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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。
叠层贴片电感的特点和用途
叠层片式铁氧体电感是指形状类似陶瓷贴片电容或者贴片电阻那样的多层结构电感器。
这类贴片电感尺寸可以做的非常小，最小封装可以做到1.0*0.5*0.5mm(长宽高)，大尺寸叠成电感感量可以做到330uH，其基材为铁氧体材料。
新晨阳电子
铁氧体芯贴片电感是先进的多层印刷技术及超细铁氧体制造技术完美的结合物，它设计精巧、性能优越，满足了现代表面贴装技术的需要，是一种新型的片状电感元件，广泛应用于各类通讯设备、办公自动化设备上。
是先进的多层印刷技术及超细铁氧体制造技术完美的结合物，它设计精巧、性能优越，满足了现代表面贴装技术的需要，是一种新型的片状电感元
件，广泛应用于各类通讯设备、办公自动化设备上。
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。
片式多层电感器(MLCI)的关键技术
片式多层电感器(MLCI)的关键技术片式多层电感器(MLCI)的关键技术绕线型片式电感器的制作工艺相对比较简单.它是将细导线绕在软磁铁氧体磁芯上,并在磁芯基底引出钩形短引线再用树脂封固而成.其特点是工艺继承性强,电流容量较大,适用于频率较低的电路中.该产品的最小体积为2.5×2.0×1.8mm,小型化受到限制.而MLCI在片式元器件中,是技术难度最大和工艺最复杂的一种SMC.大家知道,像片式多层电容器(MLCC)和片式电阻器等独石结构元件,是由多层电容介质或电阻体并联共烧而成.MLCI则不用绕线,是用铁氧体浆料和导体浆料交替印刷、叠层、烧结、形成闭合磁路.它与MLCC等独石结构元件的最大区别在于整个电极导体在多层叠合的铁氧体内螺旋式串联.并联型独石元件的制作仅用低至一两个印刷图形并通过位移方法即可实现,而串联型独石MLCI在加工过程中至少需要4~6个不同位置的通孔串联和2~4个不同位置的通孔部位,或在印刷过程中使铁氧体膜片交替掩蔽.1. MLCI的制造工艺日本TDK、村田和美国AEM是生产MLCI的巨商,拥有许多发明专利.MLCI的工艺方法主要有湿法和干法两类.1.1 湿法工艺目前比较成熟的湿法工艺主要有两种:A. 通路形成法该法为美国AEM公司的专利技术.大体工艺过程是:将低温型铁氧体浆料印制成膜片,在膜上印刷导线线圈(红四分之三周),再印刷同样尺寸的铁氧体膜,尔后用化学方法将铁氧体膜穿孔,使导体线圈裸露后,再印刷导体线圈,使之连接.依次按上述方法印刷多层导体线圈,烘干共绕,再制作端电极.MLCI的尺寸不同,导体线圈数量不同,铁氧体膜厚度及材料不同、MLCI的参数指标则各异.通路形成法是目前最先进的湿法工艺.B. 交迭印刷法该法是利用丝网印刷工艺,在衬底上将铁氧体浆料印刷成铁氧体膜,再用银浆印刷约四分之三周的线圈,尔后印刷铁氧体膜,使一半区域上的二分之一周的导电银浆被铁氧体膜覆盖,再继续印刷四分之三周的银奖,与上次印刷的未被覆盖的银浆相连接,从而形成中间被铁氧体膜隔开的导体回路.按此过程,印刷所需层数的结构,经烘干、切割、倒角等工序,再在900℃以下共烧,制作端电极,即形成MLCI.1.2干法工艺此法主要是指流延穿孔法,采用陶瓷流延工艺,将加有粘合剂的低温型铁氧体浆料制成干膜片,再采用机械方法在设定位置打孔,尔后在膜片上印刷导电银浆(约四分之三周),并在通孔中也填满银奖.将印刷银浆的铁氧体干膜片精确对位叠层压制在一起,再切割成单个MLCI生坏,尔后去除粘合剂共烧,制作端电极.2 MLCI的关键技术目前,我国已有三种不同磁导率的NiCuZn低温烧结材料通过了技术鉴定,为产业化打下了基础.对于MLCI生产线专用设备、检测系统及部分关键工艺技术,仍需引进.。
叠层片式电感知识
叠层片式电感知识首先，电感线圈是叠层片式电感的核心部分，它是由导电材料制成的线圈，具有规定的线圈数目、匝数和宽度等参数。
线圈数量的增加可以增加电感值，而线圈的匝数和宽度则可以影响电感的频率特性。
其次，绝缘层是用于隔离线圈之间的绝缘材料，它可以防止电磁干扰和电感间的短路。
常见的绝缘材料有聚酰亚胺（PI）、聚四氟乙烯（PTFE）等。
绝缘层的厚度和材料的选择对电感的性能也有一定影响。
最后，封装层是用于固定电感线圈和保护绝缘层的外壳材料，通常是由无机粘合剂或有机胶水制成。
封装层的材料选择应考虑其导热性、机械强度和耐高温等性能。
叠层片式电感的性能主要取决于电感线圈的几何参数、绝缘材料和封装层的性能选择。
