(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気信号を伝達する一方で電気的分離をもたらすためのシステムであって、
送信の電気信号を伝達するための第1の電気信号経路を備える第1の回路であって、前記送信の電気信号を受信して、前記電気信号を表す電磁EHF信号を電磁的に送信するように構成された第1のEHF通信ユニットを含む第1の回路と、
前記第1の回路から電気的に分離され、第2の電気信号経路を備える第2の回路であって、前記送信された電磁EHF信号を電磁的に受信し、前記受信した電磁EHF信号から受信電気信号を抽出して、前記受信電気信号を前記第2の電気信号経路に印加するように構成された第2のEHF通信ユニットを含む、第2の回路と
を備え、
前記第1の回路および前記第2の回路が、どちらも単一のプリント回路基板(PCB)上に配置されており、
前記第1の回路と前記第2の回路の間で前記PCBに沿って延在する誘電材料をさらに備え、
前記第1の回路と前記第2の回路の間の前記PCBの部分が、前記第1および第2の回路が実装されている前記PCBの部分の誘電率より低い誘電率を有し、
前記電磁EHF信号が前記第1の回路と前記第2の回路の間の前記PCBの部分を介して送信され、
前記第1の回路と前記第2の回路の間の前記PCBの前記部分が、空気で満たされた空隙であり、前記第1の回路と前記第2の回路の間で前記PCBに沿って延在する前記誘電材料が前記空隙の上に懸垂されているシステム。
【請求項２】
前記第1のEHFユニットが、前記受信した送信の電気信号に基づいて送信の電気的EHF信号を変調するように構成されている請求項1に記載のシステム。
【請求項３】
前記第2のEHFユニットが、前記受信した電磁EHF信号を復調して、前記送信の電気信号を表す受信の電気信号を生成するように構成されている請求項2に記載のシステム。
【請求項４】
前記第1の回路と前記第2の回路の間で前記PCBに沿って延在する前記誘電材料が、矩形断面を有する誘電体ガイドである請求項1に記載のシステム。
【請求項５】
前記第1の回路および前記第2の回路が分離したICパッケージとして形成されており、前記誘電体ガイドが前記ICパッケージから分離されている請求項4に記載のシステム。
【請求項６】
前記誘電体ガイドが前記PCBと同一平面上にある請求項4に記載のシステム。
【請求項７】
前記PCBは、前記PCBの中に形成されて前記第1の回路と前記第2の回路の間に延在する対向チャネルを含む請求項6に記載のシステム。
【請求項８】
前記対向チャネルと、前記第1の回路および前記第2の回路に近接して前記対向チャネルの間に延在する接続チャネル部分と含むU字形のチャネルを前記PCBが含む請求項7に記載のシステム。
【請求項９】
前記第1のEHF通信ユニットおよび前記第2のEHF通信ユニットが共通の集積回路(IC)パッケージの中に配置されている請求項1に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第1の回路および前記第2の回路が、どちらも前記共通のICパッケージの中に配置されている請求項9に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第1のEHF通信ユニットは、前記送信の電気信号を表す送信の電気的EHF信号を前記電磁EHF信号に変換し前記電磁EHF信号を前記PCBに沿って所与の方向に導く第1のアンテナを含み、前記第2のEHF通信ユニットは、前記送信された電磁EHF信号を受信して前記受信した電磁EHF信号を受信した電気的EHF信号に変換するための前記第1のアンテナから前記所与の方向に配置された第2のアンテナを含む請求項9に記載のシステム。
【請求項１２】
前記共通のICパッケージは、前記第1のアンテナと前記第2のアンテナの間で連続的に延在してこれらを覆う誘電体部分を含む請求項11に記載のシステム。
【請求項１３】
前記PCBが、前記第1のEHF通信ユニットと一列に整列した第1の接地面と、前記第1の接地面から物理的に離隔され、かつ電気的に分離された第2の接地面とを含み、前記第2の接地面が前記第2のEHF通信ユニットと一列に整列している請求項12に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第1の接地面と前記第2の接地面の間の距離が、前記第1のアンテナと前記第2のアンテナの間の距離より長い請求項13に記載のシステム。
【請求項１５】
前記第1の回路が第1のPCB上に配置されており、前記第2の回路が第2のPCB上に配置されている請求項1に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第1のEHF通信ユニットと前記第2のEHF通信ユニットの間に配置された誘電体部分をさらに備える請求項1に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第1のEHF通信ユニットおよび前記第2のEHF通信ユニットのそれぞれが集積回路(IC)パッケージを含み、前記ICパッケージが、チップと、絶縁材料と、前記ICパッケージの中に配置されて前記絶縁材料で固定位置に保持されたアンテナとを有する請求項1に記載のシステム。
【請求項１８】
前記第1のEHF通信ユニットおよび前記第2のEHF通信ユニットのそれぞれがリードフレームをさらに含み、前記ICに動作可能に接続された接地面を有する請求項17に記載のシステム。
【請求項１９】
前記アンテナが所定の波長で動作するように構成されており、前記リードフレームが、前記所定の波長を有する電磁エネルギーを反射するように互いに十分に密接して配置された複数の個別の導体要素を含んでいる請求項18に記載のシステム。
【請求項２０】
前記第1の回路が第1の電源を有し、前記第2の回路が、前記第1の電源から電気的に分離された第2の電源を有する請求項1に記載のシステム。
【請求項２１】
前記第1の回路が第1の電気接地を有し、前記第2の回路が、前記第1の電気接地から電気的に分離された第2の電気接地を有する請求項1に記載のシステム。
【請求項２２】
前記第1のEHF通信ユニットおよび前記第2のEHF通信ユニットのうちの少なくとも1つがトランシーバとして構成されている請求項1に記載のシステム。
【請求項２３】
電気信号を伝達する一方で電気的分離をもたらすための方法であって、
第1の回路の第1の電気信号経路上で送信の電気信号を伝達するステップと、
前記第1の回路の第1のEHF通信ユニットで前記送信の電気信号を受信するステップと、
前記送信の電気信号を表す第1の電磁EHF信号を送信するステップと、
前記送信された電磁EHF信号を、前記第1の回路から電気的に分離された第2の回路の第2のEHF通信ユニットで受信するステップと、
前記受信した電磁EHF信号から、前記送信の電気信号を表す受信電気信号を抽出するステップと、
前記抽出した受信電気信号を前記第2の回路の第2の電気信号経路に印加するステップと
を含み、
電磁EHF信号を送信するステップが、電磁EHF信号を、単一のプリント回路基板(PCB)上の前記第1の回路と前記第2の回路の間で送信するステップを含み、
電磁EHF信号を送信するステップが、電磁EHF信号を、前記第1の回路と前記第2の回路の間で、前記PCBに沿って前記第1の回路と前記第2の回路の間に延在する誘電材料を介して送信するステップを含み、
前記PCBに沿って前記第1の回路と前記第2の回路の間に延在する前記誘電材料を、前記PCBの空隙の上に懸垂するステップをさらに含む、
方法。
【請求項２４】
前記送信の電気信号を送信の電気的EHF信号に変換するステップと、前記第1のEHF通信ユニットで、前記送信の電気信号に基づいて前記送信の電気的EHF信号を変調するステップとをさらに含む請求項23に記載の方法。
【請求項２５】
前記受信した電磁EHF信号を、受信した電気的EHF信号に変換するステップと、前記第2のEHF通信ユニットで前記受信した電気的EHF信号を復調して、前記受信した電気信号を再生するステップとをさらに含む請求項24に記載の方法。
【請求項２６】
電磁EHF信号を、前記第1の回路と前記第2の回路の間で、前記PCBに沿って前記第1の回路と前記第2の回路の間に延在する誘電材料を介して送信するステップが、前記電磁EHF信号を、前記第1の回路と前記第2の回路の間で、前記PCBと同一平面上の誘電体ガイドを介して送信するステップを含む請求項23に記載の方法。
【請求項２７】
前記第1の回路と前記第2の回路の間に延在する対向チャネルを前記PCBの中に形成することによって前記誘電体ガイドを形成するステップをさらに含む請求項26に記載の方法。
【請求項２８】
前記第1の回路と前記第2の回路の間に延在する対向チャネルを前記PCBの中に形成するステップは、前記対向チャネルと、前記第1の回路および前記第2の回路に近接して前記対向チャネル間に延在する接続チャネル部分とを含むU字形のチャネルを形成するステップを含む請求項27に記載の方法。
【請求項２９】
電磁EHF信号を前記第1の回路と前記第2の回路の間で送信するステップが、電磁EHF信号を、前記第1のEHF通信ユニットと前記第2のEHF通信ユニットの間で、前記第1のEHF通信ユニットと前記第2のEHF通信ユニットの間で連続的に延在してこれらを覆う固体誘電体を介して送信するステップを含む請求項23に記載の方法。
【請求項３０】
電磁EHF信号を送信するステップが、電磁EHF信号を、第1のPCB上に配置された前記第1の回路と第2のPCB上に配置された前記第2の回路の間で送信するステップを含む請求項23に記載の方法。
【請求項３１】
電磁EHF信号を送信するステップが、電磁EHF信号を、前記第1のEHF通信ユニットと前記第2のEHF通信ユニットの間で連続的に延在する固体誘電体部分を介して送信するステップを含む請求項23に記載の方法。
【請求項３２】
電磁EHF信号を送信するステップが、所定の波長を有する電磁EHF信号を送信するステップと、前記第1のEHF通信ユニットのリードフレームから前記電磁EHF信号を反射するステップであって、前記リードフレームが、前記所定の波長を有する電磁エネルギーを反射するように互いに十分に密接して配置された複数の個別の導体要素を有する、ステップとを含む請求項23に記載の方法。
【請求項３３】
前記第1の回路に第1の電源で給電するステップと、前記第2の回路に、前記第1の電源から電気的に分離された第2の電源で給電するステップとをさらに含む請求項23に記載の方法。
【請求項３４】
前記第1の回路を第1の電気接地を用いて接地するステップと、前記第2の回路を、前記第1の電気接地から電気的に分離された第2の電気接地を用いて接地するステップとをさらに含む請求項23に記載の方法。
【請求項３５】
前記第2のEHF通信ユニットから第2の電磁EHF信号を送信するステップと、前記送信された第2の電磁EHF信号を前記第1のEHF通信ユニットで受信するステップとをさらに含む請求項23に記載の方法。
【請求項３６】
電磁EHF信号を用いて、第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間の通信経路に沿って通信するための通信システムであって、両端部を有する誘電体素子を備え、前記誘電体素子が、前記第1のEHF通信ユニットと前記第2のEHF通信ユニットの間で、前記両端部のそれぞれが前記EHF通信ユニットのそれぞれに近接して前記通信経路の中に延在するように位置決めされたとき、電磁EHF信号を伝導し、前記誘電体素子が、前記電磁EHF信号を一方の端部で受信し、前記電磁EHF信号を前記誘電体素子を通して他方の端部へ伝導し、
前記第1のEHF通信ユニットおよび前記第2のEHF通信ユニットが、単一のプリント回路基板(PCB)上に配置されており、前記誘電体素子が、前記PCBに沿って前記第1のEHF通信ユニットと前記第2のEHF通信ユニットの間に延在し、
前記第1のEHF通信ユニットおよび前記第2のEHF通信ユニットならびに前記PCBを含み、前記第1のEHF通信ユニットと前記第2のEHF通信ユニットの間の前記PCBの部分が、前記第1のEHF通信ユニットおよび前記第2のEHF通信ユニットが実装されている前記PCBの部分の誘電率より低い誘電率を有し、
前記電磁EHF信号が前記第1のEHF通信ユニットと前記第2のEHF通信ユニットの間の前記PCBの部分を介して送信され、
前記第1のEHF通信ユニットを含む第1の回路と前記第2のEHF通信ユニットを含む第2の回路の間の前記PCBの前記部分が、空気で満たされた空隙であり、前記第1の回路と前記第2の回路の間で前記PCBに沿って延在する前記誘電体素子が前記空隙の上に懸垂されている、通信システム。
【請求項３７】
前記第1のEHF通信ユニットと前記第2のEHF通信ユニットの間で前記PCBに沿って延在する前記誘電体素子が、矩形断面を有する誘電体ガイドである請求項36に記載のシステム。
【請求項３８】
前記第1のEHF通信ユニットおよび前記第2のEHF通信ユニットが分離したICパッケージとして形成されており、前記誘電体素子が前記ICパッケージから分離されている請求項37に記載のシステム。
【請求項３９】
前記誘電体素子が前記PCBと同一平面上にある請求項37に記載のシステム。
【請求項４０】
前記PCBは、前記PCBの中に形成されて前記第1のEHF通信ユニットと前記第2のEHF通信ユニットの間に延在する対向チャネルを含む請求項39に記載のシステム。
【請求項４１】
前記対向チャネルと、前記第1の回路および前記第2の回路に近接して前記対向チャネルの間に延在する接続チャネル部分と含むU字形のチャネルを、前記PCBが含む請求項40に記載のシステム。
【請求項４２】
前記第1のEHF通信ユニットおよび前記第2のEHF通信ユニットが、前記誘電体素子を含む共通の集積回路(IC)パッケージの中に配置されている請求項36に記載のシステム。
【請求項４３】
前記第1のEHF通信ユニットは、前記送信の電気信号を表す送信の電気的EHF信号を前記電磁EHF信号に変換し前記電磁EHF信号を前記PCBに沿って第1の所与の方向に導く第1のアンテナを含み、第2のEHF通信ユニットが、前記第1のアンテナから前記第1の所与の方向に配置された第2のアンテナを含み、前記誘電体素子が前記第1の所与の方向に沿って延在する請求項42に記載のシステム。
【請求項４４】
前記PCBが、前記第1のEHF通信ユニットと一列に整列した第1の接地面と、前記第1の接地面から物理的に離隔され、かつ電気的に分離された第2の接地面とを含み、前記第2の接地面が前記第2のEHF通信ユニットと一列に整列している請求項43に記載のシステム。
【請求項４５】
前記第1の接地面と前記第2の接地面の間の距離が、前記第1のアンテナと前記第2のアンテナの間の距離より長い請求項44に記載のシステム。
【請求項４６】
前記第1の回路が第1のPCB上に配置されており、前記第2の回路が第2のPCB上に配置されている請求項36に記載のシステム。
【請求項４７】
前記第1のEHF通信ユニットは、前記送信の電気信号を表す送信の電気的EHF信号を前記電磁EHF信号に変換し前記電磁EHF信号を前記PCBに沿って第1の所与の方向に導く第1のアンテナを含み、前記第2のEHF通信ユニットが、第2の所与の方向に配置された第2のアンテナを含み、前記誘電体素子の一方の端部が前記第1のアンテナから前記第1の所与の方向に配置されており、前記誘電体素子の他方の端部が前記第2のアンテナから前記第2の所与の方向に配置されている請求項36に記載のシステム。
【請求項４８】
前記第1のEHF通信ユニットおよび前記第2のEHF通信ユニットのそれぞれが集積回路(IC)パッケージを含み、前記ICパッケージが、チップと、絶縁材料と、前記ICパッケージの中に配置されて前記絶縁材料で固定位置に保持されたアンテナとを有する請求項36に記載のシステム。
【請求項４９】
前記第1のEHF通信ユニットおよび前記第2のEHF通信ユニットのうちの少なくとも1つがトランシーバとして構成されている請求項36に記載のシステム。
【請求項５０】
通信する方法であって、
両端部を有する誘電体素子を、第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間で、前記両端部のそれぞれが前記EHF通信ユニットのそれぞれと近接するように位置決めするステップと、
前記第1のEHF通信ユニットから電磁EHF信号を生成するステップと、
前記電磁EHF信号を、前記第1のEHF通信ユニットと前記第2のEHF通信ユニットの間の通信経路において前記誘電体素子の中で伝導させるステップであって、前記誘電体素子が前記電磁EHF信号を一方の端部で受信し、前記電磁EHF信号を前記誘電体素子を通して他方の端部へ伝導するステップと、
前記伝導された電磁EHF信号を、前記誘電体素子から前記第2のEHF通信ユニットへ出力するステップと
を含み、
誘電体素子を、第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間で位置決めするステップが、単一のプリント回路基板(PCB)上に実装された第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間で前記誘電体素子を位置決めするステップを含み、
誘電体素子を、第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間で位置決めするステップが、前記誘電体素子を前記PCBに沿って前記第1のEHF通信ユニットを含む第1の回路と前記第2のEHF通信ユニットを含む第2の回路の間で前記PCBの空隙の上に懸垂するステップを含む方法。
【請求項５１】
誘電体素子を、第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間で位置決めするステップが、前記PCBと同一平面上の第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間で、両端を有する誘電体素子を位置決めするステップを含む請求項50に記載の方法。
【請求項５２】
前記第1の回路と前記第2の回路の間に延在する対向チャネルを前記PCBの中に形成することによって誘電体ガイドを形成するステップをさらに含む請求項51に記載の方法。
【請求項５３】
前記第1の回路と前記第2の回路の間に延在する対向チャネルを前記PCBの中に形成するステップは、前記対向チャネルと、前記第1の回路および前記第2の回路に近接して前記対向チャネルの間に延在する接続チャネル部分とを含むU字形のチャネルを形成するステップを含む請求項51に記載の方法。
【請求項５４】
誘電体素子を、第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間で位置決めするステップが、誘電体素子を、前記第1のEHF通信ユニットと前記第2のEHF通信ユニットの間に連続的に延在してこれらを覆う固体誘電体として位置決めするステップを含む請求項50に記載の方法。
【請求項５５】
誘電体素子を、第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間で位置決めするステップが、誘電体素子を、第1のPCB上に配置された前記第1のEHF通信ユニットと第2のPCB上に配置された前記第2のEHF通信ユニットの間で位置決するステップを含む請求項50に記載の方法。
【請求項５６】
前記第2のEHF通信ユニットから電磁EHF信号を生成するステップと、
前記電磁EHF信号を、前記第2のEHF通信ユニットと前記第1のEHF通信ユニットの間の前記通信経路において前記誘電体素子の中で伝導させるステップであって、前記誘電体素子が、前記電磁EHF信号を他方の端部で受信し、前記電磁EHF信号を前記誘電体素子を通して前記一方の端部へ伝導するステップと、
前記伝導された電磁EHF信号を、前記誘電体素子から前記第1のEHF通信ユニットへ出力するステップと
をさらに含む請求項50に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、回路間の電気的分離をもたらす通信を含むEHF通信のためのシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造および回路設計技術の進歩により、ますますより高い動作周波数を伴う集積回路(IC)の開発および生産が可能になった。また、このような集積回路を組み込んだ電子製品およびシステムは、前世代の製品よりはるかに優れた機能を提供することができる。このさらなる機能には、一般に、ますますより大量のデータをますますより高速に処理することが含まれている。
【０００３】
多数の電子システムが複数のプリント回路基板(PCB)を含み、PCBにはこれらの高速ICが実装され、それにより、この高速ICの間で種々の信号がルーティングされる。少なくとも2つのPCBを有し、それらのPCB間で情報を通信することが必要である電子システムでは、基板間の情報の流れを助長するためにさまざまなコネクタおよびバックプレーンアーキテクチャが開発されている。コネクタおよびバックプレーンアーキテクチャにより、信号経路にさまざまなインピーダンス不連続が導入され、結果として信号の品質または完全性が低下する。信号を伝える機械的コネクタなどの従来の手段によって基板に接続すると、一般に不連続が生じ、対処するのに高価な電子部品が必要となる。従来の機械的コネクタは、時間が経つにつれて摩滅することもあり、正確な位置合わせおよび製造方法が必要とされ、機械的押し合いの影響も受けやすい。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一例では、電気信号を伝達する一方で電気的分離をもたらすためのシステムは、第1の回路と、第1の回路から電気的に分離された第2の回路とを含むことができる。第1の回路は、送信の電気信号を伝達するための第1の電気信号経路をもたらすことができ、第1のEHF通信ユニットを含む。第1のEHF通信ユニットは、送信の電気信号を受信して、電気信号を表す電磁EHF信号を電磁的に送信するように構成され得る。第2の回路は、第2の電気信号経路をもたらすことができ、第2のEHF通信ユニットを含む。第2のEHF通信ユニットは、送信された電磁EHF信号を電磁的に受信し、受信した電磁EHF信号から受信電気信号を抽出して、受信電気信号を第2の電気信号経路に印加するように構成され得る。
【０００５】
別の例では、電気信号を伝達する一方で電気的分離をもたらすための方法は、第1の回路の第1の電気信号経路上で送信の電気信号を伝達するステップと、第1の回路の第1のEHF通信ユニットで送信の電気信号を受信するステップとを含むことができる。送信の電気信号を表す第1の電磁EHF信号が送信され得る。送信された電磁EHF信号は、第1の回路から電気的に分離された第2の回路の第2のEHF通信ユニットで受信され得る。受信電気信号は、受信した電磁EHF信号から抽出され得、受信電気信号は送信の電気信号を表す。次いで、抽出された受信電気信号は、第2の回路の第2の電気信号経路に印加され得る。
【０００６】
別の例では、通信システムが、電磁EHF信号を用いて、第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間の通信経路に沿った通信をもたらすことができる。通信システムは、両端を有する誘電体素子を含み得る。誘電体素子は、第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間で、その端部のそれぞれがそれぞれのEHF通信ユニットに近接して通信経路の中に延在するように位置決めされたとき、電磁EHF信号を伝導することができる。誘電体素子は、電磁EHF信号を一方の端部で受信し、誘電体素子を通して他方の端部へ伝導することができる。
【０００７】
さらなる例では、通信する方法は、両端を有する誘電体素子を、第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間で、その端部のそれぞれがEHF通信ユニットのそれぞれと近接するように位置決めするステップを含むことができる。電磁EHF信号は、第1のEHF通信ユニットから生成され得る。電磁EHF信号は、第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間の通信経路において誘電体素子の中を伝導され得る。誘電体素子は、電磁EHF信号を一方の端部で受信し、電磁EHF信号を誘電体素子を通して他方の端部へ伝導し得る。伝導された電磁EHF信号は、誘電体素子から第2のEHF通信ユニットへ出力され得る。
【０００８】
このようなシステムおよび方法の利点は、図面および「発明を実施するための形態」を検討した後に、より容易に理解されよう。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ダイおよびアンテナを含む集積回路(IC)パッケージの第1の例の簡易化した概略俯瞰図である。
【図２】ICパッケージおよびプリント回路基板(PCB)を含む例示的通信デバイスの概略側面図である。
【図３】外部回路の導体を有するICパッケージを含む別の例示的通信デバイスの等角図である。
【図４】図3の例示的通信デバイスの底面図である。
【図５】PCB接地面を有する第1および第2の通信ユニットを含む通信システム、ならびに結果的に生じる放射パターンの定型化された表現の例を示す図である。
