. Der Funk-Chip 350 ist an dem Paketsubstrat 352 montiert, an das auch der primäre integrierte Schaltkreis-Die oder der Chip 202, 203 angebracht ist, wie in 1 gezeigt wird. Das Substrat 352 ist an der PCB oder der Hauptplatine angebracht. Das Funk-Paket kann einen lokalen Oszillator (LO) 302 oder eine Verbindung zu einem externen LO, und optional einen Schalter, der ermöglicht, dass die externe LO-Zuführung anstelle von oder zusätzlich zu dem internen LO verwendet wird, aufweisen. Das LO-Signal kann einen Verstärker und einen Multiplizierer, wie beispielsweise einen aktiven Doppler 308 und 0/90º-Quadraturhybriden 310 durchlassen, um einen Aufwärtswandler („upconverter“) und Mischer 314 anzusteuern. Die Patches sind in diesem Beispiel nicht gezeigt, um die anderen Einzelheiten nicht zu verdecken.
  • Die RX- (Empfangs-) Kette 320 kann eine Empfangsantenne 356 in dem Paket enthalten, die mit einem rauscharmen Verstärker (LNA) 322 und einer Breitband-Basisband- (BB) Verstärkerkette 324 mit Abwärtswandlern („downconverter“) 312 für die Analog-Digital-Wandlung gekoppelt ist. Die TX- (Sende-) Kette 340 kann eine digitale BB-Ansteuerungskette 342 zu den Aufwärtswandlern 314 und einen Leistungsverstärker (PA) 344 zur Sendeantenne 358 aufweisen. Es können mehrere Sende- und Empfangsketten gleichzeitig über mehrere Kanäle senden und empfangen. Die verschiedenen Kanäle können in Abhängigkeit von der bestimmten Implementierung auf unterschiedliche Art und Weisen kombiniert oder konsolidiert werden.
  • Die TX- und RX-Kette sind beide durch das Substrat mit der Antenne gekoppelt. Es kann eine einzige Antenne für TX und RX geben, oder es können separate RX- und TX-Antennen vorhanden sein, wie gezeigt wird. Die Antennen können so entworfen sein, dass sie unterschiedliche Strahlungsmuster haben, um für unterschiedliche drahtlose Verbindungen geeignet zu sein. Dies kann ermöglichen, dass der Chip mit mehreren Antennen an unterschiedlichen Orten auf der Hauptplatine kommuniziert. Ein schmales Strahlsende- und Empfangsmuster ermöglicht es, die Energie in einer einzigen Richtung für die Kommunikation mit nur einer anderen Vorrichtung zu konzentrieren.
  • 4 ist eine Draufsicht eines Beispiels einer Implementierung mehrerer drahtloser Verbindungen in einem einzelnen PoINT-Paket. In diesem Beispiel werden getrennte Antennen zum Senden und Empfangen verwendet, es ist jedoch auch möglich, die Antenne zwischen der Tx- und der Rx-Kette zu teilen. Die Antennengröße kann von 1,25 x 1,25 mm oder weniger bis 2,5 x 2,5 mm oder mehr variieren, abhängig von der Trägerfrequenz, der gewünschten Verstärkung, und dem Sendebereich.
  • Ein einzelner integrierter Schaltkreis-Chip oder Die 402 weist sowohl Verarbeitungs- als auch Basisbandsysteme auf und ist an einem Paket 404 montiert. Die Basisbandabschnitte des Chips sind über die auf dem Paket befindlichen Leiterbahnen 430 mit Funk-Chips oder Dies verbunden, die wiederum durch das Paket hindurch mit Antennen gekoppelt sind. In diesem Beispiel ist der integrierte Schaltkreis-Chip eine CPU für einen Mikroserver und ist rechteckig. Auf jeder der vier Seiten der CPU befinden sich Funk-Chips. Die Seiten, die in der Zeichnungsfigur oben, links und unten gezeigt sind, weisen jeweils eine Funkvorrichtung 424, 410, 420 auf, die mit einem jeweiligen Tx, Rx-Antennenpaar 426, 412, 422 gekoppelt ist. Die als rechte Seite gezeigte Seite zeigt jeweils fünf Funkvorrichtungen, die jeweils mit einem jeweiligen Antennenpaar verbunden sind. Die Anzahl von Funkvorrichtungen und Antennen auf jeder Seite kann basierend auf Kommunikationsratenanforderungen in jeder Richtung bestimmt werden.
  • Bei einem Microserver-Paket sind möglicherweise nur sehr wenige Hochgeschwindigkeitsverbindungen erforderlich. Eine einzelne Verbindung kann Datenraten von mehr als 40-80 Gb/s über eine Entfernung von einigen cm liefern. Die maximale Datenrate hängt von dem Modulationsschema ab. Die Datenrate kann für Übertragungsentfernungen von bis zu 50 cm immer noch in der Größenordnung von 5-10 Gb/s liegen.
