叠层片式电感工艺知识介绍知识讲解
叠层电感加工艺范文
叠层电感加工艺范文
一、叠层电感加工艺简介
叠层电感加工艺是一种利用电磁场对金属和非金属材料进行加工的方法，可以有效地生产出各种叠层电感零件。
电感加工艺是一种智能的加工
方法，它通过特殊的电磁场结构来生产电感零件，能够较好地满足用户定
制的要求，从而最大限度地提高产品性能，减少成本和时间投入。
叠层电感加工艺由导体组成，通常有铜线、钢线、铝线、钛线等，金
属和非金属材料绕组在一起，再通过电磁场产生自动绕组，形成叠层结构。
加工艺中一般采用自动编程技术和软件，使用者可以超过200次的叠层，
可以满足用户对电感性能的要求。
叠层电感加工艺的优势在于生产出来的叠层结构可以获得更好的性能，有更好的电气性能和电磁兼容性，而且叠层设计可以有效提高电感的电压降，提高产品的可靠性，降低能量损耗，还可以增加电感的容量、阻抗以
及频率响应。
二、叠层电感加工艺过程
1、现场准备
现场准备应该是叠层电感加工艺的第一步，需要准备的材料包括叠层
电感的架子、线圈电极及其它零件和设备。
现场准备完成后，应该尽量防
止非金属层之间发生短路，并配备一些安全设备，以防止意外发生。
2、绕线及组装。
浅析叠层片式大功率电感器的设计和制作技术
浅析叠层片式大功率电感器的设计和制作技术摘要：伴随着科技时代的到来，各种信息技术正在飞速发展，电子元器件也在逐步进化，逐渐实现高频化、片式化、高性能、小型化以及低耗能。
电感器发展革新至今，已经逐步实现了片式化以及小型化，叠层片式电感器就是发展产物之一，叠层片式大功率电感器则是最具有代表性的一种。
关键词：电感器；叠层片式；设计；制作电子线路中有三大基础原件必不可少，即电阻、电感以及电容。
其中，电感器的工作原理是交流电通过导线的过程中在其内部以及周围产生磁场，主要的功能是过滤噪声、抑制干扰、筛选信号、稳定电流等等。
日常生活、工作、生产中的计算机、视频音频设备、电子自动化设备以及通讯设备都要应用电感器。
电感器发展至今已经有多种类型，其中较为常见的就是片式电感器，本文则针对叠层片式大功率电感器展开探讨。
一、叠层片式电感器概述（一）结构与材料如下图1所示，叠层片式电感器其外形为矩形，基体材料通常使用铁氧体或陶瓷材料。
内部导体线圈是导电部分，一般采用通孔成型技术或是交迭印刷技术制作完成，采用纯金属银作为材料，被外部陶瓷材料包裹。
内外部材料进行有效匹配后共同烧结得到独石结构的闭合磁体，其电磁兼容性很好，内外部彼此不发生干扰。
叠层片式电感器引出电极没有引线，内部导体线圈与内部导电部分互相连通。
外部电极的材料由外到内分别是锡铅合金、镍、银，共三层，能够用于插片、贴片等多种电焊方式。
图1 叠层片式电感器结构图（1、陶瓷本体；2、内部电极（银）；3、引出电极；4、外部电极）叠层片式电感器的材料组成可以分为三个部分，即电极材料和导体（内部）材料、基体材料以及镀层材料。
其中，内部导体所使用的材料通常为银，这要是因为银具有较好的电学性能，能够基本满足电感器的使用要求。
基体材料目前主要应用的包括：陶瓷材料，介电常数控制在4.5-8.2之间；镍锌铁氧体材料，磁导率控制在3-500之间。
镀层材料端头为银，外部电极材料为Sn，中间电极材料为Ni。
ltcc和叠层片式电感
ltcc和叠层片式电感
LTCC（Low Temperature Co-fired Ceramic，低温共烧陶瓷）技术是一种将低温烧
结陶瓷粉制成厚度精确且致密的生瓷带，通过激光或机械打孔、微孔注浆、精密导体浆料印刷等工艺在生瓷带上制出所需电路图形，并将多个无源元件埋入其中，然
