TWI588851B - 調整被動裝置之電感比的設備與方法 - Google Patents

調整被動裝置之電感比的設備與方法 Download PDF

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Description

調整被動裝置之電感比的設備與方法
積體電路裝置。
諸如變壓器及線圈等的被動電感元件通常不隨著縮小的積體電路(Integrated Circuit;簡稱IC)技術而縮放。在射頻(Radio Frequency;簡稱RF)互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal Oxide Semiconductor;簡稱CMOS)中,細胞式及連接收發器之變壓器是阻抗匹配(impedance matching)應用之關鍵元件。為了符合指定的頻率及電感比,變壓器佈局設計可能很容易就佔用了一平方毫米以上的面積。
低成本CMOS製程通常有可被用於電感及變壓器裝置之兩個一般係較厚的上方金屬層。封裝中具有兩層金屬再分佈層(metal redistribution layer)之線圈也可被用於電感及變壓器應用。
變壓器設計通常需要一次繞組(primary winding)與二次繞組(secondary winding)間之高耦合係數(k), 以供最大的能量轉移。耦合因數(coupling factor)k可具有0(無耦合)與1(高耦合)間之值。通常有適用於矽晶片或封裝技術的兩種類型之高耦合因數變壓器:兩個相鄰金屬層(例如,晶片的最後及倒數第二金屬層)中之垂直耦合變壓器(vertically coupled transformer)、以及橫向耦合變壓器(laterally coupled transformer)。該等技術的設計規則、變壓器的面積、各金屬間之(例如,上方金屬1與上方金屬2間之)分隔距離、以及該等金屬的導電性通常有利於針對晶片中或封裝中之高耦合(大於7的耦合因數)的橫向耦合變壓器之設計。
兩金屬橫向耦合變壓器中之一問題是調整到一次繞組與二次繞組間之所需電感比。例如,橫向耦合變壓器通常無法得到大於3:1的電感比。
本發明揭露了一種設備,該設備包含一裝置,該裝置包含在兩金屬層中互繞且被磁性耦合之一個一次繞組及一個二次繞組,其中針對該一次繞組與該二次繞組間之一目標電感比而調整該一次繞組及該二次繞組中之一繞組的電感。本發明也揭露了一種方法,該方法包含下列步驟:在一基材上形成一阻抗匹配變壓器裝置,該阻抗匹配變壓器裝置包含以一橫向耦合佈局在兩金屬層中互繞且被磁性耦合之一個一次繞組及一個二次繞組,其中針對該一次繞組與該二次繞組間之一目標電感比而調整該一次繞組及該二 次繞組中之一繞組的電感。
102‧‧‧封裝基材
105‧‧‧晶片
106‧‧‧第二晶片
10‧‧‧封裝
100‧‧‧變壓器裝置
110A、110B、210A、210B‧‧‧一次繞組
120A、120B、220A、220B‧‧‧二次繞組
205‧‧‧基材
200‧‧‧裝置
230‧‧‧分流線
300‧‧‧計算裝置
302‧‧‧電路板
304‧‧‧處理器
306‧‧‧通訊晶片
第1圖示出代表性地在一封裝上的一晶片的相鄰金屬層中形成的一阻抗匹配變壓器裝置的一變壓器之一實施例。
第2圖示出第1圖的該變壓器之電感差別。
第3圖示出一變壓器裝置之另一實施例。
第4圖示出第3圖的該裝置之電感差別。
第5圖示出一計算裝置之一實施例。
本發明說明了一種設備,該設備包含一晶片或封裝上之諸如一變壓器等的一被動裝置,該被動裝置包含在兩金屬層中互繞且被磁性連接之一個一次繞組及一個二次繞組。針對該一次繞組與該二次繞組間之一目標電感比而調整該一次繞組及該二次繞組中之一繞組的電感。本發明也說明了建構兩層金屬堆疊中之裝置佈局之方法,該方法針對一目標一次與二次電感比而調整一個一次繞組及一個二次繞組中之一繞組的電感。
