電子信息產(chǎn)品正逐漸向微型化、低成本和多功能化發(fā)展,無源器件也不例外,與有源器件持續(xù)縮小尺寸、提升集成度的速度相比,無源器件的進(jìn)步相對(duì)滯后,致使系統(tǒng)中無源器件占用較多的有效面積,因此,提升無源器件集成度成為備受關(guān)注的研究課題。電感作為三大無源器件之一在集成電路中有廣泛應(yīng)用,特別是在無線通信系統(tǒng)和功率電路模塊中,比如電源電壓轉(zhuǎn)換器、變壓器、過濾器和振蕩器等,都大量使用各種電感器件。以DCDC轉(zhuǎn)換器為例,為了提高能源轉(zhuǎn)換效率、提升電路高頻穩(wěn)定性、提高最佳工作頻率,對(duì)高性能的薄膜微電感有迫切的需求。然而,因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)和材料復(fù)雜性,高性能電感器件集成化設(shè)計(jì)和制造面臨諸多挑戰(zhàn),微電感多以分立器件形式進(jìn)行系統(tǒng)集成,且部分高性能電感器件仍依賴組裝工序生產(chǎn),即使與其它無源器件相比,微電感的微型化設(shè)計(jì)與集成化制造進(jìn)展也是相對(duì)緩慢的,難以很好地適應(yīng)硬件技術(shù)快速發(fā)展的需求,因此,研究開發(fā)低成本、高性能的集成化制造微電感很有必要。本文在系統(tǒng)總結(jié)微電感國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,針對(duì)微電感研制中高性能磁芯材料與微加工工藝難以兼容的問題,首先提出了將圖形化坡莫合金與鐵氧體粘結(jié)磁體一體化集成的復(fù)合磁芯設(shè)計(jì)思想,利用坡莫合金薄... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：94 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 磁芯電感器的研究現(xiàn)狀
        1.1.1 傳統(tǒng)磁芯電感器
        1.1.2 空心結(jié)構(gòu)微電感
        1.1.3 單磁芯結(jié)構(gòu)微電感
        1.1.4 三明治夾層磁芯微電感
        1.1.5 閉合磁芯微電感
    1.2 磁芯微電感中的磁芯材料
        1.2.1 坡莫合金
        1.2.2 鐵氧體軟磁材料
        1.2.3 磁芯的微加工工藝方法
    1.3 磁芯微電感在DCDC轉(zhuǎn)換器中的應(yīng)用
    1.4 本論文研究意義和主要內(nèi)容
第二章 復(fù)合磁芯雙層平面電感的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和理論分析
    2.1 復(fù)合磁芯雙層平面電感的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    2.2 復(fù)合磁芯雙層平面電感的基本物理模型
        2.2.1 微電感的集總參數(shù)模型
        2.2.2 復(fù)合磁芯雙層平面電感的損耗分析
    2.3 復(fù)合磁芯雙層平面電感的設(shè)計(jì)理論
        2.3.1 復(fù)合磁芯平面電感的電感量L的計(jì)算
        2.3.2 復(fù)合磁芯平面電感的品質(zhì)因數(shù)Q的計(jì)算
    2.4 本章小結(jié)
第三章 復(fù)合磁芯雙層平面電感中磁芯材料的制備及性能測(cè)試
    3.1 軟磁材料的基本特性
    3.2 磁芯材料的制備
        3.2.1 坡莫合金薄膜
        3.2.2 鐵氧體粉粘結(jié)磁體
    3.3 磁芯材料的磁學(xué)性能測(cè)試
        3.3.1 測(cè)量原理
        3.3.2 坡莫合金的磁性能曲線
        3.3.3 鐵氧體粉末與鐵氧體粉粘結(jié)磁體的磁性能曲線
        3.3.4 不同比例下的鐵氧體粉粘結(jié)磁體的磁性能曲線
    3.4 本章小結(jié)
第四章 復(fù)合磁芯雙層平面電感的性能仿真
    4.1 COMSOL Multiphysics有限元分析方法
    4.2 線圈的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)電感器性能的影響
        4.2.1 導(dǎo)線寬度對(duì)線圈電感值和Q值的影響
        4.2.2 導(dǎo)線間距對(duì)線圈電感值和Q值的影響
    4.3 復(fù)合磁芯對(duì)電感器性能的影響
        4.3.1 坡莫合金的圖形化圖案對(duì)電感器性能的影響
        4.3.2 鐵氧體粉粘結(jié)軟磁體填充在線圈層之間對(duì)電感器性能的影響
        4.3.3 復(fù)合磁芯對(duì)電感器性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 復(fù)合磁芯雙層平面電感的MEMS制備工藝及性能測(cè)試
    5.1 復(fù)合磁芯雙層平面電感的MEMS制備
        5.1.1 MEMS微加工工藝介紹
        5.1.2 關(guān)鍵工藝問題及解決方案
        5.1.3 復(fù)合磁芯雙層平面電感的制備流程
    5.2 復(fù)合磁芯雙層平面電感的性能測(cè)試
        5.2.1 電感測(cè)試原理
        5.2.2 帶有上下層圖形化坡莫合金的電感器性能測(cè)試
        5.2.3 鐵氧體粉粘結(jié)磁體填充在線圈層間的電感器性能測(cè)試
        5.2.4 復(fù)合磁芯雙層平面電感器的性能測(cè)試
    5.3 DCDC轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率的測(cè)試
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 論文總結(jié)
    6.2 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    6.3 前景展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文和申請(qǐng)的專利


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3629403