IT用薄膜電感器的設(shè)計(jì)與制備研究.pdf

1、目前IT系統(tǒng)向高集成度、高頻寬帶化方向發(fā)展,要求在更小的基片上集成更多的元器件,這除了依靠高密度集成技術(shù)的發(fā)展外,從器件本身出發(fā),只有研制小型化、薄膜化的器件,以減小系統(tǒng)的整體體積、重量,才能達(dá)到減小功率損耗、提高信號(hào)傳輸效率的要求.而作為磁性元器件中最重要的電感,它不僅在LC濾波電路、扼流圈中必不可少,在現(xiàn)代射頻通信電路中也被廣泛使用,特別是能與硅器件一起集成的薄膜電感器,在國(guó)際上備受重視,而國(guó)內(nèi)長(zhǎng)期以來(lái),由于受薄膜磁芯材料、繞組材料

2、、基片材料,包括制作技術(shù)及最為關(guān)鍵的設(shè)計(jì)技術(shù)限制,尚未研發(fā)出能夠用于這一應(yīng)用領(lǐng)域的高、中、低頻薄膜電感器.該文的研究工作正是從這里入手.論文研發(fā)工作以薄膜電感的設(shè)計(jì)與制作為重心,采用理論計(jì)算與實(shí)驗(yàn)制作共進(jìn)的研究模式.首先基于Biot-Savat定律,推導(dǎo)不同繞線形狀電感的新理論計(jì)算式,并根據(jù)理論計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)了不同電感值的薄膜電感,并首次提出多層薄膜磁場(chǎng)分布的傳輸線模型.再次,研究了薄膜電感所使用的CoNbZr高頻軟磁薄膜材料的性能,并利

3、用真空磁控濺射設(shè)備,克服各種關(guān)鍵技術(shù)及工藝難度,在10mm×10mm的PCB板、20mm×20mm陶瓷基片上制作了薄膜電感.最后,測(cè)試了薄膜電感的性能,研究了薄膜厚度、繞線形狀等對(duì)薄膜電感使用頻率、品質(zhì)因素、電感值的影響,并與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行比較.實(shí)際的測(cè)試表明,我們所推導(dǎo)的薄膜電感計(jì)算式能較好的符合測(cè)試結(jié)果,所制作的IT用薄膜電感可用于1MHz-1GHz的射頻段,擴(kuò)寬了電感的使用頻段,并使電感從三維向兩維空間發(fā)展,減小了電感的體積、重