在一實施例中,裝置係為一變壓器之一被動裝置。在一代表性例子中,一射頻(RF)收發器電路需要具有數量級為2.5奈亨(nanohenrie;簡稱nH)的一次繞組電感(primary inductance)及數量級為0.7奈亨(nH)的二次 繞組電感(secondary inductance)且具有在2吉赫(gigahertz;簡稱GHz)工作頻率的高耦合係數(例如,大於0.7)之一阻抗匹配變壓器(impedance matching transformer)。下文中之變壓器裝置佈局示出了被調整而符合該代表性例子之裝置。
第1圖示出代表性地在一晶片的相鄰金屬層中形成的一RF收發器電路的一阻抗匹配變壓器裝置的一變壓器之一實施例。第1圖示出包含晶片105被連接到的封裝基材102的一封裝的一部分之一側視圖。晶片105是諸如一RF基頻晶粒。諸如一記憶體晶片等的第二晶片106也被連接到封裝基材102。在該所示之實施例中,以一種堆疊式配置安排晶片105及第二晶片106。在另一實施例中,可以一種並排配置在封裝10中組裝該等晶片。第1圖也示出包含變壓器裝置100的晶片105的一裝置面的一部分之一放大上視圖。在此實施例中,變壓器裝置100包含一次繞組110A及一次繞組110B、以及二次繞組120A及二次繞組120B。以一橫向耦合佈局在一晶片或封裝的兩金屬層中互繞且磁性耦合該等一次繞組及二次繞組。該等繞組被互繞成一個四邊形螺旋(quadrilateral spiral)(例如,正方形或矩形螺旋),其中每一繞組有導電金屬層的一寬度w、以及相鄰繞組間之一間隔。在一實施例中,利用諸如圖案產生及沈積(例如,下種(seeding)及電鍍)技術等的常見技術在諸如一晶片或一封裝的兩個上方金屬層中以諸如銅材料等的一導電材料形成該等繞組。在一觀點中, 每一繞組包含由該繞組與一相鄰外繞組間之間隔界定的一周長尺寸(如圖所示)。對於除了最內繞組的所有繞組而言,在該四邊形螺旋的四個邊中之每一邊上,繞組與相鄰外繞組間之間隔d是相同的或大致相同的。如該實施例所示,該最內繞組(係為一個二次繞組)包含由該繞組與一相鄰外繞組間之間隔界定的一周長尺寸,其中該繞組的一邊上之間隔D不同於該繞組的其他邊上之間隔d。該繞組的一邊上之該間隔D顯著大於三個其他邊上之該間隔d。因此,變壓器裝置100的最內繞組以比所有邊上之間隔都不變時所容許該縮放的面積更少之方式減少(縮放成更小)。在該所示之實施例中,該繞組的一邊上之間隔D與一相鄰繞組的一上方邊或頂邊相關。在另一實施例中,該間隔D可以與一相鄰繞組的一底邊或下方邊相關,或與一相鄰繞組的一左邊或右邊相關。
在一實施例中,變壓器裝置100佔用了數量級為239×239平方微米的面積。在一實施例中,該變壓器裝置具有:1.975GHz的一頻率;一個二次繞組電感(Lsecondary=6.967E-10);以及一個一次繞組電感(Lprimary=2.647E-9)。第2圖示出電感差別。如圖所示,藉由減少內繞組(二次繞組)的周長,電感被縮放而匹配大約2.5nH的一次繞組電感、數量級為0.7nH的二次繞組電感、及2GHz的工作頻率之目標。為了比較,如果該最內繞組有由該四邊形繞組的四邊中之每一邊上的類似間隔所界定之一周長尺寸,則該變壓器裝置的面積將是類似的(239×239 平方微米),頻率將是2.037GHz,二次繞組電感將是1.078E-9,且一次繞組電感將是2.645E-9。在此種情形中,因為二次繞組電感是1nH,所以無法得到所需的電感比(數量級為0.7:2.5之Lsecondary:Lprimary)。
第3圖示出變壓器裝置的繞組的縮放之另一實施例。在此實施例中,被縮放的該變壓器裝置沒有額外的面積增加,且有調整一次繞組或二次繞組的電感之彈性。第3圖示出在係為諸如一晶片或一封裝的基材205中形成之裝置200。在一實施例中,基材205是一晶片或晶粒(例如,RF基頻晶粒),且被連接到也包含一或多個記憶體晶片之一封裝基材。與裝置100類似,裝置200在一實施例中是一阻抗匹配變壓器裝置,該阻抗匹配變壓器裝置包含在一橫向耦合佈局下互繞且磁性耦合到該基材的各金屬層之一次繞組210A及一次繞組210B、以及二次繞組220A及二次繞組220B。如此項技術中習知的,該裝置被互繞成由該等一次繞組及二次繞組構成之一個四邊形螺旋,其中以符號T標出繞組的頂邊或上方邊。