[发明专利]一种石英材料内部的螺线管微电感的制备方法

摘要

一种石英材料内部的螺线管微电感的制备方法，加工无磁芯结构螺线管微电感和有磁芯结构螺线管微电感。通过飞秒激光诱导化学腐蚀工艺在石英材料内部加工出三维螺旋微通道；结合微流体工艺将液态导电介质导入该螺旋微通道中，导电介质固化后获得微电感的螺旋导电线圈。同样通过飞秒激光诱导化学腐蚀工艺在石英材料内部加工螺线微电感轴线方向的微通道；向该通道中导入磁芯材料颗粒悬浮液，悬浮液固化后获得螺线管微电感磁芯；本发明提供的螺线管微电感三维空间结构可控，制备过程操作简单可靠，制作精度高，电感性能优良。

主权项

一种石英材料内部的螺线管微电感的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、飞秒激光加工：石英玻璃固定在三维精密工作台上，将调制好的飞秒激光光束聚焦作用在石英玻璃内部，编程控制工作台运动使飞秒激光束焦点在石英玻璃内部扫描出微螺线和其它轨迹的破坏区；步骤二、利用氢氟酸对石英材料飞秒激光改性区的高腐蚀率特性，将扫描后的石英玻璃置于超声波环境的氢氟酸溶液中进行选择性腐蚀，直到形成预设的微螺旋通道、直通道和其它微通道结构；步骤三、使用PDMS固化工艺制作PDMS基底块，使用通孔打孔器在PDMS基底块上制作导流孔；对于有磁芯结构的螺线管微电感包括两种PDMS基底块:一种用来制作螺旋导电线圈，另一种用来制作磁芯。步骤四、将经过飞秒激光诱导化学腐蚀的石英玻璃芯片和PDMS基底块对准封装，将PDMS基底块上的导流孔与石英芯片上的微通道入口对齐，并利用PDMS与玻璃的自粘合特性封装；步骤五、向石英玻璃内部的三维螺旋微通道中灌入液态导电介质材料，并固化获得微电感的螺旋导电线圈；所述的液态导电介质材料包括液态的镓金属、镓铟共晶体、导电银胶或碳纳米管固化导电胶中的一种；步骤六、此步骤只适用于有磁芯结构的螺线管微电感，更换PDMS基底块并重复步骤四，向石英玻璃内部的沿螺旋微通道轴线方向的直通道中灌入具有磁化性质的液态材料，并固化获得微电感磁芯；所述的步骤六中磁化性质的液态材料可为悬浮液材料，其溶质包括纳米铁基磁珠、坡莫合金、铁氧体、氧化铬、铁基纳米晶合金中的一种金属微粒；其溶剂包括紫外光固化剂、环氧树脂、光固化剂、热固化剂中的一种；步骤七、完成石英材料内部螺旋微电感的制作和测试。