积体电感/变压器的屏蔽结构转让专利

申请号 : CN201510623714.2

文献号 : CN106558401B

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 黄凯易颜孝璁陈台生

申请人 : 瑞昱半导体股份有限公司

摘要 :

本发明提供一种积体电感/变压器的屏蔽结构,位于电感元件或变压器元件的下方与基底的上方,包括多个导体单元、多个连接部、多个穿孔、第二连接部与接地端。每一个导体单元由基部与多个延伸部所组成,延伸部连接于基部,延伸部的数目为奇数,且延伸部的长度沿基部的两侧方向递减。连接部通过穿孔将导体单元的基部彼此连接,且接地端连接于连接部的其中之一。第二连接部通过穿孔将具有最大长度的延伸部彼此连接。此外,导体单元由第一导体材料制成,且连接部与第二连接部由不同于第一导体材料的导体材料制成。

权利要求 :

1.一种积体电感/变压器的屏蔽结构,应用于一电感元件或一变压器元件,位于所述电感元件或所述变压器元件的下方与一基底的上方,所述屏蔽结构包括:多个导体单元,所述多个导体单元包括一第一导体单元、一第二导体单元、一第三导体单元与一第四导体单元,所述多个导体单元中的每一导体单元包括一第一子导体单元与一第二子导体单元,所述第一子导体单元与所述第二子导体单元分别由一基部与多个延伸部所组成,所述延伸部的数目为奇数,且所述延伸部的长度沿所述基部的一侧向所述基部的另一侧方向递减,其中,所述第一子导体单元与所述第二子导体单元由其具有最大长度的所述延伸部彼此连接;

多个连接部,分别连接于所述第一导体单元与所述第二导体单元之间和所述第三导体单元与所述第四导体单元之间;以及一接地端;

其中,所述第一导体单元的所述第一子导体单元的所述基部与所述第四导体单元的所述第二子导体单元的所述基部相连接,并进一步连接于所述接地端,或所述第二导体单元的所述第二子导体单元的所述基部与所述第三导体单元的所述第一子导体单元的所述基部相连接,并进一步连接于所述接地端。

2.根据权利要求1所述的积体电感/变压器的屏蔽结构,所述屏蔽结构还包括:多个穿孔,用以将所述连接部分别连接于所述第一导体单元与所述第二导体单元之间和所述第三导体单元与所述第四导体单元之间;

其中,所述多个导体单元由一第一导体材料制成,且所述连接部由不同于所述第一导体材料的一第二导体材料制成。

3.一种积体电感/变压器的屏蔽结构,应用于一电感元件或一变压器元件,位于所述电感元件或所述变压器元件的下方与一基底的上方,所述屏蔽结构包括:多个导体单元,所述多个导体单元中的每一导体单元由一基部与多个延伸部所组成,所述延伸部连接于所述基部,所述延伸部的数目为奇数,且所述延伸部的长度沿所述基部的两侧方向递减;以及一接地端,连接于所述多个导体单元的其中之一;

一连接部,呈放射状;以及

多个穿孔,所述连接部通过所述穿孔将具有最大长度的所述延伸部彼此连接,以形成所述屏蔽结构,其中,所述多个导体单元由具有最大长度的所述延伸部彼此连接于一点,以形成所述屏蔽结构。

4.根据权利要求3所述的积体电感/变压器的屏蔽结构,其中,所述多个导体单元由一第一导体材料制成,且所述连接部由不同于所述第一导体材料的一第二导体材料制成。

5.一种积体电感/变压器的屏蔽结构,应用于一电感元件或一变压器元件,位于所述电感元件或所述变压器元件的下方与一基底的上方,所述屏蔽结构包括:多个导体单元,所述多个导体单元中的每一导体单元由一基部与多个延伸部所组成,所述延伸部连接于所述基部,所述延伸部的数目为奇数,且所述延伸部的长度沿所述基部的两侧方向递减,其中,所述多个导体单元由具有最大长度的所述延伸部彼此连接于一点;

以及

一第二延伸部,由具有最大长度的所述延伸部彼此连接的所述点延伸而形成,用以连接一接地端。

6.根据权利要求5所述的积体电感/变压器的屏蔽结构,所述屏蔽结构还包括:一连接部,所述连接部呈放射状;以及

多个穿孔,所述连接部通过所述穿孔将具有最大长度的所述延伸部彼此连接,以形成所述屏蔽结构;

其中,所述多个导体单元由一第一导体材料制成,所述连接部与所述第二延伸部由不同于所述第一导体材料的一第二导体材料制成,其中,所述第二延伸部连接于所述连接部,并连接至所述接地端。

