KR20240070965A - 플라스틱 웨이브가이드를 이용한 상호연결장치 - Google Patents

Abstract

본 개시 내용에 따르면, 플라스틱 웨이브가이드를 이용한 상호연결장치가 제공된다. 상기 장치는, 집적 회로(IC) 패키지를 포함할 수 있다. 상기 IC 패키지는, 무선 주파수(RF) 신호를 생성하는 RF 칩; 및 마이크로스트립-대-웨이브가이드 트랜지션(MWT)이 형성되는 패키지 기판을 포함할 수 있으며, 상기 RF 칩은 상기 패키지 기판 하단에 배치될 수 있다. MWT는, 상기 RF 칩 및 상기 패키지 기판 사이에 형성된 비아를 통해 상기 RF 신호를 공급하는 피딩 라인; 공급된 RF 신호의 주파수 대역폭을 조절하는 프로브 엘리먼트; 및 상기 프로브 엘리먼트로부터 방사된 RF 신호가 전달되는 슬롯티드 그라운드 플레인을 포함할 수 있다. 상기 RF 신호는 상기 슬롯티드 그라운드 플레인을 통하여 상기 플라스틱 웨이브가이드로 전달될 수 있다.

Description

플라스틱 웨이브가이드를 이용한 상호연결장치{INTERCONNECT DEVICE USING PLASTIC WAVEGUIDE}

본 개시 내용은 칩-대-칩 인터페이스에 관한 것이며, 보다 상세하게는 플라스틱 웨이브가이드를 이용한 상호연결장치에 관한 것이다.

데이터 센터들에서의 더 큰 입력/출력(I/O) 대역폭을 위한 요구가 네트워크 트래픽의 폭발적인 성장에 기인하여 증가하고 있다. 그러나, 종래의 고속 인터커넥트(interconnect)들은 기능적인 그리고 경제적인 방향에서의 과제들과 당면하고 있다. 구리-기반 전기적 링크들은 표면 손실(skin loss)에 의해 야기되는 임계적 대역폭 제한을 보여주고 있다. 광학적 링크들은 쇼트-리치(short-reach) 고용량 링크들에서의 칩-대-파이버(chip-to-fiber) 어셈블 및 E/O(Electrical/Optical) 및 O/E 변환 디바이스들에 대한 상당한 설비 비용을 필요로 한다.

종래의 고속 인터커넥트들의 문제점들을 해결하기 위한 대안으로서, 최근의 연구들은 고유한 저-손실 및 광대역 채널 특성들을 보여주는 플라스틱 웨이브가이드 링크들이 전력-/비용-효율적 고속 인터커넥트들을 제공하기 위한 유망한 솔루션이 될 수 있음을 제시하고 있다. 이에 따라 플라스틱 웨이브가이드 링크를 위한 칩-대-칩 인터페이스 구조를 제안할 필요성이 요구되고 있다.

본 개시 내용은 플라스틱 웨이브가이드를 이용한 상호연결장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 개시 내용의 일 실시예에 따르면, 플라스틱 웨이브가이드를 이용한 상호연결장치가 제공된다. 상기 장치는, 집적 회로(IC) 패키지를 포함할 수 있다. 상기 IC 패키지는, 무선 주파수(RF) 신호를 생성하는 RF 칩; 및 마이크로스트립-대-웨이브가이드 트랜지션(MWT)이 형성되는 패키지 기판을 포함할 수 있으며, 상기 RF 칩은 상기 패키지 기판 하단에 배치될 수 있다. MWT는, 상기 RF 칩 및 상기 패키지 기판 사이에 형성된 비아를 통해 상기 RF 신호를 공급하는 피딩 라인; 공급된 RF 신호의 주파수 대역폭을 조절하는 프로브 엘리먼트; 및 상기 프로브 엘리먼트로부터 방사된 RF 신호가 전달되는 슬롯티드 그라운드 플레인을 포함할 수 있다. 상기 RF 신호는 상기 슬롯티드 그라운드 플레인을 통하여 상기 플라스틱 웨이브가이드로 전달될 수 있다.

