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标题: 贴片电感失效5大原因 [打印本页]

作者: Avenger    时间: 2020-4-3 17:38
标题: 贴片电感失效5大原因

贴片电感失效原因主要表现在五个方面,分别是耐焊性、可焊性、焊接不良、上机开路、磁路破损等导致的失效,下面金籁科技小编将就这五点做出解释。
7 ]5 l2 ]- c; }  ^+ j  在此之前,我们先了解一下电感失效模式,以及贴片电感失效的机理。
5 P2 h, d" H; g4 S/ _0 O" M# G  电感器失效模式:电感量和其他性能的超差、开路、短路。
8 b7 d# Y0 I3 V4 m  贴片功率电感失效原因:% s, i: C$ g0 l+ \2 ^
  1.磁芯在加工过程中产生的机械应力较大,未得到释放;$ X  V+ t( z- u' E, J
  2.磁芯内有杂质或空洞磁芯材料本身不均匀,影响磁芯的磁场状况,使磁芯的磁导率发生了偏差;. t# X8 ?3 w" s. X
  3.由于烧结后产生的烧结裂纹;
  \# f& a& X& ^  4.铜线与铜带浸焊连接时,线圈部分溅到锡液,融化了漆包线的绝缘层,造成短路;4 n* q5 ~/ ]% w( I, o: `
  5.铜线纤细,在与铜带连接时,造成假焊,开路失效。
/ V+ G9 a2 B8 _3 ?0 ^0 P  一、耐焊性3 R+ i9 }% C1 e. g
  低频贴片功率电感经回流焊后感量上升<20%。, D" ]& k, j7 A, f1 j. [; \& V) R
  由于回流焊的温度超过了低频贴片电感材料的居里温度,出现退磁现象。贴片电感退磁后,贴片电感材料的磁导率恢复到最大值,感量上升。一般要求的控制范围是贴片电感耐焊接热后,感量上升幅度小于20%。
# r$ A5 y2 u; O8 ]. m; b4 b' ]  耐焊性可能造成的问题是有时小批量手工焊时,电路性能全部合格(此时贴片电感未整体加热,感量上升小)。但大批量贴片时,发现有部分电路性能下降。这可能是由于过回流焊后,贴片电感感量会上升,影响了线路的性能。在对贴片电感感量精度要求较严格的地方(如信号接收发射电路),应加大对贴片电感耐焊性的关注。* v4 y' H7 D4 D3 b
  检测方法:先测量贴片电感在常温时的感量值,再将贴片电感浸入熔化的焊锡罐里10秒钟左右,取出。待贴片电感彻底冷却后,测量贴片电感新的感量值。感量增大的百分比既为该贴片电感的耐焊性大小。7 l. z& E  f2 x4 M3 B
  二、可焊性
9 f8 Z: f) ~3 r( m7 p, j; y  当达到回流焊的温度时,金属银(Ag)会跟金属锡(Sn)反应形成共熔物,因此不能在贴片电感的银端头上直接镀锡。而是在银端头上先镀镍(2um左右),形成隔绝层,然后再镀锡(4-8um)。0 w! k. ^% e) ^; F) {2 l! D( y  c
  可焊性检测
- x' r: C6 [8 U4 H* W* `- r+ U0 H9 ?  将待检测的贴片电感的端头用酒精清洗干净,将贴片电感在熔化的焊锡罐中浸入4秒钟左右,取出。如果贴片电感端头的焊锡覆盖率达到90%以上,则可焊性合格。
4 j2 S! W3 M% z' k; S, {  可焊性不良
& w/ V2 ]1 ~+ v; z  B) k4 G  1、端头氧化:当贴片电感受高温、潮湿、化学品、氧化性气体(SO2、NO2等)的影响,或保存时间过长,造成贴片电感端头上的金属Sn氧化成SnO2,贴片电感端头变暗。由于SnO2不和Sn、Ag、Cu等生成共熔物,导致贴片电感可焊性下降。贴片电感产品保质期:半年。如果贴片电感端头被污染,比如油性物质,溶剂等,也会造成可焊性下降。9 i: R; I* z3 }
  2、镀镍层太薄:如果镀镍时,镍层太薄不能起隔离作用。回流焊时,贴片电感端头上的Sn和自身的Ag首先反应,而影响了贴片电感端头上的Sn和焊盘上的焊膏共熔,造成吃银现象,贴片电感的可焊性下降。
+ ]2 c4 ^- H0 b8 `- Y  判断方法:将贴片电感浸入熔化的焊锡罐中几秒钟,取出。如发现端头出现坑洼情况,甚至出现瓷体外露,则可判断是出现吃银现象的。
$ b: J9 `* G3 F" b1 _  3、焊接不良, s) R- w$ v  c
  内应力6 X8 C+ L4 \% W8 N# R5 F1 R& |: t9 l
  如果贴片电感在制作过程中产生了较大的内部应力,且未采取措施消除应力,在回流焊过程中,贴好的贴片电感会因为内应力的影响产生立片,俗称立碑效应。