7.一种积体电感/变压器的屏蔽结构,应用于一电感元件或一变压器元件,位于所述电感元件或所述变压器元件的下方与一基底的上方,所述屏蔽结构包括:多个导体单元,所述多个导体单元中的每一导体单元由一基部与多个延伸部所组成,所述延伸部连接于所述基部,所述延伸部的数目为奇数,且所述延伸部的长度沿所述基部的两侧方向递减;

多个连接部;

多个穿孔,所述连接部通过所述穿孔将所述导体单元的所述基部彼此连接,以形成所述屏蔽结构;以及一接地端,连接于所述连接部的其中之一;

其中,所述导体单元由一第一导体材料制成,且所述连接部由不同于所述第一导体材料的一导电材料制成。

8.根据权利要求7所述的积体电感/变压器的屏蔽结构,所述屏蔽结构还包括一第二连接部,所述第二连接部通过所述穿孔将具有最大长度的所述延伸部彼此连接,其中,所述第二连接部由不同于所述第一导体材料的一导电材料制成。

9.一种积体电感/变压器的屏蔽结构,应用于一电感元件或一变压器元件,位于所述电感元件或所述变压器元件的下方与一基底的上方,所述屏蔽结构包括一第一屏蔽层、一第二屏蔽层与多个穿孔,所述第二屏蔽层与所述第一屏蔽层重叠并通过所述穿孔连接,以形成所述屏蔽结构;

其中,所述第一屏蔽层由一第一导体材料制成,所述第一屏蔽层包括:一第一层基部;以及

多个第一层延伸部,其中,所述第一层延伸部由所述第一层基部辐射状地向外延伸,且在一个方向上延伸的所述第一层延伸部彼此平行;

其中,第二屏蔽层由不同于所述第一导体材料的一第二导体材料制成,所述第二屏蔽层包括:一第二层基部;以及

多个第二层延伸部,其中,所述第二层延伸部由所述第二层基部的两侧向内延伸,且在一个方向上延伸的所述第二层延伸部彼此平行;

其中,所述第一层延伸部与所述第二层延伸部彼此垂直交错。

10.根据权利要求9所述的积体电感/变压器的屏蔽结构,其中,所述第一屏蔽层与所述第二屏蔽层的设置位置能相互对调。

说明书 :

积体电感/变压器的屏蔽结构

技术领域

[0001] 本发明涉及一种屏蔽结构,且特别涉及一种适用于在应用于积体电感与电压器的屏蔽结构。

背景技术

[0002] 一般而言,由于积体电路电感/变压器元件设置于硅基底之上,因此,积体电路电感/变压器元件运作时所产生的电磁能量会耦合至硅基底,形成硅基底损耗(Substrate Losses),使得电感/变压器的品质因数(Quality Factor;Q值;即储能与耗能的比值)降低。理论上,在两个理想情况下可以使无基底损耗趋近于零,一个情况是基底电阻无限大,另一个情况是基底电阻等于零。然而,一般常用的硅基底的电阻率约为10~15Ohm-Cm,于此情况下,电感/变压器元件操作在高频时将会在硅基底产生耦合电流,且耦合电流流过硅基底电阻时将造成能量的损耗。
[0003] 因此,目前有许多文献与研究提出使用硅制程的较低层金属层(Lower Metal Layer)或多晶硅(Polysilicon)来做电感/变压器的地屏蔽,以阻断电磁能量耦合到硅基底。然而,对于积体电路电感元件/变压器元件来说,实心的地屏蔽层会造成严重的涡电流效应,使得感应电流在实心的地屏蔽层上形成反向磁场,造成积体电路电感元件/变压器元件更大的损耗。

