TWI294719B - Laminated balun transformer - Google Patents

Description

1294719 九、發明說明： 本發明係以2004年9月23日申請之韓國專利申請第 2004-7_2號為基礎，並要求該優先權日，該申請案所揭 露之内容係以參考之方式併於本文中。 ^ '【發明所屬之技術領域】 ' 本發明係關於積層均衡不均變量器（laminated balun transformer) ’尤關於一種利用將傳輸線長降至又以下 而不會對特性造成任何改變並以此達成超小型化的積 _ 衡不均變量器。 、曰j 【先前技術】 在積層均衡不均變量器中，該詞彙“均衡不均（baiun)，， 為均衡轉變為不均衡的縮寫，意指由轉換均衡信號至不均 衡訊號或將不均衡轉換之均衡信號的電路或結構所構成之 裝置。例如，當具有均衡輸入/輸出階段之裝置（如混人哭 (dxer)和放大器（ampllfler))連接至具有不均衡信號之°。 裝置(如天線)時’即需要再均衡信號與不均衡信 ,轉換。 仃 均衡不均變量器係藉由集總元件（1 tunped e 1 ements) (如電阻、電感和電容）或分散式元件（如微帶線 (microstrip line)、條線和傳輸線）之結合而構成。進來， Ik著對於廣泛使用均衡不均變量器之無線電通訊產品進行 超小型化的需求增加’經常利用―種使用低溫共燒陶究 (low temperature CQflred咖咖，⑽）的積層均衡 不均變量器來減少元件的尺寸。 92772 1294719 ▲ = 1圖為顯示由馬查德（Marchand)提出之—般均衡 Γί量器之基本構造的等效電路。如圖所示，均衡不均變 里為係由長度各為又/4的四條導線14至17所構成（其 中’ λ為1/fc，而fc是輸入/輸出信號的中心頻率 四條導線14至η中，第-導線14之—端 口衡 谭Π’具有一定頻率之不均衡信號係藉由該不均衡:： 而輸入/輸出。第二導線15之一端係連接至第—導線14 之另:端。第二導線i 5之另-端則為開放（〇pened)。此 2 ϋ線16和第四導線17各有-端個別連接於接地 2且分別與該第一導線14和第二導線15平行配置，以 在廷些導線間形成電耦合。第三和第四導線16和i 分別連接至均衡埠12和13,而均衡信號係經由該 均衡埠12和13進行輸入/輸出。 入。。在上述配置令，第一導線14和第三導線16形 4 ’弟二導線15和第四導線17係形成另—_合器。以 ϋ之士配置’當具有—定頻率之不均衡訊號輸人至^均衡 1%’在第一至第四導線14至17間係 且因此具有與輸入之不均衡信號相同頻率與強度，：二 不均衡信號有度之相位差之均衡信號係藉由均衡蜂^ 輸出。相反地，當兩具有—錢率、相同強度而相位 士相互為18G度之均衡信號分別輸人至均衡埠12和 :’具有與兩輸入之均衡信號相同頻率之 由不均衡埠11而輪出。 、心 習知具有上述等效電路之積層均衡不均變量器的形狀 92772 6 1294719 係如弟2圖所示，而甘 '、内部結構係如第3圖所干 參閱第2圖’習知之積層均衡不均變量 對兩侧上的外部及複數個形成於介電質塊21之相 n 電極23至28，各外部電極23至28#抓 設成為用於輸入/輸出均鮮；^之^卜部^2 5至2 8係 I A m r； ^ 、。唬之鳊子、以及外部電極26 成為用以輸入/輪出不均衡信號之端子。 麥閱第3圖，介雷所括Q，μ 電質片進行積層對複數個介 序向下mΜ積層之介電質片上係依 乂成.