  判断贴片电感是否存在较大的内应力,可采取一个较简便的方法:
4 h- A" D' Q' _' G$ M2 U( ^  取几百只的贴片电感,放入一般的烤箱或低温炉中,升温至230℃左右,保温,观察炉内情况。如听见噼噼叭叭的响声,甚至有片子跳起来的声音,说明产品有较大的内应力。0 O  ^0 s4 _4 ^& s, ?! S
  元件变形
) Y" H, D" F* w! c* u! f8 i) r8 z6 j  如果贴片电感产品有弯曲变形,焊接时会有放大效应。7 |6 {* Y7 O! O+ k
  焊接不良、虚焊7 x% y  P; j, L6 Q0 `  L
  焊接正常如图

  焊盘设计不当
% d. M# Z& s% Z  a.焊盘两端应对称设计,避免大小不一,否则两端的熔融时间和润湿力会不同。2 t. U( u' D1 @8 V( c3 @3 Q
  b.焊合的长度在0.3mm以上(即贴片电感的金属端头和焊盘的重合长度)。$ ^& R/ e- M  S- O9 m9 y
  c.焊盘余地的长度尽量小,一般不超过0.5mm。
. c# E( f6 }+ z+ v; G- [  L  d.焊盘的本身宽度不宜太宽,其合理宽度和MLCI宽度相比,不宜超过0.25mm。
5 w/ x# |; t- k' l+ _+ V! x$ M  贴片不良
. h! R; k' M: N  当贴片因为焊垫的不平或焊膏的滑动,而造成贴片电感偏移了θ角时。由于焊垫熔融时产生的润湿力,可能形成以上三种情况,其中自行归正为主,但有时会出现拉的更斜,或者单点拉正的情况,贴片电感被拉到一个焊盘上,甚至被拉起来,斜立或直立(立碑现象)。目前带θ角偏移视觉检测的贴片机可减少此类失效的发生。
5 y. N" D/ z8 o! L/ m  焊接温度6 C4 m6 s3 g' X! L3 S
  回流焊机的焊接温度曲线须根据焊料的要求设定,应该尽量保证贴片电感两端的焊料同时熔融,以避免两端产生润湿力的时间不同,导致贴片电感在焊接过程中出现移位。如出现焊接不良,可先确认一下,回流焊机温度是否出现异常,或者焊料有所变更。; U5 }- d" [+ ^8 s% s; n! k5 B* K9 U
  电感在急冷、急热或局部加热的情况下易破损,因此焊接时应特别注意焊接温度的控制,同时尽可能缩短焊接接触时间。
( u, y" G, j) d. G. c- f0 U7 u  四、上机开路  虚焊、焊接接触不良/ J2 x0 p" X3 p6 t$ J
  从线路板上取下贴片电感测试,贴片电感性能是否正常。
2 G7 [* \2 E" v- J7 B1 i: }! i  电流烧穿2 ]: d4 s' [/ r
  如果选取的贴片电感磁珠的额定电流较小,或电路中存在大的冲击电流会造成电流烧穿,贴片电感或磁珠失效,导致电路开路。从线路板上取下贴片电感测试,贴片电感失效,有时有烧坏的痕迹。如果出现电流烧穿,失效的产品数量会较多,同批次中失效产品一般达到百分级以上。3 n& T2 f+ D3 y  p  o4 X
  焊接开路
2 ?$ v+ z8 D8 c- B) u9 A  回流焊时急冷急热,使贴片电感内部产生应力,导致有极少部分的内部存在开路隐患的贴片电感的缺陷变大,造成贴片电感开路。从线路板上取下贴片电感测试,贴片电感失效。如果出现焊接开路,失效的产品数量一般较少,同批次中失效产品一般小于千分级。

  金籁科技一体成型电感4 |* x# M7 j" i5 q% v
  五、磁体破损8 D( D) }* B/ S1 M; Q+ M9 v- s
  磁体强度4 V" S- A  U; W' ~' p  ~5 I3 H4 Z5 P
  贴片电感烧结不好或其它原因,造成瓷体整体强度不够,脆性大,在贴片时,或产品受外力冲击造成瓷体破损。
) o- o; t' Z  }4 A  附着力. n, h; N5 C  k! V0 T: G
  如果贴片电感端头银层的附着力差,回流焊时,贴片电感急冷急热,热胀冷缩产生应力,以及瓷体受外力冲击,均有可能会造成贴片电感端头和瓷体分离、脱落;或者焊盘太大,回流焊时,焊膏熔融和端头反应时产生的润湿力大于端头附着力,造成端头破坏。
3 {7 d* n& n) ^9 J5 L  i) x  贴片电感过烧或生烧,或者制造过程中,内部产生微裂纹。回流焊时急冷急热,使贴片电感内部产生应力,出现晶裂,或微裂纹扩大,造成磁体破损等情况。4 Z: S' V& Z$ v
  本文由好电感 金籁造的金籁科技转载发表。

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作者: IC老和尚    时间: 2020-4-3 18:19
铜线与铜带浸焊连接时,线圈部分溅到锡液,融化了漆包线的绝缘层,造成短路




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