电极的作用及评估标准_电极的作用及评估

介绍

电感是利用电磁转换原理工作的电子元件，广泛分布在各种电子产品的电子电路中。电感按工艺不同可分为绕线型、叠层型和薄膜贴片式，其中贴片式电感具有高饱和度、高可靠性、高精度和小型化的特点，使其在消费电子、数码产品、移动通信、计算机、机顶盒、汽车电子等领域具有独特的优势。电子产品正朝着小型化、轻量化、高性能的方向发展，这对贴片电感的可靠性和集成化设计提出了更高的要求。贴片电感主要由三部分组成，线圈、磁芯和电极。其中，电极的设计是影响电感可焊性、可焊性和集成化设计的关键因素。

1.电极的作用及评价

电极主要起到导通电感线圈和电感中电子元器件的作用，所以在设计贴片电感时要考虑电极的可焊性、可焊性和高可靠性。目前评价电极特性的常用方法主要有可焊性试验、焊接耐热性试验、弯曲强度试验、端子电极附着力试验、跌落试验、晶须试验、振动试验和端子强度试验。

2.各种电极设计的优缺点

贴片电感电极按其形状可分为L形电极、I形电极、底电极和端电极，其优缺点见表1。

图片来自顺络电子。

3.未来电极设计的趋势和驱动力

电感电极的设计要考虑上下游制造线，从自身核心痛点出发，满足智能化、高度集成化、绿色生产的要求。因此，电感电极的设计应该向小型化、高精度、高可靠性和近净制造的方向靠拢。

智能生产——高度集成和基于模型的定向设计

随着电子产品小型化、集成化和功能多样化的发展，电子元器件也必须向小型化、高频化、高精度、高可靠性、低功耗、智能化和集成化方向发展。目前以底电极为代表的集成电感尺寸精度高，共面性高，可以达到设备自动贴装和自动搬运的目的，大大节省了侧向空间，实现了标准化和定向化设计，基本满足了电感小型化和集成化的要求，因此仍将成为推动电感集成化发展的新动力。然而，随着集成电路的进一步发展，单一模块化设计的局限性将逐渐凸显，模块间的兼容性和空间可用性较低。为了实现电路板设计的高度集成，需要考虑电子电路的整体布局，找到柔性制造和敏捷制造中电极设计的关键点，实现产品差异化设计，实现基于模型的数字化设计大规模定制平台，实现感应电极的整页设计和定向制造，实现电极形状的各种模拟和定向变化。

高可靠性要求-具有高导电性和柔韧性的电极材料

目前片式电感在集成电路和PCB板中安装时，由于基板的弯曲应力和热冲击，焊点不可避免地会发生膨胀和收缩，导致焊点出现裂纹或空洞，从而使电感开路。因此，未来必须突破对感应电极新材料的需求，寻找具有高导电性和高弯曲特性的复合材料来替代传统电极(Cu/Ni/Sn)。其次，现有电极材料的锡层容易被氧化，贴片往往会出现贴片偏差、气孔、纪念碑等不良现象。容易造成虚焊、虚焊、假焊、断路。因此，在设计电感电极时，应考虑电极的导电可靠性，并选用高导电率、柔性好的电极材料

现有的大规模工业化生产电极的技术仅限于电镀、浸锡、丝网印刷和其他金属化处理，这将对环境产生明显的影响。因此，如何解决电子元器件的绿色生产必将成为未来研究的一大课题。当前，不仅要优化现有技术，而且要通过提高资源利用率和动态监控来实现绿色制造。利用增材制造技术(分层加工或重叠排)和PVD/CVD工艺在电极基板上生长金属化层也应该是未来的研究方向之一。

总结

小型化、集成化和高可靠性是电感发展不变的方向。作为连接电感和电路板的电极，其设计要充分考虑和论证各种电极形状设计的优缺点，对其使用状态进行建模和仿真，不断调整和完善产品电极的结构设计。目前，电感器的设计不能局限于现有的电极形式。我们需要重点发展电极新材料和新技术，完善产品设计和制造方案，在结构、材料和工艺上寻求突破，以满足智能化生产(高自动化、高集成化)、高可靠性(抗大电流冲击、耐高温高湿等)的要求。)和贴片电感的绿色制造。