CN103151162A - 绝缘线圈的制造方法 - Google Patents

Abstract

一种绝缘线圈的制造方法，主要先提供一包含有一导电部以及设置于该导电部端缘的连接面的导电薄片，再分别焊接至少一接脚于该两个连接面以形成一导线结构。利用绝缘涂料完整包覆于该导电薄片以及该接脚表面区域后，硬化位于该导电薄片以及该接脚表面上的绝缘涂料以形成一绝缘层。最后将表面具有该绝缘层的导线结构环状缠绕为一具有既定数目匝圈的导电线圈。藉此，整体导电线圈的表面不会有突起的结构而破坏绝缘层的完整性，以具备较佳的绝缘效果。

Description

绝缘线圈的制造方法

技术领域

本发明涉及一种线圈的制造方法，尤指一种绝缘线圈的制造方法。

背景技术

感应线圈为一种载流元件，当通以电流可产生磁场，常应用于电感或变压器等电子元件上。一般的感应线圈由圆柱形线状的金属导体缠绕呈螺旋结构所形成，并于金属导体表面附有一层绝缘漆。理想的环境下，通过金属导体内的电子应该均匀分布于截面积上；然而，实际上，特别是高频的状态，金属导体内的电子集中于表面的位置，使得中央区域空泛化，也减少金属导体所能运送电子的面积，大幅减低电子传送的效率，称为集肤效应(Skin Effect)。目前电子产品对于功率的需求日益增加，若要输送较大高频电流，势必须使用直径较大的圆柱状金属导线才能具备较大的表面积而满足需求，然而，大直径圆柱状金属导线无疑限制了电子产品微型化的可能。

为能够解决上述圆柱状金属导线的问题，业界发展出扁平导线。相较于圆柱状金属导线，扁平导线具有较大的表面积，纵使在高频的状态下，也能提供较佳的电流运送量。除此之外，扁平导线也可避免在缠绕堆栈成线圈状态时所产生多余的空隙，可以减少线圈的体积，符合电子产品微型化的需求。一般扁平导线在制作的过程，首先将金属(如铜金属等)压力加工，使金属通过圆形模具，而得到所预先设定截面积尺寸的圆柱状裸线。再者，将该圆柱状裸线再一次经过外力挤压形变成扁平状裸线。或者，先成形一较大的金属平板，于该金属平板上定义出多个相互平行的长形切割区域，再利用切割机具将该金属平板切割出多个长型扁平裸线。

传统扁平状裸线产生电性接脚的方式，可以在前述切割金属平板时，先行定义出接脚的位置，于加工时连同扁平裸线一并切割成形。然而，利用一体切割成型接脚的方式，虽然可以节省接脚成形的时间，然而，将会导致大量金属废料的产生，而增加生产成本。另一方面，可分别成形长形扁平裸线以及扁平接脚，在扁平裸线的端部以叠合的方式焊接扁平接脚，而形成具有接脚的扁平导线。然而，此种叠合接脚的成形方式，将会使扁平导线局部厚度增加，使后续进行缠绕导线时，于每一匝圈之间形成空隙，增加整体金属线圈的厚度。甚者，传统扁平状裸线常利用绝缘胶带包覆表面而具备绝缘的能力，前述扁平裸线与接脚叠合的位置也容易破坏绝缘胶带的结构，而使该位置的金属材料裸露出来，一旦空气中具有较高的湿气或者水气，易产生短路的问题，影响电子元件的正常工作，而无法通过安全规定。

发明内容

本发明的主要目的，在于解决传统于扁平裸在线形成接脚时，增加整体线圈体积的问题，也欲克服扁平裸线与接脚叠合的位置容易破坏绝缘层而导致电器短路的问题。

为达上述目的，本发明提供一种绝缘线圈的制造方法，包括步骤有：

a)提供一导电薄片的步骤：该导电薄片包含有一导电部以及设置于该导电部端缘并与其相互垂直的连接面，该连接面的宽度小于该导电部的长度以及宽度；

b)连接至少一接脚的步骤：分别连接一接脚于该两个连接面以形成一导线结构(也称作“导线架构”)，该接脚具有与该连接面相互焊接的接合面，该接合面的宽度等于或小于该连接面的宽度；

