CN106413933A - 利兹线的制造 - Google Patents

Abstract

本发明涉及利兹线的制造。为了提供更细的利兹线，提供了一种用于制造利兹线的系统(100)，所述系统包括提供单元(102)和转换单元(104)。所述提供单元被配置为提供具有嵌入在矩阵(112)中的多条(108)细导线(110)的绞线(106)，该矩阵具有第一特性，包括所述导线和所述矩阵的金属连接，并且包括用于所述导线和所述矩阵的电气连接的导电性。所述转换单元被配置为将所述矩阵的至少一部分转换为具有第二特性的材料(114)，所述第二特性包括电绝缘，用于为所述多条细导线的至少一部分提供电绝缘。

Description

利兹线的制造

技术领域

本发明涉及利兹线(litz wire)，并且具体涉及一种用于制造利兹线的系统、一种用于制造利兹线的方法、以及一种利兹线。

背景技术

利兹线例如被用于其中线的AC电阻应当降低的应用，诸如在使用频率利兹线的高频率应用中。最大操作频率利用导体的直径的平方的倒数来缩放。然而，导体直径受最小经济上可接受的导体直径(例如大约30μm(微米))限制。还已经表明，导体(单位质量)的成本比直径倒数的平方增加更强，因为这是拉伸机器的操作时间的缩放比例(scaling)。拉伸过程的技术限制为近似小于10μm，或者甚至小于5μm，但是针对绞线过程的限制由于对个体导体的频繁烘烤几乎不小于20μm。然而，已经表明，为了实现有吸引力的销售，利兹操作频率被扩展到若干100MHz。这将导致技术上可行的更低值的个体导体直径。

发明内容

因此，可能存在提供更为经济的利兹线以及更细的利兹线以及尤其用于制造这样的利兹线的系统和用于制造这样的利兹线的方法的需求。

本发明的目标是通过独立权利要求的主题来解决的，其中，在从属权利要求中并入了另外的实施例。

应当注意，本发明的下文所描述的各方面还适于用于制造所述利兹线的系统、用于制造所述利兹线的方法以及所述利兹线。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于制造利兹线的系统。所述系统包括提供单元和转换单元。所述提供单元被配置为提供具有嵌入在矩阵中的多条细导线的绞线。所述矩阵具有第一特性，包括所述导线和所述矩阵的金属连接。所述矩阵还包括用于所述导线和所述矩阵的电气连接的导电性。所述转换单元被配置为将所述矩阵的至少一部分转换和/或替换为具有第二特性的材料，所述第二特性包括电绝缘，用于为所述多条细导线的至少一部分提供电绝缘。该转换/替换尤其在保留并且不必对所述导线进行机械地动作或抽取时来完成。

这提供如下优点：所述细导线被支撑在所述矩阵中并且因此能够以便利的方式来处理，尤其是考虑进一步的直径减小以提供更细的线。例如，多条线被嵌入所述金属矩阵中并且然后可以被应用到拉伸流程。作为后续步骤，所述矩阵被交换或转换为绝缘体。此外，作为范例，可以在所述转换步骤之前、之间或之后完成扭曲和绞合。更具体地，所述导线不必从所述矩阵抽取并且因此从机械操纵中被保留，其给出了提供更细的线的可能性。以这样的方式，但是优选非机械地并且优选化学地(例如，氧化、蚀刻等)仅操纵矩阵：保留所述导线(在可选的额外的拉伸步骤之前或之后)。另外，隔离壳中的导线束的该保留能够得到更细的导线，使得能够对所述组件的另外的操纵和/或机械变形(包括将所述组件扭曲以提供例如利兹线或利兹线缆)，这导致更安全、更低成本的制造。因此，本发明特别专注于实施被用于皮肤效应对其具有重要影响的(非常)高频率应用的导线，如先前所解释的。

