電子裝置、電子系統(tǒng)和電子設(shè)施的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型通常涉及器件載體的技術(shù)領(lǐng)域，電子器件可以設(shè)置在所述器件載體上以便形成電子組件。特別是，本實用新型涉及一種包括嵌入有同軸電纜的器件載體的電子裝置和一種包括這種電子裝置的電子系統(tǒng)。另外，本實用新型涉及一種包括兩個這樣的系統(tǒng)的電子設(shè)施。此外，本實用新型涉及一種用于制造這樣的電子裝置的方法和一種用于制造這樣的電子系統(tǒng)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]上面建立有包括若干電子器件的電子組件的器件載體廣泛應(yīng)用于許多電子消費設(shè)備中，諸如，例如，(a)計算設(shè)備，例如臺式電腦、筆記本電腦、蜂窩電話、平板電腦等；(b)無線數(shù)據(jù)通信設(shè)備，例如蜂窩電話、電話、路由器、近場通信設(shè)備等;和(C)有線設(shè)備，例如監(jiān)視器、電視等。這種列舉是不完全的，并且具有建立在器件載體上的電子組件的電子裝置的數(shù)量和類型不斷變得越來越大。
[0003]為了增加電子組件的集成密度，已開發(fā)出了這樣的器件載體，S卩，除了為電子器件提供機械支撐和電連接外，所述器件載體通過嵌入有源或無源電子器件而提供一些電功能。無源電子器件可以是例如電阻器、電容器、電感器、天線結(jié)構(gòu)和/或用于在器件載體內(nèi)引導(dǎo)高頻信號的同軸電纜。
[0004]US 2013/0048344 Al公開了一種高頻電路板，包括具有頂面的電路板(該頂面具有凹槽)、位于該凹槽內(nèi)的半剛性電纜和填充該凹槽的鈍化層。半剛性電纜包括中心導(dǎo)體、外導(dǎo)體以及介于中心導(dǎo)體與外導(dǎo)體之間的絕緣層。半剛性電纜的位于凹槽內(nèi)的第一部分沿著平行于電路板表面定向的空間路徑延伸。半剛性電纜的第二部分沿著垂直于電路板表面定向的空間路徑延伸。高頻信號可以經(jīng)由半剛性電纜傳送。
[0005]WO 2011/155975 Al公開了一種嵌入有(微)同軸電纜的印刷電路板(PCB)，該同軸電纜包括中心導(dǎo)體、外屏蔽和介于其間的絕緣材料。該(微)同軸電纜沿著垂直于PCB表面定向的空間路徑延伸。
[000?] WO 2014/015832 Al公開了一種包括第一介電層和嵌入在該介電層內(nèi)的差分電纜結(jié)構(gòu)的PCB。該差分電纜結(jié)構(gòu)包括第一內(nèi)導(dǎo)體、第二內(nèi)導(dǎo)體、圍繞第一內(nèi)導(dǎo)體的部分和第二內(nèi)導(dǎo)體的部分的介電材料、以及圍繞介電材料的接地屏蔽。差分電纜結(jié)構(gòu)表示具有兩個內(nèi)導(dǎo)體的嵌入式同軸電纜，所述同軸電纜沿著平行于PCB表面定向的空間路徑延伸。通過垂直于PCB表面延伸的填充過孔來實現(xiàn)對于所述內(nèi)導(dǎo)體的接觸以及被所述內(nèi)導(dǎo)體接觸。僅借助于過孔的電連接(尤其是，有源電子器件與嵌入式同軸電纜的電連接)在制造具有嵌入式同軸電纜的PCB的過程中造成很多費力的工作。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]有可能需要在嵌入到器件載體內(nèi)的同軸電纜與安裝在該器件載體上的電子器件之間提供一種簡單且有效的電連接。
