TWI692783B - 電感裝置 - Google Patents

Abstract

一種電感裝置，其包含第一繞組及第二繞組。第一繞組包含第一連接件及複數個第一線圈。第一線圈中的至少兩個第一線圈位於第一區域，第一線圈中的半個第一線圈位於第二區域。第二繞組包含第二連接件及複數個第二線圈。第二線圈中的至少兩個第二線圈位於第二區域，第二線圈中的半個第二線圈位於第一區域。第一連接件耦接至少兩個第一線圈與半個第一線圈。第二連接件耦接至少兩個第二線圈與半個第二線圈。

Description

電感裝置

本案係有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種電感裝置。

在現有技術中，八字型電感裝置的繞設方式，會使電感裝置中的繞組間，存在大量的寄生電容，而嚴重影響電感裝置的品質因素(Q)。

發明內容旨在提供本揭示內容的簡化摘要，以使閱讀者對本揭示內容具備基本的理解。此發明內容並非本揭示內容的完整概述，且其用意並非在指出本案實施例的重要/關鍵元件或界定本案的範圍。

本案內容之一目的是在提供一種電感裝置，藉以解決先前技術存在的問題，解決之手段如後所述。

為達上述目的，本案內容之一技術態樣係關於一種電感裝置，此電感裝置包含第一繞組及第二繞組。第一繞組包含第一連接件及複數個第一線圈。第一線圈中的至少兩個第一線圈位於第一區域，第一線圈中的半個第一線圈位於第二 區域。第二繞組包含第二連接件及複數個第二線圈。第二線圈中的至少兩個第二線圈位於第二區域，第二線圈中的半個第二線圈位於第一區域。第一連接件耦接至少兩個第一線圈與半個第一線圈。第二連接件耦接至少兩個第二線圈與半個第二線圈。

因此，根據本案之技術內容，本案實施例所示之電感裝置，可有效降低電感裝置之繞組間的寄生電容，進而使電感裝置具備更佳的品質因素(Q)。此外，可有效改善電感裝置之自振頻(self resonant frequency，Fsr)發生處，使自振頻發生處移往較高頻，進而降低對品質因素的影響。

在參閱下文實施方式後，本案所屬技術領域中具有通常知識者當可輕易瞭解本案之基本精神及其他發明目的，以及本案所採用之技術手段與實施態樣。

1000、1000A~1000D‧‧‧電感裝置

1100、1100A~1100D‧‧‧第一繞組

1110、1110A~1110D‧‧‧連接件

1111、1113、1111A~1111D、1113A~1113D‧‧‧連接點

1200、1200A~1200D‧‧‧第二繞組

1210、1210A~1210D‧‧‧連接件

1211、1213、1211A~1211D、1213A~1213D‧‧‧連接點

1220D、1230D‧‧‧區塊

1300、1300A~1300D‧‧‧中央抽頭端

1410‧‧‧第一圈

1420‧‧‧第二圈

1430‧‧‧第三圈

1500、1500A~1500D‧‧‧輸入端

1510B~1510D‧‧‧第一輸入件

1520B~1520D‧‧‧第二輸入件

1600A~1600C‧‧‧區域

為讓本案之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之說明如下：

第1圖係依照本案一實施例繪示一種電感裝置的示意圖。

第2圖係依照本案一實施例繪示一種電感裝置的示意圖。

第3圖係依照本案一實施例繪示一種電感裝置的示意圖。

第4圖係依照本案一實施例繪示一種電感裝置的示意圖。

第5圖係依照本案一實施例繪示一種電感裝置的示意圖。

第6圖係繪示依照本案一實施例的一種電感裝置之實驗數據示意圖。

根據慣常的作業方式，圖中各種特徵與元件並未依比例繪製，其繪製方式是為了以最佳的方式呈現與本案相關的具體特徵與元件。此外，在不同圖式間，以相同或相似的元件符號來指稱相似的元件/部件。

為了使本揭示內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本案的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本案具體實施例的唯一形式。實施方式中涵蓋了多個具體實施例的特徵以及用以建構與操作這些具體實施例的方法步驟與其順序。然而，亦可利用其他具體實施例來達成相同或均等的功能與步驟順序。

