一种叠层片式大电流磁珠的设计研究

叠层片式大电流磁珠是为了适应电子设备尤其是电源部分电磁兼容的需要而提出研制的。它具有:尺寸小、质量轻、耐电流高、磁路闭合、抗电磁干扰能力强;独石结构、便于元件的高密度表面贴装生产等优点。主要介绍了一种叠层片式大电流磁珠的材料和结构设计的研究工作。并研制出了一种耐电流9 A的4532型叠层片式大电流磁珠。

酸洗前处理对叠层片式电感器焊接性的影响

采用电子扫描电镜和能谱分析研究了叠层片式电感器(MLCI)端电极的三层结构对焊接性的影响。利用氢氟酸(HF)具有强氧化性的特点对产品端电极银层进行微蚀前处理以起到整平作用,利于镀层的生长。试验结果证明前处理酸洗工艺能够有效改善产品镀层的焊接性。使用质量分数2%的HF进行酸洗,能够有效去除端电极银镀层上的玻璃相成分(SiO2),从而使电感器镀层表面上锡覆盖率大于90%。

水基流延成型制备片式电感器件研究

以聚丙烯酸铵为粉体分散剂,聚乙烯醇和丙烯酸乳液为复合粘结剂,聚乙二醇(PEG600)为增塑剂,制备了Ni-Zn水基流延成型铁氧体浆料。研究了Ni-Zn铁氧体粉体在水中的稳定性,以及粘结剂含量、固相含量对浆料性能、流延薄带性能及薄带压合性能的影响。结果表明:在pH=9.5、分散剂含量(质量分数)为6‰时,Ni-Zn铁氧体粉体在水中具有较好的稳定性;在聚乙烯醇、丙烯酸树脂和固相含量(质量分数)分别达到6.5%、15%和54.5%时,所制Ni-Zn浆料具有较好的流动性,以其制成的20μm薄带则结构致密、附着力及压合较好、无分层;以水性浆料和有机浆料分别制成的1005型号电感(介质膜厚和线圈匝数相同)在100 MHz下测得的阻抗几乎相同,而前者成本却降低了80%左右。

叠层片式大电流磁珠的成型工艺

叠层片式大电流磁珠是一种特殊的叠层片式磁珠,主要应用于电源部分的电磁干扰(EMI)抑制。研究分析了叠层片式大电流磁珠三种主要的成型工艺,及其制作的叠层片式大电流磁珠的优缺点。结果表明,交迭印刷法最适用于叠层片式大电流磁珠的制作;相比较另两种工艺,其优点表现为:合格率最高,达到98.5%;无表面开裂现象,侧面开裂比例最低,仅0.34%;研制的3.2 mm×1.6 mm×0.9 mm(长×宽×厚)、阻抗值220Ω、额定电流3 A的样品,可负载的最大直流电流值相对最大,达到6 A。

引出结构对叠层片式电感器可靠性影响的研究

叠层片式电感器(MLCI)其引出结构在热应力冲击下,可能会形成开路,降低了MLCI的可靠性,进而影响到电子线路的整体功能。针对实际应用过程中一例叠层片式电感器(型号CH1608H22N)的失效,采用X射线检查、金相检查等分析方法对电感器的失效机理进行了分析。结果表明引出电极与内电极结合部位的热致失效导致了开路,进而研究了引出结构对MLCI可靠性的影响,设计出了一种新的圆弧型引出结构,通过实验验证该结构的耐流特性比直角型引出结构的提高了50%,产品可靠性得以改善。

助烧剂Bi_2O_3对叠层片式电感器性能及外观的影响

采用EDX、SEM等分析方法并结合实际生产,研究了助烧剂Bi2O3添加量对低温共烧叠层片式铁氧体电感器(MLCI)性能和外观的影响。结果表明:w(Bi2O3)为3%时,MLCI的质量最好。w(Bi2O3)为1%时,MLCI的烧结收缩率偏大,电感量和品质因数偏低;w(Bi2O3)为5%时,MLCI的品质因数偏低,直流电阻偏高,内电极银严重扩散,且表面出现金属斑点。

叠层片式射频EMI滤波器的研制

以LTCC制造技术为基础,自主研制了一种叠层片式EMI滤波器。在研制过程中,通过选择合适的高频介质陶瓷和优化的内电极材料与走线方式,使滤波器获得了超低直流电阻值。测试结果表明:在测试频率为700 kHz时,所制滤波器(2012-103型)的插入损耗值均超过3 dB,而在20～200 MHz的测试频率范围内,其插入损耗值则均超过25 dB。该滤波器的综合性能完全达到使用要求。

银层致密性对叠层片式电感器应力的影响

针对叠层片式电感器在生产过程进行焊接性试验时出现的墓碑应力不良现象,通过扫描电镜(SEM)、等离子光谱、DPA(破坏性物理分析)等手段对产生不良现象的原因进行了分析,并对解决该问题的途径进行了探讨。结果发现叠层片式电感器端电极的三层结构中底层银层的致密性对应力的产生影响很大。通过降低烧银升温速率、提高烧银温度等措施使烧银工艺制度得到改善和优化,可提高银层的致密性,使墓碑应力不良问题得以解决,从而有效地指导生产。

锡后处理对锡镀层性能的影响

分别测试了纯锡镀层经钝化及金属保护剂处理后的孔隙率、防变色能力、可焊、回流焊性能及抑制锡须生长情况。试验结果表明:对纯锡层采用钝化和金属保护剂处理均能有效降低镀层的孔隙率,提高镀层的防变色能力。金属保护剂处理能有效防止锡层的氧化,延长产品的储存寿命,对焊接性能无影响,同时能有效抑制锡须生长;钝化处理降低了锡镀层的焊接性能,对抑制锡须生长作用不明显。