在此實施例中,該等繞組中之每一繞組包含由該繞組與一相鄰外繞組間之一間隔d界定的一周長尺寸,其中每一個四邊形螺旋的每一邊上之該間隔d是相同的。以與最內繞組以及該最內繞組外面的繞組有關之方式示出一繞組的每一邊上之該間隔d。在此實施例中,該最內繞組是一個二次繞組。除了該等一次繞組及二次繞組之外,裝置200包含由諸如一導電材料構成之分流線230。在一實施例中,分流線230被連接到 該最內繞組的兩個相對邊。藉由在該四邊形螺旋內加入分流線230,而在不增加該裝置的面積之情形下將一額外的電感加入了該裝置。如圖所示,分流線230係與該最內繞組並聯,且可操作而減少電感。分流線230是諸如類似於裝置200的該等一次繞組及二次繞組的金屬材料之一金屬材料。一般而言,分流線230離開該繞組的頂部T之距離越大,則二次繞組電感越小。分流線230的組態基本上是由兩個並聯的電感構成的並聯組態中之一電感。
在一實施例中,分流線230具有與繞組的尺寸(寬度、厚度)類似之尺寸。可在形成該最內繞組時,以常見的圖案產生及沈積(例如,下種及接續的電鍍)技術加入由一銅材料構成之一分流線230。
第4圖示出裝置200的繞組之電感差別。該裝置之特性是:1.975GHz的頻率;二次繞組電感Lsecondary=6.967E-10);以及一次繞組電感Lprimary=2.647E-9。如圖所示,該裝置符合在2GHz的工作頻率具有大於0.7耦合係數的大約2.5nH的一次繞組電感以及0.7nH的二次繞組電感的目標。被配置在該最內繞組的相對邊之間而產生與該最內繞組並聯的一電感之分流線230提供了調整電感的彈性。該分流線的位置向P1、P2接近時,將趨於減少電感。在(第3圖中以虛線示出的)一替代實施例中,並不將一分流線設置在最內繞組上,而是將一分流線設置在最外繞組上。
第5圖示出根據一實施例之計算裝置300。計算裝置 300中安裝了一電路板302。電路板302可包含其中包括但不限於處理器304以及至少一通訊晶片306的一些組件。處理器304在實體上及電氣上被耦合到電路板302。在某些實施例中,該至少一通訊晶片306也在實體上及電氣上被耦合到電路板302。在進一步的實施例中,通訊晶片306是處理器304的一部分。
計算裝置300根據其應用,可包含可在或可不在實體上及電氣上被耦合到電路板302之其他組件。這些其他的組件包括但不限於揮發性記憶體(例如,動態隨機存取記憶體(DRAM))、非揮發性記憶體(例如,唯讀記憶體(ROM))、快閃記憶體、圖形處理器、數位信號處理器、密碼處理器(crypto processor)、晶片組、天線、顯示器、觸控式螢幕顯示器、觸控式螢幕控制器、電池、音訊編碼解碼器、視訊編碼解碼器、功率放大器、全球衛星定位系統(Global Positioning System;簡稱GPS)裝置、羅盤、加速度計(accelerometer)、陀螺儀(gyroscope)、喇叭、相機、以及大量儲存裝置(諸如硬碟機、光碟(Compact Disk;簡稱CD)、及數位多功能光碟(Digital Versatile Disk;簡稱DVD)等的大量儲存裝置)。
通訊晶片306能夠執行無線通訊,而將資料傳輸進出計算裝置300。術語"無線"及其派生詞可被用來描述可利用通過非固體介質之調變電磁輻射而傳送資料之電路、裝置、系統、方法、技術、通訊通道等的術語。該術語並不 意味著相關聯的裝置不包含任何導線,但是在某些實施例中,該等相關聯的裝置可能不包含任何導線。通訊晶片306可實施其中包括但不限於Wi-Fi(IEEE 802.11系列)、WiMAX(IEEE 802.16系列)、IEEE 802.20、長程演進計畫(Long Term Evolution;簡稱LTE)、Ev-DO、HSPA+、HSDPA+、HSUPA+、EDGE、GSM、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、藍牙(Bluetooth)、以上各項的衍生標準或協定、以及被稱為3G、4G、5G、及更新的世代之任何其他無線協定的一些無線標準或協定中之任何標準或協定。計算裝置300可包含複數個通訊晶片306。例如,第一通訊晶片306可被專用於諸如Wi-Fi及藍牙等的較短距離之無線通訊,且第二通訊晶片306可被專用於諸如GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、Ev-DO、及其他無線通訊標準等的較長距離之無線通訊。