除非本說明書另有定義，此處所用的科學與技術詞彙之含義與本案所屬技術領域中具有通常知識者所理解與慣用的意義相同。此外，在不和上下文衝突的情形下，本說明書所用的單數名詞涵蓋該名詞的複數型；而所用的複數名詞時亦涵蓋該名詞的單數型。

第1圖係依照本案一實施例繪示一種電感裝置1000的示意圖。如圖所示，電感裝置1000包含第一繞組1100及第二繞組1200。上述第一繞組1100繞成複數個第一線圈。此外，第二繞組1200繞成複數個第二線圈。第一繞組1100包含第一連接件1110，而第二繞組1200包含第二連接件1210。

於結構上，該些第一線圈中的至少兩個第一線圈位於第一區域(如圖中上半區域)，該些第一線圈中的半個第一 線圈位於第二區域(如圖中下半區域)。換言之，第一繞組1100之第一線圈中的大部分線圈均位於第一區域。再者，該些第二線圈中的至少兩個第二線圈位於第二區域(如圖中下半區域)，該些第二線圈中的半個第二線圈位於第一區域(如圖中上半區域)。換言之，第二繞組1200之第二線圈中的大部分線圈均位於第二區域。第一連接件1110耦接第一線圈中位於第一區域的至少兩個第一線圈與位於第二區域的半個第一線圈；再者，第二連接件1210耦接第二線圈中位於第二區域的至少兩個第二線圈與位於第一區域的半個第二線圈。詳細而言，第一連接件1110耦接該些第一線圈於第一區域中最內圈的第一線圈與該些第一線圈於第二區域中位於最外圈的第一線圈。舉例而言，第一連接件1110耦接第一線圈於第一區域中最內圈的第一線圈之連接點1111與第一線圈於第二區域中位於最外圈的第一線圈之連接點1113。此外，第二連接件1210耦接該些第二線圈於第一區域中最外圈的第二線圈與該些第二線圈於第二區域中位於最內圈的第二線圈。舉例而言，第二連接件1210耦接第二線圈於第一區域中最外圈的第二線圈之連接點1211與第二線圈於第二區域中位於最內圈的第二線圈之連接點1213。在一實施例中，上述第一連接件1110及第二連接件1210可透過貫通孔(Via)耦接於相應的連接點1111、1113、1211、1213。

在一實施例中，部分第一連接件1110及部分第二連接件1210重疊。在另一實施例中，第一連接件1110及第二連接件1210位於不同層，然本案不以上述實施例為限，在某 些實施例中，第一連接件1110及第二連接件1210亦可位於同一層，端視實際需求而定。

在另一實施例中，第一繞組1100與第二繞組1200位於同一層。此外，第一連接件1110、第一、第二繞組1100、1200及第二連接件1210分別位於第一層、第二層及第三層。再者，上述第一層、第二層及第三層依序堆疊。換言之，第一連接件1110位於最上層，第一、第二繞組1100、1200位於中間層，而第二連接件1210位於最下層。然本案不以上述實施例為限，在某些實施例中，第一連接件1110、第二連接件1210及第一、第二繞組1100、1200分別位於第一層、第二層及第三層。換言之，第一連接件1110位於最上層，第二連接件1210位於中間層，而第一、第二繞組1100、1200位於最下層，端視實際需求而定。在一些實施例中，部分第一連接件1110、部分第二連接件1210及第一、第二繞組1100、1200重疊。

在一實施例中，第一繞組1100與第二繞組1200共同繞成第一圈1410、第二圈1420及第三圈1430。第一圈1410、第二圈1420及第三圈1430依序由外而內排列。第一繞組1100由第一區域之第一側(如上側之中央抽頭端1300處)起逆時針沿著第一圈1410繞至第一區域之第二側(如下側)，並於第一區域之第二側繞設至第二圈1420，第一繞組1100再由第一區域之第二側起沿著第二圈1420環繞至第一區域之第二側，並於第一區域之第二側繞設至第三圈1430，第一繞組1100再由第一區域之第二側起沿著第三圈1430環繞至第一區域之第二側，並透過第一連接件1110耦接於位在第二區域之第一 繞組1100之第一圈1410。此外，第一繞組1100由第二區域之第二側(如上側之連接點1113處)起沿著第一圈1410繞至第二區域之第一側(如下側)。

