不同磁芯材料在微电感中的应用

叙述了坡莫合金,铁氧体和非晶、纳米晶软磁等材料用作微电感磁芯的磁性材料的特性及其对微电感性能的影响,如电感量和Q值.并介绍了螺线管型微电感的制作工艺过程.     

一种新型磁芯螺线管微电感的设计与优化

利用HFSS仿真软件对一种基于电感耦合的新型磁芯螺线管微电感进行设计,并优化得出其结构参数,该电感尺寸为7 mm×6.6 mm×0.44 mm。利用Agilent E4294A射频阻抗/材料分析仪对微机电系统(MEMS)工艺实现的该新型螺线管微电感进行了性能测试分析。测试结果表明：该电感在1 MHz~20 MHz频率范围内保持较高的电感值和品质因数Q,测试结果与仿真结果较好的吻合,电感值是相同几何结构参数下空心电感的16倍以上,在10 MHz频率时,微电感的电感值为1.17μH,Q值达到50。     

基于闭合磁路的框式薄膜电感的研究

通过磁控溅射工艺制备出三种框式薄膜电感,其中特殊磁芯电感、全磁膜电感为设计制作的具有闭合磁性回路的特殊薄膜电感,而三文治结构电感是目前流行的薄膜电感,这些电感均由下层磁芯层、下层绝缘层(聚偏二氯乙烯,厚度约为40μm)、线圈和线圈中心的磁膜、上层绝缘层和上层磁芯层组成,其差别在于磁芯结构不同。在1~3 MHz频率范围内,比较了三种电感的等效电感、寄生电容和损耗因子。结果表明:与三文治结构电感和全磁膜电感相比,特殊磁芯电感有较高的等效电感量和较小的寄生电容,但损耗较后两者高。     

MEMS技术制作的螺线管微电感

考虑和分析了螺线管微电感的几何结构参数对微电感性能的影响,利用MEMS技术制作了四种不同几何结构的高性能射频螺线管微电感。这些微电感采用铜线圈,以减小线圈寄生电阻,且制作工艺简单,成本低,与IC相兼容。测试结果表明,微电感在较宽的工作频率范围内具有较高的Q值,在频率分别为6 GHz,4.4 GHz,5.8 GHz和5.6 GHz,微电感Q峰值为38,19.1,24.1和21.9,所对应的电感量为1.81 nH,1.07 nH,1.03 nH和1.17 nH。     

一种新型MEMS微电感制作工艺和模拟研究

采用光刻、干法刻蚀、电镀等微机电系统(MEMS)工艺设计了一种新型的带磁芯的螺线管微电感。采用COMSOL Multiphysics有限元软件,计算了不同频率交流载荷下的等效电阻、等效电感和阻抗随频率变化的关系。模拟结果表明,在1kHz¹MHz的频率范围内,其等效电感值基本不变,约为27nH,电阻值约为9Ω,射频模拟结果表明其共振频率为0.45GHz。     

磁性薄膜微电感器件的研究进展

综述了磁性薄膜微电感的研究现状,介绍了四种不同电感器件的结构设计(平面螺旋型,磁芯螺线管,曲折结构及夹心条状结构)及其优缺点和磁芯材料(坡莫合金,铁氧体,非晶,纳米晶软磁)对电感器件的影响。     

纳米晶磁芯螺线管微电感的模拟研究

为了研制小尺寸、高性能的片上微电感,采用Fe基非晶薄带经退火得到的纳米晶带材作为磁芯材料,并对其高频磁导率进行了测试。对纳米晶磁芯螺线管微电感建立了物理模型,模拟分析了结构参数对微电感性能的影响。结果表明:在1~10MHz频率范围内,所设计的微电感的电感量L在2~12μH,品质因数Q值在1.3~2.3,非常适用于DC-DC变换器等功率电子器件。     

