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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
    % C3 h7 F0 f" y; I9 t3 V* k  模压绕线片式电感失效机理:! c1 Z! m- j# g/ a) D2 c  f
      1.磁芯在加工过程中产生的机械应力较大,未得到释放7 v- X" ^! i! @& I" G
      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;7 ~$ V7 H; w4 |
      3.由于烧结后产生的烧结裂纹;
    $ S( i  }- Z  R9 |1 W, Q9 L  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;  \; [  Q7 Z: I7 D- t
      5.铜线纤细,在与铜带连接时,造成假焊,开路失效
    % f2 S9 Z3 d" C5 b2 d  1 耐焊性6 {1 q% ]2 U# C; Q; @6 Q
      低频片感经回流焊后感量上升 20%
    5 K8 H8 U  z7 |+ F1 ?2 y: b  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%。
    $ f( s: X8 x- i0 b5 ^9 {  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。- ?/ [5 `* x+ y, P: v1 M0 F% A/ p
      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5 m  @2 O5 H: M
      2 可焊性
    * G1 r. y; S& E# P& S& P  电镀简介! _  |& o# N0 c6 ]' V
      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 )。  C4 ]5 r+ v: ^# k( n
      可焊性检测3 {, }) ~- o! m! g2 m. W( e* p
      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。、
    0 T6 \, ~( `" Z2 M$ e8 K  可焊性不良
    ( x2 E/ R! X: W- T) b6 o2 C  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
    : a0 W2 h$ S; }) }( d$ f  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。
    % K+ P; @* v0 t  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。
    $ A- a1 A# p* w! N; z2 _; A6 M9 G  3 焊接不良
    ! p+ M' Q, ?4 {  内应力
    ( I, U3 g2 d! \  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。; p7 h% w$ _& I" G
      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:6 h: f6 [% k( A/ B7 Y( |8 t
      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。
    % g9 ^; j5 e& _6 t  元件变形- Y0 Q+ \0 n# z$ Q3 y8 E
      如果片感产品有弯曲变形,焊接时会有放大效应。' U3 _7 L5 |( {2 o5 G
      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
    % P, x: R3 @% z1 }  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)
    ) I& f' N6 l& o/ L/ j; {  c.焊盘余地的长度尽量小,一般不超过0.5mm。1 N6 n7 C3 V, v
      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0.25mm; F+ P* ?+ Y5 k# e$ s+ x% [
      贴片不良
    : ]) q  j: X5 o+ Z3 a1 r- D  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
    ; i& Z5 N2 e$ F# k* b, y  焊接温度
    # x4 H' `' P3 F& g* b  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。% @% N3 w$ B. W% L
      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# z% P8 P5 T( s% D% [
      手工焊推荐温度曲线1 A& e2 \2 O, S' z- P2 E' H
      4 上机开路$ F" U( {/ P1 Y. ?# v3 U
      虚焊、焊接接触不良* J7 Q! ]1 b4 X. I
      从线路板上取下片感测试,片感性能是否正常
    1 D) U" w# X8 k2 G  电流烧穿
    - R6 {& x4 \  T9 C5 ~/ p0 v9 |. n3 ]  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。
    2 u1 Z1 C% q* K) {! r% e  M2 ~" M  焊接开路
    & V2 l/ E3 \7 ^& V; G9 E0 M  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。
    6 M  }; ^# i( o1 K( s. z7 U  5 磁体破损
    3 I# R) ^5 d, \0 R8 w  磁体强度
    2 \% f: b; D3 N" |2 J" \; U  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" `; w6 n# Y7 u, O! c
      附着力
    4 F' o9 n" r2 O8 F& I, c' v  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。
      k4 t: N$ b3 j. }( y( Z  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。
    1 d& I' j0 `0 E& k+ i4 J- ~3 Y2 W! X* e: h% V0 e

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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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