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疊層片式電感器 又稱多層片式陶瓷電感器,簡稱片感。 片感是最新型的電感器,與片容、片阻并稱為表面貼裝技術(shù)(SMT)三大無源片式元件。 英文MLCI—Muti-LayerCeramics chip Indutor 發(fā)展大事記 1980S’ 日本美國為適應(yīng)SMT需要,開始了片式電感器的研究開發(fā)。 1984年 TDK率先以1210為先導(dǎo)產(chǎn)品,實(shí)現(xiàn)了疊層片式電感器產(chǎn)業(yè)化。太陽誘電、村田同時(shí)實(shí)現(xiàn)片式感器的產(chǎn)業(yè)化。 1994年 中國的深圳南玻和南京898廠分別引入日本美國繞線型和疊層型電感生產(chǎn)線 1996年 肇慶風(fēng)華高科建立片感用磁材與片感元件生產(chǎn)線 2000年 深圳順絡(luò)電子成立,目前是中國大陸最大一家專業(yè)從事片式電感生產(chǎn)的企業(yè)。 目前電感器的疊層片式化率超過85%,日本、韓國及臺(tái)灣地區(qū)是片感主產(chǎn)區(qū),占市場份額超過70%。 疊層片式電感器結(jié)構(gòu) 陶瓷介質(zhì)體主要分為普通陶瓷和鐵氧體兩大類。其中鐵氧體是Fe2O3、NiO、ZnO、CuO等多種氧化物構(gòu)成陶瓷材料。經(jīng)燒結(jié)的鐵氧體硬度高,磁導(dǎo)率高,電阻率高。 鐵氧體中氧化物比例不同,可獲得磁導(dǎo)率不同,使用磁導(dǎo)率不同的鐵氧體制成形狀尺寸不同、工作頻段不同的電感器,用在不同頻段并保持較低的能量損耗。 應(yīng)用于抑制電磁干擾時(shí),鐵氧體的工作原理是通過阻抗吸收發(fā)熱的形式將不需要頻率的能量散發(fā)掉。
制造工藝 疊層片式電感器(MLCI)制造工藝與多層片式陶瓷電容器(MLCC)相似,把陶瓷(鐵氧體)膜片與銀導(dǎo)電漿料一層層交替疊印,經(jīng)約900℃溫度共燒,內(nèi)部形成螺旋式導(dǎo)電線圈,線圈包圍陶瓷體部份形成磁芯,外部瓷體使磁路閉合。
MLCI 典型工藝流程 核心技術(shù): 陶瓷(鐵氧體)、銀內(nèi)電極、銀端電極匹配選型;陶瓷(鐵氧體)介質(zhì)與銀電極疊印、低溫共燒。采用全銀內(nèi)電極,燒成溫度一般在850~910℃。
電感器的分類
三類片感特點(diǎn)對比
常用尺寸規(guī)格 同片容或片阻一樣,疊層式貼片電感的尺寸規(guī)格可用EIA英制或國際單位制進(jìn)行標(biāo)識(shí),疊層式貼片電感用國際單位制表示的較多。
片感常用尺寸規(guī)格表
主要性能參數(shù)
電感量Ls 是指電感器的標(biāo)稱感值,由于磁導(dǎo)率和分布電容的存在,感量會(huì)隨頻率的變化而變化,下圖所示。 片感 的電感量Ls-F曲線
是指片感金屬電極決定的直流電阻。 自諧頻率SRF 是指由于電感及電感本身分布電容的相互作用,使電感在某頻率下達(dá)到諧振,該諧振頻率就是電感的自諧頻率,功率電感要求使用在自諧頻率以下。 額定電流Ir 額定電流表征了可持續(xù)通過磁珠或電感的直流電流的強(qiáng)度。 針對高頻電感、磁珠和鐵氧體電感的應(yīng)用技術(shù)特性不同,額定電流Ir分為溫升額定電流Irms和感降額定電流Isat兩種。 感降額定電流Isat是指在連續(xù)通直流下,片感電感量會(huì)下降,一般按下降30%的電流值來標(biāo)稱。對于鐵氧體電感,直流電流是以初始電感隨外加電流的變化來定義。 溫升額定電流Irms是指在連續(xù)直流下,電感表面溫度會(huì)上升,常按照上升40℃的電流值來標(biāo)稱。 對于磁珠和陶瓷電感,額定直流按外加電流引起最大表面溫升來定義。額定電流取決于直流電阻 , 減小直流電阻或者增大產(chǎn)品尺寸可提高額定電流。
高頻電感器典型規(guī)格及其性能規(guī)律
高頻片感電感量為幾nH~幾百nH,常用精度: S ±0.3nH J ±5% K ±10%。 鐵氧體電感器典型規(guī)格及其性能規(guī)律
鐵氧體電感量是微亨級(jí)別的,常用精度:K ±10% M ±20% N: ±30%。 電感器尤其對高頻電感器而主言,品質(zhì)因子Q值是很重要的參數(shù),Q值與測試頻率相關(guān): 高頻片感 Q-F曲線圖 命名規(guī)則 疊層片式電感器命名規(guī)則,一般包含產(chǎn)品類別、尺寸、材料類別、標(biāo)稱電感量、電感量精度和包裝等信息.例如:
系列名稱:各生產(chǎn)廠家品牌都會(huì)針對使用頻率高低、功率大小、Q值大小和電感量大小等方面以類型系列進(jìn)行區(qū)分。 產(chǎn)品尺寸:一般用國際單位制表示長寬尺寸,1608=長1.6mm*寬0.8mm有的品牌命名會(huì)加上厚度代號(hào)。 材料代碼:不同廠家使用的材料不一樣。不同用途或應(yīng)用頻率要求的片感,會(huì)使用不同磁導(dǎo)率(μ=1~800)的材料去設(shè)計(jì)制造。 標(biāo)稱電感量:如 R47=0.47 uH 4R7=4.7uH 47N=47nH 電感量公差:常用S ±0.3nH J ±5% K ±10% M ±20% N: ±30% 包裝形式: T為編帶,B為散裝 環(huán)保標(biāo)識(shí):如F表示無鉛產(chǎn)品
疊層片式電感器主要制造商及產(chǎn)品標(biāo)識(shí)代號(hào)
關(guān)于磁珠 首先要明確,磁珠是疊層片式電感器的一類。 選用特殊類型鐵氧體材料,設(shè)計(jì)制造的磁珠主要是一種能量消耗器件,在EMC對策中多用于抑制 EMIl輻射。 磁珠直流電阻低,高頻電阻高,用阻抗值來標(biāo)稱它對某頻率點(diǎn)產(chǎn)生電阻的大小,單位歐姆。 磁珠的阻抗是指在電流下所有阻抗的總和,包括交流與直流部分。阻抗的直流部分僅僅是繞線的直流電阻,交流部分包括電感電抗和交流損耗。 理想電感對頻率信號(hào)電抗公式: Z = XL = 2πfL L:電感量(亨利 ) f :頻率 ( 赫茲) 公式表明電感量越大或頻率越高則阻抗越大。交流損耗包括磁滯損耗、渦流損耗和介電損耗等。磁珠的datasheet上一般會(huì)附有頻率和阻抗的特性曲線圖。 簡單而言,磁珠是用來吸收超高頻干擾信號(hào),象一些RF電路,振蕩電路都需要輸入端加入磁珠。 |
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