所述提供单元可以被连接到绞线生产线，其中，组合所述矩阵和所述多条细线，使得所述细线被嵌入在所述矩阵中。

技术术语“利兹线”指代德语表述“Litzendraht”(还被称为“Litze”)，其一般涉及编织或绞合的线或交织的线。在这样的线中，许多小直径的线，即细线，被添加以形成线缆状的结构。所述小尺寸的线被编织或互交织等以形成电气连接。

绞线指代应变、横截面、螺纹或线，即，线性纵向线缆状元件。在一个范例中，绞线涉及拉伸的多丝结构线。

在本发明的上下文中，术语利兹线仅指代其中导体与其他导体绝缘的绞合线。

作为范例，所述导线由高度导电材料(还参见下文)制成。

根据范例，所述导线是金属线并且优选所述线属于如下项的组中的至少一项：铜线、铜合金线、铝线和铝合金线。

根据本发明的第二方面，还提供了一种用于制造利兹线的方法。所述方法包括如下步骤：

a)提供具有嵌入在矩阵中的、由导电材料制成的多条细线的绞线，所述矩阵具有第一特性，包括导线和矩阵的金属连接，并且包括用于所述导线和所述矩阵的电气连接的导电性；并且

b)将所述矩阵的至少一部分转换和/或替换为具有第二特性的材料，所述第二特性包括电绝缘，用于为所述多条细导线的至少一部分提供电绝缘。

在范例中，在步骤a)中，所述绞线被提供为包括填充铜的孔的金属圆柱体。

在范例中，术语“细”涉及近似小于数μm(微米)的直径。因此，绞线可以被提供有近似小于80μm的直径。

在另一范例中，术语“细”涉及近似小于80μm(微米)的直径。因此，绞线可以被提供有多达半毫米的直径。

由导电材料制成的术语“多条”细铜线涉及矩阵中的至少三个导体。

所述矩阵被提供为用于所述多条细线的结构支撑。在范例中，所有导线被提供有电绝缘。所述转换还被称为变换。

术语“导电材料”涉及例如将作为利兹线中的导体工作的金属。范例是铜、铝或者其合金。然而，还能够提供其他材料。铜是适合的材料，因为其是相对便宜的、具有好的耐腐蚀性并且具有极好的导电性。铝也是适合的。此外，尽管是更昂贵的，但是银、金、铂金属也被提供作为原始材料。磁性金属是不太有用的并且其具有额外的损耗机制。锌和锡也被提供为备选。可以提供纯金属，但是也可以提供合金，尤其是铜合金。

应当注意，损耗随着电阻率的平方根而增加，只要操作频率是足够高的，涡电流支配损耗。在范例中，在该方案中将利兹线用作制造的产品。

根据范例，在步骤b)之前，提供了拉伸绞线以使用嵌入的导线的横截面的步骤。

在范例中，在滚动和/或拉伸期间还减小了矩阵的横截面。例如，所述金属圆柱体被提供有近似10到100cm(厘米)的外直径。在所述拉伸流程之后，所述金属圆柱体被提供有近似10到100μm的外直径。在范例中，所述圆柱体首先被滚动并且然后被拉伸

在范例中，在步骤b)中，提供了交换所述矩阵以用于转换为电绝缘的步骤。

在范例中，所述转换被提供为直接变换或一步转换。在另一范例中，所述转换被提供为两(或两个以上)步转换，例如，多步反应。例如，形成中间氢化物，所述中间氢化物然后使用氧气或水被转换为氧化物。

根据范例，所述矩阵包括矩阵材料和至少第一材料。在步骤b)中，提供如下基本内容：

b1)转换所述第一材料以在所述矩阵中形成多个腔；并且

b2)使用所形成的腔以用于第二转换子步骤的激活，其中，所述矩阵材料被转换和/或替换为绝缘。

在范例中，所述第一材料被溶解，因此形成多个腔。

根据范例，在转换子步骤之前或之后，提供利用第二材料填充所述腔的子步骤。

根据范例，在利用第二材料填充所述腔之后，提供在第二溶解子步骤中溶解所述矩阵材料的子步骤。

根据范例，在步骤b)中，提供了完全溶解所述矩阵并且提供了用于分离所述线的聚合作用的子步骤，其中，针对所述聚合化，单体通过所述导线的催化表面来进行聚合。

根据范例，在嵌入在矩阵中的所述绞线中，所述导线由被布置在每条导线周围的嵌入涂层封闭。在步骤b)中，提供了溶解所述嵌入涂层、提供所述导线的绝缘并且溶解所述矩阵的子步骤。