后叠压在一起，在低温（如900℃）下烧结，制成三维电路网络的无源集成组件或内置无源元件的三维电路基板的技术。
利用LTCC技术，可以制造出多种无源以及无源/有源集成产品。
例如，高精度片式元件（如电感器、电阻器、片式微波电容器等）以及这些元件的阵列，还有无源集成功能器件，如片式射频无源集成组件（包括LC滤波器及其阵列、定向耦合器、功分器、功率合成器、变压器、天线、延迟线、衰减器等）。
叠层片式电感则是采用多层印刷技术和叠层生产工艺制作而成的电感器。
它的内部由多个线圈组成，这些线圈通过层叠的方式形成，使得电感器具有更高的电感值和
更小的体积。
叠层片式电感具有优秀的电气性能，如低直流电阻、高Q值、良好的频率稳定性等，因此被广泛应用于通信、计算机、消费电子等领域。
综上所述，LTCC技术为制造叠层片式电感等无源元件提供了一种有效的方法，使得这些元件能够在保持高性能的同时，实现小型化和集成化。
不过，LTCC技术和叠层
片式电感的具体应用和设计会根据不同的需求和场景有所差异，因此在实际应用中需要综合考虑各种因素。
叠层式片式电感器在卫星通信系统中的应用
叠层式片式电感器在卫星通信系统中的应用引言：随着科技的快速发展，卫星通信系统在现代社会中起到了举足轻重的作用。
而电感器作为电子元件的重要组成部分，对于卫星通信系统的性能和可靠性起到了至关重要的作用。
本文将重点介绍叠层式片式电感器在卫星通信系统中的应用，并探讨其优势和未来发展趋势。
一、叠层式片式电感器介绍叠层式片式电感器是一种采用薄膜技术制作的高性能电感器。
相较于传统的线圈式电感器，叠层式片式电感器具有尺寸小、重量轻、频率响应宽、电感精度高等优势。
这些特点使得叠层式片式电感器成为卫星通信系统中的理想选择。
二、叠层式片式电感器在卫星通信系统中的应用1. 高频滤波器卫星通信系统中常常需要进行高频信号的滤波处理。
传统的滤波器需要占用大量的空间，而叠层式片式电感器可以实现对高频信号的滤波功能，并且尺寸小巧，适用于紧凑型的卫星通信设备。
2. 电源管理在卫星通信系统中，电源管理是一个重要而复杂的部分。
叠层式片式电感器能够提供稳定的电压输出，有效过滤电源中的噪声，保证系统的正常运行。
同时，叠层式片式电感器的小尺寸和轻重量使得其在卫星通信系统的电源管理中具有独特的优势。
3. 信号传输卫星通信系统需要进行大量的信号传输，其中包括数据信号、音频信号、视频信号等。
叠层式片式电感器能够提供稳定的电感值，帮助信号在传输过程中保持一定的稳定性和准确性，提高通信质量和可靠性。
4. 电源滤波卫星通信设备常常面临电源噪声的困扰，这些噪声可能影响设备的正常运行。
叠层式片式电感器具有优秀的滤波性能，可以有效降低电源中的噪声，保证设备的正常工作。
三、叠层式片式电感器的优势1. 尺寸小巧：相较于传统的线圈式电感器，叠层式片式电感器体积更小，可以实现更紧凑的电子设备设计。
2. 重量轻：卫星通信系统对于重量是有严格要求的，叠层式片式电感器的轻量化设计使得其更适用于卫星通信系统。
3. 频率响应宽：叠层式片式电感器在更广泛的频率范围内具有良好的响应能力，能够适应不同频率的信号处理需求。
经典：叠层电感干法工艺
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以上情况可以看出，我们对于材料的特性关注 和掌握得很不够，所以希望在后期工作中，对材 料进行更多更深入的检测、分析和研究，这样对 于产品性能的维护还有公司整个技术体系的建立 有很大帮助。
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二、结构设计知识