首先，线圈的几何参数包括线圈数量、匝数和宽度等，它们直接影响到电感值和频率响应。
通常情况下，线圈数量和匝数越多，电感值越大。
其次，绝缘材料的选择和绝缘层的厚度也会影响到电感的性能。
较好的绝缘材料应具有良好的绝缘性能、高温稳定性和耐腐蚀性。
绝缘层的厚度应根据具体应用场景而定，一般来说，较大的厚度可以提供更好的绝缘效果，但也会增加电感的体积。
最后，封装层的选择应考虑到其导热性、机械强度和耐高温性能。
优秀的封装材料能够提供良好的固定和保护电感线圈的效果，同时也能够确保其在高温环境下的稳定性。
而导热性较好的封装材料可以提高电感的散热效果，避免温升过高导致性能下降。
综上所述，叠层片式电感是一种令人信赖的电子元件，因其高电感密度、高品质因数、小尺寸和低表面电阻等特点，在不同领域都有广泛的应用。
通过合理选择导电材料、绝缘材料和封装材料，可以进一步优化其性能，满足不同需求的电路设计。
叠层电感加工艺范文
叠层电感加工艺范文叠层电感是一种用于电子设备的重要组件，通常用于滤波、电源管理、信号传输和其他电路应用中。
它由多个绕制在一起的线圈组成，具有较大的电感值和较低的电阻值。
叠层电感的加工艺涉及到多个步骤，下面将详细介绍。
首先，选择适当的材料。
叠层电感通常使用导电性较好的材料，如铜或铁。
另外，还应选择具有适当的磁滞性能和耐高温性能的材料。
然后，制备线圈。
线圈是叠层电感的核心部件，通常由铜或铁丝绕制而成。
制备线圈时，需要根据电感的要求选择合适的绕制方式，如自动绕线机或手动绕线机。
绕制线圈时，应注意保持线圈的均匀和紧凑，以确保电感的稳定性和性能。
接下来，进行叠层。
叠层是将多个线圈堆叠在一起以形成电感的过程。
在进行叠层之前，需要对线圈进行精确的测量和排序，以便将电感值和电阻值控制在规定的范围内。
叠层时，需要确保线圈之间的间隙均匀和一致，以防止电感的性能受到影响。
然后，进行成型。
成型是将叠层线圈固定在一个支撑结构中的过程。
成型可以使用各种方法，如粘合剂、环氧树脂或高温烘烤等。
成型时，需要确保线圈与支撑结构之间的接触良好，以提高电感的稳定性和可靠性。
最后，进行测试。
测试是确保叠层电感的质量和性能符合规定要求的重要环节。
测试可以使用各种方法，如电感测试仪、频率响应测试仪等。
通过测试，可以验证叠层电感的电感值、电阻值、频率响应和耐压能力等指标是否满足规定要求。
总之，叠层电感加工艺涉及到材料选择、线圈制备、叠层、成型和测试等多个步骤。
正确的加工方法和工艺流程可以确保叠层电感具有良好的性能和可靠性。
对于电子设备制造商来说，掌握叠层电感加工艺是提高产品质量和竞争力的关键之一。
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可靠性高漏磁小 不产生耦合, 可靠性高
高自谐频率 独石结构
叠层片式磁珠的性能指标
• 3、产品类型
名称 型号
1005
1608
CBG系 列
2012 3216 3225
4516
4532
1005
CBY系 1608 列 2012
3216
CBA系列 3216
W 0.3±0.1 (0.012±0.004) 0.5±0.15 (0.020±0.006) 0.8±0.2 (0.031±0.008) 1.2±0.2 (0.047±0.008) 1.2±0.2 (0.047±0.008) 1.6±0.2 (0.063±0.008) 1.6±0.2 (0.063±0.008) 2.5±0.2 (0.098±0.008) 1.6±0.2 (0.063±0.008) 3.2±0.2 (0.126±0.008)
• 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。
L 1.0±0.1 (0.020±0.004) 1.0±0.15 (0.040±0.006) 1.6±0.2 (0.063±0.008) 2.0±0.2 (0.079±0.008) 2.0±0.2 (0.079±0.008) 3.2±0.2 (0.126±0.008) 3.2±0.2 (0.126±0.008) 3.2±0.2 (0.126±0.008) 4.5±0.2 (0.186±0.008) 4.5±0.2 (0.186±0.008)
叠层式片式电感器在电动摩托车控制系统中的应用
叠层式片式电感器在电动摩托车控制系统中的应用近年来，随着环境保护意识的提升和对可再生能源的依赖加大，电动摩托车作为一种绿色、高效的交通工具越来越受到人们的关注。
而在电动摩托车的控制系统中，叠层式片式电感器作为一个重要的组成部分，发挥着至关重要的作用。