铁芯和空芯螺线管型微电感器的性能比较

为了满足RF电路、电源电路、微执行器和微传感器等领域对高性能和工艺简单的电感器的广泛需求，用正、负胶结合的微加工工艺，在硅基片上制作了有坡莫合金铁芯的和在玻璃基片上没有铁芯的、其它结构和参数均相同的两种螺线管型微电感器，测试了它们在1－40MHz频率范围的电感、电阻和Q因子，并进行了比较和讨论。其结果与现有理论知识相一致。实验证明了具有坡莫合金铁芯的螺线管型微电感器在低于30MHz的频率下使用更有意义。而无铁芯螺线管型微电感器还可以用于更高频率的场合。     

悬空结构射频微电感的制作研究

利用MEMS工艺中的牺牲层技术制作了一种新型悬空结构微电感，在此悬空结构中，微电感的线圈制作在与衬底平行的平面上，线圈与衬底之间有立柱支撑；此新型微电感的高频性能较好，且其制作工艺流程简单，与集成电路工艺相兼容。测量结果表明：当工作频率在2GHz～3GHz范围内时，此悬空结构微电感电感量达到4．2nH，Q值最大可达到37。     

RF MEMS电感的研究与进展

无线通信的迅速发展,对高性能电感有迫切的需要。本文介绍了目前电感的发展状况,包括表面螺旋电感、垂直平面螺旋电感、悬浮螺旋电感和螺线管电感。对各种电感的性能进行了比较,讨论了电感设计所需考虑的问题及相关因素,对各种电感的加工工艺作了介绍。总结了各种电感的品种因数。     

环面点胶对电源磁性器件可加工性的影响

变压器、电感等磁性器件性能显著影响电源参数指标。针对E型变压器磁芯气隙制作一致性差、效率低的问题,建立了不同点胶方案的有限元分析模型,进行了高黏度环氧绝缘胶非牛顿流体的剪切力机理分析。结果表明,通过减小胶点尺寸、改变胶点形态及分布的方法,可以提高磁芯器件的一致性和加工效率。采用全自动点胶工艺精确控制胶点半径和中心距,制作出了满足电感量要求的变压器,提升了加工效率,验证了仿真和机理分析的正确性。获得了一种高精度、高效的环面点胶和磁性器件制作工艺方法。     

MEMS磁芯螺线管微电感的制作工艺研究

采用微机电系统(MEMS)技术制作了磁芯螺线管微电感,该技术包括UV-LIGA、干法刻蚀技术、抛光和电镀技术等。研制的微电感大小为1500μm×900μm×100μm,线圈匝数为41匝,宽度为20μm,线圈之间的间隙为20μm,高深宽比为5∶1。测试结果表明:在1～10MHz频率下,其电感量为0.408～0.326μH,Q值为1.6～4.2。     

液氮温区集成式数字温度传感器设计

温度传感器是制冷型红外焦平面探测器的重要组成部分,它用于测量探测器工作温度,其输出用于制冷机控制,从而控制探测器温度。探测器的工作温度将直接影响探测器的性能,如信噪比、探测率和盲元率等。针对传统PN结温度传感器需要模拟信号处理电路及易受电磁干扰的弊端,设计了一种基于CMOS工艺的集成式数字温度传感器,可以集成到红外焦平面探测器读出电路中,直接通过SPI接口输出数字测温值。设计的集成式数字温度传感器采用0.35 m CMOS工艺流片,芯片面积为380 m500 m（不包含PAD）,在电源电压2.5 V和采样频率6.1次/s条件下,功耗为300 W,分辨率0.061 6 K。在77 K温度下输出的RMS噪声为0.148 K。测试结果表明,集成式数字温度传感器可以应用于制冷型红外焦平面探测器温度测量。     

新型悬空结构射频微电感的制作与测试

利用MEMS(Micro Electro-Mechanical System:微机电系统)工艺中的牺牲层技术制作了一种新型悬空结构微电感,在此悬空结构中,微电感的线圈制作在与衬底平行的平面上,线圈与衬底之间有立柱支撑;此新型微电感的制作工艺流程简单,与集成电路工艺相兼容,且其高频性能较好。并对此结构微电感的性能进行了测试,测试频率范围在0.05~10 GHz之间,结果表明:当悬空结构微电感的悬空高度为20 靘,工作频率在3~5 GHz范围内时,其电感量达到4 nH,其Q值最大可达到22。     

