Abstract
摘要微型變壓器的應用範圍十分廣泛，舉凡從無線通訊，高頻的IC設計與無線的能量傳輸等等都需要它。但隨著應用的領域不同，對元件的設計與需求，如傳輸的功率、能量可儲存的時間、傳輸距離的遠近、操作的頻段也大不相同。本研究的目的是研製無線傳能的微型線圈應用於生醫領域。主要的研究項目可以歸納為三大類：元件製程、量測系統建立、利用高頻分析軟體模擬微波的參數特性。研究步驟包括：設計符合環境限制的線圈尺寸與結構、元件的製程規劃與材料的選擇、製程參數的調變與控制、阻抗分析儀與網路分析儀量測、量測平台的設計、模擬軟體的分析與量測值比較。實驗中使用的基材為pyrex 7740，支撐微型變壓器結構的為厚膜光阻SU8，並利用蒸鍍與電鍍銅技術完成線圈主體的製作。本研究已完成8種尺寸線圈的研製與量測，各為線寬、線距比例為1比1與2比1；線圈匝數為7匝與10匝的線圈。以線寬100 μm、線距100 μm、匝數7匝的線圈為例，製作出線圈的電感值為313 nH，與理論值301 nH約有4 ％的誤差。在操作頻率為20 MHz，且兩相同尺寸的線圈間隔距離為0 mm時，兩線圈可傳遞能量的大小為-8 dB，當兩線圈距離為6.2 mm時，二次側線圈產生感應電壓為一次側的1 %。本研究資料對進行生醫量測需使用的微型變壓器有妥善的製程規劃與測試結果，並對於判斷二次側線圈後的量測系統所需能量輸入與距離參數調變，有著極大的裨益。