  • Die 4 zeigt viele drahtlose Verbindungen, die auf der gleichen Seite eines Pakets implementiert sind. Dies ermöglicht es, die Gesamtdatenrate zu erhöhen. Alternativ können die Daten zu verschiedenen anderen Geräten gesendet werden, die in der gleichen allgemeinen Richtung liegen. Sowohl die Funk-Chips als auch die Antennen sind in Richtung des Randes des Pakets platziert, um Hindernisse in der Funkstrecke zu begrenzen, die von Kühlkörpern und Wärmeverteilern kommen können. Im Allgemeinen sind die Verluste für ein Kupferleiterbahn-Basisbandsignal viel niedriger als die Verluste durch die gleiche Kupferleiterbahn für ein HF (Funkfrequenz) -Signal. Infolgedessen können die Funk-Chips sehr nahe an der Antenne beibehalten werden. Dies begrenzt elektrische Signal- und Leistungsverluste aufgrund der HF-Führung durch das Substrat. Der Funk-Chip kann auf jede gewünschte Art und Weise auf dem Paket installiert sein und kann sogar eingebettet oder Teil des Substrats sein. Durch die Verwendung mehrerer Funkvorrichtungen können die mm-Wellen-Verbindungen auf dem Paket für Anwendungen mit hohen Datenraten skaliert werden. Dies kann in Systemen, wie beispielsweise Servern, und Medienaufzeichnungs-, Verarbeitungs- und Editiersystemen, nützlich sein. Wie gezeigt wird, können mehrere Verbindungen zusammengestellt werden, um Datenraten nahe bei einem Tb/s zu erreichen.
  • 5 ist ein Blockdiagramm eines Computersystems 500 mit mehreren Hochgeschwindigkeitsschnittstellen, die unter Verwendung der hier beschriebenen drahtlosen Verbindungen implementiert werden können. Das Computersystem kann als ein Server, ein Mikroserver, eine Workstation, oder eine andere Computervorrichtung implementiert sein. Das System weist zwei Prozessoren 504, 506 mit mehreren Prozessorkernen auf, obwohl, abhängig von der bestimmten Implementierung, mehr Prozessoren verwendet werden können. Die Prozessoren sind über eine geeignete Verbindung, wie beispielsweise die hier beschriebene drahtlose Verbindung, miteinander gekoppelt. Die Prozessoren sind jeweils mit einem jeweiligen DRAM („Dynamic Random Access Memory“) -Modul 508, 510 gekoppelt, unter Verwendung einer geeigneten Verbindung, wie beispielsweise der hier beschriebenen drahtlosen Verbindung. Die Prozessoren sind auch jeweils mit einer PCI- („Peripheral Component Interconnect“) Schnittstelle 512, 514 verbunden. Diese Verbindung kann auch verdrahtet oder drahtlos sein.
  • Die PCI-Schnittstellen ermöglichen Verbindungen mit einer Vielzahl von zusätzlichen Hochgeschwindigkeits-Komponenten, wie beispielsweise Grafikprozessoren 516 und anderen Hochgeschwindigkeits-E/A-Systemen zur Anzeige, Speicherung, und E/A. Der Grafikprozessor steuert eine Anzeige 518 an. Alternativ ist der Grafikprozessor ein Kern oder einen Die innerhalb eines oder beider der Prozessoren. Der Grafikprozessor kann auch über einen Chipsatz mit einer anderen Schnittstelle verbunden sein.
  • Die Prozessoren sind auch beide mit einen Chipsatz 502 gekoppelt, der einen einzigen Kontaktpunkt für viele andere Schnittstellen und Verbindungen bereitstellt. Die Verbindung zu dem Chipsatz kann auch verdrahtet oder drahtlos sein, wobei, abhängig von der Implementierung, einer oder beide der Prozessoren mit dem Chipsatz verbunden sein können. Wie gezeigt wird, kann ein Prozessor 504 eine drahtlose Verbindung zu einem oder mehreren Prozessoren 506, Speicher 508, peripheren Komponenten 512, und einem Chipsatz 502 haben. Diese Verbindungen können alle drahtlos sein, wie durch die mehreren Funkvorrichtungen und Antennen von 4 vorgeschlagen wird. Einige dieser Verbindungen können verdrahtet sein. Der Prozessor kann mehrere drahtlose Verbindungen zu dem anderen Prozessor haben. In ähnlicher Weise kann der Chipsatz 502 drahtlose Verbindungen zu einem oder mehreren der Prozessoren sowie zu den verschiedenen peripheren Schnittstellen, wie gezeigt, aufweisen.
  • Der Chipsatz ist mit der USB(„Universal Serial Bus“)-Schnittstelle 520 verbunden, die Anschlüsse für Verbindungen mit einer Vielzahl anderer Geräte, einschließlich einer Benutzerschnittstelle 534, bereitstellen kann. Der Chipsatz kann mit SATA(„Serial Advanced Technology Attachment“)-Schnittstellen 522, 524 verbunden sein, die Anschlüsse für den Massenspeicher 536 oder andere Geräte bereitstellen. Der Chipsatz kann mit anderen Hochgeschwindigkeitsschnittstellen verbunden sein, wie beispielsweise einer SAS(„Serial Attached Small Computer Serial Interface“)-Schnittstelle 526 mit Anschlüssen für zusätzlichen Massenspeicher 528, zusätzliche PCI-Schnittstellen 530, und Kommunikationsschnittstellen 532, wie beispielsweise Ethernet, oder beliebigen anderen verdrahteten oder drahtlosen Schnittstellen. Die beschriebenen Komponenten sind alle an einer oder mehreren Platinen und Karten montiert, um die beschriebenen Verbindungen bereitzustellen.
