TWI532351B - 寬頻連接結構及其連接方法、傳輸裝置及傳輸寬頻訊號的方法 - Google Patents

寬頻連接結構及其連接方法、傳輸裝置及傳輸寬頻訊號的方法 Download PDF

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TWI532351B
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Description

寬頻連接結構及其連接方法、傳輸裝置及傳輸寬頻訊號的方法
本發明是關於一種寬頻連接結構，特別是用於晶片與載具之間、或晶片與晶片之間的寬頻連接結構。
傳統晶片和載具之間、或晶片和晶片之間的連接結構常利用鎊線(Bond Wire)的方式來連接，然而鎊線本身的高電感性會造成在傳輸訊號時的可操作的頻寬受限，故此連接方式只適用於傳輸低頻訊號的連接結構。
請參閱第一圖，其為習用的晶片對晶片間的連接結構10的示意圖，該連接結構10包含晶片104,106、材料108，並利用帶狀(ribbon)結構102來電性連接晶片104與晶片106，但此連接方式需要兩個晶片位於同一水平高度，所以通常需要在較薄的晶片106的下方填入額外材料108，故在製作上需要額外的製程步驟，反而導致成本提高。雖然該帶狀結構102所具有的電感性低於鎊線的連接結構所具有的電感性，但對於高頻以及寬頻訊號的傳輸而言，該帶狀結構102仍具有高電感性而限制了其可操作的頻率範圍，以致於在傳輸訊號時，訊號的可操作頻率難以延伸超過100GHz。
請參閱第二圖，其為晶片與載具間的連接結構20的示意圖，該連接結構20包含晶片202、載具204、以及連接單元206，該連接單元206例如為錫鉛球(bumper)，於該晶片202的連接面208上設置該連接單元206，且該晶片202以覆晶(Flip Chip)的方式堆疊至該載具204上後，連接單元206被加熱以及受壓合而使其可連接該晶片202與該載具204，而晶片202與載具204之間訊號的傳輸係透過該連接單元206，當該連接單元206為該錫鉛球時，其體積太大而產生嚴重的寄生效應，此種連接結構20限制了晶片202與載具204之間訊號的可操作頻寬。
請參閱第三圖，其為在先前技術中晶片與載具共用同一基底的連接結構30的示意圖。該連接結構30包含連接墊301,302、導線303,304、等效負載305,306、以及鎊線307,308，該連接墊301,302的寬度典型地為200um，導線303,304的長度典型地為190um，導線303,304的寬度典型地為100um，鎊線307,308的寬度典型地為25um，鎊線307,308的長度典型地為432um，連接墊301,302之間的距離典型地為225um，等效負載305,306較佳地為50歐姆。該連接結構30利用該導線303,304作為等效電感器。該連接墊301,302作為等效電容器，且由鎊線307,308來連接該連接墊301與該連接墊302。微波電路3012包含該等效負載305、導線303、以及連接墊301。微波電路3013包含該等效負載306、導線304、以及連接墊302。此連接結構30可實現一個5階的低通濾波器架構，並可在兩個微波電路3012,3013之間藉由鎊線307,308傳輸訊號。
然而不幸地，此種連接結構30的面積大，耗費成本高，不僅無法應用於兩個獨立晶片，也無法應用於獨立晶片與獨立載具間的訊號傳 遞，因為此連接結構30僅考量到訊號的傳輸，而並未考量到兩個微波電路3012,3013接地電位不一致的問題，導致寄生效應而使訊號傳遞的頻寬受限。
請參閱第四圖，其為在先前技術中傳輸太赫茲頻段訊號的封裝結構40的示意圖，該封裝結構40包含一晶片401以及一波導管403。該晶片401包含一晶片本體4010以及一雙極天線402。在該封裝結構40中，該晶片本體4010的訊號可透過該雙極天線402將能量輻射至該波導管403，該波導管403可進一步連接至其他異質晶片或載具以傳送太赫茲頻段訊號。雖然此封裝結構40可得到較低的插入損耗(insertion loss)，但在晶片本體4010上的該雙極天線402通常佔據龐大的晶片面積，導致成本的增加，而且由於該波導管403的體積龐大，典型的該波導管的長度L1、寬度W1、高度H1分別約為1000um,600um,600um，因此封裝結構40無法用來實現微小化的太赫茲訊號傳輸的系統，且無法放置於手持電子產品上。
請參閱第五圖，其為在先前技術中電感耦合的傳輸裝置50的示意圖，該傳輸裝置50包含晶片501,502,503、以及間隔層504,505，其以堆疊方式形成該傳輸裝置。間隔層504介於晶片501,502之間，而間隔層505介於晶片502,503之間。該晶片501於其上層處包含一傳送電路5011、一接收電路5012、一傳送線圈5013、以及一接收線圈5014。同樣地，該晶片502於其上層處亦包含一傳送電路5021、一接收電路5022、一傳送線圈5023、以及一接收線圈5024；該晶片503於其上層處亦包含一傳送電路5031、一接收電路5032、一傳送線圈5033、以及一接收線圈5034。
在第五圖中，較佳地實施例如下，該傳送線圈5013與該接收 線圈5024可利用電感耦合(inductive coupling)的方式來傳遞數位訊號，並可在該接收電路5022解出數位資料。但此傳輸裝置50在傳輸的數位訊號之強度上衰減相當大，在連接結構的應用上並無法接受，且資料傳輸的頻寬範圍相當窄，僅能傳輸數G頻段的訊號，無法應用於太赫茲頻段或傳輸毫米波。因為訊號衰減大，傳送電路必須輸出夠大的訊號振幅，才能讓接收電路正確地解調數位訊號，可見此方法必須同時結合傳送電路及接收電路，才能有效地傳遞訊號，因此將耗費高的成本及高的功率消耗。此外，此傳輸裝置50的缺點是需要將晶片501,502,503磨薄，因此需額外的製程步驟，故此傳輸裝置50不但成本高，而且不適用於晶片與載具之間的傳輸，亦不適用於晶片與晶片之間的傳輸。
請參閱第六圖，其為在先前技術中近場通訊(near field communication,NFC)系統60的示意圖。該系統60包含共振器601,602，共振器601包括一環型導体6011以及一等效電容器6012，共振器602包括一環型導体6021以及一等效電容器6022，且兩共振器601,602之間相距一距離D，中心距離D典型地至少大於數千um以上。該近場通訊系統60係透過近場的方式來無線傳輸功率，但此方式需共振器601,602的品質因子較大，典型地在100以上，由於晶片與載具或晶片與晶片之間都無法產生如此高的品質因子，且僅能用於幾十MHz訊號的能量傳遞，操作頻率相當的窄頻，除此之外該近場通訊系統60的體積龐大，故不適合應用於晶片與載具或晶片與晶片之間寬頻訊號的傳輸。
有鑑於此，期望有一種新的寬頻連接結構以及一種新的寬頻 連接方法，其可將寬頻連接結構中的寄生效應併入共振耦合網路裡，無須額外製程步驟而成本低。透過設計共振器耦合網路的二個共振頻率及二個共振器之間的耦合量，使可操作的頻率範圍非常的寬頻，並可輕易地涵蓋毫米波及太赫茲波段。
除此之外，兩個晶片之間或一個獨立晶片對一個獨立載具之間訊號的傳遞係採用差動訊號的操作方式，在傳遞差動訊號的結構上採用對稱的結構，因而在對稱處可形成虛擬接地的效果，此可使兩晶片或獨立晶片對獨立載具之間擁有共同的接地端電位，藉此去除了兩晶片間或晶片對載具之間的寄生效應，所以可提高寬頻訊號傳輸的效能。
再者，本發明無須大面積的波導管，共振器耦合網路的晶片面積小於一般波導管的面積五分之一以下，可輕易實現一個微小化系統，並將其置於行動裝置或手持裝置之中，深具產業利用性。
