电机、电子、通讯等技术日新月异，其电子产品走向轻、薄、短、小与多功能的趋势，相对地，装配于电子产品内的电子元组件要求整合性高、装配密度高与装配成本低，对于电子工程师来说，将许多电子元组件组合装配于更小的电路面积而要求更好的功能，且成本更低时，电磁干扰(Electromagnetic Interference)一直是挥之不去的问题，所谓EMI(Electromagnetic Interference)是指会对真正信号的使用效果造成阻碍的杂音、杂讯，它干扰的通道有由产生源，经空间传播而干扰者(幅射杂讯)，以及经由信号线及电源线的传导而干扰者(传导杂讯)。以个人电脑的杂讯为例子，电脑内有交换式电源及交换动作的IC等等很多的杂讯产生源，而且又分散在整体机器内，另外因为电脑内小接地板很多，无法期待利用接地的杂讯对策的效果显著，加上发生的杂讯会有般两端子构造的电容器无法滤波的频率等等，因此针对杂讯对策，经常是使用积层晶片电感(磁珠)及EMI滤波器去除传导杂讯，利用电磁屏蔽(Shield)消除辐射杂讯。

晶片电感三种类型

@晶片电感发展至今，大概可分为三种类型，分别是绕线式、薄膜式及厚膜式。绕线式晶片电感是将磁蕊卷绕铜线后，由外侧覆盖上树脂加以密封。薄膜式晶片电感是在陶瓷薄片基板上蒸镀卷线图案的导体与绝缘层所组成的。而厚膜式晶片电感有两种形状，一种是长方体状，另一种是圆柱体状，都是以厚膜导体胶经网版印刷于磁性体生胚薄片上，经积层或卷曲后再叠压，以适当的长度切断、烧结、沾涂上端子电极制成。

《图一》

积层晶片电感发展历程

本文中所提到的积层晶片电感是指利用厚膜网印方法所制作的长方体状之电感零件，最早在1973年美国之圣佛南多(San Fernando)电子制造公司提出在磁蕊生胚薄片上利用厚膜网印、穿孔、填充金属膏于孔洞，并以积层叠压来制作积层晶片电感元件及积层晶片变压器的概念，并申请美国专利，从此积层晶片电感元件即引起美国、日本厂商注目，并争先投入开发，但在实际积层晶片电感的制作上，无论是磁性材料技术，积层制作技术，共烧成技术及生产技术等问题都有待解决，或者必须提升个别技术，才能达到理想。

因此，一直到1980年代日本厂商TDK、Murata、太阳诱电等厂商才相继量产，到1990年代，台湾也有七、八家厂商也投入开发与量产。一直到今天，在全球的积层晶片电感的产量与品质上，日系厂商仍稳居宝座，台湾厂商则坐二望一。目前国内有奇力新、美磊、台庆、华科、钧宝、年程、骏阳、大新电机、钰铠、仲昆、皓鑫、业强等10多家厂商从事生产。

积层晶片电感的特色与应用市场

积层晶片电感与绕线晶片电感最大的差别在于：积层晶片电感是封闭磁路(Close Magnetic Circuit)，而且是整体合而为一的单石构造，所以无磁漏现象，可靠性较高。绕线式的电感是在磁蕊的外部缠绕线圈，在通电流时产生之磁束回路将延伸至磁蕊的外部，形成磁漏的现象，此为电磁干扰的来源之一。积层晶片电感也是由磁蕊、线圈及端电极所构成，但是线圈是被制作在磁蕊的内部，因此，产生的磁束回路被局限在磁蕊内部，而不会造成磁漏，非常适合运用在高密元件装配的电子产品。

它的电感性在电路上可增加高频损失，不会影响直流及低频信号的功率，主要功能在于扼止电路上的高频振荡。可应用于液晶电视、显示幕、笔记型电脑、个人电脑、文书处理机、传真机、软硬式磁碟机、光碟机、网路卡、扫描机、数位照相机、数位摄录影机等，需要高密度装配的电路板中。由于它应用范围大部份为可携式的电子产品，并要求轻量化，所以积层晶片电感在尺寸需求上会继续小型化，由早期的4532型、3225型之尺寸缩小至目前的2012型、 1608型、1005型。

积层电感的构造

积层晶片式电感是由磁性陶瓷材料为基体与金属材料之内部导电线圈，经积层、共烧合为一体之单石构造(Monolithic Structure)。一般电感器是由导线缠绕磁性体上，当电流流经磁蕊，经电磁诱导作用产生磁束得到电感性，电感量与导线所缠绕之磁蕊的导磁率(μe)、导线所缠绕的圈数(N)、磁蕊截面积(Ae)及磁路长度(Ie)有关，如下列公式所示：

L=4πd2 Ae/Ie×10-9(H)

