一种薄膜叠层微制造电感器

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1、国际文献报道·Reportextractedfrominternationaldocumentsandliterature一种薄膜叠层微制造电感器Amicromanufacturinginductorforfoilmultilayer高适编译摘要：本文论述一种用于DC/DC变换器的薄膜叠层电感器的设计制造技术，介绍了这种电感器的结构设计，磁性材料的选用及微制造工艺技术。关键词：薄膜叠层电感器；微制造工艺；DC/DC变换器。中图分类号：TM4文献标识码：B文章编号：1606-7517（2007）06-07-1241引言随着以笔记本电脑与移动通讯产品为主的一大批便携轻小型电子设备的市

2、场迅速扩大，在此其中，电子元器件的轻薄小型化技术的进步功不可没。电子元器件的轻薄型式的发展，为电子整机产品的装联自动化提供了前提，这就是SMT（表面贴装技术）时代的到来。对三大无源元件来说，电阻器和电容器的轻薄小型大大地走在了磁性电感器件的前面。自上世纪七十年代后期以来，电阻器电容器的轻薄小型化技术日臻完善，到今已达到了品种规格比较完善的程度。而微小型化的磁性电感元件如电感器，电子变压器与滤波器等，由于其结构相对复杂，工艺技术难度图2薄膜叠层式电感器示意图较大，因此发展相对迟缓。但近年来随着国家在人力财力物力上投入的增大，磁性电感元件的轻薄小型化技术有了长足的进步。轻薄小型化磁性

3、电感元件的结构形式主要有平面绕组式和薄膜叠层式，见图1和图2：图1所示为平面绕组式，图2则为薄膜叠层式，这是轻薄小型化磁性电感元件的两种典型结构，都采用微加工技术进行生产。本文主要介绍薄膜叠层片式电感器，它们与绕组式电感器比较，优点明显，如尺寸小，有利于电子设备小型化；微路封闭，对外界的电磁干扰小，同时也不易受临近元器件的电磁干扰，适合元器件高密度组装，尤其适合使图1平面绕组式薄型电感器示意图用SMT。124·2007.06Reportextractedfrominternationaldocumentsandliterature·国际文献报道（FET）的驱动部分由CMOS构成；

4、控制IC的设计频率高2功率驱动DC/DC变换器简介达8MHz，占空比上限为85%。对于4.7V的基准电压，输出本案设计的薄膜叠层微制造电感器的应用范围是MHz端会产生反馈，因此可以通过占空比来控制输出电压。频率驱动DC/DC变换器。2.2开关元件目前广泛使用的锂离子二次电池便携式装置的电源根据开关元件要求具有快速性和低导通电阻率，电路中，普遍采用薄膜叠层电感器。该电源的规格为：输入中采用图4所示的卧式N-CH-MOSFET。该元件的输入容电压3.0~4.2V（平均3.6V），输出电压4.7V,最大输出电流量为70ρF，导通电阻为0.7Ω，Vth为1.8V，额定电流为600mA，最

5、大输出功率约3W。电源电路采用如图3所示的1A。升压斩波型DC/DC变换器电路，开关电源的频率设定在图5所示为5MHz时的开关波形，其开关时间为10ns。5MHz。在电源的结构设计上，在开发控制用IC及开关元与用作电源开关的立式FET比较要小1位。为此就能够控制件的同时，还将薄膜叠层电感器和1608型多层陶瓷电容器高频开关损耗的增大。（电容量为1μF）安装在同一基板上。2.3整流二极管2.1PWM控制用ICDC/DC变换器的整流二极管采用肖特基势叠二极管。控制用IC的模拟部分由双极构成，场效应晶体管该类二极管的正向电压降Vf为0.37V（在1A额定电流值时），同时导通电阻小，逆程

6、时间短。2.4电源组装组装采用薄膜叠层电感器的直流变换器时，是使用的多层元件封装（MCP）技术。这是一种将难以单片化的多种元件混合于由半导体元件和薄膜电感器等复合器件构成的直流变换器的组装。图6所示为经过孔金属化的双面布线的PCB基板上组装了多种元件的实物照片。图3DC/DC变换器电路图由于电路板的布线质量对电源的噪声有很大影响，所以，应特别重视布线设计。薄膜电感器和所有的半导体元件，都以裸片状态利用银浆将电容器与片式电阻器一起贴装于基板上。薄膜电感器的另一个特点是：组装时可以与半导体裸片同样处理。多元件之间用30μm的金丝连接，然后再根据变压器的形式充填树脂成形。最后的成品尺寸

7、为9.3×25×2(mm)。图4卧式平面MOSFET的结构示图图6DC/DC变换器实物照片图5卧式MOSFET的工作波形图2007.06·125国际文献报道·Reportextractedfrominternationaldocumentsandliterature图7DC/DC变换器的输出稳定性与负载和输入电流的关系曲线图9DC/DC变换器输出电压波形图10叠层薄膜电感器结构图1Ω左右，其品质因数Q（即ωL/R——其中ω为角频率，R为损耗电阻）应为10左右。图8DC/DC变换器