再者，兩晶片間或晶片對載具之間無須同質材料，使用異質材料就可形成共振耦合網路，且共振器網路無須如同近場通訊的高品質因子的數值，使可操作的頻率範圍非常的寬頻。
依據上述構想，本發明提供一種寬頻連接結構，包含一載具以及一晶片。該載具包括一第一共振器，該第一共振器包括一第一薄形類環狀導線，該第一薄形類環狀導線形成具有一寬度與一長度的一類矩形。該晶片包括一第二共振器，該第二共振器包括一第二薄形類環狀導線，該第二薄形類環狀導線形成該類矩形，該晶片以覆晶方式面對面地堆疊於該載具上，其中該第一共振器與該第二共振器之間具有一磁場以及一電場，藉由該磁場與該電場來耦合該第一共振器與該第二共振器而形成一共振耦 合網路，以在該載具與該晶片之間傳輸一寬頻訊號。
依據上述構想，本發明提供一種寬頻連接結構，包含一第一晶片以及一第二晶片。該第一晶片包括一第一共振器，該第二晶片包括一第二共振器，其中該第一共振器與該第二共振器之間具有一磁場以及一電場，該寬頻連接結構藉由該磁場的耦合與該電場的耦合來耦合該第一共振器與該第二共振器，以在該第一晶片與該第二晶片之間傳輸一寬頻訊號。
依據上述構想，本發明提供一種寬頻連接方法，包含下列步驟：在一載具上設置一第一共振器，並在一晶片上設置一第二共振器。提供一寬頻訊號於該第一共振器或該第二共振器。藉由該第一共振器與該第二共振器之間的一磁耦合以及一電耦合而形成一共振耦合網路，以在該載具與該晶片之間傳輸一寬頻訊號。
依據上述構想，本發明提供一種傳輸一寬頻訊號的方法，包含下列步驟：提供一第一共振器以及一第二共振器，其中該第一共振器與該第二共振器分別具一第一及一第二磁場，且分別具一第一導體層及一第二導體層。使該兩磁場互相耦合。使該二導體層互相耦合以產生一電場，以傳輸該寬頻訊號。
依據上述構想，本發明提供一種傳輸裝置，用以傳輸一寬頻訊號，包含一第一共振器、一第二共振器、以及一裝置本體。該第一共振器具一第一磁場及一第一導體層。該第二共振器具一第二磁場及一第二導體層，且通訊連接於該第一共振器。該裝置本體容設該第一共振器及該第二共振器，俾使該第一導體層及該第二導體層互相耦合以形成一電場，且使該兩磁場互相耦合，以傳輸該寬頻訊號。
10,20,30‧‧‧連接結構
40‧‧‧封裝結構
50‧‧‧電感耦合的傳輸裝置
60‧‧‧近場通訊系統
102‧‧‧帶狀結構
104,106,202,501,502,503‧‧‧晶片
108‧‧‧材料
206‧‧‧連接單元
204‧‧‧載具
301,302‧‧‧連接墊
208‧‧‧連接面
303,304‧‧‧導線
305,306‧‧‧等效負載
3012,3013‧‧‧微波電路
307,308‧‧‧鎊線
402‧‧‧雙極天線
401‧‧‧晶片
4010‧‧‧晶片本體
403‧‧‧波導管
W1‧‧‧波導管的寬度
H1‧‧‧波導管的高度
504,505‧‧‧間隔層
L1‧‧‧波導管的長度
5011,5021,5031‧‧‧傳送電路
5013,5023,5033‧‧‧傳送線圈
5012,5022,5032‧‧‧接收電路
5014,5024,5034‧‧‧接收線圈
601,602‧‧‧共振器
6011,6021‧‧‧環形導體
6012,6022‧‧‧等效電容器
701‧‧‧載具
702,801,802‧‧‧晶片
7011‧‧‧第一共振器
7012‧‧‧第二共振器
72‧‧‧連接結構
70,74,80‧‧‧寬頻連接結構
LP,LS‧‧‧等效電感器
CP,CS‧‧‧等效電容器
ZP,ZS‧‧‧負載
7011,901‧‧‧第一共振器
703,87‧‧‧共振耦合網路
7012,902‧‧‧第二共振器
741‧‧‧第一薄形類環狀導線
742‧‧‧第二薄形類環狀導線
743,744‧‧‧對稱導線
Gap1,Gap2‧‧‧間隙
Port1,Port2‧‧‧埠口
7012,7022,832,842‧‧‧基底
7013,7023‧‧‧介電層
7014,7024‧‧‧鈍化層
7015,7025,830,840‧‧‧導體層
747,748‧‧‧對稱形狀
745‧‧‧虛擬接地面
749‧‧‧軸向
803,804‧‧‧共振器
83,84‧‧‧傳輸線
831,841‧‧‧導線
85,86‧‧‧晶片的一部分
90‧‧‧傳輸裝置
903‧‧‧第一導體層
91‧‧‧第一磁場
904‧‧‧第二導體層
92‧‧‧第二磁場
93‧‧‧電場
第一圖：習用的晶片對晶片間的連接結構的示意圖。
第二圖：在先前技術中晶片與載具間的連接結構的示意圖。
第三圖：在先前技術中晶片與載具共用同一基底的連接結構的示意圖。
第四圖：在先前技術中傳輸太赫茲頻段訊號的封裝結構的示意圖。
第五圖：在先前技術中電感耦合的傳輸裝置的示意圖。
第六圖：在先前技術中近場通訊系統的示意圖。
第七圖(a)：本發明第一較佳實施例晶片與載具連接結構的示意圖。
第七圖(b)：本發明第一較佳實施例寬頻連接結構的示意圖。
第七圖(c)：本發明第一較佳實施例寬頻連接結構的等效電路示意圖。
第八圖(a)：本發明第一較佳實施例寬頻連接結構的示意圖。
第八圖(b)：本發明第一較佳實施例寬頻連接結構的剖面圖。
第八圖(c)：寬頻連接裝置的虛擬接地面的示意圖。
第九圖：本發明第一較佳實施例共振耦合網路的散射參數的示意圖。
第十圖(a)：本發明共振耦合網路的增益頻段的示意圖。
第十圖(b)：訊號增益之平坦度與參數QLOADS的關係的示意圖。
第十圖(c)：頻寬與該參數k的關係的示意圖。
第十圖(d)，漣波參數、參數k、參數QLOADS、以及參數QLOADP的關係之示意圖。
第十一圖(a)：本發明第二較佳實施例寬頻連接結構的示意圖。
第十一圖(b)：本發明第二較佳實施例寬頻連接結構覆晶後的剖面圖。
第十二圖：本案傳輸一寬頻訊號的方法的示意圖。
第十三圖：本案寬頻連接方法的示意圖。
第十四圖(a)：本發明第三較佳實施例傳輸裝置磁場耦合的示意圖。
第十四圖(b)：本發明第三較佳實施例傳輸裝置電場耦合的示意圖。
請參閱第七圖(a)，其為本發明第一較佳實施例晶片與載具連接結構72的示意圖。該晶片與載具連接結構72包含一載具701以及一晶片702，該載具701包含一第一共振器7011，該晶片702包含一第二共振器7012，一寬頻訊號Sig1_In輸入該第二共振器7012，該晶片702以覆晶(Flip Chip)的方式堆疊於該載具701上，以形成連接後之寬頻連接結構70。如同第七圖(b)所示，寬頻訊號Sig1_In輸入該第二共振器7012後經由該第一共振器7011而輸出一寬頻訊號Sig1_Out，該寬頻訊號Sig1_In,Sig1_Out較佳地均可由差動訊號(兩個訊號)所組成。
請參閱第七圖(b)，其為本發明第一較佳實施例寬頻連接結構70的示意圖。該晶片702與該載具701之間可利用的該載具701上的連接墊(未顯示)與該晶片702的鉛錫球(未顯示)來固定，並非用來傳輸寬頻訊號Sig1_In,Sig1_Out，在經過將晶片702覆晶在載具701上後；該第二共振器7012與該第一共振器7011形成一共振耦合網路703，寬頻訊號Sig1_In,Sig1_Out的傳輸係利用等效電感器的磁場耦合、等效電容器的電場耦合、以及共振耦合網路703來進行，請容後續說明。
