MEMS磁芯螺線管微電感的制造技術(shù)研究.pdf

1、信息技術(shù)的不斷進步,使電子產(chǎn)品向小型化,集成化方向發(fā)展。最終目標是將各種功能單元在單個芯片上實現(xiàn),即片上系統(tǒng)(SOC, System On a Chip)。作為電子線路中的重要元件,電感的微型化、集成化已成為電子產(chǎn)品小尺寸、高性能的關(guān)鍵之一。隨著便攜式電子產(chǎn)品中的電源管理芯片如DC/DC變換器向著更高的性能和更小的尺寸方向發(fā)展,市場對研制高功率、低損耗的集成微電感提出了迫切的需求,如器件占用面積小,大的電感量和品質(zhì)因數(shù)、大的飽和電流以及

2、工藝兼容等。將薄膜技術(shù)融入到MEMS技術(shù)中可以研制出具有低電阻、高電感量、高品質(zhì)因子、低成本和批量化生產(chǎn)的集成微電感,適用于各種應(yīng)用下的電源管理系統(tǒng)。本論文完成的主要工作和結(jié)論主要如下：(1)微電感的磁芯材料性能測試利用Agilent E4991A射頻阻抗/材料分析儀和振動樣品磁強計(VSM)對FeCuNbSiB非晶薄帶經(jīng)不同溫度退火處理后的磁學(xué)性能進行了測試。(2)磁芯螺線管型微電感的模擬研究從電磁場理論出發(fā),建立了磁芯螺線管微電感的

3、集總參數(shù)等效電路模型,借助Matlab編程,模擬了結(jié)構(gòu)參數(shù)和材料特性對微電感的電感量和品質(zhì)因數(shù)的影響。(3)磁芯螺線管型微電感的制造工藝采用FeCuNbSiB納米晶薄帶和NiFe薄膜作為磁芯,結(jié)合MEMS工藝,制造了這兩種磁芯材料的螺線管微電感。制造過程涉及光刻、電鍍、濺射、刻蝕及聚酰亞胺絕緣等關(guān)鍵制造工藝。(4)磁芯螺線管型微電感的測試與分析采用HP 4194A和E4991A射頻阻抗/材料分析儀在1-10MHz頻率范圍內(nèi)對微電感進行了