发明内容

[0004] 本发明实施例提供一种积体电感/变压器的屏蔽结构,应用于电感元件或变压器元件,且位于电感元件或变压器元件的下方与基底的上方。屏蔽结构包括:多个导体单元、多个连接部与接地端。多个导体单元包括第一导体单元、第二导体单元、第三导体单元与一第四导体单元,且每一个导体单元包括第一子导体单元与第二子导体单元。第一导体子单元与第二子导体单元分别由基部与多个延伸部所组成,延伸部的数目为奇数,且延伸部的长度沿基部的一侧向基部的另一侧方向递减。其中,第一子导体单元与第二子导体单元由其具最大长度的延伸部彼此连接。多个连接部分别连接于第一导体单元与第二导体单元之间,以及第三导体单元与第四导体单元之间。另外,第一导体单元的第一子导体单元的基部与第四导体单元的第二子导体单元的基部相连接,并进一步连接于接地端,或第二导体单元的第二子导体单元的基部与第三导体单元的第一子导体单元的基部相连接,并进一步连接于接地端。
[0005] 本发明实施例还提供一种积体电感/变压器的屏蔽结构,应用于电感元件或变压器元件,位于电感元件或变压器元件的下方与基底的上方。屏蔽结构包括多个导体单元与接地端。每一个导体单元由基部与多个连接于基部的延伸部所组成,延伸部的数目为奇数,且延伸部的长度沿基部的两侧方向递减。接地端连接于多个导体单元的其中之一。其中,多个导体单元由具最大长度的延伸部彼此连接于一点,以形成屏蔽结构。
[0006] 本发明实施例还提供一种积体电感/变压器的屏蔽结构,应用于电感元件或变压器元件,位于电感元件或变压器元件的下方与基底的上方。屏蔽结构包括多个导体单元与第二延伸部。每一个导体单元由基部与多个延伸部所组成。延伸部连接于基部,延伸部的数目为奇数,且延伸部的长度沿基部的两侧方向递减。此外,多个导体单元由具最大长度的延伸部彼此连接于一点,且第二延伸部由具最大长度的延伸部彼此连接的该点延伸而形成,用以连接接地端。
[0007] 本发明实施例还提供一种积体电感/变压器的屏蔽结构,应用于电感元件或变压器元件,位于电感元件或变压器元件的下方与基底的上方。屏蔽结构包括多个导体单元、多个连接部、多个穿孔与接地端。每一个导体单元由基部与多个连接于基部的延伸部所组成,延伸部的数目为奇数,且延伸部的长度沿基部的两侧方向递减。连接部通过穿孔将导体单元的基部彼此连接,以形成该屏蔽结构,且接地端连接于连接部的其中之一。其中,导体单元由第一导体材料制成,且连接部由不同于第一导体材料的第二导体材料制成。
[0008] 本发明实施例还提供一种积体电感/变压器的屏蔽结构,应用于电感元件或变压器元件,位于电感元件或变压器元件的下方与基底的上方。屏蔽结构包括第一屏蔽层、第二屏蔽层与多个穿孔,且第二屏蔽层与第一屏蔽层重叠并通过穿孔连接,以形成屏蔽结构。更详细地说,第一屏蔽层由第一导体材料制成,且第一屏蔽层包括第一层基部与多个第一层延伸部。第一层延伸部由第一层基部辐射状地向外延伸,且相邻的第一层延伸部彼此平行。此外,第二屏蔽层由不同于第一导体材料的第二导体材料制成,且第二屏蔽层包括第二层基部与多个第二层延伸部。第二层延伸部由第二层基部的两侧向内延伸,且相邻的第一层延伸部彼此平行。此外,第一层延伸部与第二层延伸部彼此垂直交错。
[0009] 综上所述,本发明实施例提供的积体电感/变压器的屏蔽结构通过屏蔽结构的外围部分的断开设计以及屏蔽结构的中心部分的连接设计,减少涡电流效应,避免感应电流所形成的反向磁场破坏电感元件/变压器元件,有效地提升电感元件/变压器元件的特性。再者,本发明实施例提供的积体电感/变压器的屏蔽结构亦通过穿孔连接各导体单元,利用穿孔的高阻值特性,使得被连接的导体单元之间的导电率降低,进而降低导体单元间的电流传导,以达到将涡电流效应最小化的效果,并进一步通过微调连接部与穿孔的阻值来使得屏蔽结构的特性最佳化。除此之外,本发明实施例提供的积体电感/变压器的屏蔽结构还利用多层屏蔽层的设计来有效地提升屏蔽效果。

