解析貼片電感失效原因
發(fā)布時(shí)間:2019-03-10 責(zé)任編輯:lina
【導(dǎo)讀】貼片電感失效原因主要表現(xiàn)在五個(gè)方面,分別是耐焊性、可焊性、焊接不良、上機(jī)開路、磁路破損等導(dǎo)致的失效,下面將就這五點(diǎn)做出解釋。
貼片電感失效原因主要表現(xiàn)在五個(gè)方面,分別是耐焊性、可焊性、焊接不良、上機(jī)開路、磁路破損等導(dǎo)致的失效,下面將就這五點(diǎn)做出解釋。
在此之前,我們先了解一下電感失效模式,以及貼片電感失效的機(jī)理。
電感器失效模式:電感量和其他性能的超差、開路、短路。
貼片功率電感失效原因:
1.磁芯在加工過程中產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力較大,未得到釋放;
2.磁芯內(nèi)有雜質(zhì)或空洞磁芯材料本身不均勻,影響磁芯的磁場(chǎng)狀況,使磁芯的磁導(dǎo)率發(fā)生了偏差;
3.由于燒結(jié)后產(chǎn)生的燒結(jié)裂紋;
4.銅線與銅帶浸焊連接時(shí),線圈部分濺到錫液,融化了漆包線的絕緣層,造成短路;
5.銅線纖細(xì),在與銅帶連接時(shí),造成假焊,開路失效。
一、耐焊性
低頻貼片功率電感經(jīng)回流焊后感量上升<20%。
由于回流焊的溫度超過了低頻貼片電感材料的居里溫度,出現(xiàn)退磁現(xiàn)象。貼片電感退磁后,貼片電感材料的磁導(dǎo)率恢復(fù)到最大值,感量上升。一般要求的控制范圍是貼片電感耐焊接熱后,感量上升幅度小于20%。
耐焊性可能造成的問題是有時(shí)小批量手工焊時(shí),電路性能全部合格(此時(shí)貼片電感未整體加熱,感量上升?。?。但大批量貼片時(shí),發(fā)現(xiàn)有部分電路性能下降。這可能是由于過回流焊后,貼片電感感量會(huì)上升,影響了線路的性能。在對(duì)貼片電感感量精度要求較嚴(yán)格的地方(如信號(hào)接收發(fā)射電路),應(yīng)加大對(duì)貼片電感耐焊性的關(guān)注。
檢測(cè)方法:先測(cè)量貼片電感在常溫時(shí)的感量值,再將貼片電感浸入熔化的焊錫罐里10秒鐘左右,取出。待貼片電感徹底冷卻后,測(cè)量貼片電感新的感量值。感量增大的百分比既為該貼片電感的耐焊性大小。
二、可焊性
當(dāng)達(dá)到回流焊的溫度時(shí),金屬銀(Ag)會(huì)跟金屬錫(Sn)反應(yīng)形成共熔物,因此不能在貼片電感的銀端頭上直接鍍錫。而是在銀端頭上先鍍鎳(2um左右),形成隔絕層,然后再鍍錫(4-8um)。
可焊性檢測(cè)
將待檢測(cè)的貼片電感的端頭用酒精清洗干凈,將貼片電感在熔化的焊錫罐中浸入4秒鐘左右,取出。如果貼片電感端頭的焊錫覆蓋率達(dá)到90%以上,則可焊性合格。
可焊性不良
1、端頭氧化:當(dāng)貼片電感受高溫、潮濕、化學(xué)品、氧化性氣體(SO2、NO2等)的影響,或保存時(shí)間過長(zhǎng),造成貼片電感端頭上的金屬Sn氧化成SnO2,貼片電感端頭變暗。由于SnO2不和Sn、Ag、Cu等生成共熔物,導(dǎo)致貼片電感可焊性下降。貼片電感產(chǎn)品保質(zhì)期:半年。如果貼片電感端頭被污染,比如油性物質(zhì),溶劑等,也會(huì)造成可焊性下降。
2、鍍鎳層太薄:如果鍍鎳時(shí),鎳層太薄不能起隔離作用?;亓骱笗r(shí),貼片電感端頭上的Sn和自身的Ag首先反應(yīng),而影響了貼片電感端頭上的Sn和焊盤上的焊膏共熔,造成吃銀現(xiàn)象,貼片電感的可焊性下降。
判斷方法:將貼片電感浸入熔化的焊錫罐中幾秒鐘,取出。如發(fā)現(xiàn)端頭出現(xiàn)坑洼情況,甚至出現(xiàn)瓷體外露,則可判斷是出現(xiàn)吃銀現(xiàn)象的。
3、焊接不良
內(nèi)應(yīng)力
如果貼片電感在制作過程中產(chǎn)生了較大的內(nèi)部應(yīng)力,且未采取措施消除應(yīng)力,在回流焊過程中,貼好的貼片電感會(huì)因?yàn)閮?nèi)應(yīng)力的影響產(chǎn)生立片,俗稱立碑效應(yīng)。
