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應用上貼片電感失效原因分析
點擊次數︰641 發布時間︰2018/8/9 15:48:22

貼片電感失效原因主要表現在五個方面,分別是耐焊性、可焊性、焊接不良、上機開路、磁路破損等導致的失效。

在此之前,皇冠先了解一下電感失效模式,以及貼片電感失效的機理。

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生的機械應力較大,未得到釋放;

2.磁芯內有雜質或空洞磁芯材料本身不均勻,影響磁芯的磁場狀況,使磁芯的磁導率發生了偏差;

3.由于燒結後產生的燒結裂紋;

4.銅線與銅帶浸焊連接時,線圈部分濺到錫液,融化了漆包線的絕緣層,造成短路;

5.銅線縴細,在與銅帶連接時,造成假焊,開路失效。

 

一、耐焊性 低頻貼片功率電感經回流焊後感量上升<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,出現退磁現象。貼片電感退磁後,貼片電感材料的磁導率恢復到最大值,感量上升。一般要求的控制範圍是貼片電感耐焊接熱後,感量上升幅度小于20%。

耐焊性可能造成的問題是有時小批量手工焊時,電路性能全部合格(此時貼片電感未整體加熱,感量上升。。但大批量貼片時,發現有部分電路性能下降。這可能是由于過回流焊後,貼片電感感量會上升,影響了線路的性能。在對貼片電感感量精度要求較嚴格的地方(如信號接收發射電路),應加大對貼片電感耐焊性的關注。

檢測方法︰先測量貼片電感在常溫時的感量值,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後,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,金屬銀(Ag)會跟金屬錫(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,然後再鍍錫(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淨,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。

可焊性不良 1、端頭氧化︰當貼片電感受高溫、潮濕、化學品、氧化性氣體(SO2、NO2等)的影響,或保存時間過長,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。貼片電感產品保質期︰半年。如果貼片電感端頭被污染,比如油性物質,溶劑等,也會造成可焊性下降。

2、鍍鎳層太。喝綣頗,鎳層太薄不能起隔離作用。回流焊時,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。如發現端頭出現坑窪情況,甚至出現瓷體外露,則可判斷是出現吃銀現象的。

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

判斷貼片電感是否存在較大的內應力,可采取一個較簡便的方法︰

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,觀察爐內情況。如听見  叭叭的響聲,甚至有片子跳起來的聲音,說明產品有較大的內應力。

元件變形 如果貼片電感產品有彎曲變形,焊接時會有放大效應。

焊接不良、虛焊 焊接正常如圖

焊盤設計不當 a.焊盤兩端應對稱設計,避免大小不一,否則兩端的熔融時間和潤濕力會不同。

b.焊合的長度在0.3mm以上(即貼片電感的金屬端頭和焊盤的重合長度)。

c.焊盤余地的長度盡量。 話悴懷 .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 當貼片因為焊墊的不平或焊膏的滑動,而造成貼片電感偏移了θ角時。由于焊墊熔融時產生的潤濕力,可能形成以上三種情況,其中自行歸正為主,但有時會出現拉的更斜,或者單點拉正的情況,貼片電感被拉到一個焊盤上,甚至被拉起來,斜立或直立(立碑現象)。目前帶θ角偏移視覺檢測的貼片機可減少此類失效的發生。

焊接溫度 回流焊機的焊接溫度曲線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熔融,以避免兩端產生潤濕力的時間不同,導致貼片電感在焊接過程中出現移位。如出現焊接不良,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,因此焊接時應特別注意焊接溫度的控制,同時盡可能縮短焊接接觸時間。

      四、上機開路 虛焊、焊接接觸不良 從線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。 虻緶分寫嬖詿蟺某寤韉緦骰嵩斐傻緦魃沾,貼片電感或磁珠失效,導致電路開路。從線路板上取下貼片電感測試,貼片電感失效,有時有燒壞的痕跡。如果出現電流燒穿,失效的產品數量會較多,同批次中失效產品一般達到百分級以上。

焊接開路 回流焊時急冷急熱,使貼片電感內部產生應力,導致有極少部分的內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試,貼片電感失效。如果出現焊接開路,失效的產品數量一般較少,同批次中失效產品一般小于千分級。

       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,或產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,貼片電感急冷急熱,熱脹冷縮產生應力,以及瓷體受外力沖擊,均有可能會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,焊膏熔融和端頭反應時產生的潤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,內部產生微裂紋。回流焊時急冷急熱,使貼片電感內部產生應力,出現晶裂,或微裂紋擴大,造成磁體破損等情況。

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