본 개시 내용에 따르면, 칩-대-칩 인터페이스를 구성함에 있어 RF 칩 및 MWT를 하나의 IC 패키지로 구현함으로써 솔더볼 통과로 인한 신호 손실을 방지하고 우수한 전파 반사 특성을 제공할 뿐만 아니라 PCB 상의 조립 과정을 간소화시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 PCB 상에 안테나가 장착되어 솔더볼을 통해 다이와 상호연결되는 보드 구조를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 2는 본 개시 내용에 따른 RF 칩 및 MWT를 포함하는 IC 패키지를 나타내는 예시적인 도면이다.
도 3은 본 개시 내용에 따른 PCB 상에 장착된 IC 패키지를 보여주는 예시적인 사시도이다.
도 4는 본 개시 내용에 따른 IC 패키지의 세부구조를 나타내는 예시적인 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

본 개시 내용의 다양한 양상들이 아래에서 설명된다. 여기에서 제시되는 발명들은 폭넓은 다양한 형태들로 구현될 수 있으며 여기에서 제시되는 임의의 특정한 구조, 기능 또는 이들 모두는 단지 예시적이라는 것을 이해하도록 한다. 여기에서 제시되는 발명들에 기반하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 여기에서 제시되는 하나의 양상이 임의의 다른 양상들과 독립적으로 구현될 수 있으며 둘 이상의 이러한 양상들이 다양한 방식들로 결합될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 여기에서 설명되는 임의의 수의 양상들을 이용하여 장치가 구현될 수 있거나 또는 방법이 실시될 수 있다. 또한, 여기에서 설명되는 하나 이상의 양상들에 더하여 또는 이들 양상들이 아닌 다른 구조, 기능 또는 구조 및 기능을 이용하여 이러한 장치가 구현될 수 있거나 또는 이러한 방법이 실시될 수 있다.

도 1은 PCB 상에 안테나가 장착되어 솔더볼을 통해 다이와 상호연결되는 보드 구조를 나타내는 예시적인 도면이다.

도 1에 도시된 보드 구조에서, RF 칩(다이)이 장착되는 기판은 인쇄 회로 기판(PCB)과 솔더볼을 통해 연결된다. 또한, 안테나는 RF 칩과 별도로 PCB 상에 구현되며, 안테나는 RF 칩과 전기적 신호를 통신할 수 있도록 솔더볼을 통해 상호연결된다. 이러한 도 1에 도시된 구조에서는, 솔더볼을 경유하여 RF 칩 및 안테나 사이에 신호가 전달되기 때문에, 솔더볼 통과로 인한 신호 손실이 발생할 수 있고 전파 반사 특성의 저하에도 영향을 줄 수 있다. 또한, 도 1의 보드 구조를 만들기 위해서는 패키징 과정에서 RF 칩 및 안테나를 각각 별개로 PCB 상에 장착하고 이들을 솔더볼과 같은 연결수단을 통해 상호연결하는 공정들이 수반된다.

도 2는 본 개시 내용에 따른 RF 칩 및 MWT를 포함하는 IC 패키지를 나타내는 예시적인 도면이다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 개시 내용은 RF 칩(다이) 및 패키지 기판을 포함하는 집적 회로(IC) 패키지를 제공할 수 있다. 패키지 기판에는 마이크로스트립-대-웨이브가이드 트랜지션(MWT)이 형성될 수 있으며, 패키지 기판 상단에는 안테나가 구현되어 플라스틱 웨이브가이드(E-TUBE)와 연결될 수 있다. 도 2에 도시된 구조에서, RF 칩은 솔더볼을 경유하지 않고 패키지 기판과 직접 연결될 수 있다. 따라서, 본 개시 내용은 칩-대-칩 인터페이스를 구성함에 있어 RF 칩 및 MWT를 하나의 IC 패키지로 구현함으로써 솔더볼 통과로 인한 신호 손실을 방지하고 우수한 전파 반사 특성을 제공할 뿐만 아니라, 도 1에 도시된 구조처럼 추가적인 공정들 없이 IC 패키지를 PCB 상에 바로 장착할 수 있기 때문에 PCB 상의 조립 과정을 간소화시킬 수 있다.

