電感是衡量線圈產生電磁感應能力的物理量。給一個線圈通入電流,線圈周圍就會產生磁場,線圈就有磁通量通過。通入線圈的電源越大,磁場就越強,通過線圈的磁通量就越大。實驗證明,通過線圈的磁通量和通入的電流是成正比的,它們的比值叫做自感系數,也叫做電感。
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理:
1.磁芯在加工過程中產生的機械應力較大,未得到釋放
2.磁芯內有雜質或空洞磁芯材料本身不均勻,影響磁芯的磁場狀況,使磁芯的磁導率發生了偏差;
3.由于燒結后產生的燒結裂紋;
4.銅線與銅帶浸焊連接時,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,在與銅帶連接時,造成假焊,開路失效
1、耐焊性
低頻片感經回流焊后感量上升 < 20%
由于回流焊的溫度超過了低頻片感材料的居里溫度,出現退磁現象。片感退磁后,片感材料的磁導率恢復到最大值,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%。
耐焊性可能造成的問題是有時小批量手工焊時,電路性能全部合格(此時片感未整體加熱,感量上升?。?。但大批量貼片時,發現有部分電路性能下降。這可能是由于過回流焊后,片感感量會上升,影響了線路的性能。在對片感感量精度要求較嚴格的地方(如信號接收發射電路),應加大對片感耐焊性的關注。
檢測方法:先測量片感在常溫時的感量值,再將片感浸入熔化的焊錫罐里10秒鐘左右,取出。待片感徹底冷卻后,測量片感新的感量值。感量增大的百分比既為該片感的耐焊性大小
2、可焊性
電鍍簡介
當達到回流焊的溫度時,金屬銀(Ag)會跟金屬錫(Sn)反應形成共熔物,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 )。
可焊性檢測
將待檢測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到90%以上,則可焊性合格。
可焊性不良
1)端頭氧化:當片感受高溫、潮濕、化學品、氧化性氣體(SO2、NO2等)的影響, 或保存時間過長,造成片感端頭上的金屬Sn氧化成SnO2,片感端頭變暗。由于SnO2不和Sn、 Ag、Cu等生成共熔物,導致片感可焊性下降。片感產品保質期:半年。如果片感端頭被污染,比如油性物質,溶劑等,也會造成可焊性下降
2)鍍鎳層太薄,吃銀:如果鍍鎳時,鎳層太薄不能起隔離作用?;亓骱笗r,片感端頭上的Sn和自身的Ag首先反應,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。如發現端頭出現坑洼情況,甚至出現瓷體外露,則可判斷是出現吃銀現象的。
3、焊接不良
內應力
如果片感在制作過程中產生了較大的內部應力,且未采取措施消除應力,在回流焊過程中,貼好的片感會因為內應力的影響產生立片,俗稱立碑效應。
判斷片感是否存在較大的內應力,可采取一個較簡便的方法:
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,觀察爐內情況。如聽見噼噼叭叭的響聲,甚至有片子跳起來的聲音,說明產品有較大的內應力。
焊盤設計不當
a.焊盤兩端應對稱設計,避免大小不一,否則兩端的熔融時間和潤濕力會不同
b.焊合的長度在0.3mm以上(即片感的金屬端頭和焊盤的重合長度)
c.焊盤余地的長度盡量小,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
貼片不良
當貼片時,由于焊墊的不平或焊膏的滑動,造成片感偏移了θ角。由于焊墊熔融時產生的潤濕力,可能形成以上三種情況,其中自行歸正為主,但有時會出現拉的更斜,或者單點拉正的情況,片感被拉到一個焊盤上,甚至被拉起來,斜立或直立(立碑現象)。目前帶θ角偏移視覺檢測的貼片機可減少此類失效的發生。
焊接溫度
回流焊機的焊接溫度曲線須根據焊料的要求設定,應該盡量保證片感兩端的焊料同時熔融,以避免兩端產生潤濕力的時間不同,導致片感在焊接過程中出現移位。如出現焊接不良,可先確認一下,回流焊機溫度是否出現異常,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,因此焊接時應特別注意焊接溫度的控制,同時盡可能縮短焊接接觸時間。
回流焊推薦溫度曲線
手工焊推薦溫度曲線
4、上機開路
虛焊、焊接接觸不良
從線路板上取下片感測試,片感性能是否正常
電流燒穿
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造成電流燒穿,片感或磁珠 失效,導致電路開路。 從線路板上取下片感測試,片感失效,有時有燒壞的痕跡。如果出現電流燒穿,失效的產品數量會較多,同批次中失效產品一般達到百分級以上。
焊接開路
回流焊時急冷急熱,使片感內部產生應力,導致有極少部分的內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試,片感失效。如果出現焊接開路,失效的產品數量一般較少,同批次中失效產品一般小于千分級。
5、磁體破損
磁體強度
片感燒結不好或其它原因,造成瓷體強度不夠,脆性大,在貼片時,或產品受外力沖擊造成瓷體破損
附著力
如果片感端頭銀層的附著力差,回流焊時,片感急冷急熱,熱脹冷縮產生應力,以及瓷體受外力沖擊,均有可能會造成片感端頭和瓷體分離、脫落;或者焊盤太大,回流焊時,焊膏熔融和端頭反應時產生的潤濕力大于端頭附著力,造成端頭破壞。
片感過燒或生燒,或者制造過程中,內部產生微裂紋。回流焊時急冷急熱,使片感內部產生應力,出現晶裂,或微裂紋擴大,造成瓷體破損。
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