CN103779071A - 绕线型线圈部件的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种绕线型线圈部件的制造方法，在每次制造绕线型线圈部件时，缩短用于形成外部电极的焊接时间。此外，降低铁氧体铁芯的热损伤，并且能够抑制导线彼此的短路。将导线（20）的端部（25）焊接到铁芯端子部（16）前，通过激光除去端部（25）的包覆材料（22）的一部分。由此，焊接时包覆材料（22）容易被融解，从而缩短焊接时间。此外，能够将焊接温度设定得低，降低铁氧体铁芯（11）的热损伤，并且能够抑制缠绕在卷绕主体（12）上的导线（20）彼此的短路。

Description

绕线型线圈部件的制造方法

技术领域

本发明涉及具有铁氧体铁芯的绕线型线圈部件的制造方法。

背景技术

绕线型线圈部件具有：导线；供导线缠绕的铁氧体铁芯；设置于铁氧体铁芯的用于固定导线的端部的铁芯端子部。铁氧体铁芯由导线直接缠绕的卷绕主体，以及配置于卷绕主体的两端的上挡边法兰盘和下挡边法兰盘构成。导线的端部通过焊接固定于铁芯端子部，由于导线的外周最初被绝缘材料包覆，因此需要在除去导线的端部的绝缘材料后，将导线和焊料电连接。

图8是示出专利文献1（日本特开2006-13239号公报）所述的绕线型线圈部件101的焊接方法图。专利文献1中，记载了通过将铁氧体铁芯111的下挡边法兰盘114以及导线120的端部125浸渍到焊料槽152的熔融焊料153，从而形成绕线型线圈部件101的外部电极的方法。根据该方法，使导线120的端部125的绝缘材料在熔融焊料153内融解，从而除去绝缘材料，同时使导线120与焊料电连接。

专利文献1：日本特开2006-13239号公报

发明内容

但是，专利文献1所述的方法中，为了在熔融焊料153内除去包覆于导线120的绝缘材料，需要较长的时间。特别的，为了降低对铁氧体铁芯111的热损伤，将熔融焊料153的温度设定较低的情况下，需要更多除去绝缘材料的时间，导致生产效率低下。

本发明的目的是提供一种能够缩短形成外部电极的焊接时间的绕线型线圈部件的制造方法。

本发明的绕线型线圈部件具有：在外周包覆有包覆材料的导线；供导线缠绕的铁氧体铁芯；以及用于固定导线的端部并且设置于铁氧体铁芯的铁芯端子部。该绕线型线圈部件制造方法具备：将导线缠绕在铁氧体铁芯上的绕线工序；将导线的端部配置于铁芯端子部的导线配置工序；通过将激光照射在导线的端部来除去导线的端部的包覆材料的一部分的包覆材料除去工序；将导线的端部焊接在铁芯端子部的焊接工序。

优选，包覆材料除去工序包含将激光沿导线的轴向照射的工序。

此外，优选，包覆材料除去工序包含将激光照射后的包覆材料的形状成为有底槽形状的工序。

此外，优选，包覆材料除去工序的激光为CO₂激光。

进而，优选，在包覆材料除去工序之前还具备在铁芯端子部形成由Ag制成的底层电极的工序。

本发明在焊接工序之前设置有事先除去导线的端部的包覆材料的一部分的包覆材料除去工序。由此，在焊接工序中，以包覆材料除去了的一部分的位置作为起点，促进包覆材料的融解，结果，能够在短时间内除去包覆材料，从而能够缩短用于形成外部电极的焊接时间。

