【導(dǎo)讀】為了滿足高規(guī)格的可靠性要求，車載數(shù)字設(shè)備中搭載的電感器在使用材料及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等方面在設(shè)計(jì)中下足了功夫。村田在本期內(nèi)容介紹車載信息設(shè)備對(duì)應(yīng)的電感器LQH**PB系列的同時(shí)，還將介紹支持大電感值領(lǐng)域的LQH32DN、LQH43NN系列產(chǎn)品。

前言

近年來(lái)，隨著汽車電子化的發(fā)展，以音響和汽車導(dǎo)航系統(tǒng)為首的車載用各種數(shù)字設(shè)備逐漸增加。并且，各國(guó)還出現(xiàn)了將車載相機(jī)作為標(biāo)準(zhǔn)配備的現(xiàn)象，預(yù)計(jì)相關(guān)市場(chǎng)在不遠(yuǎn)的將來(lái)還會(huì)擴(kuò)大。由于這些數(shù)字設(shè)備中有需要功率電感器、軛流線圈、天線匹配器等電感器的各種電路，因此隨著汽車市場(chǎng)的擴(kuò)大，對(duì)電感器的需求也將會(huì)增加。

雖然每個(gè)應(yīng)用所需的電感器規(guī)格不同，但車載數(shù)字設(shè)備用電感器所要求達(dá)到的一個(gè)共同點(diǎn)是“高可靠性”。與手機(jī)等一般性的生活設(shè)備中使用的電感器相比，車載數(shù)字設(shè)備中所用的電感器工作于相對(duì)嚴(yán)酷的環(huán)境當(dāng)中，對(duì)元器件的可靠性的要求也是嚴(yán)格的。為了滿足這種高規(guī)格的可靠性要求，車載數(shù)字設(shè)備中搭載的電感器在使用材料及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)等方面在設(shè)計(jì)中下足了功夫。

本期內(nèi)容在介紹車載信息設(shè)備對(duì)應(yīng)的電感器LQH**PB系列的同時(shí)，還將介紹支持大電感值領(lǐng)域的LQH32DN、LQH43NN系列產(chǎn)品。

產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重點(diǎn)

作為支持高規(guī)格可靠性要求的設(shè)計(jì)案例之一，我們可列舉出它在高強(qiáng)度的熱沖擊下完成試驗(yàn)的優(yōu)秀的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。對(duì)于車載元器件來(lái)說(shuō)，要求必須在最低使用溫度與最高使用溫度之間進(jìn)行1000次循環(huán)熱沖擊試驗(yàn)。其中，用于車載信息設(shè)備的（電感器）的一般規(guī)格為-40℃?+105℃，必須在這個(gè)溫度條件下進(jìn)行1000次循環(huán)熱沖擊試驗(yàn)。降低電感器的各個(gè)元器件的熱膨脹系數(shù)差是完成熱沖擊試驗(yàn)的重點(diǎn)。

LQH**PB系列產(chǎn)品

LQH**PB系列產(chǎn)品是在最高可達(dá)105℃的環(huán)境下使用的繞線型電感器，該系列在2012年5月被產(chǎn)品化至今已經(jīng)有2年的生產(chǎn)業(yè)績(jī)。LQH**PB系列的構(gòu)造是在鼓型磁芯周圍纏繞絕緣覆膜銅線，以減少漏磁及保護(hù)絕緣覆膜銅線達(dá)到提高產(chǎn)品強(qiáng)度等目的，是一種涂有磁性樹(shù)脂類型的產(chǎn)品。其結(jié)構(gòu)圖如圖1，產(chǎn)品照片如圖2。

LQH**PB系列產(chǎn)品推出的賣點(diǎn)在于磁性樹(shù)脂的最優(yōu)化提高了對(duì)熱沖擊的耐性。通過(guò)在磁性樹(shù)脂中添加提高硬化涂層強(qiáng)度的材料，降低了磁性樹(shù)脂部分開(kāi)裂的可能性。此外，這是一款通過(guò)使鼓型磁芯和磁性樹(shù)脂熱膨脹系數(shù)差接近來(lái)降低對(duì)鼓型磁芯的壓力，并且同時(shí)減少了鼓型磁芯開(kāi)裂的產(chǎn)品。采用這種樹(shù)脂，提高了對(duì)熱沖擊的耐性，從而能夠?qū)崿F(xiàn)車載信息設(shè)備要求的-40℃?+105℃/1000次循環(huán)的熱沖擊試驗(yàn)中，磁性樹(shù)脂、鼓型磁芯也不出現(xiàn)開(kāi)裂的產(chǎn)品性能。