c)绝缘涂装该导线结构的步骤：利用绝缘涂料完整包覆于该导电薄片以及该接脚表面区域；

d)形成绝缘层的步骤：硬化位于该导电薄片以及该接脚表面上的绝缘涂料以形成一绝缘层；以及

c)缠绕线圈的步骤：将表面具有该绝缘层的导线结构环状缠绕为一具有既定数目匝圈的导电线圈。

于一实施例中，该接脚的接合面是以激光焊接的方式接合于该导电薄片的连接面。

于一实施例中，该接脚的接合面是以锡料焊接的方式接合于该导电薄片的连接面。

于一实施例中，该接脚的接合面是以超声波焊接的方式接合于该导电薄片的连接面。

于一实施例中，该接脚的接合面是以氩弧焊接的方式接合于该导电薄片的连接面。

于一实施例中，该导电薄片的材料为铜或铝；该接脚的材料为铜或铝。

于一实施例中，于绝缘涂装该导线结构的步骤中，提供一带有电荷的绝缘涂料，并驱动该绝缘涂料向具有与该绝缘涂料相异极性的该导线结构移动，使该绝缘涂料完整包覆于该导线结构的表面。

于一实施例中，于绝缘涂装该导线结构的步骤中，提供粉末绝缘涂料高速通过一摩擦管而带有电荷，混合该带有电荷的粉末绝缘涂料与空气，并驱动该粉末绝缘涂料向具有与该粉末绝缘涂料相异极性的该导线结构移动，使该粉末绝缘涂料完整包覆于该导线结构的表面。

于一实施例中，于绝缘涂装该导线结构的步骤中，包括步骤有：提供粉末绝缘涂料于一流化装置；流化该粉末绝缘涂料；加温该导线结构，以气体驱动覆盖该粉末绝缘涂料于该导线结构的表面；以及整平覆盖于该导线结构表面的该粉末绝缘涂料。

于一实施例中，于该形成绝缘层的步骤，施以一硬化激发光，使该绝缘涂料硬化形成该绝缘层；该硬化激发光为红外光或紫外光。

于一实施例中，于该形成绝缘层的步骤，施以一硬化温度，使该绝缘涂料硬化形成该绝缘层。

于一实施例中，在完成该形成绝缘层的步骤后，重复进行该绝缘涂装该导线结构的步骤以及形成绝缘层的步骤以增加该绝缘层的数目；该绝缘层的数目介于1至5层。

于一实施例中，该连接面的长度小于该导电部的宽度。

于一实施例中，该导电薄片的该导电部包含有一开槽，该开槽包含有至少一平行于该连接面的辅助连接面。

于一实施例中，还包含有连接一辅助接脚的步骤，该辅助接脚连接于该开槽中的辅助连接面，该辅助接脚具有与该辅助连接面相互焊接的辅助接合面，该辅助接合面的宽度等于或小于该辅助连接面的宽度。

于一实施例中，该辅助连接面的长度小于该导电部的宽度。

本发明绝缘线圈的制造方法，利用导电薄片上设置于该导电部端缘的连接面以及接脚上宽度等于或小于该连接面宽度的接合面相互接合，使整体导电导线结构呈现平整态样，藉此避免于缠绕线圈的过程中产生局部突起结构，而增加整体线圈体积或者因突起而破坏绝缘层，进而使线圈结构具有较佳的绝缘能力，并且增加线圈微型化的可能性。

