由于電子終端產(chǎn)品不斷向“小型化，集成化，多功能化，大功率化”等方向發(fā)展，傳統的插裝電感器已經(jīng)不能適應下游整機的需求，而體積小，成本低，低損耗，屏蔽性能優(yōu)良，可靠性高，適合于高密度表面安裝的一體成型電感在消費電子，數碼產(chǎn)品，移動(dòng)通信，計算機，高分辨率電視機，機頂盒，交換機，路由器，光纖通信設備，廣播，衛星，汽車(chē)電子，工業(yè)控制等領(lǐng)域獲得廣泛應用，逐步成為電感市場(chǎng)的主流方向。

一體成型電感是由座體系將繞組本體埋入金屬粉末內部壓鑄而成的。常用的金屬粉末有還原鐵粉，羰基粉，合金粉。 

一體成型電感磁路封閉，具有良好的磁屏蔽性，不會(huì )干擾周?chē)脑骷?，也不?huì )受臨近的元器件的干擾（EMI 性能良好），有利于元器件的高密度安裝，一體化獨石結構，密度高，機械強度好，可靠性高，耐熱性，可焊性好，形狀規則，整齊，適合于現代化的自動(dòng)化表面安裝流水線(xiàn)生產(chǎn)工藝。

☆ 一體成型電感與傳統電感區別 

一體成型電感一般由座體和繞組本體組成，其基體是將繞組本體埋入金屬磁性粉末內部壓鑄而成，后置 SMD引腳為繞組本體的引出腳直接成形于座體表面。而且一體成型電感封閉的磁路設計，具備抗電磁干擾強，可避免由于結構造成的超低蜂鳴聲及噪音，可高密度安裝。其電感小體積、大電流、低耗損等優(yōu)勢，在高頻和高溫環(huán)境下可保持優(yōu)良的溫升電流及飽和電流的特性。其電感為 SMD結構設計，安裝上方便快捷，可避免使用時(shí)既不會(huì )損壞電感，又能提高生產(chǎn)效率。 

常規普通型的功率電感是分帶磁罩和不帶磁罩兩種，主要由磁芯和銅線(xiàn)組成。因此在電路中主要起濾波和振蕩作用。但是缺點(diǎn)是不能在大電流的工作環(huán)境下應用。因為常規普通電感應用的環(huán)境溫度受限于高溫時(shí)飽和磁通密度下降，故對于工作熱穩定性較差。

 ☆ 一體成型電感的電流 

1、  一體成型電感飽和電流和溫升電流 

一體成型電感飽和電流和溫升電流是產(chǎn)品設計時(shí)需要考慮的兩個(gè)重要的因素。 

（1）飽和電流 Isat：以電感量變化，隨著(zhù)通過(guò)電感的電流的增加，磁密度會(huì )增加，當達到磁飽和時(shí)，電感的感量會(huì )急速下降，一般以感量下降 30％時(shí)的電流值為標準。飽和電感是一種磁滯回線(xiàn)矩形比高，起始磁導率高，矯頑力小，具有明顯飽和點(diǎn)的電感 ；在電子線(xiàn)路中常被當作可控延時(shí)開(kāi)關(guān)元件來(lái)使用。

（2）溫升電流 Irsm：溫升電流是指當電感工作時(shí)，電感的溫度上升較周?chē)h(huán)境溫度上升一定溫度時(shí)的電感工作電流。大多數廠(chǎng)家定義溫度上升 40℃時(shí)為電感的溫升電流值。

2、 一體成型電感電流參數公式

（1）品質(zhì)因素 Q：表示線(xiàn)圈質(zhì)量的一個(gè)物理量，Q 為感抗 XL 與其等效的電阻 R 的比值，即 Q=XL/R。線(xiàn)圈的 Q 值愈高回路的損耗愈小。線(xiàn)圈的 Q 值與導線(xiàn)的直流電阻，骨架的介質(zhì)損耗，屏蔽罩或鐵芯引起的損耗，高頻趨膚效應的影響等因素有關(guān)。線(xiàn)圈的 Q 值通常為幾十到一百。

（2）額定電流：額定電流是指能保證電路正常工作的工作電流。

☆ 一體成型電感工藝流程 

1、繞線(xiàn) 金屬線(xiàn)圈材料主要分扁平線(xiàn)和圓銅錢(qián)兩種。將銅錢(qián)依規定要求繞制固定形狀尺寸（線(xiàn)圈）。 

2、點(diǎn)焊 將繞制好的線(xiàn)圈使用電流熔焊接到料片腳上。 

3、成型 將點(diǎn)焊好料片放入模具，使用液壓沖壓機將鐵粉包裹沖壓成型。一體成型電感的生產(chǎn)設備和生產(chǎn)工藝從低端到高端分別是油壓機、機械壓機、伺服器壓機。伺服器壓機是生產(chǎn)工藝精度最高的方式。 

