TWI786952B

TWI786952B - 訊號隔離裝置

Info

Publication number: TWI786952B
Application number: TW110143288A
Authority: TW
Inventors: 林信宏; 鄭偉晨
Original assignee: 英業達股份有限公司
Priority date: 2021-11-19
Filing date: 2021-11-19
Publication date: 2022-12-11
Also published as: TW202322683A

Abstract

一種訊號隔離裝置包括絕緣層、金屬箔單元及金屬層。金屬箔單元設置於絕緣層之上表面，其中金屬箔單元包括第一槽道及第二槽道，第一槽道及第二槽道從金屬箔單元的邊緣向內螺旋延伸，且第一槽道及第二槽道相互環繞且彼此分離。金屬層設置於絕緣層之下表面。

Description

訊號隔離裝置

本發明涉及一種訊號隔離裝置。

無線廣域網路(WWAN)的頻段通訊已普及多年，從早期第一代行動通訊到第三代行動通訊都有其應用，而第五代行動通訊提供Sub-6G頻段與Wi-Fi 6E頻段，但無線廣域網路通訊依舊不可取代，不論是正式或緊急時的電話聯絡，低頻寬、低功耗之數據機，仍具有高度的需求性。

無線廣域網路(WWAN)之通訊頻段，相較於WiFi之無線區域網路(WLAN)通訊頻段，於頻譜當中多位於低頻，約於800 MHz~1.9 GHz，由於波長較長，射頻元件體積較大，而智慧型手機、筆記型電腦相關消費性電子產品演進趨勢，又以輕、薄為主流。因此受機構空間限制之下，卻又須跟隨時代演進所趨，相關低頻射頻元件設計就更為棘手。

因此，如何能提供一種兼具體積小、製程簡易並能在多個頻段抑制訊號的訊號隔離裝置，已經成為民營企業及學術單位投注大量資金、人力和時間的研究標的。

有鑑於此，本發明之一目的在於提出一種可有解決上述問題的一種訊號隔離裝置包括絕緣層、金屬箔單元及金屬層。金屬箔單元設置於絕緣層之上表面，其中金屬箔單元包括第一槽道及第二槽道，第一槽道及第二槽道從金屬箔單元的邊緣向內螺旋延伸，且第一槽道及第二槽道相互環繞且彼此分離。金屬層設置於絕緣層之下表面。

在本發明的一個或多個實施方式中，其中金屬箔單元為矩形，且第一槽道及第二槽道是分別從金屬箔單元的兩對邊向內螺旋延伸。

在本發明的一個或多個實施方式中，第一槽道的準直中間部設置於第二槽道的準直頭部及準直尾部之間。

在本發明的一個或多個實施方式中，第二槽道的準直中間部設置於第一槽道的準直頭部及準直尾部之間。

在本發明的一個或多個實施方式中，第一槽道及第二槽道具有多個垂直彎折部。

在本發明的一個或多個實施方式中，第一槽道及第二槽道沿著金屬箔單元的中心旋轉對稱。

在本發明的一個或多個實施方式中，第一槽道的寬度相同於第二槽道的寬度。

在本發明的一個或多個實施方式中，第一槽道的寬度介於0.8毫米至1.2毫米之間。

在本發明的一個或多個實施方式中，第一槽道的一部分與第二槽道的一部分緊鄰並相隔介於0.8毫米至1.2毫米之間的最小間距。

在本發明的一個或多個實施方式中，訊號隔離裝置更包括複數個金屬箔單元，其中多個金屬箔單元沿著一軸向依序緊鄰地排列。

綜上所述，本發明提供一種訊號隔離裝置，其具有單層板結構，且訊號隔離裝置的結構簡單並能在多個頻段提供優秀的訊號隔離效果。此外，使用者更能簡單調整訊號隔離裝置上金屬箔的溝槽長度，進而讓訊號隔離裝置能在更低頻的頻段提供隔離效果。

以上所述僅係用以闡述本發明所欲解決的問題、解決問題的技術手段、及其產生的功效等等，本發明之具體細節將在下文的實施方式及相關圖式中詳細介紹。

以下將以圖式揭露本發明之複數個實施方式，為明確說明起見，許多實務上的細節將在以下敘述中一併說明。然而，應瞭解到，這些實務上的細節不應用以限制本發明。也就是說，在本發明部分實施方式中，這些實務上的細節是非必要的。除此之外，為簡化圖式起見，一些習知慣用的結構與元件在圖式中將以簡單示意的方式繪示之。

請參考第1圖及第2圖。第1圖繪示為訊號隔離裝置100的立體示意圖。第2圖繪示為訊號隔離裝置100的上視圖。在本發明的一些實施方式中，訊號隔離裝置100包括絕緣層110、金屬箔單元130及金屬層150。金屬箔單元130設置於絕緣層110之上表面，其中金屬箔單元130包括第一槽道131a及第二槽道131b，第一槽道131a及第二槽道131b從金屬箔單元130的邊緣133向內螺旋地延伸，第一槽道131a及第二槽道131b暴露出絕緣層110的上表面，且第一槽道131a及第二槽道131b相互環繞且彼此分離。此外，金屬層150設置於絕緣層110之下表面，金屬箔單元130的第一槽道131a及第二槽道131b所形成的路徑特徵有助於在多個頻段提供訊號隔離裝置100良好的隔離效果。