  • 6 ist ein Querschnitts-Seitenansichts-Diagramm einer alternativen Paketkonfiguration. In diesem Beispiel hat ein Patch-auf-dem-Interposer Paket Antennen auf den Funk-Patches. Ein Haupt-Die 614, wie beispielsweise eine CPU, ein Speicher, eine Kommunikations- oder Datenschnittstelle, oder ein anderer Typ von Die, ist an einem Patch 612 angebracht, der mit einem Interposer 602 gekoppelt ist. Der Interposer ist an einem Sockel 620 montiert, der an einer Hauptplatine 624 oder einer anderen Systemplatine montiert ist. Jede Seite des Interposers weist einen oder mehrere spezielle kleine Patches 604, 608 auf, von denen nur einer auf jeder Seite gezeigt ist. Die Funk-Dies 606, 610 sind jeweils an einem entsprechenden Patch angebracht, um Millimeterwellenkommunikationen zu anderen Paketen auf der gleichen Platine oder einer anderen nahegelegenen Platine oder sogar zu einem Schalter bereitzustellen, um zu einem anderen Ort geführt zu werden.
  • In einem Beispiel ist der Funk-Die 610, wie in den zuvor beschriebenen Beispielen, auf der Oberseite des Patches 608 montiert. In einem solchen Fall gibt es Leiterbahnen von dem Haupt-Die 614, durch den Haupt-Patch 612, über den Interposer, um über den Funk-Patch eine elektrische Verbindung mit dem Funk-Die herzustellen. Die Leiterbahnen und die Verbindungen durch die Patches tragen Daten und können auch Steuersignale zwischen dem Haupt-Die und dem Funk-Die tragen. Der Funk-Die ist mit einer Antenne 630 gekoppelt, um die Datensignale über Millimeterwellen zu der geeigneten externen Komponente zu leiten. Die Antenne ist in diesem Fall innerhalb der Schichten des Patches gebildet. Dies kann durch Bilden geeigneter Metallformen in den Metallschichten des Patches und zwischen dielektrischen Schichten erfolgen. Irgendeine aus einer Vielzahl von unterschiedlichen Antennenformen kann durch Steuern der Formen der Metallschichten gebildet werden.
  • In dem anderen Beispiel befindet sich der Funk-Die 606 auf der Unterseite des Patches 604. Auf der Unterseite des Patches ist eine Vertiefung gebildet, die groß genug ist, dass der Funk-Die in die Vertiefung passt. Aufgrund der Vertiefung beeinträchtigt der Funk-Die die Lötkugelverbindung zwischen dem Patch und dem Interposer nicht. Dieses Beispiel stellt dar, dass der Funk-Die an verschiedenen Positionen auf dem Patch platziert werden kann, um andere Komponenten aufzunehmen. In diesem Fall ermöglicht das Verschieben des Dies zu der unteren Seite des Patches, dass eine Antenne 632 an der Oberseite des Patches montiert werden kann. Der Funk-Die und die Antenne können durch die Metallschichten des Patches verbunden sein. Von der Oberseite des Funk-Patches aus kann die Antenne mit externen Komponenten kommunizieren und jegliche Hindernisse vermeiden, die durch den Sockel oder andere in der Nähe befindliche Vorrichtungen auf der Hauptplatine verursacht werden können.
  • Wie gezeigt wird, sind die drahtlosen Verbindungen 606, 610, 630, 632 vollständig auf den jeweiligen Patches 606, 608 integriert. Sowohl die Funk-Dies als auch die Antennen der Funksendeempfänger befinden sich auf dem gleichen Patch oder Substrat.
  • In dem dargestellten Beispiel gibt es keine Abdeckung, jedoch sind Kühlkörperhalterungen 622 gezeigt. Diese werden verwendet, um den Kühlkörper über dem Paket und dem Sockel zu halten, wenn der Kühlkörper installiert ist. Da die Antennen auch von dem Kühlkörper bedeckt sind, können Öffnungen oder Fenster in dem Kühlkörper vorgesehen sein, damit Millimeterwellensignale durch den Kühlkörper durchgehen können.
  • 7 ist ein Querschnitts-Seitenansichts-Diagramm einer weiteren alternativen Paketkonfiguration. In diesem Beispiel wird die Integration zwischen dem Patch 644, 648 und dem Interposer 642 aufgeteilt. Die Fine-Pitch Funk-Dies 646, 650 werden auf dem jeweiligen Patch zusammengesetzt, während die Antennen 670, 672 auf dem Interposer implementiert werden. Wie in dem obigen Beispiel wird die Antenne unter Verwendung von Metallschichten gebildet, die innerhalb des Substratstapels eingebettet sind. Die Herstellungsvorgänge sind ähnlich zu denen zur Herstellung eines PoINT-Pakets mit einem Einzel-CPU-Die, mit der Ausnahme, dass mehrere Funk-Patches mit vormontierten Funk-Dies gleichzeitig mit dem CPU-Patch auf dem Interposer angebracht sind.
  • Das PoINT-Paket weist einen Haupt-Die 654 auf, der auf einem Patch 652 montiert ist, der auf dem Interposer 642 montiert ist. Der Interposer weist auch die Funk-Die -Patches 644, 648 mit entsprechenden angeschlossenen Funk-Dies 646, 650 auf. In diesem Beispiel sind die Funk-Dies an den Oberseiten der Funk-Patches angebracht, wie in dem vorherigen Beispiel, jedoch können die Funk-Dies in vielen anderen Positionen auf dem Patch angebracht sein, abhängig von den speziellen Bedürfnissen für das System.
