前言

為了降低對(duì)環(huán)境的影響，抵抗能源價(jià)格的上漲,，各個(gè)領(lǐng)域都盡量實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,。由此，產(chǎn)品上使用的零部件需要進(jìn)一步提高性能和強(qiáng)化功能,。零部件性能的提升還可以節(jié)省空間,，降低功耗。本文中,，我們使用X射線CT設(shè)備觀察低功耗電感（線圈）中被稱為功率電感的電子部件,。

圖1 insprXio SMX-225CT FPD HR Plus外觀圖

功率電感的特點(diǎn)

電感是一種由銅線纏繞而成，能夠儲(chǔ)存電能的電子元件,，它的作用是穩(wěn)定實(shí)裝基板的電流,，是一般電路設(shè)計(jì)所必需的器件。電感有各種各樣的形狀和結(jié)構(gòu),，有銅線纏繞的繞線型,，也有貼片電感,。貼片電感有屏蔽式結(jié)構(gòu)和無(wú)屏蔽式結(jié)構(gòu)，屏蔽式結(jié)構(gòu)是在（鐵）芯上纏繞銅線,，從部件的兩側(cè)就可以確認(rèn)內(nèi)部狀態(tài),。

無(wú)屏蔽式結(jié)構(gòu)貼片電感是用混合磁性材料的樹脂封裝銅線的，所以無(wú)法肉眼確認(rèn)內(nèi)部狀態(tài),。對(duì)于不能從外部觀察銅線狀態(tài)部件,，可以使用X射線透視設(shè)備和CT設(shè)備進(jìn)行無(wú)損檢查。 

對(duì)功率電感的觀察過程

X射線CT設(shè)備inspeXio SMX-225CT FPD HR Plus（圖1）的探測(cè)器使用大平板接收器,，可以拍攝整個(gè)實(shí)裝基板圖像,， 但是這種基板上的功率電感大多是小型器件，所以采取放大拍攝的方法觀察其細(xì)節(jié),。我們從產(chǎn)品（圖2）中取出功率電感部分（圖3）進(jìn)行拍攝,，以了解結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。圖3中①為屏蔽式功率電感,，②為無(wú)屏蔽式功率電感,。

圖4是屏蔽式功率電感的透視圖像，圖5是無(wú)屏蔽式功率電感的透視圖像,。屏蔽式電感在線圈周圍有空間,，可以看到左右都是開放的。這是為了確保預(yù)留調(diào)節(jié)所需狹縫,。無(wú)屏蔽式功率電感由于線圈周圍的磁性樹脂起到狹縫的作用,，因此不需要預(yù)留狹縫結(jié)構(gòu)。因此,，無(wú)屏蔽式更易于小型化,，而且磁性樹脂封裝不受振動(dòng)和濕度的影響。然而,，對(duì)無(wú)屏蔽式結(jié)構(gòu)的電感,，當(dāng)其受到來自外部的壓力超過耐受值時(shí)，樹脂封裝可能破裂,。

對(duì)無(wú)屏蔽式功率電感進(jìn)行CT成像,，并進(jìn)行MPR顯示，如圖6所示,。      

Multi Planer Reconstruction(MPR)是從拍攝的CT圖像中顯示任意截面圖像的功能,，可以在圖像②和圖像③中顯示與CT圖像①垂直相交的截面圖像，并在圖像④中顯示任意角度的截面圖像,。在CT圖像中,，密度越高的部分，顯示顏色越白，因此,，作為銅線的線圈看起來比磁性樹脂更白,。此外，在②和③的中心附近可以看到磁性樹脂的裂縫（裂紋）,。④中可以確認(rèn)連接功率電感和基板的焊料中的孔隙（氣泡）,。

另外，使用三維軟件VGSTUDIO MAX,，可以實(shí)現(xiàn)CT圖像的VR（Volume Rendering）顯示,，以更接近實(shí)物的形式進(jìn)行觀察。 這樣可以更詳細(xì)地觀察線圈導(dǎo)線的形狀,，以及貼裝時(shí)與基板的焊點(diǎn)狀態(tài)（圖7）。此外,，如圖8所示,，通過裂紋的可視化，可以立體地觀察裂紋的形狀和發(fā)展情況,，進(jìn)而分析產(chǎn)品中出現(xiàn)異常的情況,，并研究制造過程中出現(xiàn)的不相容性。

此外,，如圖9和圖10所示,，可以僅提取線圈部分圖像并觀察繞線部分的狀態(tài)。還可以通過與合格產(chǎn)品的CT數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,，來確認(rèn)線圈導(dǎo)線的變形,。

通過使用VGSTUDIO MAX的可選功能，可以可視化磁性樹脂中的氣泡（空隙）,，并量化位置和體積（圖11）,。除了確認(rèn)氣泡產(chǎn)生的情況外，還可以通過各種數(shù)字化信息確定缺陷產(chǎn)生的情況,，并通過改變磁性樹脂的配方和填充條件,，提高制造效率，比如提高產(chǎn)量,。

總結(jié)

由于X射線CT設(shè)備可以無(wú)損地觀察物體內(nèi)部,，因此可以在同一產(chǎn)品上進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試和熱沖擊測(cè)試等循環(huán)測(cè)試，并觀察每個(gè)測(cè)試周期內(nèi)部件內(nèi)部狀態(tài)變化的過程,。這樣可以減少測(cè)的試數(shù)量和工時(shí),。

因此，X射線CT設(shè)備不僅有助于分析破壞的過程,，而且還有助于通過減少樣品數(shù)量來縮短開發(fā)時(shí)間和降低成本,。

此外，還可以使用特定的軟件來執(zhí)行各種分析。

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