本文将对叠层式片式电感器在电动摩托车控制系统中的应用进行探讨。
首先，我们需要了解叠层式片式电感器的基本原理和结构。
叠层式片式电感器是通过将若干个铁芯片叠放在一起，夹住绕组形成的。
其工作原理是利用电磁感应的原理，当通过电流流过电感器的绕组时，会产生一个磁场，进而将电能转换为磁场能量。
叠层式片式电感器通常由铁芯、绕组以及外包装等部分组成。
在电动摩托车的控制系统中，叠层式片式电感器主要用于测量电流和滤波。
首先，叠层式片式电感器可以用来测量电动摩托车中的电流。
通过将电流引入电感器的绕组，电感器会根据电流大小产生相应的磁场。
测量磁场的变化可以准确地获取电流的大小。
这对于电动摩托车控制系统的电流监测和保护非常重要。
通过监测电流，可以实时了解电动摩托车的工作状态，同时也可以预防过电流等故障。
其次，叠层式片式电感器还能够起到滤波的作用。
电动摩托车在运行过程中，电流的变化会产生电磁干扰，这对电动摩托车的正常工作和控制系统的稳定性造成一定的影响。
而叠层式片式电感器的特性使其具有良好的滤波能力，能够去除电磁干扰信号，保证电动摩托车控制系统的稳定性和可靠性。
除了上述两个主要应用外，叠层式片式电感器还能用于功率因数校正和变流器控制。
在电动摩托车的控制系统中，功率因数校正是一个重要的环节。
通过使用叠层式片式电感器，可以实现对电动摩托车系统功率因数的测量和校正，从而提高系统的能量利用率。
同时，叠层式片式电感器也可以用于电动摩托车的变流器控制，帮助实现电能的转换和输出。
叠层式片式电感器在电动摩托车控制系统中的应用不仅可以提高系统的性能和稳定性，还能增强系统的安全性和可靠性。
相比于其他类型的电感器，叠层式片式电感器具有体积小、重量轻、功耗低等优点，使得其在电动摩托车中的应用更加具有可行性。
叠层片式陶瓷体电感
1~10nH 1~10nH
GSM/AMPS
1~22nH
VDD1
RF Choke
PDC 1~22nH @800MHz 1~15nH @1.5GHz PCS 1~10nH W-CDMA 1~10nH GSM/AMPS 1~22nH
RF Choke
Matching VGG
VDD2
VDD3
RF Choke
RF Choke
XL（电抗）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。低频时电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 率的关系会形成一个钟形的曲线。 Re（电阻）主要由电感线圈的直流电阻、磁芯损耗以及线圈的集肤效应组成。 从上面的公式可以得出Q值在自谐频率时为零，因为在该点的电感量为零。
Oscillation Stage
Resonance
东莞祥达电子有限公司
应用 4
Impedance Matching
PDC 33~220nH CDMA 10~47nH
PCS 33~100nH GSM/AMPS 33~220nH
SAWFIL 匹配回路
SAW Filter
Matching Matching
深东莞祥达电子有限公司
术语解释
SRF (自谐频率): 自谐频率是指电感的分布电容和电感量发生谐振的频点。在这个频率下，电感 量与电容相等并且互相抵消。在这个频点电感量与电容相等而互相抵消。电感 在自谐频率处表现出高阻抗的纯电阻特性。 分布电容是由于绕在磁芯上的电感线圈重叠产生。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。
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。
叠层式片式电感器在风力发电系统中的应用研究
叠层式片式电感器在风力发电系统中的应用研究引言风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式，越来越受到关注。
然而，在实际应用中，风力发电系统面临着一系列技术挑战，特别是关于能量转换和传输的问题。
在这方面，叠层式片式电感器的应用已经引起了研究者们的兴趣。
本文将重点介绍叠层式片式电感器在风力发电系统中的应用研究，以及其在提高系统效率、减小尺寸和重量方面的潜力。
基本原理叠层式片式电感器是一种由多层箔制成的高频电感器。
它的主要工作原理是基于麦克斯韦方程组和法拉第电磁感应定律。
当通过电感器的电流变化时，由于电流的变化而产生的变化磁场将与叠层式片式电感器中的每一层产生耦合，从而形成感应电动势。
通过合理设计叠层结构和选取合适的材料，可以实现在较高频率下工作的叠层式片式电感器。