附图说明

图1为本发明绝缘线圈的制造方法一实施例的步骤方框示意图，

图2-1至图2-5为本发明绝缘线圈的制造方法一实施例的加工流程示意图，

图3-1至图3-3为本发明绝缘线圈的制造方法另一实施例导电薄片与接脚以及辅助接脚接合流程示意图，

图4为本发明绝缘线圈的制造方法再一实施例的导电薄片与接脚组合示意图。

具体实施方式

涉及本发明的详细说明及技术内容，现就配合图式说明如下：

请参阅图1所示，本发明一实施例的步骤方框示意图，如图所示：本发明涉及一种绝缘线圈的制造方法，主要包括步骤有：

a)提供一导电薄片的步骤(S10)：该导电薄片包含有一导电部以及设置于该导电部端缘并与其相互垂直的连接面，该连接面的宽度小于该导电部的长度以及宽度；

b)连接至少一接脚的步骤(S20)：分别连接至少一接脚于该连接面以形成一导线结构，该接脚具有与该连接面相互焊接的接合面，该接合面的宽度等于或小于该连接面的宽度；

c)绝缘涂装该导线结构的步骤(S30)：利用绝缘涂料完整包覆于该导电薄片以及该接脚表面区域；

d)形成绝缘层的步骤(S40)：硬化位于该导电薄片以及该接脚表面上的绝缘涂料以形成一绝缘层；以及

e)缠绕线圈的步骤(S40)：将表面具有该绝缘层的导线结构环状缠绕为一具有既定数目匝圈的导电线圈。

于本发明中，适用的导线种类是以导电薄片10为主，如图2-1所示。该导电薄片10包含有一长形导电部11，以及设置于该导电部11端缘并与其相互垂直的连接面12，该连接面12可垂直于该导电部11延伸方向。该连接面12的宽度Wb小于该导电部11的长度La或者宽度Wa。于本实施例中，该导电薄片10的材料为铜或铝，也可使用其他导电金属。本发明也提供一接脚20，如图2-2所示，该接脚20相对于该两个连接面12具有一接合面21，该接合面21的宽度Wc等于或小于该连接面12的宽度Wb。该接脚20的材料选用与该导电薄片10相同的材料。该接脚20的接合面21可利用激光焊接、锡料焊接或超声波焊接或氩弧焊接的方式稳固接合于该导电薄片10的连接面12，以形成一导线结构30。由于该接合面21的宽度Wc不大于该连接面12的宽度Wb，当该接脚20与该导电薄片10相互焊接后，不会凸出于该导电薄片10的导电部11。另者，该连接面12a设置于该导电部11a端缘并向一边倾斜，如图4所示，该接脚20a具有相对于该连接面12a倾斜角度的接合面21a，使该接脚20a得以与该导电部11a稳定相互焊接，以形成该导线结构。

待该接脚20与该导电薄片10接合后，利用绝缘涂料完整包覆于该导电薄片10以及该接脚20表面区域。本发明绝缘涂装的方式可以多种形式达成，以下列出可使用的实施方式。

于一实施例中，首先，准备一绝缘涂料于一储存桶中，该绝缘涂料可为环氧树脂、丙烯酸树脂(也称作“压克力树脂”)、硅树脂(也称作“硅利康树脂”)或聚胺酯树脂。将该绝缘涂料至于一喷枪中，该喷枪枪头内部具有金属放电导流针，该导流针上接上高压负极，而该导线结构30则接地形成正极，使该喷枪枪头与该导线结构30之间形成一强静电电场。利用一压缩空气将该绝缘涂料从该储存桶送至该喷枪枪头的导流针时，由于导流针接上高压负极产生的电晕放电，在其附近产生了密集的负电荷，使该绝缘涂料带上负电荷，并进入了电场强度很高的静电场。在静电力和高压运送气体的双重作用下，该绝缘涂料均匀地飞向接地的该导线结构30表面，并包覆于该导线结构30形成厚薄均匀的绝缘层40。

于另一实施例中，先准备一粉末绝缘涂料；该粉末绝缘涂料可为环氧树脂、丙烯酸树脂、硅树脂或聚胺酯树脂。该粉末绝缘涂料先储存于一储存桶中，通过粉体泵浦所产生的一高压气体送至一摩擦枪的摩擦管中，由于该摩擦管不具导电性，该粉末绝缘涂料于该摩擦管中与管壁相互碰撞而摩擦起电，使该粉末绝缘涂料带正电。由于粉末绝缘涂料是利用摩擦起电的方式带电，所带电荷极小，因此带电粉末绝缘涂料形成极弱的空间电场，其电场强度决定于该粉末绝缘涂料粒子的正电带电量。接着，该高压气体将该摩擦管中的带电粉末绝缘涂料输送至该导线结构30，利用静电引力而使该粉末绝缘涂料均匀分布于该导线结构30的表面。

于另一实施例中，将准备好的粉末绝缘涂料置于一流化装置中，该流化装置内利用一压缩空气使该粉末绝缘涂料松动并处于流化状态。再者，将形成好的该导线结构30预热后，置入具有流化粉末绝缘涂料的流化装置中，利用一推平工具将覆盖于该导线结构30上的粉末绝缘涂料整平。由于预热好的导线结构30会熔化该粉末绝缘涂料，使该粉末绝缘涂料附着于该导线结构30的表面。

