叠层电感市场发展策略及投资战略研究

日期: 2019-02-28
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    叠层电感也就是非绕线式电感,叠层电感是电感按结构不同对电感进行分类的其中一类。特性:1.外形尺寸小。2.闭合电路,无交互干扰,适合于高密度安装。3.无方向性,规范化的自动贴片安装外形。4.可焊性和耐焊性优,适合于流焊和再流焊。目前该产品被广泛用于笔记本电脑数位电视,数位录放影机,列表机,硬式磁碟机,个人电脑和其他一般消费性及电脑主品上输入、输出线路之杂讯消除。目前叠层电感产品的年产值以每年超过5%的速度增长,潜力巨大。叠层电感的发展呈现出技术进步、全球化及稳定增长三种明显趋势,这也激励着中国叠层电感业必须积极提高产品科技含量、寻求国外先进技术合作。

     从国际范围看,叠层电感元器件主要集中在日本、中国台湾、欧洲和中国大陆等电子产品整机制造水平较高的地区,中国大陆叠层电感主要集中在珠江三角洲和长江三角洲两个产业配套好、制造技术水平较高的地区。2011-2017年全球叠层电感产量年增长率超过5%,产业增长平稳。

贴片电感从制造工艺上来分可主要分成四类,绕线型、叠层型、编织型和薄膜片式电感器,常用的主要是绕线型和叠层型电感器。前者是传统绕线电感器小型化的产物,后者是采用多层印刷技术和叠层生产工艺制作,体积比绕线型片式电感器还小。叠层型片式电感器具有良好的磁屏蔽性、烧结密度高、机械强度好、不足的是合格率低、成本高、电感量较小、Q值低。绕线型电感的特点是电感量范围广,电感精度高,损耗小,容许电流大,制作工艺继承性强、简单、成本低等;不足之处是在进一步小型化方面受到限制。叠层型贴片电感与绕线型片式电感相比,尺寸小,有利于电路的小型化,磁路封闭,不会干扰周围的元器件,也不会受临近元器件干扰,有利于元器件的高密度安装,一体化结,可靠性高、耐热性、可悍性好、形状规整,适合于一般焊及回焊。总的来说叠层电感是看不到线的,叠层电感的散热性好、ESR值更小、但耐电流比绕线电感小。成本比绕线型电感低。绕线电感的散热性不如叠层电感,但耐电流大,ESR值更高。

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    现在业界叠层电感的制造方法主要有干法和湿法两种。所谓干法,就是将铁氧体或者陶瓷材料先做成薄片,分别给薄片上印刷电极,再将印刷好电极的薄片按压到一起;所谓湿法,是先流延一层铁氧体或者陶瓷,在上面印刷电极,接着再在上面流延一层铁氧体或者陶瓷,依此类推。

     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。制造电感的原料中一般包含粉料、黏结剂、添加剂和溶剂,混合这些原料使用的是球磨机。首先将这些原料以一定比例混合,接着一起倒入球磨机搅匀,为了使混合物更均匀,加入了磨介(锆球)一起搅拌混合。球磨机的搅拌时间一般为50小时左右。

2)成型:成型就是形成叠层电感的主体结构。由于可以同时在一叠铁氧体层上制造很多个叠层电感,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。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,接着让表面贴了隔离纸的铝板从“瀑布”下经过,隔离纸的表面就覆盖上了一层铁氧体材料,每层铁氧体材料的厚度必须均匀;覆盖了铁氧体材料的铝板顺着传送带需要经过一段烘箱,以保证在到达下道工序时这层铁氧体有一定的凝固;流延的下个工序是丝印线圈,丝印线圈使用的是丝印机和钢网。丝印过的铝板顺着传送带到达下个工序前也需要经过一段烘箱,作用和前面一样;丝印线圈的下一个工序是丝印银柱,银柱用于两层线圈之间的连接;丝印过银柱的铝板经过烘箱接着回到第一个工序处,再流延一层铁氧体,接着重复以上过程直到完成层数。

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3)切割:从上道工序(成型)到切割工序,大片铁氧体叠层电感需要烘烤两天。成型时在大片铁氧体上丝印了瞄准坐标,将每个电感清楚分开,切割就是根据这些坐标,由电脑控制钨钢刀,将大片电感分为单个电感。

切割后,操作工人会从大片电感的四角拿出几个电感在显微镜下检验四周,看是否有切偏。

    4)排胶:排胶就是在高温下,蒸发掉配料中的黏结剂,防止烧结时出现气泡,影响电感的品质。排胶时间大约在50小时左右,最高温度在270℃左右。

    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。

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    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一个小孔内,露出一个端头,先将这个端头浸银,然后经过烘烤定型,接着使用一种和粘银板小孔对应的钢针排将已经浸银的端头压入粘银板,使未浸银的端头露出,接着给未浸银的端头浸银,再经过烘烤定型。

    8)烧银:两端已浸银的电感需要经过经过950℃、2小时烘烤,使内电极和银充分接触。

    9)表面处理: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。首先是电镀镍,镍镀层厚度一般在1um左右,接着分别用清水和去离子水清洗,然后镀锡,锡镀层厚度一般为7/8um左右,镀完锡后用清水和去离子水清洗,甩干。端电极处理完成后,电感的整个制造过程就完成了。

    10)机器全检: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。

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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。 3)通过在铁氧体边界印刷银导线作为内导体与外电极的连接点,由于连接面积比较小,此处较容易开路。

 4)电镀镍和锡时,在预计达到镀层厚度所需时间的前10分钟左右拿出一些电感,通过光谱分析仪来分析镀层的厚度是否满足要求,以此控制镀层的厚度。

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