附图说明

[0010] 图1a是本发明一实施例的积体电感/变压器的屏蔽结构的示意图。
[0011] 图1b是图1a所绘示的屏蔽结构单元的示意图。
[0012] 图1c是图1a所绘示的屏蔽结构应用于积体电感的示意图。
[0013] 图1d是图1a所绘示的屏蔽结构的变形且应用于积体电感的示意图。
[0014] 图1e是本发明另一实施例的积体电感/变压器的屏蔽结构的示意图。
[0015] 图2a是本发明另一实施例的积体电感/变压器的屏蔽结构的示意图。
[0016] 图2b是图2a所绘示的屏蔽结构单元的示意图。
[0017] 图2c是本发明另一实施例的积体电感/变压器的屏蔽结构的示意图。
[0018] 图3a是本发明另一实施例的积体电感/变压器的屏蔽结构的示意图。
[0019] 图3b是图3a所绘示的屏蔽结构单元的示意图。
[0020] 图3c是本发明另一实施例的积体电感/变压器的屏蔽结构的示意图。
[0021] 图4a-4b是本发明另一实施例的积体电感/变压器的屏蔽结构的示意图。
[0022] 图4c是图4b所绘示的屏蔽结构应用于积体电感的示意图。
[0023] 图5a-5c是本发明另一实施例的积体电感/变压器的屏蔽结构的示意图。
[0024] 图5d是本发明另一实施例的积体电感/变压器的屏蔽结构的频率与效能的关系的曲线图。
[0025] 【符号说明】
[0026] 1、2、3、4、5:屏蔽结构
[0027] 11:第一导体单元
[0028] 12:第二导体单元
[0029] 13:第三导体单元
[0030] 14:第四导体单元
[0031] 111、121、131、141:第一子导体单元
[0032] 112、122、132、142:第二子导体单元
[0033] 2’、3’、4’:导体单元
[0034] B:基部
[0035] B1:第一层基部
[0036] B2:第二层基部
[0037] T:延伸部
[0038] T1:第一层延伸部
[0039] T2:第二层延伸部
[0040] T’:第二延伸部
[0041] L:电感
[0042] C:连接部
[0043] C’:第二连接部
[0044] V:穿孔
[0045] G:接地端
[0046] S1:第一屏蔽层
[0047] S2:第二屏蔽层
[0048] CL1:一次侧线圈
[0049] CL2:二次侧线圈

