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1 前言 到目前為止，可以說DC-DC變換器電路中的功率扼流圈，一般是使用鐵鐵氧體磁芯，在上面繞上漆包線的線繞型片式電感器。另外，多層片式功率電感器，采用以往的成熟技術，通過迭層印刷，在鐵氧體中設置銀或銀鈀電極，一部分用于濾波電路等低電流中的產品，已實現商品化。出于不能通過大電流，故作為扼流圈使用的事例很少，實際上到2003年下半年才實現商品化。被稱作功率電感器的多層片式產品還沒研制出來。 MIP系列多層片式功率電感器，作為可使大電流通過的新型多層電感器十分引人注目。近年來，包括商品化的產品，作為小型電子產品的DC-DC變換器電路中用的扼流圈已擴展到4個系列16種產品，用量在不斷擴大。主要規格見圖1和表1。 2 基本結構及制造方法 過去的線繞型片式電感器和多層片式功率電感器的截面基本結構圖示于圖2、圖3。 多層片式功率電感器，是在鐵氧體膜片上采用絲網印刷形成多個銀的線圈布線（導電帶），將鐵氧體和導電帶迭層，在鐵氧體內部構成多個螺旋狀線圈。將其構成的膜片切成單個線圈，在銀不易熔化的溫度(850～950℃)條件下進行低溫燒結，然后燒附外部銀電極(600～700℃)，對應表面貼裝，進行化學鍍鎳和錫(Ni/Sn)，使之片式化。然后檢測性能參數，合格產品編碼出廠。 3 產品的特征 3.1 小型、扁平化 特別是高度在lmm以下的線繞式電感器，因還存在著鐵氧體磁芯強度低的問題。要想做得再薄一些不太可能。采用不需要進行磁芯研磨加工和繞線作業的多層片式電感器，就可實現小型、扁平化。 3.2 低阻抗 采用CAE（ComputerAidedEngineering）的最佳布線設計和控制精密線圈布線印刷與厚度，實現了與同類型線圈電感器的直流電阻相比，可穩定在三分之一以內（小于0.2Ω）。 3.3 低泄漏噪音 將螺旋狀線圈布設在鐵氧體上會產生少量漏磁通(噪音)，會給周圍電路帶來一定影響。因此，漏磁通與同類型的線繞電感之比可控制在三分之一以內。 3.4 SMD化 作為SMD化，使貼片機的表面貼裝速度達到0.1秒/個。另外，貼裝速度實現了可耐10000G的墜落沖擊強度。 3.5 環境的考慮 考慮到環境問題，整個產品不含鉛，可對應無鉛貼裝。 3.6 高性能 由于多層片式電感器實現了扁平化，在增加DC偏壓電流的同時，顯示出電感值緩慢下降的奇異DC偏壓特性。這種現象可確保輕負載時具有大的電感量，重負載時電感量緩慢下降，沒有線繞式電感器那樣的陡峭的飽和現象的特征（圖4） 產品在電路中實際使用時，與線繞式產品的變換效率和輸出脈動比較毫不遜色。特別是在1MHz以上的開關頻率下，用于工作中的DC-DC變換器電路時，跟同類別的線繞式電感器比較，功率變換效率提高3％以上（圖5）。 以手機為中心的小型電子產品，今后將進一步輕薄短小化，這就迫切要求各種元器件小型薄型化。DC-DC變換器電路中用的線繞式電感器，因尺寸問題，防礙了電路的小型化速度。不過，多層式電感器因沒有像線繞式電感器那樣的磁芯研磨加工和繞線作業，具有小型薄型化的特征，故作為扼流圈，預計將進入多層片式功率電感器的時代。 目前，3.2×2.6×10mm的產品己進入標準規格，2.5×2.0mm的MIP2520系列（小型產品）和厚度0.8mm的MTPWT3226系列（扁平型產品）都己批量生產。 今后，對應所需求的新的小型扁平化產品還應進一步開展課題研究。另外，到目前為止，DC-DC變換器電路設計，對照現成的變換器控制IC，使用一般的電感器。不過，根據電路自身的小型扁平化產品的需求，預計今后lC廠家和電感器廠家將攜起手來共同開發控制IC，來應對變換器電路的小型扁平化產品的需求。 |
