叠层片式大功率电感器的设计与制作技术

摘要

随着信息技术的发展，电子元器件不断朝着片式化、小型化、高频化、高性能和低功耗等方向发展。叠层片式电感器作为电感器片式化、小型化的产物之一，近年来发展迅速，已发展出叠层片式铁氧体电感器、叠层片式电感器、叠层片式磁珠三大类。叠层片式电感器低功耗方向，以叠层片式大功率磁珠为代表，已经成熟应用；其主要特点是直流电阻低、额定电流高，额定电流达到通用叠层片式磁珠的6倍以上，主要应用于电源部分的电磁干扰（Electromagnetic Interference，缩写 EMI）抑制。叠层片式铁氧体电感器的低功耗方面发展相对较缓慢，主要受到软磁铁氧体材料和电感器结构的制约，而国内更是落后国外近7年，尤其是以日本企业为代表。
　　叠层片式大功率电感器属于叠层片式电感器的一种，具有功耗低、额定电流大的特点。叠层片式大功率电感器的额定电流定义为同时满足电感器温升不超过40℃和电感量下降不超过30％时的电感器上叠加的直流电流。本文从设计、制造和可靠性等方面展开了研究。
　　（1）研究了结构、材料和可靠性设计，发现当磁阻隔层设置在内电极线圈正中间时，叠加直流电流后的电感量下降最小；大功率软磁铁氧体应具有饱和磁感应强度大、磁场矫顽力大、晶粒小的特点；降低直流电阻和温升是叠层片式大功率电感器的可靠性设计关键。
　　（2）重点研究了三种不同的成型工艺，其中流延穿孔法和化学通孔法比较适合叠层片式大功率电感器的研制。
　　（3）研究了叠层片式大功率电感器的测试与可靠性，其主要失效模式有开路、短路、电参数漂移和虚焊，引起这些失效发生的主要原因为工艺控制不当或工艺条件偏离；可靠性试验中，寿命试验过程中的电性能参数变化幅度最大。
　　近几年，日本厂家更开发出了更小尺寸的叠层片式大功率电感器，如1.6mm×0.8mm，已经推向市场，并深受市场欢迎。因此叠层片式大功率电感器的小型化，将是其继续发展的重要方向。

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第一章 绪 论

1.1 叠层片式电感器的发展概况及现状

1.2 铁氧体材料与介质陶瓷材料共烧的研究及现状

1.3 本论文的选题和研究内容

第二章 叠层片式大功率电感器的设计

2.1 叠层片式大功率电感器的参数设计

2.2 叠层片式电感器结构设计

2.3 叠层片式大功率电感器材料设计

2.4 可靠性设计

2.5 小结

第三章 叠层片式大功率电感器的制造工艺研究

3.1 叠层片式电感器的制造工艺

3.2 叠层片式大功率电感器的关键制造技术

3.3 小结

第四章 叠层片式大功率电感器的测试与可靠性研究

4.1 叠层片式大功率电感器的测试

4.2 叠层片式大功率电感器的可靠性研究

4.3 小结

第五章 结论和展望

5.1 总结

5.2 前景展望

致谢

参考文献

作者攻硕期间取得的成果