具体实施方式

[0050] 在下文将参看随附图式更充分地描述各种例示性实施例,在随附图式中展示一些例示性实施例。然而,本发明概念可能以许多不同形式来体现,且不应解释为限于本文中所阐述的例示性实施例。确切而言,提供此等例示性实施例使得本发明将为详尽且完整,且将向本领域的普通技术人员充分传达本发明概念的范畴。在诸图式中,可能为了清楚而夸示了层及区的大小及相对大小。类似数字始终指示类似元件。
[0051] 应理解,虽然本文中可能使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件,但此等元件不应受此等术语限制。此等术语乃用以区分一元件与另一元件。因此,下文论述的第一元件可称为第二元件而不偏离本发明概念的教示。如本文中所使用,术语“及/或”包括相关联的列出项目中的任一者及一或多者的所有组合。
[0052] 〔积体电感/变压器的屏蔽结构的实施例〕
[0053] 本实施例所提供的积体电感/变压器的屏蔽结构应用于电感元件或由多组线圈组成的变压器元件,其中,屏蔽结构设置于电感元件或变压器元件的下方与基底的上方,以增加电感元件或变压器元件的特性。请同时参照图1a-1b,图1a是本发明一实施例的积体电感/变压器的屏蔽结构的示意图,且图1b是图1a所绘示的屏蔽结构单元的示意图。
[0054] 如图1a所示,屏蔽结构1包括多个导体单元11~14、多个连接部C与接地端G。多个导体单元11~14为第一导体单元11、第二导体单元12、第三导体单元13与第四导体单元14,且每一个导体单元包括第一子导体单元111~141与第二子导体单元112~142。图1b绘示出了屏蔽结构1中的单一一个导体单元,也就是图1a所绘示的导体单元11~14。以第一导体单元11为例,如图1b所示,第一导体单元11包括有第一导体子单元111与第二子导体单元112,第一导体子单元111与第二子导体单元112分别由基部B与多个延伸部T所组成,延伸部T的数目为奇数,且延伸部T的长度沿基部B的一侧向基部B的另一侧方向递减。其中,第一子导体单元111与第二子导体单元112由其具最大长度的延伸部T彼此连接。
[0055] 请复参照图1a,第一导体单元11与第二导体单元12之间由一个连接部C相连接,且第三导体单元13与第四导体单元14之间由另一个连接部C相连接。另外,第一导体单元11的第一子导体单元111的基部B与第四导体单元14的第二子导体单元142的基部B相连接,并进一步连接于接地端G。于此须说明的是,本实施例的屏蔽结构1亦可由第二导体单元12的第二子导体单元122的基部B与第三导体单元13的第一子导体单元131的基部B相连接,并进一步连接于接地端G。
[0056] 请参照图1c,图1c是图1a所绘示的屏蔽结构应用于积体电感的示意图。值得注意的是,于本实施例中,屏蔽结构1的外围部分为断开的结构,也就是说,除了第三导体单元13与第二导体单元12的基部B相连接于接地端G之外,第一导体单元11与第二导体单元12的基部之间、第二导体单元12与第三导体单元13的基部之间、以及第三导体单元13与第四导体单元14的基部之间均不相连,如此一来,便可减少涡电流效应,避免感应电流所形成的反向磁场破坏电感元件/变压器元件,有效地提升电感元件/变压器元件的特性。须说明的是,除了电感元件,本实施例的屏蔽结构亦适用于包含多组线圈的变压器元件,故本发明于此并不限制。
[0057] 另外,请参照图1d,图1d是图1a所绘示的屏蔽结构的变形且应用于积体电感的示意图。图1d所绘示的屏蔽结构与图1a所绘示的屏蔽结构具有相同的基础结构,惟差异在于,图1a所绘示的屏蔽结构的整体形状呈四边形,而图1d所绘示的屏蔽结构的整体形状呈八边形,但本发明于此对屏蔽结构的整体形状并不限制。然而,值得注意地是,图1d所绘示的整体形状呈八边形的屏蔽结构较适合应用于包含有多组线圈的变压器单元,也就是说,整体形状呈八边形的屏蔽结构较能有效地提升包含有多组线圈的变压器单元的特性。
[0058] 最后,请参照图1e,图1e是本发明另一实施例的积体电感/变压器的屏蔽结构的示意图。图1e所绘示的屏蔽结构与图1a所绘示的屏蔽结构具有相同的基础结构,惟差异在于,图1e所绘示的屏蔽结构还包括有多个穿孔V,用以将连接部C分别连接于第一导体单元11与第二导体单元12之间,以及第三导体单元13与第四导体单元14之间。于此须说明的是,多个导体单元11~14由第一导体材料制成,且连接部C由不同于第一导体材料的第二导体材料制成。另外,多个导体单元11~14与连接部C位于不同层,值得注意地是,连接部C位于多个导体单元11~14的上层,并通过多个穿孔V连接第一导体单元11与第二导体单元12,以及连接第三导体单元13与第四导体单元14。
