基于MPX4115的数字压力测量仪器设计

电感产品知识叠层片式电感器/磁珠生产工艺及产品特性介绍内容纲要•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.•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。•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)•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体磁粉主要为NiCuZn软磁铁氧体磁性材料,具有不同的初始磁导率(μi值),μi值高,更易生产高感量电感器,同时对材料的电阻率、比表面积、粒度分布等有要求。在产品生产中作为磁介质使用,粘合剂主要成份为有机树脂、有机溶剂等，通过50~80度的温度下利用有机溶剂对树脂进行溶解。增加磁粉的成膜性材料的基础知识•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表面活性剂为有机高分子材料，可以消除固体粉料的表面电荷，降低粉料的表面能降低磁粉颗粒的表面能，使粘着的磁粉颗粒更易分散增塑剂增进高聚物柔韧性及流动性的物质增大树脂分子链间的距离内浆由银粉+树脂+溶剂+其它添加剂制成一定粘度的浆料作为电感的导电线圈材料的基础知识材料名称特性作用端浆由银粉+玻璃+树脂+溶剂+其它添加剂制成一定粘度的浆料作为电感器的外电极连接氨基磺酸镍一种镍离子的络合物电镀镍的主要材料甲基磺酸亚锡一种锡离子的络合物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产品代号Code规格尺寸Dimensions(L×W×T)(mm)材料代号Meterial电感量(nH)Inductance误差(%)Tolerance包装方式PackagingStyle·CMI为普通型片式电感系列·VHF为甚高频片式电感系列04021.0×0.5×0.5UVJX1N01.0M±20T卷带盘装Tape&Reel06031.6×0.8×0.801010K±10B散装Bulk08052.0×1.2×0.9R1010012063.2×1.6×1.11R0100012103.2×2.5×1.31001000018124.5×3.2×1.5101100000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：标称阻值60060Ω601600Ω1021000Ω3023000Ω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。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：•XL2πfL•Q=—=——•RERe•XL（感抗）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•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。•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)。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CMI系列10050.047µH-3.3µH体积小、16080.047µH-22µH可靠性高漏磁小20120.047µH-56µH不产生耦合,32160.047µH-120µH可靠性高32250.047µH-180µH45320.047µH-220µHVHF系列10051.0nH-33nH高自谐频率16081.0nH-150nH独石结构20121.0nH-220nH叠层片式磁珠的性能指标•3、产品类型名称型号阻抗范围质量特征名称型号阻抗范围质量特征CBG系列10057-1200Ω通用型磁珠高适合高密度安装高可焊性CBW系列10057-1200Ω较宽频率范围内有高阻抗值,允许更大电流,具有更小直流电阻16087-2000Ω16087-2000Ω20120-2000Ω20120-2000Ω32160-1200Ω32160-1200Ω322519-1000Ω322519-1000Ω451619-800Ω451619-800Ω453219-1000Ω453219-1000ΩCBY系列10057-1000Ω尖峰型磁珠较窄频率范围内有更高的阻抗值,CBH系列100511-1000Ω低频高阻型较低频率具有较高的阻抗值16087-2000Ω160831-1200Ω201211-2500Ω201280-1000Ω321619-2000Ω321626-800ΩCBA系列321631-1200Ω磁珠排CBU叠层片式电感器的性能指标•4、叠层电感的内部结构图叠层片式电感器的性能指标•电感的尺寸结构叠层片式电感器的性能指标型号LWTa060303