Можно ли с помощью толстопленочной технологии получить катушку индуктивности

Да, ответ на вопрос, можно ли с помощью толстопленочной технологии получить катушку индуктивности, положительный. В гибридных интегральных схемах изготавливают плоские спиральные катушки индуктивности путем нанесения проводящей пасты через трафарет на диэлектрическую подложку с последующим вжиганием. Толстопленочные катушки индуктивности имеют ограничения по номиналу из-за малой площади подложки, но эффективно работают на высоких частотах. Для увеличения индуктивности используют многослойные структуры и ферритовые пасты.

$L = \frac{\mu_0 n^2 S}{l}$

Разбор по случаям

Примеры

Расчет плоской спирали. Для создания элемента гибридной схемы формируют квадратную спираль из серебряно-палладиевой пасты.

При числе витков $n = 5$ и среднем диаметре $d = 5\text{ мм}$ индуктивность составляет $L \approx 0{,}5\text{ мкГн}$.

Толщина слоя проводника после обжига равна $15\text{ мкм}$. Изготовление катушки индуктивности толстопленочной технологией обеспечивает стабильные параметры на высоких частотах в ВЧ-модулях.

Многослойная печать. Чтобы повысить номинал, применяют многослойные толстопленочные катушки индуктивности. На подложку последовательно наносят проводящие витки, межслойный диэлектрик и переходные отверстия. Двухслойная конструкция с ферритовой межслойной пастой позволяет увеличить индуктивность до $L = 8{,}5\text{ мкГн}$ при сохранении компактных габаритов планарной схемы.

Ферритовая пассивация спирали. Для повышения индуктивности плоской спирали без увеличения площади подложки $20 \times 20$ мм применяется ферритовая паста на основе Ni-Zn. На керамическую подложку $Al_2O_3$ методом шелкографии наносят нижний ферритовый слой толщиной 30 мкм, обжигают при $850^\circ C$. Затем печатают серебряную спираль из 6 витков с шириной проводника 200 мкм и зазором 150 мкм. Сверху структуру перекрывают защитным слоем ферритовой пасты толщиной 40 мкм. Магнитная проницаемость пасты $\mu_r = 50$ позволяет увеличить начальную индуктивность катушки с 45 нГн до 180 нГн. Добротность $Q$ на частоте 10 МГц достигает 35, что оптимально для компактных ВЧ-фильтров.

Частые ошибки

• Попытка получить толстопленочным методом номиналы индуктивности порядка миллигенри на стандартной подложке.
• Игнорирование межвитковой емкости при проектировании плоских спиралей высокой плотности.
• Неучет межслойного усадочного дефекта при вжигании многослойных паст.

Коротко

Таким образом, ответ на вопрос, можно ли с помощью толстопленочной технологии получить катушку индуктивности, абсолютно утвердительный для высокочастотных диапазонов. Качественные толстопленочные катушки индуктивности создаются методом печатной спирализации с применением специальной проводящей пасты.