一體成型貼片電感失效原因主要表現(xiàn)在五個方面,,分別是耐焊性,、可焊性、焊接不良,、上機(jī)開路,、磁路破損等導(dǎo)致的失效,以下根據(jù)這五點做出分析,。
在此之前,,我們先了解一下電感失效模式,以及貼片電感失效的機(jī)理,。
電感器失效模式:電感量和其他性能的超差、開路,、短路,。
1.磁芯在加工過程中產(chǎn)生的機(jī)械應(yīng)力較大,,未得到釋放;
2.磁芯內(nèi)有雜質(zhì)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(dǎo)率發(fā)生了偏差;
3.由于燒結(jié)后產(chǎn)生的燒結(jié)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.銅線纖細(xì),,在與銅帶連接時,,造成假焊,開路失效,。
低頻貼片功率電感經(jīng)回流焊后感量上升<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(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(如信號接收發(fā)射電路),應(yīng)加大對貼片電感耐焊性的關(guān)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后,,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,。
當(dāng)達(dá)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),。
將待檢測的貼片電感的端頭用酒精清洗干凈,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(dá)到90%以上,則可焊性合格,。
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,。
如果鍍鎳時,,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(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,。
將貼片電感浸入熔化的焊錫罐中幾秒鐘,取出,。如發(fā)現(xiàn)端頭出現(xiàn)坑洼情況,,甚至出現(xiàn)瓷體外露,則可判斷是出現(xiàn)吃銀現(xiàn)象的,。
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),。
判斷貼片電感是否存在較大的內(nèi)應(yīng)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(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,。
如果貼片電感產(chǎn)品有彎曲變形,焊接時會有放大效應(yīng)。
a.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,。
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小,一般不超過0.5mm,。
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,。
當(dāng)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(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(jī)可減少此類失效的發(fā)生。
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(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。
貼片電感燒結(jié)不好或其它原因,,造成瓷體整體強(qiáng)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。
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(kuò)大,,造成磁體破損等情況。
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