計算裝置300之處理器304包含被封裝在該處理器304內之一積體電路晶粒。在某些實施例中,該處理器之積體電路晶粒包含諸如根據上述實施例而形成的一阻抗匹配變壓器等的一或多個裝置。術語"處理器"可意指用來處理來自暫存器及/或記憶體的電子資料而將該電子資料轉換為可被儲存在暫存器及/或記憶體的其他電子資料之任何裝置或裝置的一部分。
通訊晶片306也包含被封裝在通訊晶片306內之一積體電路晶粒。根據本發明的另一實施例,該通訊晶片的該積體電路晶粒包含諸如根據上述實施例而形成的一阻抗匹 配變壓器等的一或多個裝置。
在進一步的實施例中,被安裝在計算裝置300內之另一組件可含有一積體電路晶粒,該積體電路晶粒包含諸如根據上述實施例而形成的一阻抗匹配變壓器等的一或多個裝置。
在各實施例中,計算裝置300可以是膝上型電腦、簡易筆記型電腦、筆記型電腦、超輕薄筆記型電腦、智慧型手機、平板電腦、個人數位助理(Personal Digital Assistant;簡稱PDA)、超級行動個人電腦、行動電話、桌上型電腦、伺服器、印表機、掃描器、監視器、機上盒、娛樂控制單元、數位相機、可攜式音樂播放器、或數位錄影機。在進一步的實施例中,計算裝置300可以是用來處理資料的任何其他電子裝置。
例子
例子1是一種設備,該設備包含:一裝置,該裝置包含在兩金屬層中互繞且被磁性耦合之一個一次繞組及一個二次繞組,其中針對該一次繞組與該二次繞組間之一目標電感比而調整該一次繞組及該二次繞組中之一繞組的電感。
在例子2中,例子1的該設備中之該裝置被互繞成由該一次繞組及該二次繞組構成之一個四邊形螺旋,其中該變壓器之一最內繞組包含由該最內繞組與一相鄰繞組間之間隔界定的一周長尺寸,該周長尺寸在該螺旋的至少一邊 上是不同的。
在例子3中,例子2的該設備中之該最內繞組包含一個二次繞組。
在例子4中,例子2的該設備中之該螺旋的至少一邊上的該最內繞組與一相鄰繞組間之間隔大於該螺旋的其他邊上的該最內繞組與一相鄰繞組間之間隔。
在例子5中,例子4的該設備中之該螺旋的其他邊上的該最內繞組與一相鄰繞組間之間隔是類似的。
在例子6中,例子1的該設備中之該裝置被互繞成由該一次繞組及該二次繞組構成之一個四邊形螺旋,其中每一連續繞組包含由該繞組與一相鄰繞組間之間隔界定的一周長尺寸,該螺旋的每一邊上之該間隔是類似的,且該裝置進一步包含被耦合到一繞組的兩相對邊之間的一分流線。
在例子7中,例子6的該設備中之該分流線被耦合到的該繞組是一最內繞組。
在例子8中,例子7的該設備中之該最內繞組包含一個二次繞組。
例子9是一種設備,該設備包含:一封裝,該封裝包含:(1)一晶粒,該晶粒包含一阻抗匹配變壓器裝置,該阻抗匹配變壓器裝置包含以一橫向耦合佈局在兩金屬層中互繞且被磁性耦合之一個一次繞組及一個二次繞組,且針對該一次繞組與該二次繞組間之一目標電感比而調整該一次繞組及該二次繞組中之一繞組的電感;以及(2)一 記憶體晶片。
在例子10中,例子9的該設備中之該變壓器裝置被互繞成由該一次繞組及該二次繞組構成之一個四邊形螺旋,其中該變壓器之一最內繞組包含由該最內繞組與一相鄰繞組間之間隔界定的一周長尺寸,該周長尺寸在該螺旋的至少一邊上是不同的。
在例子11中,例子10的該設備中之該最內繞組包含一個二次繞組。
在例子12中,例子10的該設備中之該螺旋的至少一邊上的該最內繞組與一相鄰繞組間之間隔大於該螺旋的其他邊上的該最內繞組與一相鄰繞組間之間隔。
在例子13中,例子12的該設備中之該螺旋的其他邊上的該最內繞組與一相鄰繞組間之間隔是類似的。
在例子14中,例子9的該設備中之該變壓器裝置被互繞成由該一次繞組及該二次繞組構成之一個四邊形螺旋,其中每一連續繞組包含由該繞組與一相鄰繞組間之間隔界定的一周長尺寸,該螺旋的每一邊上之該間隔是類似的,且該變壓器裝置進一步包含一繞組的兩相對邊之間的一分流線。
