Annual Report 2004–05

傑出研究計劃 工程學院 Outstanding Research Project Faculty of Engineering 世界上最小的藍芽通信模塊 The World's Smallest Bluetooth Communication Module 電 子 工 程 學 系 吳 克 利 敎 授 領 導 的 硏 究 小 組 開 發了 世 界 上 最 小 的 藍 芽 通 信 模 塊 。 該 集 成 模 塊 採 用 低 溫 共 燒 陶瓷 ( L T C C ) 技 術 ， 整 個 模 塊 的 尺 寸 僅 為 1 2 X 1 2X 1 立 方 毫 米 。 所 有 必 要 的 射 頻 無 源 功 能 電 路 ， 特 別 是 平 衡 一非 平 衡 轉 換 器 （ B a l u n ) 、 匹 配 網 絡 、 帶 通 濾 波 器 及 天 線 都 放 在一 個 十二 層 的三 維 陶 瓷 基 板 中 。 新 模 塊 僅 為 市 面 其他 藍 芽 模 塊 體 積 的一 半 ， 並 且 使 用 相 對 更 少 的 表 面 黏 貼 式 封 裝 器 件 ， 能 廣 泛 應 用 於 無 線 消 費 產 品 ， 例 如 電 話耳 機 、 手 提 電 腦 、 M P 3 播 放 器 、 數 碼 相 機 等。 該 L T C C 藍 牙 模 塊 採 用了 三 項 關 鍵 性 技 術 ： ( 一 ) 大 小 僅 為工 作 波 長 十 分 之一 的 小 型 緊 湊 天 線； （ 二 ） 把 匹 配 網 絡 、 平衡 一非 平 衡 轉 換 器 和 濾 波 器三種 功 能 集 於一身 的 緊 湊 型 平 衡 濾 波 器；（三 ）高 效 的 計 算 機 仿 真 模 型 ， 可將 三 維 布 線 中 的 電 磁 干 擾 降 到 最 少 。 其 中 的 天 線 與 平 衡 濾 波 器 技 術正 申 請 美 國 專 利。 除 了 體 積 細小 外 ， 該 模 塊 更 可大 幅 度 節 省 製 造 成 本 ， 因 為它 的 表 面 黏 貼 式 封 裝 器 件 絕大 多 數 藏 於 單 片 陶 瓷基 板 中 ， 而 這 種 陶 瓷 基 板 可 以 大 批 量 生 產。 The research team of Prof. Wu Ke-Li of the Department of Electronic Engineering has successfully developed the world's smallest Bluetooth communication module. The overall size of the module is 12 by 12 by 1 mm 3 . This integrated module is based on Low Temperature Co-fired Ceramic (LTCC) technology. All the required passive Radio Frequency (RF) functional circuits, particularly balance-to-unbalance transformer (balun), matching network, bandpass RF filter and antenna, are embedded into a 12-layer ceramic substrate in a 3-D fashion. Measuring less than half the size of existing market available modules and requiring far fewer surface mounted components, the module could be applied to any Bluetooth enabled consumer wireless products including mobile phone headset, laptop computer, MP3 players and digital cameras. Three key technologies are developed in this advanced LTCC module: (1) an innovative low profile and compact antenna, whose length is less than one tenth of wavelength; (2) a new compact RF device, called balanced filter, that combines the functionalities of matching network, balun and extracted pole bandpass filter; and (3) effective computer electromagnetic modelling technique for minimizing electromagnetic interference in a 3-D compact routing layout. US patents for the compact antenna and the balanced filter are pending. In addition to its compact size, the LTCC Bluetooth module has shown great potential in reducing the cost of Bluetooth modules since most of the surface mounted components are embedded in a monolithic ceramic substrate, which can be easily manufactured in large volumes. 54研究Research