磁性铁氧磁体之主要结构为尖晶石结构(Spinel Structure)，通式为MO． Fe2O3，因积层晶片电感之内部线圈与磁蕊密合为一体，为了绝缘要求，磁蕊的铁氧磁体的基本要求是铁氧磁体的电阻率须大于105Ω-cm，且而因电感元件直流特性的要求，磁蕊的饱和磁束密度(Bs)尽可能提高，避免产生磁饱和的现象。而中间线圈部分乃使用金属材料制成的导电油墨，以厚膜网版印刷成螺旋状导电线路，再于两端接外部电极。

由于内部电极直接影响元件的电感值，Q值及直流电阻等特性，加上本身电流传导度、耐氧化性(与磁性陶瓷体共烧时之匹配性有关)，及成本高低的考虑，以金属银或含少量钯的银钯合金为最佳。因为银的体积抵抗率约为1.62×10-4Ω-cm，抗氧化性良好，可在空气中烧结且价格最低廉；但烧结温度太低(熔点约为961℃)为其限制，若考虑和铁氧磁体共烧时银的扩散问题，共烧温度最好在900℃左右或者低于900℃。此时铁氧磁体材料的选择亦需相互配合，镍锌系列的烧结温度为1200~1300℃，适用于高频范围，但烧结温度太高与内部电极配合不易；铜锌系列虽烧结温度较低，但饱和磁通密度太低，所以镍铜锌铁氧磁体(NiCuZu-Ferrite)为主要材料，并配合微细粉末的开发研究，以900℃左右低温烧结与纯银电极为最佳组合。

《图二》

积层晶片电感三种制程

积层晶片电感的制程方式可以分成三种，分别是(1)半湿式-印刷积层法、(2)湿式、(3)干式-生胚积层法。半湿式的制程方式可以的流程图作说明，方法是在生胚薄片上，以交叉厚膜网的方式将内导线及材料的油墨印制成内部线圈的结构，再经积层、压合、切割、共烧等程序制作电感器。

这种制程的关键性技术在于低温烧结低介电常数材料(或铁氧磁体)的粉体配方、生胚薄片与印刷油墨的制作与二者的性质、网版图案设计与网印条件设定元件脱脂与共烧的温度曲线、端电极与电镀参数设定、及元件的测试。湿式制程的流程与半湿式法非常类似，两者唯一的差别在于湿式法并不制作生胚薄片，作为上、下基板，其上与下的基板部份也是运用印刷的方式制作，此法的设备投资较半湿式法少，主要是不需要生胚薄片的设备──刮刀成型机。

至于干式法的制程就不以交叉网印的方式制作积层晶片电感的内部线圈，而先以刮刀成型的技术制作磁蕊材质的生胚薄片，然后在生胚薄片上制作穿孔(Via Hole)，于孔中填入内部的电极，并在生胚薄片上做内部线圈的厚膜网印，再按序积层压合，而成为一组线圈。这种方法的关键技术在于生胚的稳定度与积层压合时的精准对位。而其他后续的制作程序与前两种方法相同​​。

积层晶片电感两种主要的电磁特性

积层晶片电感的主要电磁特性包括：电感量(Inductance，L)、阻抗(Impedance，Z)、品质系数(Q Factor)、共振频率(Self-resonant Frequency)、直流电阻(DC Resistance)、额定电流( Rated Current)等。电感量与阻抗是积层晶片电感被使用的主要两个特性。

电感量

当使用特性是电感量，例如电感器与电容量搭配使用当作LC滤波器及匹配电路时，此时，元件的品质系数也是重要的考量性质，因为品质系数是损失系数的倒数，Q=1 /tan(，故品质系数愈高，元件在电流或讯号通过时的损失愈小。

积层晶片电感另外一个使用的特性为阻抗，此时，积层片磁珠，以当作电晶体或二极体DC Bias的Chock，或中、高频电磁干扰杂讯的滤波器(EMI Suppressors， Filters )。阻抗相当于元件的交流电阻，单位为欧姆(Ω)，这个值是由电阻(R)、感抗(XL)、与容抗(Xc)所组成，关系为：|Z|=[R2+]XL -XC)2]1/2，其阻抗与频率的响应如(图四)所示，电感器的阻抗会着频率的增加而升高，主要是因为感抗与交流电阻的增加所致，因此，在电路中可以去除高频的杂讯，而不影响低频讯号的传输。

因此如果是用插置损失或信号衰减的角度观测，积层晶片磁珠有如通低频滤波器(Low Pass Filter)，可以使特定频率以下范围的讯号通过，截止此频率以上的讯号，如(图五)通低频滤波器特性图。因此在电脑及电脑周边及通讯器材中，都需要用到，它也可以被使用在各类型的资讯家电及游戏机等电子产品上。

《图三》