專利名稱:空間投影成像無掩模光刻圓環(huán)形線圈法的制作方法
本發(fā)明屬于微細加工技術(shù)領(lǐng)域：
，更進一步涉及一種用投影成像無掩模曝光技術(shù)和一種用投影反射成橡無掩模曝光技術(shù)，制造圓環(huán)形單層或多層載電流線圈。
目前，用于制造圓環(huán)形載電流線圈的是激光束燒蝕、機械旋轉(zhuǎn)進給技術(shù)。如日本專利公開的特許公報(A)平1-313916。其缺點是工件需要機械運動，難以在長期工作中保證精度。日本專利公開特許公報A昭62-247514公開的制造圓柱形載電流線圈，采用的是有掩模曝光技術(shù)，由于掩模直接與工件接觸，容易污染損壞掩模。利用上述技術(shù)也可以制造多層圓柱形載電流圈，如日本專利，公開特許公報(A)平1-313916。此專利技術(shù)的缺點是，多層線圈是由單層線圈骨架套裝而成，并未真正實現(xiàn)在同一骨架上制作多層線圈，因此產(chǎn)品體積較大、電磁耦合較松。上述專利涉及的均只是在非封閉曲面上制作載電流線圈。
本發(fā)明的目的是提供一種加工時不需要機械運動，模板與工件不接觸，在同一圓環(huán)狀磁芯封閉曲面上可制作多層線圈的空間投影成像無掩模光刻線圈方法。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種簡單、方便、精度高、體積小、電磁耦合緊、成本低的制造圓環(huán)形單層或多層載電流線圈的方法。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明加以描述。

圖1為本發(fā)明的正反向同時投影無掩模曝光法的模板示意圖。
圖2為本發(fā)明的正反向同時投影無掩模曝光法示意圖。
圖3為本發(fā)明的電鍍法封閉間隙示意圖。
本發(fā)明用于制造圓環(huán)形單層載電流線圈的方法為①制作工件在截面為橢圓的圓環(huán)狀磁芯上鍍上均勻的絕緣層，在絕緣層上鍍上金屬膜，在金屬膜上涂上光刻膠，制成工件(8)；②制作模板在玻璃或金屬板上按照線寬和線間距的要求制作兩塊曲面透明輻射線模板(1a)，(1b)。在其中一塊(1a)的輻射線(2)外端處，適當?shù)陀诖髨A平面的一個平面上對應(yīng)每一輻射線制作一段透明直線段(3)。③曝光制作一個45°鍍鋁和光學(xué)保護膜的銅質(zhì)或不銹鋼質(zhì)內(nèi)錐反射面(6)。將工件(8)置于內(nèi)錐反射面之內(nèi)，并使二者的軸線重合。用一個光源(4)透鏡(5)成像系統(tǒng)，將帶有延長直線段(3)的模板(1a)上的輻射線(2)直接成像在工件(8)上部，而延長直線段(3)經(jīng)內(nèi)錐面(6)反射成像到工件(8)上，與直接成像之輻射線連接，使工件(8)上的輻射線(2)得以延長包抄到下部的一定位置。光源亮度的分布應(yīng)使直接像和反射像亮度大致相等。用另一個光源(4’)、透鏡(5’)系統(tǒng)，將不帶延長線段的模板(1b)上的輻射線(2)成像到工件下部，并使與從上部包抄到下部的像相連結(jié)，反射錐面(6)的放置不應(yīng)妨礙下部成像光路。上、下部同時投影成像，對工件(8)進行曝光。④將曝光后的工件(8)投入顯影、刻蝕等光刻工藝的后處理工序?？涛g出的圖形為橢圓截面封閉磁環(huán)表面內(nèi)側(cè)帶有一圖間斷的金屬螺旋線(10)。通過制模板、曝光等工藝控制間斷的尺寸小于金屬線寬。⑤制作一個圓片形電極(9)，其外緣磨成尖銳的劈形，圓片的直徑略小于磁環(huán)的內(nèi)直徑。將磁環(huán)置于電鍍槽中，使圓片電極邊緣對準磁環(huán)內(nèi)側(cè)金屬線(10)間斷處，用電鍍方法使間斷封閉而制成環(huán)繞橢圓截面封閉磁環(huán)的單層載電流線圈。在這樣制成的單層載電流線圈上涂覆絕緣漆，鍍上金屬膜，涂上光刻膠，并再投入上述光刻工序，以制成第二層載電流線圈。如此重復(fù)，直至制出多層載電流線圈。