在例子15中,例子14的該設備中之該分流線被耦合到的該繞組是一最內繞組。
在例子16中,例子15的該設備中之該最內繞組包含一個二次繞組。
例子17是一種方法,該方法包含下列步驟:在一基 材上形成一阻抗匹配變壓器裝置,該阻抗匹配變壓器裝置包含以一橫向耦合佈局在兩金屬層中互繞且被磁性耦合之一個一次繞組及一個二次繞組,其中針對該一次繞組與該二次繞組間之一目標電感比而調整該一次繞組及該二次繞組中之一繞組的電感。
在例子18中,例子17的該方法中之形成該變壓器裝置之該步驟包含下列步驟:將該一次繞組及該二次繞組互繞成一個四邊形螺旋,其中該變壓器之一最內繞組包含由該最內繞組與一相鄰繞組間之間隔界定的一周長尺寸,該周長尺寸在該螺旋的至少一邊上是不同的。
在例子19中,例子17的該方法中之該最內繞組包含一個二次繞組。
在例子20中,例子19的該方法中之該螺旋的一邊上的該最內繞組與一相鄰繞組間之間隔大於該螺旋的其他邊上的該最內繞組與一相鄰繞組間之間隔,且該螺旋的其他邊上的該最內繞組與一相鄰繞組間之間隔是類似的。
在例子21中,例子17的該方法中之該變壓器裝置被互繞成由該一次繞組及該二次繞組構成之一個四邊形螺旋,其中每一連續繞組包含由該繞組與一相鄰繞組間之間隔界定的一周長尺寸,該螺旋的每一邊上之該間隔是類似的,且形成一變壓器裝置之該步驟包含形成一繞組的兩相對邊之間的一分流線。
在例子22中,例子21的該方法中之該分流線被形成於一最內繞組的相對邊之間。
在例子23中,例子22的該方法中之該最內繞組包含一個二次繞組。
其中包括在"發明摘要"中所述者的前文中對本發明的所示實施例之說明之用意不是詳盡無遺的,也不是將本發明限制在所揭露之確切形式。雖然為了例示之目的而在本說明書中說明了本發明的特定實施例及例子,但是熟悉相關技術者當可了解可在本發明的範圍內作出各種等效的修改。
可根據上述之詳細說明而作出本發明的這些修改。不應將最後的申請專利範圍中使用的術語詮釋為將本發明限制在本說明書及申請專利範圍中揭露的特定實施例。而是將完全由將根據申請專利範圍詮釋的公認信條而詮釋之最後的申請專利範圍決定本發明之範圍。
10‧‧‧封裝
100‧‧‧變壓器裝置
102‧‧‧封裝基材
105‧‧‧晶片
106‧‧‧第二晶片
110A、110B‧‧‧一次繞組
120A、120B‧‧‧二次繞組

Claims (17)

  1. 一種設備,包含:一裝置,該裝置包含在兩金屬層中互繞且被磁性耦合之一個一次繞組及一個二次繞組,其中針對該一次繞組與該二次繞組間之一目標電感比而調整該一次繞組及該二次繞組中之一繞組的電感,其中該裝置被互繞成由該一次繞組及該二次繞組構成之一個四邊形螺旋,其中該變壓器之一最內繞組包含由該最內繞組與該相鄰繞組間之間隔界定的一周長尺寸,該周長尺寸在該螺旋的至少一邊上是不同的,以及其中該螺旋的至少一邊上的該最內繞組與該相鄰繞組間之該間隔大於該螺旋的其他邊上的該最內繞組與該相鄰繞組間之該間隔。
  2. 如申請專利範圍第1項之設備,其中該最內繞組包含一個二次繞組。
  3. 如申請專利範圍第1項之設備,其中該螺旋的其他邊上的該最內繞組與該相鄰繞組間之該間隔是類似的。
  4. 如申請專利範圍第1項之設備,其中該裝置被互繞成由該一次繞組及該二次繞組構成之一個四邊形螺旋,其中每一連續繞組包含由該繞組與一相鄰繞組間之間隔界定的一周長尺寸,該螺旋的每一邊上之該間隔是類似的,且該裝置進一步包含被耦合到一繞組的兩相對邊之間的一分流線。
  5. 如申請專利範圍第4項之設備,其中該分流線被耦 合到的該繞組是一最內繞組。
  6. 如申請專利範圍第5項之設備,其中該最內繞組包含一個二次繞組。