再者，第二繞組1200由第二區域之第一側(如下側之輸入端1500)起順時針沿著第一圈1410繞至第二區域之第二側(如上側)，並於第二區域之第二側繞設至第二圈1420，第二繞組1200再由第二區域之第二側起沿著第二圈1420環繞至第二區域之第二側，並於第二區域之第二側繞設至第三圈1430，第二繞組1200再由第二區域之第二側起沿著第三圈1430環繞至第二區域之第二側，並透過第二連接件1210耦接於位在第一區域之第二繞組1200之第一圈1410。此外，第二繞組1200由第一區域之第二側(如下側之連接點1211處)起沿著第一圈1410繞至第一區域之第一側(如上側之中央抽頭端1300處)。然本案不以第1圖所示之結構為限，其僅用以例示性地繪示本案的實現方式之一。

第2圖係依照本案一實施例繪示一種電感裝置1000A的示意圖。相較於第1圖之電感裝置1000，第2圖之電感裝置1000A於第一繞組1100A及第二繞組1200A之交接處的結構不同。請參閱第2圖，第一連接件1110A耦接位於第一區域之第一線圈中最內圈的第一線圈之連接點1111A與位於第二區域之第一線圈中位於最外圈的第一線圈之連接點1113A。第二連接件1210A耦接位於第一區域之第二線圈中最外圈的第二線圈之連接點1211A與位於第二區域之第二線圈中位於最內圈的第二線圈之連接點1213A。在一實施例中，部 分第一連接件1110A與部分第二連接件1210A重疊。在另一實施例中，部分第一連接件1110A與部分第二連接件1210A重疊的區域1600A，未再與第一、第二繞組1100A、1200A重疊。於再一實施例中，第一連接件1110A與第一、第二繞組1100A、1200A位於同一層，第一連接件1110A與第二連接件1210A位於不同層。需說明的是，於第2圖之實施例中，元件標號類似於第1圖中的元件標號者，具備類似的結構特徵，為使說明書簡潔，於此不作贅述。再者，本案不以第2圖所示之結構為限，其僅用以例示性地繪示本案的實現方式之一。

第3圖係依照本案一實施例繪示一種電感裝置1000B的示意圖。相較於第1圖之電感裝置1000，第3圖之電感裝置1000B之輸入端1500B更包含第一輸入件1510B以及第二輸入件1520B，且電感裝置1000B之結構排列不同。請參閱第3圖，第一輸入件1510B以及第二輸入件1520B位於第二區域(如圖中下半區域)。第一輸入件1510B耦接於第二線圈中位於最內圈的第二線圈，第二輸入件1520B耦接於位在第二區域之第一線圈。第一輸入件1510B及第二輸入件1520B與第二繞組1200B重疊。此外，第一連接件1110B耦接第一區域中最外圈的第一線圈與第二區域中位於最內圈的第一線圈，第二連接件1210B耦接第一區域中最內圈的第二線圈與第二區域中位於最外圈的第二線圈。

在一實施例中，電感裝置1000B之中央抽頭端1300B位於第一區域(如圖中上半區域)，中央抽頭端1300B耦接於第一線圈中最內圈的第一線圈。在另一實施例中，部分第 一連接件1110B與部分第二連接件1210B重疊。在另一實施例中，部分第一連接件1110B與部分第二連接件1210B重疊的區域1600B，未再與第一、第二繞組1100B、1200B重疊。在一實施例中，第一連接件1110B與第一、第二繞組1100B、1200B位於不同層，第二連接件1210B與第一、第二繞組1100B、1200B位於同一層，第一連接件1110B與第二連接件1210B位於不同層。

在另一實施例中，第一繞組1100B由第一區域之第一側(如上側之中央抽頭端1300B處)起逆時針沿著第三圈1430繞至第一區域之第二側(下側)，並於第一區域之第二側繞設至第二圈1420，第一繞組1100B再由第一區域之第二側起沿著第二圈1420環繞至第一區域之第二側，並於第一區域之第二側繞設至第一圈1410，第一繞組1100B再由第一區域之第二側起沿著第一圈1410環繞至第一區域之第二側，並透過第一連接件1110B耦接於第一繞組1100B位於第二區域之第三圈1430。此外，第二繞組1200B由第二區域之第二側(如上側之連接點1113B處)起沿著第三圈1430繞至第二輸入件1520B。

