TWI703588B - 電感裝置 - Google Patents

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Abstract

一種電感裝置，其包含第一、第二、第三、第四線圈、第一、第二連接件及八字型電感結構。第一、第二線圈配置於第一、第二區域。第三線圈配置於第一區域並與第一線圈在垂直方向上至少部分重疊，第三線圈耦接於第二線圈。第四線圈配置於第二區域並與第二線圈在垂直方向上至少部分重疊，第四線圈耦接於第一線圈。第一連接件與第一線圈或第三線圈在垂直方向上至少部分重疊，並耦接第三線圈之內圈與外圈。第二連接件與第二線圈或第四線圈在垂直方向上至少部分重疊，並耦接第四線圈之內圈與外圈。八字型電感結構配置於第三線圈及第四線圈的外圈。

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。
現有的各種型態之電感器皆有其優勢與劣勢，諸如螺旋狀電感器，其品質因素(Q value)較高且具有較大之互感值(mutual inductance)，然其互感值及耦合均發生在線圈之間。對八字型電感器來說，其具有二組線圈，二組線圈之間的耦合發生的狀況較低，然而，八字型電感器於裝置中佔用之面積較大。再者，雖然傳統的堆疊的八字型電感器對稱性較佳，然其單位面積之電感值較低。因此，上述電感器之應用範圍皆有所限制。
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，其包含第一線圈、第二線圈、第三線圈、第四線圈、第一連接件、第二連接件及八字型電感結構。第一線圈配置於第一區域。第二線圈配置於第二區域。第三線圈配置於第一區域並與第一線圈在垂直方向上至少部分重疊，第三線圈耦接於第二線圈。第四線圈配置於第二區域並與第二線圈在垂直方向上至少部分重疊，第四線圈耦接於第一線圈。第一連接件與第一線圈或第三線圈在垂直方向上至少部分重疊，並耦接第三線圈之內圈與外圈。第二連接件與第二線圈或第四線圈在垂直方向上至少部分重疊，並耦接第四線圈之內圈與外圈。八字型電感結構配置於第三線圈及第四線圈的外圈。
因此，根據本案之技術內容，採用本案實施例之架構的電感裝置具有更佳的單位面積電感值。於共模模式下，採用本案實施例之架構的電感裝置具有較低的電感值。
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‧‧‧電感裝置
1100‧‧‧電感裝置部分結構
1110‧‧‧第一線圈
1120‧‧‧第二線圈
120‧‧‧部分結構
1200‧‧‧八字型電感結構
1210‧‧‧第三線圈
1220‧‧‧第四線圈
1310‧‧‧第一連接件
1320‧‧‧第二連接件
1330‧‧‧第三連接件
1340‧‧‧第四連接件
1350‧‧‧連接件
1360‧‧‧連接件
1370‧‧‧連接件
1400‧‧‧第一區域
1500‧‧‧第二區域
1600‧‧‧輸入端
1700‧‧‧中央抽頭端
A-H‧‧‧連接點
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如第1圖所示之電感裝置的部分結構示意圖。
第3圖係依照本案一實施例繪示一種如第1圖所示之電感裝置的部分結構示意圖。
第4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。
第5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包含第一線圈1110、第二線圈1120、第三線圈1210、第四線圈1220、第一連接件1310、第二連接件1320及八字型電感結構1200。八字型電感結構1200為電感裝置1000最外圈的電感線圈(如虛線所示的線圈部分)。也就是說，八字型電感結構1200配置於第三線圈1210及第四線圈1220的外圈。第一線圈1110以及第二線圈1120為部分重疊於第三線圈1210以及第四線圈1220而在範圍上涵蓋於八字型電感1200的內部的線圈。
為使本案利於理解，第1圖所示之電感裝置1000分為第2圖所示之電感裝置1000的部分結構1100及第3圖所示之電感裝置1000的部分結構120。部分結構120包含八字型電感結構1200、第三線圈1210以及第四線圈1220。請一併參閱第1-3圖，第一線圈1110配置於第一區域1400，第二線圈1120配置於第二區域1500。舉例而言，第一區域1400位於電感裝置1000的上方，第二區域1500位於電感裝置1000的下方。詳細的結構及連接關係將於後文中逐一說明。
請參閱第1-3圖，第三線圈1210配置於第一區域1400並與第一線圈1110在垂直方向上至少部分重疊，且第三線圈1210耦接於第二線圈1120。也就是說，第三線圈1210配置於第一線圈1110的垂直方向的上方或者下方。第四線圈1220配置於第二區域1500並與第二線圈1120在垂直方向上至少部分重疊，且第四線圈1220耦接於第一線圈1110。也就是 說，第四線圈1220配置於第二線圈1120的垂直方向的上方或者下方。
此外，第一連接件1310與第一線圈1110在垂直方向上至少部分重疊或與第三線圈1210在垂直方向上至少部分重疊，並耦接第三線圈1210之內圈與外圈，舉例而言，第一連接件1310於A連接點處耦接第三線圈1210之內圈，第一連接件1310於B連接點處耦接第三線圈1210之外圈。第二連接件1320與第二線圈1120在垂直方向上至少部分重疊或與第四線圈1220在垂直方向上至少部分重疊，並耦接第四線圈1220之內圈與外圈，舉例而言，第二連接件1320於C連接點處耦接第四線圈1220之內圈，第二連接件1320於D連接點處耦接第四線圈1220之外圈。