請參閱第七圖(c)，其為本發明第一較佳實施例寬頻連接結 構70的等效電路的示意圖。晶片702包含一負載ZP、一等效電感器LP、以及一等效電容器CP，載具701包含一負載ZS、一等效電感器LS、以及一等效電容器CS，該第二共振器7012包含該等效電感器LP、以及該等效電容器CP，該第一共振器7011包含該等效電感器LS、以及該等效電容器CS。當該晶片702覆晶堆疊於該載具701上時，在該第一共振器7011與該第二共振器7012之間隔著一間隙，以形成在第七圖(c)中的等效電容器CC，該等效電容器CC，利用其在該晶片702與該載具701之間所形成的電場來耦合該寬頻訊號Sig1_In,Sig1_Out。該等效電感器LP,LS利用其在該晶片702與該載具701之間所形成的磁場來耦合該寬頻訊號Sig1_In,Sig1_Out。
請參閱第八圖(a)，其為本發明第一較佳實施例寬頻連接結構74的示意圖；請參閱第八圖(b)，其為本發明第一較佳實施例寬頻連接結構74的剖面圖。在第七圖(b)中的寬頻連接結構70可由第八圖(a)中的寬頻連接結構74來實現。請同時參考第八圖(a)與第八圖(b)，該寬頻連接結構74包含載具701以及晶片702。載具701包括第一共振器7011，該第一共振器7011包括一第一薄形類環狀導線741，該第一薄形類環狀導線741形成具有一寬度WM1與一長度LM1的一第一類矩形。晶片702包括一第二共振器7012，該第二共振器7012包括一第二薄形類環狀導線742，該第二薄形類環狀導線742形成具有一寬度WM2與一長度LM2的一第二類矩形。該晶片702以覆晶方式面對面地堆疊於該載具701上，其中該第一共振器7011與該第二共振器7012之間具有一磁場以及一電場，藉由該磁場與該電場來耦合該第一共振器7011與該第二共振器7012而形成該共振耦合網路703，以在該載具701與該晶片702之間傳輸一寬頻訊號Sig1_In或Sig1_Out，該載具701與該晶片702之間具 有一間隙Gap1，且該間隙Gap1的一距離DGAP1很小而可讓該晶片702與該載具701之間產生磁場耦合和電場耦合，該距離DGAP1典型地約數um到數十um左右。
在第八圖(a)中，該寬頻訊號Sig1_In為交流訊號，且可由差動訊號Sig1_In+,Sig1_In-所組成，該寬度WM1或該長度LM1較佳地小於在此結構可操作頻寬內之最低頻率所對應波長λ1的1/5，典型地約為波長λ1的1/5~1/10左右。因此該第一薄形類環狀導線741以及該第二薄形類環狀導線742所形成的該類矩形的尺寸非常小，有助於用在行動裝置的晶片封裝。一般利用天線而以電磁波的形式來傳輸訊號的天線長度為傳輸訊號的波長的1/2或1/4以獲得最佳的阻抗匹配，而本發明是利用磁場耦合以及電場耦合的方式來傳輸訊號，該寬度WM1或該長度LM1小於傳輸訊號的波長的1/5甚至更小，因此無須大尺寸天線整合至晶片702中，此更加地縮小晶片702的封裝之結構。當然該第一薄形類環狀導線741以及該第二薄形類環狀導線742亦可形成不同的形狀，例如其可形成圓形、橢圓形、多邊形等，較佳地是形成相同的且對稱的形狀，此有利於晶片702與載具701具有共同虛擬接地電位。同樣地，該寬頻訊號Sig1_In為交流訊號，且可由差動訊號Sig1_Out+,Sig1_Out-所組成。該差動訊號Sig1_In+,Sig1_In-從一埠口Port2輸入後經由該共振耦合網路703，在一埠口Port1輸出該差動訊號Sig1_Out+,Sig1_Out-。
在第八圖(b)中，該晶片702包含基底7022、介電層(Dielectric Layer)7023、導體層7025、鈍化層7024，該導體層7025較佳為金屬層，其通常為半導體製程中頂部的金屬層，鈍化層7024則是防止表面發生化學反應而侵蝕晶片702內部。類似地，該載具701包含基底7012、介電層(Dielectric Layer)7013、導體層7015、鈍化層7014，該導體層7015較佳為金屬層，鈍化層7014則是防止表面發生化學反應而侵蝕載具701內部。金屬層7025包含該第二薄形類環狀導線742，並藉由該第二薄形類環狀導線742來形成該等效電感器LP。金屬層7015包含該第一薄形類環狀導線741，並藉由該第一薄形類環狀導線741來形成該等效電感器LS。該等效電感器LP與該等效電感器LS藉由其間的該磁場耦合該寬頻訊號Sig1_In,Sig1_Out。介電層7013,7023分別包含電性連接到接地電位端的接地墊705,706。
請同時參閱第八圖(a)與第八圖(b)，該第二薄形類環狀導線742與該絕緣層7023、以及該基底7022形成該等效電容器CP，當然該晶片702亦可利用該第二薄形類環狀導線742自身所帶有的寄生電容來形成該等效電容器CP。類似地，該第一薄形類環狀導線741與該絕緣層7013、以及該基底7012形成該等效電容器CS，當然該載具701亦可利用該第一薄形類環狀導線741自身所帶有的寄生電容來形成該等效電容器CS。該第一薄形類環狀導線741、該間隙Gap1、以及該第二薄形類環狀導線742形成等效電容器CC，以使該電場耦合該寬頻訊號Sig1_In,Sig1_Out。該第一共振器7011包括該等效電感器LS以及該等效電容器CS，該第二共振器7012包括該等效電感器LP以及該等效電容器CP。
在第八圖(a)中，該第一薄形類環狀導線741具有對稱的形狀以及一對稱導線743，該第二薄形類環狀導線742具有對稱的形狀以及一對稱導線744，該差動訊號Sig1_In+,Sig1_In-從該對稱導線744輸入後藉由該磁場與該電場耦合至該對稱導線743而輸出該差動訊號Sig1_Out+,Sig1_Out-，當然該差動訊號Sig1_In+,Sig1_In-亦可從該對稱導線743輸入後 藉由該磁場與該電場耦合至該對稱導線744來輸出該差動訊號Sig1_Out+,Sig1_Out-。可藉由分別調整該等效電感器LP,LS的等效電感VLP,VLS，以及藉由調整該等效電容器CC的等效電容VC，使此結構之可操作頻寬涵蓋到有興趣的頻段，例如：毫米波或太赫茲頻段。在實現上可藉由調整該第一薄形類環狀導線741所形成的類矩形的寬度WM1以及長度LM1來調整該等效電感VLS、藉由調整該第二薄形類環狀導線742所形成的類矩形的寬度WM2以及長度LM2來調整該等效電感VLP、以及藉由調整該第一薄形類環狀導線741的粗細TM1和該第二薄形類環狀導線742的粗細TM2來調整該等效電容VC，該第一薄形類環狀導線741的粗細TM1和該第二薄形類環狀導線742的粗細TM2與該等效電容器CC的兩平面的面積相關，本領域具通常知識者可知兩平行面板電容C=ε×A÷d，其中ε為兩平行面板之間的介電材料之介電常數，A為平行面板的面積，d為兩平行面板之間的距離，故該等效電容器CC的該等效電容VC可藉由上述方式來調整。由於此寬頻連接結構74並不實體連接來傳輸該寬頻訊號Sig1_In,Sig1_Out，因此晶片702與載具701之間所使用的材質可以互為相異的材質或材料，而不需要共用同一基底，例如第八圖(b)中的基底7012與基底7022亦可互為不同的材質或材料的基底，亦無需共用同一基底，在製程上具彈性且成本低。
