TWI703592B - 電感裝置 - Google Patents

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TWI703592B TW108145177A TW108145177A TWI703592B TW I703592 B TWI703592 B TW I703592B TW 108145177 A TW108145177 A TW 108145177A TW 108145177 A TW108145177 A TW 108145177A TW I703592 B TWI703592 B TW I703592B
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Abstract

一種電感裝置，其包含第一線圈、第二線圈、第三線圈、第四線圈及八字型電感結構。第一線圈包含至少二個第一次線圈。第二線圈包含至少二個第一次線圈。第三線圈包含至少二個第三次線圈。第四線圈包含至少二個第四次線圈。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。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、第四線圈及八字型電感結構。第一線圈包含至少二個第一次線圈。第二線圈包含至少二個第一次線圈。第三線圈包含至少二個第三次線圈。第四線圈包含至少二個第四次線圈。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。
因此，根據本案之技術內容，本案實施例所示之電感裝置於結構上具有較佳的對稱性。
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
1112、1114:第一次線圈
1110a、1110b:交錯部
1120:第二線圈
1122、1124:第二次線圈
1120a、1120b:交錯部
1130:連接件
120:部分結構
1200:八字型電感結構
1210:第三線圈
1212、1214:第三次線圈
1210a、1210b:交錯部
1220:第四線圈
1222、1224:第四次線圈
1220a、1220b:交錯部
1230、1240、1250: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
L、Q:曲線
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。
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。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包含至少二個第一次線圈1112、1114。第二線圈1120包含至少二個第二次線圈1122、1124。第三線圈1210包含至少二個第三次線圈1212、1214。第四線圈1220包含至少二個第四次線圈1222、1224。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。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。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。
在一實施例中，八字型電感結構1200透過交錯部1110a耦接於第一次線圈1112以及透過交錯部1110b耦接於第一次線圈1114。八字型電感結構1200透過交錯部1210a耦接 於第三次線圈1212以及透過交錯部1210b耦接於第三次線圈1214。至少二個第一次線圈1112、1114的其中一者耦接於至少二個第三次線圈1212、1214的其中一者。舉例而言，第一次線圈1112於連接點A耦接於第三次線圈1212，第一次線圈1114於連接點B耦接於第三次線圈1214。再者，於A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)耦接第一次線圈1112與第三次線圈1212。另外，於B連接點處，在俯視電感裝置1000之方向上，可透過垂直連接件耦接第一次線圈1114與第三次線圈1214。然本案不以上述連接方式為限，熟習此技藝者當可視實際需求來設計連接方式。
在另一實施例中，八字型電感結構1200透過交錯部1120a耦接於第二次線圈1122以及透過交錯部1120b耦接於第二次線圈1124。八字型電感結構1200透過交錯部1220a耦接於第四次線圈1222以及透過交錯部1220b耦接於第四次線圈1224。至少二個第二次線圈1122、1124的其中一者耦接於至少二個第四次線圈1222、1224的其中一者。舉例而言，第二次線圈1122於連接點C耦接於第四次線圈1222，第二次線圈1124於連接點D耦接於第四次線圈1224。再者，於C連接點處，在俯視電感裝置1000之方向上，可透過垂直連接件耦接第二次線圈1122與第四次線圈1222。另外，於D連接點處，在俯視電感裝置1000之方向上，可透過垂直連接件耦接第二次線圈1124與第四次線圈1224。然本案不以上述連接方式為限，熟習此技藝者當可視實際需求來設計連接方式。
於再一實施例中，至少二個第一次線圈1112、1114的其中一者耦接於至少二個第二次線圈1122、1124的其中一者。舉例而言，第一次線圈1112於連接點E耦接至連接件1230，並透過連接件1230於連接點F耦接於第二次線圈1124。第一次線圈1114於連接點G耦接至連接件1240，且連接件1240透過連接件1130耦接至連接件1250，並於連接點H耦接於第二次線圈1122。然本案不以上述連接方式為限，熟習此技藝者當可視實際需求來設計連接方式。
在一實施例中，請參閱第2圖，至少二個第一次線圈1112、1114的每一者繞設為複數圈。舉例而言，第一次線圈1112可繞設為複數圈，此外，第一次線圈1114可繞設為複數圈。然本案之第一次線圈1112、1114不以圖式的圈數為限，熟習此技藝者當可視實際需求來設計圈數。在另一實施例中，至少二個第一次線圈1112、1114彼此不直接耦接。
在另一實施例中，請參閱第2圖，至少二個第二次線圈1122、1124的每一者繞設為複數圈。舉例而言，第二次線圈1122可繞設為複數圈，此外，第二次線圈1124可繞設為複數圈。然本案之第二次線圈1122、1124不以圖式的圈數為限，熟習此技藝者當可視實際需求來設計圈數。於再一實施例中，至少二個第二次線圈1122、1124彼此不直接耦接。
