WO2008040814A1 - Self integree dans un circuit imprime - Google Patents

Self integree dans un circuit imprime Download PDF

Info

Publication number
WO2008040814A1
WO2008040814A1 PCT/EP2007/060618 EP2007060618W WO2008040814A1 WO 2008040814 A1 WO2008040814 A1 WO 2008040814A1 EP 2007060618 W EP2007060618 W EP 2007060618W WO 2008040814 A1 WO2008040814 A1 WO 2008040814A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
self
face
deposited
track
printed circuit
Prior art date
Application number
PCT/EP2007/060618
Other languages
English (en)
Inventor
Marc Pouplier
Original Assignee
Thales
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thales filed Critical Thales
Priority to EP07820991A priority Critical patent/EP2070096A1/fr
Priority to US12/444,271 priority patent/US20100207715A1/en
Publication of WO2008040814A1 publication Critical patent/WO2008040814A1/fr

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006—Printed inductances
    • H01F17/0013—Printed inductances with stacked layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F17/00—Fixed inductances of the signal type 
    • H01F17/0006—Printed inductances
    • H01F17/0013—Printed inductances with stacked layers
    • H01F2017/002—Details of via holes for interconnecting the layers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F37/00—Fixed inductances not covered by group H01F17/00
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/16—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor
    • H05K1/165—Printed circuits incorporating printed electric components, e.g. printed resistor, capacitor, inductor incorporating printed inductors

Definitions

  • the invention particularly relates to a three-dimensional inductor made on a printed circuit.
  • the material is for example a microwave material. It can be used at the filter level for radio communication equipment.
  • the idea of the present invention is to realize the chokes, including chokes chords in the case of filter, directly on a printed circuit.
  • the invention relates to a self-inductor printed on a material of thickness H, the self having one or more turns characterized in that a turn consists of a first metallized track deposited on a first face of the material, a second track metallized deposited on a second face of the material, a track deposited on the first face being joined to a track deposited on the second face by means of at least one metallized hole through the thickness H of the material.
  • the invention relates to a self-inductor printed on a material of thickness H, the self having one or more turns characterized in that a turn consists of a first metallized track deposited on a first face of the material, a second track metallized deposited on a second face of the material, a track deposited on the first face being joined to a track deposited on the second face by means of at least one metallized hole through the thickness H of the material.
  • FIG. 1 is an overall view of a choke made on a printed circuit
  • FIG. 2 a representative diagram of a printed self
  • FIG. 1 shows an overall view of a printed circuit 1 consisting of a high-frequency material and comprising a first face 2 or a lower face, a second face 3 or an upper face.
  • the printed circuit has a thickness e substantially corresponding to the height H of a turn as detailed below.
  • On each of the faces 2, 3 are deposited one or more metallized tracks 4i formed, for example copper covered with gold.
  • the tuning chokes are made directly on a printed circuit and in the case of the present example of application, the tracks 4i on the two outer faces are interconnected by metallized orifices 5i, usually called vias, the assembly producing turns of rectangular section as shown in this figure 1.
  • the turns are in three dimensions. The following criteria are met:
  • the spacing of the tracks is chosen in order to minimize the inter-turn capacitance.
  • the value of the self thus formed depends in particular on the following parameters; the thickness of the printed circuit, the number of tracks (equivalent turn), the physical appearance of the tracks (length, width, inclination, for example).
  • the quality coefficient Q of the self depends in particular on:
  • Figure 2 shows a diagram of a printed self according to the invention.
  • the self is characterized by a width I, a length Long and a height H corresponding to the thickness of the printed circuit.
  • L (nH) 100 [(D eq ui * N 2 ) / (40+ (110 * Long / D eqU i))]
  • L (nH) 100 [(2 * V (I * H / ⁇ ) * N 2 ) / (40+ (110 * l_ong / 2 * V (I * H / ⁇ )))]
  • FIGS. 3 and 4 show two alternative embodiments according to the invention relating to two towable filters covering different frequency ranges with each of their two identical but reverse-winding reactors integrated in the printed circuit. The value of the self is adapted to the needs.
  • the inductors L3 and L4 are symmetrical, in the opposite direction of winding.
  • the distance d between the median lines of the chokes is chosen so as to respect the magnetic coupling.
  • the position of the vias with respect to the integrated circuit ground lines will be respected so as to avoid or minimize parasitic capacitances while respecting the control of the distance of the masses.
  • Track spacing is chosen to minimize inter-turn capacitance.
  • the reference P1 corresponds to a track deposited on the upper face of the material, the reference P2 on the underside of the material and vi vias or metallized holes.
  • FIG. 4 represents another variant embodiment for which the inductors L5 and L6 are wound in the opposite direction with values adapted to the needs of the application.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Coils Or Transformers For Communication (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

Self imprimée sur un matériau d'épaisseur H, la self comportant une ou de plusieurs spires caractérisée en ce qu'une spire est constituée d'une première piste métallisée (4i) déposée sur une première face (2) du matériau, d'une deuxième piste métallisée (4i) déposée sur une deuxième face (3) du matériau, une piste déposée sur la première face étant réunie à une piste déposée sur la deuxième face au moyen d'au moins un trou métallisé (5i) traversant l'épaisseur du matériau.