叠层式片式电感器在风力发电系统中的应用1. 提高系统效率在风力发电系统中，电感器起到了重要的作用，主要用于控制电流和电压的稳定性。
传统的线圈式电感器在高频工作环境下存在一些问题，例如焦耳损耗和电感变化等。
叠层式片式电感器具有较低的焦耳损耗和较好的磁性能，可以帮助提高风力发电系统的效率。
2. 减小尺寸和重量风力发电系统往往需要大量的电感器来控制和传输能量。
传统的线圈式电感器体积较大，占据较多的空间，而叠层式片式电感器可以通过减小层数和优化结构实现体积的减小。
此外，叠层式片式电感器由于采用了箔制结构，具有较轻的重量，有助于减轻整个风力发电系统的负重。
3. 提高系统可靠性风力发电系统往往处于恶劣的环境中，如高温、湿度等。
传统线圈式电感器在这种环境下容易受到损坏，甚至影响整个系统的稳定性。
而叠层式片式电感器由于采用了箔制结构和合适的材料，具有较好的耐高温、耐湿性能，可以提高系统的可靠性。
应用案例叠层式片式电感器已经在一些风力发电系统中得到应用，并取得了一些有益的成果。
1. 风力发电变流器中的叠层式片式电感器应用风力发电变流器是风力发电系统中的关键部件之一。
叠层式片式电感器在射频电路中的应用研究
叠层式片式电感器在射频电路中的应用研究引言：射频（Radio Frequency, RF）电路在无线通信、射频识别（Radio Frequency Identification, RFID）、雷达系统等领域具有广泛的应用。
为了满足射频电路对高频特性的要求，电感器作为重要的被动器件，在射频电路中发挥着关键作用。
近年来，叠层式片式电感器（Multilayer Chip Inductors, MLCIs）作为一种新型电感器，由于其小型化、高电感值和低损耗等特点，受到了广泛关注。
一、叠层式片式电感器的基本结构和特点叠层式片式电感器通常由多个金属层、陶瓷层和电极层组成。
其结构呈现为多层化的叠层片式结构，具有一定的厚度和面积。
因此，相较于传统的绕线电感器，叠层式片式电感器具有以下特点：1. 小型化：叠层式片式电感器采用堆叠构造，使得整体尺寸较小，可以满足高密度集成电路中的空间限制。
2. 高电感值：由于叠层式片式电感器的堆叠结构，可以在有限的空间内增加电感器绕组的层数，从而提高电感值。
3. 低损耗：叠层式片式电感器的电极采用导电粘结材料，与陶瓷层紧密结合，因此具有较低的损耗和较高的品质因数。
4. 可调性：通过改变材料的选择和结构的设计，可以调整叠层式片式电感器的电感值和频率响应，以适应不同射频应用。
二、叠层式片式电感器在射频电路中的应用研究1. 射频天线射频天线是射频电路中重要的部分之一，在无线通信系统中用于发射和接收信号。
叠层式片式电感器可以作为射频天线中的部分贴片电感器，用于调整天线的匹配电路和频率响应，提高天线的性能和工作效率。
2. 射频滤波器射频滤波器在射频电路中用于去除干扰信号和选择特定频段的信号。
叠层式片式电感器可以用于射频滤波器的电感元件，通过调整电感值和频率响应，实现对特定频段的信号的选择性传输，提高滤波器的性能。
3. 射频放大器射频放大器是射频电路中用于放大信号的关键部分，叠层式片式电感器可以作为射频放大器中的反馈电感器，用于提供合适的反馈电感和频率特性，实现放大器的稳定性和线性度。
叠层式片式电感器在工业自动化控制系统中的应用
叠层式片式电感器在工业自动化控制系统中的应用摘要：随着工业自动化控制系统的快速发展，叠层式片式电感器作为一种重要的传感器件，在工业自动化控制系统中发挥着重要的作用。
本文将对叠层式片式电感器的原理、特点以及在工业自动化控制系统中的应用进行详细介绍，并重点分析其在电机控制、电源管理和信号传输等方面的应用。
1. 引言工业自动化控制系统的快速发展对传感器技术提出了更高的要求。
叠层式片式电感器作为一种重要的传感器件，具有体积小、重量轻、响应速度快等优点，因此被广泛应用于工业自动化控制系统中，在实现系统信息采集和精确控制中发挥着重要作用。
接下来将就叠层式片式电感器的原理、特点及其在工业自动化控制系统中的应用进行探讨。
2. 叠层式片式电感器原理与特点叠层式片式电感器是一种以电感效应为基础的传感器，其工作原理主要是通过变化的磁场感应电势来检测被测物理量。
其特点主要包括：1) 尺寸小：叠层式片式电感器采用层叠式结构，体积相对较小，适合于集成在紧凑的工业设备中。
2) 响应速度快：叠层式片式电感器的结构使得其响应速度更快，能够快速捕捉到被测物理量的变化。
3) 精度高：叠层式片式电感器能够提供稳定和精确的测量结果，适用于高精度的工业自动化控制系统。
除此之外，叠层式片式电感器还具有良好的抗干扰性能和温度适应性，能够在复杂的工作环境中正常工作。
