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勢。電子產品不斷朝小型化、輕型化、高性能方向發展趨勢，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，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展的新動力。 然而隨著集成電路的集成化的進一步的發展，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傳統電極（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--優化傳統工藝及增材制造

現有大規模工業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。現階段不應局限于優化現有工藝，依靠提高資源利用率和動態監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設計的優缺點，進行建模與仿真模擬其使用狀態，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，需著眼于開發電極的新材料、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。