KR101141471B1 - 트랜스포머 - Google Patents

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Abstract

트랜스포머가 개시된다. 트랜스포머는 제1 기판 및 제2 기판이 상하로 적층된 구조를 가진 트랜스포머에 있어서, 제1 기판상의 둘레를 따라 배치되고, 양단이 각각 + 신호 및 - 신호의 입력단으로 제공되는 복수개의 입력 도전선로와, 복수개의 입력 도전선로와 동일 평면상에 배치되고, 복수개의 입력 도전선로 중 적어도 하나의 입력 도전선로에 근접하게 형성되어 적어도 하나의 입력 도전선로와 전자기적 결합을 이루며, 일단이 그라운드에 연결된 하나의 출력 도전선로와, 도전선로들이 교차하는 중첩영역에서 어느 하나의 도전라인에 형성되어 제1 기판을 관통하는 한 쌍의 도전성 비아홀과, 한 쌍의 도전성 비아홀간을 연결시키는 제2 기판상에 배치된 단편의 도전선로를 포함함으로써, 도전선로들간의 단락을 방지하기 위한 에어 브리지를 포함하며, 중첩영역을 복수개로 구성함으로써, 각각의 중첩영역에서 2개의 도전선로만이 중첩되도록 할 수 있다. 이를 통해, 트랜스포머의 설계를 단순화할 수 있으며, 공정기간 또한 줄일 수 있다.

