一体成型电感用软磁粉末应用现状及发展趋势

发布日期：2024-11-21 浏览次数：2563

当前，消费类电子、汽车电子、信息通讯等产品快速发展，电子产品不断智能化、小型化、轻薄化，传统电感器件已经无法满足科技的发展需求，未来电感将向小型化、片式化、高频化、高功率密度等方向发展。近年来，国内积极布局和发展电感元器件，取得了巨大的进步，但高端产品与国外仍然存在较大差距，其主要受材料、设计和工艺的影响。软磁粉末作为电感的核心，是影响电感性能的主要因素，为了发展国内高端电感，须突破核心软磁粉末，减少对国外材料的依赖。基于此，深圳铂科新材的郭雄志等针对目前一体成型电感常用的软磁粉末，对国内外研究现状进行了总结，对未来发展趋势进行了展望，以期为行业软磁粉末的发展提供思路。相关成果于2024年9月在《磁性材料及器件》上发表。

研究人员从加工方式、性能特点及国内外技术发展现状等方面论述了不同一体成型电感用软磁粉末的应用优势。一体成型电感常用软磁粉末分为羰基铁粉、合金粉末、非晶和纳米晶粉末（表1）。羰基铁粉具有高饱和磁感应强度(2.2T)，在大电流应用具有显著优势，这是其他材料无法比拟的优点，同时也存在磁导率低和耐蚀性差等缺点，成型后电感值较低、防锈特性差等问题。为解决羰基铁最大问题——防锈特性差，一般通过后端的电感喷涂处理解决其耐盐雾和潮湿环境的不足，但这增大了电感的制造成本和环保成本，制约了羰基铁粉的应用。铁硅铬粉末是合金粉末的代表，其具有较高饱和磁感应强度(1.3～1.5T)、高磁导率、良好的防锈和低成本等特点，从而得到了广泛的应用。目前市场反馈综合特性最好的铁硅铬粉末由日本ATMIX生产，ATMIX开发了高性能的玻璃包覆工艺以解决铁硅铬裸粉不具备抗24h盐雾能力的问题，该工艺制备的粉末具有高磁导率、耐高温和抗24h盐雾能力，从而有效解决了其粉末特性缺陷。但ATMIX售价非常昂贵，为国内铁硅铬市场价格的2～3倍，国内仅仅少量高端产品会采用。非晶/纳米晶粉末相比合金和羰基粉末具有高电阻率和更低的矫顽力，其磁滞损耗和涡流损耗更低，优异的磁性能使其应用越来越广。近些年来，国内部分厂商等也推出了各自的非晶/纳米晶粉末（表2），损耗较低，但粉末粒度较小，在高磁导率和高饱和磁感应强度方面与ATMIX的大颗粒非晶/纳米晶存在较大差距。近年来，随着电感成本的不断压缩，国内非晶纳米晶粉末逐步取代部分进口日本粉末，在中端电感上应用上逐步增加。随着磁心粉料工艺和性能的不断优化，在性能、可靠性、效率和成本等各方面将实现较好的折中、平衡，一体成型电感必将获得更大的发展。

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