連接至接地之外部電極24 電極3〇;長度為；t/4的第 之弟一接地 輪出不均衡俨泸之冰却千…泉32有一鳊連接至輸入/ 33件平=外部電極26 ;長度為"4的第三條線 均=;之夕= 条線32形成且兩端分別連接至輸入/輸出 地心 _ 25以及接地之外部電極27;第… =極=賴至接地之外部電極24和27;長度為7 32而：有一端透過外部電極23連接至第-條 -端為開放’·第四條線38係平行於第二條線而另 均衡"^連接至接地之外部電極27以及輸入1 接地之外部電極…。接地電極4°係她 電極=，述之元件符號31、34、36和39 ’表示㈣ 用方；連接第一至第四條線32、33、37和38至個另 92772 7 1294719 的外部電極23至28。 如Jl*所述，籍^爲 長度為λ/4的^/句衡不均變量器係藉由垂直積層四條 超小型化之均^而達成微小化。然而，近來’因為對於 :注於將均衡不^巧量器的需求益增，有許多研究係專 -基本性質。 里為之超小型化的同時亦維持或改善其 【發明内容】 >供在通帶(二點而產生本發明，本發明之目的在於提 小型積層均衡不均H面具有改善之***損失特性之超 依據本發明$ _ At 種積層均衡不均變量：m其他目的可藉由提供- 含:將複數個介電;均衡不均變量器包 Mn ,, 电貝片矛貝層而成之介電質塊（dielectric 、⑻’以及複數個形成於該介電質塊之外側之外部 極=衡^號轉換成不均衡信號或相反，該複數個外部電 J :於接地、輸入/輪出不均衡信號、輸 二广包㈣纽較低層之㈣接地電極，該較低層與介 电貝之頂層係具有-定之距離，該内部接地電極 部電極；第一條線，係形成在内部接地電極下之 較低層上且有-端連接至用於輸入/輸出不均衡信號之外 部電極；第二條線，係形成於内部接地電極下之較低声上 且有一端連接至該第一條線的另一端，而第二條線之^一 端為開放；第三條線’係平行於第一條線而形成在低於内 92772 8 1294719 部接地電極下之較低層上， 極，另-端連接至用於輪入/輪出m接地之外部電 極；以及第四條線，係平行於勺衡仏唬之外部電 電極下之較低声上，右一^: 一條線而形成在低於内部 -另-端則連接:用於第二二:地之外部電極，而 極’且其中該介電質塊之底層二輸出的外部電 (ground pattern)。 丁衣叹於一基板之接地圖樣 第:r户,“也一 # I線係與第二條線形成於同-層上，而 弟二i卞線和弟四條線係形成在於同—層上 而 該第一條線和第二條線之層下或上。s a係位於 較佳地，第一至第四條 積層均衡不均變量器之尺寸。、為螺凌或曲折狀，以降低 上。至第四條線係形成於介電質塊之不同層 人…按地Cnon-ground)電極，兮盔拉仏不L 行之方式形成在介於該第—和二f相互平 第四條綠間之層上’以在第一：間以及該第二和 工卜 乐和弟二條線之間以及右笛- 口弟=2之間形成電屏蔽ctrical shlelding)。一 將述之另一態樣’上述及其他9的可藉由如後 均衡不μ ’〜成’準備—積層均衡不均變量11，該積層 ^不均ΐ量器包括藉由將複數個介電質片而形成介電質 们以及減個形成於介電f塊外側之 ;：；r 出均衡^虎以及無連接，其中，該介電質塊包括形成於較 92772 9 1294719 1 - =:::广極，該較低層係以-定之距_介電Μ 观之上層分隔；形成該内 两I、；丨电貝 部電極而形成向上之方6接地琶極係連接於接地用之外 .