[0059] 进一步说明,图1e所绘示的屏蔽结构由不同层的导体以及多个穿孔所构成,一般来说,由同一层金属所形成的屏蔽结构由于电阻较低而容易形成电流的回流,然而,穿孔具有高阻值,故于此屏蔽结构中,利用穿孔连接导体单元能使得被连接的导体单元之间的导电率降低,进而降低导体单元间的电流传导,以达到将涡电流效应最小化的效果。同时,由于无法精确地预期感应电流的路径,故于本实施例中,可通过微调连接部与穿孔的阻值来使得屏蔽结构的特性最佳化。
[0060] 〔积体电感/变压器的屏蔽结构的另一实施例〕
[0061] 本实施例所提供的积体电感/变压器的屏蔽结构应用于电感元件或由多组线圈组成的变压器元件,其中,屏蔽结构设置于电感元件或变压器元件的下方与基底的上方,以增加电感元件或变压器元件的特性。请同时参照图2a-2b,图2a是本发明另一实施例的积体电感/变压器的屏蔽结构的示意图,且图2b是图2a所绘示的屏蔽结构单元的示意图。
[0062] 如图2a所示,屏蔽结构2包括多个导体单元2’与接地端G。图2b绘示出了屏蔽结构2中的单一一个导体单元2’,导体单元2’由基部B与多个延伸部T所组成,延伸部T连接于基部B,延伸部T的数目为奇数,且延伸部T的长度沿基部B的两侧方向递减。接地端G连接于多个导体单元2’的其中之一。如图2a所示,多个导体单元2’由具最大长度的延伸部T彼此连接于一点,以形成屏蔽结构2。
[0063] 值得注意的是,于本实施例中,屏蔽结构2的外围部分为断开的结构,也就是说,多个导体单元2’的基部之间均不相连。另外,多个导电单元2’之间除了由最大长度的延伸部T彼此连接于一点之外,并没有其他连接部分,也就是说,屏蔽结构2的中心部分仅通过每个导电单元2’中具最大长度的延伸部T彼此连接于一点。此种结构可减少涡电流效应,避免感应电流所形成的反向磁场破坏电感元件,有效地提升电感元件的特性。须说明的是,除了电感元件,本实施例的屏蔽结构亦适用于包含多组线圈的变压器元件,故本发明于此并不限制,此外,虽然图2a所绘示的屏蔽结构的整体形状呈四边形,但本发明于此对屏蔽结构的整体形状亦不限制。
[0064] 接着请参照图2c,图2c是本发明另一实施例的积体电感/变压器的屏蔽结构的示意图。图2c所绘示的屏蔽结构与图2a所绘示的屏蔽结构具有相同的基础结构,惟差异在于,图2c所绘示的屏蔽结构还包括有连接部C与多个穿孔V。进一步说明,连接部C呈放射状(以图2c所绘示的整体形状为四边形的屏蔽结构为例,连接部C呈十字状),且连接部C通过多个穿孔V将具最大长度的延伸部T彼此连接,以形成屏蔽结构2。于此须说明的是,多个导体单元2’由第一导体材料制成,且连接部C由不同于第一导体材料的第二导体材料制成。另外,多个导体单元2’与连接部C位于不同层,且值得注意地是,连接部C位于多个导体单元2’的上层,并通过多个穿孔V连接每个导体单元2’中具最大长度的延伸部T。
[0065] 进一步说明,图2c所绘示的屏蔽结构由不同层的导体以及多个穿孔所构成,一般来说,由同一层金属所形成的屏蔽结构由于电阻较低而容易形成电流的回流,然而,穿孔具有高阻值,故于此屏蔽结构中,利用穿孔连接导体单元能使得被连接的导体单元之间的导电率降低,进而降低导体单元间的电流传导,以达到将涡电流效应最小化的效果。同时,由于无法精确地预期感应电流的路径,故于本实施例中,可通过微调连接部与穿孔的阻值来使得屏蔽结构的特性最佳化。
[0066] 〔积体电感/变压器的屏蔽结构的另一实施例〕
[0067] 本实施例所提供的积体电感/变压器的屏蔽结构应用于电感元件或由多组线圈组成的变压器元件,其中,屏蔽结构设置于电感元件或变压器元件的下方与基底的上方,以增加电感元件或变压器元件的特性。请同时参照图3a-3b,图3a是本发明另一实施例的积体电感/变压器的屏蔽结构的示意图,且图3b是图3a所绘示的屏蔽结构单元的示意图。
[0068] 如图3a所示,屏蔽结构3包括多个导体单元3’与第二延伸部T’。图3b绘示出了屏蔽结构3中的单一一个导体单元3’,导体单元3’由基部B与多个延伸部T所组成,延伸部T连接于基部B,延伸部T的数目为奇数,且延伸部T的长度沿基部B的两侧方向递减。另外,屏蔽结构3中多个导体单元3’由具最大长度的该延伸部彼此连接于一点,且如图3a所示,第二延伸部T’由具最大长度的延伸部T彼此连接的该点延伸而形成,用以连接于接地端。
[0069] 值得注意的是,于本实施例中,屏蔽结构3的外围部分为断开的结构,也就是说,多个导体单元3’的基部之间均不相连。另外,多个导电单元3’之间除了由最大长度的延伸部T彼此连接于一点之外,并没有其他连接部分,也就是说,屏蔽结构3的中心部分仅通过每个导电单元3’中具最大长度的延伸部T彼此连接于一点。此种结构可减少涡电流效应,避免感应电流所形成的反向磁场破坏电感元件,有效地提升电感元件的特性。须说明的是,除了电感元件,本实施例的屏蔽结构亦适用于包含多组线圈的变压器元件,故本发明于此并不限制,此外,虽然图3a所绘示的屏蔽结构的整体形状呈四边形,但本发明于此对屏蔽结构的整体形状亦不限制。