  • In diesem Beispiel sind die Antennen 670, 672 für beide Funkvorrichtungen in den Schichten des Interposers und nicht in oder auf dem Patch gebildet. Die grobe Teilung des Interposers ist für Millimeterwellen-Funkantennen gut geeignet. Die Funk-Dies können mit der jeweiligen Antenne über den Patch und durch die Lötkugelverbindung mit dem Interposer gekoppelt sein. Obwohl die Antennen so gezeigt sind, dass sie sich direkt unter dem jeweiligen Funk-Die befinden, können die Metallschichten des Interposers verwendet werden, um die Datensignale von dem Funk-Die an einen anderen Ort zu senden. Unter Verwendung des Interposers kann jede Antenne zu irgendeinem geeigneten Ort verschoben werden, der benachbart oder beabstandet von dem Ort der Antenne sein kann.
  • 7 zeigt auch den Kühlkörper 668, der über das Paket als Abdeckung angebracht ist und an den Kühlkörperbefestigungen 662 angebracht ist. Wie gezeigt wird, bedeckt dies die Funkvorrichtungen und Antennen, aber der Kühlkörper kann dazu angepasst sein, um eine Millimeterwellenübertragung durch den Kühlkörper zu ermöglichen.
  • 8 ist eine Draufsicht eines alternativen CPU-Pakets ohne Abdeckung. Das Paket weist einen Interposer 704 auf. Eine CPU 708 ist mit einem zentralen CPU-Patch 706 verbunden, der seinerseits nahe der Mitte des Interposers angebracht ist. Ein Satz von Funkvorrichtungen 712 ist an vielen verschiedenen Positionen um ein Ring-Patch 710 herum angebracht. Der Ring-Patch ist an dem Interposer um den CPU-Patch herum angebracht. Der Ring-Patch bildet einen Ring oder ein Gehäuse und umgibt den CPU-Patch. Obwohl gezeigt wird, dass der Ring-Patch den Haupt-CPU-Patch auf allen vier Seiten des Interposers vollständig umgibt, kann der Ring-Patch den Haupt-Patch nur an zwei oder drei Seiten umgeben und sich möglicherweise nicht über eine gesamte Seite des Interposers erstrecken.
  • Der Ring-Patch ist wie die anderen hier beschriebenen Funk-Patches so gezeigt, dass er nahe dem Rand oder an der Peripherie des Interposers angeordnet ist. Dies ermöglicht einen klareren Pfad von dem Paket zu externen Komponenten. Es wurde festgestellt, dass die Funkkanalleistung besser ist, wenn die Funkvorrichtung in der Nähe des Randes des Pakets ist und die Funkvorrichtung in der Nähe der Antenne ist, jedoch wird die beste Platzierung für die Funkvorrichtung und für die Antenne von den mechanischen Eigenschaften des Pakets und der Antenne und der beabsichtigten Ausbreitungsrichtung für die Funksignale abhängen. Wenn die Antennen in oder auf dem Patch gebildet werden, gibt es einen signifikanten Vorteil, den Patch in der Nähe des Randes des Pakets und jenseits jedes Kühlkörpers oder Abdeckung zu platzieren. Wenn die Antennen in dem Interposer gebildet werden, gibt es immer noch einen Vorteil, die Patches in der Nähe der Antenne zu platzieren, aber die Funkvorrichtung kann weiter von dem Rand des Interposers entfernt sein.
  • 9 ist eine seitliche Querschnittsansicht des gleichen Pakets. In dieser Ansicht hat der Interposer 704 eine zentrale Versteifung oder einen Kern 726, der die Struktur des Pakets bildet. Der Ring-Patch 710 erstreckt sich um den gesamten Außenrand des Interposers und trägt mehrere Funkvorrichtungen 712 an unterschiedlichen Orten. Dies kann verwendet werden, um den Funkvorrichtungen zu ermöglichen, besser mit anderen Komponenten an unterschiedlichen Positionen um den Interposer herum zu kommunizieren. Die Funkvorrichtungen sind an den Ring-Patches mit einer kostengünstigen Anbringung 738 mit kleiner Teilung, wie beispielsweise einer Lötgitteranordnung, angebracht. Der Funk- oder Ring-Patch kann mit einem ähnlichen SGA 736 an dem Interposer angebracht sein. Die zentrale CPU 708 kann mit einem System mit feinerer Teilung und höherer thermischer Spannung 740 verbunden sein. Der CPU-Patch kann dann an dem Interposer mit einer Anordnung mit kleinerer Teilung, wie beispielsweise einer Kugelgitteranordnung 734, angebracht sein. Der Interposer ist so gezeigt, dass er extern mit einer anderen BGA 730 verbunden ist, obwohl für jede dieser Verbindungen auch andere Anbringungen verwendet werden können.
  • Wie gezeigt wird, hat der Ring-Patch zahlreiche Verdrahtungsschichten 720, um die Funkvorrichtung mit Antennen zu verbinden und Funkvorrichtungen mit der CPU zu verbinden. Ähnlich weist der Interposer Verdrahtungsschichten 724 über dem Kern 726 auf, um die Funkvorrichtungen mit der CPU zu verbinden. Verdrahtungsschichten 722 unter dem Kern können verwendet werden, um die CPU mit der externen BGA 730 oder einem anderen Verbinder zu verbinden. Die Verdrahtungsschichten über und unter dem Kern können unter Verwendung von Vias (nicht gezeigt) oder irgendeiner anderen gewünschten Struktur miteinander verbunden sein. Der CPU-Patch weist in ähnlicher Weise mehrere Verdrahtungsschichten (nicht gezeigt) auf, um die vielen CPU-Verbindungen wie gewünscht zu führen. Die Verdrahtungsschichten, Verbindungsanordnungen und andere Merkmale können auch ein Teil von irgendeiner der anderen hier beschriebenen Ausführungsformen sein. Die Patches können aus unterschiedlichen Materialien mit unterschiedlichen Abmessungen, wie oben erwähnt, bestehen. Obwohl nur rechteckige Patches gezeigt wurden, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt, und die Patches können angepasst sein, um für unterschiedliche Formfaktoren, Funkübertragungseigenschaften, und Funktionen geeignet zu sein.
