坡莫合金(Pomalloy),是mems磁性器件制程中一种必不可少的铁磁性材料,也可用于屏蔽磁场的磁屏蔽,"卡脖子"技术之一。
什么是坡莫合金?坡莫合金,又叫做透磁合金,是一种以铁、镍为主要成分的特殊合金。
在芯片制程中,该合金的成分要求为:Ni含量80%,铁含量20%。
什么是铁磁性?根据磁性类型分为铁磁性、顺磁性和抗磁性材料,而铁磁性材料指的是在没有外部磁场时可以保持磁性的材料。
铁磁性材料通常包括:铁,镍,钴,镓等。
坡莫合金的性质?高磁导率&低损耗:具有高磁导率(相对磁导率通常约为100,000)和低磁滞损耗,它能够有效地导引和增强磁场,而且在循环磁化过程中损耗较低。
低矫顽力:矫顽力是指使磁性材料达到磁化饱和后,再使其退磁所需的最小磁场强度。
低矫顽力的材料容易被磁化和退磁,它们对外部磁场的响应十分灵敏。
接近零磁致伸缩:磁致伸缩是指材料在磁化过程中其尺寸或形状发生变化的现象。
一些材料在磁化时会微微膨胀或收缩,这种效应被称为磁致伸缩效应。
接近零磁致伸缩意味着材料在磁化过程中几乎不会发生形状或尺寸的变化。
显著的各向异性磁阻:各向异性磁阻是指材料的电阻率随磁场的方向而变化的性质。
这种特性在读取磁性存储数据以及在磁传感器中非常有用,因为它们可以检测磁场的方向和强度的变化。
良好的机械强度。
为什么要80%Ni,20%Fe?当镍和铁的比例为80:20时,合金通常表现为面心立方(FCC)晶体结构。
这种结构的特点是高对称性,使得材料具有良好的塑性和韧性,同时保持较高的磁导率和较低的磁滞损耗。
当铁含量升高时,晶体结构逐渐由面心立方(FCC)转化为体心立方(BCC)结构,这种结构通常导致磁性能的下降。
坡莫合金如何屏蔽磁场的?坡莫合金屏蔽磁场的原理是是改变了穿过它的磁场线的路径。
当磁场遇到坡莫合金时,磁场线会被重新引导,沿着坡莫材料走,而不是穿透材料,这使得磁场线绕过被屏蔽的区域,从而减少或消除该区域内的磁场。
怎么制作坡莫合金?在磁性器件中,坡莫合金的厚度在1-10um之间,一般采用晶圆电镀的方法制得。
且坡莫合金的电镀机台与电镀药水与普通的Ni单质电镀有很大区别,技术难度相对较高。
国内目前没有能够提供晶圆级坡莫合金的成熟的供应商。
本团队的坡莫合金电镀药水?本团队长期深耕于晶圆级坡莫合金的电镀制程,对于80%Ni20%Fe的坡莫合金制程具有丰富经验。
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