在本發明的一些實施方式中，絕緣層110可以為印刷電路板(PCB, printed circuit board)，例如絕緣層110是符合FR4規格的印刷電路板。此外，金屬箔單元130及金屬層150的材料可以包括銅或銅合金，其中金屬箔單元130的第一槽道131a及第二槽道131b可以是由蝕刻、雷射切割或切削製程所製造，但本發明並不以此為限。

在本發明的一些實施方式中，絕緣層110為長方塊形(例如是方塊形)，且金屬箔單元130為矩形(例如是方形)，第一槽道131a及第二槽道131b是分別從金屬箔單元130的兩對邊向內螺旋延伸，第一槽道131a及第二槽道131b沿著金屬箔單元130的中心C旋轉對稱，但本發明並不以此為限。

在本發明的一些實施方式中，第一槽道131a包括準直頭部H1、準直中間部M1及準直尾部T1，第二槽道131b也包括準直頭部H2、準直中間部M2及準直尾部T2，第一槽道131a的準直中間部M1設置於第二槽道131b的準直頭部H2及準直尾部T2之間，故第二槽道131b的準直頭部H2及準直尾部T2分別設置於第一槽道131a的準直中間部M1的相反兩側。此外，第二槽道131b的準直中間部M2設置於第一槽道131a的準直頭部H1及準直尾部T1之間，故第一槽道131a的準直頭部H1及準直尾部T1分別設置於第二槽道131b的準直中間部M2的相反兩側，但本發明並不以此為限。

在本發明的一個或多個實施方式中，第一槽道131a包括多個垂直彎折部B1及多個準直部S1，其中多個垂直彎折部B1及多個準直部S1，使得第一槽道131a呈現矩形的螺旋圖案。例如，第一槽道131a包括四個垂直彎折部B1及五個準直部S1，其中每一垂直彎折部B1設置於兩個相鄰的準直部S1之間。第二槽道131b包括多個垂直彎折部B2及多個準直部S2，其中多個垂直彎折部B2及多個準直部S2交替排列，使得第二槽道131b呈現矩形的螺旋圖案。例如，第二槽道131b包括四個垂直彎折部B2及五個準直部S2，其中每一垂直彎折部B2設置於兩個相鄰的準直部S2之間，但本發明並不以此為限。

在本發明的一些實施方式中，第一槽道131a的第一寬度W1相同於第二槽道131b的第二寬度W2，其中第一槽道131a的第一寬度W1介於0.8毫米至1.2毫米之間，例如第一槽道131a的第一寬度W1為1毫米。此外，第二槽道131b的第二寬度W2介於0.8毫米至1.2毫米之間，例如第二槽道131b的第二寬度W2為1毫米，但本發明並不以此為限。當第一槽道131a的第一寬度W1和/或第二槽道131b的第二寬度W2介於0.8毫米至1.2毫米之間時，訊號隔離裝置100在多個頻段具有優異的隔離效果。在本發明的一些實施方式中，第一槽道131a的一部分與第二槽道131b的一部分緊鄰並相隔介於0.8毫米至1.2毫米之間的最小間距D。例如，第一槽道131a的準直頭部H1與緊鄰第二槽道131b的準直中間部M2之間的最小間距D介於0.8毫米至1.2毫米之間，其中準直頭部H1與準直中間部M2相互平行。在本發明的另外一些實施方式中，第一槽道131a的第一寬度W1不同於第二槽道131b的第二寬度W2，但本發明並不以此為限。

請參考第3圖。在本發明的一些實施方式中，訊號隔離裝置100更包括複數個金屬箔單元130，例如是三個金屬箔單元130，其中多個金屬箔單元130沿著一軸向X依序緊鄰地排列，但本發明並不以此為限。具體而言，複數個金屬箔單元130的第一槽道131a及第二槽道131b相互之間不會連通。具體而言，複數個金屬箔單元130的任意兩緊鄰者會呈現鏡像對稱，但本發明並不以此為限。

請接著參考第4圖。第4圖繪示為訊號隔離裝置100的傳輸損耗比較圖，由第4圖中的曲線A1可知訊號隔離裝置100在多個頻段的傳輸損耗值都小於-40dB。例如，在，800 MHz至1 GHz、2.4 GHz至2.5 GHz、3.55 GHz至3.7 GHz及5.15 GHz至5.85 GHz的頻段都小於-40 dB，因此訊號隔離裝置100在多個頻段具有優異的訊號隔離度。