(0201)1.0±0.1(0.020±0.004)0.3±0.1(0.012±0.004)0.3±0.1(0.012±0.004)0.15±0.05(0.006±0.002)100505(0402)1.0±0.15(0.040±0.006)0.5±0.15(0.020±0.006)0.5±0.15(0.020±0.006)0.25±0.10(0.010±0.004)160808(0603)1.6±0.2(0.063±0.008)0.8±0.2(0.031±0.008)0.8±0.2(0.031±0.008)0.3±0.2(0.01±0.008)201209(0805)2.0±0.2(0.079±0.008)1.2±0.2(0.047±0.008)0.9±0.2(0.035±0.008)0.5±0.3(0.020±0.012)201212(0805)2.0±0.2(0.079±0.008)1.2±0.2(0.047±0.008)1.2±0.2(0.047±0.008)0.5±0.3(0.020±0.012)321611(1206)3.2±0.2(0.126±0.008)1.6±0.2(0.063±0.008)1.1±0.2(0.043±0.008)0.5±0.3(0.020±0.012)321609(1206)3.2±0.2(0.126±0.008)1.6±0.2(0.063±0.008)0.9±0.2(0.035±0.008)0.5±0.3(0.020±0.012)322513(1210)3.2±0.2(0.126±0.008)2.5±0.2(0.098±0.008)1.3±0.2(0.051±0.008)0.5±0.3(0.020±0.012)451616(1806)4.5±0.2(0.186±0.008)1.6±0.2(0.063±0.008)1.6±0.2(0.063±0.008)0.5±0.3(0.020±0.012)453215(1812)4.5±0.2(0.186±0.008)3.2±0.2(0.126±0.008)1.5±0.2(0.060±0.008)0.5±0.3(0.020±0.012)叠层片式电感器的性能指标5、电气特性叠层片式电感器的性能指标叠层片式电感器的性能指标叠层片式电感器的性能指标ΔL/L%叠层片式磁珠的性能指标叠层片式磁珠的性能指标叠层片式磁珠的性能指标叠层片式电感/磁珠的生产工艺•1、生产流程叠层片式电感/磁珠的生产工艺•2、岗位工艺介绍•1)配料•按不同的配方要求添加磁粉、溶剂、分散剂（表面活性剂）、增塑剂、粘合剂/树脂等加入到球磨罐中球磨20~30小时，主要目的是使所有的材料混合均匀形成5000mPs左右粘度的浆料。叠层片式电感/磁珠的生产工艺•2）流延：•把配好的浆料在90度条件下烘4~6分钟形成40~50μm厚度的GF膜片。•控制的要素有：膜片厚度的及其厚度的一致性、膜片密度、膜片尺寸等这些会影响产品最后的尺寸要求。叠层片式电感/磁珠的生产工艺•3）丝印、成型•利用丝印机、流延线通过特定的工艺制成。•具体过程•备板流底保护层印下引出端印点（同时流介质层）印内电极线圈•重复至达到设计流面保护层印上引出端印点（同时流介质层）送层压叠层片式电感/磁珠的生产工艺•成型注意的问题•流延膜片的（SF膜）厚度、膜片的均匀一致性、膜片的致密性、银层的均匀饱满性（以银重为控制点），印点与印线圈的连接、浆料的粘度等叠层片式电感/磁珠的生产工艺•4）烘巴干燥•将成型好的巴块按一定的温度进行烘干，为下一工序做准备。•5）层压：•将烘好的巴块按照一定的压力、温度、时间进行静压（以水为媒介），使生坯变成结合致密的坯体。叠层片式电感/磁珠的生产工艺•6）切割•将层压好的坯体切割成一粒粒符合要求尺寸的芯片。•注意问题：切割芯片尺寸是否一致，是否有切出电极现象叠层片式电感/磁珠的生产工艺•7）排胶•在一定的温度曲线下，对坯体中的有机粘合剂等物质通过大量熔化、分解、挥发，从而排除粘合剂。•注意：排胶升温速率要慢、排胶要干净否则引起产品烧结时分层开裂。叠层片式电感/磁珠的生产工艺•8）烧成•使成型、切割、排胶后的坯体在高温作用下致密化、完成预期的物理、化学反应，达到所要求的物理化学性能的全过程。•可分为升温、保温、降温三个过程。叠层片式电感/磁珠的生产工艺•9）倒角•磨去棱角，提高抗机械强度，使引出端电极充分外露，便于封端。•10）封端•将世片两端涂银，形成外电极，从而引出内电极。采用的银浆要求与芯片有一定的附着力。叠层片式电感/磁珠的生产工艺•11）烧端•使端头与电极相互扩散以获得低的等效串联电阻连接，形成真正的外电极。根据端浆的种类不同烧温也不同。叠层片式电感/磁珠的生产工艺•12）电镀•采用电化学的原理，在芯片的外电极银上镀上一层镍和一层锡，从而形成三层结构的外电极。•作用：银：小的接触电阻•镍：隔热阻挡层•锡：增加可焊性叠层片式电感/磁珠的生产工艺•13)测试•对产品的电性能按文件要求利用电桥进行测试分选不同的电感及磁珠。电感及磁珠的一般应用•磁珠一般应用以下干扰回路●高速信号线