【図６】PCBの一部分が誘電体ガイドの中に形成されている図5の通信システムを示す図である。
【図７】PCB上に単一パッケージとして実装された第1および第2の通信ユニットを有する通信システムのさらなる例の側面図である。
【図８】図6の通信システムの平面図である。
【図９】2つのトランシーバを含む通信システムの例のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
ワイヤレス通信は、デバイス上の構成要素間の信号通信をもたらすために使用することができ、またはデバイス間の通信をもたらすことができる。ワイヤレス通信は、機械的劣化および電気的劣化を受けないインターフェースをもたらす。チップ間のワイヤレス通信を利用するシステムの例が、米国特許第5,621,913号および米国特許出願公開第2010/0159829号に開示されており、これらの開示は、すべての目的のためにその全体が参照によって本明細書に組み込まれる。
【００１１】
一例では、密結合された送信器/受信器の対が配置されてもよく、送信器が第1の導通経路の端子部分に配置され、受信器が第2の導通経路の端子部分に配置される。送信器と受信器は、送信されるエネルギーの強度次第で互いにごく接近して配置可能であり、第1の導通経路と第2の導通経路は、互いに連続していなくてもよい。いくつかの例では、送信器および受信器は、送信器/受信器の対の各アンテナがごく接近して位置決めされた個別の回路担体上に配置可能である。
【００１２】
以下で論じられるように、送信器および/または受信器はICパッケージとして構成されてもよく、このICパッケージでは、1つまたは複数のアンテナが、ダイに隣接して位置決めされ、誘電体または絶縁体のカプセル封入材または結合材によって定位置に保持されてもよい。アンテナは、リードフレーム基板によって定位置に保持されてもよい。ICパッケージに組み込まれたEHFアンテナの例が、図面に示され以下で説明される。ICパッケージは、EHF ICパッケージまたは単にパッケージと称されてもよく、また、EHF通信ユニット、通信ユニット、通信デバイス、通信リンクチップパッケージ、および/または通信リンクパッケージともさまざまに称されるワイヤレス通信ユニットの例であることに留意されたい。
【００１３】
図1は、全体的に10で示される、例示的ICパッケージを示す。ICパッケージ10は、チップまたはダイ12と、電気信号と電磁(EM)信号の間の変換をもたらす変換器14と、変換器をダイ12に含まれている送信器回路または受信器回路に接続されたボンドパッド22、24へ電気的に接続するボンドワイヤ18、20などの導電性コネクタ16とを含む。ICパッケージ10は、ダイおよび/または変換器の少なくとも一部分のまわりに形成された封入材料26をさらに含む。この例では、封入材料26は、ダイ12、導電性コネクタ16、および変換器14を覆っており、この封入材料26を想像線で示すことで、ダイおよび変換器の詳細は実線で示すことができる。
【００１４】
ダイ12は、適切なダイ基板上の小型回路として構成された任意の適切な構造体を含み、チップまたは集積回路(IC)とも称される構成要素と機能的に等価である。ダイ基板は任意の適切な半導体材料であってもよく、例えばダイ基板はシリコンであってもよい。ダイ12の長さおよび幅は、約1.0mmから約2.0mm、好ましくは約1.2mmから約1.5mmとすることができる。ダイ12には、外部回路への接続をもたらすリードフレーム(図1には示されていない)などのさらなる導電体16が実装され得る。破線で示されたトランス28は、ダイ12上の回路と変換器14の間のインピーダンス整合をもたらすことができる。
【００１５】
変換器14は、折返しダイポールまたはループアンテナ30の形態とすることができ、EHFスペクトルなどの無線周波数で動作するように構成されてもよく、電磁信号を送信/受信するように構成され得る。アンテナ30はダイ12から分離してはいるが、ダイ12に対して隣接して配置され、適切な導体16でダイ12に動作可能に接続されている。
【００１６】
アンテナ30の寸法は、電磁周波数スペクトルのEHF帯域で動作するのに適切なものである。一例では、アンテナ30のループ構成は、0.1mmの材料の帯を含み、長さが1.4mmで幅が0.53mmのループに設計され、ループの開口部に0.1mmの間隙があり、ループの縁部はダイ12の縁部から約0.2mmである。
【００１７】
ICパッケージ10の種々の構成要素を固定された相対位置に保持するのを支援するために、封入材料26が用いられる。封入材料26は、ICパッケージ10の電気部品および電子部品に対して電気的絶縁および物理的防護をもたらすように構成された任意の適切な材料とすることができる。例えば、封入材料26は絶縁材料とも称され、モールド化合物、ガラス、プラスチック、またはセラミックでもよい。封入材料26は任意の適切な形状に形成されてもよい。例えば、封入材料26は、ダイを外部回路に接続する導体16の未接続端を除いたICパッケージ10の構成要素をすべて封入する矩形ブロックの形態であってもよい。外部接続は、他の回路または構成要素を用いて形成されてもよい。
【００１８】
図2は、例示的プリント回路基板(PCB)54にフリップ実装されたICパッケージ52を含む通信デバイス50の具象的側面図である。この例では、ICパッケージ52が、ダイ56と、接地面57と、アンテナ58と、ダイをアンテナに接続するボンドワイヤ60を含むボンドワイヤとを含むことが理解されよう。ダイ、アンテナ、およびボンドワイヤは、パッケージ基板62上に実装され、封入材料64の中に封入されている。接地面57は、ダイ56の下部面に取り付けられてもよく、ダイに対して電気接地をもたらすように構成された任意の適切な構造体とすることができる。PCB54は、主面すなわち表面68を有する上部誘電体層66を含み得る。ICパッケージ52は、金属化パターン(図示せず)に取り付けられたフリップ実装バンプ70を用いて表面68にフリップ実装される。
【００１９】
PCB54は、PCB54の内部で接地面を形成する導電材料で製作された、表面68から離隔された層72をさらに含んでもよい。PCBの接地面は、PCB54上の回路および構成要素に電気接地をもたらすように構成された任意の適切な構造体とすることができる。
【００２０】
図3および図4は、外部回路の導体84および86を有するICパッケージ82を含む別の例示的通信デバイス80を示す。この例では、ICパッケージ82はダイ88、リードフレーム90、ボンドワイヤの形態の導電性コネクタ92、アンテナ94、封入材料96、および説明を簡潔にするために図示されていない他の構成要素を含み得る。ダイ88はリードフレーム90と電気的に連通して実装され得、リードフレーム90は、1つまたは複数の他の回路をダイ90と動作可能に接続することができるように構成された導電体すなわちリード98の任意の適切な構成とすることができる。アンテナ94は、リードフレーム90を製造する製造プロセスの一部分として構築され得る。
【００２１】
リード98は、パッケージ基板62に対応する想像線で示されたリードフレーム基板100に組み込まれても、または固定されてもよい。リードフレーム基板は、リード98を所定の配置で実質的に保持するように構成された任意の適切な絶縁材料とすることができる。リードフレーム90のダイ88とリード98の間の電気的連通は、導電性コネクタ92を用いて任意の適切な方法によって達成され得る。前述のように、導電性コネクタ92は、ダイ88の回路上の端子を、対応するリード導体98で電気的に接続するボンドワイヤを含んでもよい。例えば、導体すなわちリード98は、リードフレーム基板100の上部面に形成されたメッキ済みリード(plated lead)102と、基板を通って延在するバイア104と、ICパッケージ82をPCBなど、図示されていないベース基板上の回路に取り付けるフリップ実装バンプ106とを含んでもよい。ベース基板上の回路は、外部導体84などの外部導体を含んでもよく、外部導体は、例えば、ベース基板を通って延在するさらなるバイア110にバンプ106を接続するストリップ導体108を含んでもよい。他のバイア112がリードフレーム基板100を通って延在してもよく、さらなるバイア114がベース基板を通って延在してもよい。
【００２２】