4、噴砂 噴砂機使用玻璃砂噴沖成型產(chǎn)品表面打磨。 

5、上膠 將成型產(chǎn)品表面依客戶(hù)要求噴涂相應油漆。 

6、噴碼 按客戶(hù)要求在產(chǎn)品上噴印產(chǎn)品標簽。 

7、折彎腳 使用自動(dòng)設備將成型產(chǎn)品多余料片切除，端腳彎折平貼產(chǎn)品表面。 

8、測試 運用設備測試依客戶(hù)要求對產(chǎn)品電氣性能檢測。 

9、外檢 檢查外觀(guān)是否滿(mǎn)足客戶(hù)要求。 

10、編帶 按客戶(hù)要求將檢測合格成品放入編織載帶中，便于終端客戶(hù)使用。 

11、包裝 將編織好的載帶盤(pán)放入包裝箱中，滿(mǎn)足運輸要求保證產(chǎn)品不受損壞。

☆ 一體成型電感對鐵粉心軟磁材料的要求 

1、顆粒粒度 

鐵粉心材料的顆粒粒度直接關(guān)系到電感渦流損耗，由渦流損耗系數與晶粒半徑的平方成正比的關(guān)系可知，粒度越細渦流損耗越低 ；另一方面顆粒粒度越細，磁導率越小，不利于電感量的提高。 

2、絕緣層厚度 

鐵粉表面的絕緣層越厚，電阻率越高，渦流損耗越低。然而，隨絕緣層厚度的增加，磁性材料鐵粉的填料比降低，導致磁導率降低。因此，在絕緣層包覆完整的情況下通常希望絕緣層越薄越好。 

3、絕緣層粘附性 

一體成型電感壓制成型時(shí)的壓力越大，磁導率越高，電感量越大。若鐵粉心絕緣層和鐵粉的粘附性很差，壓力稍大就會(huì )導致鐵粉表面的絕緣層破裂，從而降低絕緣效果。但值得注意的是，增大壓力對磁導率的提高是有極限的，過(guò)大的壓力對模具的損傷也是限制成型壓力的一個(gè)因素。

4、絕緣層的熱穩定性 

壓制成型后的熱處理可以減小電感制成型過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應力，降低磁滯損耗。若絕緣層的熱穩定很差，絕緣層的電阻率隨溫度升高急劇減小，會(huì )導致渦流損耗增大。 

綜上所述，鐵粉材料具有合適的顆粒粒度，薄的絕緣層，良好的粘附性和熱穩定性，對制備一體化成型電感的效率有很大的提高。

☆ 一體成型電感磁性粉末的特性

一體成型電感一般選用的都是漆包線(xiàn)，也叫絕緣導線(xiàn)。它有兩部分構成：座體和繞組。而磁性粉末就是埋入座體當中。

1、一體成型電感常用的磁性粉末，埋入座體的磁性粉末一般有還原鐵粉、羰基鐵粉、合金鐵粉等。

（1）還原鐵粉 

還原鐵粉的電感量很高，同時(shí)它的制作工藝很復雜，但是電流特性和腐蝕性很差，價(jià)格也便宜。

還原鐵粉一般由四氧化三鐵在高熱條件下在氫氣流或一氧化碳氣流中還原生成，主要成分為結構疏松的單質(zhì)鐵。還原鐵粉是不規則狀，不易包覆絕緣處理， 插件電感（DIP）的產(chǎn)品基本上用這種粉做。 

（2）羰基鐵粉 

羰基鐵粉的電感量低，腐蝕性差，但是電流特性好，它的制作工藝很復雜，同時(shí)價(jià)格也高。 

羰基鐵粉是通過(guò) CO 與鐵在高溫高壓下反應，生成與羰基鐵油狀物，經(jīng)低壓分離后得到產(chǎn)品，羰基鐵粉活性很大，正常情況放置一段時(shí)間后，會(huì )發(fā)生自動(dòng)團聚。貼片電感（SMD）產(chǎn)品用羰基鐵粉，由于羰基鐵粉是顆粒呈球形，所以相對絕緣要高一點(diǎn)。

（3）合金鐵粉

合金鐵粉和其他兩個(gè)磁性粉末不太一樣。它的電感量是居中的，腐蝕性和電流特性都很好， 制造工藝也很簡(jiǎn)單，但是它的價(jià)格也是比其他兩個(gè)磁性粉末貴很多。

合金粉是由兩種或兩種以上組元經(jīng)部分或完全合金化而形成的金屬粉末。所以合金粉的防銹效果很好。

鐵硅系合金軟磁粉末以鐵硅為基礎，將合金材料高溫熔化后，在高壓氣體作用下反復粉碎霧化，生產(chǎn)出極微小的球狀金屬粉末，這就是金屬軟磁合金粉心的原材料。

通過(guò)優(yōu)化設計，針對高頻大電流等不同應用領(lǐng)域開(kāi)發(fā)出不同的合金粉末，確保成型后的產(chǎn)品具有優(yōu)異的直流偏置特性和損耗特性。