請參閱第八圖(c)，其為寬頻連接裝置74的虛擬接地面745的示意圖。該第一薄形類環狀導線741形成一對稱形狀747，該第二薄形類環狀導線742形成一對稱形狀748，該對稱形狀747與該對稱形狀748皆對稱於該虛擬接地面745，以使該載具701與該晶片702具有相同的一接地電位，該接地電位避免該載具701與該晶片702之間產生一寄生效應。對稱導線743, 744亦對稱於一軸向746，且該第一薄形類環狀導線741與該第二薄形類環狀導線742堆疊且對稱於該軸向749。該虛擬接地面745垂直地縱切過該第一薄形類環狀導線741以及第二薄形類環狀導線742，且該虛擬接地面745包含該軸向746。當該差動訊號Sig1_In+,Sig1_In-的訊號Sig1_In+具有電壓V1_In+且該差動訊號Sig1_In+,Sig1_In-的訊號Sig1_In-具有電壓V1_In-時，在虛擬接地面745上所形成的接地電位等於V1_In+-V1_In-。類似地，當該差動訊號Sig1_Out+,Sig1_Out1的訊號Sig1_Out+具有電壓V1_Out+且該差動訊號Sig1_Out+,Sig1_Out1的訊號Sig1_Out-具有電壓V1_Out-時，在虛擬接地面745上所形成的接地電位等於V1_Out+-V1_Out-。在對稱導線744的轉折處7441,7442的電壓分別為V2_In+,V2_In-，其與電壓V1_In+,V1_In-因電感效應而有不同，但由於間隙Gap1非常小，在轉折處7441,7442的投影且與該第一薄形類環狀導線741交集的地方的電壓相差極微小而可忽略，故對該第二薄形類環狀導線741與該第一薄形類環狀導線742而言，在轉折處7441,7442的虛擬接地面745的電壓與在轉折處7441,7442的投影且與該第一薄形類環狀導線741交集的地方的虛擬接地面745的電壓可視為相同的接地電位。
請參閱第九圖，其為本發明第一較佳實施例共振耦合網路703的散射參數的示意圖，此例子之設計頻寬為150GHz~250GHz，其它頻率操作範圍，可用相同方法實現。橫軸代表該寬頻訊號Sig1_In,Sig1_Out的操作頻率，其以GHz為單位。參數S11,S22,S21,S12分別以矩形、三角形、菱形、和圓形來表示，且分別代表該共振耦合網路703的正向輸入回波損耗、反向輸入回波損耗、正向輸入增益、以及反向輸入增益。左邊縱軸代表參 數S11之正向輸入回波損耗以及參數S22之反向輸入回波損耗，右邊縱軸代表參數S21之正向輸入增益以及參數S12之反向輸入增益，參數S11,S22,S21,S12皆以dB為單位。
在第九圖中，參數S11在約150GHz~250GHz的頻段BW1約小於-25dB，此表示寬頻訊號Sig1_In從埠口Port2輸入時，在此頻段BW1所產生的正向回波損耗夠低，寬頻訊號Sig1_In在頻段BW1傳輸時的正向回波損耗很小。參數S21在約140GHz~260GHz的頻段BW2皆大於-1dB，此表示寬頻訊號Sig1_In從埠口Port2輸入時，在此頻段BW2所產生的正向增益夠大，此意味著寬頻訊號Sig1_In從晶片702傳輸到載具701的能量衰減不到1dB，適合寬頻訊號Sig1_In以及寬頻訊號Sig1_Out的正向傳輸，若較佳地取頻段BW1與BW2的交集，則在150GHz~250GHz的頻段可得到較佳的傳輸特性。類似地，參數S22在約150GHz~250GHz的頻段BW1約小於-25dB，此表示寬頻訊號Sig1_Out從埠口Port1輸入時，在此頻段BW1所產生的反向回波損耗夠低，寬頻訊號Sig1_Out在頻段BW1傳輸時的反向回波損耗很小。參數S12在約140GHz~260GHz的頻段BW2皆大於-1dB，此表示寬頻訊號Sig1_Out從埠口Port1輸入時，在此頻段BW2所產生的反向增益夠大，此意味著寬頻訊號Sig1_Out從載具701傳輸到晶片702的能量衰減不到1dB，適合寬頻訊號Sig1_Out以及寬頻訊號Sig1_In的反向傳輸，若較佳地取頻段BW1與BW2的交集，則在150GHz~250GHz的頻段可得到較佳的傳輸特性。從上述可知寬頻訊號Sig1_In,Sig1_Out可在晶片702與載具701之間雙向傳輸，且在太赫茲頻段有良好的傳輸特性。在本發明第一較佳實施例中雖然應用於晶片702與載具701的封裝，然本領域技藝人士亦可將此概念應用於晶片對晶片之間的 封裝。
請參閱第十圖(a)，其為本發明共振耦合網路703的增益頻段的示意圖。橫軸代表共振耦合網路703的操作頻段，縱軸代表參數S21的增益，頻率ωmin代表在兩個增益峰值頻率ωL,ωH的中間具有最小增益的頻率。第十圖(a)是用來舉例說明正向增益的增益頻段之特性，本領域技藝人士可觸類旁通來推得反向增益的增益頻段之特性，其亦不脫離本發明所主張之範圍內。請同時參考第七圖(c)與第十圖(a)，該共振耦合網路703具有一類M型訊號增益頻段704，該第一共振器7011和該第二共振器7012具有在其間的一互感M1以及耦合電容CC，該互感M1與該第一薄形類環狀導線741的長度LM1和寬度WM1之關係為正比關係，該互感M1亦與該第二薄形類環狀導線742的長度LM2和寬度WM2之關係為正比關係，該耦合電容CC與該第一薄形類環狀導線741的粗細TM1和該第二薄形類環狀導線742的粗細TM2之關係為正比關係；該第一薄形類環狀導線741的長度LM1和寬度WM1與等效電感器LS之關係為正比關係，該第二薄形類環狀導線742的長度LM2和寬度WM2與等效電感器LP之關係亦為正比關係，該第一薄形類環狀導線741的粗細TM1與該等效電容器CS的電容之關係為正比關係，該第二薄形類環狀導線742的粗細TM2與該等效電容器CP的電容之關係亦為正比關係。該類M型訊號增益頻段704具有兩個增益峰值頻率ωL,ωH，在兩個增益峰值頻率ωL,ωH的中間的頻率ωmin的增益並不會維持在0dB，也就是頻率ωmin的增益皆低於兩增益峰值頻率ωL,ωH的增益。該類M型訊號增益頻段704具有一頻寬BW3以及一訊號增益之平坦度Rflat1，該訊號增益之平坦度Rflat1係由頻率ωmin的增益到增益峰值頻率ωL的增益之差值，以及由頻率ωmin的增益到增益峰值頻率ωH的增益 之差值來衡量。該頻寬BW3係相關於該互感M1和該耦合電容CC，該訊號增益之平坦度Rflat1係相關於該第一共振器7011的一第一品質因子QLOADS、或相關於該第二共振器7012的一第二品質因子QLOADP。該即訊號增益之平坦度Rflat1，其相關於一參數QLOADS，參數QLOADS=該等效電容器CS的電容×ω0×該負載ZS的阻抗；或該訊號增益之平坦度Rflat1相關於一參數QLOADP，參數QLOADP=該等效電容器CP的電容×ω0×該負載ZP，其中參數QLOADS=參數QLOADP，其中ω0=1/((等效電感器LP的電感×等效電容器CP的電容)×(1-k2))1/2，或ω0=1/((等效電感器LS的電感×等效電容器CS的電容)×(1-k2))1/2。參數k是互感M1與耦合電容CC的函數，更進一步地說，參數k與該耦合電容CC成正比關係，亦與互感M1成正比關係，而互感M1可以透過調整該寬度WM1,WM2或該長度LM1,LM2來調整、耦合電容CC可以透過調整該第一薄形類環狀導線741的粗細TM1以及該第二薄形類環狀導線742的粗細TM2來調整。
請參閱第十圖(b)，其為訊號增益之平坦度Rflat1與參數QLOADS的關係的示意圖，橫軸代表正規化後的共振耦合網路703的操作頻段，縱軸代表正規化後的參數S21的增益，頻率ωmin代表在兩個增益峰值頻率ωL,ωH的中間具有最小增益的頻率。當參數QLOADS愈大時，很明顯地在兩個增益峰值頻率ωL,ωH之間的曲線之曲率愈大，訊號增益之平坦度Rflat1愈不平坦，如同第十圖(b)中參數QLOADS從4增加到、8、以及12時、訊號增益之平坦度Rflat1愈不平坦，在兩個增益峰值頻率ωL,ωH之間正方形所形成的曲線的曲率最小、圓形所形成的曲線的曲率次之、三角所形成的曲線的曲率最大。