附图说明

图1是绕线型线圈部件1的下挡边法兰盘14朝上的状态的立体图。

图2是示出将导线20的始端部25A配置于第1铁芯端子部16A的第1导线配置工序图。

图3是示出将导线20缠绕在铁氧体铁芯11的绕线工序图。

图4是示出将导线20的终端部25B配置于第2铁芯端子部16B的第2导线配置工序图。

图5是示出将导线20的端部25的包覆材料22的一部分除去的包覆材料除去工序图。

图6是图5所示的包覆材料除去工序中使用的激光加工装置40的示意图。

图7是示出将导线20的端部25焊接到铁芯端子部16的焊接工序图。

图8是示出专利文献1所述的绕线型线圈部件101的焊接方法图。

附图标记的说明

1：绕线型线圈部件

11：铁氧体铁芯

12：铁氧体铁芯11的卷绕主体

13：铁氧体铁芯11的上挡边法兰盘

14：铁氧体铁芯11的下挡边法兰盘

16：铁芯端子部

16A：第1铁芯端子部

16B：第2铁芯端子部

17：焊料

18：底层电极

19：外部电极

20：导线

21：导线主体

22：包覆材料

23：包覆材料22的有底槽

24：包覆材料22的薄皮

25：导线20的端部

25A：导线20的始端部

25B：导线20的终端部

31、41、51：铁芯夹头

32：按压棒

33：导线引导件

34：导线夹具

35：剪切刀

40：激光加工装置

42：激光振荡器

43：反射镜

44：透镜

45：气体供给喷嘴

46：集尘管

52：焊料槽

53：熔融焊料

L：激光

具体实施方式

如图1所示，绕线型线圈部件1具有：导线20；供导线20缠绕的铁氧体铁芯11；用于固定导线20的端部25并且设置于铁氧体铁芯11的铁芯端子部16。

导线20由导线主体21以及包覆于导线主体21的外周的包覆材料22构成（参照图5（B））。导线主体21的材质为例如Cu。包覆材料22为绝缘材料，作为包覆材料22的材质列举了例如聚氨酯、聚酯纤维等。优选，包覆材料22的材质采用对后述的CO₂激光L的吸收率高的材质。导体主体21的直径例如为0.12mm。包覆材料22的厚度例如为0.01mm。包覆材料22的外周可以进一步被例如含有丁醛树脂的热粘材料包覆。

另外，虽然导线20具有始端部25A和终端部25B，但是单独称作导线20的端部25时，指的是导线20的始端部25A以及终端部25B的任意一方或者两方。

铁氧体铁芯11由导线20直接缠绕的卷绕主体12以及配置于卷绕主体12的两端的上挡边法兰盘13以及下挡边法兰盘14构成。向缠绕的导线20通入电流时，在铁氧体铁芯11产生磁通量。

铁芯端子部16具有第1铁芯端子部16A和第2铁芯端子部16B。第1铁芯端子部16A以及第2铁芯端子部16B空开间隔地并列设置于铁氧体铁芯11的下挡边法兰盘14侧。导线20的始端部25A通过焊料17固定于第1铁芯端子部16A，导线20的终端部25B通过焊料17固定于第2铁芯端子部16B。利用该焊料17在铁芯端子部16形成外部电极19。另外，为了便于理解，图1中示出了除去第1铁芯端子部16A的焊料17的状态。如图所示，在铁芯端子部16事先形成有焊料17容易附着的由Ag等形成的底层电极18。

绕线型线圈部件1由以下方式制造，将导线20缠绕在铁氧体铁芯11的卷绕主体12，并且将导线20的端部25焊接于铁芯端子部16。焊接时的温度例如为400℃。在该温度状况下通过使导线20的端部25的包覆材料22融解将其除去。由此，导线主体21与焊料17电连接。但是，除去包覆材料22需要规定的时间。本实施方式的特征在于，为了缩短焊接所需时间，焊接前对导线20进行处理。

另外，以下，将铁氧体铁芯11的卷绕主体12的轴线方向称为Z方向、将与Z方向正交，并且铁芯端子部16并列配置的方向称为X方向，将与Z方向和X方向正交的方向称为Y方向。此外，以Z方向为中心轴旋转的方向称为θ方向。

图2～图7为用于说明本实施方式所涉及的绕线型线圈部件1的制造方法图。绕线型线圈部件1的制造方法具备：绕线工序；导线配置工序；包覆材料除去工序；焊接工序。另外，虽然导线配置工序中有后述的第1导线配置工序和第2导线配置工序，但是单独叫做导线配置工序时，指的是第1导线配置工序以及第2导线配置工序的任意一方或者两方。

图2所示的工序为，将导线20的始端部25A配置于第1铁芯端子部16A的第1导线配置工序。首先，使铁氧体铁芯11的上挡边法兰盘13通过铁芯夹头（core chuck）31进行保持，使铁氧体铁芯11的卷绕主体12的轴线方向（Z方向）朝向水平。另一方面，使把持导线20的导线夹具34向比铁氧体铁芯11的下挡边法兰盘14靠下的位置（图2中箭头Y方向）移动。通过此移动，导线20通过导线引导件33朝箭头P1的方向被拉出。另外，导线20由未图示的线材供给装置供给。

下面，使按压棒32朝箭头Q的方向移动。由此，将导线20推靠到第1铁芯端子部16A，并且将铁氧体铁芯11夹入铁芯夹头31和按压棒32之间。随后，通过剪切刀35将在导线夹具34和第1铁芯端子部16A之间延伸的导线20切断。通过此切断，成为使始端部25A形成于导线20，并且将导线20的始端部25A配置于第1铁芯端子部16A的状态。另外，所谓导线20的端部25为未缠绕在卷绕主体12的部分，且为配置于铁氧体铁芯11的下挡边法兰盘14的部分，并非意味着一定含有导线20的末端。