[0008]這種需要可以通過以下實施方式得到滿足。本實用新型的有利實施例描述如下。
[0009]1#根據(jù)本實用新型的第一方面，提供了一種電子裝置。所提供的電子裝置包括:
(a)器件載體；(b)嵌入在器件載體內(nèi)的同軸電纜；(c)至少部分地嵌入在器件載體內(nèi)并與同軸電纜電連接的電接口模塊。
[0010]所描述的電子裝置基于如下想法:代替僅使用過孔或其它復(fù)雜的電連接結(jié)構(gòu)，在必須形成的器件載體的制造過程中，可以使用預(yù)制的電接口模塊，以便向器件載體提供電連接到所述同軸電纜的適當(dāng)?shù)倪B接焊盤，例如，在借助于自動布置機執(zhí)行的布置工藝期間，在所述連接焊盤處可以附接有源或無源電子器件。
[0011]就描述性而言，電接口模塊可以用于將電子器件(例如半導(dǎo)體芯片或集成電路器件)的端子與嵌入式同軸電纜電接合。當(dāng)然，在電接口模塊的背離同軸電纜的表面處，必須形成適當(dāng)?shù)倪B接焊盤。由此，這些連接焊盤的形狀和/或空間分布必須適應(yīng)于相應(yīng)電子器件(其可以是裸晶片或封裝器件)的端子的結(jié)構(gòu)構(gòu)造。在這方面，應(yīng)該清楚的是，在封裝器件的情況下，這樣的構(gòu)造在很大程度上取決于相應(yīng)電子器件的封裝的類型和大小。可能的結(jié)構(gòu)構(gòu)造可以是例如小外形(Small Outline，SO)封裝或球柵陣列(BGA)封裝。SO封裝例如可以是塑料小外形封裝(PSOP)、薄小外形封裝(TSOP)、收縮小外形封裝(SSOP)、薄-收縮小外形封裝(TSSOP)或四分之一縮比的小外形封裝(QSOP)。
[0012]所描述的電接口模塊可以是可以很容易地借助于獨立的生產(chǎn)工藝來制造的半制成品。對于這樣的獨立生產(chǎn)工藝的框架條件可以僅根據(jù)用于形成電接口模塊的要求進行優(yōu)化。在其他實施例中，所描述的電接口模塊連同連接到該電接口模塊的同軸電纜是至少由用于制造器件載體的若干早期處理步驟分開制造的半制成品。
[0013]要提及的是，為了電連接半制成品的電接口模塊和嵌入式同軸電纜，可以使用填充有導(dǎo)電材料的過孔或僅鍍敷有導(dǎo)電材料的過孔。然而，在一有利方式中，這樣的過孔可以比用于電連接嵌入式同軸電纜的已知過孔短得多。例如，通過激光鉆孔或機械鉆孔過程且后續(xù)通過對所得的通孔或盲孔進行適當(dāng)?shù)慕饘倩?，過孔可以以已知方式來形成。金屬化可以例如通過電鍍過程之后是化學(xué)鍍(水鍍敷)過程來實現(xiàn)。
[0014]在這一點上，要提及的是，器件載體可以是所謂的單層印刷電路板(PCB)，其具有包括兩個通常的結(jié)構(gòu)化金屬層和形成在這兩個金屬層之間的絕緣層的夾層結(jié)構(gòu)。然而，為了充分利用本文件中所描述的本實用新型的優(yōu)點，器件載體可以是具有交替順序的(結(jié)構(gòu)化)金屬層和絕緣層的所謂的多層印刷電路板。
[0015]在本文件的上下文中，術(shù)語“器件載體”可以具體表示任何類型的支撐結(jié)構(gòu)，其能夠容納位于其上和/或其中的一個或多個電子器件，以便提供機械支撐和電連接。器件載體可以是例如PCB或通常任何類型的柔性的、半柔性的或剛性的基板。