判斷貼片電感是否存在較大的內(nèi)應(yīng)力,可采取一個(gè)較簡(jiǎn)便的方法:
取幾百只的貼片電感,放入一般的烤箱或低溫爐中,升溫至230℃左右,保溫,觀察爐內(nèi)情況。如聽見噼噼叭叭的響聲,甚至有片子跳起來的聲音,說明產(chǎn)品有較大的內(nèi)應(yīng)力。
元件變形
如果貼片電感產(chǎn)品有彎曲變形,焊接時(shí)會(huì)有放大效應(yīng)。
焊接不良、虛焊
焊接正常如圖
焊盤設(shè)計(jì)不當(dāng)
a.焊盤兩端應(yīng)對(duì)稱設(shè)計(jì),避免大小不一,否則兩端的熔融時(shí)間和潤(rùn)濕力會(huì)不同。
b.焊合的長(zhǎng)度在0.3mm以上(即貼片電感的金屬端頭和焊盤的重合長(zhǎng)度)。
c.焊盤余地的長(zhǎng)度盡量小,一般不超過0.5mm。
d.焊盤的本身寬度不宜太寬,其合理寬度和MLCI寬度相比,不宜超過0.25mm。
貼片不良
當(dāng)貼片因?yàn)楹笁|的不平或焊膏的滑動(dòng),而造成貼片電感偏移了θ角時(shí)。由于焊墊熔融時(shí)產(chǎn)生的潤(rùn)濕力,可能形成以上三種情況,其中自行歸正為主,但有時(shí)會(huì)出現(xiàn)拉的更斜,或者單點(diǎn)拉正的情況,貼片電感被拉到一個(gè)焊盤上,甚至被拉起來,斜立或直立(立碑現(xiàn)象)。目前帶θ角偏移視覺檢測(cè)的貼片機(jī)可減少此類失效的發(fā)生。
焊接溫度
回流焊機(jī)的焊接溫度曲線須根據(jù)焊料的要求設(shè)定,應(yīng)該盡量保證貼片電感兩端的焊料同時(shí)熔融,以避免兩端產(chǎn)生潤(rùn)濕力的時(shí)間不同,導(dǎo)致貼片電感在焊接過程中出現(xiàn)移位。如出現(xiàn)焊接不良,可先確認(rèn)一下,回流焊機(jī)溫度是否出現(xiàn)異常,或者焊料有所變更。
電感在急冷、急熱或局部加熱的情況下易破損,因此焊接時(shí)應(yīng)特別注意焊接溫度的控制,同時(shí)盡可能縮短焊接接觸時(shí)間。
四、上機(jī)開路 虛焊、焊接接觸不良
從線路板上取下貼片電感測(cè)試,貼片電感性能是否正常。
電流燒穿
如果選取的貼片電感磁珠的額定電流較小,或電路中存在大的沖擊電流會(huì)造成電流燒穿,貼片電感或磁珠失效,導(dǎo)致電路開路。從線路板上取下貼片電感測(cè)試,貼片電感失效,有時(shí)有燒壞的痕跡。如果出現(xiàn)電流燒穿,失效的產(chǎn)品數(shù)量會(huì)較多,同批次中失效產(chǎn)品一般達(dá)到百分級(jí)以上。
焊接開路
回流焊時(shí)急冷急熱,使貼片電感內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力,導(dǎo)致有極少部分的內(nèi)部存在開路隱患的貼片電感的缺陷變大,造成貼片電感開路。從線路板上取下貼片電感測(cè)試,貼片電感失效。如果出現(xiàn)焊接開路,失效的產(chǎn)品數(shù)量一般較少,同批次中失效產(chǎn)品一般小于千分級(jí)。
五、磁體破損
磁體強(qiáng)度
貼片電感燒結(jié)不好或其它原因,造成瓷體整體強(qiáng)度不夠,脆性大,在貼片時(shí),或產(chǎn)品受外力沖擊造成瓷體破損。
附著力
如果貼片電感端頭銀層的附著力差,回流焊時(shí),貼片電感急冷急熱,熱脹冷縮產(chǎn)生應(yīng)力,以及瓷體受外力沖擊,均有可能會(huì)造成貼片電感端頭和瓷體分離、脫落;或者焊盤太大,回流焊時(shí),焊膏熔融和端頭反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的潤(rùn)濕力大于端頭附著力,造成端頭破壞。
貼片電感過燒或生燒,或者制造過程中,內(nèi)部產(chǎn)生微裂紋?;亓骱笗r(shí)急冷急熱,使貼片電感內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力,出現(xiàn)晶裂,或微裂紋擴(kuò)大,造成磁體破損等情況。
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