  • 10 zeigt eine Computervorrichtung 100 gemäß einer anderen Implementierung. Die Computervorrichtung 100 beherbergt eine Platine 2. Die Platine 2 kann eine Anzahl von Komponenten aufweisen, einschließlich, jedoch nicht beschränkt auf, einen Prozessor 4 und mindestens einen Kommunikationschip 6. Der Prozessor 4 ist physisch und elektrisch mit der Platine 2 gekoppelt. In einigen Implementierungen ist der mindestens eine Kommunikationschip 6 auch physikalisch und elektrisch mit der Platine 2 gekoppelt. Bei weiteren Implementierungen ist der Kommunikationschip 6 Teil des Prozessors 4.
  • In Abhängigkeit von ihren Anwendungen kann die Computervorrichtung 11 andere Komponenten aufweisen, die physisch und elektrisch mit der Platine 2 gekoppelt sein können oder nicht. Diese anderen Komponenten weisen auf, sind aber nicht beschränkt auf, einen flüchtigen Speicher (z. B. DRAM) 8, nichtflüchtigen Speicher (z. B. ROM) 9, Flash-Speicher (nicht gezeigt), einen Grafikprozessor 12, einen digitalen Signalprozessor (nicht gezeigt), einen Krypto-Prozessor (nicht gezeigt), einen Chipsatz 14, eine Antenne 16, eine Anzeige 18, wie beispielsweise eine Touchscreen-Anzeige, einen Touchscreen-Controller 20, eine Batterie 22, einen Audio-Codec (nicht gezeigt), einen Video-Codec (nicht gezeigt), einen Leistungsverstärker 24, ein GPS-Gerät 26, einen Kompass 28, einen Beschleunigungsmesser (nicht gezeigt), ein Gyroskop (nicht gezeigt), einen Lautsprecher 30, eine Kamera 32, und eine Massenspeichervorrichtung (wie beispielsweise ein Festplattenlaufwerk) 10, eine Compact-Disk (CD) (nicht gezeigt), eine Digital-Versatile-Disk (DVD) (nicht gezeigt), und so weiter. Diese Komponenten können mit der Systemplatine 2 verbunden sein, an der Systemplatine montiert sein, oder mit einer der anderen Komponenten kombiniert werden.
  • Der Kommunikationschip 6 ermöglicht drahtlose und/oder drahtgebundene Kommunikation für die Übertragung von Daten zu und von der Computervorrichtung 11. Der Begriff „drahtlos“ und seine Ableitungen können verwendet werden, um Schaltungen, Vorrichtungen, Systeme, Verfahren, Techniken, Kommunikationskanäle usw. zu beschreiben, die Daten durch die Verwendung modulierter elektromagnetischer Strahlung durch ein nicht festes Medium übertragen können. Der Ausdruck impliziert nicht, dass die zugehörigen Vorrichtungen keine Drähte enthalten, obwohl dies bei einigen Ausführungsformen der Fall ist. Der Kommunikationschip 6 kann einen von einer Anzahl von drahtlosen oder verdrahteten Standards oder Protokollen implementieren, einschließlich, aber nicht beschränkt auf Wi-Fi (IEEE 802.11 -Familie), WiMAX (IEEE 802.16-Familie), IEEE 802.20, „Long Term Evolution“ (LTE), Ev-DO, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPRS, CDMA, TDMA, DECT, Bluetooth, Ethernet-Derivate davon, sowie alle anderen drahtlosen und verdrahteten Protokolle, die als 3G, 4G, 5G und darüber bezeichnet werden. Die Computervorrichtung 11 kann mehrere Kommunikationschips 6 aufweisen. Zum Beispiel kann ein erster Kommunikationschip 6 zur drahtlosen Kommunikation mit kürzerer Reichweite bestimmt sein, wie beispielsweise Wi-Fi und Bluetooth, und ein zweiter Kommunikationschip 6 kann zur drahtlosen Kommunikation mit größerer Reichweite bestimmt sein, wie beispielsweise GPS, EDGE, GPRS, CDMA, WiMAX, LTE, Ev-DO, und andere.
  • In einigen Implementierungen können eine oder mehrere der Komponenten angepasst sein, um die hierin beschriebene drahtlose Verbindung zu verwenden. Die Merkmale des Systems von Figur 12 können an die von 7 angepasst sein und umgekehrt. Zum Beispiel kann das System von 12 mehrere Prozessoren tragen. Das System von 7 kann eine oder mehrere der in 12 gezeigten Peripherievorrichtungen aufweisen. Der Begriff „Prozessor“ kann sich auf eine Vorrichtung oder einen Teil einer Vorrichtung beziehen, die elektronische Daten aus Registern und/oder einem Speicher verarbeitet, um diese elektronischen Daten in andere elektronische Daten umzuwandeln, die in Registern und/oder Speichern gespeichert werden können.
