[发明专利]一种利用薄膜沉积技术制作超薄线圈的方法及超薄线圈

说明书

本发明公开了一种利用薄膜沉积技术制作超薄线圈的方法及超薄线圈，属于检测或产生电磁信号的超薄线圈制作技术，其方法涉及了芯轴支架的选取、薄膜的沉积和逐层卷积、微加工减薄处理和去除芯轴支架等步骤，并得到微米量级厚度的超薄线圈，这种制作方法通过薄膜沉积技术和卷绕方式来代替传统的手工绕制漆包线，技术简单、操作方便，能保证线圈尺寸的精确性和一致性，通过径向切割研磨得到厚度可调的超薄线圈，故线径与线圈整体厚度都在微米以上量级，能精确控制线圈粗细，保证线圈以及线距的高度一致性；另外，经该方法制作的超薄线圈呈圆环状，并具有沿圆环状的轴向切割而成的矩形横截面，它与传统漆包线的圆形横截面截然不同，使用性能更加卓越。

技术领域

本发明涉及一种用于检测电磁信号的超薄线圈制作方法及其组成结构，具体是指一种利用薄膜沉积技术制作超薄线圈的方法及超薄线圈。

背景技术

近年来，随着电子器件的小型化与精密化，对小尺寸样品的电磁信号控制要求越来越高，而线圈是检测电磁信号的重要工具；通常状况来说，线圈主要通过绕制漆包线获得。然而，由于漆包线的线径、绕制技术等限制，常规的线圈厚度基本都在宏观尺度、即通常在毫米以上厚度，而当线圈厚度变小后，通过手工绕制线圈变的越来越困难，且电磁信号的测试准确度也很难控制。因此，精密设计与加工超薄线圈逐渐成为学术界与工业界的一个热点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷而提供一种通过薄膜沉积技术和微加工手段制作厚度为微米量级，包括线径与线圈整体厚度都在微米量级的超薄线圈方法及超薄线圈。

本发明的技术问题通过以下技术方案实现：

一种利用薄膜沉积技术制作超薄线圈的方法，包括如下步骤：

⑴选择一根圆柱型的芯轴支架，该芯轴支架使用便于后期去除的材料制成；

⑵选择一根长条带状的绝缘基底，利用薄膜沉积技术先在绝缘基底表面沉积单层导电薄膜，再将带有单层导电薄膜的绝缘基底在芯轴支架上逐层卷绕，获得由绝缘层隔离的导电薄带卷，或利用薄膜沉积技术在自转的芯轴支架外表面逐层交替沉积绝缘基底和导电薄膜以形成双层薄膜，获得由绝缘层隔离的导电薄带卷；

⑶将步骤⑵制作的导电薄带卷通过径向切割、磨抛和离子刻蚀而进行微加工减薄处理，并得到线圈；

⑷将经过步骤⑶得到的线圈去除芯轴支架，最后得到超薄线圈。

所述的步骤⑵中绝缘基底通过一对水平放置的、可调速的同向同速转动卷筒进行匀速卷动运动，再在一对卷筒之间设有薄膜沉积装置，该薄膜沉积装置向绝缘基底表面沉积单层导电薄膜；或在竖直放置的芯轴支架两侧分别设有薄膜沉积装置，两个薄膜沉积装置向自转的芯轴支架外表面逐层交替沉积绝缘基底和导电薄膜以形成双层薄膜。

所述的绝缘基底采用聚酰亚胺柔性基底或氧化铝为代表的绝缘薄膜，所述的导电薄膜采用铜薄膜为代表的金属导电薄膜或其他可用于沉积的导电材料。

所述的步骤⑶得到线圈，该线圈的上、下表面均镀覆一层薄绝缘层。

所述的步骤⑷中通过高温或化学手段去除芯轴支架，最后得到超薄线圈。

所述的薄膜沉积技术是指物理气相沉积或化学气相沉积。

一种超薄线圈，利用薄膜沉积技术制作方法得到，所述的超薄线圈呈圆环状，该超薄线圈具有沿圆环状的轴向切割而形成的矩形横截面，该矩形的横截面由在内的绝缘基底和在外的导电薄膜交替分布而成，且绝缘基底和导电薄膜的截面也为矩形。

所述的绝缘基底的矩形截面边长由膜厚h0和线圈厚度h2组成，导电薄膜的矩形截面边长由膜厚h1和线圈厚度h2组成，该导电薄膜为连接导线的导电层。