再者，第二繞組1200B由第一區域之第一側(如上側之中央抽頭端1300B處)起順時針沿著第三圈1430繞至第一區域之第二側(如下側)，並透過第二連接件1210B耦接於第二繞組1200B位於第二區域之第一圈1410。此外，第二繞組1200B由第二區域之第二側(如上側之連接點1213B處)起沿著第一圈1410環繞至第二區域之第二側，並於第二區域之第二側繞設至第二圈1420，第二繞組1200B再由第二區域之第二側 起沿著第二圈1420環繞至第二區域之第二側，並於第二區域之第二側繞設至第三圈1430，第二繞組1200B再由第二區域之第二側起沿著第三圈1430環繞至第一輸入件1510B。需說明的是，於第3圖之實施例中，元件標號類似於第1圖中的元件標號者，具備類似的結構特徵，為使說明書簡潔，於此不作贅述。再者，本案不以第3圖所示之結構為限，其僅用以例示性地繪示本案的實現方式之一。

第4圖係依照本案一實施例繪示一種電感裝置1000C的示意圖。相較於第3圖之電感裝置1000B，第4圖之電感裝置1000C於第一繞組1100C及第二繞組1200C之交接處的結構不同。請參閱第4圖，部分第一連接件1110C與部分第二連接件1210C重疊。在另一實施例中，部分第一連接件1110C與部分第二連接件1210C重疊的區域1600C，未再與第一、第二繞組1100C、1200C重疊。在一實施例中，第一連接件1110C與第一、第二繞組1100C、1200C位於不同層，第二連接件1210C與第一、第二繞組1100C、1200C位於不同層，第一連接件1110C與第二連接件1210C位於不同層。需說明的是，於第4圖之實施例中，元件標號類似於第3圖中的元件標號者，具備類似的結構特徵，為使說明書簡潔，於此不作贅述。再者，本案不以第4圖所示之結構為限，其僅用以例示性地繪示本案的實現方式之一。

第5圖係依照本案一實施例繪示一種電感裝置1000D的示意圖。相較於第4圖之電感裝置1000C，第5圖之電感裝置1000D之線圈具有更多交錯結構。請參閱第5圖，第一 繞組1100D之第一線圈於第一區域(如圖中上半區域)交錯耦接，舉例而言，第一線圈於第一區域的區塊1120D、1130D處交錯耦接。第二繞組1200D之第二線圈於第二區域(如圖中下半區域)交錯耦接，舉例而言，第二線圈於第二區域的區塊1220D、1230D處交錯耦接。然本案不以第5圖所示之結構為限，其僅用以例示性地繪示本案的實現方式之一。

如第1圖所示，當電壓由輸入端1500輸入時，輸入端1500之左側端接收正電，而輸入端1500之右側端接收負電，此時，於點狀網底呈現的線圈為同一電位(如正電)，而以斜線網底呈現的線圈為同一電位(如負電)，請參閱圖中電感裝置1000的下半區域之橫向虛線，從橫向虛線處可以看出，由於相同的繞組(如第二繞組1200)大部分都繞在第二區域，因此，第二區域的繞組大部分都為同一電位，據此，電感裝置1000僅會於橫向虛線之最右側處的第一圈1410及第二圈1420的相鄰處產生寄生電容，相較於一般的八字型電感裝置會於大多數線圈的相鄰處均產生寄生電容而言，本案之電感裝置1000確實可降低寄生電容，藉以提升電感裝置1000的品質因素。需說明的是，本案之第2至5圖的電感裝置1000A~1000D具有相似於第1圖的電感裝置1000之結構配置，因此，電感裝置1000A~1000D同樣可降低寄生電容，藉以提升電感裝置1000的品質因素。

