磁性器件中的坡莫合金
發(fā)布時(shí)間:2024-03-30 17:38:19坡莫合金,是mems磁性器件制程中一種必不可少的鐵磁性材料,也可用于屏蔽磁場(chǎng)的磁屏蔽,"卡脖子"技術(shù)之一。
一、什么是坡莫合金?
坡莫合金,又叫做透磁合金,是一種以鐵、鎳為主要成分的特殊合金。在芯片制程中,該合金的成分要求為:Ni含量80%,鐵含量20%。
二、什么是鐵磁性?
根據(jù)磁性類型分為鐵磁性、順磁性和抗磁性材料,而鐵磁性材料指的是在沒(méi)有外部磁場(chǎng)時(shí)可以保持磁性的材料。鐵磁性材料通常包括:鐵,鎳,鈷,鎵等。
三、坡莫合金的性質(zhì)?
1、高磁導(dǎo)率&低損耗:具有高磁導(dǎo)率(相對(duì)磁導(dǎo)率通常約為100,000)和低磁滯損耗,它能夠有效地導(dǎo)引和增強(qiáng)磁場(chǎng),而且在循環(huán)磁化過(guò)程中損耗較低。
2、低矯頑力:矯頑力是指使磁性材料達(dá)到磁化飽和后,再使其退磁所需的最小磁場(chǎng)強(qiáng)度。低矯頑力的材料容易被磁化和退磁,它們對(duì)外部磁場(chǎng)的響應(yīng)十分靈敏。
3、接近零磁致伸縮:磁致伸縮是指材料在磁化過(guò)程中其尺寸或形狀發(fā)生變化的現(xiàn)象。一些材料在磁化時(shí)會(huì)微微膨脹或收縮,這種效應(yīng)被稱為磁致伸縮效應(yīng)。接近零磁致伸縮意味著材料在磁化過(guò)程中幾乎不會(huì)發(fā)生形狀或尺寸的變化。
4、顯著的各向異性磁阻:各向異性磁阻是指材料的電阻率隨磁場(chǎng)的方向而變化的性質(zhì)。這種特性在讀取磁性存儲(chǔ)數(shù)據(jù)以及在磁傳感器中非常有用,因?yàn)樗鼈兛梢詸z測(cè)磁場(chǎng)的方向和強(qiáng)度的變化。
四、良好的機(jī)械強(qiáng)度。
為什么要80%Ni,20%Fe?
當(dāng)鎳和鐵的比例為80:20時(shí),合金通常表現(xiàn)為面心立方(FCC)晶體結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是高對(duì)稱性,使得材料具有良好的塑性和韌性,同時(shí)保持較高的磁導(dǎo)率和較低的磁滯損耗。
當(dāng)鐵含量升高時(shí),晶體結(jié)構(gòu)逐漸由面心立方(FCC)轉(zhuǎn)化為體心立方(BCC)結(jié)構(gòu),這種結(jié)構(gòu)通常導(dǎo)致磁性能的下降。
五、坡莫合金如何屏蔽磁場(chǎng)的?
坡莫合金屏蔽磁場(chǎng)的原理是是改變了穿過(guò)它的磁場(chǎng)線的路徑。當(dāng)磁場(chǎng)遇到坡莫合金時(shí),磁場(chǎng)線會(huì)被重新引導(dǎo),沿著坡莫材料走,而不是穿透材料,這使得磁場(chǎng)線繞過(guò)被屏蔽的區(qū)域,從而減少或消除該區(qū)域內(nèi)的磁場(chǎng)。