도 3은 본 개시 내용에 따른 PCB 상에 장착된 IC 패키지를 보여주는 예시적인 사시도이다.

도 3에 도시된 바와 같이, IC 패키지는 PCB 상에 실장될 수 있으며, 솔더볼과 같은 전기적 신호 연결 수단을 통해 PCB와 연결될 수 있다.

도 4는 본 개시 내용에 따른 IC 패키지의 세부구조를 나타내는 예시적인 도면이다.

본 개시 내용에 따른 상호연결장치는 송신기 측 보드 및 수신기 측 보드를 플라스틱 웨이브가이드를 통해 연결하도록 구성될 수 있으며, 각 보드는 도 4에 도시된 바와 같은 IC 패키지를 포함할 수 있다.

플라스틱(또는 유전체) 웨이브가이드는 송신기 및 수신기 사이의 신호 송수신을 위한 채널을 제공할 수 있다. 일 구현예에서, 플라스틱 웨이브가이드에는 금속 필름이 라미네이트될 수 있다(즉, 플라스틱 웨이브가이드는 금속 클래딩(metal cladding)으로 둘러싸이도록 구현될 수 있다). 금속 클래딩은 전파 웨이브를 컨파인하고 전자기 누설을 방지할 수 있다.

IC 패키지는 무선 주파수(RF) 신호를 생성하는 RF 칩 및 마이크로스트립-대-웨이브가이드 트랜지션(MWT)이 형성되는 패키지 기판을 포함할 수 있다. 일 구현예에서, RF 칩은 패키지 기판 하단에 배치될 수 있으며, 범프를 이용하여 패키지 기판에 부착될 수 있다. 또한, RF 칩 및 패키지 기판 사이에는 RF 신호의 전달 통로가 되는 비아가 형성될 수 있다.

MWT는 피딩 라인, 프로브 엘리먼트 및 슬롯티드(slotted) 그라운드 플레인을 포함할 수 있다. 피딩 라인은 RF 칩 및 패키지 기판 사이에 형성된 비아를 통해 RF 신호를 공급할 수 있다. 프로브 엘리먼트는 피딩 라인으로부터 공급된 RF 신호를 슬롯티드 그라운드 플레인으로 방사할 수 있다. 일 구현예에서, 프로브 엘리먼트는 피딩 라인으로부터 공급된 RF 신호의 주파수 대역폭을 조절하도록 구성될 수 있다. 방사된 RF 신호는 슬롯티드 그라운드 플레인을 통하여 플라스틱 웨이브가이드로 전달될 수 있다. 일 구현예에서, 슬롯티드 그라운드 플레인의 슬롯은 순방향 진행 웨이브에 대한 역방향 진행 웨이브의 비율을 최소화하도록 형성될 수 있다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (1)

1. 플라스틱 웨이브가이드를 이용한 상호연결장치로서,
   집적 회로(IC) 패키지를 포함하고,
   상기 IC 패키지는,
   무선 주파수(RF) 신호를 생성하는 RF 칩; 및
   마이크로스트립-대-웨이브가이드 트랜지션(MWT)이 형성되는 패키지 기판을 포함하고, 상기 RF 칩은 상기 패키지 기판 하단에 배치되며,
   상기 MWT는,
   상기 RF 칩 및 상기 패키지 기판 사이에 형성된 비아를 통해 상기 RF 신호를 공급하는 피딩 라인;
   공급된 RF 신호의 주파수 대역폭을 조절하는 프로브 엘리먼트; 및
   상기 프로브 엘리먼트로부터 방사된 RF 신호가 전달되는 슬롯티드 그라운드 플레인을 포함하며,
   상기 RF 신호는 상기 슬롯티드 그라운드 플레인을 통하여 상기 플라스틱 웨이브가이드로 전달되는,
   상호연결장치.