貼片電感的失效原因
在日常生活中,我們所說的電感指的是電感器件,是用絕緣導(dǎo)線(例如漆包線,沙包線等)繞制而成的電磁感應(yīng)元件。在電路中,當(dāng)電流流過導(dǎo)體時,會產(chǎn)生電磁場,電磁場的大小除以電流的大小就是電感;其的種類很多,貼片電感就是其中之一。那么貼片電感在使用過程中會遇到失效問題,是什么原因造成的呢?下面一起來分析吧:
貼片電感
1.耐焊性
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(xiàn)退磁現(xiàn)象。貼片電感退磁后,貼片電感材料的磁導(dǎo)率恢復(fù)到最大值,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,感量上升小)。但大批量貼片時,發(fā)現(xiàn)有部分電路性能下降。這可能是由于過回流焊后,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(yán)格的地方(如信號接收****電路),應(yīng)加大對貼片電感耐焊性的關(guān)注。
2.可焊性不良
當(dāng)達到回流焊的溫度時,金屬銀(Ag)會跟金屬錫(Sn)反應(yīng)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)。
2.1端頭氧化
當(dāng)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(dǎo)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,也會造成可焊性下降。
2.2鍍鎳層太薄,吃銀
如果鍍鎳時,鎳層太薄不能起隔離作用?;亓骱笗r,貼片電感端頭上的Sn和自身的Ag首先反應(yīng),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(xiàn)象,貼片電感的可焊性下降。
3.焊接不良
3.1內(nèi)應(yīng)力
如果貼片電感在制作過程中產(chǎn)生了較大的內(nèi)部應(yīng)力,且未采取措施消除應(yīng)力,在回流焊過程中,貼好的貼片電感會因為內(nèi)應(yīng)力的影響產(chǎn)生立片,俗稱立碑效應(yīng)。
立碑效應(yīng)圖
判斷是否存在較大的內(nèi)應(yīng)力的簡便方法: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(nèi)情況。如聽見噼噼叭叭的響聲,甚至有片子跳起來的聲音,說明產(chǎn)品有較大的內(nèi)應(yīng)力。
3.2元件變形
如果片感產(chǎn)品有彎曲變形,焊接時會有放大效應(yīng)。
3.3焊盤設(shè)計不當(dāng)
(1)焊盤兩端應(yīng)對稱設(shè)計,避免大小不一,否則兩端的熔融時間和潤濕力會不同
(2)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)
(3)焊盤余地的長度盡量小,一般不超過0.5mm。
(4)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。
熔焊后的各項要素
3.4貼片不良
當(dāng)貼片時,由于焊墊的不平或焊膏的滑動,造成貼片電感偏移了θ角。由于焊墊熔融時產(chǎn)生的潤濕力,可能形成以上三種情況,其中自行歸正為主,但有時會出現(xiàn)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(xiàn)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(fā)生。
位置偏移
3.5焊接溫度
回流焊機的焊接溫度曲線須根據(jù)焊料的要求設(shè)定,應(yīng)該盡量保證貼片電感兩端的焊料同時熔融,以避免兩端產(chǎn)生潤濕力的時間不同,導(dǎo)致貼片電感在焊接過程中出現(xiàn)移位。如出現(xiàn)焊接不良,可先確認(rèn)一下,回流焊機溫度是否出現(xiàn)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(yīng)特別注意焊接溫度的控制,同時盡可能縮短焊接接觸時間。
4.上機開路
4.1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。
4.2電流燒穿
如選取的貼片電感,磁珠的額定電流較小,或電路中存在大的沖擊電流會造成電流燒穿,貼片電感或磁珠失效,導(dǎo)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(xiàn)電流燒穿,失效的產(chǎn)品數(shù)量會較多,同批次中失效產(chǎn)品一般達到百分級以上。
4.3焊接開路
回流焊時急冷急熱,使貼片電感內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力,導(dǎo)致有極少部分的內(nèi)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(xiàn)焊接開路,失效的產(chǎn)品數(shù)量一般較少,同批次中失效產(chǎn)品一般小于千分級。
5.磁體破損
5.1磁體強度
貼片電感燒結(jié)不好或其它原因,造成瓷體強度不夠,脆性大,在貼片時,或產(chǎn)品受外力沖擊造成瓷體破損
5.2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(chǎn)生應(yīng)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(yīng)時產(chǎn)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(nèi)部產(chǎn)生微裂紋?;亓骱笗r急冷急熱,使貼片電感內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力,出現(xiàn)晶裂,或微裂紋擴大,造成瓷體破損。
以上就是貼片電感的失效原因分析了。目前貼片電感器件廣泛應(yīng)用于數(shù)碼產(chǎn)品、PDA、筆記本電腦、移動電話、網(wǎng)絡(luò)通信、顯卡、液晶背光源、電源模塊、汽車電子、安防產(chǎn)品、辦公自動化、家庭電器、對講機、電子玩具、運動器材及醫(yī)療儀器等。
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