丝网设计：
一般包括1/2（J）网、3/4（U网）和4/4（O网）设计。
17层
40.22 11.75
0.52
12层
46.85 12.05
0.66
18层
46.69 11.65
0.63
从此表电性能数据对比可以看出O套网较U套网Q值高一些、RDC略高一点，整体
性能O套网设计优于U套网设计，若相同感量的产品采用O套网设计可提高效率1.3倍
左右
U套网设计
J套网设计
设计层数 LS(nH)
9
C. Paron-L69A银浆 一种灰白色略带刺激性气味的胶状
浆料。 印刷用的银浆一般称为内电极银浆，
简称内浆。银浆主要由银粉、溶剂、黏合剂及其 他助剂组成。
10
11
银浆主要工艺参数包括： 粘度、细度、固含量、干燥温度/烧结温度/烧 结曲线等 a) 粘度 关键参数，对于印刷效果起重要作用，粘度过 高易塞网，图形缺损、过窄或高低不平，粘度过 低易导致线条变粗、厚度变薄、印刷质量下降， 甚至流到网底的现象。
108
甲苯
2.4
0.59
111
14
② 黏合剂 种类繁多，用于片式电感生产的一般有两大类：一是国内厂家普
遍采用的丙烯酸树脂，二是日本台湾企业普遍采用的聚乙烯醇缩丁醛 （PVB），我们采用的PVB体系的B-76、B-98树脂。
叠层片式电感知识(深色)
片式电感的重要参数
4、 自谐频率SRF（SELF-RESONANT FREQUENCY） 自谐频率SRF是MLCI应用中值得考虑的一个重要指标，其值越
希望直流 电阻Rdc愈小愈好，所以： ① 直流电阻Rdc与材料及其电感量有关，电感量越大，Rdc越大 ② 产品样本上给出的Rdc表示最大值
I 叠层片式电感的重要参数
片式电感的重要参数
6、 阻抗Z（IMPEDANCE）
阻抗Z是迭层片式磁珠中最重要的参数，据图1，阻抗Z可表
示为：
Z=√R2 + （ωL）2
30 Ω —— 600 Ω
I 叠层片式电感的重要参数
电性特征曲线图
陶瓷电感 电感/频率曲线图
I 叠层片式电感的重要参数
电性特征曲线图
陶瓷电感 Q/频率曲线图
I 叠层片式电感的重要参数
电性特征曲线图
铁氧体电感 电感/频率曲线图
I 叠层片式电感的重要参数
电性特征曲线图
铁氧体电感 Q/频率曲线图
I 叠层片式电感的重要参数
I 叠层片式电感的重要参数
主要产品分类
2、 磁珠类
磁珠分类
通用磁珠 MGGB
大电流磁珠 MGLB
尺寸型号
1005 1608 2012 3216 1608 2012 3216
阻抗值范围
5 Ω —— 600 Ω 5 Ω —— 1000 Ω 7 Ω —— 2000 Ω 10 Ω —— 3000 Ω
5 Ω —— 60 Ω 7 Ω —— 60 Ω 19 Ω —— 120 Ω
叠层片式电感工艺介绍
叠层片式电感工艺介绍
叠层片式电感的工艺介绍如下：
磁芯制备：叠层片式电感的磁芯通常采用高磁导率的磁性材料，如铁氧体。
磁芯会被切割、加工和堆叠，形成层叠的结构。
绕线：在每个磁芯层之间，通过精密的绕线工艺，绕制线圈。
线圈的匝数和绕线方式会影响电感值和性能。
层叠组装：绕制好的线圈和磁芯层会按照设计要求进行层叠组装，形成整体的叠层片式电感结构。
封装：叠层片式电感通常需要进行封装，以保护电感元件不受外部环境影响。
封装可以采用环氧树脂、塑料等材料。
测试和品质控制：制造完成的叠层片式电感会进行测试，包括电感值、直流电阻、频率响应等方面的测试，以确保产品性能符合要求。
片式叠层共模电感,带esd
片式叠层共模电感,带esd
片式叠层共模电感是一种用于电路中的电感器件，常见于射频和通信电路中。
它具有多层叠放的结构，能够在较小的体积内提供较大的电感值，有利于节省电路板空间。