[0016]在本文件的上下文中，術(shù)語“同軸電纜”可以是包括內(nèi)導(dǎo)體、外導(dǎo)體以及介于兩者之間的絕緣材料的任何狹長的物理結(jié)構(gòu)。該絕緣材料可以包括介電材料。只要在內(nèi)導(dǎo)體與外導(dǎo)體之間提供電絕緣，絕緣材料甚至可以是空氣。根據(jù)同軸電纜的基本物理原理，外導(dǎo)體至少部分地，優(yōu)選完全地圍繞內(nèi)導(dǎo)體。通過這種方式，可以在同軸電纜內(nèi)傳播高頻信號，而不具有高衰減和/或不發(fā)射有害的電磁輻射。術(shù)語“同軸電纜”尤其包括微同軸電纜。
[0017]所描述的電子裝置可用于需要僅顯示小損失和低干擾的內(nèi)部本地(超高)高速連接的任何器件載體?？梢酝ㄟ^這些連接來傳輸?shù)男盘柕牡湫皖l率高于IGHz，優(yōu)選地高于5GHz，且更特別地高于10GHz。對于所描述電子裝置的可能的目標(biāo)應(yīng)用是計算機、服務(wù)器、電信設(shè)備、以及用于汽車應(yīng)用、航空應(yīng)用和醫(yī)療應(yīng)用的高頻電子組件。
[0018]為了實現(xiàn)所描述的電子裝置，可以利用現(xiàn)有技術(shù)的嵌入式(微)同軸電纜。利用所描述的電子裝置，可以建立具有非常精確的阻抗匹配能力的(超)高速完全屏蔽連接，而沒有標(biāo)準(zhǔn)PCB中的干擾輻射，無需使用用于PCB的高成本專用低介電常數(shù)(低Dk)材料，這種材料很難甚至不可能生產(chǎn)成具有高端PCB能力。
[0019]2#根據(jù)本實用新型的一個實施例，電接口模塊包括:(a)形成在面向同軸電纜的(電接口模塊的)第一表面的第一電連接元件；以及(b)形成在背離同軸電纜的(電接口模塊的)第二表面的第二電連接元件。由此，至少兩個第一電連接元件之間的空間距離小于至少兩個第二電連接元件之間的空間距離。
[0020]換句話說，所描述的電接口模塊包括具有第一電連接元件的第一表面以及具有第二電連接元件的相對的第二表面。相應(yīng)地，第一電連接元件中的一個與第二電連接元件中的一個電連接。換句話說，形成成對的電連接元件，其中的一對由一個第一電連接元件和一個第二電連接元件構(gòu)成。根據(jù)應(yīng)該電連接到電接口模塊的電子器件的電端子的空間布置，第二電連接元件必須在空間上相應(yīng)地布置。
[0021]所描述的不同的空間距離可提供如下優(yōu)點:即使電子器件的電端子之間的間隔大于在夸克(quarks)電纜與電接口模塊之間延伸的連接點或連接元件之間的間距，電子器件也可以很容易地與同軸電纜連接。就描述性而言，根據(jù)這里所描述的實施例，電接口模塊提供連接元件結(jié)構(gòu)的空間擴展，這有助于電子器件與同軸電纜的接觸。
[0022]3#根據(jù)本實用新型的另一實施例，電接口模塊容納在形成于器件載體內(nèi)的空腔中。這可能意味著，電接口模塊完全嵌入到器件載體內(nèi)。其結(jié)果是，器件載體的表面不會被電接口模塊(的表面)在空間上擾動，從而為了進一步處理器件載體，特別是通過在其上安裝電子器件，可以將電子裝置視為通常的器件載體。不必采取特殊的照顧來將電子裝置進一步處理為本文件中所描述的通常的印刷電路板，以便建立電子組件。
[0023]在所描述的空腔內(nèi)容納電接口模塊當(dāng)然意味著，在器件載體的制造過程中，不僅在器件載體內(nèi)形成同軸電纜，而且必須嵌入電接口模塊。就描述性而言，附接和/或處理該電接口模塊是用于制造器件載體的過程的一部分。
[0024]4#根據(jù)本實用新型的另一實施例，器件載體包括覆蓋電接口模塊的電絕緣層。所描述的絕緣層可以負(fù)責(zé):器件載體包括完全容納電接口模塊的真實空腔。在電絕緣層內(nèi)，可以形成電互連，例如過孔，所述電互連用于將電接口模塊電連接到“外部世界”，特別是電連接到外部