基于LTCC的NiCuZn鐵氧體及其應(yīng)用研究.pdf

1、近年來，手機(jī)、筆記本電腦等電子設(shè)備朝著越來越便攜的方向發(fā)展，很多電子產(chǎn)品公司推出的新型手機(jī)和電腦都以輕薄的特點吸引大批用戶。這些電子設(shè)備中的電源系統(tǒng)是我們不能忽略的一個重要的部分，它為內(nèi)部的各個模塊的工作提供電能，因此設(shè)備的小型化就意味著電源系統(tǒng)也需向著小型化和集成化發(fā)展。我們知道，在開關(guān)式DC-DC變換器中，磁性組件占據(jù)了電路的大部分面積，若其中的電感組件設(shè)計為以LTCC鐵氧體材料作為基體材料的疊片式功率電感，并將其內(nèi)埋至LTCC基板

2、，可大大減小電感的高度有效實現(xiàn)電源系統(tǒng)小型化。
　　為得到性能較好的疊片式功率電感，主要圍繞飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度Bs和功率損耗Pcv兩個參數(shù)對低溫?zé)Y(jié)NiZn鐵氧體做了研究，實驗分為主配方、氧化物摻雜和玻璃摻雜三個方面。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)主配方為Co0.01Ni0.32Zn0.49Cu0.18Fe1.98O4時材料具有較高的磁導(dǎo)率和居里溫度。接著討論了Bi2O3和WO3、HB3O3、V2O5、Li2CO3分別組合摻雜后對鐵氧體材料的影響，實驗

3、得出Li2CO3摻雜可大幅度增加NiCuZn鐵氧體材料的起始磁導(dǎo)率μi和Bs，當(dāng)Li2CO3含量達(dá)到0.20wt％時，材料的μi和Bs有最大值分別為172.27，431.1mT（室溫），339.6mT（100℃）。低頻下Li2CO3可降低材料的功耗，當(dāng)Bm(小于30mT時摻雜量為0.15wt%的樣品功耗最低，當(dāng)Bm(大于30mT時摻雜量為0.20wt%的樣品功耗最低。玻璃摻雜實驗中選擇的三種玻璃分別為LBSCA、LBBS和BBSZ。研究

4、發(fā)現(xiàn)微觀形貌是影響鐵氧體的磁性能的主要因素，并且高頻下晶粒小的材料功耗更低，而在低頻下晶粒較大的樣品功耗更低。其中摻雜了BBSZ玻璃的鐵氧體性能最好，且摻雜量為1.0wt%時μi和Bs有最大值分別為201.58和403.6mT（室溫），并且不論在高頻還是低頻環(huán)境下，該組樣品的功耗均為最低。
　　最后選擇Li2CO3摻雜方案的最優(yōu)樣品參數(shù)進(jìn)行疊片式功率電感的建模與仿真。主要圍繞繞線半徑和氣隙兩個方面討論其對電感量和飽和電流的影響。發(fā)