發(fā)布時間：2020-03-26 01:04

【摘要】：隨著通信設(shè)備工作頻率的增加,印制電路板(Printed Circuit Board,PCB)在向集成化、小型化發(fā)展的同時也必然對電感器的結(jié)構(gòu)和性能提出更高的要求。針對目前三明治結(jié)構(gòu)電感存在的高頻下易產(chǎn)生較大的寄生電容和渦流損耗等問題,本文主要從電感的磁芯結(jié)構(gòu)和磁芯材料入手,以消除寄生電容和渦流損耗,并提高電感量為目標,選定雙還原劑,用化學(xué)鍍的方法在平面螺旋銅線圈的表面沉積磁膜設(shè)計嵌入式電感器,即在PCB埋嵌電感銅線圈表面和側(cè)面直接鍍上磁芯材料,形成磁芯包覆線圈的結(jié)構(gòu),有效地提高電感量。(1)本文首先通過改變鍍液的配方和前處理工藝,利用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡、振動樣品磁強計、X射線衍射、阻抗測試儀等表征手段,采用單因素實驗法探究了最優(yōu)的工藝過程和鍍液配方,即采用次亞磷酸鈉、二甲基胺硼烷雙還原劑解決滲鍍問題,主鹽為硫酸鎳和硫酸鈷以獲得更好電感性能的磁芯薄膜。研究發(fā)現(xiàn)采用優(yōu)化后的工藝和配方制備的磁芯薄膜電感量平均增加11%。(2)研究了施鍍的工藝條件、鍍液組分以及鍍后熱處理三方面對NiCoP磁芯鍍層的性能影響,確定了各因素的最佳條件:1)Co~(2+)/(Co~(2+)+Ni~(2+))摩爾比為0.45~0.6;2)次亞磷酸鈉與DMAB摩爾比為16:1;3)DL-蘋果酸作為絡(luò)合劑具有最佳效果,電感量提高了11.8%;4)宜采用800℃熱處理30min;5)施鍍溫度為70℃,pH值為9,施鍍時間為1.5h~2h。(3)通過研究Fe_3O_4-NiCoP復(fù)合鍍層,NiCoPW和NiCoZnP兩種四元合金薄膜的電感性能,探討了四氧化三鐵、鎢酸鈉、硫酸鋅對磁芯沉積的促進作用。研究表明當(dāng)鍍液中加入的Fe_3O_4的量為大于或等于2.4g/250mL時具有最大電感值。加入鎢酸鈉制備的NiCoPW四元合金薄膜具有良好的電感性能,鎢酸鈉對磁芯的沉積具有促進作用,但是添加硫酸鋅制備的NiCoZnP四元合金薄膜不能增加電感值,那是因為鋅元素具有抗磁性,它的添加對實驗是無效的。
【圖文】：

圖 1-1 螺旋管型電感結(jié)構(gòu)示意圖圖 1-2 曲折型電感結(jié)構(gòu)示意圖[1]。但是，這種結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，不易于制于電感量的增加，影響性能。為了完善曲折電阻率高的鐵氧體替換磁芯等措施。感

圖 1-2 曲折型電感結(jié)構(gòu)示意圖[1]少導(dǎo)體電阻。但是，這種結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大，不易于制備，磁芯間氣隙，不利于電感量的增加，影響性能。為了完善曲折結(jié)構(gòu)，常常厚度和使用電阻率高的鐵氧體替換磁芯等措施。 平面型電感圖 1-3 所示，在三明治型電感中，磁芯層位于線圈層的上下兩面，形層/線圈/絕緣層/磁芯的結(jié)構(gòu)。由于磁性層是閉合的，大部分磁場被束內(nèi)，可以減少渦流損耗，形成通路，有效的較少漏磁而極大的提高感外，，這種平面結(jié)構(gòu)還可以有效降低電感維度，且線圈的自感和互感電感值，符合高能量密度電感器件的結(jié)構(gòu)要求[5]。若減少線圈的匝數(shù)者加入磁導(dǎo)率低的磁芯，在高頻電路中會呈現(xiàn)比較高的電感值和品質(zhì)的理論和實踐證明，三明治螺旋繞制電感還存在明顯的缺陷，即在較大的寄生電容，從而明顯降低了磁芯材料的適用頻率以及電感的
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TM271;TG174.4

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本文編號：2600707