  • In verschiedenen Implementierungen kann die Computervorrichtung 11 ein Laptop, ein Netbook, ein Notebook, ein Ultrabook, ein Smartphone, ein Tablet, ein persönlicher digitaler Assistent (PDA), ein Ultra-Mobile-PC, ein Mobiltelefon, ein Desktop-Computer, ein Server, ein Drucker, ein Scanner, ein Monitor, eine Set-Top-Box, eine Unterhaltungssteuereinheit, eine Digitalkamera, ein tragbarer Musikspieler, oder ein digitaler Videorekorder sein. In weiteren Implementierungen kann die Computervorrichtung 11 eine beliebige andere elektronische Vorrichtung sein, das Daten verarbeitet, einschließlich einer tragbaren Vorrichtung.
  • Ausführungsformen können als ein Teil von einem oder mehreren Speicherchips, Controllern, CPUs (zentrale Prozessoreinheit), Mikrochips, oder integrierten Schaltkreisen implementiert sein, die unter Verwendung einer Hauptplatine, eines anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreises (ASIC) und/oder einer feldprogrammierbaren Gatteranordnung (FPGA) miteinander verbunden sind.
  • Bezugnahmen auf „Ausführungsform“, „eine Ausführungsform“, „beispielhafte Ausführungsform“, „verschiedene Ausführungsformen“ usw. weisen darauf hin, dass die so beschriebene Ausführungsform bestimmte Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften aufweisen kann, aber nicht jede Ausführungsform weist notwendigerweise die besonderen Merkmale, Strukturen oder Eigenschaften auf. Ferner können einige Ausführungsformen einige, alle oder keines der Merkmale aufweisen, die für andere Ausführungsformen beschrieben sind.
  • In der folgenden Beschreibung und den Ansprüchen kann der Ausdruck „gekoppelt“ zusammen mit seinen Derivaten verwendet werden. „Gekoppelt“ wird verwendet, um darauf hinzuweisen, dass zwei oder mehr Elemente miteinander kooperieren oder interagieren, aber sie können dazwischenliegende physikalische oder elektrische Komponenten haben oder nicht.
  • Wie in den Ansprüchen verwendet, weist die Verwendung der Ordinaladjektive „erster“, „zweiter“, „dritter“ usw. zur Beschreibung eines gemeinsamen Elements, wenn nicht anders spezifiziert, lediglich darauf hin, dass auf unterschiedliche Instanzen von ähnlichen Elementen Bezug genommen wird, und soll nicht implizieren, dass die so beschriebenen Elemente in einer bestimmten Reihenfolge, entweder zeitlich, räumlich, der Rangfolge nach, oder auf irgendeine andere Weise, sein müssen.
  • Die Zeichnungen und die vorhergehende Beschreibung geben Beispiele von Ausführungsformen. Der Fachmann wird erkennen, dass eines oder mehrere der beschriebenen Elemente gut zu einem einzelnen funktionalen Element kombiniert sein können. Alternativ können bestimmte Elemente in mehrere funktionale Elemente aufgeteilt sein. Elemente von einer Ausführungsform können zu einer anderen Ausführungsform hinzugefügt werden. Zum Beispiel können Reihenfolgen von Prozessen, die hierin beschrieben sind, geändert werden, und sind nicht auf die hierin beschriebene Art und Weise beschränkt. Darüber hinaus müssen die Handlungen eines Flussdiagramms nicht in der gezeigten Reihenfolge implementiert werden; noch müssen alle Handlungen notwendigerweise durchgeführt werden. Auch können solche Handlungen, die nicht von anderen Handlungen abhängig sind, parallel zu den anderen Handlungen durchgeführt werden. Der Umfang der Ausführungsformen ist keineswegs auf diese spezifischen Beispiele beschränkt. Zahlreiche Variationen, ob explizit in der Beschreibung angegeben oder nicht, wie beispielsweise Unterschiede in der Struktur, Abmessung, und bei der Verwendung von Material, sind möglich. Der Umfang der Ausführungsformen ist mindestens so breit wie in den folgenden Ansprüchen angegeben.
  • Die folgenden Beispiele betreffen weitere Ausführungsformen. Die verschiedenen Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen können verschiedenartig mit einigen enthaltenen Merkmalen kombiniert werden, und andere können ausgeschlossen werden, um für eine Vielzahl von unterschiedlichen Anwendungen geeignet zu sein. Einige Ausführungsformen betreffen ein integriertes Schaltkreis-Die-Paket, das einen Interposer, einen an dem Interposer angebrachten Haupt-Patch, einen an dem Patch angebrachten integrierten Haupt-Schaltkreis-Die, einen an dem Interposer angebrachten zweiten Patch, und einen Millimeterwellen-Funk-Die, der an den zweiten Patch angebracht ist und durch den Interposer mit dem integrierten Haupt-Schaltkreis gekoppelt ist, um Daten zwischen dem Haupt-Die und einer externen Komponente zu kommunizieren.
  • In einigen Ausführungsformen befindet sich der zweite Patch in der Nähe eines Randes des Interposers.
  • Weitere Ausführungsformen weisen eine Antenne auf dem Patch auf, die mit dem Funk-Die gekoppelt ist, um Millimeterwellensignale zu senden und zu empfangen.