3. 叠层式片式电感器在电机控制中的应用电机控制是工业自动化控制系统中的重要环节，而叠层式片式电感器在电机控制中有着广泛的应用。
它可以通过测量电机电流来实现对电机的实时监测和控制。
通过叠层式片式电感器可以得到电机电流的精确值，从而可以及时发现电机的异常情况，并采取相应的措施。
此外，叠层式片式电感器还可以通过测量电机的转子位置来实现闭环控制，提高电机系统的工作效率和稳定性。
4. 叠层式片式电感器在电源管理中的应用工业自动化控制系统中对电源的管理也是非常重要的。
叠层式片式电感器可以通过测量电源的电流、电压等参数来实现电源的管理。
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。
叠层片式电感知识
叠层片式电感知识
什么是叠层片式电感？
叠层片式电感（LCI）是一种以片式的方式把若干个被电磁通过的（非电磁绝缘）绕组排列组合而成的电感元件。
它由一个或多个主要绕组和一个或多个交叉绕组组成，每个绕组都是由固定的电线绕制而成。
它的结构简单，价格低廉，可以集成在一个封装中，以满足高频应用的需要。
叠层片式电感相比于旋转片式电感，可以提供更高的阻抗值。
叠层片式电感由一个或多个被电磁通过的绕组（绕组的位置也可以变动）组成，其中每个绕组都由多股细小的导线组成。
它们围绕在一个特殊的片式电感结构上，其中每个绕组由细小的导线绕制而成，堆叠起来，互相隔离。
除了固定位置的主要绕组外，片式电感还可以包括一些附加的交叉绕组，它们可以增加电感的阻抗值，从而增加整个电感结构的密度。
叠层射频电感
叠层射频电感是使用陶瓷材料制成的电感器，通常是通过集成工艺制成。
陶瓷材料具有良好的高频特性，可以在高频率下保持较好的性能。
叠层片式电感主要用于RF（射频）电路中，提供信号传输过程中的必要电感值。
叠层射频电感的优点包括：
1. 高频性能好：陶瓷材料的介电常数较低，能够有效抑制射频信号的传输损耗。
2. 温度稳定性好：陶瓷材料的热膨胀系数与PCB板相近，能够确保温度变化时电气性能的稳定性。
3. 尺寸小：叠层片式电感的封装尺寸较小，能够适应小型化的电子产品需求。
4. 批量生产：陶瓷材料易于加工，可以通过流延、切割、印刷等工艺实现大规模批量生产。
叠层射频电感的应用领域包括：
1. 通信设备：手机、平板电脑、笔记本电脑等通信设备中的信号处理模块需要使用叠层射频电感。
2. 无线通信模块：蓝牙模块、Wi-Fi模块等无线通信模块中需要使用叠层射频电感。
3. 射频识别（RFID）标签：RFID标签中的读写模块需要使用叠层射频电感。
4. 卫星通信终端：卫星电话、卫星电视接收机等终端设备中的信号处理模块需要使用叠层射频电感。
5. 其他RF应用领域：如雷达、导航、电子对抗等应用领域也需要使用叠层射频电感。
叠层电感培训资料
3、直流电阻：
直流状态下测量器件的电阻值为直流电阻，表征器 件内部线圈的质量状况，符合欧姆定律。
表征符号：Rdc 单位：Ω（欧姆）、mΩ（毫欧） 进制：千进制 即：1Ω=103mΩ 测量仪器：HP4338B毫欧表。
4、额定电流：
反映的是允许通过器件而本身工作能力不受影响的 最大电流。电感和磁珠对额定电流的定义有区别：
清华科技 荟萃同方
山东清华同方鲁颖电子有限公司
山东清华同方鲁颖电子有限公司
Shandong TsinghuaTongfang Lying Electronic CO.,LTD
清华同方股份有限公司
产品信息
电感器
低频叠层片式电感器STLI系列
中高频叠层片式电感器STMI系列 高频叠层片式电感器STHI系列
（3）电感量／阻抗
标称代码 1N5 15N R15 电感量 1R5 150 151 050 500 阻抗值 501 502 标称值 1.5 nH 15 nH 150 nH 1.5μH 15μH 150μH 5Ω 50Ω 500Ω 5000Ω
（4）偏差代码
偏差代码 C S D G J K M P 允许偏差 ±0.2nH ±0.3nH ±0.5nH ±2% ±5% ±10% ±20% ±25%
注：以上均为抽检，其他项目由工艺保证。
4、储存：
防高温、高湿、以及H2S、HCL、SO2等腐蚀性气体。
4、元件在电路中的作用以及应用领域
组成LC滤波器 1、在电路中与片式电容 a、电感、磁珠在电路中的作用 2、在主动器件中用作交 流阻隔器 3、用作抗干扰 EMI滤波器
频头 数字电视、机顶盒、高 1、家电DVD、VCD 音响 、网卡） 各种板卡（声卡、显卡 2、计算机液晶显示器 打印机、传真机 话 手机、小灵通、无绳电 3 、通信 BP机、GP S全球定位系统 路由器 集线器 4 、数据通讯 HUB 数据开关以及交换机