別の例では、ダイ88は、反転可能であり、また、導電性コネクタ92が前述のようにバンプすなわちダイはんだボールを含んでもよく、バンプは、ダイ88の回路上のポイントを「フリップチップ」構成として一般に知られているもので対応するリード98に電気的に直接接続するように構成され得る。
【００２３】
第1および第2のICパッケージ10は、単一のPCB上に共同配置され得、PCB内通信を可能にし得る。他の例では、第1のICパッケージ10が第1のPCB上に配置され得、第2のICパッケージ10が第2のPCB上に配置され得、したがってPCB間通信を可能にし得る。
【００２４】
図5に示されるように、例示的通信システム120は、第1のICパッケージ122から電気的に分離されている第2のICパッケージ124と通信するように取付け可能な第1のICパッケージ122を含み得る。各ICパッケージがそれぞれの通信ユニットを含んでいる。この図は、第1のICパッケージ122から第2のICパッケージ124への電磁EHF放射の伝達に由来することもある理想化された放射パターンを示す。示された放射パターンは、示された構成のシミュレーションの結果ではなく、放射パターンの概括的形態を表すように意図されている。実際の放射パターンは、相対的構成および実際の関連した構造に依拠するものである。
【００２５】
ICパッケージ122および124は、電磁信号を送信/受信するように構成されてもよく、2つのICパッケージおよびそれぞれに付随する任意の電子回路またはそれぞれが接続されている構成要素の間の一方向通信または双方向通信をもたらす。第1のICパッケージ122は第1のPCB126に取り付けられていて、第2のICパッケージ124は第2のPCB128に取り付けられており、それによってICパッケージがPCB間通信をもたらす。他の例では、第1のICパッケージ122と第2のICパッケージ124が、PCBの間の想像線で示されるようにPCB内通信をもたらすために、PCB130などの単一のPCB上に共同配置されてもよい。
【００２６】
さらに、PCB126の接地面132は、ICパッケージ122のアンテナ端122Aに大まかには沿っている前縁132Aを有してもよい。同様に、PCB128の接地面134は、ICパッケージ124のアンテナ端124Aに大まかには沿っている前縁134Aを有してもよい。接地面132および134と第1のICパッケージ122および第2のICパッケージ124のそれぞれの関連する回路は、物理的にも電気的にも互いに分離されていてもよい。これらの接地面がICパッケージ122および124の下に埋め込まれているので、図5では放射136が端部122Aから端部124Aに向かって右へ直接広がるのが見られる。それによって、放射は、用いられる実際の構成に依拠して、受信器ICパッケージ124の方へ導かれ得る。したがって、アンテナに対する接地面の構成も、放射シェーパとして機能し得る。ICパッケージ124および126から分離して両者の間に延在する誘電体素子135を用いることにより、ICパッケージを取り付けるのが個別のPCB126および128上であろうと単一のPCB130上であろうと、より優れた放射136が含まれ得る。
【００２７】
以下でより詳細に説明されるように、誘電体素子135は放射に対するガイドとして機能するように構成されてもよく、概して、誘電体ガイドまたは導波路と称される。したがって、ICパッケージ122のEHF通信ユニットのアンテナは、図に示されるように、放射の中の電磁EHF信号を、ICパッケージの端部122Aから第1の所与の方向に右へ導き得ることが理解されよう。同様に、ICパッケージ124の第2のEHF通信ユニットのアンテナは、ICパッケージの端部124Aから左へ広がる第2の所与の方向に導かれた電磁EHF信号を受信するように配置されてもよい。図に示されるように、誘電体素子135の左端は、ICパッケージの端部122Aに関連したアンテナに近接して、同アンテナから第1の所与の方向に配置されてもよく、一方、誘電体素子の右端は、ICパッケージの端部124Aに関連したアンテナに近接して、同アンテナから第2の所与の方向に配置されてもよい。この位置で、誘電体素子は、放射の送信方向とは無関係に、ICパッケージ端部122Aと124Aの間で放射を伝導することになる。第1の方向と第2の方向は別々の方向とすることができる。
【００２８】
図6は、単一のPCB130を含む通信システム120を示す。ICパッケージ122と124の間のPCB130に形成された1対の対向するU字形のチャネル137および138により、ICパッケージ間に、PCBと同一平面上でほぼ連続的に延在する誘電体ガイド139が形成される。示されるように、U字形のチャネルには、それぞれの対向するチャネル137Aおよび137B、138Aおよび138Bと、これらの対向チャネル間を第1および第2の回路に近接して延在する接続チャネル部分137Cおよび138Cとが含まれる。PCBの本体に対して、誘電体ガイド139が、誘電体ガイドの中心に配置して示されたブリッジ130Aおよび130Bなどの薄いブリッジによって断続的に接続され、チャネル137と138を分離する。誘電体ガイド139は、ICパッケージと接触することなく、ICパッケージの間で送信される電磁エネルギーを伝導し、絶縁をさらに強化する。誘電体ガイドは、PCBから分離してPCBの上または中に支持された単一の構造体でもよい。
【００２９】
図7および図8を参照すると、通信回路140のさらなる例が示されている。通信システム140は、第1の通信ユニット144および第2の通信ユニット146を含んでいる単一のICパッケージ142を含み得る。通信ユニット144と146は、互いに通信するように実装され、互いに電気的に分離されている。通信ユニット144および146は、電磁信号を送信および/または受信するように構成されてもよく、2つの通信ユニットとそれぞれに付随する任意の電子回路またはそれぞれが接続されている構成要素との間の一方向通信または双方向通信をもたらす。
【００３０】
通信ユニット144は、ボンドワイヤ152および153によってアンテナ150に接続されたIC148を含む。通信ユニット146は、ボンドワイヤ158および159によってアンテナ156に接続されたIC154を含む。アンテナ150の前縁はアンテナ156の前縁から距離D1だけ分離されている。通信ユニット144および146は固体誘電体160で覆われており、通信ユニット144と146の間の空間は固体誘電体160で満たされている。電磁放射は、誘電体部分160Aを通ってアンテナ150とアンテナ156の間を進む。
【００３１】
誘電体部分160Aは、通信ユニット144および146に含まれる誘電体から分離した固体誘電材料の部片の誘電体素子から製作されてもよく、可撓性であって、かつ/またはその中に屈曲があっても、あるいは剛体であってもよく、その材料は特定の用途に適切な特性をもたらすように選択されている。この場合、この例では、通信ユニット144および146は分離したそれぞれの誘電体部分160Bおよび160Cを有し、図5および図6に示されたICパッケージ122および124に類似の分離したICパッケージを形成する。誘電体素子の端部はそれぞれが、関連するアンテナに対して、それぞれのアンテナの放射の方向と一致する方向に位置決めされてもよい。
【００３２】
誘電体部分160Aは、好ましくは矩形断面を有し、両通信ユニットの間で送信される電磁エネルギーを伝導する誘電体ガイド161を形成する。EHF放射は、誘電体部分の中に実質的に含まれてもよい。誘電体部分160Aは、通信ユニットに隣接した対向端の間に絶縁隔壁を形成することができる。比較的高い電圧破壊特性を有する誘電材料を選択することにより、絶縁の改善が実現され得る。例えば、半導体実装向けに通常用いられるエポキシ成形化合物は、1ミリメートル当たり約20KVの電圧破壊特性をもたらし得る。したがって、1センチメートルのABSでは、破壊電圧が生じるまでに200KVの絶縁が可能になり得る。より長いスパンも用いられることもあり、破壊電圧がさらに高まり、寄生的な漏洩効果が低減する。
【００３３】
誘電率が徐々に変化する層またはより低い誘電率の層で誘電体ガイドを取り囲むことにより、放射の封じ込めが改善され得る。この例では、誘電体ガイドの3つの側面を空気が取り囲み、第4の側面に沿ってPCBが延在する。したがって、破線で示された領域163を形成するようにPCBの一部分を除去することにより、放射の封じ込めが改善され得て、領域163は、空気で満たされた空隙であってもよく、または誘電体ガイドより誘電率が低い固体誘電材料を有する誘電体の一部分であってもよい。誘電体ガイドは、信号経路干渉に対して抵抗性であって、空隙領域163の上に懸垂され得、通常ならPCBのこの部分を通って延在するはずの寄生漏れ経路を解消することができる。
