Induktivitäten Risse in der Drossel – Schönheitsfehler oder KO-Kriterium?

Autor / Redakteur: Ranjith Bramanpalli * / Dipl.-Ing. (FH) Thomas Kuther

Mit einer Mischung aus Eisenpulver und Bindemittel umpresste Drosseln können produktionsbedingt Risse aufweisen. Wir verraten Ihnen, ob und welche Auswirkungen diese haben können.

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Umpresste Speicherdrosseln wie diese der WE-LHMI-Serie können produktionsbedingt Risse aufweisen, die allerdings keine negativen Auswirkungen auf elektrische Leistungsfähigkeit oder Zuverlässigkeit haben müssen.
Umpresste Speicherdrosseln wie diese der WE-LHMI-Serie können produktionsbedingt Risse aufweisen, die allerdings keine negativen Auswirkungen auf elektrische Leistungsfähigkeit oder Zuverlässigkeit haben müssen.
(Bild: Würth Elektronik eiSos)

Dieser Beitrag beschreibt den Einfluss kleiner Risse in Kernen von Speicherinduktivitäten der WE-LHMI-Produktserie von Würth Elektronik eiSos, die bei der Produktion dieser Spulenarten auftreten können. Die WE-LHMI Produktreihe wird im Molding-Verfahren hergestellt, mit welchem man eine hohe Leistung auf kleinem Platz erzielen kann, z.B. für Laptops, Tablets, akkubetriebene Geräte usw. In diesem Bereich nimmt der Bedarf an leistungsfähigen und kompaktenGeräten immer mehr zu. Die Vorteile der WE-LHMI-Produkte sind der hohe Sättigungsstrom mit weicher Sättigungscharakteristik, geringe Kernverluste, eine hohe Betriebstemperatur und kleine Bauformen.

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Anders als bei den meisten Kernen von Speicherinduktivitäten ist der WE-LHMI-Kern kein Ferrit, sondern eine Mischung aus Eisenpulver und einem Bindemittel, der um den Spulenkern gepresst wird. Das Bindemittel erzeugt einen verteilten Luftspalt und wirkt sich vor allem positiv auf die elektrischen Eigenschaften der Spule aus. Nach dem Pressen wird die Speicherinduktivität in einem Ofen ausgehärtet, wodurch die Bindung zwischen Bindemittel und Eisenpulver verstärkt wird. Anders als bei anderen umpressten Spulen ist die Oberfläche der WE-LHMI-Spule mit einer zusätzlichen Lackschicht versehen, um langfristig eine Rostbildung zu vermeiden. Diese Rostbildung könnte die elektrischen Eigenschaften der Spule während der gesamten Lebensdauer beeinträchtigen.

Das Aussehen der Drossel und die Folgen

Eine perfekte Form des Kerns ist stets wünschenswert, doch sind die Möglichkeiten ein solches Erscheinungsbild aufrechtzuerhalten, aufgrund des beim Formen des Kerns eingesetzten Fertigungsprozesses, begrenzt. Wir werden in diesem Beitrag die Auswirkungen eines nicht perfekten Kerns untersuchen.

Ob mit oder ohne optische Mängel: Alle WE-LHMI-Produkte haben alle branchenüblichen Standardtests wie Temperaturschocks, mechanische Stöße, Anschlusskräfte, Schwingungen, Luftfeuchtigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit, Lebensdauer usw. erfolgreich bestanden. Zudem haben diese Mängel keine Auswirkungen auf Zuverlässigkeit oder Leistungsfähigeit.

Risse an verschiedenen Seiten der Drossel mit unterschiedlichen Auswirkungen

Risse im Bereich des Kerns sind praktisch nicht zu vermeiden. Die Ursache dafür ist das Aushärten des Bindemittel und Eisenpulver während des Formens. Beim Auswerfen des Bauteils aus dem Presswerkzeug entstehen durch Wandreibung kleine Risse. Anders als bei gesinterten Spulen haben kleine bis mittelgroße Risse keine Auswirkungen auf die elektrischen Eigenschaften der WE-LHMI-Spulen. Um jedoch eine optimale Qualität zu gewährleisten, gelten in der Qualitätsprüfung Vorschriften, die eine maximale Rissstärke definieren.

Der Haarriss H darf eine Länge von 1/3 H (siehe Bild 1 in der Bildergalerie) an der linken und rechten Anschlussseite nicht überschreiten, andernfalls wird das Bauteil bei der Fertigung aussortiert.

Die Spulen werden in der Produktion einer Sichtprüfung per Lupe, CCD-Kamera oder Mikroskop mit 10-facher Vergrößerung unterzogen. Die Bilder 1 und 4 zeigen Risse an einer Anschlussseite mit einer Länge von mehr als 1/3 H, die deswegen nicht akzeptabel sind, bei den Bildern 2 und 3 wird der Wert von 1/3 H unterschritten und die Bauteile sind akzeptabel. Alle anderen Risse müssen kleiner als H sein, sonst wird das Bauteil aussortiert.

Ein Riss an der Oberfläche, wie er in Bild 5 gezeigt ist, ist inakzeptabel.

Risse können auch auf der Unterseite im Bereich der Pad-Oberfläche auftreten. Ist ein solcher Riss kürzer als 2 mm, dann gilt das Bauteil als akzeptabel.

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