共模电感是指在两个电流引线之间产生的电感，它可以有效地抑制共模干扰信号，提高电路的抗干扰能力。
带ESD的共模电感则在传统共模电感的基础上加入了ESD（静电放电）保护功能。
ESD保护是指在静电放电事件发生时，通过合适的保护措施来保护电路不受损害。
在现代电子设备中，由于静电对电子元器件的破坏是一个常见且严重的问题，因此在设计电路时加入ESD保护功能显得十分重要。
从电路设计的角度来看，片式叠层共模电感带ESD的设计需要考虑多方面的因素，包括电感值的选择、尺寸和布局的优化、ESD 保护电路的设计等。
此外，还需要考虑材料的选择、工艺的优化等因素，以确保共模电感在实际电路中能够发挥良好的性能。
从应用角度来看，片式叠层共模电感带ESD广泛应用于移动通信设备、射频前端模块、无线路由器、蓝牙设备等电子产品中，能
够有效地提高设备的抗干扰能力和稳定性，提升产品的可靠性和性能。
总的来说，片式叠层共模电感带ESD是一种在现代电子设备中应用广泛的电感器件，它在电路设计和应用中都具有重要的作用，能够提高电路的性能和稳定性，保护电子设备免受静电等外部干扰的影响。
叠层电感简介
电感做好后，要对每个电感的电性能进行检测，这道检测一般由机器进行。
11）人工抽检
经过机器全检后，人工将对分好的8类分别进行抽检，抽检水平基于AQLⅡ级水平。
1.3叠层电感工艺流程中的关键点
1）配料时，各种原料的比例、混合后的均匀程度对电感的品质至关重要。
2）丝印银柱的高度必须高于每层铁氧体的厚度，以确保上下两层可靠的连接。
5）烧结
烧结就是让电感的成分发生物理化学反应，
形成陶瓷结构，
也就是形成一个整体。
烧结一般是在1000℃烘烤50
小时左右。烧结后电感的大小会收缩20%左右。
6）磨边
让电感的外形平整、美观。
7）粘银
磨边后，
电感被散放在粘银板上，
由于震动和吸力，
每个电感被嵌入到粘银板的
叠层电感采用湿法制造，过程控制流程共有
13道主工序，生产周期13~15天。
主要工序有：
配料→成型→切割→排胶→烧结→磨边→粘银→烧银→表面处理端
电极→测试→包装→检验→出厂。
下面按照工艺流程路线对叠层电感的主要制造工艺做一详细的介绍：
1）配料：
配料是电感制造过程中的第一步。
叠层电感，后续工序再切开，叠层电感的产量较大，价格便宜。
成型环节是在一个圆圈型的闭合生产线上完成的。下图为成型过程所经过的工序示意图。
成型包含的工序
成型的第一步叫流延，
就是将上道工序配好的具有流动性的粘液态材料
（下面以
铁氧体材料为例）经由一个循环的设备使其像“瀑布”一样垂直下流，接着让表
表面处理就是在端电极的银层上面电镀镍和锡，
使电感具有良好的可焊性。
叠层电感干法工艺
目前广泛研究的高频陶瓷主要有两种体系：“微晶玻璃”体系 和“玻璃+陶瓷”体系。“微晶玻璃”体系微晶玻璃析晶温度低， 且析出的微晶介电损耗小、机械强度高，但离在 900℃以下烧结以
及满足电性能和机械性能方面的要求还有一定距离。“玻璃 +陶瓷
”体系主要是利用玻璃低熔点、低介电常数等特点和陶瓷良好的物 理性能，在玻璃中掺和一定的陶瓷将两者结合在一起。玻璃目前常
介电常数εr（1MHz）
推荐烧成温度
-℃
<7.95
850±50
要应用于叠层片式高频电感，必须是低介陶瓷。对于这类低介瓷，需 要首先满足以下几点基本要求： • • • • • A． 烧结温度低于900℃，不与Ag 反应，能和银电极实现共烧； B．介电常数低，一般希望ε≤5，以提高自谐频率，减少信号延迟； C．介电损耗低，一般希望tgδ 在10-3 量级，以提高产品Q 值； D．材料最好能够在空气气氛中烧结，不需要保护气氛； E．有足够的机械强度。