極下之較低層上的第—^電=合之屏蔽’於内部接地電 ·外部電極以及輸入/輸出不均衡兩端分別連接至無接地之 …一條線的第三料，·=奴外部電極；平行於第 之第-條線上或下之鄰近；：、‘:、在内部電極之向下方向 外部電極以及輸人/輸^衡兩端分別連接至接地之 接地之外部電極而另-端為開放.二於Ϊ—端連接至無 條線，該第四條線係位於介電於弟二條線之第四 近於該第二條線之層上，該; 之外部電極以及輸入/輪出 … 而刀別連接至接地 形成在介於該第-和第：^衡信號之外部電極；以及 之介電質片條線間 ?二地’介電質塊進—步包括第一；線=合之屏：。 弟一條線至無接地之外部電極 :β用於連 於介電質塊之内層上，有1連接極係形 端;第=广“。le)電性連接至第-條線之另 號之外部電極用二連4二三條線至輪入/輪出 电位弟一引線電極係形成於介 有—端透過通孔電性連接至第三 =内層上， 入/輪出均衡信號之外部電極；第三而連接至輸 二條線至無連接之外部電極，第三 92772 10 1294719 質塊之層卜，士 —俨 有—端透過通孔電性連接至第二條線，而另 ^2接至輪入/輪出均衡信號之外部電極；以及第四引線 :朽’用於連接第四條線至輪入/輸出第二均衡信號之外部 :。1四引線電極係形成於介電質塊之内層上，有一端 '第包性連接至第四條線’而另一端連接至輸入/輸出 弟—均衡信號之外部電極。 作為=地:Γ4之底層係連接至一 1【實施方式】 在二圖式就本發明之較佳實施例做詳細之說明。 發明無關之元件係省==要標的不清楚，與本 豆缩小之;^本舍明之積層均衡不均變量器之特徵係為 成阻Γ尺寸之特徵係由修改在 或信號線之配置r匹配之接地電極’以代替修改連接結構 以下將以一範例描述由第j圖所示之 均衡不均變量器。 电路代表之 第4圖顯示依據本發明 的透視圖。 蕷層均衡不均變量器之外形 由以=4方圖/Γ ’本發明之積層均衡不均變量器·传 由乂 LTCC方法積層複數個介電 ’、 面體介電質塊41,以及形成於；電片;:：…形之六 之所構成複數個外部電極42二之目對兩側上 4 ^各5亥外部電極4 2至4 7 92772 11 1294719 係没成接地、輪入/輪中 等等。這種形狀係與習知之=:輸=出均衡信號 此本發明之積層均衡不均變二;：：=量器相同。因 .不均變量器相同之外护。。有與習知之積層均衡 、或結構進行修改。以力°外部電極的數目或對配置 …變量哭之式為使用者帶來此積層均衡不均 又里时之叹5十和配置態樣的 河不句 電極係設成無連接，外部電極43和二： :電極44和47係分別設成輪入/輪出第外 ，=外部電極45係設成輸人/輸出不均衡⑼用5 弟5圖和第6圖顯示依據本發明之 口:。 不均變量器之分解透視圖。 μ⑪例之積層均箱 首先’依據本發明之第一 兩對條線（tw。pairs Qf Υ杨不均變量器係為名

CelectHcal shield), -一乂積層四條广二電極圖樣’各條她^ 更詳言之，參閱第5圖 積層均衡不均變量器包含 ：：：第-實施例的

Cconduct^e pattern). ^ 成之導電圖樣 俜f+r帛〃电貝片層上亚無導電圖樣’第-介電質片声 係對應至積層均衡不均變量器5〇之最上層。 貝片層