鐵硅鉻粉末具有優(yōu)異的防銹性能，高飽和磁感應強度，低損耗特性等，廣泛應用于一體成型電感。氣霧化鐵硅鉻粉末具有更低的損耗和更好的飽和特性，以及良好的球形度以確保一體成型電感具有更好的絕緣可靠性。

2、一體成型電感的配粉 

一體成型電感常用的金屬粉末有還原鐵粉、羰基鐵粉、合金鐵粉，它們的區別 ：一體成型電感有插件電感（DIP）和貼片電感（SMD）兩種，且都是壓鑄成型，一體成型電感對粉末絕緣處理要求比較高，大多數用還原鐵粉和羰基鐵粉，也有的用合金鐵粉。 

還原鐵粉是不規則狀，不易包覆絕緣處理，DIP 的產(chǎn)品基本上用這種粉做。還原鐵粉電流特性比較好，但是防銹效果比較差以及感值量低，同時(shí)需要噴漆處理，可以使用表面處理劑增加防銹效果。 

SMD 產(chǎn)品用到羰基鐵粉，由于羰基鐵粉是顆粒呈球狀，所以相對絕緣要高一點(diǎn)，但是磁導率不高。合金粉防銹效果比較好，感值量高，但是電流特性比較差。

表 1 列出一體化成型電感粉末的特性和區別

☆ 一體成型電感的特點(diǎn)

一體成型電感是由數控自動(dòng)繞線(xiàn)機繞制好的空心線(xiàn)圈，植入特定的模具，填入磁心粉末，高壓壓制成型，高溫固化后加一防氧化涂層而成的一體化結構的電感器。

1、一體成型電感的優(yōu)點(diǎn)： 

（1）高飽和

生產(chǎn)一體成型電感常見(jiàn)的材料為羰基鐵粉。這種材料的 BS 值較高，因此使用羰基鐵粉成型的電感產(chǎn)品一般具有優(yōu)良的飽和特性。

（2）大電流

體積小，直流電阻小，輸出電流大 ：線(xiàn)圈匝數少，因而直流電阻小，鐵粉有很好的導熱性能，可通過(guò)大電流，儲能高，抗飽和 ；它的輸出電流值可到 60A，比較于傳統的電感高 37.5％左右。具有很好的耐電流疊加特性。

（3）閉合磁路

全屏蔽結構綠色環(huán)保 ：器材選用全磁材成形，整個(gè)器材外部為磁性材料，天然生成的屏蔽式結構因而磁屏蔽強，全封閉結構，磁屏蔽效果好，可有效降低電磁干擾；磁漏小， EMI 特性?xún)?yōu)異，對周?chē)鞑挠绊懶?；電磁材料是綠色環(huán)保型產(chǎn)品，對整機功能的提高特別重要。

（4）高頻性能

作業(yè)頻帶寬：生產(chǎn)一體成型電感常見(jiàn)的材料為羰基鐵粉。 羰基鐵粉具有顆粒?。?0μm 以下），活性大，球形顆粒，其顆粒內部為層狀結構，因此，羰基鐵粉具有在高頻和超高頻下的高磁通率。外表電阻率高，渦流損耗小，高頻損耗低，作業(yè)頻帶可由幾十赫茲到高達 5MHz 的寬頻帶下運用。

（5）降噪工藝

當電路中有額定頻率的電流通過(guò)線(xiàn)圈時(shí)，鐵芯內部會(huì )產(chǎn)生同樣頻率的交變磁通，此交變磁通會(huì )讓鐵芯內部產(chǎn)生伸縮變量，稱(chēng)為 ：鐵芯畸變量，此鐵芯畸變量會(huì )產(chǎn)生頻率為電源頻率2倍的振幅能量，經(jīng)由磁路周?chē)慕橘|(zhì)，毫無(wú)衰減的向外傳播，在鐵芯的外壁產(chǎn)生聲音壓。 

耐沖擊噪音低 一體成型電感器采用粉末冶金工藝，將粉末與線(xiàn)圈整體包覆，磁心與線(xiàn)圈緊密，磁心內部空隙較少，粉末冶金壓鑄結構克服了傳統電感器易碎和噪音大的缺點(diǎn)。傳統的器材選用繞制工藝，繞組與磁性材料之間不可避免存在空隙，運用時(shí)會(huì )呈現高頻噪音困擾，傳統的電感有十分大的噪音。