图3所示的工序为将导线20缠绕在铁氧体铁芯11上的绕线工序。绕线工序中，通过未图示的旋转机构使铁芯夹头31以及按压棒32朝箭头θ的方向旋转，伴随着上述旋转使铁氧体铁芯11也发生旋转。另一方面，使导线引导件33从卷绕主体12的下挡边法兰盘14侧向上挡边法兰盘13侧移动。通过这样的旋转动作以及移动动作，导线20一边从线材供给装置向箭头P2的方向被拉出，一边以整齐排列的状态被缠绕于卷绕主体12。

图4所示的工序为将导线20的终端部25B配置于第2铁芯端子部16B的第2导线配置工序。首先，通过使按压棒32朝与下挡边法兰盘14相反方向（与箭头Q相反的方向）移动，在按压棒32和下挡边法兰盘14之间设置间隙。另一方面，通过导线夹具34把持在导线引导件33和卷绕主体12之间延伸的导线20，随后，使导线夹具34移动至比下挡边法兰盘14靠下方（图4中箭头Y的方向）。通过此移动，导线20通过导线引导件33朝箭头P3的方向被拉出。

下面，通过使按压棒32朝箭头Q的方向移动，将导线20推靠到第2铁芯端子部16B。随后，通过剪切刀35将在第二铁芯端子部16B和导线夹具34之间延伸的导线20切断。通过此切断，在导线20形成终端部25B，并且成为导线20的终端部25B配置于第2铁芯端子部16B的状态。另外，切断导线20时，无需通过按压棒32按住导线20。

图5（A）所示的工序为除去导线20的端部25的包覆材料22的一部分的包覆材料除去工序。包覆材料22的除去通过分别对导线20的始端部15A以及终端部25B照射激光L来实现。通过事先除去端部25的包覆材料22的一部分，在后述的焊接工序中除去端部25的全部包覆材料22变得容易。

使激光L沿着导线20的端部25的轴线方向（图5（A）中Y方向）边扫描边照射。由此，包覆材料22沿着导线20的端部25的轴线大致直线状地被除去。包覆材料22被除去的体积为端部25上的包覆材料22的1/10～1/3。所照射的激光L的光斑直径为例如0.1mm，激光L的扫描速度为例如100mm/秒。

图6为激光加工装置40的示意图。激光的种类为波长是9.3μm的CO₂激光。激光的功率为例如20W。

激光加工装置40中，铁氧体铁芯11以使下挡边法兰盘14朝上的方式被铁芯夹头41保持。铁芯夹头41被安装于未图示的直动工作台上，能够沿着图6中X方向以及Y方向移动。另一方面，从激光振荡器42输出激光L。输出的激光L通过反射镜43被反射后，由透镜44聚光，随后照射到导线20的端部25。另外，也可以在激光L的照射位置设置气体供给喷嘴45，来喷射出辅助气体。通过照射激光L而被除去的飞散物产生时，通过集尘管46被回收。

另外，也可以使用未图示的电流镜（galvano mirror）机构，使激光L沿X方向以及Y方向扫描。此外，还可以使用未图示的分光透镜同时进行朝导线20的始端部25A以及终端部25B照射激光L的作业。

实际上确认到当朝导线20照射CO₂激光时在导线主体21上残留了包覆材料22的薄皮24。图5（B）以及图5（C）是示出照射了CO₂激光的状态的导线20的图，图5（B）是将图5（A）所示的虚线B的区域的剖面放大的立体图。此外，图5（C）是图5（A）的Y1-Y1剖面图。如这些图所示，包覆材料22未被贯通到底的除去，而被加工成有底槽23形状。以聚氨酯为包覆材料22的情况下，有底槽23的尺寸，例如宽度为0.05mm，深度为0.009mm，有底槽23的下侧残留的薄皮24的厚度为例如0.001mm。有底槽23的宽度小于激光L的光斑直径的原因是，在光斑直径的外周附近，激光的能量降低，无法达到除去加工。

关于薄皮24的残留，有相关的内容如参考文献（日本特开2008-234917号公报）所述。根据此参考文献所述，包覆膜的厚度为1μm以下时，90%左右的CO₂激光透过包覆膜，此外，由于透过的激光的98%左右被Cu等的导线主体的表面反射，因此结果是激光产生的热不传递到包覆膜上，残留1μm左右的包覆膜。即，记载了CO₂激光器无法完全除去包覆膜的内容。

本实施方式中，由于导线20的端部25的包覆材料22通过后述的焊接工序完全被除去，因此如果是薄皮24的程度，即使在导线主体21残留包覆材料22也没有问题。反而通过包覆材料22的薄皮24的残留，能够抑制焊接工序之前的导线主体21的氧化和腐蚀。因此，照射激光L后的包覆材料22的形状有意图地加工成有底槽23的形状。