叠层片式电感工艺知识介绍
3
性能测试与评估贯穿于叠层片式电感的生产全过 程，从原材料入库到成品出厂，确保产品质量符 合标准。
性能测试与评估概述
1
性能测试与评估是叠层片式电感生产过程中的重 要环节，旨在确保产品性能符合设计要求和规格 参数。
2
通过性能测试与评估，可以全面了解产品的电气 性能、机械性能和可靠性等方面的表现，为后续 产品优化和改进提供依据。
特点
体积小、重量轻、高精度、高稳 定性、易于集成等。
应用领域
通信设备
计算机硬件
电源管理
其他
手机、路由器、交换机 等。
主板、显卡、内存等。
开关电源、充电器、适 配器等。
医疗器械、智能家居等。
应用领域
通信设备
计算机硬件
电源管理
其他
手机、路由器、交换机 等。
主板、显卡、内存等。
开关电源、充电器、适 配器等。
前景展望
01
02
03
技术创新
随着材料科学和制程技术 的不断发展，叠层片式电 感将不断优化性能，提高 集成普及，叠层片式电感的应 用领域将进一步拓展，涉 及更多高端领域。
环保与可持续发展
随着环保意识的提高，叠 层片式电感将更加注重环 保和可持续发展，采用环 保材料和制程技术。
前景展望
01
02
03
技术创新
随着材料科学和制程技术 的不断发展，叠层片式电 感将不断优化性能，提高 集成度和可靠性。
应用领域拓展
随着5G、物联网等技术的 普及，叠层片式电感的应 用领域将进一步拓展，涉 及更多高端领域。
环保与可持续发展
随着环保意识的提高，叠 层片式电感将更加注重环 保和可持续发展，采用环 保材料和制程技术。
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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.
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
• 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。
由银粉+玻璃+树脂+溶剂 作为电感器的 +其它添加剂制成一定粘 外电极连接
度的浆料
氨基磺 一种镍离子的络合物 酸镍
甲基磺 一种锡离子的络合物 酸亚锡
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
• 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
• 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。
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
• 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。
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
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
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
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
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
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
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
内浆 由银粉+树脂+溶剂+其它 作为电感的导电线
添加剂制成一定粘度的浆
圈
料
材料的基础知识
材料名 称
特性
作用
端浆
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
2
×1.5
材料代 号 Meteri al
U V J X
电感量(nH) Inductance
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T来自装 Tape&R
eel
• 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)
• 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)。