43^Γ形之第—接地係連接至^地之外H Πηε)，且节第ΛΓ千 抗之參考線（⑽价膽 ， 弟一接地電極51係形成於第-介電質片声下 之弟二介電質片層上。 电貝片層下 92772 12 1294719 弟 。。_灌）之外部電極42二接二無連接（咖-52a > 52 層下之第三介電質片層上。 、弟一）ι電質片 +螺旋或曲折狀之第—條線53有—端連接至 :5 了: Γ5 2 a而另一端連接至不均衡信號之外，極 45，5玄乐一 i卞線53係印刷於第四 屯極 平行於第-條線53形成之螺旋二 =第 54有-^連接至接地之外部電極46,而另—端上木” 至較低層之通孔54心該第三 = > 成連接 層片上。 *加形成於弟五介電質 =二引線電極55有—端連接至通孔…，而另— 接至均衡信號用之外部電極44以 而連 另-端至均衡信號用之外部電 係形成於第六介電質片層上。 A 一弓丨'泉电極55 之敕Hi)之無接地（細—電極56，覆蓋介電質片 之正们表面，以電性屏蔽第一 、 低層，該無接地電㈣係形成^：=5^4_；及較 第三引山線電極57有-端形成有連接至較㈣之通孔 另—翊連接至均衡信號之外部電極47， 線號57係形成於第八介帝所 弟一引、，泉 條線％有-端連^ Γ 或曲折狀之第四 外邱〜 連接¥通孔57a，而另一端連接至接地之 二：極4 6 ’該第四條線5 δ係形成於第九介電質片層上。 ，曲折狀之第二條線59係平行於第四條線Μ而形成 92772 13 1294719 ，第十介電質片層上，該第二條線59之一端形 ;:二而另一端為開放。第四引線電極6〇有- : 一條線59之通孔59a，而另一端係連接至無連 千^外部電極42，該第四引線電極6G係形成於第十二介 十三層係具有無導電 在如上述方法建構之積層均衡不均變量器 線53、第二條線59、第三條 。 1 木 應至第1圖之等效電路之信號線14二=^^ 16和信號線17。 琥、，泉虎線 如上所述，該第—和第三條線53和Μ以及哕 第四條線59和58係分卿⑽合心卿ier)。^^ 接：電極ί该乐一和第三條線53和54組成之耦合器以及 二m線59和58組成之耦合器間作為電磁耦合 开敝。此夕卜，弟-接地電才亟51和第二接地電極Η係位於 介電質塊41之較上和較下部分，使内部條線53、54、58 和5 9係分別作為阻抗。 第-條、線53#第三條線54係、平行配置於第—接地恭 極51和無接地電極56之間，第二條線的和第四 ^ 係平行配置於無接地電極56和第二接地電極61之間。此 時’第2條線5 4和第四條線5 9必須介於無接電極5曰: 間而垂直設置。 〜 因此’雖然無接地電極56未接地，其藉由在第三條線 9277? 14 1294719 丄/第四I'線58之間之導電金屬以產生具有相反相位之 L唬而形成令電位。因此無接地電極56係無須連接至接地 卜4 %極43和46而作為接地電極以強制產生零電位。 • * 在操作頻帶中之插人損失（insertion l〇ss)可 .2由在弟二和第四條線54和59間形成無接地電極Μ而進 Γ步減低。相較於第3时習知之結構，在插人耗失方面 頒現出超過（h5Db的改善。 ^ ’依據本發明之本實施例之制均衡不均變量器 的操作#性係在不增加處理或積層之數目即可改進。 在依據本發明第二實施例之積層均衡不均變量哭中， 破壞均衡不均變量器之特性下減少均衡不均變量器 分Γ/即在乃壯將位在形成於介電質塊中之接地電極之較低部 均變量的接地電極免除，以及隸在均衡不 二二：上之基板的接地圖樣(gr_d pattern)作為第二接地電極61。 第6圖顯示依據本發明之第二者 一 變量器之介電f塊的分解透視圖。u η均衡不均 圖於==示之積層均衡不均變量器除了移除在第5 與第5圖之積料衡不⑼/之弟―接地電極61外’係 槓㉝均衡不均U器具有相同之結構。

包含J二第=::=列之積層均衡不均變量器6G 43和⑼，以提:^ ===連接至接地之外部電極 杈仏电性屏敝之麥考線以及 — 92772 15 * 1294719 端上形成有作為電性連接之通孔他 三條線電極53右一 # 1 4± 疋&曲折狀之乐 他，而：ΐ 接至第一引線電極52之通孔 曲折狀之第不均衡信號之崎 •'連接至：:：係平行第一條線53而形成，其-端 -連接接地之外部電極铛，而另一 ± ，層之通孔场成有連接至較低 而另—、… 有一端連接至通孔5 4 a， 而另立而連接至均衡信號之外邱兩κ、 條線54之另一端至均 °包°以電性連接第三 %覆蓋介電質片之整個^虎之外部電極44;無接地電極 正们表面，且形成在第三 之位置，藉此方式使無接地電極56連接至外邮千 47，·第三條線電極57开4…5:連接至外部電極42至 w Φ成於無接地電極5β下古 上形成有連接至較低層之通孔57a，而另—^方有ρ 信號之外部電極47;第四停 @接至均衡 下，有一端連接至導通孔無接地電極56 ^極46’·螺旋或曲折狀之 也的外 58而形成，其一端上 # …泉59千仃於弟四條線 以及莖^ 成有導通孔59a，而另一端為開放· 以及弟四條線電極60有 ]放， so. , ^ ^ h、土 义饮王乐一條線59之通孔 一 ％連接至無連接之外部電極42。 因依據本發明第二實 免除第-接地m 均衡不均變量器中係 針庫! 61，使積層均衡不均變量器之厚度減低 對“弟二接地電極61至底層之高度量。^咸低 41中之導電圖樣的積声中 兒貝塊 ^灿 檟層中尤其必須維持垂直鄰近導 離。因此，在第二條線59和第二接地電= 間品要一定的距離， 兒極61 乐一接地電極61必須以一定之距離 92772 16 1294719 與嵌入面分隔。此日# _ — ~ 守’错由免除第二接地電極61，可免除 攸弗二接地電極β 杜W至介電質塊之底面的厚度。 此時，介雷所地 ^ L 貝鬼的底層係接合至印刷電路板，該底層 — 马上面具有以i刚 一 ‘此，杏 、足方式形成之接地圖樣的裝設表面。因 '夕壯田本^明之積層均衡不均變量器裝設於印刷電路板上 特性之接地電極，、而ί接地圖樣係作為顯現—定阻抗 均衡不始鐵旦—“、、牮二接地電極61。結果，維持積層 >不约婉二里f的操作特性。依據第二實施例之積層均衡 性，在其裝設至引刷電路板上後做測 里t纟、、員現與習知之藉；6 層均衡不均變量器的小差異。此外， 車父於5知之積層均衡不 田 低o.5Bd或更多。衫均***損失係進一步降 因此’如第6圖所干，π主， ^^_,, ^ θ 斤 τ看出依據本發明實施之積層 均衡不均變量器無操作特性之變化。 積 可從前文之敘述顯見，籍 ,,.^ ^ 見積層均衡不均變量器具有操作 4 寸性之優點，更詳言之，變量’知作 層或處理之數目的情況下得 ^可在不增加積 操作特性之方式下減低變量器之=/此外，可在不破壞 ^本料之較佳實_料料範例而揭露 ^域之人胃將了解在不悖離申請專利 明的乾疇和領域下可做各種修 【圖式簡單說明】 ，改、增加和取代。 藉由參照所附之圖示可更了解本發明上述之 不中類似元件標有類似的參考符號， 圖 92772 17 1294719 圖； 第丨圖顯示一般均衡不均變量器之等效電 第2圖顯示習知之積層均衡不均 兒 路； 變量器 之外型的透視 第3圖顯示如第2圖所示之習知 之内部構造的分解透視圖； 第4圖顯示依據本發明之積層均衡不均 積層均衡不均變量 器 的透視圖； 變量器之外形 Φ 變量器之分解透視圖；以及 第5圖顯示依據本發明之第一與於〇 哭+ A經i秀親®I : I、/ Ώ ' 之積層均衡不均 第6圖顯示依據本發明 變量器之分解透視圖。 