当完成将该绝缘涂料附着于该导线结构30的步骤后，可利用热硬化制程，使该些绝缘涂料硬化形成一绝缘层40覆盖于该导线结构30的表面，如图2-4所示。其中，进行热硬化制程时，施以一硬化温度，该硬化温度介于100℃至250℃，施加该硬化温度的时间介于5至120分钟。除了热硬化制程之外，也可使用光硬化制程硬化该绝缘涂料，其中，可选用红外光或紫外光等硬化激发光。使用光硬化制程或热硬化制程根据绝缘涂料的不同而选择。此外，若欲增加该导线结构30的绝缘效果，可以于完成绝缘涂料硬化后，再次依据不同的绝缘涂装方式进行涂装以及形成新的绝缘层40，以增加该绝缘层40的数目。其中，该绝缘层40的数目介于1至5层。待该绝缘层40形成于该导线结构30上，可将该导线结构30利用人工或机械的方式缠绕为一具有既定数目匝圈的导电线圈50，如图2-5所示。该导线结构30可依照不同需求决定匝圈的数目，使该导线结构30得以适用于各种的电子装置。

于前述实施利中，该连接面12的长度Lb等于该导电部11的宽度Wa。于另一实施例中，如图3-1所示，该连接面12的长度Lb小于该导电部11的宽度Wa。该接脚20利用该接合面21接合于该导电薄片10的连接面12，如图3-2所示。除此之外，该导电薄片10的该导电部11两端缘之间具有一开槽13，该开槽13包含有至少一平行于该连接面12的辅助连接面131。该开槽13供一辅助接脚22插设，该辅助接脚22具有与该辅助连接面131相互焊接的辅助接合面221，使该辅助接脚22连接于该开槽13中，如图3-3所示，该辅助接合面221的宽度Wd等于或小于该辅助连接面131的宽度Wf。待该辅助接脚22与该导电薄片10接合后，也可利用前述多种绝缘涂装方法完整包覆于该导电薄片10以及该辅助接脚22表面区域，以形成一导线结构30a。最后，待该绝缘层40形成于该导线结构30a上，可将该导线结构30a利用人工或机械的方式缠绕为一具有既定数目匝圈的导电线圈。

综上所述，本发明绝缘线圈的制造方法利用导电薄片上设置于该导电部端缘的连接面以及接脚上宽度等于或小于该连接面宽度的接合面相互接合，使整体导电导线结构呈现平整态样，藉此避免于缠绕线圈的过程中产生局部突起结构，使线圈中各匝圈之间平整贴合，有效缩小整体线圈的体积。另外，本发明利用绝缘涂装的方式将绝缘涂料包覆于导电薄片以及接脚的表面，并于其表面形成完整的绝缘层，使线圈结构具有较佳的绝缘能力。

以上已将本发明做一详细说明，然而以上所述者，仅为本发明的一优选实施例而已，当不能限定本发明实施的范围。即凡依本发明权利要求范围所作的均等变化与修饰等，皆应仍属本发明的专利涵盖范围内。

Claims (22)