[0070] 接着请参照图3c,图3c是本发明另一实施例的积体电感/变压器的屏蔽结构的示意图。图3c所绘示的屏蔽结构与图3a所绘示的屏蔽结构具有相同的基础结构,惟差异在于,图3c所绘示的屏蔽结构还包括有连接部C与多个穿孔V。
[0071] 进一步说明,连接部C呈放射状(以图3c所绘示的整体形状为四边形的屏蔽结构为例,连接部C呈X型),且连接部C通过多个穿孔V将具最大长度的延伸部T彼此连接,以形成屏蔽结构3。于此须说明的是,多个导体单元3’由第一导体材料制成,且连接部C由不同于第一导体材料的第二导体材料制成。另外,多个导体单元3’与连接部C位于不同层,且值得注意地是,连接部C位于多个导体单元3’的上层,并通过多个穿孔V连接每个导体单元3’中具最大长度的延伸部T。
[0072] 进一步说明,图3c所绘示的屏蔽结构由不同层的导体以及多个穿孔所构成,一般来说,由同一层金属所形成的屏蔽结构由于电阻较低而容易形成电流的回流,然而,穿孔具有高阻值,故于此屏蔽结构中,利用穿孔连接导体单元能使得被连接的导体单元之间的导电率降低,进而降低导体单元间的电流传导,以达到将涡电流效应最小化的效果。同时,由于无法精确地预期感应电流的路径,故于本实施例中,可通过微调连接部与穿孔的阻值来使得屏蔽结构的特性最佳化。
[0073] 〔积体电感/变压器的屏蔽结构的另一实施例〕
[0074] 本实施例所提供的积体电感/变压器的屏蔽结构应用于电感元件或由多组线圈组成的变压器元件,其中,屏蔽结构设置于电感元件或变压器元件的下方与基底的上方,以增加电感元件或变压器元件的特性。请先参照图4a,图4a是本发明另一实施例的积体电感/变压器的屏蔽结构的示意图。
[0075] 如图4a所示,屏蔽结构4包括多个导体单元4’、多个连接部C、多个穿孔V与接地端G。每一个导体单元4’由基部B与多个延伸部T所组成,延伸部T连接于基部B,延伸部T的数目为奇数,且延伸部T的长度沿基部B的两侧方向递减。多个连接部C通过穿孔V将多个导体单元4’的基部B彼此连接,以形成屏蔽结构4,其中,多个接地端的一连接于接地端G。须说明的是,导体单元4’由第一导体材料制成,且多个连接部C由不同于第一导体材料的第二导体材料制成。另外,多个导体单元4’与多个连接部C位于不同层,值得注意地是,多个连接部C位于多个导体单元4’的上层,并通过多个穿孔V连接每个导体单元4’的基部B。
[0076] 接着,请参照图4b,图4b所绘示的屏蔽结构应用于积体电感的示意图。图4b所绘示的屏蔽结构4与图4a所绘示的屏蔽结构4具有相同的基础结构,惟差异在于,图4b所绘示的屏蔽结构4还包括有第二连接部C’,如图4b所示,第二连接部C’通过多个穿孔V将每个导体单元4’中具最大长度的延伸部T彼此连接。
[0077] 须说明的是,导体单元4’由第一导体材料制成,且第二连接部C’由不同于第一导体材料的导体材料制成,例如:与制造连接部C相同的第二导体材料。另外,多个导体单元4’与第二连接部C’位于不同层,值得注意地是,第二连接部C’位于多个导体单元4’的上层(即位于与连接部C同一层),并通过多个穿孔V连接每个导体单元4’中具最大长度的延伸部T。
[0078] 进一步说明,图4a与图4b所绘示的屏蔽结构4的外围部分为连续的环形结构,也就是说,多个导体单元4’的基部B由多个连接部C通过穿孔V连接而形成屏蔽结构4的外围部分,此种结构具有对称性,特别适合应用于变压器元件。举例来说,请参照图4c,图4c是图4b所绘示的屏蔽结构4应用于积体电感的示意图。如图4c所示,放置于屏蔽结构4上方的变压器元件具有一次侧线圈CL1与二次侧线圈CL2,且一次侧线圈CL1的方向与二次侧线圈CL2的方向相差90o,然而由于图4b所绘示的屏蔽结构4具有对称性,对于置放方向不同的一次侧线圈CL1与二次侧线圈CL2来说,都能看到相同的屏蔽结构4。
[0079] 但一般来说,由同一层金属所形成的屏蔽结构由于电阻较低而容易形成电流的回流,因此,虽然图4a与图4b所绘示的屏蔽结构4的外围部分为连续的环形结构,但实际上图4a与图4b所绘示的屏蔽结构4的外围部分由多个导体单元4’的基部B利用多个连接部C通过穿孔V连接而形成,此种结构利用了穿孔的高阻值来降低被连接的导体单元之间的导电率,进而降低导体单元间的电流传导,以达到将涡电流效应最小化的效果。同时,由于无法精确地预期感应电流的路径,故于本实施例中,可通过微调连接部与穿孔的阻值来使得屏蔽结构的特性最佳化。
[0080] 须说明的是,虽然图4c中以屏蔽结构与包含多组线圈的变压器元件做举例,但本实施例的屏蔽结构亦适用于电感元件,故本发明于此并不限制。此外,虽然图4a-4c所绘示的屏蔽结构的整体形状均呈四边形,但本发明于此对屏蔽结构的整体形状亦不限制。