本發(fā)明的實施例為，在磁芯環(huán)表面涂覆絕緣層，在絕緣層上鍍金屬膜，在金屬膜上制作符合要求的光刻膠膜，用熔石英或石英晶體復(fù)眼透鏡使光刻光源(4)、(4)對模板形成沿半經(jīng)方向有適當強度分布的照射。用機械或激光燒蝕方法制作模板(1a)、(1b)，在成像縮小率為10倍時，模板上線寬大于或等于0.3mm，可以保證加工精度。用熔石英或石英晶體和CaF2晶體制作成像透鏡組(5)、(5)，以消除光刻膠敏感波長(320nm-430nm)范圍內(nèi)的色差和像差；并使透鏡組景深≥5cm，焦深≥0.2mm，保證成像分辨率好于0.03mm，并容許磁芯環(huán)直徑約1％的公差。用不銹鋼材車制45 °內(nèi)錐面，經(jīng)精密內(nèi)圓磨削后再蒸鍍高反射鋁膜，并在鋁膜上蒸鍍在320nm-430nm透明之保護膜以形成內(nèi)錐反射面(6)。光源(4)、(4’)光源透鏡上模板(1a)和下模板(1b)、成像透鏡(5)、(5’)、內(nèi)錐面(6)和工件8的位置準直和方位調(diào)節(jié)應(yīng)分別好于0.03mm和0.1度，現(xiàn)有光學(xué)精密機械加工技術(shù)可以滿足這些要求。用長焦距≥100mm顯微鏡(7)檢查工件上線條成像和連結(jié)情況。
本發(fā)明取消了線圈繞制工藝，不僅有利于大規(guī)模生產(chǎn)，降低成本，而且提高了電性能參數(shù)的一致性，大為增加了電磁耦合程度，降低了分布電容，免除了磁芯裝配工序，徹底免除了匝間重疊問題，保證了絕緣性能，提高了使用壽命。
權(quán)利要求
1.空間投影無掩模光刻圓環(huán)形線圈法，其特征在于包括下列步驟(1)制作工件在截面為橢圓的圓環(huán)狀磁芯上涂覆上均勻的絕緣層，在絕緣層上鍍上金屬膜，在金屬膜上涂上光刻膠；(2)制作模板，在玻璃或金屬板上按照線寬和線間距的要求制作模板，所述的模板為兩塊曲面透明輻射線模板，在其中一塊的輻射線外端處，適當?shù)陀诖髨A平面的一個平面上制作一段透明線段；(3)曝光，制作一個內(nèi)錐反射面，將工件置于內(nèi)錐反射面之內(nèi)，并使二者的軸線重合，用一個光源透鏡成像系統(tǒng)，將帶有延長線段的模板上的輻射線直接成像在工件上部，延長線段經(jīng)內(nèi)錐面反射成像光刻工件上與輻射線像相連，并向下包抄到圓環(huán)外側(cè)下部一定位置，用另一個光源、透鏡系統(tǒng)，將不帶延長線段的模板上的輻射線成像到工件下部并與上部的延長線段像相連結(jié)，上、下部同時投影成像，對工件進行曝光；(4)將曝光后的工件投入顯影、刻蝕等光刻工藝的后處理工序；(5)制作一個圓片形電極，其外緣磨成尖銳的劈形，將磁環(huán)置于電鍍槽中，使圓片電極邊緣對準磁環(huán)內(nèi)側(cè)金屬線間斷處，用電鍍方法使間斷封閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的空間投影無掩模光刻圓環(huán)形線圈法，其特征在于所述的內(nèi)錐反射面為45°的鍍鋁和光學(xué)保護膜的銅質(zhì)或不銹鋼質(zhì)制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的空間投影無掩模光刻圓環(huán)形線圈法，其特征在于所述曝光工序中的光源亮度的分布應(yīng)使直接像和反射像亮度大致相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的空間投影無掩模光刻圓環(huán)形線圈法，其特征在于光刻處理后所述的環(huán)繞磁芯環(huán)的金屬螺旋線，在磁芯環(huán)內(nèi)側(cè)表面帶有一圈間斷，環(huán)繞磁芯環(huán)的金屬螺旋線通過制模板、曝光等工藝控制間斷的尺寸小于金屬線寬。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的空間投影無掩模光刻圓環(huán)形線圈法，其特征在于所述圓片形電極的直徑略小于磁環(huán)的內(nèi)直徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的空間投影無掩模光刻圓環(huán)形線圈法，其特征在于重復(fù)所述的制作工件、曝光、光刻和電鍍封閉間斷等步驟，制成多層載電流線圈。
專利摘要
本發(fā)明公開一種用空間投影成像無掩模光刻技術(shù)制造圓環(huán)形線圈的方法。首先制作工件，在截面為橢圓的圓環(huán)狀磁芯上鍍上均勻的絕緣層，在絕緣層上鍍金屬膜，再涂覆光刻膠。制作模板、進行曝光，再將曝光后的工件投入顯影和刻蝕工序制成單層載電流線圈。在已制成的單層線圈上涂覆絕緣層，再按上述方法制成多層載電流線圈。本發(fā)明取消線圈的線制工藝，降低成本，增加電磁耦合緊密度，提高了性能一致性和使用壽命。
文檔編號H01F41/04GKCN1034301SQ92101497
公開日1997年3月19日 申請日期1992年2月26日
發(fā)明者袁綏華, 章錫元 申請人:西安交通大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan