[发明专利]非接触式信号传输整合式装置

说明书

技术领域

本发明有关于一种非接触式信号传输整合式装置，尤指一种适用于无须直接接触便能传递信号的整合式装置。

背景技术

近年随着毫米波（millimeter wave）频段的应用与发展，无线个人局域网络（Wireless Personal Area Network，WPAN）的高速传输应用、车用雷达系统等都朝着数十GHz频段的趋势迈进甚至于THz频段。操作于毫米波频段的无线通信系统可夹带大量的数据作传输，不管是在短距离的WPAN应用或是短、中、长距离的车用雷达系统，都相当具有优势，在毫米波电路技术的开发上，所有的系统都会朝向芯片化设计来缩小电路面积及大量制造，以达到降低成本的目的。一般来说，一接收/发射机的电路架构包括一接收机、一发射机或是一接收/发射机的电路，其目前皆可芯片化，芯片化的电路再通过传输线来做信号的传递连接至下一级电路，一般来说通过实质导线的连接方式，即通过焊线(wire bond)或芯片倒装(flip chip)的连接方式。

在无线通信接收或发射电路运用上，当接收/发射机（transceiver）芯片在使用时，都必须借助印刷电路基板(PCB)为载体，将接收/发射机与其他芯片或电路结合，如电源、数字电路、基频电路、内存电路、天线等，以完成整个系统的动作，而接收/发射若不为单一芯片时，LNA芯片、PA芯片、VCO芯片在连接时，也需利用焊线或芯片倒装方式与印刷电路基板传输线连接。然而，当系统操作在高频段如：毫米波频段时，焊线或芯片倒装的连接方式会开始产生寄生效应而影响系统效能，且焊线或芯片倒装的准确度要求更高，要求的封装成本也相对提高。

因此，本发明欲提出一种非接触式信号传输整合式装置，运用滤波器设计的方法与概念，使信号从芯片中传递转换至印刷电路基板传输线上，免除焊线或芯片倒装工艺所造成的寄生效应；并于特定距离范围内能有效地将信号传递转换至印刷电路基板，亦可与天线做一整合。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非接触式信号传输整合式装置，运用滤波器设计的方法与概念，免除焊线或芯片倒装工艺所导致的寄生效应，使信号从芯片中有效地传递转换至印刷电路基板上。

为达到上述目的，本发明的一实施例提供一种非接触式信号传输整合式装置，其包括：一基板、一芯片、一第一共振单元、一印刷电路板基板、以及一第二共振单元。基板具有一第一表面；芯片设置于第一表面上；第一共振单元设置于芯片上，并接收由芯片所产生的具有一第一频率的一第一信号；一印刷电路基板具有相对于第一表面的一第二表面，设置相对于基板的一间隙，间隙为第一表面与第二表面之间的距离；以及一第二共振单元设置于第二表面上；其中，具有第一频率的第一信号经由第一共振单元使得于第一共振单元及第二共振单元之间产生一非接触式耦合，通过电磁耦合传输方式，使第一信号能有效地在上述两共振单元间传递。

因此，本发明的非接触式信号传输整合式装置，运用滤波器设计的方法与概念，提供一种非接触式传输结构设计，免除焊线或芯片倒装工艺所产生的寄生效应，进而降低成本，并使得信号从芯片中低损耗传递转换至印刷电路基板上。

进一步，在本发明的非接触式信号传输整合式装置中，为了增加第一共振单元及第二共振单元之间的耦合量，可将芯片上第一共振单元的地挖开，以减少第一共振单元对地的电容效应，进而增加与第二共振单元的磁耦合量。以此方式可以应用在各式各样芯片的相关工艺上；如：本发明的CMOS工艺。

在本发明的非接触式信号传输整合式装置中，间隙的距离范围可介于0至200微米。因此，在此距离范围内，非接触耦合可有效地将信号传递于第一共振单元及第二共振单元之间。此外，较佳地，间隙的距离范围可介于0至30微米。

在本发明的非接触式信号传输整合式装置中，第一共振单元及第二共振单元可为一分布元件(Distributed element)、一半分布元件(semi-distributed element)或一集总单元(lumped element)。较佳地，第一共振单元及第二共振单元为分布元件。

在本发明的非接触式信号传输整合式装置中，芯片可更包括一信号馈入单元，信号馈入单元可连接于第一共振单元，因此，第一信号可经由信号馈入单元而馈入第一共振单元。

在本发明的非接触式信号传输整合式装置中，芯片可更包括一接地单元，接地单元夹设于第一共振单元及基板之间。