基于閉合磁路的框式薄膜電感的制備與性能研究.pdf

1、隨著電子技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)電路系統(tǒng)的集成度要求也越來越高，作為三大無源器件之一的電感器，必然要向著小型化，高頻化的趨勢(shì)發(fā)展，研究重點(diǎn)集中于提高電感量。本文從減少漏磁的角度出發(fā)，設(shè)計(jì)出磁芯磁路閉合的特殊磁芯電感，以及用于對(duì)比分析的兩種薄膜電感:全磁膜電感和三文治結(jié)構(gòu)電感。這些電感均由下層磁芯層、下層絕緣層（聚偏二氯乙烯，厚度約為40um）、線圈和線圈中心的磁膜、上層絕緣層和上層磁芯層組成，其差別在于磁芯結(jié)構(gòu)不同。本文將分兩部分開展試驗(yàn)研究

2、，一是采用直流磁控濺射法制備Co膜、Cu膜，采用射頻磁控濺射法制備SiO2膜，研究沉積工藝對(duì)Co膜、Cu膜和SiO2薄膜的組織性能的影響，由此初定薄膜的沉積工藝;二是采用磁控濺射方法，制備三種不同結(jié)構(gòu)的薄膜電感，在1～3MHz的頻率范圍，比較三種電感的等效電感、寄生電容、電性能和損耗因子，探討磁芯結(jié)構(gòu)及薄膜沉積工藝對(duì)等效電感、寄生電容和損耗的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在濺射沉積功率為60-132W、沉積時(shí)間為20-100m

3、in條件下制備的Co膜的電阻率隨著濺射時(shí)間與濺射功率的增加而下降，薄膜電性能更好。在96W功率下沉積60min的Co膜表面組織致密，呈現(xiàn)柱狀方式生長，厚度能達(dá)到510nm。Co/聚偏二氯乙烯復(fù)合膜呈現(xiàn)軟磁性，Ms為8.47A·m2/Kg。⑵在濺射沉積功率為40-80W、沉積時(shí)間為5-15min條件下制備的Cu膜的電阻率隨著濺射時(shí)間與濺射功率的增加而下降，即薄膜電性能變好。在60W功率下沉積10min的Cu膜表面組織致密，呈柱狀形式生長，

4、厚度能達(dá)到600nm。⑶在氣氛中加入氧，氬/氧比為5∶2時(shí)，有利于薄膜的生長，形成更為致密、顆粒更加微小的SiO2膜，但SiO2薄膜生長速率很慢，在本試驗(yàn)條件下未能形成完全覆蓋導(dǎo)電Cu膜的絕緣膜。⑷與三文治結(jié)構(gòu)電感和全磁膜電感相比，特殊磁芯電感有更高的等效電感值、更小的寄生電容，但損耗因子較大。磁芯薄膜的電阻較高，有利于降低電感的渦流損耗。磁性薄膜的覆蓋面積對(duì)電感線圈的電性能有影響，覆蓋面越小，電感線圈的電阻越小。特殊磁芯電感線圈電阻最