為什么說高Q等級的積層電感可以讓高頻電路不受到干擾？

手機設計得越來越小，然而功能也日益復雜，從而對所有元件的微型化和性能要求更高，當然也包括電感的性能要求。尤其對積層電感，不僅要求尺寸更小，還應達到高Q等級。TDK-EPC通過進一步提高低溫共燒陶瓷（LTCC）多層基材的工藝技術已達到該要求。

現在，新設計的芯片內部電極的制造工藝對位置控制更為精確，進而生產出高Q值的0402和0603系列中的積層電感MLG0402Q和MLG0603P系列。積層電感采用鐵氧體或其它材料制成的薄片，并在薄片上用金屬漆（一般為銀）印制出繞線圖案而制成。將這些薄片排列成多層并創(chuàng)造出螺旋式內部電極結構。TDK開發(fā)的積層技術制成的線圈已無需再將電線繞在一個核心上，從而促進了產品的微型化和批量生產。

低損耗和高Q值是高頻應用必不可少的條件

高頻電路應用的積層電感采用的是介電陶瓷做成的薄片，而非鐵氧體制成的薄片。原因是在幾百MHz以上的頻率范圍內，鐵氧體損耗率更大，難以達到高Q值（參見圖表一）。線圈易通直流電，但對交流電的作用類似于電阻，被稱之為感抗。交流電頻率越高，感抗就越高。雖然線圈是導體，但是電線纏繞仍具有一定直流電阻（R）。直流電阻和頻變電感（R/2ttfL）間的比率稱為損耗系數，其倒數為Q值?！癴”指通過線圈流動的電流的頻率，所以Q值會根據頻率不同而變化。簡而言之，高Q值指高頻電感使用時的低損耗和高適應性。由于手機的功能越來越多，這些功能的耗電也越來越高，因此，高頻電路系統(tǒng)內的積層貼片電感必須達到低損耗和高Q值。

圖表一：各種基材電感的Q值和頻率響應

Q值因頻率和基材不同而變化。鐵氧體基材不可用于幾百MHz以上的頻率范圍，應采用陶瓷介質。

克服分布電容的影響

手機高頻電路系統(tǒng)的電感應具有高Q值和小尺寸。然而遺憾的是，如果將線圈變小達到更微小體積，則造成直流電阻的增加，導致低Q值。另外，更高的頻率范圍的內部電極和其它零件的分布寄生電容（未出現在電路圖中的電容）對Q值的影響很大。線圈感抗（X）與線圈電感和頻率成正比，采用方程式X=2πfL來定義。理想的電感是指電感值為常數時，感抗和頻率成正比。因此，頻率和電抗對比的繪制圖應成一條直線，然而在實際中，更高頻率位置電抗下降，而線圈的分布電容正是造成這一現象的原因。在積層電感中，繞線圖案的作用類似電容電極，會產生分布電容（圖表二）。同樣，分布電容也存在于端子電極和繞線圖氨之間。

圖表二：TDK積層電感的電極間分布電容

事實上積層電感有分布電容，意味著在高頻段形成相當一個LC并聯電路。電容與電感不同，它阻止直流電，當頻率越高時，電容作用則類似于交流電導體。類似于用于諧振電路的LC并聯元件，具有分布電容的積層電感具有諧振頻率，即自諧頻率（SRF）。當頻率超過自諧頻率時，貼片電感的作用不再是電感， Q值也迅速下降至零。因此，選擇積層電感用于高頻電路和高頻模塊時，單單考慮所需的電感是不夠的。自諧頻率也必須比使用頻率高出許多。另外，高頻適用電感也必須考慮所謂的趨膚效應。它會顯著增加電阻，導致電感下降。

新型MLG系列：突破性的內部電極設計

積層電感為用量相當大的電子元器件，必須密集排布在電路板上，因此需要變得更小，高度更低。薄膜工藝技術的線圈形成的薄膜貼片電感不僅十分小，也很薄，還可以維持高準確率，但是仍難以實現高Q值。

為了克服這種設計難題，關鍵就是需要采用高精密的制造技術來最小化分布電容和趨膚效應，同時又使內部電極達到優(yōu)化設計，以實現微型尺寸。

TDK-EPC先進的LTCC工藝技術制作穩(wěn)定的積層電感和十分精密的內部螺旋導體，并形成規(guī)?；a。通過對內部導體的形狀、層寬和布局的設計，不僅達到高Q值，還可不用擔心分布電容的影響。

全部重新設計MLG0402G和MLG0603P系列的繞線圖案和布局，才達到了此要求。TDK工程師成功地減小了端子電極間的分布電容，但是又保留了線圈表面面積，并且獲得了優(yōu)秀的Q值特征（圖表三）。