螺線（Solenoid）線圈在電子行業(yè)的眾多領(lǐng)域都有著極廣泛的應(yīng)用：在傳感器中，可作磁通門或者巨磁阻的激勵線圈、電流傳感器的感應(yīng)線圈等；在執(zhí)行器中，可用于微驅(qū)動，例如智能手機中觸覺反饋Taptic Engine、手機攝像頭變焦和電磁推桿等；在能量采集器中，可用于電磁式振動能量采集器的線圈；在功率電子器件中，可用作扼流的共模線圈，也可用作傳導電能的變壓器和功率電感；在射頻系統(tǒng)中，用于頻率發(fā)生、信號發(fā)射和接收等功能。

螺線線圈由著名的物理學家安培于1820年發(fā)明，其本質(zhì)上可以看作是一個電磁相互作用的放大器。螺線線圈發(fā)明已經(jīng)有200多年，除部分用疊層工藝和半導體薄膜工藝外，目前線圈主要還是由漆包線繞制而成。因為作為一種復雜的三維金屬結(jié)構(gòu)，毫米級螺線線圈在晶圓上的批量制造極具挑戰(zhàn)性。

制造芯片式螺線線圈需要晶圓級厚金屬工藝，但在硅晶圓上沉積較厚的金屬一直存在著工藝的難度，目前主流的技術(shù)路線是通過電鍍來實現(xiàn)。但作為一項基于電化學原理的金屬沉積方法，電鍍存在一些問題。例如電鍍只能在導電的表面進行沉積，因為對于像硅或者玻璃晶圓就需要預先通過濺射或者蒸鍍的方式鋪上種子層；電鍍使用的溶液具有一定的毒害并且容易對環(huán)境造成污染；電鍍更適合平面二維結(jié)構(gòu)的成型，對于成型復雜的三維結(jié)構(gòu)則比較困難。邁鑄半導體研發(fā)的微機電鑄造（MEMS-Casting）技術(shù)則很好的解決了晶圓上復雜厚金屬成型問題。

微機電鑄造（MEMS-Casting）是一項將微納原理引入宏觀的鑄造，可以在晶圓級實現(xiàn)復雜微金屬結(jié)構(gòu)批量鑄造的技術(shù)。作為一項適合于在晶圓上批量制造復雜金屬微型結(jié)構(gòu)的技術(shù)，微機電鑄造技術(shù)可以靈活方便地在晶圓一次成型螺線線圈，從而可以實現(xiàn)MEMS芯片式線圈。

通過微機電鑄造技術(shù)在晶圓上制造MEMS線圈在工藝上主要分為線圈模具刻蝕和線圈金屬填充兩步。首先用體硅刻蝕工藝（主要是DRIE深硅刻蝕）在硅晶圓上刻蝕得到需要制造的線圈的硅模具，然后通過邁鑄半導體自主研發(fā)的微機電鑄造專用設(shè)備在晶圓的線圈模具中填充合金材料從而得到完整的線圈。與用固態(tài)的漆包線制造線圈的主要區(qū)別是，用微機電鑄造技術(shù)制造線圈可以看成是用液態(tài)的金屬繞制線圈（最后固化）。與電鍍相比，微機電鑄造技術(shù)的沉積速度可以提高數(shù)倍，并且過程清潔環(huán)保沒有污染。

△ 基于微機電鑄造技術(shù)的晶圓級MEMS線圈成型動畫演示

據(jù)麥姆斯咨詢報道，近日，邁鑄半導體正式推出MEMS芯片級線圈產(chǎn)品。客戶可以根據(jù)實際的應(yīng)用要求提出自己的線圈需求，邁鑄半導體可以實現(xiàn)從線圈設(shè)計到出樣的所有相關(guān)流程一站式服務(wù)。根據(jù)具體的線圈結(jié)構(gòu)和類型，最快的打樣交貨期可以短至2周以內(nèi)。

△ 3層Cavity+2層Groove 長 x 寬 x 高：5mm x 3.16mm x 1.95mm

△ 花瓣線圈
直徑：3mm

相對于漆包線繞制的線圈，基于微機電鑄造技術(shù)的MEMS線圈具有以下優(yōu)點：

硅基易集成。基于微機電鑄造的線圈是一種MEMS線圈，這種芯片式的線圈更容易在與ASIC芯片配合的場景實現(xiàn)合封。

一致性更好。目前一致性可以達到1%左右。

可以實現(xiàn)更靈活的結(jié)構(gòu)，例如可以實現(xiàn)像U形，O形等線圈結(jié)構(gòu)，而這類結(jié)構(gòu)的線圈能表現(xiàn)出直的線圈沒有的特性。

因為線圈所包含的材料只有硅，二氧化硅和合金，所以可以耐受超300度的溫度。

△ MEMS線圈與傳統(tǒng)線圈的對比

目前邁鑄半導體已申請相關(guān)專利40多項，授權(quán)25+項，并且已建成一條1000平方米的中試線，具備完整的MEMS線圈生產(chǎn)制造能力，可滿足MEMS線圈打樣和小批量生產(chǎn)需求。

△這款80匝(長5mmX寬3.16mm)線圈可現(xiàn)貨提供

中間的空腔有0/0.3/0.6/0.9mm四種規(guī)格可選

支持定制任意規(guī)格

上海邁鑄半導體成立于2018年，是中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所孵化企業(yè)。2021年獲高新技術(shù)企業(yè)稱號。公司致力于晶圓級微機電鑄造（MEMS-Casting）技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，此技術(shù)是本公司研發(fā)的一項獨創(chuàng)性技術(shù)，該技術(shù)可通過微納原理將宏觀的鑄造縮小一百萬倍，從而可以在晶圓上實現(xiàn)鑄造?？蓮V泛應(yīng)用于半導體先進封裝、MEMS器件以及三維集成射頻器件等領(lǐng)域。

△ 基于MEMS線圈的可發(fā)電手表

審核編輯 ：李倩