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标题: 贴片电感为什么会失效 [打印本页]
作者: Getaway    时间: 2022-12-2 13:52
标题: 贴片电感为什么会失效
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，下面将就这五点做出解释。
, P  q4 N6 I1 p; `! F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。: |) c9 _1 N+ P% N
电感器失效模式：电感量和其他性能的超差、开路、短路。& g% ]  H' |8 a8 F+ O
贴片功率电感失效原因：
* z: u/ i" S# ~4 @$ D1.磁芯在加工过程中产生的机械应力较大，未得到释放；
2 V0 `5 {( g- W& y& P7 r: e2.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；9 u0 u1 p+ f6 R0 t
3.由于烧结后产生的烧结裂纹；5 |6 q+ e9 W% l; J9 V4 Z6 P
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；! L# F" j) d) ~
5.铜线纤细，在与铜带连接时，造成假焊，开路失效。
8 j% f1 {; @  b' h4 N3 f  p一、耐焊性. `# \) r( |2 Y2 b6 n- V- [7 p
低频贴片功率电感经回流焊后感量上升<20％。5 v: N$ x: s# D% Q3 `  g/ R. }4 d
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%。
+ J4 J( N7 Q; {3 h% g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。! M1 R, e7 g5 ?" z
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。8 Z: H- S  o$ D. ?* _9 \6 F& \4 b/ L
二、可焊性
3 m$ K8 F3 b4 W& F- I/ k; K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）
+ v4 j! T- u. V- u) ]8 V可焊性检测
* s) C4 Q+ i# b" k7 [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。
% A2 C/ s0 L) ?3 Y' M' m可焊性不' D- m6 [" i7 j' M. c% ]4 N
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。
, h) P6 H/ b" `" m' I2、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。
6 X( s8 d% i3 f' S+ N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。1 _3 C$ k8 Q3 C: U
3、焊接不良) Y# m& d7 ^. Y7 K5 W
①内应力% C# J! S' v7 L7 J; P: l" V4 C3 t
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。
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# j  K, J, ~# i2 ?" R# _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：
0 _! {; l: a8 k" i; p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。
6 r  I: M0 l' A' n②元件变形
( r$ t5 C/ K0 y! y如果贴片电感产品有弯曲变形，焊接时会有放大效应。
9 X& u- U, b4 Z8 U; w2 y- g0 X③焊接不良、虚焊4 a% p1 H" G3 B9 B3 P
焊接正常如图：
. b0 I0 [1 H; I( i6 t& b
; F0 ^: \' E' ?& l% u) U5 }
④焊盘设计不当
& h' Q  @0 j( [$ U! oa.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。
. g; a2 n# X# s/ m% Y& n) c, ub.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）。9 o/ E& c  o$ h) }1 ?9 L0 p# M2 s5 j
c.焊盘余地的长度尽量小，一般不超过0.5mm。1 W; r( s: V8 r1 ~! J" b. C" W0 g; Y4 r9 u
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。
) }% C. t3 J5 G9 f9 J4 ?0 z⑤贴片不良
4 [" h7 Y3 i! E8 v: V" v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。
4 U! W7 ^% C% _* Y) [1 ^' d, t0 f⑥焊接温度1 1 u/ }; E) M/ z) A
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。
) N- M7 C5 l. H& W2 Z8 ]4 @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。
8 q& Y3 c* \1 `2 k3 J) K$ {四、上机开路　　
  b, E# T9 t, M' i6 m2 f虚焊、焊接接触不良: P3 X5 o) o, k
从线路板上取下贴片电感测试，贴片电感性能是否正常。
9 P; `! @+ E4 y- ^3 M. k电流烧穿;2 I( n* ^- v3 p- ~: J
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。# S2 _" S8 C. ]! p7 z: S' y
焊接开路
0 l* _7 {' ~7 w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。
6 m. L! M5 @  l" i" z五、磁体破损2 W; {' K. q! U: M! E
磁体强度
2 [- @$ C, ~; N, G  y+ _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。5 w! k0 M  n' [5 u3 {: K
附着力# E' \, b9 m) C; H" u0 Y, q3 z" 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
7 \5 O, {% t7 [6 w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。( O1 R' V/ F6 h4 W
作者: Griffin    时间: 2022-12-2 14:09
其中一个点很有感触，就是焊盘在设计的过程中，稍微设计大一点，这样焊接方便，不容易形成虚焊
作者: mnfvbnk    时间: 2022-12-2 15:24
主要都是焊盘没有设计好。



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