c) 固含量 指银浆中银粉的含量，这个参数会影响烧结后 电路的电导特性和收缩曲线。 d) 干燥温度/烧结温度/烧结曲线 这几个参数对工艺过程有影响，目前也没有进 行专门的研究，所以后期工作需要重点关注。
D. 浆料
包含粉体、溶剂、粘合剂、增塑剂、分散剂等。 溶剂黏合剂
① 溶剂： 常用的有醇类、酮类、酯类和苯类物质。其中苯类尤其是甲苯的 溶解性能最好，其挥发速度也易控制，配合适当的粘合剂，成膜后效 果最佳。在同行业企业，尤其是日本和台湾企业中广泛使用，但甲苯 具有较强的毒性，对人体有较大伤害，因此不采用此物质。 目前我司采用的是醋酸丙酯和异丁醇、乙醇的混合溶剂，醋酸丙 酯和异丁醇按照83:17 的配比，可以达到两种溶剂的共沸点，乙醇极 性强、粘度低，可以使浆料分散性更好，调整其配比，可以实现控制 不同的挥发速度。
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规格尺寸
Dimensions
(L×W×T)
(mm1.)0×0.5 040 ×0.5
2
060 1.6×0.8
3
×0.8
080 2.0×1.2
5
×0.9
120 3.2×1.6
6
×1.1
121 3.2×2.5
0
×1.3
181 4.5×3.2
2
×1.5
材料代 号 Meteri al
U V J X
电感量(nH) Inductance
叠层片式电感器的性能指标
叠层片式电感器的性能指标
• 3、主要参数值
名称 型号 感量/阻抗范围
质量特征
1005 0.047µH-3.3µH
体积小、
CMI系 列
VHF系 列
1608 2012 3216 3225 4532 1005 1608 2012
0.047µH-22µH 0.047µH-56µH 0.047µH-120µH 0.047µH-180µH 0.047µH-220µH
的浆料
氨基磺酸 一种镍离子的络合物 镍
甲基磺酸 一种锡离子的络合物 亚锡
电镀镍的主要材 料
电镀锡的主要材 料
叠层片式电感器的性能指标
• 1、叠层电感器的命名方法
叠层片式磁珠的性能指标
• 1、叠层磁珠的命名方法
叠层片式磁珠的性能指标
产品代 号 Code
·CMI 为 普通型片 式电感系 列
·VHF 为 甚高频片 式电感系 列
表面活 为有机高分子材料，可以 降低磁粉颗粒的表
性剂 消除固体粉料的表面电荷， 面能，使粘着的磁
降低粉料的表面能
粉颗粒更易分散
增塑剂 增进高聚物柔韧性及流动 增大树脂分子链间
性的物质的距离Fra bibliotek内浆由银粉+树脂+溶剂+其它
添加剂制成一定粘度的浆 料
作为电感的导电线 圈
材料的基础知识
材料名称
特性
作用
端浆
由银粉+玻璃+树脂+溶剂+ 作为电感器的外 其它添加剂制成一定粘度 电极连接
• 额定电流 • 额定电流表征了持续通过磁珠或电感的直流电流的强度。
• 对于磁珠和陶瓷电感，额定电流以产品随外加电流的环境下的最大 表面温升来定义(40度)。额定电流取决于线圈损耗的减弱能力和线 圈损耗的耗散能力，而降低线圈损耗可以通过小直流电阻实现。因 此，提高额定电流可以通过减小直流电阻或者增大产品尺寸来实现。 对于铁氧体电感，直流电流是以初始电感随外加电流的变化来定义 (5%为要求)。
• 2) 软磁铁氧体: 作为感抗元件的一类具有 窄而长的磁滞回线、高磁导率、低矫顽力、 的铁氧体(通常有:MnZn,NiZn,MgZn等)
• 3) 叠层片式磁珠; 是工作于截止频率,通过 发热吸收干扰信号的一种新型抗干扰片式电 感器件.