Description

SELF INTEGREE DANS UN CIRCUIT IMPRIME
L'invention concerne notamment une self en trois dimensions réalisées sur un circuit imprimé.
Elle peut aussi concerner toute self devant être réalisée dans un circuit constitué d'un matériau présentant une certaine épaisseur, chaque face de ce matériau comprenant des pistes métallisées. Le matériau est par exemple un matériau hyperfréquence. Elle peut être utilisée au niveau des filtres pour les équipements de radio communication.
Habituellement dans la conception de filtres spécifiques et performants, il est nécessaire de réaliser des selfs à air dont le bobinage s'effectue sur un mandrin spécifique. Le sens de l'enroulement, le volume de la self et la grosseur du fil sont choisis en fonction du besoin.
Ce mode de fabrication requiert une très grande précision dans la fabrication de la self spécifique. Il est nécessaire d'avoir une grande précision sur le mandrin supportant l'enroulement et donc de résoudre tout problème mécanique susceptible d'exister. D'autre part, le diamètre du fil venant se bobiner sur le mandrin doit être parfaitement contrôlé, au moment du bobinage la tension sur le fil doit être constante et enfin le tout soit fixé ou moulé pour éviter toute déformation ultérieure. En général les méthodes connues de l'art antérieur, nécessitent des réglages qui conduisent à différents inconvénients, par exemple, une augmentation du nombre de composantes, une fiabilité dégradée, un coût lié à sa fabrication et au temps de réglage.
L'idée de la présente invention est de réaliser les selfs, notamment les selfs d'accord dans le cas de filtre, directement sur un circuit imprimé. L'invention concerne une self imprimée sur un matériau d'épaisseur H, la self comportant une ou plusieurs spires caractérisée en ce qu'une spire est constituée d'une première piste métallisée déposée sur une première face du matériau, d'une deuxième piste métallisée déposée sur une deuxième face du matériau, une piste déposée sur la première face étant réunie à une piste déposée sur la deuxième face au moyen d'au moins un trou métallisé traversant l'épaisseur H du matériau.
L'invention concerne une self imprimée sur un matériau d'épaisseur H, la self comportant une ou plusieurs spires caractérisée en ce qu'une spire est constituée d'une première piste métallisée déposée sur une première face du matériau, d'une deuxième piste métallisée déposée sur une deuxième face du matériau, une piste déposée sur la première face étant réunie à une piste déposée sur la deuxième face au moyen d'au moins un trou métallisé traversant l'épaisseur H du matériau.
Le procédé selon l'invention présente notamment les avantages suivants :
• Une grande reproductibilité sur les valeurs des selfs,
• De figer son environnement (d'être maître des couplages magnétiques, de tous les éléments parasites),
• De bénéficier de la précision de la technique de circuit imprimé,
• De s'affranchir des problèmes de câblage,
• D'obtenir des coefficients de qualité élevés,
• De faire simplement des « clones » de self (avantage important pour certaines applications : filtre notamment).
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit d'un exemple de réalisation donné à titre illustratif et nullement limitatif annexé des figures qui représentent : • La figure 1 une vue d'ensemble d'une self réalisée sur un circuit imprimé,
• La figure 2 un schéma représentatif d'une self imprimée,
• La figure 3 un exemple d'implantation d'un filtre tractable, et « La figure 4 un autre exemple d'implantation d'un filtre tractable.
Afin de mieux faire comprendre l'objet de la présente invention, la description qui suit est donnée à titre illustratif et non limitatif pour une self réalisée sur un circuit imprimé et pouvant servir comme self d'accord pour un filtre. Sur la figure 1 , on a représenté une vue d'ensemble d'un circuit imprimé 1 constitué d'un matériau hyper fréquence et comprenant une première face 2 ou face inférieure, une deuxième face 3 ou face supérieure. Le circuit imprimé possède une épaisseur e correspondant sensiblement à la hauteur H d'une spire tel que détaillé dans la suite. Sur chacune des faces 2, 3 sont déposées une ou plusieurs pistes 4i métallisées constituées, par exemple de cuivre recouvert d'or. Les selfs d'accord sont réalisées directement sur circuit imprimé et dans le cas du présent exemple d'application, les pistes 4i sur les deux faces extérieures sont reliées entre elles par des orifices métallisés 5i, dénommés habituellement vias, l'ensemble réalisant des spires de section rectangulaire telles que représentées sur cette figure 1.
Les spires sont en trois dimensions. Les critères suivants sont respectés :
• la largeur des pistes est choisie afin de respecter la conduction par effet de peau,