所述嵌入涂层包括溶解所述嵌入涂层、提供所述导线的绝缘并且溶解所述矩阵的子步骤。

所述嵌入涂层提供用于矩阵中的空隙(void)的内层，在所述空隙内部布置铜线。

根据范例，提供了例如在步骤(b)之前、期间或之后扭曲或编织多条细导线的步骤。

术语扭曲和编织还指代将小尺寸的线绞合以形成线缆状元件。

根据本发明的第三方面，提供了利兹线，其包括彼此电绝缘的多条细导线。所述多条细导线被嵌入在矩阵中，所述矩阵的至少一部分已经从导电材料转换为电绝缘材料和/或被电绝缘材料替换。

在范例中，作为从一种金属转换为绝缘体的结果，提供了利兹线，其中，所述导电材料至少部分被金属盐绝缘体覆盖。

在另一范例中，所述利兹线是这样的线，其在某频率处具有比作为所述线的某种绕组图案中的均匀导体的导电材料(例如，铜)的电阻更低的电阻。

在范例中，作为绝缘金属盐，金属(例如，Al、Ti、Nb)的离子化合物具有比铜低至少6个数量级的导电性。

在范例中，提供了最小量的离子绝缘体(例如，每单位重量的导体至少10％)和/或最大个体绝缘体直径(例如，80μm)。

在范例中，对于所述催化转换而言，利兹线被提供有在线的表面处形成的催化聚合物绝缘体。

在所述利兹线的其他实施例中：

-其还包括非均匀浓度的一些杂质，这些杂质的材料与导线的导电材料以及矩阵中的绝缘体材料不同，其浓度可以从外表面到利兹线的内部而减小，

-所述矩阵主要由金属氧化物制成，

-其还包括在所述矩阵的绝缘体材料上或者在所述导线上的鼻或填充通道，和/或

-其还包括在导线上的鼻或填充通道并且在所述导线的顶部上没有或很少聚合物。

在范例中，提供了一种方法，其中，所有结构金属被移除并且聚合物被留下。在范例中，所述绝缘聚合物不仅仅是对具有或多或少相等厚度的导体的覆盖物。而是，所述覆盖材料具有某种结构，如在一个范例中为三角形或者在另一范例中为空隙)。在范例中，利兹线被提供有具有径向方向的至少10％的聚合物绝缘体，所述绝缘体的厚度与平均厚度偏差至少30％。