材料的基础知识
• 4) 电感: 是导线内通过交流电流时，在导线 的内部周围产生交变磁通，导线的磁通量与 产生此磁通的电流或其增量之比即为电感。
的集肤效应组成。 • 从上面的公式可以得出Q值在自谐频率处为零，因为在该点
的电感量为零。
叠层片式电感器的性能指标
• 自谐频率
• 指电感的分布电容和电感量发生谐振的频点。在这个频点电感量与 电容量相等而互相抵消。
• 电感在自揩频率处表现出高阻抗的纯电阻特性。
• 分布电容是由于线圈在磁芯上的重叠得出的产品。分布电容和电感 并联，在自谐频率以上，这个并联组合的容性电抗会主导元件的特 性。当然，在自谐频率点电感的Q值为零，因为电感的电抗为零。自 谐频率用MHz来定义，在产品资料中以最小值登录。
1N0 1.0
010
10
R10 100
1R0 1000
100 1000 0
101 1000 00
误差(%) Tolerance
M ±20
K ±10
包装方式
Packaging
Sty卷le带盘
装 T Tape&R
eel
B
散装
Bulk
叠层片式磁珠的性能指标
• 2、主要参数概念
• 1）阻抗: 在100MHz的条件下测试阻抗 值，单位为Ω
电感产品知识
叠层片式电感器/磁珠生产 工艺及产品特性介绍
内容纲要
• 一、材料的基础知识 • 二、叠层片式电感、磁珠的特性 • 三、叠层片式电感/磁珠的生产工艺 • 四、电感及磁珠的一般应用
材料的基础知识
• 1、专业术语
• 1)铁氧体: 是用三氧化二铁和其它氧化物通 过类似一般陶瓷生产工艺制备的非金属磁性 材料,也称为磁性瓷.
• 8) 晶粒: 由一个晶核长成的晶体,实际金属 的晶粒在显微镜下呈颗粒状.
• 9) 丝网目数: 单位面积丝网内所含网孔的 数目.
• 10) 匝间距: 线圈与线圈之间的距离.
材料的基础知识
• 2、叠层片式电感生产过程中使用的原材料名 称及作用
材料 名称
特性
作用
铁氧 主要为NiCuZn软磁铁氧体磁性材料, 在产品生 体磁 具有不同的初始磁导率(μi值), μi 产中作为
粉 值高,更易生产高感量电感器,同时对 磁介质使 材料的电阻率、比表面积、粒度分布 用,
等有要求。
粘合 主要成份为有机树脂、有机溶剂等， 增加磁粉 剂 通过50~80度的温度下利用有机溶 的成膜性
剂对树脂进行溶解。
材料的基础知识
• 2、叠层片式电感生产过程中使用的原材料名称及作用
材料名 称
特性
作用
因子”，它的定义是感抗与损耗的比值，（有些地方也叫损 耗因子）如下公式：
• XL 2πfL • Q= — = —— • RE Re • XL（感抗）和Re（电阻）都是频率的函数，所以指定Q值时
必须给定测试频率。 • 低频时感抗随着频率的增长比电阻快，在高频时下降得也快。
因此Q值与频率和关系会形成一个钟型的曲线。 • Re（电阻）主要由电感线圈在直流电阻、磁芯损耗以及线圈
• 5) 磁通: 在磁场中,磁感应强度与垂直磁场 方向的乘积叫做沿法线方向穿过该面积的磁 感应强度的通量,简称磁通,ψ表示.
• 6)磁介质: 既含有磁性材料,又含有介质材料 的混合体称为磁介质(我们现用的材料).
材料的基础知识
• 7) 电磁屏蔽: 抑制辐射干扰和高频传导干 扰的一种常用措施(例电路中使用磁珠,设备 加一个金属外壳)
• 标称代号表示方法：
标称 600 601 102 302
阻值 60 Ω 600 Ω 1000 Ω 3000 Ω
叠层片式磁珠的性能指标
• 2）、磁珠的误差级别为±25%，由于行 业中共同认可，所以不作标识。
叠层片式电感器的性能指标
• 2、主要参数概念
叠层片式电感器的性能指标
• Q值（品质因子） • 电感的Q值是电感相对损耗的一个度量。Q值也被称为“品质