新型片上电感器，性能提升3个数量级！
2021-09-03 10:45:10
来源：电子变压器与电感网
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通过在蓝宝石衬底上化学沉积多层的微观铜管，然后通过毛细管作用将铁纳米颗粒填充到铜管中，一个研究团队成功制造了高阻抗的片上微电感器。
在基板上创建基本电感器听起来很容易——只需对基板进行金属化处理（最好使用螺旋形、蛇形或其他图案）。虽然传统的微芯片电感器是相对较大的2D螺旋线，但伊利诺伊大学Holonyak微纳技术实验室的一个团队使用更为复杂的技术将其先前开发的3D电感器技术的性能提高了三个数量级。
他们的蓝宝石单片非MEMS方法使用了充满磁性纳米粒子的完全集成的自卷多层薄壁铜管。该工艺与2D半导体处理兼容，从而在3D空间中创建了一个浓缩磁场分布和能量存储器件。
该团队研究发现，单个微管电感器在10 kHz时实现了1.24 µH的电感，而其面积和体积电感密度分别为3 µH/mm2和23 µH/mm3。他们还以图形方式表征了其Q值（品质因数）和10MHz以下的性能（此外，他们在microTesla中测量了其电感器的磁强度，但这些值更难与标准电路组件参数联系起来）。
该项目的第一个改进是在气相中使用铜轧管。这些管不仅是简单的单层管（如吸管），而是多匝圆柱辊。项目负责人李秀玲（音译）教授指出：“以前，自卷工艺是在液体溶液中触发并发生的。但是，我们发现，在使用更长的膜时，使得该工艺可以在气相中进行，从而使我们可以更好地控制，以形成更紧密、更均匀的卷。”最终，他们做成了自卷式膜（S-RuM）。
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