請參閱第十圖(c)，其為頻寬與該參數k的關係的示意圖，橫軸代表正規化後的共振耦合網路703的操作頻段，縱軸代表正規化後的參數S21的增益，頻率ωmin1,ωmin2,ωmin3分別代表兩個增益峰值頻率ωL1,ωH1、兩個增益峰值頻率ωL2,ωH2、以及兩個增益峰值頻率ωL3,ωH3的中間具有最小增益的頻率，且兩兩增益峰值頻率ωL1,ωH1、ωL2,ωH2、ωL3,ωH3之間的頻寬分別為BW3、BW4、BW5。當參數k的數值從0.3增加到、0.5、以及0.7時，頻寬BW4分別增加到頻寬BW3、再增加到頻寬BW5，而增加該第一薄形類環狀導線741的該寬度WM1或該長度LM1可增加參數k的數值，增加該第一薄形類環狀導線741的粗細TM1亦可增加參數k的數值。該第二薄形類環狀導線742也可增加其寬度WM2、長度LM2、粗細TM2來增加參數k的數值，但須注意兩者的形狀要對稱才有較佳的共同虛擬接地的效果。本發明希望獲得較寬的頻寬與較佳的增益，因此在設計上在可允許的條件下會盡量增加兩峰值增益頻率ωL,ωH之間訊號的平坦度與頻寬，藉由上述的調整方式將可使寬頻訊號Sig1_In,Sig1_Out的頻寬與增益最佳化。
為了達到類M型訊號增益的平坦化，同時使操作頻段亦具有較寬的頻寬，在設計上可增加第一薄型類環狀導線741的長度LM1和寬度WM1、以及第二薄型類環狀導線742的長度LM2和寬度WM2以增加互感M1，且增加第一薄型類環狀導線741的粗細TM1和第二薄型類環狀導線742的粗細TM2以增加耦合電容CC，而造成參數k的值增加，但是亦會造成參數QLOADS或參數QLOADS的增加，參數QLOADS或參數QLOADS的增加則會造成訊號增益之平坦度Rflat1劣化，故須適當地調整參數k、參數QLOADS、以及參數QLOADS以取得平衡而得到最佳化的效果。
請參閱第十圖(d)，其為Rflat1、參數k、參數QLOADS、以及參數QLOADP的關係之示意圖。橫軸代表參數k，縱軸代表參數QLOADS或參數QLOADP。參數Rflat1為衡量訊號增益之平坦度的參數，參數Rflat1愈小代表增益愈平坦，在第十圖(d)中可知，參數k與參數QLOADS成反比關係，或參數k與參數QLOADP成反比關係。
在寬頻訊號Sig1_In,Sig1_Out的頻率為幾百Giga赫茲時，電容器的電容特性會很差而趨向電感特性，即電容器的儲能除以耗能的比值很低，此時共振器增加實體並聯的電容器比較不能有較佳的共振特性。因此若能利用電感器本身的寄生電容來做為共振器中與電感器並聯的電容器，此不僅可簡化共振器的結構，且有助於提升共振器的特性。
請參閱第十一圖(a)，其為本發明第二較佳實施例寬頻連接結構80的示意圖。該寬頻連接結構80包含一晶片801與一晶片802，該晶片801包括一共振器803，該晶片802包括一共振器804。該晶片801以覆晶方式堆疊於該晶片802上，其中該共振器803與該共振器804之間具有一磁場以及一電場，該寬頻連接結構80藉由該磁場的耦合與該電場的耦合來耦合該共振器803與該共振器804，以在該晶片801與該晶片802之間傳輸一寬頻訊號Sig2_In或Sig2_Out。
請參閱第十一圖(b)，其為本發明第二較佳實施例寬頻連接結構80覆晶後的剖面圖。在本發明第二較佳實施例中，該寬頻連接結構80用於封裝該晶片801與該晶片802，請同時參閱第十一圖(a)、(b)、以及第七圖(c)，該共振器803包括等效電感器LS以及等效電容器CS，該共振器804包括等效電感器LP以及等效電容器CP。該等效電感器LS藉由一傳輸線83來形 成，該傳輸線83較佳地為一微帶線，該傳輸線83包含一導體層830與一介電層833、以及一基底832，該導體層830包含一導線831，該導線831作為該等效電感器LS，該導線831、該介電層833、以及該基底832所形成的一寄生電容作為該等效電容器CS。該等效電感器LP藉由一傳輸線84來形成，該傳輸線84包含一導體層840、一介電層843、以及一基底842，該導體層840包含一導線841，該導線841作為該等效電感器LP，該導線841、該介電層843、以及該基底842所形成的一寄生電容作為該等效電容器CP。該等效電感器LS與該等效電感器LP藉由其間的該磁場耦合該寬頻訊號Sig2_In,Sig2_Out。
在第十一圖(b)中，寬頻連接結構80的兩晶片801,802之間包含一間隙Gap2，該831導線、該間隙Gap2、以及該導線841形成等效耦合電容器CC以使該電場耦合該寬頻訊號Sig2_In,Sig2_Out。該寬頻訊號Sig2_In,Sig2_Out均由差動訊號(兩個訊號)所組成，該傳輸線84具有對稱的形狀，該傳輸線83具有對稱的形狀。組成寬頻訊號Sig2_In的差動訊號輸入該傳輸線84後藉由該磁場與該電場耦合至該傳輸線83來輸出組成寬頻訊號Sig2_Out的差動訊號；或該寬頻訊號Sig2_In(輸入)和Sig2_Out(輸出)的位置互換，差動輸入訊號輸入該傳輸線83後藉由該磁場與該電場耦合至該傳輸線84來輸出差動輸出訊號。該傳輸線83與該傳輸線84具有相似的一對稱形狀，該對稱形狀對稱於一虛擬面，在該虛擬面形成上一虛擬接地，以使該晶片801與該晶片802具有相同的一接地電位，該接地電位避免該晶片801與該晶片802之間產生一寄生效應。
在第十一圖(b)中，兩傳輸線83,84形成一共振藕合網路87，基底832,842都可直接電性連接到接地電位端，或是基底832電性連接到晶 片的一分部85，該分部85再電性連接到接地電位端，基底842也是一樣地電性連接到晶片的一分部86，該分部86再電性連接到接地電位端，導線831,841之間的間隙Gap2的距離DGAP2很小。請同時參閱第十一圖(a)、(b)、以及第七圖(c)，該寬頻訊號Sig2_In為交流訊號，且可由差動訊號Sig2_In+,Sig2_In-所組成，該導線831的長度831L較佳地小於在此結構可操作頻寬內之最低頻率所對應波長的1/5，典型地約為波長的1/5~1/10左右，導線831的寬度831W與長度831L會影響該耦合電容CC，導線831的長度831L會影響到等效電感器LS的電感VLS。同樣地，導線841的寬度841W與長度841L亦會影響該耦合電容CC，導線841的長度841L會影響到等效電感器LP的電感VLP。類似於本案第一較佳實施例，該導線831以及該導線841的尺寸非常小，兩導線831,841在垂直方向的投影完整地重疊。基於第二較佳實施例與第一較佳實施例鄒具有在第七圖(c)相同的等效電路，所以第二較佳實施例也有相似的類M型訊號增益頻段。
在第二較佳實施例中的該共振耦合網路87的等效電路如同第七圖(c)所示，共振耦合網路87的增益頻段如同第十圖(a)所示，訊號增益之平坦度Rflat1與參數QLOADS的關係如同第十圖(b)所示，寬頻訊號Sig2_In,Sig2_Out的頻寬與該參數k的關係如同第十圖(c)所示。請同時參考第十一圖(b)、第十圖(a)~(c)、以及第七圖(c)，該共振耦合網路87具有一類M型訊號增益頻段704，該第一共振器7011和該第二共振器7012之間具有一互感M1以及一耦合電容CC，該耦合電容CC與該導線831的寬度831W和該導線841的寬度841W之關係為正比關係，互感M1與該導線831的長度831L和該導線841的長度841L之關係亦為正比關係；該導線831的長度831L和該導線841 的長度841L分別與該等效電感器LS,LP皆為正比關係，該導線831的寬度831W和該導線841的寬度841W分別與該等效電容器CS,CP皆為正比關係。該類M型訊號增益頻段704具有兩個增益峰值頻率ωL,ωH，在兩個增益峰值頻率ωL,ωH的中間的頻率ωmin的增益並不會維持在0dB，也就是頻率ωmin的增益皆低於兩增益峰值頻率ωL,ωH的增益。