【００３４】
ICパッケージ142は単一のPCB162に実装される。さらに、通信ユニット144の下のPCB162の接地面164は、アンテナ150の前縁から通信ユニット144の下に埋め込まれた前縁164Aを有してもよい。同様に、通信ユニット146の下のPCB162の接地面166は、アンテナ156の前縁から通信ユニット146の下に埋め込まれた前縁166Aを有してもよい。接地面の前縁150Aと156Aは距離D2だけ離隔されている。距離D2は、アンテナの前縁間の距離D1より大きい。接地面164および166も電気的に分離されており、それぞれ通信ユニット144および146に動作可能に結合されている。
【００３５】
次に図8を参照すると、2つのトランシーバを含む通信システム170の一例のブロック図が示されている。通信システム170は、上記で説明された通信システム120または通信システム140として使用され得る。この例では、通信システム170には第1の回路172および第2の回路174が含まれ、これらは電気的には分離されているが、電磁EHF信号176を用いて互いに通信する。
【００３６】
回路172は、第1の電源178および第1のEHF通信ユニット180、ならびに特定の用途向けに必要に応じて他の回路(図示せず)を含んでもよい。回路174は、その他の適切な回路に加えて、第2の電源182および第2のEHF通信ユニット184を含み得る。それぞれの通信ユニット180は、1つまたは複数の基板上に集積回路として形成されてもよく、図5に示されるように分離したICパッケージであっても、あるいは図6および図7に示されるように、第1および第2の通信ユニットは共通のICパッケージの一部分であってもよい。
【００３７】
通信ユニット180は、トランシーバとすることができ、送信モードで動作するときには、ベースバンド導体188上の送信ベースバンド信号を受信してこれを変調器190への入力用に増幅する増幅器186を含むことができる。変調器190は、EHF発振器(図示せず)が生成したEHFキャリア信号にベースバンド信号を加えて、送信の電気的EHF信号を生成することができ、この信号が、送信の電磁EHF信号176として送信用にアンテナ192に通信される。受信モードで機能するとき、受信の電磁EHF信号176がアンテナ192で受信され、復調器194への入力用の受信の電気的EHF信号に変換される。復調器194は、例えば、カスケード接続された増幅器と、受信の電気的EHF信号を受信のベースバンド信号に変換するための自己混合器の検出回路とを含んでもよく、受信のベースバンド信号が増幅器196で増幅されて、導体188上の増幅された受信のベースバンド信号が生成される。通信ユニット180の送信モードおよび受信モードにおける動作は、送信/受信スイッチ198によって制御可能である。
【００３８】
通信ユニット184は、通信ユニット180と機能的に(同一ではないにしても)類似して構成され得る。したがって、通信ユニット184は、ベースバンド導体200、送信の増幅器202、変調器204、アンテナ206、復調器208、受信の増幅器210、および送信/受信スイッチ212を有してもよい。
【００３９】
開示された通信システムが、空気または誘電体媒質にわたって信号を結合するために、変調されたEHF搬送波を用いることが理解されよう。これによって、それぞれの回路間の分離が改善され、したがって絶縁耐圧も改善され得る。それぞれの回路を形成するのに2つのチップを使用して、小さなフットプリントで絶縁がもたらされ得る。回路の高周波変調能力のために、非常に高いデータレートが実現され得る。したがって、システムの根本的に異なる接地および電源電位を有する部分は、機器またはユーザに対する損傷を防止するために電気的に絶縁されていてもよい。
【００４０】
この解決策は、距離に対して比較的急速に減衰する高周波エネルギーを用いるために、EMIも低くすることができる。近接性および特別な誘電体の必要性も低くなり得て、それによって、組立中の位置合わせ不良に対する隔離および許容範囲を比較的大きくすることができる。必要な構成要素の数が少なく、特別なキャパシタ、LED、光検出器などの新型の構成要素の数が少ないので、比較的低価格で組立てが助長され得る。通信ユニットを製作するのに通常のCMOS技術を用いることができ、可搬性および規模の経済性がもたらされる。さらに、EHF回路は、データ効率を向上するための非常に急速な変調を扱うことができる。
【００４１】
したがって、電気的分離および/または電磁EHF信号を用いる伝導のための誘電体素子を提供するための前述のシステムまたは方法には、以下の例の1つまたは複数が含まれ得る。
【００４２】
電気信号を伝達する一方で電気的分離をもたらすためのシステムは、送信の電気信号を伝達するための第1の電気信号経路をもたらす第1の回路であって、送信の電気信号を受信して、電気信号を表す電磁EHF信号を電磁的に送信するように構成された第1のEHF通信ユニットを含む第1の回路と、第1の回路から電気的に分離され、第2の電気信号経路をもたらす第2の回路であって、送信された電磁EHF信号を電磁的に受信し、受信した電磁EHF信号から受信電気信号を抽出して、受信電気信号を第2の電気信号経路に印加するように構成された第2のEHF通信ユニットを含む第2の回路とを備えることができる。
【００４３】
第1のEHFユニットは、受信した送信の電気信号に基づいて送信の電気的EHF信号を変調するように構成され得る。第2のEHFユニットは、受信した電磁EHF信号を復調して、送信の電気信号を表す受信の電気信号を生成するように構成され得る。第1の回路および第2の回路は、どちらも単一のプリント回路基板(PCB)上に配置されてもよい。
【００４４】
システムは、PCBに沿って第1の回路と第2の回路の間に延在する誘電材料を含んでもよい。第1の回路と第2の回路の間のPCBの部分は、第1および第2の回路が実装されているPCBの部分の誘電率より低い誘電率を有してもよい。第1の回路と第2の回路の間のPCBの部分は、空気で満たされた空隙であってもよく、第1の回路と第2の回路の間でPCBに沿って延在する誘電材料が空隙の上に懸垂されてもよい。
【００４５】
第1の回路と第2の回路の間でPCBに沿って延在する誘電材料は、矩形断面を有する導波路などの誘電体ガイドでもよい。第1の回路および第2の回路は分離したICパッケージとして形成され得、誘電体ガイドはICパッケージから分離されていてもよい。誘電体ガイドはPCBと同一平面上にあってもよい。PCBは、PCBの中に形成されて、第1の回路と第2の回路の間に延在する対向チャネルを含むことができる。PCBは、対向チャネルを含み、第1および第2の回路に近接して対向チャネルの間に延在するチャネル部分を接続する、U字形のチャネルを含むことができる。
【００４６】
いくつかの例では、第1のEHF通信ユニットおよび第2のEHF通信ユニットが共通の集積回路(IC)パッケージの中に配置されてもよい。第1の回路および第2の回路は、どちらも共通のICパッケージの中に配置されてもよい。第1のEHF通信ユニットは、送信の電気信号を表す送信の電気的EHF信号を電磁EHF信号に変換し、電磁EHF信号をPCBに沿って所与の方向に導く第1のアンテナを含み得る。第2のEHF通信ユニットは、送信された電磁EHF信号を受信して、受信した電気的EHF信号に変換するための、第1のアンテナから所与の方向に配置された第2のアンテナを含み得る。
【００４７】
共通のICパッケージは、第1のアンテナと第2のアンテナの間で連続的に延在してこれらを覆う誘電体部分を含んでもよい。PCBは、第1のEHF通信ユニットと整列した第1の接地面と、第1の接地面から物理的に離隔され、かつ電気的に分離された第2の接地面とを含んでもよく、第2の接地面は第2のEHF通信ユニットと整列している。第1の接地面と第2の接地面の間の距離は、第1のアンテナと第2のアンテナの間の距離よりさらに離れていてもよい。
【００４８】