熱沖擊試驗(yàn)投入的循環(huán)數(shù)和開(kāi)裂發(fā)生率的關(guān)系如圖3所示。可以得知，與面向一般民用市場(chǎng)的磁性樹(shù)脂在1000次循環(huán)試驗(yàn)以內(nèi)會(huì)發(fā)生開(kāi)裂相比，我們開(kāi)發(fā)出的用于車載信息設(shè)備的磁性樹(shù)脂在2000次循環(huán)之后仍未發(fā)生開(kāi)裂現(xiàn)象。并且，已經(jīng)確認(rèn)在更為嚴(yán)酷的環(huán)境下---40℃?+125℃中進(jìn)行的熱沖擊試驗(yàn)也沒(méi)有發(fā)生開(kāi)裂現(xiàn)象。

圖3：熱沖擊試驗(yàn)投入周期 vs 裂紋發(fā)生率

LQH32DN、LQH43NNシリーズ  LQH32DN、LQH43NN系列產(chǎn)品

LQH32DN、LQH43NN系列是為了適應(yīng)大電感值領(lǐng)域的車載電感市場(chǎng)的需求所設(shè)計(jì)的，它的最高使用環(huán)境溫度可達(dá)105℃，是一種無(wú)磁性樹(shù)脂型的繞線電感器。為了降低由于鼓型磁芯開(kāi)裂及絕緣覆膜銅線的熱膨脹收縮引起的斷線風(fēng)險(xiǎn)，因而采用了無(wú)樹(shù)脂結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)概略圖如圖4，產(chǎn)品照片如圖5所示。

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圖6、7所示為關(guān)于LQH43NN222K03在-40℃?+105℃/2000循環(huán)熱沖擊試驗(yàn)前后的外觀照片，主要電氣特性的變化。在熱沖擊試驗(yàn)后，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)鼓形磁芯的開(kāi)裂及電線斷線等不合格現(xiàn)象。另外，關(guān)于主要的電氣特性，變化率也控制在±1%以內(nèi)，是滿足了車載用元器件性能要求的產(chǎn)品。

圖7：熱沖擊試驗(yàn) (-40℃?+105℃) 中的主要電氣特性的變化

在圖8中，顯示了對(duì)于LQH43NN222K03在+105℃環(huán)境下，接通額定電流后的高溫負(fù)荷試驗(yàn)中的主要電氣特性變化。電氣特性的變化在±1%以內(nèi)，外觀未發(fā)現(xiàn)明顯異常。通過(guò)采用耐熱性等級(jí)高的電線，在高溫環(huán)境下也能保持高可靠性。

圖8：高溫負(fù)荷試驗(yàn) (+105℃ 環(huán)境/額定電流通電) 的主要電氣特性的變化

產(chǎn)品陣容

作為車載信息設(shè)備用電感器，加上本次介紹的3個(gè)系列，已合計(jì)推出了7個(gè)系列的產(chǎn)品。按尺寸來(lái)分，從3.2×2.5×1.7mmMax到5.0×5.0×2.2mmMax一應(yīng)具全。

結(jié)語(yǔ)

作為車載信息設(shè)備用高可靠性電感器，LQH系列產(chǎn)品的陣容得到了擴(kuò)充。通過(guò)提供這些產(chǎn)品，今后能夠繼續(xù)對(duì)預(yù)計(jì)生產(chǎn)數(shù)量會(huì)增加的汽車高性能化以及安全性能的提高做出貢獻(xiàn)。

另外，預(yù)計(jì)今后汽車的電子產(chǎn)品裝配率將會(huì)提高，因此高溫、高可靠性元器件的需求將進(jìn)一步擴(kuò)大，我們也將努力提高繞線電感器的性能，以適應(yīng)汽車市場(chǎng)的要求。