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八月 24 2020

贴片电感的失效原因


目录

1.耐焊性

2.可焊性不良

2.1端头氧化

2.2镀镍层太薄,吃银

3.焊接不良

3.1内应力

3.2元件变形

3.3焊盘设计不当

3.4贴片不良

3.5焊接温度

4.上机开路

4.1虚焊、焊接接触不良

4.2电流烧穿

4.3焊接开路

5.磁体破损

5.1磁体强度

5.2附着力

  在日常生活中,我们所说的电感指的是电感器件,是用绝缘导线(例如漆包线,沙包线等)绕制而成的电磁感应元件。在电路中,当电流流过导体时,会产生电磁场,电磁场的大小除以电流的大小就是电感;其的种类很多,贴片电感就是其中之一。那么贴片电感在使用过程中会遇到失效问题,是什么原因造成的呢?下面一起来分析吧:

贴片电感

贴片电感

  1.耐焊性

  由于回流焊的温度超过了低频贴片电感材料的居里温度,出现退磁现象。贴片电感退磁后,贴片电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贴片电感耐焊接热后,感量上升幅度小于20%。

  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(此时贴片电感未整体加热,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,贴片电感感量会上升,影响了线路的性能。在对贴片电感感量精度要求较严格的地方(如信号接收发射电路),应加大对贴片电感耐焊性的关注。

  2.可焊性不良

  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,因此不能在贴片电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)。

  2.1端头氧化

  当贴片电感受高温、潮湿、化学品、氧化性气体(SO2、NO2等)的影响,或保存时间过长,造成贴片电感端头上的金属Sn氧化成SnO2,贴片电感端头变暗。由于SnO2不和Sn、Ag、Cu等生成共熔物,导致贴片电感可焊性下降。贴片电感产品保质期:半年。如果贴片电感端头被污染,比如油性物质,溶剂等,也会造成可焊性下降。

  2.2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,贴片电感端头上的Sn和自身的Ag首先反应,而影响了贴片电感端头上的Sn和焊盘上的焊膏共熔,造成吃银现象,贴片电感的可焊性下降。

  3.焊接不良

  3.1内应力

  如果贴片电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,贴好的贴片电感会因为内应力的影响产生立片,俗称立碑效应。

立碑效应

  立碑效应图

  判断是否存在较大的内应力的简便方法:取几百只的贴片电感,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。

  3.2元件变形

  如果片感产品有弯曲变形,焊接时会有放大效应。

  3.3焊盘设计不当

  (1)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

  (2)焊合的长度在0.3mm以上(即贴片电感的金属端头和焊盘的重合长度)

  (3)焊盘余地的长度尽量小,一般不超过0.5mm。

  (4)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。

各项要素

  熔焊后的各项要素

  3.4贴片不良

  当贴片时,由于焊垫的不平或焊膏的滑动,造成贴片电感偏移了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,贴片电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。

位置偏移

  位置偏移

  3.5焊接温度

  回流焊机的焊接温度曲线须根据焊料的要求设定,应该尽量保证贴片电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,导致贴片电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。

  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.上机开路

  4.1虚焊、焊接接触不良

  从线路板上取下贴片电感测试,贴片电感性能是否正常。

  4.2电流烧穿

  如选取的贴片电感,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,贴片电感或磁珠失效,导致电路开路。从线路板上取下贴片电感测试,贴片电感失效,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。

  4.3焊接开路

  回流焊时急冷急热,使贴片电感内部产生应力,导致有极少部分的内部存在开路隐患的贴片电感的缺陷变大,造成贴片电感开路。从线路板上取下贴片电感测试,贴片电感失效。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.磁体破损

  5.1磁体强度

  贴片电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

  5.2附着力

  如果贴片电感端头银层的附着力差,回流焊时,贴片电感急冷急热,热胀冷缩产生应力,以及瓷体受外力冲击,均有可能会造成贴片电感端头和瓷体分离、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。

  贴片电感过烧或生烧,或者制造过程中,内部产生微裂纹。回流焊时急冷急热,使贴片电感内部产生应力,出现晶裂,或微裂纹扩大,造成瓷体破损。

  以上就是贴片电感的失效原因分析了。目前贴片电感器件广泛应用于数码产品、PDA、笔记本电脑、移动电话、网络通信、显卡、液晶背光源、电源模块、汽车电子、安防产品、办公自动化、家庭电器、对讲机、电子玩具、运动器材及医疗仪器等。

订购与质量

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XC2V1000-4FGG256I XC2V1000-4FGG256I Company:Xilinx Remark:产品型号:XC2V1000-4FGG256I 描述:IC FPGA 172 I/O 256FBGA 分类:集成电路(IC),嵌入式FPGA(现场可编程门阵列) 生产厂家:Xilinx公司 系列:Virtex®-II 部分状态:过时的 电压-电源:1.425V~1.575V In Stock:On Order
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XC6SLX75-3FGG484I XC6SLX75-3FGG484I Company:Xilinx Remark:产品型号:XC6SLX75-3FGG484I 描述:集成电路FPGA 280 I/O 484FBGA 分类:集成电路(IC),嵌入式-FPGA(现场可编程门阵列) 制造商:Xilinx公司 系列:Spartan®-6LX 打包:托盘 In Stock:On Order
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