[0081] 〔积体电感/变压器的屏蔽结构的另一实施例〕
[0082] 本实施例所提供的积体电感/变压器的屏蔽结构应用于电感元件或由多组线圈组成的变压器元件,其中,屏蔽结构设置于电感元件或变压器元件的下方与基底的上方,以增加电感元件或变压器元件的特性。请同时参照图5a-5c,图5a-5c是本发明另一实施例的积体电感/变压器的屏蔽结构的示意图。如图5c所示,屏蔽结构5包括第一屏蔽层S1、第二屏蔽层S2与多个穿孔V。
[0083] 详细地说,图5a所绘示的屏蔽结构为图5c所绘示的屏蔽结构中的第一屏蔽层S1,如图5a所示,第一屏蔽层S1包括第一层基部B1与多个第一层延伸部T1,其中,多个第一层延伸部T1由第一层基部B1辐射状地向外延伸,且相邻的第一层延伸部T1彼此平行,使得第一屏蔽层S1的整体结构呈现鱼骨状。
[0084] 另一方面,图5b所绘示的屏蔽结构为图5c所绘示的屏蔽结构中的第二屏蔽层S2。如图5b所示,第二屏蔽层S2包括第二层基部B2与多个第二层延伸部T2,其中,多个第二层延伸部T2由第二层基部B2的两侧向内延伸,且相邻的第二层延伸部T2彼此平行。由另一种角度来看,图5b所绘示的屏蔽结构将图5a所绘示的屏蔽结构对半切割后,再经镜像翻转所形成。
[0085] 请复参照图5c,图5c所绘示的屏蔽结构是图5b所绘示的第二屏蔽层S2与图5a所绘示的第一屏蔽层S1重叠并通过多个穿孔V连接而成,其中,第一层延伸部T1与第二层延伸部T2彼此垂直交错。须说明的是,第一屏蔽层S1位于第二屏蔽层S2的上层,如前述,第一屏蔽层S1与第二屏蔽层S2通过多个穿孔V连接,但本发明于此并不限制穿孔V于第一屏蔽层S1与第二屏蔽层S2上的设置位置,也就是说,穿孔V可设置于任何第一屏蔽层S1与第二屏蔽层S2重叠处,用以连接第一屏蔽层S1与第二屏蔽层S2来形成图5c所绘示的屏蔽结构5。
[0086] 进一步说明,于图5c所绘示的屏蔽结构5中,第一屏蔽层S1与第二屏蔽层S2重叠,使得第一屏蔽层S1的多个第一层延伸部T1与第二屏蔽层S2的多个第二层延伸部T2呈现90o的交错,如此一来便能够让第一屏蔽层S1与第二屏蔽层S2所产生的磁场恰好反向,进而相互抵销,以避免感应电流的形成。值得注意的是,相较于图5a与图5a所分别绘示的屏蔽结构的屏蔽效果,经重叠而形成的图5c所绘示的屏蔽结构5的屏蔽效果可改善2%至5%。
[0087] 另外,图5c所绘示的屏蔽结构5特别适用于八字型电感器,其中八字形电感器包括有两个线圈绕组,但本发明于此并不限制。须说明的是,于本实施例中,第一屏蔽层S1与第二屏蔽层S2所设置的上下位置可以相互对调。举例来说,请参照图5d,图5d是本发明另一实施例的积体电感/变压器的屏蔽结构的频率与效能的关系的曲线图,如图5d所示,分别来看,第一屏蔽层S1的屏蔽结构约于频率条件为5GHz时,可达到的最佳Q值为20%,而第二屏蔽层S2的屏蔽结构约于频率条件为10GHz时,可达到的最佳Q值为25%。因此,于此实施例中,由于第一屏蔽层S1与第二屏蔽层S2所设置的上下位置可以相互对调,故由第一屏蔽层S1与第二屏蔽层S2重叠所形成的屏蔽结构5可产生的效能(Q值)增幅大约为20%至25%。也就是说,于一实施例中,将第一屏蔽层S1设计为下层结构并将第二屏蔽层S2设计为上层结构的屏蔽结构可达到优选的效能(Q值较高)。
[0088] 除此之外,虽然图5c所绘示的屏蔽结构5由第一屏蔽层S1与第二屏蔽层S2重叠所形成的双层型屏蔽结构,但本发明于此并不限制形成屏蔽结构的屏蔽层数目。但须说明的是,由于屏蔽层数目的增加会使得屏蔽结构中的寄生电容效应增大,而过大的寄生电容效应反而可能抵销掉经改善而提升的屏蔽效果,因此,设计者可根据实际应用的需求自行设计形成屏蔽结构的屏蔽层数目。
[0089] 〔实施例的可能效果〕
[0090] 综上所述,本发明实施例提供的积体电感/变压器的屏蔽结构通过屏蔽结构的外围部分的断开设计以及屏蔽结构的中心部分的连接设计,减少涡电流效应,避免感应电流所形成的反向磁场破坏电感元件/变压器元件,有效地提升电感元件/变压器元件的特性。再者,本发明实施例提供的积体电感/变压器的屏蔽结构亦通过穿孔连接各导体单元,利用穿孔的高阻值特性,使得被连接的导体单元之间的导电率降低,进而降低导体单元间的电流传导,以达到将涡电流效应最小化的效果,并进一步通过微调连接部与穿孔的阻值来使得屏蔽结构的特性最佳化。除此之外,本发明实施例提供的积体电感/变压器的屏蔽结构更利用多层屏蔽层的设计来有效地提升屏蔽效果。
[0091] 以上所述仅为本发明的优选可行实施例,凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰,皆应属本发明的涵盖范围。