  7. 一種設備,包含:一封裝,該封裝包含:(1)一晶粒,該晶粒包含一變壓器裝置,該變壓器裝置包含以一橫向耦合佈局在兩金屬層中互繞且被磁性耦合之一個一次繞組及一個二次繞組,且針對該一次繞組與該二次繞組間之一目標電感比而調整該一次繞組及該二次繞組中之一繞組的電感;以及(2)一記憶體晶片,其中該變壓器裝置被互繞成由該一次繞組及該二次繞組構成之一個四邊形螺旋,其中該變壓器之一最內繞組包含由該最內繞組與一相鄰繞組間之間隔界定的一周長尺寸,該周長尺寸在該螺旋的至少一邊上是不同的,以及其中該螺旋的至少一邊上的該最內繞組與該相鄰繞組間之該間隔大於該螺旋的其他邊上的該最內繞組與該相鄰繞組間之該間隔。
  8. 如申請專利範圍第7項之設備,其中該最內繞組包含一個二次繞組。
  9. 如申請專利範圍第7項之設備,其中該螺旋的其他邊上的該最內繞組與該相鄰繞組間之該間隔是類似的。
  10. 如申請專利範圍第7項之設備,其中該變壓器裝置被互繞成由該一次繞組及該二次繞組構成之一個四邊形螺旋,其中每一連續繞組包含由該繞組與一相鄰繞組間之 間隔界定的一周長尺寸,該螺旋的每一邊上之該間隔是類似的,且該變壓器裝置進一步包含一繞組的兩相對邊之間的一分流線。
  11. 如申請專利範圍第10項之設備,其中該分流線被耦合到的該繞組是一最內繞組。
  12. 如申請專利範圍第11項之設備,其中該最內繞組包含一個二次繞組。
  13. 一種方法,包含下列步驟:在一基材上形成一阻抗匹配變壓器裝置,該阻抗匹配變壓器裝置包含以一橫向耦合佈局在兩金屬層中互繞且被磁性耦合之一個一次繞組及一個二次繞組,其中針對該一次繞組與該二次繞組間之一目標電感比而調整該一次繞組及該二次繞組中之一繞組的電感,其中形成該變壓器裝置包含:將該一次繞組及該二次繞組互繞成一個四邊形螺旋,其中該變壓器之一最內繞組包含由該最內繞組與一相鄰繞組間之間隔界定的一周長尺寸,該周長尺寸在該螺旋的至少一邊上是不同的,以及其中該螺旋的一邊上的該最內繞組與一相鄰繞組間之該間隔大於該螺旋的其他邊上的該最內繞組與該相鄰繞組間之該間隔,且該螺旋的其他邊上的該最內繞組與該相鄰繞組間之該間隔是類似的。
  14. 如申請專利範圍第13項之方法,其中該最內繞組包含一個二次繞組。
  15. 如申請專利範圍第13項之方法,其中該變壓器裝 置被互繞成由該一次繞組及該二次繞組構成之一個四邊形螺旋,其中每一連續繞組包含由該繞組與一相鄰繞組間之間隔界定的一周長尺寸,該螺旋的每一邊上之該間隔是類似的,且形成一變壓器裝置包含形成一繞組的兩相對邊之間的一分流線。
  16. 如申請專利範圍第15項之方法,其中該分流線被形成於一最內繞組的相對邊之間。
  17. 如申請專利範圍第16項之方法,其中該最內繞組包含一個二次繞組。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11227825B2 (en) * 2015-12-21 2022-01-18 Intel Corporation High performance integrated RF passives using dual lithography process

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6707367B2 (en) * 2002-07-23 2004-03-16 Broadcom, Corp. On-chip multiple tap transformer and inductor
TW201304401A (zh) * 2011-07-05 2013-01-16 Mediatek Inc 收發器以及積體電路
TWI456600B (zh) * 2014-03-19 2014-10-11 Realtek Semiconductor Corp 積體變壓器
TW201505046A (zh) * 2013-02-22 2015-02-01 Intel Mobile Comm Gmbh 變壓器及電路

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55138206A (en) * 1979-03-27 1980-10-28 Nec Corp Hybrid integrated circuit
