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貼片電感,貼片電感的失效原因詳解
  • 發(fā)布時(shí)間:2021-12-11 18:19:59
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貼片電感,貼片電感的失效原因詳解
在日常生活中,我們所說(shuō)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(guò)導(dǎo)體時(shí),會(huì)產(chǎn)生電磁場(chǎng),電磁場(chǎng)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(guò)程中會(huì)遇到失效問(wèn)題,是什么原因造成的呢?下面一起來(lái)分析吧:
貼片電感
貼片電感
1.耐焊性
由于回流焊的溫度超過(guò)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(wèn)題是有時(shí)小批量手工焊時(shí),電路性能全部合格(此時(shí)貼片電感未整體加熱,感量上升小)。但大批量貼片時(shí),發(fā)現(xiàn)有部分電路性能下降。這可能是由于過(guò)回流焊后,貼片電感感量會(huì)上升,影響了線路的性能。在對(duì)貼片電感感量精度要求較嚴(yán)格的地方(如信號(hào)接收發(fā)射電路),應(yīng)加大對(duì)貼片電感耐焊性的關(guān)注。
2.可焊性不良
當(dāng)達(dá)到回流焊的溫度時(shí),金屬銀(Ag)會(huì)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(shí)間過(guò)長(zhǎng),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(huì)造成可焊性下降。
2.2鍍鎳層太薄,吃銀
如果鍍鎳時(shí),鎳層太薄不能起隔離作用?;亓骱笗r(shí),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(pán)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(guò)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(guò)程中,貼好的貼片電感會(huì)因?yàn)閮?nèi)應(yīng)力的影響產(chǎn)生立片,俗稱立碑效應(yīng)。
貼片電感
立碑效應(yīng)圖
判斷是否存在較大的內(nèi)應(yīng)力的簡(jiǎn)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(tīng)見(jiàn)噼噼叭叭的響聲,甚至有片子跳起來(lái)的聲音,說(shuō)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(shí)會(huì)有放大效應(yīng)。
3.3焊盤(pán)設(shè)計(jì)不當(dāng)
(1)焊盤(pán)兩端應(yīng)對(duì)稱設(shè)計(jì),避免大小不一,否則兩端的熔融時(shí)間和潤(rùn)濕力會(huì)不同
(2)焊合的長(zhǎng)度在0.3mm以上(即貼片電感的金屬端頭和焊盤(pán)的重合長(zhǎng)度)
(3)焊盤(pán)余地的長(zhǎng)度盡量小,一般不超過(guò)0.5mm。
(4)焊盤(pán)的本身寬度不宜太寬,其合理寬度和MLCI寬度相比,不宜超過(guò)0.25mm。
貼片電感
熔焊后的各項(xiàng)要素
3.4貼片不良
當(dāng)貼片時(shí),由于焊墊的不平或焊膏的滑動(dòng),造成貼片電感偏移了θ角。由于焊墊熔融時(shí)產(chǎn)生的潤(rùn)濕力,可能形成以上三種情況,其中自行歸正為主,但有時(shí)會(huì)出現(xiàn)拉的更斜,或者單點(diǎn)拉正的情況,貼片電感被拉到一個(gè)焊盤(pán)上,甚至被拉起來(lái),斜立或直立(立碑現(xiàn)象)。目前帶θ角偏移視覺(jué)檢測(cè)的貼片機(jī)可減少此類失效的發(fā)生。
貼片電感
位置偏移
3.5焊接溫度
回流焊機(jī)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(shí)熔融,以避免兩端產(chǎn)生潤(rùn)濕力的時(shí)間不同,導(dǎo)致貼片電感在焊接過(guò)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(jī)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(shí)應(yīng)特別注意焊接溫度的控制,同時(shí)盡可能縮短焊接接觸時(shí)間。
4.上機(jī)開(kāi)路
4.1虛焊、焊接接觸不良
從線路板上取下貼片電感測(cè)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(huì)造成電流燒穿,貼片電感或磁珠失效,導(dǎo)致電路開(kāi)路。從線路板上取下貼片電感測(cè)試,貼片電感失效,有時(shí)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(huì)較多,同批次中失效產(chǎn)品一般達(dá)到百分級(jí)以上。
4.3焊接開(kāi)路
回流焊時(shí)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(kāi)路隱患的貼片電感的缺陷變大,造成貼片電感開(kāi)路。從線路板上取下貼片電感測(cè)試,貼片電感失效。如果出現(xiàn)焊接開(kāi)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(jí)。
5.磁體破損
5.1磁體強(qiáng)度
貼片電感燒結(jié)不好或其它原因,造成瓷體強(qiáng)度不夠,脆性大,在貼片時(shí),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(shí),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(huì)造成貼片電感端頭和瓷體分離、脫落;或者焊盤(pán)太大,回流焊時(shí),焊膏熔融和端頭反應(yīng)時(shí)產(chǎn)生的潤(rùn)濕力大于端頭附著力,造成端頭破壞。
貼片電感過(guò)燒或生燒,或者制造過(guò)程中,內(nèi)部產(chǎn)生微裂紋。回流焊時(shí)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(kuò)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(dòng)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(dòng)化、家庭電器、對(duì)講機(jī)、電子玩具、運(yùn)動(dòng)器材及醫(yī)療儀器等。
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