图7（A）以及图7（B）所示的工序，为将导线20的端部25焊接到铁芯端子部16的焊接工序。首先，如图7（A）所示，通过铁芯夹头51边保持铁氧体铁芯11边使其下降，由此，将下挡边法兰盘14浸渍到焊料槽52。将焊料槽52内的熔融焊料53的温度设定为例如400℃。通过此类浸渍，将导线20的端部25的包覆材料22，以一部分被除去的位置为起点融解并除去。同时，熔融焊料53附着于供底层电极18形成的铁芯端子部16。

接下来，如图7（B）所示，通过使铁氧体铁芯11朝箭头R的方向上升，除去铁芯端子部16上附着的剩余的熔融焊料53。随后，使铁芯端子部16上附着的熔融焊料53固化。由此，在铁芯端子部16，通过焊料17固定导线20的端部25，形成外部电极19。

本实施方式中，在焊接工序之前，设置事先将导线20的端部25的包覆材料22的一部分除去的包覆材料除去工序。由此，在焊接工序中，以除去包覆材料22的一部分的位置为起点，包覆材料22的融解被促进。结果，能够短时间内除去包覆材料22，能够缩短形成外部电极19过程中的焊接时间。

此外，如果除去导线20的端部35的包覆材料22变得容易，焊接时的温度可以设定得较低。通过降低焊接温度，能够降低铁氧体铁芯11的热损伤。进而，能够抑制缠绕在卷绕主体12的导线20的包覆受热融化。由此，能够抑制导线20彼此的短路。

优选，包覆材料除去工序中，沿导线20的轴向除去包覆材料22。由此，在焊接工序中，包覆材料22容易进一步被剥落。理由是由于来自熔融焊料53的热传递，在包覆材料22引起热收缩，容易以沿轴向除去包覆材料22的位置为起点被剥落。

此外，优选，在包覆材料除去工序中，将通过激光L的照射除去后的包覆材料22的形状，设置成有底槽23形状。通过设置成有底槽23的形状，由于在导线主体21残留包覆材料22的薄皮24，因此能够抑制从包覆材料除去工序到焊接工序当中导线20发生氧化和腐蚀的情况。

此外，优选，包覆除去工序的激光L为CO₂激光。通过使用CO₂激光，容易除去包覆材料22，并且能够使包覆材料22的薄皮24残留于导线主体21。由此，能够有效地形成有底槽23的形状。

进而，优选，在包覆材料除去工序之前，还具备在铁芯端子部16形成由Ag制成的底层电极18的工序。一般的，与导线20的端部25抵接的底层电极18，由于被激光L照射，容易受到热损伤。但是，底层电极18由Ag形成，并且激光L为CO₂激光的情况下，能够抑制在底层电极18吸收激光L的情况。结果是，能够抑制对底层电极18的热损伤。

本实施方式，不限定于权利要求范围所述的发明，在技术性思想的等同性被认可的范围内，能够进行各种变形。例如，除去导线20的始端部25A的包覆材料22的一部分的作业，可以在绕线工序前进行。此外，如果不事先除去始端部25A的包覆材料22的一部分，导线20的始端部25A的焊接可以在绕线工序前进行。

此外，对于绕线型线圈部件1，也可以在上挡边法兰盘13以及下挡边法兰盘14两方均设置铁芯端子部16。

Claims (5)

1.一种绕线型线圈部件的制造方法，其特征在于，

所述绕线型线圈部件具有：

导线，其在外周包覆有包覆材料；

铁氧体铁芯，其供所述导线缠绕；

铁芯端子部，其设置于所述铁氧体铁芯，用于固定所述导线的端部，

所述绕线型线圈部件的制造方法具备：

将所述导线缠绕在所述铁氧体铁芯上的绕线工序；

将所述导线的端部配置于所述铁芯端子部的导线配置工序；

通过将激光照射在所述导线的端部来除去所述导线的端部的所述包覆材料的一部分的包覆材料除去工序；

将所述导线的端部焊接在所述铁芯端子部的焊接工序。

2.根据权利要求1所述的绕线型线圈部件的制造方法，其特征在于，

所述包覆材料除去工序包含将所述激光沿所述导线的轴向照射的工序。

3.根据权利要求1或2所述的绕线型线圈部件的制造方法，其特征在于，

所述包覆材料除去工序包含将所述激光照射后的所述包覆材料的形状形成为有底槽形状的工序。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的绕线型线圈部件的制造方法，其特征在于，

所述包覆材料除去工序的所述激光为CO₂激光。

5.根据权利要求4所述的绕线型线圈部件的制造方法，其特征在于，

在所述包覆材料除去工序之前，还具备在所述铁芯端子部形成由Ag制成的底层电极的工序。

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