PCB技術 - 共有パッチインダクタ故障原因概要（PCB組立の発表）

共有パッチインダクタの故障原因まとめPCB基板アセンブリ お知らせ.

チップインダクタの故障原因は主に溶接抵抗，溶接性，溶接不良，機械の開放回路，磁気回路損傷などの5つの局面に反映される。

その前に, 最初に故障モードを理解しましょう PCBA チップインダクタのインダクタと故障メカニズム.

インダクタの故障モード：インダクタンス、オープン回路、インダクタンスおよび他の性能の短絡回路。

チップパワーインダクタの故障理由

加工中の磁気コアによって発生する機械的応力は大きく、解放されていない

磁性コアには不純物や正孔が存在し、磁気コア材料自体が不均一であり、磁気コアの磁界に影響を与え、磁気コアの透磁率が低下する。

焼結後のクラック

銅線が銅溶接部に浸漬溶接により接続されると、錫液がコイル部に飛散し、エナメル線の絶縁層が溶融し、短絡する

銅線が細い場合は、銅ストリップに接続したときに、誤溶接や開回路故障を起こす。

1.溶接 抵抗

リフローはんだ付け後，低周波数パッチパワーインダクタのインダクタンスは＜20 %増加する。

リフローはんだ付けの温度は低周波数チップインダクタのキュリー温度を超えるので消磁が生じる。チップインダクタが消磁した後、チップインダクタ材料の透過率は最大値に戻り、インダクタンスが増加する。一般に、制御範囲は、チップインダクタが溶接熱に対して耐性を示した後、インダクタンスの増加が20 %未満であることである。

溶接抵抗に起因する問題としては、小さなバッチ式の手動溶接では、回路性能はすべて（この時点ではチップインダクタは全体として加熱されず、インダクタンスの上昇は小さい）場合がある。しかし，多数のチップを貼り付けると，いくつかの回路の性能が低下することが分かった。これはリフローはんだ付け後のチップインダクタンスの増加によるものであり，回路の性能に影響する。チップインダクタ（信号受信および送信回路など）のインダクタンス精度に厳しい要件がある場所では、チップインダクタのはんだ付け抵抗に注意を払う必要がある。

検出方法：まず室温でチップインダクタのインダクタンス値を測定し、チップインダクタを溶融はんだ中に10秒程度浸漬して取り出す。チップインダクタが完全に冷却された後、チップインダクタの新しいインダクタンス値を測定する。インダクタンス増加の割合は、チップインダクタのはんだ抵抗である。

2.溶接性

リフロー温度に達すると、金属銀（Ag）は金属錫（Sn）と反応して共晶を形成するので、チップインダクタの銀端に直接TiNをめっきすることができない。その代わりに、ニッケル（約2 um）を銀端にメッキして絶縁層を形成し、その後、スズ（4−8μm）をメッキする。

溶接性試験

チップで試験されたチップインダクタの端をきれいにして、チップインダクタを溶融ハンダ中に浸して約4秒間持続させて取り出す。チップインダクタ端のはんだカバレッジが90 %以上に達すると，はんだ付け性が修飾される。

溶接性

終了酸化：高温、湿度、化学物質、酸化性ガス（SO 2、NO 2等）によって電気的に影響を受けたり、蓄積時間が長すぎるとチップインダクタ端部の金属Snが酸化されてSnO 2になり、チップインダクタ端が暗くなる。SnO 2はSn、Ag、Cu等の共晶を形成しないため、チップインダクタンスのはんだ付け性が低下する。SMDインダクタのシェルフライフ半年チップインダクタの先端が油性物質や溶剤等の汚染されると、はんだ付け性も低下する。

ニッケルめっき層が薄すぎると、ニッケルメッキの場合、ニッケル層が薄くなり、分離の役割を果たす。リフローはんだ付けの間、チップインダクタの先端のSnは、自身のAgと反応し、チップインダクタのチップ上のSnとパッド上のはんだペーストとの間のCo融解に影響を及ぼし、銀の寄生現象とチップインダクタのはんだ付け性の低下をもたらす。

判定方法：溶融インダクタにチップインダクタを数秒間浸して取り出す。最後にpotholesが見つかったり、磁器本体が露出している場合は、銀食が起こると判断できる。

不良溶接

内部応力

もしSMD インダクタは大きな 内部応力 製造工程では、応力を除去するための措置は取られない, これSMD インダクタの影響力のために立ち上がる 内部応力 リフローはんだ付け中, 通称モニュメント効果.

