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电感器失效模式及原因分析

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    发表于 2020-11-12 14:54 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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    电感器失效模式:电感量和其他性能的超差、开路、短路% f! z8 C3 O$ T) U$ c4 K. x
      模压绕线片式电感失效机理:
    0 o+ j0 @( N  L3 T8 {  1.磁芯在加工过程中产生的机械应力较大,未得到释放8 S) |. m9 ~! |0 j" X( V
      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;
    # h, x7 r; E0 R! Y  3.由于烧结后产生的烧结裂纹;
    3 o; g* i6 d# U* s& v' Z  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;3 \6 @6 _; r- S+ z9 M) E
      5.铜线纤细,在与铜带连接时,造成假焊,开路失效
    * k" K5 }5 o4 L( i# d7 J  1 耐焊性9 I: Z. X3 h- w$ {7 [4 ^
      低频片感经回流焊后感量上升 20%
    ' o6 x; C1 N; P6 K1 Z  由于回流焊的温度超过了低频片感材料的居里温度,出现退磁现象。片感退磁后,片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片感耐焊接热后,感量上升幅度小于20%。6 E; S; }% C* m" S2 n1 w/ l' h, M
      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(此时片感未整体加热,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,片感感量会上升,影响了线路的性能。在对片感感量精度要求较严格的地方(如信号接收发射电路),应加大对片感耐焊性的关注。
    ! R* q. A# D- U( `5 j  U  检测方法:先测量片感在常温时的感量值,再将片感浸入熔化的焊锡罐里10秒钟左右,取出。待片感彻底冷却后,测量片感新的感量值。感量增大的百分比既为该片感的耐焊性大小& y1 A% W. L- F5 b7 x
      2 可焊性
    2 o' U* Y* L9 j& P- m  A7 U  电镀简介
    , V& B/ ~! t! |8 |2 f- M  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,因此不能在片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 )。
    ( ~- ^' e+ O, c8 M/ D  可焊性检测3 e( A- C5 ]1 ~+ t6 L, i# r8 X9 V  t
      将待检测的片感的端头用酒精清洗干净,将片感在熔化的焊锡罐中浸入4秒钟左右,取出。如果片感端头的焊锡覆盖率达到90%以上,则可焊性合格。、: \+ ?$ m. J6 b
      可焊性不良/ I+ {0 ]8 z1 |4 r$ n9 ^# ?
      1)端头氧化:当片感受高温、潮湿、化学品、氧化性气体(SO2、NO2等)的影响, 或保存时间过长,造成片感端头上的金属Sn氧化成SnO2,片感端头变暗。由于SnO2不和Sn、 Ag、Cu等生成共熔物,导致片感可焊性下降。片感产品保质期:半年。如果片感端头被污染,比如油性物质,溶剂等,也会造成可焊性下降
    4 P" Q' d  F: g- O( Y  2)镀镍层太薄,吃银:如果镀镍时,镍层太薄不能起隔离作用。回流焊时,片感端头上的Sn和自身的Ag首先反应,而影响了片感端头上的Sn和焊盘上的焊膏共熔,造成吃银现象,片感的可焊性下降。6 u7 e" ]; s9 s
      判断方法:将片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。
    3 Y' F, E' v2 }8 I' X! ]+ v  3 焊接不良* |7 j3 D% ^0 {4 f5 [
      内应力2 @. I; r: o4 g& z
      如果片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,贴好的片感会因为内应力的影响产生立片,俗称立碑效应。  `5 v/ l% R: `( f* C1 @  j
      判断片感是否存在较大的内应力,可采取一个较简便的方法:
    + Z6 w! V( s! v  取几百只的片感,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。
    3 B; A$ k$ n2 q: _  元件变形4 Q$ j3 L$ x7 j9 @) E/ }: k0 h
      如果片感产品有弯曲变形,焊接时会有放大效应。
    ' ]0 `* `- ]7 }+ s  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8 X( [! e7 q. [( a, f. v, D; @
      b.焊合的长度在0.3mm以上(即片感的金属端头和焊盘的重合长度)) Z- @" w& X: w  s$ q8 X
      c.焊盘余地的长度尽量小,一般不超过0.5mm。
    4 T& Q: X8 X2 {9 d9 d  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0.25mm2 W: w% u- f: p. z
      贴片不良+ D! \' _- S7 D. c# F4 Y$ Y+ ?
      当贴片时,由于焊垫的不平或焊膏的滑动,造成片感偏移了θ角。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,片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
    ) _8 [5 P2 u: S* X  焊接温度' I: ?+ Q0 c  f( ^
      回流焊机的焊接温度曲线须根据焊料的要求设定,应该尽量保证片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,导致片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。
    * J" Q: K6 n  N1 a  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
    4 t6 u# X8 [( y& k* U  手工焊推荐温度曲线
    ; f% j& D7 [0 k  4 上机开路
    $ ?- _% K3 m# ]5 r1 }; @/ x6 x0 `  虚焊、焊接接触不良6 [5 A: _! z5 x, j% i4 _# s
      从线路板上取下片感测试,片感性能是否正常  g8 K' j5 X3 f: {+ ]
      电流烧穿
    : l. [/ o; _0 Q! ~  如选取的片感,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,片感或磁珠 失效,导致电路开路。 从线路板上取下片感测试,片感失效,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。% i% ?+ j2 F# P/ K1 z
      焊接开路& `6 ]" l& U* F6 G5 M  z7 [+ F& T
      回流焊时急冷急热,使片感内部产生应力,导致有极少部分的内部存在开路隐患的片感的缺陷变大,造成片感开路。从线路板上取下片感测试,片感失效。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。
    5 ?5 f8 `! C* D: G- S0 n, m  5 磁体破损
    4 O! \) B# l; a1 `9 t  磁体强度
    & D9 a, P7 w* Y) x  片感烧结不好或其它原因,造成瓷体强度不够,脆性大,在贴片时,或产品受外力冲击造成瓷体破损- p$ a% E3 c, s; y; Y1 n
      附着力! Q! Y! P1 j2 p# Q, O9 p! ?
      如果片感端头银层的附着力差,回流焊时,片感急冷急热,热胀冷缩产生应力,以及瓷体受外力冲击,均有可能会造成片感端头和瓷体分离、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。& }  Z4 w/ D- `5 l
      片感过烧或生烧,或者制造过程中,内部产生微裂纹。回流焊时急冷急热,使片感内部产生应力,出现晶裂,或微裂纹扩大,造成瓷体破损。
    2 Z) E  C# P! V
    ' G9 V. ~$ ?/ N# O8 Y* ]

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    2#
    发表于 2020-11-12 15:29 | 只看该作者
    如果片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,贴好的片感会因为内应力的影响产生立片,俗称立碑效应
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