本論文之研究目的是開發一種微型永磁無刷馬達，將可撓線圈及電鑄導磁外殼整合成為定子結構，藉由此製作方式可減少組裝步驟，提高產品可靠度，特別適合用來製作成本低廉、微小尺寸的馬達。
微型永磁無刷馬達採用定子三組線圈、兩極轉子，三相驅動設計，利用有限元素法JMAG電腦設計軟體進行電磁路分析，以確認馬達特性。馬達的外徑為7mm、長度10mm，其轉子為燒結銣鐵硼N50的永久磁鐵，轉子外徑為5mm、內徑1mm、長度8mm。本馬達定子所使用可撓線圈為軟性印刷電路板，其線圈匝數為8匝、線寬100μm、線距200μm、厚度35μm，當輸入電流為0.8A時，分析得到馬達扭矩為84.4μN-m。
定子製作方法是將可撓線圈繞於塞規上，在表面電鑄加工製作導磁外殼結構，並搭配高精密度的陶瓷軸承及軸心來降低組裝誤差，藉由開迴路控制來驅動旋轉，實驗測試馬達轉速-反電動勢及扭矩-電流曲線圖，目前馬達在電流0.4A時，可達到最高轉速2,000RPM。
本論文提出一種創新的定子結構製程，特別適合微小馬達生產，並可依客戶應用需求製作不同直徑及長度之馬達，不受現有馬達加工限制，容易達到客製化少量生產的需求。未來如利用厚膜光阻製程及電鑄技術製作高密度線圈，將可更進一步提升馬達之扭矩。

The paper presents the research, design, fabricate and test of micro permanent-magnet brushless motor. It can combine coil winding with stator on the same assemble, and reduce the step of fabricate. This method is specially suitable for customized micro motors of small capacity. The motors of various diameters and lengths can be easily manufactured with high accuracy and low cost.
The micro permanent-magnet brushless motor has an outside diameter of 7 mm and a length of 10 mm. Its permanent magnet rotor has an outside diameter of 5 mm and a length of 8 mm. The motor uses two Flexible-coil and magnetism housing stator. First type Flexible-coil is Flexible Printed Circuit（FPC）. Its winding is eight coils, line width of 100μm, line space of 200μm, copper thickness of 35μm, input current is 0.8A, the motor achieves a maximum torsion is 84.4μN-m.
To use Semiconductor Thick Film Process and electroform technology make three group coil winding structure, and then apply Flexible Substrate to cover it to become Flexible-coil, Then roll up the Flexible-coil and electroform to make its magnetism housing. The using of high precision keramic bearing and spindle to reduce fabricate error. Further more to use open loop controller to drive the motor, then test E-W and .T-I curve. The motor achieves a maximum speed of 2,000RPM. The revolve test of motor is successfully complete.

摘 要 1
ABSTRACT 2
目 錄 3
圖目錄 5
表目錄 9
第一章 緒論 10
1.1前言 10
1.2國內外相關研究 10
1.2.1現有微小馬達調查 10
1.2.2專利搜尋 15
1.2.3微小馬達製作 16
1.2.4微細加工技術 23
1.2.5國內專家學者研究 25
1.2.6永磁無刷馬達之應用 38
1.3研究方法 39
1.4論文架構 41
第二章 微型永磁無刷馬達設計與電磁分析 43
2.1微型永磁無刷馬達原理與設計 43
2.1.1微型永磁無刷馬達定、轉子機械規格設計 45
2.1.2微型永磁無刷馬達電氣規格設計 47
2.1.3微型永磁無刷馬達整體結構之設計 47
2.2微型永磁無刷馬達電磁分析 49
2.2.2微型永磁無刷馬達分析設定 51
2.2.3模型一：外殼為非導磁材料（設定為空氣） 58
2.2.4模型二：完全磁飽和（Bsat設定為0.5T） 62
2.2.5 模型三：不易發生磁飽和（Bsat設定為1T） 67
第三章 微型永磁無刷馬達之定子製作 72
3.1可撓線圈製作規劃 73
3.1.1軟性印刷電路板 73
3.1.2微機電製程之可撓線圈製程規劃 75
3.1.3微機電製程之可撓線圈製作 78
3.2導磁外殼製作 84
3.3製程問題與討論 86
第四章 微型永磁無刷馬達組裝、驅動與測試 89
4.1微型永磁無刷馬達組裝 89
4.2馬達驅動裝置 91
4.3微型永磁無刷馬達特性量測 93
4.3.1馬達最高轉速測試 93
4.3.2轉速-反電動勢曲線量測 94
4.3.3扭矩-電流曲線量測 99
第五章 結論 103
5.1完成事項 103
5.2現有困難及未來展望 104
參考文獻 105

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