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片式电感器制造工艺发展评述 ③ ?32?JMagnMaterDevicesVl31No2 文章编号:1001.3830(2000)02.0032.O8 片式电感器制造工艺发展评述 8) 摘要:烈日本有关专利为基础,按产品类型分刺评速近l0年间片式电感器制造工艺 面的:】瑶关键 : . :苎兰垒兰;璺墨彗薄膜:兰堂 中图分类号:TM55文献标识码:A 1前言 我国片式电感器行业与其它无源元件 一 样在不断发展.从9O年代初相继建立 第一条绕线型片式电感器生产线及积层型 片式电感器生产线后,目前积层型已形成 年产5亿只的能力,绕线型则已有1o余 条生产线,也有年近4亿只的生产能力. 广东地区还有一些独资外企具有很大的绕 线型片式电感器的生产量.可以说片式电 感器有了长足的发展.但与世界水平相 比,不仅规模小,而且积层型大感量片式 电感器合格率低,工艺不成熟:绕线型铁 氧体磁芯微亨级片式电感器规格单一:陶 瓷芯高频纳亨级片式电感器已有1O多条 生产线,但品种规格雷同.在大生产技术, 为满足各种性能要求(包括特殊应用条件 下的要求)的制造工艺等方面也缺乏深入 研究.这些明显不足直接影响我国产品在 国际市场的竞争力和国产片式电感器的应 用领域.本文以生产规模与技术都远胜于 欧美的日本有关片式电感器的专利文献为 基础,评述世界片式电感器的进展,愿能 收稿日期:1999.I1.0 对我国这一行业的发展有些启迪.鉴于作 者已分别对1987年以前世界各国的全部 片式电感器专利及1988~1993年以来的 专利文献作过评述[Il,这里仅涉及1989 年以来的专利文献. 2积层型片式电感器 2.1制造方法 积层型片式电感器的通用工艺为叠片 通孔工艺(半干法)及交叠印刷工艺(湿 法),惯常采用湿法的TDK公司1989年 推出能短周期制成片式电感器的”干法工 艺”,即叠压具有略小于一圈连续内导体 的磁性单元(内导体两端分别暴露于磁性 单元的上,下表面)达到所需厚度,并使 其内导体导通而连成线圈形,再加端电极 制成电感器.显然它比湿法的交叠印刷, 数次焙烧过程大大缩短了制造周期,也比 半干法所需的对位通孔简捷1992年TDK 公司又提出制造小型化,高尺寸精度片式 电感器的新结构【3】j它采用的工艺流程示 于图1.在铁氧体基片上印刷导体膜图案, 铁氧体的两端有双层金属膜制成端电极并 200O年4月磁性材料及器件?33? 与导体图案电连接,电极金属膜围绕磁条 (bar)的两端几乎成”u”形.其双层结 构的下层为NiCr,Ti或cr的溅射膜,与 铁氧体有高附着力:而上层则为低电阻的 Cu镀膜.这种结构髓减少材料成本.图2a 的粗线表示端部几乎成”u”形的溅射膜. 图2b为双层膜的端电极外形.图2c表示 带导体图案的铁氧体基片经”通孔”连接 的电感器内部结构. 以前在片式电感器领域不多见的东北 金属公司(TOKIN)1990年提出,以多重 挤出头连续注塑成型制成细条连续磁性片 与成型的细条导体连续片交叠,加压并切 割等工序,可以实现片式电感器的自动化 大生产.1998年该公司又提出,为避免外 电极中出现气孔,在有机粘合剂中加入低 电阻金属粉,再向粘舍剂加入玻璃体,混 未体 烧基 的片 铁 氧 印 刷 导 体 膜 积1l叠形 成 缝 合,干燥,焙烧后形成电极.这种工艺抑 制了因电极中气孔的出现而招致电极与元 件剥离的麻烦,从而改善了元件的可靠 性.我们1992年去仙台该公司考察时曾 参观磁材生产线及磁膜,磁卡生产车间, 但其磁膜实验室未让参观,看来他们对片 式电感器关键工艺是很珍视的 1996年松下电器提出,将电涂覆形成 的线圈化片形导体移至片形磁性层之间. 利用通孔电连接,制成积层型电感器.采 用磁性层可以减少陶瓷片式电感器的层 数,提高阻抗,并减小导体电阻,提高元 件可靠性,以便用于薄型数字化设备高密 度组装电路的降噪声部件中. 2.2几方面的改进 2.2.1大生产适应性 太阳诱电1994年提出,为了防止线圈 烧 层jJ压ll醇ll结 端 电 扳 成 膜 端 电 投 烧 结 图1TDK的小型化,岛尺寸精度片式电感器工艺 0尚部”U形睦 H: (b)双层磷的喘电撮外形(c]内部结构 图2积层型片式电感器结构 ?34?JMagnMaterDevicesVl0l3lN02 导体图案在叠层压接时发生错位,当在30 um厚的生陶瓷片制作用于层间连接的通 孔(直径0.2mm)时,在印于陶瓷片上导 体图案的边缘同时形成用来缓压的孔.印 有”u”形导体图案的生陶瓷片(中心部 位有两孔)交替制备,这些瓷片叠层,压 接形成多层体,以常规方式切成片式元 件,烧结后加外电极构成独石片式电感 器.松下公司1998年提出.将叠层体中 伸出的金属线在大生产中以适当的方法不 需打弯而使其做短