いくつかの例では、第1の回路は第1のPCB上に配置されてもよく、第2の回路は第2のPCB上に配置される。第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間に誘電体部分が配置されてもよい。第1および第2のEHF通信ユニットのそれぞれが集積回路(IC)パッケージを含んでもよく、ICパッケージは、チップと、絶縁材料と、ICパッケージの中に配置されて絶縁材料で固定位置に保持されたアンテナとを有する。第1および第2のEHF通信ユニットのそれぞれがリードフレームを含んでもよく、ICに動作可能に接続された接地面を有する。アンテナは所定の波長で動作するように構成可能であり、リードフレームは、所定の波長を有する電磁エネルギーを反射するように互いに十分に密接して配置された複数の個別の導体要素を含んでいる。
【００４９】
第1の回路は第1の電源を有してもよく、第2の回路は、第1の電源から電気的に分離された第2の電源を有してもよい。第1の回路は第1の電気接地を有してもよく、第2の回路は、第1の電気接地から電気的に分離された第2の電気接地を有してもよい。第1および第2のEHF通信ユニットのうちの少なくとも1つが、トランシーバとして構成され得る。
【００５０】
いくつかの例では、方法の1つは、電気信号を伝達する一方で電気的分離をもたらすためのものであってもよい。この方法は、第1の回路の第1の電気信号経路上で送信の電気信号を伝達するステップと、第1の回路の第1のEHF通信ユニットで送信の電気信号を受信するステップと、送信の電気信号を表す第1の電磁EHF信号を送信するステップと、送信された電磁EHF信号を、第1の回路から電気的に分離された第2の回路の第2のEHF通信ユニットで受信するステップと、受信した電磁EHF信号から、送信の電気信号を表す受信電気信号を抽出するステップと、抽出した受信電気信号を第2の回路の第2の電気信号経路に印加するステップとを含むことができる。
【００５１】
この方法は、送信の電気信号を送信の電気的EHF信号に変換するステップと、送信の電気的EHF信号を送信の電気信号に基づいて第1のEHF通信ユニットで変調するステップとをさらに含むことができる。この方法は、受信した電磁EHF信号を受信した電気的EHF信号に変換するステップと、受信した電気的EHF信号を第2のEHF通信ユニットで復調して受信した電気信号を再生するステップとを含んでもよい。
【００５２】
電磁EHF信号を送信するステップは、電磁EHF信号を、単一のプリント回路基板(PCB)上の第1の回路と第2の回路の間で送信するステップを含んでもよい。電磁EHF信号を送信するステップは、電磁EHF信号を、第1の回路と第2の回路の間で、PCBに沿って第1の回路と第2の回路の間に延在する誘電材料を介して送信するステップを含んでもよい。この方法は、PCBに沿って第1の回路と第2の回路の間に延在する誘電材料をPCBの空隙の上に懸垂するステップを含んでもよい。
【００５３】
電磁EHF信号を、第1の回路と第2の回路の間で、PCBに沿って第1の回路と第2の回路の間に延在する誘電材料を介して送信するステップは、電磁EHF信号を、第1の回路と第2の回路の間で、PCBと同一平面上の誘電体ガイドを介して送信するステップを含んでもよい。誘電体ガイドは、第1の回路と第2の回路の間に延在する対向チャネルをPCBの中に形成することによって形成され得る。第1の回路と第2の回路の間に延在する対向チャネルをPCBの中に形成するステップは、対向チャネルを含み、第1および第2の回路に近接して対向チャネルの間に延在するチャネル部分を接続するU字形のチャネルを形成するステップを含んでもよい。
【００５４】
電磁EHF信号を第1の回路と第2の回路の間で送信するステップは、電磁EHF信号を、第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間で、第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間で連続的に延在してこれらを覆う固体誘電体を介して送信するステップを含んでもよい。
【００５５】
電磁EHF信号を送信するステップは、電磁EHF信号を、第1のPCB上に配置された第1の回路と第2のPCB上に配置された第2の回路の間で送信するステップを含んでもよい。電磁EHF信号を送信するステップは、電磁EHF信号を、第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間で連続的に延在する固体誘電体部分を介して送信するステップを含んでもよい。電磁EHF信号を送信するステップは、所定の波長を有する電磁EHF信号を送信するステップと、電磁EHF信号を第1のEHF通信ユニットのリードフレームから反射するステップとを含んでもよく、リードフレームは、所定の波長を有する電磁エネルギーを反射するように互いに十分に密接して配置された複数の個別の導体要素を有してもよい。
【００５６】
方法の1つは、第1の回路を第1の電源で給電するステップと、第2の回路を第1の電源から電気的に分離された第2の電源で給電するステップとを含んでもよい。第1の回路は第1の電気接地を用いて接地されてもよく、第2の回路は、第1の電気接地から電気的に分離された第2の電気接地を用いて接地されてもよい。方法の1つは、第2のEHF通信ユニットから第2の電磁EHF信号を送信するステップと、送信された第2の電磁EHF信号を第1のEHF通信ユニットで受信するステップとを含んでもよい。
【００５７】
いくつかの例では、電磁EHF信号を用いて、第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間の通信経路に沿って通信する通信システムは、両端を有する誘電体素子を含んでもよい。誘電体素子は、第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間で、その端部のそれぞれがそれぞれのEHF通信ユニットに近接して通信経路の中に延在するように位置決めされたとき、電磁EHF信号を伝導することができ、誘電体素子が、電磁EHF信号を一方の端部で受信し、電磁EHF信号を誘電体素子を通して他方の端部へ伝導する。
【００５８】
第1および第2のEHF通信ユニットは、単一のプリント回路基板(PCB)上に配置されてもよく、誘電体素子は、PCBに沿って第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニット間に延在してもよい。このシステムは、第1および第2のEHF通信ユニットならびにPCBを含んでもよく、第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間のPCBの部分は、第1および第2のEHF通信ユニットが実装されているPCBの部分の誘電率より低い誘電率を有する。第1の回路と第2の回路の間のPCBの部分は、空気で満たされた空隙であってもよく、第1の回路と第2の回路の間でPCBに沿って延在する誘電体素子が空隙の上に懸垂されてもよい。
【００５９】
PCBに沿って第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間に延在する誘電体素子は、誘電体ガイドでもよく、矩形断面を有してもよい。第1のEHF通信ユニットおよび第2のEHF通信ユニットは分離したICパッケージとして形成されてもよく、誘電体素子はICパッケージから分離されてもよい。誘電体素子はPCBと同一平面上にあってもよい。PCBは、PCBの中に形成されて第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間に延在する対向チャネルを含むことができる。PCBは、対向チャネルを含み第1および第2の回路に近接して対向チャネルの間に延在するチャネル部分を接続するU字形のチャネルを含むことができる。
【００６０】
第1のEHF通信ユニットおよび第2のEHF通信ユニットは、誘電体素子を含む共通の集積回路(IC)パッケージの中に配置されてもよい。第1のEHF通信ユニットは、送信の電気信号を表す送信の電気的EHF信号を電磁EHF信号に変換し電磁EHF信号をPCBに沿って第1の所与の方向に導く第1のアンテナを含み得る。第2のEHF通信ユニットは、第1のアンテナから第1の所与の方向に配置された第2のアンテナを含んでもよく、誘電体素子は第1の方向に沿って延在する。PCBは、第1のEHF通信ユニットと整列した第1の接地面と、第1の接地面から物理的に離隔され、かつ電気的に分離された第2の接地面とを含んでもよく、第2の接地面は第2のEHF通信ユニットと整列している。第1の接地面と第2の接地面の間の距離は、第1のアンテナと第2のアンテナの間の距離よりさらに離れていてもよい。
【００６１】
