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目前的通讯工程中仍使用大量射频(RF)技术必不可少的片外分离单元如谐振器、滤波器、耦合器等,阻碍了微型化,高性能,低成本的无线终端产品的进一步发展,即将各种功能单元实现在一个单一的芯片上,实现SOC(System On a Chip)。近年来,MEMS技术的迅速发展使其成为可靠而有效地实现硅SOC的必然途径,而各种基于MEMS技术的射频器件和磁性器件也成为学者们的重要研究课题。结合目前国内外研制微电感的现状,本论文采用电磁场理论和有限元分析软件分别建立了磁芯螺线管微电感的数值模型和有限元模型,并根据这两个模型分析了各种因素对微电感性能的影响。且本文采用MEMS技术研制了磁芯螺线管微电感,通过与测试结果的对比,验证了本文所建立的两个物理模型,并且根据模拟计算提出了优化设计方案。本论文完成的主要工作和结论如下:(1)磁芯螺线管微电感的ANSYS有限元建模分析本文应用ANSYS三维谐振电磁场单元边分析法建立了磁芯螺线管微电感的有限元模型,分析了微电感内部的磁场分布情况,并且根据ANSYS得到的能量储存和损耗计算磁芯的等效电感和等效电阻。(2)磁芯螺线管微电感的数值建模分析本文从电磁场理论出发,借助MatLab编程,建立了微电感的数值模型,并将计算结果与ANSYS结果和实验结果对比,三者结果吻合较好。在4mm×4mm外形面积下,从材料性质和几何参数两个方面,磁芯、线圈、绝缘材料和衬底四个部分研究和分析各种相关参数对微电感的性能影响,并提出了优化设计方案。(3)磁芯螺线管微电感的制造和测试本文结合MEMS工艺,设计和制造了NiFe磁芯材料的螺线管微电感。制造过程涉及溅射、光刻、电镀、干法刻蚀和湿法刻蚀等MEMS工艺,以及双面套刻、多层深度光刻、深层微电铸工艺、聚酰亚胺绝缘及其精密机械抛光等关键制造技术,获得了具有较高性能的磁芯螺线管微电感。对所研制的微电感,在1-10MHz频率范围内,采用Agilent E4991A阻抗分析仪和Cascade公司的微波探针台进行性能测试,主要包括电感量和品质因子Q值。研究结果表明:对于磁芯材料为NiFe薄膜的微电感,增大磁芯厚度,可以提高电感量,但以降低Q值为代价。