該類M型訊號增益頻段704具有一頻寬BW3以及一訊號增益之平坦度Rflat1，該訊號增益之平坦度Rflat1係由頻率ωmin的增益到增益峰值頻率ωL的增益之差值、以及由頻率ωmin的增益到增益峰值頻率ωH的增益之差值來衡量。該頻寬BW3係相關於該互感M1和該耦合電容CC，該訊號增益之平坦度Rflat1係相關於該第一共振器7011的一第一品質因子參數QLOADS、或相關於該第二共振器7012的一第二品質因子參數QLOADP。更具體的說，該即訊號增益之平坦度Rflat1相關於參數QLOADS，參數QLOADS=該等效電容器CS的電容×ω0×該負載ZS的阻抗；或該訊號增益之平坦度Rflat1相關於參數QLOADP，參數QLOADP=該等效電容器CP的電容×ω0×該負載ZP，其中參數QLOADS=參數QLOADP。ω0=1/((等效電感器LP的電感×等效電容器CP的電容)×(1-k2))1/2，或ω0=1/((等效電感器LS的電感×等效電容器CS的電容)×(1-k2))1/2。其中參數k是互感M1與耦合電容CC的函數，更進一步地說，參數k與該耦合電容CC成正比關係，亦與互感M1成正比關係，而等效電感器LS,LP的電感可以分別透過調整導線831的長度831L以及導線841的長度841L來調整，等效電容器CS,CP的電容可分別透過寬度831W與寬度841W來調整，而互感M1與等效電感器LS,LP的電感的關係為正比關係，耦合電容CC也與等效電容器CS,CP的電容的關係為正比關係。
為了達到類M型訊號增益的平坦化，同時使操作頻段亦具有 較寬的頻寬，在設計上可增加導線831的長度831W以及導線841的長度841W以增加互感M1，且增加導線831的寬度831W以及導線841的寬度841W以增加耦合電容CC，而造成參數k的值增加，但是亦會造成參數QLOADS或參數QLOADS的增加，參數QLOADS或參數QLOADS的增加則會造成訊號增益之平坦度Rflat1劣化，故須適當地調整參數k、參數QLOADS、以及參數QLOADS以取得平衡而得到最佳化的效果。當然，若是要得到在不同的兩種操作頻率上來傳輸不同的訊號，則增加參數QLOADS或參數QLOADS會使平坦度Rflat1更劣化，此將有助於形成分明的兩種操作頻率。除此之外，第二較佳實施例亦可以應用於晶片702與載具701之間的封裝。
請參閱第十二圖，其為本案傳輸一寬頻訊號的方法的示意圖。在步驟S101中，提供一第一共振器7011,803以及一第二共振器7012,804，其中該第一共振器7011,803與該第二共振器7012,804分別具一第一及一第二磁場，且分別具一第一導體層7015,830及一第二導體層7025,840。在步驟S102中，使該兩磁場互相耦合。在步驟S103中，使該二導體層7015,830,7025,840互相耦合以產生一電場，以傳輸一寬頻訊號Sig1_In,Sig1_Out,Sig2_In或Sig2_Out。
請參閱第十三圖，其為本案寬頻連接方法的示意圖。在步驟S201中，在一載具701上設置一第一共振器7011，並在一晶片702上設置一第二共振器7012。在步驟S202中，提供一寬頻訊號於該第一共振器7011或該第二共振器7012。在步驟S203中，藉由該第一共振器7011與該第二共振器7012之間的一磁耦合以及一電耦合而形成一共振耦合網路703，以在該載具701與該晶片702之間傳輸一寬頻訊號Sig1_In或Sig1_Out。在步驟S203 中，該磁耦合以及該電耦合所產生的方法可包含將該晶片702以覆晶方式面對面地堆疊於該載具701上。
請參閱第十四圖(a)，其為本發明第三較佳實施例傳輸裝置磁場耦合的示意圖，請參閱第十四圖(b)，其為本發明第三較佳實施例傳輸裝置電場耦合的示意圖。請同時參閱第十四圖(a)與(b)，該傳輸裝置90用以傳輸一寬頻訊號Sig3_In或Sig3_Out，該傳輸裝置90包含一第一共振器901、一第二共振器902、以及一裝置本體94。該第一共振器901具一第一磁場91及一第一導體層903。該第二共振器902具一第二磁場92及一第二導體層904，且通訊連接於該第一共振器901。該裝置本體94容設該第一共振器901及該第二共振器902，俾使該第一導體層903及該第二導體層904互相耦合以形成一電場93，且使該兩磁場91,92互相耦合，以傳輸該寬頻訊號Sig3_In,Sig3_Out。
本發明第三較佳實施例的傳輸裝置90之具體結構與本發明第一較佳實施例或本發明第二較佳實施例相同，如同第八圖(a)~(b)或第十一圖(b)所示，因而該傳輸裝置90亦具有與本發明第一較佳實施例或本發明第二較佳實施例相同的電路特性，該第一導體層903以及該第二導體層904中的導體之形狀、尺寸、大小如何影響到參數k、參數QLOADS、以及參數QLOADP，還有參數k、參數QLOADS、以及參數QLOADP的調整如何影響到該寬頻訊號Sig3_In,Sig3_Out的頻寬亦不再贅述。
實施例
1.一種寬頻連接結構，包含一載具以及一晶片。該載具包括一第一共振器，該第一共振器包括一第一薄形類環狀導線，該第一薄形類 環狀導線形成具有一寬度與一長度的一類矩形。該晶片包括一第二共振器，該第二共振器包括一第二薄形類環狀導線，該第二薄形類環狀導線形成該類矩形，該晶片以覆晶方式面對面地堆疊於該載具上，其中該第一共振器與該第二共振器之間具有一磁場以及一電場，藉由該磁場與該電場來耦合該第一共振器與該第二共振器而形成一共振耦合網路，以在該載具與該晶片之間傳輸一寬頻訊號。
2.如實施例1所述的結構，其中該寬頻結構具有一可操作頻寬，該寬度或該長度小於該可操作頻寬內之一最低頻率所對應之波長的五分之一。該寬頻連接結構用於封裝該晶片與該載具。該第一共振器包括一第一等效電感器以及一第一等效電容器，該第二共振器包括一第二等效電感器以及一第二等效電容器。該第一等效電感器藉由該第一薄形類環狀導線來形成，該第二等效電感器藉由該第二薄形類環狀導線來形成，該第一等效電感器與該第二等效電感器藉由其間的該磁場耦合該寬頻訊號。該寬頻訊號由差動訊號所組成，該第一薄形類環狀導線具有對稱的形狀以及一第一對稱導線，該第二薄形類環狀導線具有對稱的形狀以及一第二對稱導線，該差動訊號從該第一對稱導線輸入後藉由該磁場與該電場耦合至該第二對稱導線來輸出、或該差動訊號從該第二對稱導線輸入後藉由該磁場與該電場耦合至該第一對稱導線來輸出。該載具更包含一第一基底，該第一基底與該第一薄形類環狀導線之間具有一第一絕緣層，其中該第一薄形類環狀導線與該第一絕緣層、以及該第一基底形成該第一等效電容器，或該載具利用該第一薄形類環狀導線自身所帶有的寄生電容來形成該第一等效電容器。該晶片更包含一第二基底，該第二基底與該第二薄形類環狀導線 之間具有一第二絕緣層，其中該第二薄形類環狀導線與該第二絕緣層、以及該第二基底形成該第二等效電容器，或該晶片利用該第二薄形類環狀導線自身所帶有的寄生電容來形成該第二等效電容器。該第一薄形類環狀導線、該間隙、以及該第二薄形類環狀導線形成一等效耦合電容器以使該電場耦合該寬頻訊號。
3.如實施例1~2所述的結構。該載具包含一第一基底，該晶片包含一第二基底，該第一基底與該第二基底的材質為相同或相異材質。該寬頻訊號由差動訊號所組成，該第一薄形類環狀導線形成一第一對稱形狀，該第二薄形類環狀導線形成一第二對稱形狀，該第一對稱形狀與該第二對稱形狀皆對稱於一虛擬接地面，以使該載具與該晶片具有相同的一接地電位，該接地電位避免該載具與該晶片之間產生一寄生效應。該共振耦合網路具有一類M型訊號增益頻段，該第一共振器和該第二共振器具有在其間的一互感以及一耦合電容，該類M型訊號增益頻段具有一頻寬以及一訊號增益之平坦度，該頻寬係相關於該互感和該耦合電容，該訊號增益之平坦度係相關於該第一共振器的一第一品質因子參數、或相關於該第二共振器的一第二品質因子參數。