第1の回路は第1のPCB上に配置されてもよく、第2の回路は第2のPCB上に配置されてもよい。第1のEHF通信ユニットは、送信の電気信号を表す送信の電気的EHF信号を電磁EHF信号に変換し電磁EHF信号をPCBに沿って第1の所与の方向に導く第1のアンテナを含み得る。第2のEHF通信ユニットは、第2の所与の方向に配置された第2のアンテナを含んでもよく、誘電体素子の一方の端部が第1のアンテナから第1の所与の方向に配置されてもよく、誘電体素子の他方の端部が第2のアンテナから第2の所与の方向に配置されてもよい。
【００６２】
第1および第2のEHF通信ユニットのそれぞれが集積回路(IC)パッケージを含んでもよく、ICパッケージは、チップと、絶縁材料と、ICパッケージの中に配置されて絶縁材料で固定位置に保持されたアンテナとを有する。第1および第2のEHF通信ユニットのうちの少なくとも1つが、トランシーバとして構成され得る。
【００６３】
さらなる例では、通信する方法は、両端を有する誘電体素子を、第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間で、その端部のそれぞれがEHF通信ユニットのそれぞれと近接するように位置決めするステップと、第1のEHF通信ユニットから電磁EHF信号を生成するステップと、電磁EHF信号を、第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間の通信経路において誘電体素子の中で伝導させるステップであって、誘電体素子が、電磁EHF信号を一方の端部で受信し、電磁EHF信号を誘電体素子を通して他方の端部へ伝導するステップと、伝導された電磁EHF信号を、誘電体素子から第2のEHF通信ユニットへ出力するステップとを含む。
【００６４】
この方法は、単一のプリント回路基板(PCB)上に実装された第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間で誘電体素子を位置決めするステップ、誘電体素子をPCBに沿って第1の回路と第2の回路の間でPCBの空隙の上に懸垂するステップ、および/またはPCBと同一平面上の第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間で両端を有する誘電体素子を位置決めするステップをさらに含んでもよい。
【００６５】
いくつかの例では、この方法は、第1の回路と第2の回路の間に延在する対向チャネルをPCBの中に形成することによって誘電体ガイドを形成するステップをさらに含んでもよい。チャネルを形成するステップは、対向チャネルを含み、第1および第2の回路に近接して対向チャネルの間に延在するチャネル部分を接続するU字形のチャネルを形成するステップを含み得る。
【００６６】
誘電体素子は、第1のEHF通信ユニットと第2のEHF通信ユニットの間に連続的に延在してこれらを覆う固体誘電体でもよい。誘電体素子は、第1のPCB上に配置された第1のEHF通信ユニットと第2のPCB上に配置された第2のEHF通信ユニットの間で位置決めされてもよい。
【００６７】
いくつかの例では、方法の1つは、第2のEHF通信ユニットから電磁EHF信号を生成するステップと、電磁EHF信号を、第2のEHF通信ユニットと第1のEHF通信ユニットの間の通信経路において誘電体素子の中で伝導させるステップであって、誘電体素子が、電磁EHF信号を他方の端部で受信し、電磁EHF信号を誘電体素子を通して一方の端部へ伝導するステップと、伝導された電磁EHF信号を、誘電体素子から第1のEHF通信ユニットへ出力するステップとを含んでもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本明細書で説明された発明は、他のデバイスと通信するデバイスまたは構成要素の間で通信が行なわれるデバイスを使用する電子機器業界および通信事業(electronics and communications industries)など、工業および商業の産業(industrial and commercial industries)に関する。
【００６９】
本明細書で説明された開示は、独立した効用を有する複数の別個の発明を包含するものと考えられる。これらの発明のそれぞれが、その好ましい形態で開示されているが、本明細書で開示されかつ説明された特定の実施形態は、多数の変形形態が可能であるので、限定する意味に見なされるべきではない。各例は、前述の開示で開示された一実施形態を定義するものであるが、どの例も、最終的に特許請求され得るすべての特徴または組合せを必ずしも包含するわけではい。説明で「1つの」もしくは「第1の」要素またはその等価物が列挙される場合には、そのような説明には1つまたは複数のそのような要素が含まれ、2つ以上のそのような要素が必要とされたり排除されたりすることはない。さらに、識別された要素に対する第1、第2、または第3などの指標の順序は、要素を区別するのに用いられるものであり、特に別様に明示されなければ、そのような要素の必要な数または限定された数を示すものではなく、そのような要素の特定の位置または順序を示すものでもない。
【符号の説明】
【００７０】
10  ICパッケージ
12  ダイ
14  変換器
16  導電性コネクタ、導電体、導体
18  ボンドワイヤ
20  ボンドワイヤ
22  ボンドパッド
24  ボンドパッド
26  封入材料
28  トランス
30  ループアンテナ
50  通信デバイス
52  ICパッケージ
54  プリント回路基板(PCB)
56  ダイ
57  接地面
58  アンテナ
60  ボンドワイヤ
62  パッケージ基板
64  封入材料
66  誘電体層
68  表面
70  フリップ実装バンプ
72  層
80  通信デバイス
82  ICパッケージ
84  外部回路の導体
86  外部回路の導体
88  ダイ
90  リードフレーム
92  導電性コネクタ
94  アンテナ
96  封入材料
98  リード
100  リードフレーム基板
102  メッキ済みリード
104  バイア
106  フリップ実装バンプ
108  ストリップ導体
110  バイア
112  バイア
114  バイア
120  通信システム
122  ICパッケージ
122A  アンテナ端
124  ICパッケージ
124A  アンテナ端
126  PCB
128  PCB
130  PCB
130A  ブリッジ
130B  ブリッジ
132  接地面
132A  前縁
134  接地面
134A  前縁
135  誘電体素子
136  放射
137  U字形のチャネル
137A  チャネル
137B  チャネル
137C  接続チャネル部分
138  U字形のチャネル
138A  チャネル
138B  チャネル
138C  接続チャネル部分
139  誘電体ガイド
140  通信システム
142  ICパッケージ
144  通信ユニット
146  通信ユニット
148  IC
150  アンテナ
152  ボンドワイヤ
153  ボンドワイヤ
154  IC
156  アンテナ
158  ボンドワイヤ
159  ボンドワイヤ
160  固体誘電体
160A  誘電体部分
160B  誘電体部分
160C  誘電体部分
161  誘電体ガイド
162  PCB
163  空隙領域
164  接地面
164A  前縁
166  接地面
166A  前縁
170  通信システム
172  回路
174  回路
176  電磁EHF信号
178  電源
180  EHF通信ユニット
182  電源
184  EHF通信ユニット
186  増幅器
188  ベースバンド導体
190  変調器
192  アンテナ
194  復調器
196  増幅器
198  送信/受信スイッチ
200  ベースバンド導体
202  送信の増幅器
204  変調器
206  アンテナ
208  復調器
210  受信の増幅器
212  送信/受信スイッチ
D1  距離
D2  距離
【図１】
0005788595.tif 000002
【図２】
0005788595.tif 000003
【図３】
0005788595.tif 000004
【図４】
0005788595.tif 000005
【図５】
0005788595.tif 000006
【図６】
0005788595.tif 000007
【図７】
0005788595.tif 000008
【図８】
0005788595.tif 000009
【図９】
0005788595.tif 000010