請參閱第1-3圖，第三線圈1210於第一區域1400的第一側與第一線圈1110交錯耦接，且第三線圈1210於第一區域1400的第二側透過連接件1350交錯耦接。在另一實施例中，第一區域1400的第一側相對於第一區域1400的第二側。舉例而言，第一區域1400的第一側位於圖中左側，而第一區域1400的第二側則位於圖中右側。
在一實施例中，第三線圈1210配置於第一線圈1110之上或配置於一線圈1110之下。換言之，在俯視電感裝置1000的方向上，第三線圈1210與第一線圈1110部分重疊。
在另一實施例中，第一連接件1310配置於第一區域1400的第二側(如圖中右側)。於再一實施例中，電感裝置1000更包含第三連接件1330，其與第一線圈1110在垂直方向 上至少部分重疊或與第三線圈1210在垂直方向上至少部分重疊，並耦接第一線圈1110與第三線圈1210，舉例而言，第三連接件1330於E連接點處耦接第一線圈1110，第三連接件1330於F連接點處耦接第三線圈1210，再者，於E連接點處，在俯視電感裝置1000之方向上，可透過垂直連接件(如via)耦接第一線圈1110與第三線圈1210。此外，第三連接件1330可配置於第一區域1400的第一側(如圖中左側)。
請參閱第1-3圖，第四線圈1220於第二區域1500的第一側與第二線圈1120交錯耦接，且第四線圈1220於第二區域1500的第二側透過連接件1360交錯耦接。在另一實施例中，第二區域1500的第一側相對於第二區域1500的第二側。舉例而言，第二區域1500的第一側位於圖中左側，而第二區域1500的第二側則位於圖中右側。
在一實施例中，第四線圈1220配置於第二線圈1120之上或配置於第二線圈1120之下。換言之，在俯視電感裝置1000的方向上，第四線圈1220與第二線圈1120部分重疊。
在另一實施例中，第二連接件1320配置於第二區域1500的第二側(如圖中右側)。於再一實施例中，電感裝置1000更包含第四連接件1340，其與第二線圈1120在垂直方向上至少部分重疊或與第四線圈1220在垂直方向上至少部分重疊，並耦接第二線圈1120與第四線圈1220，舉例而言，第四連接件1340於G連接點處耦接第二線圈1120，第四連接件1340於H連接點處耦接第四線圈1220，再者，於H連接點處，在俯視電感裝置1000之方向上，可透過垂直連接件(如via)耦 接第二線圈1120與第四線圈1220。此外，第四連接件1340配置於第二區域1500的第一側(如圖中左側)。
請參閱第1圖，第三線圈1210與第四線圈1220於第一區域1400與第二區域1500之一交界處透過連接件1370交錯耦接。另外，電感裝置1000更包含輸入端1600，此輸入端1600配置於第二區域1500之相對於交界處的一側(例如圖中下側)。再者，電感裝置1000更包含中央抽頭端1700，此中央抽頭端1700配置於第一區域1400之相對於交界處的一側(例如圖中上側)。
請參閱第2圖，第一線圈1110與第二線圈1120位於同一層。在一實施例中，第一線圈1110與第二線圈1120可為但不限於螺旋狀線圈，第一線圈1110與第二線圈1120不限於第2圖所示之結構，第一線圈1110與第二線圈1120之形狀及所繞圈數可依實際需求配置。
請參閱第3圖，第三線圈1210與第四線圈1220位於同一層。在一實施例中，第三線圈1210與第四線圈1220不限於第3圖所示之結構，第三線圈1210與第四線圈1220之形狀及所繞圈數可依實際需求配置。再者，請參閱第1-3圖，由於第三線圈1210配置於第一線圈1110之上或之下，且第一線圈1110與第二線圈1120位於同一層，因此，第三線圈1210與第二線圈1120位於不同層。另外，由於第四線圈1220配置於第二線圈1120之上或之下，且第一線圈1110與第二線圈1120位於同一層，因此，第四線圈1220與第一線圈1110位於不同層。
第4圖係繪示依照本案一實施例的一種電感裝置1000之實驗數據示意圖。如圖所示，採用本案之架構配置，於差模模式下，其品質因素之實驗曲線為Q，其電感值之實驗曲線為L。由圖中可知，採用本案之架構的電感裝置1000具有更佳的單位面積電感值。舉例而言，此電感裝置1000在90um*90um的面積內，於頻率2.6GHz處，電感值可達約4.6nH，而品質因素(Q)約為5。
第5圖係繪示依照本案一實施例的一種電感裝置1000之實驗數據示意圖。如圖所示，採用本案之架構配置，於共模模式下，其電感值之實驗曲線為L1，而未採用本案之架構配置的電感裝置，其電感值之實驗曲線則為L2。由圖中可知，於共模模式下，採用本案之架構的電感裝置1000具有較低的電感值。舉例而言，於頻率約2.4GHz處，未採用本案之架構配置的電感裝置之電感值約1.15nH，而本案之電感裝置1000的電感值僅約0.24nH，如此一來，本案之電感裝置1000可改善三階互調失真(third-order intermodulation distortion,IMD3)/高三階攔截點(third-order intercept point,IIP3)的線性度。
由上述本案實施方式可知，應用本案具有下列優點。採用本案實施例之架構的電感裝置具有更佳的單位面積電感值。於共模模式下，採用本案實施例之架構的電感裝置具有較低的電感值，如此一來，本案之電感裝置可改善三階互調失真/高三階攔截點的線性度。
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‧‧‧電感裝置部分結構
1110‧‧‧第一線圈
1120‧‧‧第二線圈
120‧‧‧部分結構
1200‧‧‧八字型電感結構
1210‧‧‧第三線圈
1220‧‧‧第四線圈
1310‧‧‧第一連接件
1320‧‧‧第二連接件
1330‧‧‧第三連接件
1340‧‧‧第四連接件
1400‧‧‧第一區域
1500‧‧‧第二區域
1600‧‧‧輸入端
1700‧‧‧中央抽頭端
A-H‧‧‧連接點

