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談開關(guān)電源之元器件電感失效分析

來源:東莞市成良智能科技   發(fā)布時(shí)間:2019-12-02   點(diǎn)擊量:1062



談?wù)勯_關(guān)電源之元器件電感器失效模式:電感量和其他性能的超差、開路、短路,模壓繞線片式電感失效機(jī)理:
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(chǎng)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.開關(guān)電源之電感上銅線與銅帶浸焊連接時(shí),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(shí),造成假焊,開路失效

開關(guān)電源之元器件電感失效1 耐焊性
低頻片感經(jīng)回流焊后感量上升 《 20%
由于回流焊的溫度超過了低頻片感材料的居里溫度,出現(xiàn)退磁現(xiàn)象。片感退磁后,片感材料的磁導(dǎo)率恢復(fù)到最大值,感量上升。一般要求的控制范圍是片感耐焊接熱后,感量上升幅度小于20%。

開關(guān)電源之電感耐焊性可能造成的問題是有時(shí)小批量手工焊時(shí),電路性能全部合格(此時(shí)片感未整體加熱,感量上升?。5笈抠N片時(shí),發(fā)現(xiàn)有部分電路性能下降。這可能是由于過回流焊后,片感感量會(huì)上升,影響了線路的性能。在對(duì)片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)片感耐焊性的關(guān)注。


開關(guān)電源之元器件電感失效 2 可焊性
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,因此不能在片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 )。
開關(guān)電源之電感可焊性檢測(cè)。將待檢測(cè)的片感的端頭用酒精清洗干凈,將片感在熔化的焊錫罐中浸入4秒鐘左右,取出。如果片感端頭的焊錫覆蓋率達(dá)到90%以上,則可焊性合格。
開關(guān)電源之元器件電感失效 可焊性不良

1)端頭氧化:當(dāng)片感受高溫、潮濕、化學(xué)品、氧化性氣體(SO2、NO2等)的影響, 或保存時(shí)間過長(zhǎng),造成片感端頭上的金屬Sn氧化成SnO2,片感端頭變暗。

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?;亓骱笗r(shí),片感端頭上的Sn和自身的Ag首先反應(yīng),而影響了片感端頭上的Sn和焊盤上的焊膏共熔,造成吃銀現(xiàn)象,片感的可焊性下降。判斷方法:將片感浸入熔化的焊錫罐中幾秒鐘,取出。
開關(guān)電源之元器件電感失效 3 焊接不良
內(nèi)應(yīng)力,如果片感在制作過程中產(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,貼好的片感會(huì)因?yàn)閮?nèi)應(yīng)力的影響產(chǎn)生立片,俗稱立碑效應(yīng)。
判斷片感是否存在較大的內(nèi)應(yīng)力,可采取一個(gè)較簡(jiǎn)便的方法:取幾百只的片感,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。

如果開關(guān)電源之電感片感產(chǎn)品有彎曲變形,焊接時(shí)會(huì)有放大效應(yīng)。
a.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
b.焊合的長(zhǎng)度在0.3mm以上(即片感的金屬端頭和焊盤的重合長(zhǎng)度)
c.焊盤余地的長(zhǎng)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
開關(guān)電源之電感貼片不良
當(dāng)貼片時(shí),由于焊墊的不平或焊膏的滑動(dòng),造成片感偏移了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,片感被拉到一個(gè)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(cè)的貼片機(jī)可減少此類失效的發(fā)生

開關(guān)電源之元器件電感失效焊接溫度
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)該盡量保證片感兩端的焊料同時(shí)熔融,以避免兩端產(chǎn)生潤(rùn)濕力的時(shí)間不同,導(dǎo)致片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(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

開關(guān)電源之元器件電感失效4 上機(jī)開路,虛焊、焊接接觸不良
從線路板上取下片感測(cè)試,片感性能是否正常
如選取的片感,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,片感或磁珠 失效,導(dǎo)致電路開路。 從線路板上取下片感測(cè)試,片感失效,有時(shí)有燒壞的痕跡。
開關(guān)電源之元器件電感失效,焊接開路
回流焊時(shí)急冷急熱,使片感內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力,導(dǎo)致有極少部分的內(nèi)部存在開路隱患的片感的缺陷變大,造成片感開路。從線路板上取下片感測(cè)試,片感失效。如果出現(xiàn)焊接開路,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)。

開關(guān)電源之元器件電感失效5 磁體破損,磁體強(qiáng)度
片感燒結(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附著力

如果開關(guān)電源之電感片感端頭銀層的附著力差,回流焊時(shí),片感急冷急熱,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)造成片感端頭和瓷體分離、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。




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