No.007 某固定线绕电感器在组装过程中直流电阻值下降

1.现象描述及分析

(1) 现象描述

① 某型号固定线绕电感器在组装过程中某二引脚间直流电阻值偏低,如图No.007-1所示。

② 对所有不良品进行解剖分析,由外到内逐层拆开胶纸和绕组,每拆开一层胶纸或绕组,均测试某二引脚间的直流电阻值,直至拆到最内层绕组时测试某二引脚之间的直流电阻值均为0.3Ω左右。而当抬起最内层绕组的横拉漆包线时,该二引脚间阻值立即上升为0.7~0.8Ω,恢复到正常水平。

图No.007-1 某固定线绕电感器在组装过程中某二引脚间直流电阻值偏低

(2) 现象分析

① 良品电感器横拉漆包线的外观如图No.007-2所示。在100倍显微镜下观察,发现电感器5~8绕组横拉线漆膜均有机械变形,但变形坑较小,且变形坑底部未见有漆膜剥落痕迹。

图No.007-2 良品电感器横拉漆包线的外观

② 不良品电感器横拉漆包线的外观如图No.007-3所示。从该图中可以观察到明显的机械变形,变形坑较大,坑底部有明显的漆膜剥落痕迹,而且在压坑的侧面还存在漆包层开裂现象。

图No.007-3 不良品电感器横拉漆包线的外观

③ 该物料在2008年8月—2009年8月使用期间均未发现此类质量问题。据供方反馈信息:在该型号产品中曾使用过耐热等级为F级和B级的两种漆包线。

2.形成原因及机理

(1) 形成原因

从上述现象描述和分析中可以判定,不良原因为最内层绕组横拉漆包线漆包层破裂,绝缘性能局部遭到破坏而导致某二引脚之间电阻值偏低。

(2) 形成机理

① 所用漆包线的绝缘材料耐热等级低,不能耐受再流焊接的峰值温度 (有铅再流焊接温度为220~225℃,无铅再流焊接温度为235~250℃) 作用。目前所用漆包线的耐热可分为A级 (105℃)、B级 (130℃)、F级 (155℃)、H级 (180℃)、C级 (≥180℃)。显然B级是远远不能耐受较长时间 (>1 min) 的再流焊接峰值温度的作用的。

② 在再流峰值温度较长时间的作用下,铜线在受到由线匝卷绕时横拉力所形成的压应力作用会发生塑性变形而形成压坑。

正是由于漆包线表面的绝缘材料耐温性能差,再加上机械力的共同作用,在圆柱截面的铜线发生变形过程中,导致了绝缘层的剥离和破裂,使铜芯直接暴露在外而引起局部短路,使某二引脚间直流电阻值变小。

3.解决措施

① 应选择耐热等级较高 (可与再流温度基本匹配) 的漆包线来绕制电感器。

②在确保PCBA整体焊接质量的情况下,应考虑降低再流焊接的峰值温度,减少在峰值温度下的作用时间。

③ 加强对物料来料质量的控管。

④ 加强对再流焊接工艺过程的控制。

⑤ 建议供应商对横拉漆包线进行强化设计,例如,加套耐热等级高的绝缘导管,以增强横拉漆包线的机械强度和绝缘性能。