唐苏亚（涟水县工业企业技术管理服务中心）

    【摘  要】根据片状微电机的国内外有关资料，对片状微电机的定义、结构特点、线圈制造技术以及发展动向进行了阐述，指出微电机的片状化将是实现电子产品高密度组装技术和电路小型化的重要途经之一。

    【叙  词】／片状微电机表面安装片状元件线圈电子电路小型化

    随着电子整机产品向薄、轻、短、小、数字化、高可靠性以及智能化方向发展，电子元件正在日益向微小型化、片状化、低噪声、高性能和复合化方向发展。表面安装技术smt(surface mount technology)是这一发展过程中出现的一种新的电子组装技术。

    所谓smt，就是用无引线或短引线的片状元件(smc、smd)，将它们放置在pcb基板上，用非导电性粘合剂将其固定，然后采用一定的方法进行焊接，从而构成的电子电路。据专家估计，使用表面安装技术可使电路板的重量减轻百分之80～90，面积减少百分之30～70，装配成本降低百分之40～50。目前，在pcb上采用smt组装的有源元器件和无源元器件已相当普遍，现在设计工作的重点已转向机电元件（连接器、继电器、薄型微电机等）的表面安装化。对于机电元件的片状化，微电杌的难度****，影响片状化的主要障碍，一是驱动机构的厚度，其次是机械零件的尺寸，第三是缩小绕组的体积。本文着重讨论片状微电机的定义、片状微电机的典型结构特点、片状微电机的线圈制造技术及片状微电机的发展概况。

    片状元件(chip components)是70年代后期国际上流行的一种新型电子元件，这种新型元件主要是供表面安装技术使用。在片状元件家族中，****问世的是那些形如米粒大小、扁平的片状无引线电阻、电容等，而目前开发的片状微电机，绝大多数不具备片状元器件的特征。为适应电子产品轻、薄、短、小化的要求及与表面安装技术相适应，习惯上将微小型化、采用片状线圈、轴向磁路结构并适合于表面安装的微电机称之为片状微电机(chip micromotors)，其中关键是能为表面安装技术(smt)所接受。又由于这类电机轴向尺寸小于直径，且大多数呈扁平结构，所以广义上称为薄型微电机或扁平电机。

    图1给出了在音响、录象设备中已经广泛采用的片状无刷直流电机的结构图。电机的转子结构采用永磁材料做成的圆盘，轴向充磁成多对极。电枢线圈在电机的定子一侧，卷成扇形宿平形状酌线圈，置于转子磁铁相对位置上，电枢中没有铁心，所以电机系无铁心结构，在磁场路径上不含有任何铁磁材料，因此无齿槽效应、磁滞和涡流损耗，不存在铁心饱和，故力矩波动、速度波动较小。此外，电机中没有换向器和电刷，在线圈的空隙中放有用来检测转子位置的霍尔元件和用来检测转子速度的频率发生器(fg)，省去了电机附加测速及电机的特殊结构，并配有控制电枢电流和接受处理信号的电子电路，从而使整个电机结构更趋于薄型化。

      图2为国外应用在小型立体声单放机、薄型录像机中的一种片状无刷直流电机结构图。该电机由电动机本体和控制电路两大部分组成。整个电机的外形为薄片状(35mmx35mm×4.3mm)，在定子部分装有位置检测用的霍尔元件，电枢绕组采用混合型hp(hybrid pattern)线圈直接印制在电路板上，呈同心式片状。转子材料采用钕铁硼永磁，磁场方向为轴向，转子与定子底板（漏磁轭）呈悬臂式结构，其控制电路和线圈同时印制在一块板上，实现高度集成化模块，大大提高了电机的可靠性。

 

    片状微电机的线圈制造技术主要有三种：一种是采用绕线机逐个绕制。由于片状微电机的线圈尺寸很小(l0mm以下)，多个线圈逐个绕制时，线圈的位置精度以及线圈之间的电气连接精度很难保证，同时用这种方法使得通过电枢上两个线圈的主磁通的利用率不高，对电机的进一步小型化有妨碍，如果转子磁铁磁化不均匀，就会导致转速的瞬时变化（摇晃、脉冲干扰），使电机性能变差。图1示出的电机线圈采用此种方法制作。图3给出了这种电机的绕组示意图。