貼片電感的失效原因解析

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

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。回流焊時(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)。

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焊盤設(shè)計(jì)不當(dāng)

(1)焊盤兩端應(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的重合長(zhǎng)度)

(3)焊盤余地的長(zhǎng)度盡量小，一般不超過(guò)0.5mm。

(4)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(guò)0.25mm。

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。

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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