在一實施例中，請參閱第3圖，至少二個第三次線圈1212、1214的每一者繞設為複數圈。舉例而言，第三次線圈1212可繞設為複數圈，另外，第三次線圈1214可繞設為複數圈。然本案之第三次線圈1212、1214不以圖式的圈數為 限，熟習此技藝者當可視實際需求來設計圈數。於另一實施例中，至少二個第三次線圈1212、1214彼此直接耦接。舉例而言，如第3圖所示，第三次線圈1212、1214於圖中的上側直接耦接。
在另一實施中，請參閱第3圖，至少二個第四次線圈1222、1224的每一者繞設為複數圈。舉例而言，第四次線圈1222可繞設為複數圈，此外，第四次線圈1224可繞設為複數圈。然本案之第四次線圈1222、1224不以圖式的圈數為限，熟習此技藝者當可視實際需求來設計圈數。於再一實施例中，至少二個第四次線圈1222、1224彼此不直接耦接。
請參閱第1-3圖，至少二個第三次線圈1212、1214的其中一者於第一區域1400的第一側與至少二個第一次線圈1112、1114的其中一者交錯耦接，且至少二個第三次線圈1212、1214的其中另一者於第一區域1400的第二側與至少二個第一次線圈1112、1114的其中另一者交錯耦接。在一實施例中，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，第三次線圈1212於第一區域1400的左側與第一次線圈1112交錯耦接，第三次線圈1214於第一區域1400的右側與第一次線圈1114交錯耦接。
在一實施例中，第三線圈1210配置於第一線圈1110之上或配置於第一線圈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。
請參閱第1-3圖，至少二個第四次線圈1222、1224的其中一者於第二區域1500的第一側與至少二個第二次線圈 1122、1124的其中一者交錯耦接，且至少二個第四次線圈1222、1224的其中另一者於第二區域1500的第二側與至少二個第二次線圈1122、1124的其中另一者交錯耦接。在一實施例中，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，第四次線圈1222於第二區域1500的左側與第二次線圈1122交錯耦接，第四次線圈1224於第二區域1500的右側與第二次線圈1124交錯耦接。
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，第一線圈1110與第二線圈1120位於同一層，第三線圈1210與第四線圈1220位於同一層。此外，第一線圈1110與第三線圈1210位於不同層，第二線圈1120與第四線圈1220位於不同層。
請參閱第1-3圖，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之一側(例如圖中上側)。在一實施例中，在俯視電感裝置1000之方向上，若以位於電感裝置1000中央的縱線為基準，電感裝置1000的左側結構與右側結構完全對稱。再者，若以位於電感裝置1000中央的橫線(如水平線)為基準，除了輸入端1600與中央抽頭端1700的不同外，電感裝置1000的上側結構與下側結構完全對稱。
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2.5GHz處，電感值可達約5.4nH，而品質因素(Q)約為5.4。
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於結構上具有較佳的對稱性。如第1圖所示，在俯視電感裝置1000之方向上，若以縱線為基準，電感裝置1000的左側結構與右側結構完全對稱。再者，若以橫線(如水平線)為基準，電感裝置1000的上側結構與下側結構近乎完全對稱。
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
1112、1114:第一次線圈
1110a、1110b:交錯部
1120:第二線圈
1122、1124:第二次線圈
1120a、1120b:交錯部
1130:連接件
120:部分結構
1200:八字型電感結構
1210:第三線圈
1212、1214:第三次線圈
1210a、1210b:交錯部
1220:第四線圈
1222、1224:第四次線圈
1220a、1220b:交錯部
1230、1240、1250: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，其中該第一線圈包含至少二個第一次線圈；一第二線圈，配置於一第二區域，其中該第二線圈包含至少二個第二次線圈；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，其中該第三線圈包含至少二個第三次線圈；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，其中該第四線圈包含至少二個第四次線圈；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，且該八字型電感結構耦接該至少二個第一次線圈、該至少二個第二次線圈、該至少二個第三次線圈及該至少二個第四次線圈。
  2. 如請求項1所述之電感裝置，其中該至少二個第一次線圈的其中一者耦接於該至少二個第三次線圈的其中一者。
  3. 如請求項1所述之電感裝置，其中該至少二個第二次線圈的其中一者耦接於該至少二個第四次線圈的其中一者。
  4. 如請求項1所述之電感裝置，其中該至少二個第一次線圈的其中一者耦接於該至少二個第二次線圈的其中一者。
  5. 如請求項1所述之電感裝置，其中該至少二個第一次線圈的每一者繞設為複數圈，其中該至少二個第一次線圈彼此不直接耦接。
  6. 如請求項5所述之電感裝置，其中該至少二個第二次線圈的每一者繞設為複數圈，其中該至少二個第二次線圈彼此不直接耦接。
  7. 如請求項1所述之電感裝置，其中該至少二個第三次線圈的每一者繞設為複數圈，其中該至少二個第三次線圈彼此直接耦接。
  8. 如請求項7所述之電感裝置，其中該至少二個第四次線圈的每一者繞設為複數圈，其中該至少二個第四次線圈彼此不直接耦接。
  9. 如請求項1所述之電感裝置，其中該至少二個第三次線圈的其中一者於該第一區域的一第一側與該至少二個第一次線圈的其中一者交錯耦接，且該至少二個第三次線圈的其中另一者於該第一區域的一第二側與該至少二個第 一次線圈的其中另一者交錯耦接，其中該第一區域的該第一側相對於該第一區域的該第二側。
  10. 如請求項1所述之電感裝置，其中該至少二個第四次線圈的其中一者於該第二區域的一第一側與該至少二個第二次線圈的其中一者交錯耦接，且該至少二個第四次線圈的其中另一者於該第二區域的一第二側與該至少二個第二次線圈的其中另一者交錯耦接，其中該第二區域的該第一側相對於該第二區域的該第二側。
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