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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。
) J+ k3 K7 M; v W9 W 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。; @: ?9 y3 ^4 b
电感器失效模式:电感量和其他性能的超差、开路、短路。
]; R5 X( b& c% }2 N5 z% b" N 贴片功率电感失效原因:
/ k( L( y5 e: @: t$ C1 w: o, O 1.磁芯在加工过程中产生的机械应力较大,未得到释放;& P3 ^" ^* B* t) N
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;/ \5 g& B0 |% B! g
3.由于烧结后产生的烧结裂纹;2 F) y4 a$ S2 B7 }$ B8 M8 Y1 w, l
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;( u" Y- r, `- C5 `1 C
5.铜线纤细,在与铜带连接时,造成假焊,开路失效。5 Q9 K+ D+ s6 |% E$ I
一、耐焊性/ F) n; U% {3 X/ n0 M5 g+ \+ _0 H
低频贴片功率电感经回流焊后感量上升<20%。; Z& ?1 Z1 U0 Y: _9 Y
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%。# W( S/ h4 ]5 _
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。. f; ?3 h. v5 Y( W' E
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。
: k2 d$ _4 f; w# J/ ~8 x 二、可焊性+ g1 R X5 z. I5 q; I+ O
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)。7 z9 ~: l! b3 P ~5 b' O: x
可焊性检测
( R/ m/ R. h3 f) ]$ G 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。
" A# G: T- A5 s v 可焊性不良
$ Z2 q/ ]# L7 f0 I% R* T 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。
& D+ N& K0 n$ b6 A, P: E5 e' K1 H% i 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。
( }; n( [3 r2 X+ d, [; e 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。# s9 L$ Z2 i1 h, P( ^% u
3、焊接不良
4 O7 r% ?( ^9 \% u, P& X: i 内应力
$ I2 S, |8 _9 T8 t* u 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:! D1 c5 {4 b+ ?7 d7 |. k
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。# A9 n4 a7 ?/ {: f; [$ V3 V
元件变形
# u4 `' Q7 s( J( x0 f 如果贴片电感产品有弯曲变形,焊接时会有放大效应。
/ p9 I' {# ^; J6 U# R 焊接不良、虚焊5 @+ ]0 V" W$ F2 ?- x
焊接正常如图 焊盘设计不当
) W" j& H- K: ]" A, _6 w: k 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。
* f x( o g0 |& k# O3 d4 } 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)。' i# n5 n4 w/ K2 @
c.焊盘余地的长度尽量小,一般不超过0.5mm。
, v1 M0 @* k+ r: M a 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。$ Q4 w% V7 B9 ]; e
贴片不良* s% A- ]7 E5 ]
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。2 d& `5 g' d1 w" Y1 Z
焊接温度
; J ~' o/ u0 C2 h/ L 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。
3 }% l1 }% G- w& Y# m 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。
$ `+ j9 g0 Y6 A1 f1 o6 t5 Y4 I( H 四、上机开路 虚焊、焊接接触不良% k4 a6 `$ H" i
从线路板上取下贴片电感测试,贴片电感性能是否正常。2 [9 Q6 X, H2 w$ V, \/ k
电流烧穿- J0 ^% z: R' p W B3 ?$ K
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。
' V4 d; l' l) y5 u 焊接开路$ n# h( @# C# D4 b5 U
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
2 k! L* T( k. Y4 R 五、磁体破损
" W& B/ j) @+ z8 \- P3 [7 _ 磁体强度* V5 U7 p0 w0 s( z7 i. G
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。
3 ^, Q2 s) r3 a6 q% D( a6 p! ] 附着力
$ a% j' Q z+ H& P 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。* q4 a/ w$ C0 B* @) `0 D
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。
3 E7 r: r0 p$ ]& i) ?3 A3 W 本文由好电感 金籁造的金籁科技转载发表。 * n5 `! n, Q! v) e/ H! u. {. N$ y& n9 n
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