（6）損耗低，耐熱性好。

因為選用“集成化”結構，全磁材成形，傳熱快，散熱面積大，線(xiàn)圈散熱好，軟磁粉末顆粒小，外表電阻率高，渦流損耗小，從而大大降低溫升和整機損耗。

（7）可靠性高，一致性好，具有優(yōu)秀的磁功能穩定性和溫度穩定性。在生產(chǎn)工藝上有其他任何軟磁材料不具備的獨有特性，就是具有杰出的功能可控制性和形狀可控制性?？捎煽刂坪透淖冘洿欧勰┑暮侠碚{配等生產(chǎn)工藝條件，生產(chǎn)出各種具有共同功能的電感器。生產(chǎn)自動(dòng)化程度高，可批量生產(chǎn)。

（8）外形，尺寸多樣化。

①產(chǎn)品外形，尺寸多樣化設計。主流的一體成型電感尺寸：2.5×2×1mm， 4×4×2mm，5×5×3mm，6×6×1.8/3/5mm， 10×10×4mm，12×12×5.6mm。②電極外型多樣化設計。

（9）運用方便。選用編帶包裝，便于自動(dòng)貼片作業(yè)。

（10）應用范圍廣。LED 照明等，PAD 筆記本電腦、臺式機、服務(wù)器、智能手機、顯卡、個(gè)人導航系統、DC/DC 轉換器、多媒體設備等都會(huì )用到一體成型電感。

 2、一體成型電感的缺點(diǎn)

（1）絕緣

絕緣包含三部分 ：① 粉末絕緣 ；② 線(xiàn)圈絕緣 ；③ 線(xiàn)圈與粉末絕緣。

解決辦法 ：粉料配置的工藝配方。

（2）內部裂紋

位置：一體成型電感的內部裂紋通常出現在兩個(gè)位置：線(xiàn)圈周?chē)?，產(chǎn)品中柱。

危害 ：① 特性損失 ；② 電感異音 ；③ 產(chǎn)品開(kāi)裂失效。

解決辦法 ：① 改善粉末配方和工藝 ；② 增加成型保壓時(shí)間 ；③ 改善粉末基本特性 ；④ 改善產(chǎn)品設計。

（3）異音

成型后的產(chǎn)品中柱會(huì )分布一定的氣隙。

異音機理 ：依據磁路的歐姆定律知，空隙處礠阻遠大于無(wú)磁隙處 ；磁隙越大，泄露磁場(chǎng)就越大，泄露磁場(chǎng)造成磁場(chǎng)方向的扭曲，形成于磁隙處的磁通擁擠現象。因此，在磁隙處因電磁振動(dòng)而產(chǎn)生的噪音遠大于無(wú)磁隙處（有實(shí)驗測得，約高出 10db）。

（4）高頻損耗

解決辦法 ：① 提高粉末絕緣能力 ；② 采用合金粉料 ；③改善產(chǎn)品設計。

（5）層間短路

概念 ：層間短路是指一體成型電感器在成型過(guò)程中，出現的線(xiàn)圈與線(xiàn)圈之間絕緣被破壞而短路現象。

原因 ：① 多層線(xiàn)圈跨線(xiàn)繞制 ；② 成型時(shí)候線(xiàn)圈變形嚴重，線(xiàn)圈和線(xiàn)圈間錯動(dòng)導致其絕緣破壞 ；③ 線(xiàn)圈在成型時(shí)，線(xiàn)圈間壓入金屬異物刺破絕緣層。

解決辦法：① 管控圧力；② 提高粉末絕緣膜的牢固性；③改善絕緣工藝 ；④ 改善繞線(xiàn)工藝。

（6）鐵芯老化

描述 ：鐵粉心產(chǎn)品普遍存在老化問(wèn)題，一般長(cháng)時(shí)間處于工作狀態(tài)會(huì )加快鐵心老化速率。

主要原因 ：溫度影響因素 ：① 磁心的材質(zhì)，工藝，散熱條件，幾何尺寸，交流磁通密度及頻率 ；② 鐵粉心材料高頻渦流損耗特性和磁特性 ；③ 鐵粉心絕緣及粘結劑的老化。

解決辦法：① 提高緩絕緣層定性；② 采用無(wú)機粘結劑；③采用合金原料。

（7）生銹

原因 ：① 噴漆前一體成型電感表面有水分 ；② 制粉環(huán)境，成型環(huán)境，噴漆環(huán)境未管控 ；③ 材料不具備一定的耐腐蝕能力。

解決辦法 ：① 管控制粉環(huán)境，成型環(huán)境，制程環(huán)境，噴漆環(huán)境，存儲環(huán)境的溫濕度 ；② 選擇耐蝕材料 ；③ 優(yōu)化粉末配方 ；④ 鹽霧試驗抽檢產(chǎn)品。

現狀 ：目前最好的免噴漆產(chǎn)品可以做到5％NaCl鹽霧試驗可達96H不生銹。