• les dimensions des vias sont déterminées afin de respecter la conduction par effet de peau,
• l'écartement des pistes est choisi afin de minimiser la capacité inter spires.
La valeur de la self ainsi constituée dépend notamment des paramètres suivants ; de l'épaisseur du circuit imprimé, du nombre de piste (équivalent spire), de l'aspect physique des pistes (longueur, largeur, inclinaison, par exemple). Le coefficient de qualité Q de la self dépend notamment :
• des dimensions physiques de l'ensemble (longueur, largeur, épaisseur ). C'est le facteur de forme physique. Une forme cubique donne le meilleur Q, « de l'écartement entre pistes (équivalent capacité parasite entre spires pour une self à l'air selon l'art antérieur),
• du traitement de surface des pistes (dorure électro-chimique ou tout traitement équivalent),
• de la grandeur physique et électrique des vias traversantes (diamètre des trous et épaisseur de cuivre de métallisation),
• de la proximité des plans de masse et des blindages.
La figure 2 représente un schéma d'une self imprimée selon l'invention. La self est caractérisée par une largeur I, une longueur Long et une hauteur H correspondant à l'épaisseur du circuit imprimé. L'ensemble Longueur, largeur I et hauteur H forme une section d'une spire dans laquelle circulent les lignes de champs = largeur*hauteur.
On suppose que la section rectangulaire dans laquelle circulent les lignes de champs est assimilable à une section circulaire. De la section rectangulaire, le diamètre de la section équivalente circulaire est déduit : Déqui = 2*V (I*H/ π)
On détermine la valeur des selfs imprimées en utilisant Déqui dans la formule de PIAT connue de l'Homme du métier, ce qui conduit à : L(nH) = 100[ (D équi*N2)/(40+(110*Long/ D éqUi))] Soit : L(nH) = 100[ (2*V (I*H/ ττ)*N2)/(40+(110*l_ong/ 2*V (I*H/ π)))]
Avec N le nombre de spires, Long = la longueur de la self, I = largeur et H= l'épaisseur du circuit imprimée.
Les paramètres longueur, largeur, épaisseur du matériau (ou hauteur de la spire) ainsi que le nombre N de spires sont dimensionnées en fonction de l'application visée. Les figures 3 et 4 représentent deux variantes de réalisation selon l'invention concernant deux filtres tractables couvrant des gammes de fréquences différentes avec chacun leurs deux selfs identiques mais à sens d'enroulement inverse intégrées dans le circuit imprimé. La valeur de la self est adaptée aux besoins.
Sur la figure 3 les selfs L3 et L4 sont symétriques, à sens d'enroulement inverse. La distance d entre les lignes médianes des selfs est choisie de façon à respecter le couplage magnétique. De la même façon, la position des vias par rapport aux lignes de masse du circuit intégré sera respectée de façon à éviter ou minimiser les capacités parasites en respectant la maîtrise de l'éloignement des masses. De manière similaire à ce qui a été décrit précédemment,
• la largeur des pistes est choisie afin de respecter la conduction par effet de peau, « les dimensions des vias sont déterminées pour respecter la conduction par effet de peau,
• l'écartement des pistes est choisi pour minimiser la capacité inter spires.
La référence P1 correspond à une piste déposée sur la face supérieure du matériau, la référence P2 sur la face inférieure du matériau et Vi les vias ou trous métallisés.
La figure 4 représente une autre variante de réalisation pour laquelle les selfs L5 et L6 sont enroulées en sens inverse avec des valeurs adaptées aux besoins de l'application.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Self imprimée sur un matériau d'épaisseur H, la self comportant une ou plusieurs spires, caractérisée en ce qu'une spire est constituée d'une première piste métallisée (P1 ) déposée sur une première face du matériau, d'une deuxième piste métallisée (P2) déposée sur une deuxième face du matériau, une piste (P1 ) déposée sur la première face étant réunie à une piste (P2) déposée sur la deuxième face au moyen d'au moins un trou métallisé (5i) traversant l'épaisseur H du matériau.
2 - Self imprimée selon la revendication 1 , caractérisée en ce qu'une spire a une section rectangulaire.
3 - Self imprimée selon la revendication 1 , caractérisée en ce qu'une spire ayant une largeur I, une longueur Long, pour une valeur de self donnée, la valeur de la largeur I, de la Longueur Long, de l'épaisseur H du circuit imprimé et le Nombre de spires N est obtenue en utilisant la formule : L(nH) = 100[ (D équi *N2)/(40+(1 10*Long/ D équi))] où Déqui = 2*V (I*H/ π)
PCT/EP2007/060618 2006-10-06 2007-10-05 Self integree dans un circuit imprime WO2008040814A1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP07820991A EP2070096A1 (fr) 2006-10-06 2007-10-05 Self integree dans un circuit imprime
US12/444,271 US20100207715A1 (en) 2006-10-06 2007-10-05 Choke integrated into a printed circuit