Description

트랜스포머{TRANSFORMER}
본 발명은 트랜스포머에 관한 것으로, 3개 이상의 도전선로가 중첩되는 중첩영역을 복수개로 구성하고, 각각의 중첩영역에서는 2개의 도전선로만이 중첩되도록 함으로써, 트랜스포머의 설계를 단순화할 수 있는 트랜스포머에 관한 것이다.
일반적으로, 휴대폰 등의 이동통신 단말기에서의 송신단에는 송신신호의 전력을 증폭하기 위한 전력증폭기가 사용되는데, 이 전력증폭기는 적절한 전력으로 송신신호를 증폭하여야 한다. 이러한 전력증폭기는 일반적으로 2쌍 이상의 입력 도전선로와 하나의 출력 도전선로를 가진 트랜스포머를 이용하여 매칭 및 전력을 결합하게 된다. 하지만, 트랜스포머의 도전선로의 수가 증가할수록 서로 중첩(overlap)되는 영역이 존재하게 되며, 이러한 입력단과 출력단의 증가는 도선간 단락 문제를 야기하게 된다. 따라서, 이러한 문제를 해결하기 위해 일반적으로 3개 이상의 기판을 적층하여 사용한다.
하지만, 종래기술과 같이, 3개 이상의 기판이 적층된 트랜스포머의 경우 트랜스포머의 설계가 복잡하며, 공정기간이 늘어나게 되기 때문에, 가격 경쟁력이 떨어지고, 원가가 상승하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 트랜스포머의 설계를 단순화할 수 있으며, 공정기간 또한 줄일 수 있는 트랜스포머를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 트랜스포머는, 제1 기판 및 제2 기판이 상하로 적층된 구조를 가진 트랜스포머에 있어서, 상기 제1 기판상의 둘레를 따라 배치되고, 양단이 각각 + 신호 및 - 신호의 입력단으로 제공되는 복수개의 입력 도전선로; 상기 복수개의 입력 도전선로와 동일 평면상에 배치되고, 상기 복수개의 입력 도전선로 중 적어도 하나의 입력 도전선로에 근접하게 형성되어 상기 적어도 하나의 입력 도전선로와 전자기적 결합을 이루며, 일단이 그라운드에 연결된 하나의 출력 도전선로; 및 도전선로들이 교차하는 중첩영역에서 어느 하나의 도전라인에 형성되어 상기 제1 기판을 관통하는 한 쌍의 도전성 비아홀과, 상기 한 쌍의 도전성 비아홀간을 연결시키는 상기 제2 기판상에 배치된 단편의 도전선로를 포함함으로써, 도전선로들간의 단락을 방지하기 위한 에어 브리지를 포함하고,상기 중첩영역을 복수개로 구성함으로써, 각각의 중첩영역에서 2개의 도전선로만이 중첩되도록 할 수 있다.
삭제
본 발명에 따르면, 3개 이상의 도전선로가 중첩되는 중첩영역을 복수개로 구성하고, 각각의 중첩영역에서는 2개의 도전선로만이 중첩되도록 함으로써, 트랜스포머의 설계를 단순화할 수 있으며, 공정기간 또한 줄일 수 있다. 또한, 이를 통해 가격 경쟁력 및 원가를 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 트랜스포머의 회로도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포머의 평면도이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 트랜스포머의 회로도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시형태에 따른 트랜스포머(100)는, 입력 도전선로(110)와 출력 도전선로(120)를 포함한다. 또한, 입력 도전선로(110)는 제1 입력포트(111a, 111b)에 연결된 제1 입력 도전선로(111), 제2 입력포트(112a, 112b)에 연결된 제2 입력 도전선로(112)를 포함할 수 있으며, 출력 도전선로(120)는 출력포트(120a, 120b)에 연결될 수 있다.
입력 도전선로(110)는 양단이 각각 + 신호 및 - 신호의 입력단으로 제공되는 복수개의 입력 도전선로를 포함할 수 있다. 본 실시형태에서는 2 개의 입력 도전선로(111, 112)를 포함할 수 있다. 2 개의 입력 도전선로(111, 112) 각각의 양단은 전력 증폭기(PA, 110a, 110b)에 연결될 수 있다. 입력포트(111a, 111b, 112a, 112b)를 통해 전력 증폭기(PA, 100a, 100b)로부터 입력 도전선로(111, 112)에 전류가 공급될 수 있으며, 자기적으로 유도된 전류가 출력 도전선로(120)에 생성될 수 있다. 또한, 각각의 입력 도전선로(111, 112)에는 전원(Vdd1, Vdd2)이 공급될 수 있다. 본 실시형태의 트랜스포머에서는, 입력 도전선로가 이동통신 단말기에 사용되는 CMOS 타입으로 구현된 전력 증폭기에 연결될 수 있다.
출력 도전선로(120)는, 입력 도전선로(111, 112) 각각에 근접하게 형성되어 복수 개의 입력 도전선로(111, 112)와 전자기적 결합을 이루며, 일단이 출력포트(120b)를 통해 그라운드(GND)에 연결될 수 있다. 입력 도전선로(111, 112)에 공급된 전류에 의해, 자기적으로 유도된 전류가 출력 도전선로(120)에 생성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스포머의 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 실시형태에 따른 트랜스포머(200)는, 적층기판(210), 입력포트(111a, 111b, 112a, 112b)에 연결된 입력 도전선로(111, 112) 및 출력포트(112a, 112b)에 연결된 출력 도전선로(120)를 포함할 수 있다.
적층기판(260)은 복수개의 층을 갖는 유전체 기판일 수 있다. 본 실시형태에서는 상하로 적층된 2개의 기판을 예시하고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 기판의 동일 평면상에는 입력 도전선로(111, 112)와 출력 도전선로(120)가 제1 기판의 둘레방향으로 배치되며, 입력 도전선로(111, 112)와 출력 도전선로(120)가 서로 직접 접촉됨으로써 단락되는 것을 방지하기 위해, 에어 브리지를 포함할 수 있다. 에어 브리지에 대해서는 후술하기로 한다. 적층기판으로는 고주파용 기판이 사용될 수 있다.
한편, 입력 도전선로(111, 112)는, 제1 기판상에 형성되며, 양단이 각각 + 신호 및 - 신호의 입력단으로 제공될 수 있다. 복수 개의 입력 도전선로는 제1 기판의 상면에 형성된다. 본 실시형태에서는 2 개의 입력 도전선로(111, 112)를 포함할 수 있다. 2 개의 입력 도전선로(111, 112) 각각의 양단은 전력 증폭기(PA, 100a, 100b)에 연결될 수 있다. 본 실시형태의 트랜스포머에서는, 입력 도전선로가 이동통신 단말기에 사용되는 CMOS 타입으로 구현된 전력 증폭기에 연결될 수 있다.
출력 도전선로(120)는, 입력 도전선로(111, 112) 각각에 근접하게 형성되어 입력 도전선로(111, 112)와 전자기적 결합을 이루며, 일단(221)이 출력포트(120b)를 통해 그라운드(GND)에 연결될 수 있다.
본 실시형태에서는, 2 개의 입력 도전선로(111, 112)가 제1 기판상의 동일한 일영역을 중심으로 루프를 형성하고, 출력 도전선로(120)도 입력 도전선로(111, 112)와 동일한 평면인 제1 기판상에서 루프를 형성하도록 형성될 수 있다. 또한, 출력 도전선로(120)는 2 개의 입력 도전선로(111, 112) 각각에 대해 전자기적 결합을 일으키도록 2 개의 입력 도전선로(111, 112) 각각의 사이에 배치될 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 2 개의 입력 도전선로(111, 112)의 일영역에 각각 전원공급용 패드(130a, 130b)가 형성될 수 있다. 전원 공급용 패드(130a, 130b) 각각은 입력 도전선로(111, 112)에 각각 전원을 공급하기 위한 단자로 제공될 수 있다. 전원 공급용 패드(130a, 130b)가 형성되는 위치는 각각의 입력 도전선로(111, 112)에서 전기적인 RF 스윙 전위가 0 V 인 위치가 될 수 있다. CMOS 전력 증폭기에서는 DC 적인 그라운드가 없기 때문에 AC 적인 그라운드를 사용하는데, RF 스윙 전위가 0 V 가 의미하는 바는 상기 AC 적인 그라운드를 의미하는 것이다.
한편, 본 발명의 실시예에 의하면, 하나의 중첩영역에서 3개의 도전선로(111, 112, 120)가 중첩되는 것을 방지하기 위해 중첩영역을 복수개(220, 230, 240)로 구성하고, 각각의 중첩영역에서 2개의 도전선로만이 중첩되도록 하는 것을 특징으로 한다. 이하 에어 브리지(air-bridge)와 관련하여, 본 발명의 실시예를 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 트랜스포머에 의하면, 2개의 입력 도전선로(111, 112)와 하나의 출력 도전선로(120)가 제1 기판상에서 제1 기판의 둘레를 따라 배치된다. 이 경우, 제2 입력 도전선로(112)와 출력 도전선로(120)가 교차하는 제1 중첩영역(220), 제1 입력 도전선로(111)와 출력 도전선로(120)가 교차하는 제2 중첩영역(230) 및 제2 입력 도전선로(112)와 제1 도전선로(111)가 교차하는 제3 중첩영역(240)을 포함하는 복수개의 중첩영역으로 구성하고, 각각의 중첩영역에서 2개의 도전선로만이 중첩되도록 구성된다.
제1 중첩영역(220)을 살펴보면, 제2 입력 도전선로(112)와 출력 도전선로(120)가 교차하고 있으며, 이 경우 제1 기판상에 배치된 출력 도전선로(120)의 일부를 절단하고, 절단된 출력 도전선로(120)의 양단에는 한 쌍의 도전성 비아홀(V1)을 관통시킨다. 또한, 제1 기판의 하부에 위치한 제2 기판상에는 단편의 도전선로(220a)가 배치되어 한 쌍의 도전성 비아홀(V1)을 연결시키도록 구성된다. 상기와 같은 구조를 "에어 브리지(air bridge))"로 명명하기로 하며, 제1 중첩영역(220)의 경우 에어 브리지는 출력 도전선로(120)에 형성된다.
마찬가지로, 제2 중첩영역(230)은, 제1 입력 도전선로(111)와 출력 도전선로(120)가 교차하는 영역이며, 단편의 도전선로(240a)가 도전성 비아홀(V2)을 연결키도록 구성된다(입력포트 111b, 112a, 112a, 112b에 도전성 비아홀이 형성될 수 있음).
또한, 제3 중첩영역(240)은, 제2 입력 도전선로(112)와 제1 도전선로(111)가 교차하는 영역이며, 단편의 도전선로(240a)가 도전성 비아홀을 연결키도록 구성된다(입력포트 111b, 112a, 112a, 112b에 도전성 비아홀이 형성될 수 있음).
상기와 같은 구조를 통해, 복수개의 입출력 도전선로를 가진 트랜스포머를 상하로 적층된 2개의 기판에 배치함으로써, 트랜스포머의 설계를 단순화할 수 있으며, 공정기간 또한 줄일 수 있다. 또한, 이를 통해 가격 경쟁력 및 원가를 절감할 수 있다.
또한, 도 2에서는 복수개의 입출력 도전선로중 에어 브리지가 형성되는 도전선로에 대해서 언급하지 않았지만, 출력 도전선로와 입력 도전선로가 중첩되는 영역에서는 출력 도전선로에 에어 브리지를 형성하고, 입력 도전선로들이 중첩되는 영역에서는 제1 도전선로에 에어 브리지를 형성하도록 할 수 있다. 이와 같이 에어 브리지를 형성하기 위한 도전선로를 미리 정함으로써, 설계를 단순화할 수 있는 추가적인 효과를 가질 수 있다.
이상 도면과 명세서에서 최적 실시예들이 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 트랜스포머
110: 입력 도전선로
111: 제1 입력 도전선로
111a, 111b: 제1 입력포트
112: 제2 입력 도전선로
112a, 112b: 제2 입력포트
120: 출력 도전선로
120a, 120b: 출력포트
220, 230, 240: 중첩영역
220a, 240a: 도전성 단편선로
Vdd1, Vdd2: 전원전압