根据一方面，所述导电线首先被嵌入在自身导电(因此电气连接所述细线)的矩阵材料中。然而，作为第二步，所述矩阵材料被转到其中取代所述电连接而提供电绝缘的状态。

本发明的这些和其他方面将从在下文中所描述的实施例而变得显而易见并且参考在下文中所描述的实施例得以阐述。

附图说明

下文将参考如下附图来描述本发明的示范性实施例：

图1示意性示出了用于制造利兹线的系统的范例；

图2示出了用于制造利兹线的方法的范例的基本步骤；

图3A示出了用于制造利兹线的方法的另一范例；

图3B示意性示出了用于制造利兹线的过程的范例；

图4A示出了用于制造利兹线的方法的另一范例；

图4B示出了用于制造利兹线的流程的范例；

图4C示出了用于制造利兹线的方法的另一范例；

图5示出了用于制造利兹线的流程的另一范例；

图6示出了用于制造利兹线的流程的另一范例；

图7示出了用于生成利兹线的流程的另一范例；

图8A示出了用于制造利兹线的流程的另一范例的步骤；

图8B示出了在图8A中示出了其步骤的流程的范例的另一步骤；

图9示出了横截面中的利兹线的范例；

图10示出了用于以示意性设置制造利兹线的蚀刻室的范例；并且

图11示出了用于以示意性设置制造利兹线的浸渍室的范例。

具体实施方式

图1示出了用于制造利兹线的系统100，包括提供单元102和转换单元104。提供单元102被配置为提供具有嵌入在矩阵112中的多条108细导线110的绞线106。矩阵112具有第一特性，包括导线110和矩阵112的金属连接，并且包括用于导线110和矩阵112的电气连接的导电性。转换单元104被配置为将矩阵112的至少一部分转换和/或替换为具有第二特性的材料114，所述第二特性包括电绝缘，用于为多条细导线的至少一部分提供电绝缘。

在其他范例中，转换单元104被配置为特定转换步骤，如将在下文中关于用于制造利兹线的方法的相应的方法步骤和范例来描述的。当然，关于方法步骤所描述的如下范例还被提供为用于制造利兹线的系统100的相应的系统特征。

例如，导线110被提供为金属线，优选包括如下项的组中的至少一项：铜线、铜合金线、铝线和铝合金线。

图2示出了用于制造利兹线的方法10。方法10包括如下步骤：

a)在第一提供步骤12中，提供了具有嵌入在矩阵中的、由导电材料制成的多条细线的绞线。所述方法具有第一特性，包括导线和矩阵的金属连接，并且包括用于导线和矩阵的电气连接的导电性。

b)在转换步骤14中，至少另一矩阵被转换为具有第二特性的材料，所述第二特性包括电绝缘，用于为多条细导线的至少一部分提供电绝缘。

在范例中，所有细导线被提供有电绝缘。

图3A示出了范例，根据其在步骤b)之前提供拉伸绞线以用于降低嵌入的导线的横截面的步骤16。

根据范例，在步骤b)中进一步示出的，提供了化学处理矩阵以用于转换为电绝缘的子步骤。在一个范例中，在步骤b)中，嵌入矩阵被变换为电绝缘矩阵。

根据未进一步示出的另一范例，在化学处理步骤中，提供了与矩阵反应以形成绝缘材料的气体。

在范例中，提供了直接转换。在一个范例中，提供所述过程以引导金属矩阵与气体的反应以形成绝缘材料，如上文所提到的。该反应条件被提供足够温和，使得例如铜未被显著地影响。例如，与氧气和/或水的反应可以适于形成绝缘氧化物或氢氧化物，同时保留铜，作为范例。在范例中，铝(Al)、钛(Ti)、钒(V)、钽(Ta)或铬(Cr)被提供为纯材料或合金。在另一范例中，镍(Ni)被提供为可溶解材料并且铝被提供为可转换材料。在一个范例中，矩阵被例如通过液体或气相反应而被完全溶解，并且例如常常被称为铜导体的铜线被提供有绝缘装置。

在其中所有矩阵材料要被溶解的范例中，保留一薄层催化材料，其化学激活绝缘材料的形成。当提供针对该布置的绝缘体时，并不溶解整个矩阵。

在范例中，期望形成稳定的氧化物以保留灵活性。然而，稳定的氧化物倾向于当通过氧化物的扩散缓慢(例如，在铝中)时缓慢地形成。然而，在另一范例中，提供不太稳定的氧化物，其可以包含裂缝并且可以因此需要利用聚合物的后续浸渍。

此外，氢氧化物含量可以具有提供高介电常数的效果，其在一些情况下在最终利兹线的电量方面可能不是期望的。

图3B示出了用于利兹线的制造的示意性流程。在图3B中，指示了在其中插入不同材料的圆柱体18。所述圆柱体包括金属矩阵20和填充铜的孔22。接下来，提供了拉伸步骤24以便形成具有较小直径的圆柱体26，其对于金属圆柱体的外直径以及对于相应的孔22两者都是这样的情况。例如，10cm(厘米)到1m(米)的值28被指示在图3B的左侧圆形下方，并且10μm到100μm的另一值30被指示在中间圆形下方。作为范例，指示了化学处理步骤32，这导致包括在其中嵌入铜线的绝缘体矩阵的圆柱体结构34。可以以不同的方式提供化学过程，如下文所描述的。

