叠存电感，规格，顺络。风华高科，

叠存电感

与变压器不同，电感的差异更多体现在制造工艺上，而非应用场景。传统电感通常一般为磁芯加骨架结构的绕线型电感。这种电感成本低，功率范围广，但其寄生参数不好控制，体积也较大。

随着技术的发展，电路板上的元器件密度越来越高，加工工艺上看，回流焊也逐步取代波峰焊，电感不可避免要朝着小型化、贴片化、高频化的方向发展。因此，片式电感应运而生。

片式电感分为绕线型和叠层型两大类。绕线型片式电感沿用了传统电感元件的结构模式，其制造工艺相对简单，成本较低。

其中铁氧体芯的绕线型电感的感量范围广，Q值较大，通流能力较强；陶瓷芯绕线电感虽然感量较低，但其自谐振频率较高，高频性能优异，因此在高频场景中应用较多。

不过，绕线型电感的磁路开放，EMI性能较差，且在进一步小型化方面存在瓶颈。相比之下，叠层电感具有良好的磁屏蔽性，烧结密度高，机械强度好。

与绕线型片式电感相比，叠层电感尺寸更小（有利于电路小型化），磁路闭合（EMI特性好），不易受到干扰或干扰其他元件，有利于元器件的高密度安装。然而，叠层电感的不足之处在于合格率较低，

电感量较小，Q值也较低。绕线电感与叠层电感的参数对比如图1所示。

绕线电感与叠层电感参数

叠层电感规格参数表

叠层电感的参数并不多，主要包括：

电感量：电感的基本参数，其大小由以下公式决定：

其中，μ为磁芯的磁导率，N为电感的匝数，S为有效截面积，l为有效磁路长度。由于叠层电感的匝数有限，因此其电感量通常低于绕线型电感。此外，

陶瓷芯的磁导率低于铁氧体芯，因此陶瓷芯电感的电感量也较低。

品质因数（Q值）：表征电感储能与能耗之比，Q值越高，损耗越小。其大小由以下公式决定：

其中，R为电感的等效串联电阻，其不仅包括DCR，还包括其他如铁损等损耗的等效电阻。

自谐振频率（SRF）：由于电感中存在寄生电容，使得电感在高频时阻抗会降低甚至变成容性，自谐振频率点计算公式为：

寄生电容越大，SRF越低，高频性能越差，电感的使用频率应低于SRF。    

电感的频率特性

直流电阻（DCR）：影响电感的压降及损耗，通常越小越好

应用场景

叠层电感是传统绕线电感工艺改进后的产物，适应了小型化的需求。其应用场景与传统电感相似，主要用于电源、储能滤波、射频阻抗匹配等。

由于叠层电感体积更小，且磁屏蔽性能优异，因此在电子设备、无线通信、医疗设备等应用领域具有一定的优势。

制造工艺

叠层电感通常采用低温共烧陶瓷（LTCC）工艺。主要原因是叠层电感的内电极通常采用导电性能良好的银浆（其熔点约为960°C），为避免烧结过程中电极与磁芯的相互渗透，需将烧结温度降至900°C以下。

铁氧体类叠层电感一般采用NiCuZn材料作为磁芯，主要原因是NiZn材料的烧结温度较高（约1200°C），因此需掺杂铜离子，利用氧化铜助烧，可将烧结温度降低至1050°C左右。

同时，铜离子的加入还能提高铁氧体的电阻率，降低损耗。然而，1050°C的烧结温度仍然较高，因此可以添加氧化铋等低熔点材料作为添加剂（其熔点在820℃左右），由于其在烧结过程中会形成液相，从而可以加快畴壁位移，提升晶粒生长的速度，使烧结温度进一步降低。但过量的氧化铋会导致晶粒异常生长，大小不均，使磁体致密性变差，导致银电极渗透到铁氧体中，因此其添加量需要控制。    

叠层电感的成型工艺主要包括球磨、成型、切割、排胶、烧结、倒角和端电极处理等步骤。

球磨：球磨的目的是将铁氧体粉料、溶剂、分散剂和粘结剂混合均匀，得到具有优良流变性和均匀性的浆料。球磨通常采用钢球，但不可避免会有铁粉混入，影响磁芯的磁导率，并使电阻率降低，

导致损耗增加。因此，需要严格控制球磨时间。

成型：根据工艺不同，成型方法分为干法（流延穿孔法）、湿法（通路形成法）、干湿法（交叠印刷法），下面分别介绍：

流延穿孔法：使用流延工艺制备铁氧体膜，烘干后在膜上打孔，然后印刷电极浆料，并使其充满通孔。再将印刷银浆的干膜片精确对位叠压，形成生胚。

干法成型适用于大规模生产，具有生产效率高、膜厚适中、性能稳定的优点。

但其对设备精度要求较高，成本也较高。在制作膜片过程中，膜片容易出现中间高、边沿低或一边高、一边低的枕形效应，且膜片中的针孔和皱褶难以避免。

因此在叠片过程中，层与层之间较易会出现气隙，导致产品产生分层现象，影响产品质量。

通路形成法：在基板上印刷引出端和连接点，随后印刷铁氧体浆料，通过化学方法显露连接点，并以连接点为起点继续印刷电极，重复此过程直至线圈制作完毕，再引出上电极。

这种方法比较适合线圈结构复杂的产品，成效效率比较高，但是工艺相对还是比较复杂。

交叠印刷法：这种工艺是在预先制作的铁氧体基板上印刷 1/2（或 3/4）周的导体银浆，再用铁氧体浆料印刷覆盖其一半，

印 刷上 1/2 内线圈，然后在露出的 1/2 导体上印刷铁氧体浆 料，再印刷 1/2 内线圈，如此不断循环，直至印毕所需内 线圈匝数，再制作上基板。这种成型工艺适合线圈结构简单产品，

但是成型效率低，且容易发生变形。    

给出了交叠印刷法和流延穿孔法法成型工艺的对比，通路形成法与流延穿孔法的示意图比较接近，只不过需要印刷连接点并使其显露。

切割：将生胚切割成小单元。切割前通常会进行静压工序，以提高生胚密度。

排胶：将生胚中的有机物去除，减少烧结时气孔的产生。

烧结：烧结过程与其他陶瓷烧结类似，但由于铁氧体与银共烧时，银的收缩率在600°C至700°C时会快速下降，而铁氧体则要等到800°C以后，这意味着两者的收缩不匹配，

会产生界面应力，导致形变，严重时甚至会产生裂纹或内电极断裂，因此需要添加助烧剂以实现低温烧结。

倒角：将烧结后的半成品与具有一定强度的磨料混合，通过搅拌和滚动等方式，使磨料与半成品相互摩擦，将半成品的棱角磨成圆角。倒角可以减小器件应力。

另外，烧结时，内电极会收缩，倒角也可以使内电极显露。有些工艺会将倒角工序放在生胚烧结前（即生胚倒角）。

虽然其加工难度较低，较易去除棱角，可减少烧结时的开裂，并显露内电极，但由于生胚强度较低，倒角时易发生破损和变形，表面也会比较粗糙。    

端电极处理：在两端粘接并烧结电极，随后进行电镀。通过电镀在外电极表面镀上镍层和锡层，使电感器具备可焊接性。

测试、包装：对产品的性能进行测试，并进行包装。

失效模式：

叠层片式电感的失效模式主要包括开路和短路失效。其中，电感的开路主要由于连接点断开或连接点显露面积过小、介质膜与内电极匹配性能不良，

导致内电机部分开裂所导致。短路则主要由于银电极迁移或端头致密度过低，导致电镀液渗透而造成短路。

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