請參考第5圖，第5圖繪示為訊號隔離裝置100A的上視圖，訊號隔離裝置100A大致上與訊號隔離裝置100相同，其差異在於訊號隔離裝置100A的第一槽道131a比訊號隔離裝置100的第一槽道131a更鄰近於中心C，因此訊號隔離裝置100A的第一槽道131a的總長度大於訊號隔離裝置100的第一槽道131a的總長度。此外，訊號隔離裝置100A的第二槽道131b比訊號隔離裝置100的第二槽道131b更鄰近於中心C，因此訊號隔離裝置100A的第二槽道131b的總長度大於訊號隔離裝置100的第二槽道131b的總長度，但本發明並不以此為限。具體而言，訊號隔離裝置100A的第一槽道131a包括八個垂直彎折部B1及九個準直部S1，其中每一垂直彎折部B1設置於兩個相鄰的準直部S1之間。第二槽道131b包括八個垂直彎折部B2及九個準直部S2，其中每一垂直彎折部B2設置於兩個相鄰的準直部S2之間。但本發明並不以此為限。

請參考第6圖，第6圖繪示為訊號隔離裝置100及訊號隔離裝置100A的返回損失比較圖，其中曲線A1及曲線A2可以分別代表訊號隔離裝置100及訊號隔離裝置100A。由第6圖可知，訊號隔離裝置100A能在比訊號隔離裝置100更低的頻段提供隔離效果，因此可以透過雷射或蝕刻來拓展訊號隔離裝置100的第一槽道131a及第二槽道131b來製造訊號隔離裝置100A。由此可知，本發明的訊號隔離裝置100A可以透過簡單的製程來製造，並進一步調整訊號隔離效果。

本發明不同實施方式已描述如上，應可理解的是不同實施方式僅作為實例來呈現，而不作為限定。在不脫離本發明的精神和範圍下，可根據本文的揭露對本揭露的實施方式做許多更動。因此，本發明的廣度和範圍不應受上述描述的實施例所限制。

100, 100A:訊號隔離裝置 110:絕緣層 130:金屬箔單元 131a:第一槽道 131b:第二槽道 133:邊緣 150:金屬層 A1, A2:曲線 B1, B2:垂直彎折部 C:中心 D:最小間距 H1, H2:準直頭部 M1, M2:準直中間部 S1, S2:準直部 T1, T2:準直尾部 W1:第一寬度 W2:第二寬度 X:軸向

為達成上述的優點和特徵，將參考實施方式對上述簡要描述的原理進行更具體的闡釋，而具體實施方式被展現在附圖中。這些附圖僅例示性地描述本發明，因此不限制發明的範圍。通過附圖，將清楚解釋本發明的原理，且附加的特徵和細節將被完整描述，其中：第1圖繪示為本發明一些實施方式中，訊號隔離裝置的立體示意圖；第2圖繪示為本發明一些實施方式中，訊號隔離裝置的上視圖；第3圖繪示為本發明一些實施方式中，訊號隔離裝置的上視圖；第4圖繪示為本發明一些實施方式中，訊號隔離裝置的傳輸損耗比較圖；第5圖繪示為本發明一些實施方式中，訊號隔離裝置的上視圖；以及第6圖繪示為本發明一些實施方式中，訊號隔離裝置的返回損失比較圖。

100:訊號隔離裝置

110:絕緣層

130:金屬箔單元

131a:第一槽道

131b:第二槽道

133:邊緣

150:金屬層

B1,B2:垂直彎折部

C:中心

H1,H2:準直頭部

M1,M2:準直中間部

S1,S2:準直部

T1,T2:準直尾部

Claims

一種訊號隔離裝置，包括：絕緣層；金屬箔單元，設置於該絕緣層之上表面，其中該金屬箔單元包括第一槽道及第二槽道，該第一槽道及該第二槽道從該金屬箔單元的邊緣向內螺旋延伸，且該第一槽道及該第二槽道相互環繞且彼此分離；以及金屬層，設置於該絕緣層之下表面，其中該金屬箔單元為矩形，且該第一槽道及該第二槽道是分別從該金屬箔單元的兩對邊向內螺旋延伸。
如請求項1所述之訊號隔離裝置，其中該第一槽道的準直中間部設置於該第二槽道的準直頭部及準直尾部之間。
如請求項2所述之訊號隔離裝置，其中該第二槽道的準直中間部設置於該第一槽道的準直頭部及準直尾部之間。
如請求項1所述之訊號隔離裝置，其中該第一槽道及該第二槽道具有多個垂直彎折部。
如請求項1所述之訊號隔離裝置，其中該第一槽道及該第二槽道沿著該金屬箔單元的中心旋轉對稱。
如請求項1所述之訊號隔離裝置，其中該第一槽道的寬度相同於該第二槽道的寬度。
如請求項1所述之訊號隔離裝置，其中該第一槽道的寬度介於0.8毫米至1.2毫米之間。
如請求項1所述之訊號隔離裝置，其中該第一槽道的一部分與該第二槽道的一部分緊鄰並相隔介於0.8毫米至1.2毫米之間的最小間距。
如請求項1所述之訊號隔離裝置，更包括複數個該金屬箔單元，其中些金屬箔單元沿著一軸向依序緊鄰地排列。