4.一種寬頻連接結構，包含一第一晶片以及一第二晶片。該第一晶片包括一第一共振器，該第二晶片包括一第二共振器，該第一晶片以覆晶方式堆疊於該第二晶片上，其中該第一共振器與該第二共振器之間具有一磁場以及一電場，該寬頻連接結構藉由該磁場的耦合與該電場的耦合來耦合該第一共振器與該第二共振器，以在該第一晶片與該第二晶片之間傳輸一寬頻訊號。
5.如實施例4所述的結構，其中該寬頻連接結構用於封裝該第一晶片與該第二晶片。該第一共振器包括一第一等效電感器以及一第一等效電容器，該第二共振器包括一第二等效電感器以及一第二等效電容器。該第一等效電感器藉由一第一傳輸線來形成，該第一傳輸線包含一第一導線、一第一基底、以及一第一介電層，該第一導線作為該第一等效電感器，該第一導線、該第一介電層、以及該第一基底所形成的一第一寄生電容作為該第一等效電容器。該第二等效電感器藉由一第二傳輸線來形成，該第二傳輸線包含一第二導線、一第二基底、以及一第二介電層，該第二導線作為該第二等效電感器，該第二導線、該第二介電層、以及該第二基底所形成的一第二寄生電容作為該第二等效電容器。該第一等效電感器與該第二等效電感器藉由其間的該磁場耦合該寬頻訊號。該第一導線、該間隙、以及該第二導線形成一等效耦合電容器以使該電場耦合該寬頻訊號。該寬頻訊號由差動訊號所組成，該第一傳輸線具有對稱的形狀，該第二傳輸線具有對稱的形狀，該差動訊號輸入該第一傳輸線後藉由該磁場與該電場耦合至該第二傳輸線來輸出、或該差動訊號輸入該第二傳輸線後藉由該磁場與該電場耦合至該第一傳輸線來輸出。該第一基底與該第二基底的材質為相同或相異材質。該第一傳輸線與該第二傳輸線具有相似的一對稱形狀，該對稱形狀對稱於一虛擬面，在該虛擬面形成上一虛擬接地，以使該第一晶片與該第二晶片具有相同的一接地電位，該接地電位避免該第一晶片與該第二晶片之間產生一寄生效應。該第一共振器與該第二共振器之間藉由其間的該磁場以及該電場互相耦合而形成一共振耦合網路，該共振耦合網路具有一類M型訊號增益頻段，該第一共振器和該第二共振器具有 在其間的一互感以及一耦合電容，該類M型訊號增益頻段具有一頻寬以及一訊號增益之平坦度，該頻寬係相關於該互感和該耦合電容，該訊號增益之平坦度係相關於該第一共振器的一第一品質因子參數、或相關於該第二共振器的一第二品質因子參數。
6.一種寬頻連接方法，包含下列步驟：在一載具上設置一第一共振器，並在一晶片上設置一第二共振器。提供一寬頻訊號於該第一共振器或該第二共振器。藉由該第一共振器與該第二共振器之間的一磁耦合以及一電藕合而形成一共振耦合網路，以在該載具與該晶片之間傳輸一寬頻訊號。
7.如實施例6所述的方法，更包含下列步驟：將該晶片以覆晶方式面對面地堆疊於該載具上。利用該第一共振器的一第一等效電感器以及該第二共振器的一第二等效電感器來形成該磁場。提供一第一薄形類環狀導線來形成該第一等效電感器，並提供一第二薄形類環狀導線來形成該第二等效電感器，其中該第一薄形類環狀導線與該第二薄形類環狀導線具有相似的對稱形狀。利用該載具的一第一基底、一第一絕緣層、以及該第一薄形類環狀導線來形成該第一等效電容器，或利用該第一薄形類環狀導線自身所帶有的寄生電容來形成該第一等效電容器。利用該晶片的一第二基底、一第二絕緣層、以及該第二薄形類環狀導線來形成該第二等效電容器，或利用該第二薄形類環狀導線自身所帶有的寄生電容來形成該第二等效電容器。於該載具與該晶片之間提供一間隙，其中該第一薄形類環狀導線、該間隙、以及該第二薄形類環狀導線形成一等效耦合電容器以使該電場耦合該寬頻訊號。
8.一種傳輸一寬頻訊號的方法，包含下列步驟：提供一第一共振器以及一第二共振器，其中該第一共振器與該第二共振器分別具一第一及一第二磁場，且分別具一第一導體層及一第二導體層。使該兩磁場互相耦合。使該二導體層互相耦合以產生一電場，以傳輸該寬頻訊號。
9.一種傳輸裝置，用以傳輸一寬頻訊號，包含一第一共振器、一第二共振器、以及一裝置本體。該第一共振器具一第一磁場及一第一導體層。該第二共振器具一第二磁場及一第二導體層，且通訊連接於該第一共振器。該裝置本體容設該第一共振器及該第二共振器，俾使該第一導體層及該第二導體層互相耦合以形成一電場，且使該兩磁場互相耦合，以傳輸該寬頻訊號。
10.如實施例9所述的裝置，其中該裝置本體藉由一堆疊的方式來封裝包含該第一共振器的一晶片與包含該第二共振器一載具。該第一共振器包括一第一等效電感器以及一第一等效電容器，該第二共振器包括一第二等效電感器以及一第二等效電容器。該第一等效電感器藉由該第一導體層的一第一薄形類環狀導線來形成，該第二等效電感器藉由該第二導體層的一第二薄形類環狀導線來形成，該第一等效電感器與該第二等效電感器藉由其間的該磁場耦合該寬頻訊號。該寬頻訊號由差動訊號所組成，該第一薄形類環狀導線具有對稱的形狀以及一第一對稱導線，該第二薄形類環狀導線具有對稱的形狀以及一第二對稱導線，該差動訊號從該第一對稱導線輸入後藉由該磁場與該電場耦合至該第二對稱導線來輸出、或該差動訊號從該第二對稱導線輸入後藉由該磁場與該電場耦合至該第一對稱導線來輸出。該載具更包含一第一基底，該第一基底與該第一薄形類環狀導 線之間具有一第一絕緣層，其中該第一薄形類環狀導線與該第一絕緣層、以及該第一基底形成該第一等效電容器，或該載具利用該第一薄形類環狀導線自身所帶有的寄生電容來形成該第一等效電容器。該晶片更包含一第二基底，該第二基底與該第二薄形類環狀導線之間具有一第二絕緣層，其中該第二薄形類環狀導線與該第二絕緣層、以及該第二基底形成該第二等效電容器，或該晶片利用該第二薄形類環狀導線自身所帶有的寄生電容來形成該第二等效電容器。該第一薄形類環狀導線、該間隙、以及該第二薄形類環狀導線形成一等效耦合電容器以使該電場耦合該寬頻訊號。
本發明雖以上述數個實施方式或實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
70‧‧‧寬頻連接結構
701‧‧‧載具
7011‧‧‧第一共振器
702‧‧‧晶片
7012‧‧‧第二共振器
703‧‧‧共振耦合網路

Claims (9)

  1. 一種寬頻連接結構，包含：一載具，包括一第一共振器，該第一共振器包括一第一薄形類環狀導線，該第一薄形類環狀導線形成具有一寬度與一長度的一類矩形；以及一晶片，包括一第二共振器，該第二共振器包括一第二薄形類環狀導線，該第二薄形類環狀導線形成該類矩形，該晶片以覆晶方式面對面地堆疊於該載具上，其中該第一共振器與該第二共振器之間具有一磁場以及一電場，藉由該磁場與該電場來耦合該第一共振器與該第二共振器而形成一共振耦合網路，以在該載具與該晶片之間傳輸一寬頻訊號，其中：該寬頻訊號為一差動訊號，該第一薄形類環狀導線具有對稱的形狀以及一第一對稱導線，該第二薄形類環狀導線具有對稱的形狀以及一第二對稱導線，該差動訊號從該第一對稱導線輸入後藉由該磁場與該電場耦合至該第二對稱導線來輸出、或該差動訊號從該第二對稱導線輸入後藉由該磁場與該電場耦合至該第一對稱導線來輸出。