Claims (2)

  1. 삭제
  2. 제1 기판 및 제2 기판이 상하로 적층된 구조를 가진 트랜스포머에 있어서,
    상기 제1 기판상의 둘레를 따라 배치되고, 양단이 각각 + 신호 및 - 신호의 입력단으로 제공되는 복수개의 입력 도전선로;
    상기 복수개의 입력 도전선로와 동일 평면상에 배치되고, 상기 복수개의 입력 도전선로 중 적어도 하나의 입력 도전선로에 근접하게 형성되어 상기 적어도 하나의 입력 도전선로와 전자기적 결합을 이루며, 일단이 그라운드에 연결된 하나의 출력 도전선로; 및
    도전선로들이 교차하는 중첩영역에서 어느 하나의 도전라인에 형성되어 상기 제1 기판을 관통하는 한 쌍의 도전성 비아홀과, 상기 한 쌍의 도전성 비아홀간을 연결시키는 상기 제2 기판상에 배치된 단편의 도전선로를 포함함으로써, 도전선로들간의 단락을 방지하기 위한 에어 브리지를 포함하고,
    상기 중첩영역을 복수개로 구성함으로써, 각각의 중첩영역에서 2개의 도전선로만이 중첩되도록 하는 것을 특징으로 하는 트랜스포머.
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