引言

電感器是一種利用電磁轉換原理工作的電子元件，廣泛分布于各類電子產品的電子電路中。電感器根據不同工藝可分為繞線型、疊層型、薄膜貼片型，其中貼片電感具有高飽和、高可靠性、高精度、小型化的特點，使其在消費類電子、數碼產品、移動通信、計算機、機頂盒、汽車電子等領域具有獨特的優(yōu)勢。電子產品不斷朝小型化、輕型化、高性能方向發(fā)展趨勢，對貼片電感的可靠性和集成化設計提出了更高的要求。貼片電感主要由三部分組成，線圈，磁芯和電極。其中，電極的設計是影響電感可焊性、耐焊性、集成化設計的關鍵因素。

1.電極的作用及評估

電極在電感中主要起導通電感線圈和電子元器件的作用，因此貼片電感設計時要考慮電極的可焊性、耐焊性及高可靠性。目前評估電極特性的常見方法主要包括可焊性試驗、耐焊接熱試驗、抗彎強度試驗、端電極附著力試驗、跌落試驗、晶須試驗、振動試驗、端子強度試驗。

2.各類電極設計的優(yōu)點和劣勢

貼片電感電極根據外形可分為L 形電極、I形電極、底部電極、端電極，其優(yōu)缺點如表格1所示。

圖片來源于順絡電子

3.未來電極設計的趨勢及驅動力

電感電極的設計要考慮上下游制造產線，從自身的核心痛點出發(fā)，滿足智能化、高集成化、綠色化生產要求，因此電感電極的設計要向小型化、高精化、高可靠性、近凈制造方向靠近。

智能化生產--高度集成和基于模型的定向化設計

伴隨著電子產品小型化、集成化和功能多樣化的發(fā)展，電子元器件也必須不斷向小型化、高頻化、高精度、高可靠性、低功耗、智能化、集成化方面的方向發(fā)展。 現階段以底部電極為代表的一體成型電感，其電極尺寸精度高、共面度高，可以實現設備自動化貼裝、自動化搬運的目的，極大地節(jié)約了橫向空間，可實現標準化和定向化設計，基本可以滿足電感小型化、集成化的需求，因此仍將成為推動電感集成化發(fā)展的新動力。 然而隨著集成電路的集成化的進一步的發(fā)展，單一模塊化設計的局限性會逐漸凸顯，模塊間的兼容性和空間可利用性較低。為實現電路板設計的高度集成化，必須要考慮電子電路的整體布局，尋找電極設計在柔性制造和敏捷制造突破的關鍵點，實現產品差異化的設計——基于模型的數字化設計+大規(guī)模定制平臺，實現電感電極的整版設計和定向化制造，實現電極形態(tài)的多種模擬和定向轉變。

高可靠性要求--高導電性高柔性的電極材料

目前貼片電感在集成電路和PCB板中貼片時，不可避免的受基板彎曲應力及熱沖擊會導致焊錫接合部發(fā)生膨脹及收縮，導致焊點開裂或空洞，從而使電感開路。因此未來電感電極必須在新材料上需求突破，尋找高導電性高彎曲特性的復合材料代替?zhèn)鹘y(tǒng)電極（Cu/Ni/Sn）材料。其次，現有電極材料錫層易氧化，貼片時常常會發(fā)生貼片偏移、氣孔、立碑等不良現象，容易造成電路虛焊、空焊、假焊、開路。因此電感電極的設計在選材上需考慮電極的導電可靠性，采用高導電性高柔性的電極材料，吸收焊接應力，防止電感開路。

綠色化制造--優(yōu)化傳統(tǒng)工藝及增材制造

現有大規(guī)模工業(yè)生產電極的工藝局限于電鍍、浸錫、絲網印刷等金屬化處理，其會對環(huán)境造成不可忽略的影響，因此如何解決電子元件的綠色化生產必將成為未來研究的一大主題?，F階段不應局限于優(yōu)化現有工藝，依靠提高資源利用率和動態(tài)監(jiān)測和控制來實現綠色制造。采用增材制造技術（采用分層加工或疊加成行）以及PVD/CVD工藝在電極基體上生長金屬化層也應成為未來研究的方向之一。

4.總結

小型化、集成化、高可靠性是電感發(fā)展不變的方向，作為連接電感與電路板橋梁的電極，其設計時要充分考慮論證各類電極形態(tài)設計的優(yōu)缺點，進行建模與仿真模擬其使用狀態(tài)，不斷調整并改進產品電極的結構設計。 現階段電感的設計不能局限于現有電極形態(tài)，需著眼于開發(fā)電極的新材料、新技術，完善產品設計及制造方案，在結構、材料、工藝上尋求突破，以適應貼片電感在智能化生產（高自動化、高集成化）以及高可靠性（耐大電流沖擊、高溫高濕等）、綠色化制造要求。