簡単な方法を用いてチップインダクタが大きな内部応力を有するかどうかを判定することができる。

何百ものチップ・インダクタをとって、一般的なオーブンまたは低温炉に入れて、温度をおよそ230度まで上げて、温度を保って、炉で状況を観察してください。あなたがクラッピング音を聞くならば、あるいは、飛び上がるフィルムの音さえ、それは製品が大きな内部のストレスを持っていることを示します。

元素変形

チップインダクタが曲げ変形した場合、溶接時の増幅効果が生じる。

溶接不良と不完全溶接

不適当な パッドデザイン

パッドの両端は、異なるサイズを避けるために対称的に設計されなければならない。そうでなければ、両端の溶融時間と濡れ力は異なる。

b .溶接長は0.3 mm以上（パッチインダクタとパッドの金属端部の重なり長さ）である。

c .パッドスペースの長さは、できるだけ小さく、通常0.5 mm以下とする。

d .パッド自体の幅はあまり広くなければならず、その幅はMLCI幅に比べて0.25 mmを超えてはならない。

3.不良パッチ

ハンダペーストの凹凸や半田ペーストのアングルによりチップインダクタンスがずれた場合は、アングル時間がかかる。パッド溶融時に発生する濡れ力により、上記の3つの状況が形成され、自己訂正が主であるが、より斜めまたは1点で引っ張られることがある。パッチインダクタは、パッド上にプルアップされるか、またはプルアップ、傾斜または直立（モニュメント現象）。角度オフセット視覚検出を行う配置機では，このような障害の発生を低減できる。

4.溶接温度

リフロー溶接機の溶接温度曲線は、はんだの要求に応じて設定する必要がある。チップインダクタの両端のハンダが同時に溶けることを確実にし、両端の濡れ力を発生させる時間が異なるため、溶接プロセス中のチップインダクタの変位を回避する。溶接が悪い場合は、まずリフロー溶接機の温度が異常かはんだが変化したかを確認する。

インダクタは、急速冷却、急速加熱または局部加熱の場合に損傷を受けやすい。したがって、溶接時の溶接温度の制御に特別の注意を払わなければならない。

4、開放回路、機械の不完全な溶接および貧しい溶接接点

回路 基板からチップインダクタンスを除去し、チップインダクタンス性能が正常かどうかをテストする。

カレントバーンスルー

選択されたチップインダクタの磁気ビードの定格電流が小さい場合、または回路に大きなインパルス電流がある場合、電流はバーンインし、チップインダクタまたは磁気ビーズは失敗し、開放回路となる。テスト用回路基板からチップインダクタンスを除去する。チップインダクタンスは故障し、時には燃え尽きる。現在のバーンスルーが発生した場合、失敗した製品の数はより多くなり、同じバッチ内の失敗した製品は一般的に100グレード以上に達する。

溶接開回路

リフローはんだ付け中の急速な冷却及び加熱は、チップインダクタに応力を生じさせ、icチップインダクタの小さな部分の欠陥によって開回路電位を生じさせ、チップインダクタの開回路となる。チップインダクタンステストを回路基板から除去し、チップインダクタンスが不良となる。開路溶接の場合は、一般に不良品の数は少なく、同一バッチ内の不良品の数は概ね1000未満である。

磁石強度

チップインダクタの焼結不良やその他の理由により、磁器本体の全体的な強度及び脆性が不十分となる。チップがペーストされるとき、または外力によって製品が衝撃を受けると、磁器本体が破損する。

接着

SMDインダクタの先端における銀層の密着性が悪い場合、リフロー溶接時には、SMDインダクタは急速に冷却され加熱され、熱膨張及び収縮による応力、磁器本体は外力によって衝撃を受け、SMDインダクタチップ及び磁器本体の分離及び脱落を引き起こすことがあるまたはパッドが大きすぎる。リフローはんだ付け時には、はんだペースト溶融と端反応により発生する濡れ力は端部接着より大きくなり、結果的に端部損傷となる。

チップ・インダクタは、焼かれるかまたは焼かれるかまたはマイクロクラックが製造プロセスにおいて、生じる。リフローはんだ付け中の急速な冷却と加熱は、チップインダクタ、結晶亀裂または微小亀裂膨張における応力を引き起こし、磁石損傷などの結果となる。