  • Weitere Ausführungsformen weisen eine Antenne auf dem Interposer auf, die mit dem Funk-Die gekoppelt ist, um Millimeterwellensignale zu senden und zu empfangen.
  • Weitere Ausführungsformen weisen mehrere Millimeterwellen-Funkvorrichtungen auf, die an dem zweiten Pfad angebracht sind, um Daten zwischen dem Haupt-Die und der externen Komponente zu kommunizieren.
  • In einigen Ausführungsformen ist der Funk-Die über Leiterbahnen auf dem Interposer mit dem Haupt-Die verbunden.
  • Weitere Ausführungsformen weisen einen dritten Patch auf, der an dem Interposer angebracht ist, auf einer Seite des Interposers gegenüber dem zweiten Patch, und eine zweite Millimeterwellen-Funkvorrichtung, die an dem dritten Patch angebracht ist, um Daten zwischen dem Haupt-Die und einer anderen externen Komponente zu kommunizieren.
  • Weitere Ausführungsformen weisen einen Wärmeverteiler über dem Haupt-Die und dem Funk-Die auf, um Wärme von dem Haupt-Die und dem Funk-Die zu verteilen.
  • In einigen Ausführungsformen weist der Funk-Patch einen ultradünnen Kern von weniger als 100 µm und aufgebaut Schichten auf, die sich zu weniger als 100 µm addieren.
  • In einigen Ausführungsformen ist der Funk-Patch aus einem anorganischen Substrat gebildet.
  • In einigen Ausführungsformen ist der Haupt-Patch aus einem organischen Substratmaterial gebildet.
  • In einigen Ausführungsformen werden eine Kugelgitteranordnung und eine Zwischenverbindung auf mittlerer Ebene verwendet, um den Haupt-Patch an den Interposer anzubringen, und eine Lötgitteranordnung wird als Zwischenverbindung auf mittlerer Ebene verwendet, um den zweiten Patch an den Interposer anzubringen.
  • In einigen Ausführungsformen ist der zweite Patch mit einer flachen Verbindung an dem Interposer angebracht.
  • In einigen Ausführungsformen umgibt der zweite Patch den Haupt-Patch auf mindestens zwei Seiten des Interposers.
  • Einige Ausführungsformen betreffen ein Computersystem, das eine Systemplatine, eine zentrale Prozessoreinheit (CPU), einen Interposer als ein Paketsubstrat, der auf der Systemplatine angebracht ist, um die CPU zu tragen, wobei die CPU an einem am Interposer angebrachten Patch montiert ist, wobei das Paketsubstrat leitende Verbinder zum Verbinden der CPU mit externen Komponenten aufweist, eine Millimeterwellen-Funkvorrichtung, an einem Funk-Patch montiert, der an dem Interposer angebracht ist, die durch den Interposer mit der CPU gekoppelt ist, um die Daten auf einen Träger zu modulieren und die modulierten Daten an eine externe Komponente zu kommunizieren, und einen von der Systemplatine getragen Chipsatz, der durch die Systemplatine durch das Paket mit der integrierten Schaltkreis-Chip gekoppelt ist.
  • Weitere Ausführungsformen weisen eine zweite zentrale Prozessoreinheit (CPU), einen zweiten Interposer als ein auf der Systemplatine montiertes Paketsubstrat zum Tragen der zweiten CPU auf einem Patch, und eine zweite Millimeterwellen-Funkvorrichtung auf, an einem zweiten Funk-Patch montiert, der an dem zweiten Interposer angebracht ist, die über den Interposer an die CPU gekoppelt ist, um die Daten auf einen Träger zu modulieren und die modulierten Daten an die erste Millimeterwellen-Funkvorrichtung zu kommunizieren.
  • Weitere Ausführungsformen weisen eine Antenne auf, die in dem Funk-Patch gebildet ist und über den Patch mit dem Funkgerät gekoppelt ist.
  • Einige Ausführungsformen betreffen eine Vorrichtung, die einen Interposer, einen organisches Mehrschicht-Patch, der an einem zentralen Bereich des Interposers angebracht ist, eine zentrale Prozessoreinheit, die an dem organischen Patch angebracht ist, einen anorganisches Mehrschicht -Patch, der an einem Rand des Interposers angebracht ist, und mehrere Millimeterwellen-Funk-Dies, die an dem anorganischen Patch angebracht sind, aufweist.
  • Weitere Ausführungsformen weisen Leiterbahnen durch den Interposer auf, um die zentrale Prozessoreinheit mit den Funk-Dies zu verbinden.
  • Weitere Ausführungsformen weisen mehrere Antennen in dem Interposer auf, die jeweils durch den anorganischen Patch mit einem jeweiligen Funk-Die gekoppelt sind.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 15/52463 [0001]

Claims (21)

  1. Integriertes Schaltkreis-Die-Paket, umfassend: einen Interposer; einen Haupt-Patch, der an den Interposer angebracht ist; einen integrierten Haupt-Schaltkreis-Die, der an dem Patch angebracht ist; einen zweiten Patch, der an den Interposer angebracht ist; und einen Millimeterwellen-Funk-Die, der an dem zweiten Patch angebracht ist und über den Interposer mit dem integrierten Haupt-Schaltkreis-Die gekoppelt ist, um Daten zwischen dem Haupt-Die und einer externen Komponente zu kommunizieren.
  2. Paket nach Anspruch 1, wobei sich der zweite Patch in der Nähe eines Randes des Interposers befindet.
  3. Paket nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend eine Antenne auf dem Patch, die mit dem Funk-Die gekoppelt ist, um Millimeterwellensignale zu senden und zu empfangen.