CA1278051C (en) * 1988-01-15 1990-12-18 Gordon Glen Rabjohn Balanced planar transformers
JPH06140267A (ja) * 1992-10-29 1994-05-20 Kyocera Corp インダクタンスの調整方法
US7334734B2 (en) * 2000-01-27 2008-02-26 Hitachi Maxwell, Ltd. Non-contact IC module
US6590394B2 (en) * 2001-09-28 2003-07-08 Varian, Inc. NMR probe with enhanced power handling ability
EP1478045B1 (en) * 2003-05-16 2012-06-06 Panasonic Corporation Mutual induction circuit
JP4102994B2 (ja) * 2003-07-07 2008-06-18 ソニーケミカル&インフォメーションデバイス株式会社 アンテナ回路及び非接触型icカード、並びに非接触型icカードの製造方法
JP2008135589A (ja) * 2006-11-29 2008-06-12 Asuka Electron Kk 電力伝送用コイル
JP4815623B2 (ja) * 2007-09-07 2011-11-16 三菱電機株式会社 高周波受動素子およびその製造方法
EP2045872B1 (en) * 2007-10-03 2011-08-10 Assa Abloy Ab Coupling device for transponder and smart card with such device
US7821372B2 (en) * 2008-12-31 2010-10-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. On-chip transformer BALUN structures
JP2011040509A (ja) * 2009-08-07 2011-02-24 Imec 2層式トランス
US8474726B2 (en) * 2010-08-12 2013-07-02 Feinics Amatech Teoranta RFID antenna modules and increasing coupling
US8552812B2 (en) * 2010-12-09 2013-10-08 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Transformer with bypass capacitor
JP5767495B2 (ja) * 2011-03-29 2015-08-19 パナソニック株式会社 可変インダクタ及びこれを用いた半導体装置
JP5894833B2 (ja) * 2012-03-30 2016-03-30 株式会社荏原製作所 渦電流センサ並びに研磨方法および装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6707367B2 (en) * 2002-07-23 2004-03-16 Broadcom, Corp. On-chip multiple tap transformer and inductor
TW201304401A (zh) * 2011-07-05 2013-01-16 Mediatek Inc 收發器以及積體電路
TW201505046A (zh) * 2013-02-22 2015-02-01 Intel Mobile Comm Gmbh 變壓器及電路
TWI456600B (zh) * 2014-03-19 2014-10-11 Realtek Semiconductor Corp 積體變壓器

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