疊層型片式磁珠的特性及其應(yīng)用

1、1前言各種電子線路中，電磁干擾源產(chǎn)生的電磁干擾雜波，通過傳導(dǎo)和輻射途經(jīng)對(duì)線路其它部分或其它電子線路產(chǎn)生電磁干擾。這一過程中導(dǎo)線起了重要作用，一英寸長(zhǎng)的導(dǎo)線在100MHz頻率下的電感量約為20nh，其感抗約為126Ω，這是不可忽視的。為了消除電磁干擾，方法之一就是在有源和無源電子元器件的引線上套上一些很小的管形或環(huán)形的軟磁鐵氧體磁芯，利用鐵氧體材料的電磁損耗機(jī)理有效地消除傳導(dǎo)和輻射的電磁干擾噪聲。這種抗電磁干擾的方法既簡(jiǎn)便又有效，而且成本

2、很低，所以獲得了十分廣泛的應(yīng)用。由于串在引線上用于抗電磁干擾的鐵氧體小管或小環(huán)有些像一串珍珠，所以它們得到了一個(gè)很形象化的名稱—磁珠（Bead）。近年來表面貼裝技術(shù)（SMT）迅速崛起，傳統(tǒng)的插裝電路逐步被SMT電路替代，絕大部分帶引線的電子元器件均已片式化，變成了無引線或短引線的片式電子元器件。這樣一來，上述的傳統(tǒng)磁珠（鐵氧體小管或小環(huán)）已無法在SMT電路中應(yīng)用。為了解決這一困難，國(guó)外一些著名的電子元器件公司，如美國(guó)的AEM公司、Coi

3、lcraft公司、日本TDK、村田、太陽誘電、Tokin等公司，先后開發(fā)了片式磁珠（ChipBead）和片式電感器（ChipInduct），以滿足SMT電路的需求。實(shí)質(zhì)上，磁珠就是一個(gè)填充磁芯的電感器，利用它的阻抗|Z|在高頻下迅速增加的特性和磁性材料的電磁損耗機(jī)理來抑制和吸收高頻噪聲，從而達(dá)到抗電磁干擾的目的。片式磁珠電感器按結(jié)構(gòu)可分為兩大類，即疊層型片式磁珠／電感器（MultilayerChipBeadInduct，簡(jiǎn)稱MLCBML

4、CI）和繞線型片式磁珠電感器（WoundChipBeadInduct）。疊層型片式磁珠／電感器是近年來發(fā)展起來的一種高新技術(shù)產(chǎn)品，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。由圖1可以看出，導(dǎo)體線圈完全被磁性鐵氧體介質(zhì)包圍，形成一種獨(dú)石結(jié)構(gòu)。當(dāng)電流通過時(shí)，激勵(lì)的磁力線幾乎完全被屏蔽在其內(nèi)部，而不會(huì)干擾鄰近的其它電子元器件。兩端的端頭是端電極，與內(nèi)部的導(dǎo)體線圈連通。端電極由三層金屬導(dǎo)體構(gòu)成，里層是銀，中間層是鎳，外層是焊錫，也稱為三層鍍端電極，既適用于波峰焊，也適

5、用于再流焊。此外，這種獨(dú)石結(jié)構(gòu)具有體積小、緊湊、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)，外形尺寸符合標(biāo)準(zhǔn)化、系列化的要求（與片式電容器和片式電阻器完全相同），并且規(guī)格齊全、價(jià)格低廉，所以獲得了廣泛的應(yīng)用。繞線型片式磁珠電感器的最大缺點(diǎn)是磁路不屏蔽，當(dāng)電流通過時(shí)激勵(lì)的磁力線“外溢”，可能干擾鄰近的電子元器件，而且其纖細(xì)的繞線結(jié)構(gòu)的可靠性較差。本文著重介紹疊層型片式磁珠的特性及其應(yīng)用。圖1疊層型片式磁珠電感器的結(jié)構(gòu)信號(hào)可以通過；在高頻段，|Z|上升到較大值，如10

6、0MHz時(shí)，可達(dá)上千歐姆，而且呈電阻性。這樣，高頻干擾噪聲將被磁珠吸收，轉(zhuǎn)變成熱能散發(fā)出去，從而達(dá)到抗電磁干擾的目的。3疊層型片式磁珠的制造工藝技術(shù)疊層型片式磁珠／電感器的制造工藝技術(shù)主要有以下三種。3.1內(nèi)連接技術(shù)（濕法）這是美國(guó)AEM公司近年發(fā)明的一項(xiàng)重要的專利技術(shù)，有人譯成優(yōu)先連接技術(shù)或通路形成技術(shù)。此技術(shù)的特點(diǎn)是依靠相關(guān)材料的物理、化學(xué)特性完成層間連接，而不是依靠機(jī)械方法連接。內(nèi)連接工藝技術(shù)的簡(jiǎn)要過程是：將性能良好的低燒結(jié)溫度鐵