  4. Paket nach Anspruch 1, 2 oder 3, ferner aufweisend eine Antenne auf dem Interposer, die mit dem Funk-Die gekoppelt ist, um Millimeterwellensignale zu senden und zu empfangen.
  5. Paket nach einem oder mehreren der obigen Ansprüche, ferner umfassend mehrere Millimeterwellen-Funkvorrichtungen, die an dem zweiten Patch angebracht sind, um Daten zwischen dem Haupt-Die und der externen Komponente zu kommunizieren.
  6. Paket nach einem oder mehreren der obigen Ansprüche, wobei der Funk-Die über Leiterbahnen auf dem Interposer mit dem Haupt-Die verbunden ist.
  7. Paket nach einem oder mehreren der obigen Ansprüche, ferner umfassend einen dritten Patch, der an dem Interposer angebracht ist, auf einer Seite des Interposers gegenüber dem zweiten Patch, und eine zweite Millimeterwellen-Funkvorrichtung, die an den dritten Patch angebracht ist, um Daten zwischen dem Haupt-Die und einer anderen externen Komponente zu kommunizieren.
  8. Paket nach einem oder mehreren der obigen Ansprüche, ferner umfassend einen Wärmeverteiler über dem Haupt-Die und dem Funk-Die, um Wärme von dem Haupt-Die und dem Funk-Die zu verteilen.
  9. Paket nach einem oder mehreren der obigen Ansprüche, wobei der Funk-Patch einen ultradünnen Kern von weniger als 100 µm und aufgebaute Schichten, die sich zu weniger als 100 µm addieren, umfasst.
  10. Paket nach Anspruch 9, wobei der Funk-Patch aus einem anorganischen Substrat gebildet ist.
  11. Paket nach Anspruch 10, wobei der Haupt-Patch aus einem organischen Substratmaterial gebildet ist.
  12. Paket nach einem oder mehreren der obigen Ansprüche, wobei eine Kugelgitteranordnung als eine Verbindung auf mittlerer Ebene verwendet wird, um den Haupt-Patch an dem Interposer anzubringen, und eine Lötgitteranordnung als eine Verbindung auf mittlerer Ebene verwendet wird, um den zweiten Patch an den Interposer anzubringen.
  13. Paket nach einem oder mehreren der obigen Ansprüche, wobei der zweite Patch mit einem flachen Übergang an dem Interposer angebracht ist.
  14. Paket nach einem oder mehreren der obigen Ansprüche, wobei der zweite Patch den Haupt-Patch auf mindestens zwei Seiten des Interposers umgibt.
  15. Computersystem, umfassend: eine Systemplatine; eine zentrale Prozessoreinheit (CPU); einen Interposer als ein Paket-Substrat, der an der Systemplatine angebracht ist, um die CPU zu tragen, wobei die CPU an einem an dem Interposer angebrachten Patch montiert ist, wobei das Paket-Substrat leitende Verbinder aufweist, um die CPU mit externen Komponenten zu verbinden; eine Millimeterwellen-Funkvorrichtung, die an einem Funk-Patch montiert ist, der an dem Interposer angebracht ist, durch den Interposer mit der CPU gekoppelt, um die Daten auf einem Träger zu modulieren und die modulierten Daten an eine externe Komponente zu kommunizieren; und einen Chipsatz, der von der Systemplatine getragen wird, durch die Systemplatine durch das Paket mit dem integrierten Schaltkreis-Chip gekoppelt.
  16. Computersystem nach Anspruch 15, ferner umfassend: eine zweite zentrale Prozessoreinheit (CPU); einen zweiten Interposer als ein Paket-Substrat, der an der Systemplatine montiert ist, um die zweite CPU auf einem Patch zu tragen; und eine zweite Millimeterwellen-Funkvorrichtung, die an einem zweiten Funk-Patch montiert ist, der an dem zweiten Interposer angebracht ist, durch den Interposer mit der CPU gekoppelt, um die Daten auf einen Träger zu modulieren und die modulierten Daten an die erste Millimeterwellen-Funkvorrichtung zu kommunizieren.
  17. Computersystem nach Anspruch 15, wobei der erste und der zweite Funk-Patch aus einem anorganischen Substrat gebildet sind und unter Verwendung eines flachen Übergangs angebracht sind.
  18. Computersystem nach Anspruch 15 oder 16, ferner umfassend eine Antenne, die in dem Funk-Patch gebildet ist und über den Patch mit der Funkvorrichtung gekoppelt ist.
  19. Vorrichtung, umfassend: einen Interposer; einen organischen Mehrschicht-Patch, der an einem zentralen Bereich des Interposers angebracht ist; eine zentrale Prozessoreinheit, die an dem organischen Patch angebracht ist; einen anorganischen Mehrschicht-Patch, der an einem Rand des Interposers angebracht ist; und mehrere Millimeterwellen-Funk-Dies, die an dem anorganischen Patch angebracht sind.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 18, ferner aufweisend Leiterbahnen durch den Interposer, um die zentrale Prozessoreinheit mit den Funk-Dies zu verbinden.
  21. Vorrichtung nach Anspruch 18 oder 19, ferner umfassend mehrere Antennen in dem Interposer, die jeweils durch den anorganischen Patch mit einem jeweiligen Funk-Die gekoppelt sind.
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