基于閉合磁路的框式薄膜電感器及其制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種基于閉合磁路的框式薄膜電感器及其制作方法，屬于基于閉合磁路的框式薄膜電感器及其制作方法的創新技術。
【背景技術】
[0002]電感器作為電路結構中重要的三大無源器件之一，是電源、變壓器、無源濾波器、振蕩器、低噪聲放大器等功能模塊的關鍵組成部分，在各種通訊設備等領域中有廣泛的應用。薄膜電感的出現，使得電感器從三維結構走向了二維，有效的降低了電感器的質量和體積。影響薄膜電感的性能主要是由薄膜電感的線圈形狀和磁芯材料。目前，在薄膜電感的研究上，許多科研人員都對磁芯材料不停深入研究，意在提聞磁導率從而提聞電感的性能。例如，鐵基納米晶軟磁材料，具有低損耗、高磁導率、高電阻率、近為零的磁致伸縮系數及高飽和磁感應強度等材料。然而，在線圈的形狀上，薄膜電感一直都是以螺旋型為主流，其工藝較簡單電感量大，但電感接線點，其一端在線圈的中心，使其接線較為復雜。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種減少磁漏，提高線圈間互感，增加電感量的基于閉合磁路的框式薄膜電感器。
[0004]本發明的另一目的在于提供一種工藝簡單的基于閉合磁路的框式薄膜電感器的制造方法。
[0005]本發明的基于閉合磁路的框式薄膜電感器，包括有下層磁芯層、下層絕緣層、線圈、線圈磁膜、上層絕緣層、上層磁芯層，其中線圈的頂面及底面分別設有上層絕緣層及下層絕緣層，上層磁芯層設在上層絕緣層的頂面，下層磁芯層設在下層絕緣層的底面，上層絕緣層及下層絕緣層分別把線圈與上層磁芯層及下層磁芯層隔離絕緣，線圈包括有分成兩行錯開排列的若干個線圈，若干個線圈的中空區域內沒有絕緣層，線圈磁膜裝設在若干個線圈的中空區域內，上層磁芯層及下層磁芯層的磁膜通過裝設在線圈中空區域內的線圈磁膜連接，裝設在兩不同行線圈的中空區域內的相鄰線圈磁膜通過上層磁芯層及下層磁芯層的磁膜延伸連接，形成上層磁芯層及下層磁芯層的磁膜通過線圈磁膜相連、相鄰線圈磁膜之間通過上層磁芯層及下層磁芯層的磁膜相連的具有閉合磁路的薄膜電感。
[0006]本發明基于閉合磁路的框式薄膜電感的制作方法，包括如下步驟:
1)在載玻片上放在磁芯掩模板，在超高真空磁控濺射與離子束聯合濺射設備內鍍下層磁芯層；
2)揭去磁芯掩模板，粘貼下層絕緣層，再圖形化處理；
3)放上線圈掩模板，在前述設備內鍍線圈；
4)揭去線圈掩模板，放上線圈磁膜掩模板，在上述設備上鍍線圈磁膜；
5)揭去線圈磁膜掩模板，粘貼上層絕緣層，再圖形化處理；
6)放上磁芯掩模板，按步驟I)的方法在前述設備內鍍上層磁芯層，再經表層保護后制成所需電感。
[0007]本發明的基于閉合磁路的框式薄膜電感器把若干個小線圈，分成兩行錯開排列，置于電感的中間層，制作一個閉合磁路的框式薄膜電感，線圈中心點呈“之”字形分布。通電時，利用磁芯把不同行的線圈所產生的方向相反的磁通形成連續環路，減少磁漏，提高線圈間互感，從而增加電感量；其次，本電感的接線端都在器件兩邊，工藝簡單。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發明的結構示意圖:
其中，I上層磁芯層，2上層絕緣層，3線圈中間磁膜，4線圈，5下層絕緣層，6下層磁芯層
圖2為本發明的立體圖；
圖3為本發明的閉合磁性回路圖，圖中電流方向7，閉合磁路走向8 ；
圖4為本發明上層磁芯層及下層磁芯層的示意圖；
圖5為本發明線圈磁膜的示意圖；
圖6為本發明上層絕緣層及下層絕緣層的示意圖；
圖7為本發明線圈的示意圖，圖中每個線圈的截面形狀是方形；
圖8為本發明線圈的示意圖，圖中每個線圈的截面形狀是圓形。
【具體實施方式】
[0009]本發明的基于閉合磁路的框式薄膜電感器的結構示意圖如圖1所示，包括有下層磁芯層6、下層絕緣層5、線圈4、線圈磁膜3、上層絕緣層2、上層磁芯層1，其中線圈4的頂面及底面分別設有上層絕緣層2及下層絕緣層5，上層磁芯層I設在上層絕緣層2的頂面，下層磁芯層6設在下層絕緣層5的底面，上層絕緣層2及下層絕緣層5分別把線圈4與上層磁芯層I及下層磁芯層6隔離絕緣，線圈4包括有分成兩行錯開排列的若干個線圈，若干個線圈的中空區域內沒有絕緣層，線圈磁膜3裝設在若干個線圈的中空區域內，上層磁芯層I及下層磁芯層6的磁膜通過裝設在線圈中空區域內的線圈磁膜3連接，裝設在兩不同行線圈的中空區域內的相鄰線圈磁膜3通過上層磁芯層I及下層磁芯層6的磁膜延伸連接，形成上層磁芯層I及下層磁芯層6的磁膜通過線圈磁膜3相連、相鄰線圈磁膜3間通過上層磁芯層I及下層磁芯層6的磁膜相連的具有閉合磁路的薄膜電感。
[0010]本實施例中，上述分成兩行錯開排列的若干個線圈的中心點呈“之”字形分布，線圈通電時,不同行時,相鄰兩個線圈中心區域的磁通方向相反，同行時,相鄰兩個線圈中心區域的磁通方向相同。如圖3所示，圖中電流方向7，閉合磁路走向8。
[0011 ] 本實施例中，上述線圈4包括的若干個線圈的每個線圈的截面形狀是方形，或是圓形。
[0012]本發明的基于閉合磁路的框式薄膜電感的制作方法，包括如下步驟:
1)在載玻片上放在磁芯掩模板，在超高真空磁控濺射與離子束聯合濺射設備內鍍下層磁芯層6 ；
2)揭去磁芯掩模板，粘貼下層絕緣層5，再圖形化處理；
3)放上線圈掩模板，在前述設備內鍍線圈4; 4)揭去線圈掩模板，放上線圈磁膜掩模板，在上述設備上鍍線圈磁膜3；
5)揭去線圈磁膜掩模板，粘貼上層絕緣層2，再圖形化處理；
6)放上磁芯掩模板，按步驟I)的方法在前述設備內鍍上層磁芯層1，再經表層保護后制成所需電感。
[0013]本實施例中，上述步驟I)在FJL560型超高真空磁控濺射與離子束聯合濺射設備內鍍下層磁芯層6,下層磁芯層6是Co膜,工藝參數為:本底真空度為5.0±0.lXl(T4Pa,派射氣氛為IS氣，氣壓為4±0.1Pa,派射功率為96± 1W,沉積60± Imin ；
本實施例中，上述步驟2)中的下層絕緣層5是聚偏二氯乙烯絕緣層；
本實施例中，上述步驟3)中的線圈4是Cu線圈，工藝參