高频电子设备应用的集成螺旋管型电感器及其特性

高频电子设备应用的新型集成螺旋管型电感器已经采用表面微机械加工技术和聚合物保护层制作成功，并且对它们的几何结构特性进行了研究。将集成电感器与其相类似的分立式电感器比较，可以发现，在通常情况下，集成电感器可能因为其品质因数Q值和，或自谐振频率的降低而带来一些损失。螺纹型电感器被优先选用为集成电感器中的一种，需要具有相对较大的两维（2-D）空间距离。另外，螺纹型电感器的磁通方向与其基片相互垂直，在这种情况下，对存在垂直地叠装的多芯片模型（McM）的基础电路或其它集成的无源元件可能产生较大的干扰。本研究课题提出的电感器是无磁芯（Aircore）的，这样，可以减小由于存在磁心而产生的不需要的杂散电容值，而采用电镀的铜线圈可以减小串联电阻值。本文中所提出的这种电感器在几何结构上的一个重要特征是在其基片和导体线圈两者之间引入了空气隙，以便减小基片的介电常数影响。这种空气隙可以用聚合物保护层和表面微机械加工技术来实现。由此，还可以使得电感器的基片减小对磁性能的依赖，减小杂散电容值，获得更高的功率因数Q值。具有不同几何空间（例如空气隙的高度，磁芯的尺寸和线圈匝数）的电感器已经在陶瓷基片上设计与制作成功。在这类电感器的变性研究中，完成了它们在高频段工作时，其几何空间对电感器性能影响的评估。测量这些电感器的参数，其电感量从2nH到20nH不等，而最大品质因数Q值则从10变化到60。