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0608793A FR2906962B1 (fr) 2006-10-06 2006-10-06 Self integree dans un circuit imprime
FR0608793 2006-10-06

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2008040814A1 true WO2008040814A1 (fr) 2008-04-10

Family

ID=37847004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2007/060618 WO2008040814A1 (fr) 2006-10-06 2007-10-05 Self integree dans un circuit imprime

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20100207715A1 (fr)
EP (1) EP2070096A1 (fr)
FR (1) FR2906962B1 (fr)
WO (1) WO2008040814A1 (fr)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9425761B2 (en) 2013-05-31 2016-08-23 Qualcomm Incorporated High pass filters and low pass filters using through glass via technology

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3992691A (en) * 1975-07-02 1976-11-16 Cubic Corporation Electronic circuit board flat coil inductor
DE4306416A1 (de) * 1993-03-02 1994-09-08 Kolbe & Co Hans Spulenstruktur für eine Leiterplattenanordnung
US5612660A (en) * 1994-07-27 1997-03-18 Canon Kabushiki Kaisha Inductance element

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004200227A (ja) * 2002-12-16 2004-07-15 Alps Electric Co Ltd プリントインダクタ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3992691A (en) * 1975-07-02 1976-11-16 Cubic Corporation Electronic circuit board flat coil inductor
DE4306416A1 (de) * 1993-03-02 1994-09-08 Kolbe & Co Hans Spulenstruktur für eine Leiterplattenanordnung
US5612660A (en) * 1994-07-27 1997-03-18 Canon Kabushiki Kaisha Inductance element

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HUGUES GILLOUX: "LE CALCUL DES BOBINAGES", BOBINAGES RADIO, XX, XX, 1942, pages 65 - 67, XP008079969 *

Also Published As

Publication number Publication date
EP2070096A1 (fr) 2009-06-17
US20100207715A1 (en) 2010-08-19
FR2906962B1 (fr) 2010-11-12
FR2906962A1 (fr) 2008-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103093922B (zh) 共模滤波器
US7498919B2 (en) Thin film device
EP3319168B1 (fr) Dispositif d'emission reception radiofrequence
FR2681729A1 (fr) Circuit integre micro-onde hybride.
US8368498B2 (en) Coil and method for manufacturing the same
EP1017102B1 (fr) Circuit intégré à éléments inductifs
KR20130083494A (ko) 주파수 생성을 위한 장치 및 방법
US7978043B2 (en) Semiconductor device
US20070029662A1 (en) Semiconductor device having termination circuit line
US20110204473A1 (en) Voltage-controlled semiconductor inductor and method
CN105874594B (zh) 三维线焊电感器
EP0108003A1 (fr) Résonateurs bi-rubans et filtres réalisés à partir de ces résonateurs (11111)
WO2008040814A1 (fr) Self integree dans un circuit imprime
EP1168442A2 (fr) Circuit intégré incluant un élément inductif de facteur de qualité élevé et présentant une grande compacité
US11881833B2 (en) Radio frequency filtering circuitry on integrated passive die
US9722566B1 (en) Systems and methods for tuning resonators
US11601088B2 (en) Method, system and device providing enhanced quality factor resonant LC tank in an integrated circuits
EP1308969A1 (fr) Micro-capteur inductif formé à plat sur un substrat
EP2688137B1 (fr) Résonateur hyperfréquence a saut d'impédance, notamment pour filtres hyperfréquence coupe-bande ou passe-bande
EP1178504A1 (fr) Microcomposant du type micro-inductance ou microtransformateur
FR2525776A1 (fr) Capteur de proximite a influence magnetique
EP3391461B1 (fr) Module de communication sans fil, plaque adaptee pour etre utilisee pour la fabrication dudit module et procede de fabrication dudit module.
FR3077432A1 (fr) Filtre de mode commun
CA2351790A1 (fr) Microcomposant du type micro-inductance ou microtransformateur
JP6107063B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 07820991

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2007820991

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12444271

Country of ref document: US