硅基CoZrO铁氧体磁膜结构RF集成微电感

制作了一种新型磁膜结构射频集成微电感.该电感使用溶胶-凝胶法制备的CoZrO铁氧体作为磁性薄膜;采用平面单匝形式的金属线圈,从而形成"SiO2绝缘层/磁膜层(CoZrO)/SiO2绝缘层/Cu线圈"的结构,具有结构简单、制作工艺与常规集成工艺兼容等特点.同时,采用相同工艺同批制作了无磁膜微电感作为对比样品,并取各项结构参数与磁膜电感相一致.测试结果表明,2GHz处,磁膜结构微电感的感值(L)为1.75nH、品质因数(Q)为18.5,与无磁膜微电感相比,L和Q的值分别提高了25%和23%.     

硅基COZrO铁氧体磁膜结构RF集成微电感

制作了一种新型磁膜结构射频集成微电感.该电感使用溶胶-凝胶法制备的CoZrO铁氧体作为磁性薄膜;采用平面单匝形式的金属线圈,从而形成"SiO2绝缘层/磁膜层(CoZrO)/SiO2绝缘层/Cu线圈"的结构,具有结构简单、制作工艺与常规集成工艺兼容等特点.同时,采用相同工艺同批制作了无磁膜微电感作为对比样品,并取各项结构参数与磁膜电感相一致.测试结果表明,2GHz处,磁膜结构微电感的感值(L)为1.75nH、品质因数(Q)为18.5,与无磁膜微电感相比,L和Q的值分别提高了25%和23%.     

埋磁芯多层印制电路板制作工艺探讨

文章主要针对埋磁芯多层PCB的制作工艺进行研究,通过嵌入磁芯层压定位技术、磁芯材料同心圆套钻技术、盲埋孔真空树脂塞孔、不对称铜厚分步蚀刻技术,实现了埋入磁芯多层印制板的研发生产;同时满足了客户在阻值、电感、磁芯损耗等方面的特种需求。     

双层悬空结构片状微电感研究

利用MEMS工艺制作了一种双层悬空结构的圆形片状微电感，并研究了其在S波段的性能。双层微电感的底层线圈制作在玻璃衬底平面上，外径为500μm，匝数为2，导线宽度70μm，导线间距15μm，顶层线圈的悬空高度为20μm，顶层线圈的匝数为1．5，其它结构参数与底层线圈相同。研究表明，所制作的双层结构微电感在2GHz～4GHz时其电感量达到2．2nH，其品质因数达到22。在制作过程中首次引入的光刻胶抛光工艺大大简化了微电感的制作过程。     

铁氧体材料预烧温度对磁芯包封性能的影响

目前电子行业所用色码电感,均是在铁氧体磁芯上绕上不同线径、不同圈数的漆包线后,再用环氧树脂将其包封起来,根据感值大小不同打上不同色环制成的。这类电感多半工作在高频率,低功率的环境中。电感的生产厂家经常会遇到这样的问题,包封前电感己调整到标准值的公差范围内,但包封后,电感值和Q值却比包封前略低了,这主要是因为包封涂料与磁芯的热膨胀系数不同,磁芯受到应力所致,可通过在磁芯表面上先裹一层缓冲剂如硅胶,     

超长线列红外探测器杜瓦真空寿命评估方法

针对超长线列红外探测器杜瓦具有容积大、零部件种类多、材料放气源多,特别是集成式超长线列杜瓦与内充3 MPa高压氦气的直线脉管冷指封装集成等特点,基于材料解析放气及渗透理论,建立了超长线列杜瓦组件真空寿命评估模型,对分置式与集成式超长线列杜瓦的真空寿命进行了计算,其真空寿命预计值均可以达到2年。设计了一种杜瓦真空度在线监测结构对这两类杜瓦的真空度进行了实时监测,分置式及集成式杜瓦真空寿命预计值与实测值相对误差分别为5.8%和6.96%。因集成式杜瓦真空寿命估算较为困难,对其热负载通过制冷性能进行实验验证,其热负载2年后未发生明显变化。