表面贴装RF电感

文章摘要：表面贴装RF电感（有时被称为片状电感）在像螺线管那样的芯架上并封装。绕线的两端用金属引脚在板级装配中进行焊接。依照电感量和芯架尺寸，芯架本身可以使用酚醛塑料、陶瓷、铁粉或者铁氧体。图1所示为绕线表贴RF电感的剖面图。图1 绕线表贴RF电感的剖面图表贴RF电感的封装符合EIA标准尺寸，如0402、0603、0805、1206和1210。这些数值以10min的倍数表示了大致的芯片长度和宽度。例如，1206表示尺寸长度是120min（0．12in）、宽度是60min（0．06in）。每个设计的高度可以变化，某些制造商也提供非标准的尺寸。每种磁性材料都有独特的特性。酚醛塑料或陶瓷本质上是相对磁导率为1

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　　表面贴装RF电感（有时被称为片状电感）在像螺线管那样的芯架上并封装。绕线的两端用金属引脚在板级装配中进行焊接。依照电感量和芯架尺寸，芯架本身可以使用酚醛塑料、陶瓷、铁粉或者铁氧体。图1所示为绕线表贴RF电感的剖面图。

　　图1 绕线表贴RF电感的剖面图

　　表贴RF电感的封装符合EIA标准尺寸，如0402、0603、0805、1206和1210。这些数值以10min的倍数表示了大致的芯片长度和宽度。例如，1206表示尺寸长度是120min（0．12in）、宽度是60min（0．06in）。每个设计的高度可以变化，某些制造商也提供非标准的尺寸。

　　每种磁性材料都有独特的特性。酚醛塑料或陶瓷本质上是相对磁导率为1的空气磁芯。对直流电流或交流大信号从不饱和，温度系数为0，但是因为磁导率μ只有1，它最佳的应用是小电感、高频率的要求。另一方面，铁粉有稍高的磁导率和很低的温度系数。最后是铁氧体，它有最大的磁导率和最大的温度系数。在较大的激励下，它有时也表现出非线性特性。典型情况是磁导率越大，越容易饱和且温度系数也越大。图2示出了Gowanda电子公司提供的以酚醛塑料或铁粉为磁芯的SM3系列表贴RF电感温度稳定性与铁氧体的比较。

　　图2 Gowanda SM3系列RF电感所使用材料的对比

　　选择RE电感的指标主要有Q值（品质因数）、自谐振频率（SRF）和电感偏差。Q值对滤波器的响应有很大影响，因此应该选择在工作频段上Q值最高的电感。图3所示为Gowanda电子公司提供的陶瓷和铁粉磁芯的一些代表性Q值曲线。

　　使用图3所示结构构成的RF电感本质上是螺线管，理论上磁链线延长到无限远，而环形结构线圈可以构成闭合的磁路。因此，这种结构的电感与其他电感的耦合比环形电感的要大。减小耦合的措施之一是把电感互相垂直放置。但这种措施不一定总是可行或者适当，此时可以采用屏蔽的RF电感。它们可以降低磁场约1O～20dB，因此降低了耦合。内部屏蔽通常用与磁芯相同的材料包裹基本绕线的磁芯。

　　自谐振频率（self－resonant frequency）是电感分布电容和真实电感组成的电路发生谐振的频率。当频率接近该SRF时，由于分布电容电介质损耗极大，Q值急剧下降。所以，应该尽量避免在SRF附近工作。依照经验，只要可能，SRF应该高于工作频率10倍以上。

　　SRF的另一个影响是等效电感量较真实电感量的增加。例如，寄生电容为10μF的1μH电感对指定频率的真实谐振电容要比计算电容值小10μF。因此，等效电感量较1μH高。等效电感量由下式计算：

　　式中，LT是真实（低频）电感量；f是关注的频率；fr是电感的自谐振频率。当频率接近f，时，Leff的值将急剧增加并在自谐振频率处为无限大，如图4所示。

　　图3 部分陶瓷和铁粉RF电感的Q值曲线

　　图4 等效电感和频率的关系