【主要元件符號說明】 11 不均衡埠 14 弟一導線 16 第三導線 20 ㊂知之積層均衡不均 21 介電質塊 23 > 24 、 25 、 26 、 27 、 28 30 第〜接地電極 32 第〜條線 35 第〜接地電極 38 第四條線 41 介電質塊 42、 43 、 44 、 45 、 46 、 47 之第二實施例之積層均衡不均 1 2 ' 1 3均衡埠 15 第二導線 17 第四導線 變量器 外部電極 31 ' 34 ' 36、39弓丨線電極 33 第三條線 37 第二條線 40 第三接地電極 外部電極 92772 18 1294719 50、 400積層均衡不均變量器 51 第一接地電極 52 第一引線電極 52a、 54a 、 57a 、 59a 53 第一條線 54 第三條線 55 第二引線電極 56 無接地電極 57 第三引線電極 58 第四條線 59 第二條線 60 第四引線電極 61 第二接地電極

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Claims (1)

1. "96.11 -2 月曰修正替換頁I 第94112842號專利申請案 —(96 年 n 月 2 曰） 必4719 十、申請專利範圍·· I -種積層均衡不均變量器’包含藉由積層複 片^形成之介電質塊，以及複數個形成於該介電質塊之 =則的外部電極，該複數個外部電極係用於接地、輸入 ZTZ7二輸入/輸出第一和第二均衡信號以及 …、遇接，其中該介電質塊包括： ^部接地電極，形成於以―定㈣與該介電質塊之 :之：Γ隔之較低層上，該内部接地電極係連接至該接 :電極且在向上方向上形成以屏蔽電性耦合； 且兩端::::=内部_極下之較低層上， J連接至該無接地之外部電極以及該 入/輸出不均衡信號之外部電極； w 、輸 電極而形成於該内部接地 之兩端係分別連接至該接地之外部電極以及該 、，入/輪出該第一均衡信號之外部電極; 第四條線，形成㈣㈣接地電財之 ，兩:分別連接至該無接地之外部電極以及該用二 弟一均衡信號之外部電極； 、、以 之内^條線，平行於該第四條線而形成在該介電質境 接之外部電極，而另一端為開玫有以及、連接至該無連 由‘電金屬構成之無接地電極—一 和該第四條線間之中間層上。^成在該弟三條線 (修正本)92772 20 , 1294719 2. 第94112842號專利申請案 (96 年 1 !月，一、 如申請專利範圍第…年U月2曰 介電質塊復包:均衡不均變量器，其中，該 外部極：Μ接該第-條線至該無連接之 電^該弟—引線電極係形成在該介電質塊之内層 過、^有^端連接至該無連接之外部電極，而另一端透 t通孔連接至該第一條線之一端； 線電極，用以連接該第三條Μ該用於輸入 外部^，該第：引線電極係形成於 •ΞΙ線貝f:層上，且有一端透過通孔連接至該第 之外部電極；U連接至該用於輸人/輸出均衡信號 /輸出第5丨t電極’用於連接該第四條線至該用於輸入 於該曹：衡k唬之外部電極’該第三引線係形成 第^繞…之内部層上’且有—端透過通孔連接至該 二:：線，而另一端連接至該用於輸入/輸出該第二均 衡k唬之外部電極；以及 外都Ϊ四引線，極’用以連接該第二條線至該無連接之 ^極’該第四引線電極係形成於該介電質塊之内部 二端、拿^ 一端透過通孔電性連接至該第二條線，而另 3 “士接該用於輸人/輸出該均衡信號之外部電極。 '專利耗圍第丨項之積層均衡不均變量器，其中， 邊弟一至第四條線為螺旋或曲折狀。 申明專利範圍第1項之積層均衡不均變量器，並中， 底層係接合至基板之接地圖樣，以作為底 (修正本)92772 21