Claims (10)

  1. 一種電感裝置，包含：
    一第一線圈，配置於一第一區域；
    一第二線圈，配置於一第二區域；
    一第三線圈，配置於該第一區域並與該第一線圈在垂直方向上至少部分重疊，其中該第三線圈耦接於該第二線圈；以及
    一第四線圈，配置於該第二區域並與該第二線圈在垂直方向上至少部分重疊，其中該第四線圈耦接於該第一線圈；
    一第一連接件，與該第一線圈或該第三線圈在垂直方向上至少部分重疊，並耦接該第三線圈之內圈與外圈；
    一第二連接件，與該第二線圈或該第四線圈在垂直方向上至少部分重疊，並耦接該第四線圈之內圈與外圈；以及
    一八字型電感結構，配置於該第三線圈及該第四線圈的外圈。
  2. 如請求項1所述之電感裝置，其中該第三線圈於該第一區域的一第一側與該第一線圈交錯耦接，且該第三線圈於該第一區域的一第二側透過一連接件交錯耦接，其中該第一連接件配置於該第一區域的該第二側，其中該電感裝置更包含：
    一第三連接件，與該第一線圈或該第三線圈在垂直方向上至少部分重疊，並耦接該第一線圈與該第三線圈，其中該第三連接件配置於該第一區域的該第一側。
  3. 如請求項1所述之電感裝置，其中該第三線圈配置於該第一線圈之上或配置於該第一線圈之下。
  4. 如請求項1所述之電感裝置，其中該第四線圈於該第二區域的一第一側與該第二線圈交錯耦接，且該第四線圈於該第二區域的一第二側透過一連接件交錯耦接，其中該第二連接件配置於該第二區域的該第二側，其中該電感裝置更包含：
    一第四連接件，與該第二線圈或該第四線圈在垂直方向上至少部分重疊，並耦接該第二線圈與該第四線圈，其中該第四連接件配置於該第二區域的該第一側。
  5. 如請求項1所述之電感裝置，其中該第四線圈配置於該第二線圈之上或配置於該第二線圈之下。
  6. 如請求項1所述之電感裝置，其中該第三線圈與該第四線圈於該第一區域與該第二區域之一交界處交錯耦接。
  7. 如請求項6所述之電感裝置，更包含：
    一輸入端，配置於該第二區域之相對於該交界處的一側。
  8. 如請求項6所述之電感裝置，更包含：
    一中央抽頭端，配置於該第一區域之相對於該交界處的一側。
  9. 如請求項1所述之電感裝置，其中該第一線圈與該第二線圈位於同一層，其中該第三線圈與該第四線圈位於同一層。
  10. 如請求項1所述之電感裝置，其中該第二線圈與該第三線圈位於不同層，其中該第一線圈與該第四線圈位於不同層。
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