第6圖係繪示依照本案一實施例的一種如第1圖至第5圖所示的電感裝置1000、1000A~1000D之實驗數據示意圖。如圖所示，曲線C1為一般的八字型電感裝置的實驗曲 線。若採用本案第1圖之架構配置，其實驗曲線為C2。由第6圖可知，採用本案第1圖之架構的電感裝置1000具有更佳的品質因素(Q)。舉例而言，於頻率10GHz處，曲線C1對照的品質因素約為11，然而，本案之曲線C2對照的品質因素約為13，由此可知本案之電感裝置1000的品質因素確實較佳。另外，曲線L1表示一般的八字型電感裝置的電感值，其自振頻(Fsr)約在22GHz，由於自振頻發生處較靠近曲線C1之品質因素的峰值處，因此，會對品質因素有較大的影響，再者，由第6圖中可以看出，曲線L1開始上升的點之前，其平坦範圍較短，導致其可操作範圍較小。本案之曲線L2表示第1圖架構之電感裝置1000的電感值，其自振頻約在31GHz，相較之下，由於自振頻發生處距曲線C2之品質因素的峰值處較遠，因此，對品質因素之影響較小，再者，由第6圖中可以看出，曲線L2開始上升的點之前，其平坦範圍較長，是以其可操作範圍較大。

由上述本案實施方式可知，應用本案具有下列優點。本案實施例所示之電感裝置，可有效降低電感裝置之繞組間的寄生電容，進而使電感裝置具備更佳的品質因素(Q)。此外，可有效改善電感裝置之自振頻(Fsr)發生處，使自振頻發生處移往較高頻，進而降低對品質因素的影響。

雖然上文實施方式中揭露了本案的具體實施例，然其並非用以限定本案，本案所屬技術領域中具有通常知識者，在不悖離本案之原理與精神的情形下，當可對其進行各種更動與修飾，因此本案之保護範圍當以附隨申請專利範圍所界定者為準。

1000‧‧‧電感裝置

1100‧‧‧第一繞組

1110‧‧‧連接件

1111、1113‧‧‧連接點

1200‧‧‧第二繞組

1210‧‧‧連接件

1211、1213‧‧‧連接點

1300‧‧‧中央抽頭端

1410‧‧‧第一圈

1420‧‧‧第二圈

1430‧‧‧第三圈

1500‧‧‧輸入端

Claims (10)