1.一种绝缘线圈的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括以下步骤：

提供一导电薄片的步骤：所述导电薄片包含有一导电部以及设置于所述导电部的端缘并与所述导电部相互垂直的连接面，所述连接面的宽度小于所述导电部的长度以及宽度；

连接至少一接脚的步骤：分别于所述连接面连接至少一接脚以形成一导线结构，所述接脚具有与所述连接面相互焊接的接合面，所述接合面的宽度等于或小于所述连接面的宽度；

绝缘涂装所述导线结构的步骤：利用绝缘涂料完整包覆于所述导电薄片以及所述接脚的表面区域；

形成绝缘层的步骤：硬化位于所述导电薄片以及所述接脚的表面上的绝缘涂料以形成一绝缘层；以及

缠绕线圈的步骤：将表面具有所述绝缘层的导线结构缠绕为具有既定数目匝圈的呈环状的一导电线圈。

2.根据权利要求1所述的绝缘线圈的制造方法，其特征在于，所述接脚的接合面是以激光焊接的方式接合于所述导电薄片的连接面。

3.根据权利要求1所述的绝缘线圈的制造方法，其特征在于，所述接脚的接合面是以锡料焊接的方式接合于所述导电薄片的连接面。

4.根据权利要求1所述的绝缘线圈的制造方法，其特征在于，所述接脚的接合面是以超声波焊接的方式接合于所述导电薄片的连接面。

5.根据权利要求1所述的绝缘线圈的制造方法，其特征在于，所述接脚的接合面是以氩弧焊接的方式接合于所述导电薄片的连接面。

6.根据权利要求1所述的绝缘线圈的制造方法，其特征在于，所述导电薄片的材料为铜或铝。

7.根据权利要求1所述的绝缘线圈的制造方法，其特征在于，所述接脚的材料为铜或铝。

8.根据权利要求1所述的绝缘线圈的制造方法，其特征在于，在绝缘涂装所述导线结构的步骤中，提供一带有电荷的绝缘涂料，并驱动所述绝缘涂料向具有与所述绝缘涂料相异极性的所述导线结构移动，使所述绝缘涂料完整包覆于所述导线结构的表面。

9.根据权利要求8所述的绝缘线圈的制造方法，其特征在于，所述绝缘涂料为环氧树脂、丙烯酸树脂、硅树脂或聚胺酯树脂。

10.根据权利要求1所述的绝缘线圈的制造方法，其特征在于，在绝缘涂装所述导线结构的步骤中，提供粉末绝缘涂料高速通过一摩擦管而带有电荷，混合带有电荷的所述粉末绝缘涂料与空气，并驱动所述粉末绝缘涂料向具有与所述粉末绝缘涂料相异极性的所述导线结构移动，使所述粉末绝缘涂料完整包覆于所述导线结构的表面。

11.根据权利要求10所述的绝缘线圈的制造方法，其特征在于，所述粉末绝缘涂料为环氧树脂、丙烯酸树脂、硅树脂或聚胺酯树脂。

12.根据权利要求1所述的绝缘线圈的制造方法，其特征在于，在绝缘涂装所述导线结构的步骤中，包括以下步骤：

提供粉末绝缘涂料于一流化装置；

流化所述粉末绝缘涂料；

加温所述导线结构，以气体驱动所述粉末绝缘涂料覆盖于所述导线结构的表面；以及

整平覆盖于所述导线结构的表面的所述粉末绝缘涂料。

13.根据权利要求12所述的绝缘线圈的制造方法，其特征在于，所述粉末绝缘涂料为环氧树脂、丙烯酸树脂、硅树脂或聚胺酯树脂。

14.根据权利要求1所述的绝缘线圈的制造方法，其特征在于，在所述形成绝缘层的步骤中，施以一硬化激发光，使所述绝缘涂料硬化形成所述绝缘层。

15.根据权利要求14所述的绝缘线圈的制造方法，其特征在于，所述硬化激发光为红外光或紫外光。

16.根据权利要求1所述的绝缘线圈的制造方法，其特征在于，在所述形成绝缘层的步骤中，施以一硬化温度，使所述绝缘涂料硬化形成所述绝缘层。

17.根据权利要求1所述的绝缘线圈的制造方法，其特征在于，在完成所述形成绝缘层的步骤后，重复进行所述绝缘涂装所述导线结构的步骤以及所述形成绝缘层的步骤以增加所述绝缘层的数目。

18.根据权利要求17所述的绝缘线圈的制造方法，其特征在于，所述绝缘层的数目介于1至5层。

19.根据权利要求1所述的绝缘线圈的制造方法，其特征在于，所述连接面的长度小于所述导电部的宽度。

20.根据权利要求1所述的绝缘线圈的制造方法，其特征在于，所述导电薄片的所述导电部包含有一开槽，所述开槽包含有平行于所述连接面的至少一辅助连接面。

21.根据权利要求20所述绝缘线圈的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包含有连接一辅助接脚的步骤，所述辅助接脚连接于所述开槽中的辅助连接面，所述辅助接脚具有与所述辅助连接面相互焊接的辅助接合面，所述辅助接合面的宽度等于或小于所述辅助连接面的宽度。

22.根据权利要求1所述绝缘线圈的制造方法，其特征在于，所述辅助连接面的长度小于所述导电部的宽度。

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