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貼片功率電感失效原因

電感器失效模式:電感量和其他性能的超差、開(kāi)路、短路。 貼片功率電感失效原因: 1.磁芯在加工過(guò)程中產(chǎn)生的機械應力較大,未得到釋放;
2.磁芯內有雜質(zhì)或空洞磁芯材料本身不均勻,影響磁芯的磁場(chǎng)狀況,使磁芯的磁導率發(fā)生了偏差;
3.由于燒結后產(chǎn)生的燒結裂紋;
4.銅線(xiàn)與銅帶浸焊連接時(shí),線(xiàn)圈部分濺到錫液,融化了漆包線(xiàn)的絕緣層,造成短路;
5.銅線(xiàn)纖細,在與銅帶連接時(shí),造成假焊,開(kāi)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(guò)了低頻貼片電感材料的居里溫度,出現退磁現象。貼片電感退磁后,貼片電感材料的磁導率恢復到*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(wèn)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)現有部分電路性能下降。這可能是由于過(guò)回流焊后,貼片電感感量會(huì )上升,影響了線(xiàn)路的性能。在對貼片電感感量精度要求較嚴格的地方(如信號接收發(fā)射電路),應加大對貼片電感耐焊性的關(guān)注。
檢測方法:先測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 當達到回流焊的溫度時(shí),金屬銀(Ag)會(huì )跟金屬錫(Sn)反應形成共熔物,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 將待檢測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到90%以上,則可焊性合格。
可焊性不佳 1、端頭氧化:當貼片電感受高溫、潮濕、化學(xué)品、氧化性氣體(SO2、NO2等)的影響,或保存時(shí)間過(guò)長(cháng),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?。喝绻冩嚂r(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,而影響了貼片電感端頭上的Sn和焊盤(pán)上的焊膏共熔,造成吃銀現象,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)現端頭出現坑洼情況,甚至出現瓷體外露,則可判斷是出現吃銀現象的。

3、焊接不佳 內應力 如果貼片電感在制作過(guò)程中產(chǎn)生了較大的內部應力,且未采取措施消除應力,在回流焊過(guò)程中,貼好的貼片電感會(huì )因為內應力的影響產(chǎn)生立片,俗稱(chēng)立碑效應。


判斷貼片電感是否存在較大的內應力,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(guān)察爐內情況。如聽(tīng)見(jiàn)噼噼叭叭的響聲,甚至有片子跳起來(lái)的聲音,說(shuō)明產(chǎn)品有較大的內應力。
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。
焊接不佳、虛焊 焊接正常如圖


焊盤(pán)設計不當 a.焊盤(pán)兩端應對稱(chēng)設計,避免大小不一,否則兩端的熔融時(shí)間和潤濕力會(huì )不同。
b.焊合的長(cháng)度在0.3mm以上(即貼片電感的金屬端頭和焊盤(pán)的重合長(cháng)度)。
c.焊盤(pán)余地的長(cháng)度盡量小,一般不超過(guò)0.5mm。
d.焊盤(pán)的本身寬度不宜太寬,其合理寬度和MLCI寬度相比,不宜超過(guò)0.25mm。
貼片不佳 當貼片因為焊墊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(pán)上,甚至被拉起來(lái),斜立或直立(立碑現象)。目前帶θ角偏移視覺(jué)檢測的貼片機可減少此類(lèi)失效的發(fā)生。
焊接溫度 回流焊機的焊接溫度曲線(xiàn)須根據焊料的要求設定,應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)生潤濕力的時(shí)間不同,導致貼片電感在焊接過(guò)程中出現移位。如出現焊接不佳,可先確認一下,回流焊機溫度是否出現異常,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、上機開(kāi)路 虛焊、焊接接觸不佳 從線(xiàn)路板上取下貼片電感測試,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,導致電路開(kāi)路。從線(xiàn)路板上取下貼片電感測試,貼片電感失效,有時(shí)有燒壞的痕跡。如果出現電流燒穿,失效的產(chǎn)品數量會(huì )較多,同批次中失效產(chǎn)品一般達到百分級以上。
焊接開(kāi)路 回流焊時(shí)急冷急熱,使貼片電感內部產(chǎn)生應力,導致有極少部分的內部存在開(kāi)路隱患的貼片電感的缺陷變大,造成貼片電感開(kāi)路。從線(xiàn)路板上取下貼片電感測試,貼片電感失效。如果出現焊接開(kāi)路,失效的產(chǎn)品數量一般較少,同批次中失效產(chǎn)品一般小于千分級。
五、磁體破損 磁體強度 貼片電感燒結不好或其它原因,造成瓷體整體強度不夠,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(zhù)力 如果貼片電感端頭銀層的附著(zhù)力差,回流焊時(shí),貼片電感急冷急熱,熱脹冷縮產(chǎn)生應力,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(pán)太大,回流焊時(shí),焊膏熔融和端頭反應時(shí)產(chǎn)生的潤濕力大于端頭附著(zhù)力,造成端頭破壞。
貼片電感過(guò)燒或生燒,或者制造過(guò)程中,內部產(chǎn)生微裂紋?;亓骱笗r(shí)急冷急熱,使貼片電感內部產(chǎn)生應力,出現晶裂,或微裂紋擴大,造成磁體破損等情況。

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