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的結構，其中：該寬頻結構具有一可操作頻寬，該寬度或該長度小於該可操作頻寬內之一最低頻率所對應之波長的五分之一；該寬頻連接結構用於封裝該晶片與該載具；該第一共振器包括一第一等效電感器以及一第一等效電容器，該第二共振器包括一第二等效電感器以及一第二等效電容器；該第一等效電感器藉由該第一薄形類環狀導線來形成，該第二等效電感器藉由該第二薄形類環狀導線來形成，該第一等效電感器與該第二等效電感器藉由其間的該磁場耦合該寬頻訊號； 該載具更包含一第一基底，該第一基底與該第一薄形類環狀導線之間具有一第一絕緣層，其中該第一薄形類環狀導線與該第一絕緣層、以及該第一基底形成該第一等效電容器，或該載具利用該第一薄形類環狀導線自身所帶有的寄生電容來形成該第一等效電容器；該晶片更包含一第二基底，該第二基底與該第二薄形類環狀導線之間具有一第二絕緣層，其中該第二薄形類環狀導線與該第二絕緣層、以及該第二基底形成該第二等效電容器，或該晶片利用該第二薄形類環狀導線自身所帶有的寄生電容來形成該第二等效電容器；該載具與該晶片之間具有一間隙；該第一薄形類環狀導線、該間隙、以及該第二薄形類環狀導線形成一等效耦合電容器以使該電場耦合該寬頻訊號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的結構，其中：該載具包含一第一基底，該晶片包含一第二基底，該第一基底與該第二基底的材質為相同或相異材質；該寬頻訊號為一差動訊號，該第一薄形類環狀導線形成一第一對稱形狀，該第二薄形類環狀導線形成一第二對稱形狀，該第一對稱形狀與該第二對稱形狀皆對稱於一虛擬接地面，以使該載具與該晶片具有相同的一接地電位，該接地電位避免該載具與該晶片之間產生一寄生效應；以及該共振耦合網路具有一類M型訊號增益頻段，該第一共振器和該第二共振器具有在其間的一互感以及一耦合電容，該類M型訊號增益頻段具有一頻寬以及一訊號增益之平坦度，該頻寬係相關於該互感和該耦合電容，該訊號增益之平坦度係相關於該第一共振器的一第一品質因子參數、或相關於該第二共振器的一第二品質因子參數。
  4. 一種寬頻連接結構，包含： 一第一晶片，包括一第一共振器，該第一共振器包括一第一等效電感器，該第一等效電感器藉由一第一傳輸線來形成；以及一第二晶片，包括一第二共振器，該第二共振器包括一第二等效電感器，該第二等效電感器藉由一第二傳輸線來形成，該第一晶片以覆晶方式堆疊於該第二晶片上，其中該第一共振器與該第二共振器之間具有一磁場以及一電場，該寬頻連接結構藉由該磁場的耦合與該電場的耦合來耦合該第一共振器與該第二共振器，以在該第一晶片與該第二晶片之間傳輸一寬頻訊號，其中：該寬頻訊號為一差動訊號，該第一傳輸線具有對稱的形狀，該第二傳輸線具有對稱的形狀，該差動訊號輸入該第一傳輸線後藉由該磁場與該電場耦合至該第二傳輸線來輸出、或該差動訊號輸入該第二傳輸線後藉由該磁場與該電場耦合至該第一傳輸線來輸出。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的結構，其中：該寬頻連接結構用於封裝該第一晶片與該第二晶片；該第一共振器更包括一第一等效電容器，該第二共振器更包括一第二等效電容器；該第一傳輸線包含一第一導線、一第一基底、以及一第一介電層，該第一導線作為該第一等效電感器，該第一導線、該第一介電層、以及該第一基底所形成的一第一寄生電容作為該第一等效電容器；該第二傳輸線包含一第二導線、一第二基底、以及一第二介電層，該第二導線作為該第二等效電感器，該第二導線、該第二介電層、以及該第二基底所形成的一第二寄生電容作為該第二等效電容器；該第一等效電感器與該第二等效電感器藉由其間的該磁場耦合該寬頻訊號； 該第一晶片與該第二晶片之間具有一間隙；該第一導線、該間隙、以及該第二導線形成一等效耦合電容器以使該電場耦合該寬頻訊號；該第一基底與該第二基底的材質為相同或相異材質；該第一傳輸線與該第二傳輸線具有相似的一對稱形狀，該對稱形狀對稱於一虛擬面，在該虛擬面形成上一虛擬接地，以使該第一晶片與該第二晶片具有相同的一接地電位，該接地電位避免該第一晶片與該第二晶片之間產生一寄生效應；以及該第一共振器與該第二共振器之間藉由其間的該磁場以及該電場互相耦合而形成一共振耦合網路，該共振耦合網路具有一類M型訊號增益頻段，該第一共振器和該第二共振器具有在其間的一互感以及一耦合電容，該類M型訊號增益頻段具有一頻寬以及一訊號增益之平坦度，該頻寬係相關於該互感和該耦合電容，該訊號增益之平坦度係相關於該第一共振器的一第一品質因子參數、或相關於該第二共振器的一第二品質因子參數。
  6. 一種寬頻連接方法，包含下列步驟：在一載具上設置一第一共振器，並在一晶片上設置一第二共振器；提供一寬頻訊號於該第一共振器或該第二共振器；藉由該第一共振器與該第二共振器之間的一磁耦合以及一電耦合而形成一共振耦合網路，以在該載具與該晶片之間傳輸一寬頻訊號；利用該第一共振器的一第一等效電感器以及該第二共振器的一第二等效電感器來形成該磁場；提供一第一薄形類環狀導線來形成該第一等效電感器，並提供一第二薄形類環狀導線來形成該第二等效電感器；利用該載具的一第一基底、一第一絕緣層、以及該第一薄形類環狀導 線來形成一第一等效電容器，或利用該第一薄形類環狀導線自身所帶有的寄生電容來形成該第一等效電容器；以及利用該晶片的一第二基底、一第二絕緣層、以及該第二薄形類環狀導線來形成一第二等效電容器，或利用該第二薄形類環狀導線自身所帶有的寄生電容來形成該第二等效電容器。
  7. 如申請專利範圍第6項所述的方法，更包含下列步驟：將該晶片以覆晶方式面對面地堆疊於該載具上；該第一薄形類環狀導線與該第二薄形類環狀導線具有相似的對稱形狀；以及於該載具與該晶片之間提供一間隙，其中該第一薄形類環狀導線、該間隙、以及該第二薄形類環狀導線形成一等效耦合電容器以使該電場耦合該寬頻訊號。
  8. 一種傳輸裝置，用以傳輸一寬頻訊號，包含：一第一共振器，具一第一磁場及一第一導體層，並包含一第一等效電感器，其中該第一等效電感器藉由該第一導體層的一第一薄形類環狀導線來形成；一第二共振器，具一第二磁場及一第二導體層，包含一第二等效電感器，且通訊連接於該第一共振器，其中該第二等效電感器藉由該第二導體層的一第二薄形類環狀導線來形成；以及一裝置本體，容設該第一共振器及該第二共振器，俾使該第一導體層及該第二導體層互相耦合以形成一電場，且使該兩磁場互相耦合，以傳輸該寬頻訊號，其中：該寬頻訊號為一差動訊號，該第一薄形類環狀導線具有對稱的形狀以及一第一對稱導線，該第二薄形類環狀導線具有對稱的形狀以及一第二對 稱導線，該差動訊號從該第一對稱導線輸入後藉由該磁場與該電場耦合至該第二對稱導線來輸出、或該差動訊號從該第二對稱導線輸入後藉由該磁場與該電場耦合至該第一對稱導線來輸出。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的裝置，其中：該裝置本體藉由一堆疊的方式來封裝包含該第一共振器的一晶片與包含該第二共振器的一載具；該第一共振器更包括一第一等效電容器，該第二共振器更包括一第二等效電容器；該第一等效電感器與該第二等效電感器藉由其間的該磁場耦合該寬頻訊號；該載具更包含一第一基底，該第一基底與該第一薄形類環狀導線之間具有一第一絕緣層，其中該第一薄形類環狀導線與該第一絕緣層、以及該第一基底形成該第一等效電容器，或該載具利用該第一薄形類環狀導線自身所帶有的寄生電容來形成該第一等效電容器；該晶片更包含一第二基底，該第二基底與該第二薄形類環狀導線之間具有一第二絕緣層，其中該第二薄形類環狀導線與該第二絕緣層、以及該第二基底形成該第二等效電容器，或該晶片利用該第二薄形類環狀導線自身所帶有的寄生電容來形成該第二等效電容器；該載具與該晶片之間具有一間隙；以及該第一薄形類環狀導線、該間隙、以及該第二薄形類環狀導線形成一等效耦合電容器以使該電場耦合該寬頻訊號。
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