1. 一種電感裝置，包含：一第一繞組，包含一第一連接件以及複數個第一線圈，其中該些第一線圈中的至少兩個第一線圈位於一第一區域，該些第一線圈中的半個第一線圈位於一第二區域，其中該半個第一線圈與設置在該第二區域的一輸入端耦接；以及一第二繞組，包含一第二連接件以及複數個第二線圈，其中該些第二線圈中的至少兩個第二線圈位於該第二區域，該些第二線圈中的半個第二線圈位於該第一區域，其中該第一連接件耦接該至少兩個第一線圈與該半個第一線圈，其中該第二連接件耦接該至少兩個第二線圈與該半個第二線圈，其中該半個第二線圈與設置在該第一區域的該至少兩個第一線圈耦接。
2. 如請求項1所述之電感裝置，其中該第一連接件耦接該些第一線圈於該第一區域中最內圈的該第一線圈與該些第一線圈於該第二區域中位於最外圈的該第一線圈，其中該第二連接件耦接該些第二線圈於該第一區域中最外圈的該第二線圈與該些第二線圈於該第二區域中位於最內圈的該第二線圈。
3. 如請求項1所述之電感裝置，其中該第一連接件耦接該些第一線圈於該第一區域中最外圈的該第一線圈與該些第一線圈於該第二區域中位於最內圈的該第一線圈，其中該第二連接件耦接該些第二線圈於該第一區域中最內圈 的該第二線圈與該些第二線圈於該第二區域中位於最外圈的該第二線圈。
4. 如請求項1所述之電感裝置，其中部分該第一連接件及部分該第二連接件重疊，其中該第一連接件及該第二連接件位於不同層，其中該第一繞組與該第二繞組位於同一層。
5. 如請求項4所述之電感裝置，其中該第一連接件位於一第一層，該第一繞組與該第二繞組位於一第二層，該第二連接件位於一第三層，該第一層、該第二層及該第三層依序堆疊；或其中該第一連接件位於該第一層，該第二連接件位於該第二層，該第一繞組與該第二繞組位於該第三層，該第一層、該第二層及該第三層依序堆疊。
6. 如請求項1所述之電感裝置，其中該輸入端耦接於該些第一線圈中最外圈的該第一線圈與該些第二線圈中位於最外圈的該第二線圈，其中該電感裝置更包含一中央抽頭端，其中該中央抽頭端位於該第一區域，其中該中央抽頭端耦接於該些第一線圈中最外圈的該第一線圈與該些第二線圈中位於最外圈的該第二線圈。
7. 如請求項6所述之電感裝置，其中該第一繞組與該第二繞組共同繞成一第一圈、一第二圈及一第三圈，其中該第一圈、該第二圈及該第三圈依序由外而內排列，其中該第一繞組由該第一區域之一第一側起沿著該第一圈繞至該第一區域之一第二側，並於該第一區域之該第二側繞設至該第二圈，該第一繞組再由該第一區域之該第二側起沿著該第二圈環繞至該第一區域之該第二側，並於該第一區域之該第二側繞設至該第三圈，該第一繞組再由該第一區域之該第二側起沿著該第三圈環繞至該第一區域之該第二側，並透過該第一連接件耦接於位在該第二區域之該第一繞組之該第一圈，其中該第一繞組由該第二區域之一第二側起沿著該第一圈繞至該第二區域之一第一側，其中該第二繞組由該第二區域之該第一側起沿著該第一圈繞至該第二區域之該第二側，並於該第二區域之該第二側繞設至該第二圈，該第二繞組再由該第二區域之該第二側起沿著該第二圈環繞至該第二區域之該第二側，並於該第二區域之該第二側繞設至該第三圈，該第二繞組再由該第二區域之該第二側起沿著該第三圈環繞至該第二區域之該第二側，並透過該第二連接件耦接於位在該第一區域之該第二繞組之該第一圈，其中該第二繞組由該第一區域之該第二側起沿著該第一圈繞至該第一區域之該第一側。
8. 如請求項1所述之電感裝置，其中該輸入端包含一第一輸入件以及一第二輸入件，其中該第一輸入件以及該第二輸入件位於該第二區域，其中該第一輸入件耦接於 該些第二線圈中位於最內圈的該第二線圈，該第二輸入件耦接於位在該第二區域之該第一線圈，其中該第一輸入件及該第二繞組重疊，該第二輸入件及該第二繞組重疊，其中該電感裝置更包含一中央抽頭端，其中該中央抽頭端耦接於該些第一線圈中最內圈的該第一線圈。
9. 如請求項8所述之電感裝置，其中該第一繞組與該第二繞組共同繞成一第一圈、一第二圈及一第三圈，其中該第一圈、該第二圈及該第三圈依序由外而內排列，其中該第一繞組由該第一區域之一第一側起沿著沿著該第三圈繞至該第一區域之一第二側，並於該第一區域之該第二側繞設至該第二圈，該第一繞組再由該第一區域之該第二側起沿著該第二圈環繞至該第一區域之該第二側，並於該第一區域之該第二側繞設至該第一圈，該第一繞組再由該第一區域之該第二側起沿著該第一圈環繞至該第一區域之該第二側，並透過第一連接件耦接於位在該第二區域之該第一繞組之該第三圈，該第一繞組由該第二區域之該第二側沿著該第三圈繞至該第二輸入件，其中該第二繞組由該第一區域之該第一側起沿著該第三圈繞至該第一區域之該第二側，並透過該第二連接件耦接於位在該第二區域之該第二繞組之該第一圈，該第二繞組由該第二區域之該第二側起沿著該第一圈環繞至該第二區域之該第二側，並於該第二區域之該第二側繞設至該第二圈，該第二繞組再由該第二區域之該第二側起沿著該第二圈環繞至該第二區域之該第二側，並於該第二區域之該第 二側繞設至該第三圈，該第二繞組再由該第二區域之該第二側起沿著該第三圈環繞至該第一輸入件。
10. 如請求項8所述之電感裝置，其中該些第一線圈於該第一區域交錯耦接，該些第二線圈於該第二區域交錯耦接。

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