因此，图3B示出了金属圆柱体的提供，其包括填充有铜的孔，所述孔然后通过拉伸过程变换以具有较小的直径。在该过程期间，矩阵维持其特性和性质。然而，在如下步骤中，在拉伸流程之后，该拉伸流程被示出为选项，转换步骤例如由化学处理步骤提供，以便将金属矩阵变换为绝缘矩阵。

在另一范例中，提供两步转换或更多步转换或多步转换。在两步转换中，金属矩阵不是由单步而是由两步反应转换为绝缘体。例如，提供适合的反应以形成中间氢化物，所述中间氢化物然后最后使用氧气或水被转换为氧化物。作为优点，可以在矩阵中形成裂纹并且提供更快的渗出，使得加速绝缘体的形成。适合的材料例如是钛。

图4A示出了其中矩阵包括矩阵材料和至少第一材料的范例。在步骤b)中，提供如下子步骤：

b1)转换第一材料以在矩阵中形成多个腔的第一子步骤36；以及

b2)使用所形成的腔以用于第二转换子步骤的激活的第二子步骤38，其中，矩阵材料被转换为绝缘。

所述第二转换子步骤可以被提供为化学过程。在范例中，预先插入可溶解材料的通道。所述通道可以被提供有到绞线的外表面的至少一个连接。

图4B示出了这样的多步转换的流程步骤。例如，可以说作为开始状态，插入可溶解材料的通道40。所述通道可以具有到线表面的至少一个连接。在一个范例中，铜导体或其他导线由可转换材料围绕。首先，移除可溶解材料，如由表示溶解步骤的第一箭头42所指示的。接下来，可转换材料将反应形成绝缘体44，其由指示转换步骤的第二箭头46指示。作为范例，镍被提供为可溶解材料并且铝被提供为可转换材料。

因此，图4B示出了两步流程。在第一流程中，矩阵被提供有多个小开口以便增加用于转换步骤的表面。例如，通过在矩阵中溶解被提供用于该特定目的的材料，理想地作为每条导线周围的通道或裂纹，但是不必要地，该材料然后可以说在溶解步骤中被移除，留下矩阵通道形式的开口。因此，作为第一步的结果，提供了具有与简单圆柱体相比增加的表面的矩阵材料，其中，仅周围表面被暴露以便提供转换步骤作为第二步。图4B示出了由裂纹、通道等造成的增加的表面积提供了经改进的转换步骤作为第二步。因此，提供了具有绝缘性质的矩阵，因此封闭相应的导线。

图4C示出了其中第一材料是可溶解材料的范例，并且其中，在步骤b)中，提供了：

b3)在第一子步骤48中，溶解第一材料，由此形成多个腔；并且

b4)在第二子步骤50中，矩阵材料被转换为导线的绝缘材料。

如上文所指示的，可以提供矩阵溶解的子步骤。在这样的步骤中，金属矩阵可以被完全溶解。如之前的，作为范例，该过程使铜未被损伤。提供许多液体和气相反应，诸如酸、碱、络合剂、液体金属、电化学、气相卤素等。

作为范例，提供反应形成四羰基镍(蒙德法)，因为其仅需要非常温和的条件(例如，小于80℃)并且因为其是干净的气相反应。

铜导体可以彼此接触，其导致提供额外策略以提供绝缘材料。

图5示出了另一流程，根据所述另一流程，提供了在其中溶解通道状结构的溶解步骤52。然后，通道被用于在浸渍步骤56中填充另一材料54。在转换步骤58中，所得到的矩阵结构60被转换为绝缘材料62。浸渍步骤56还可以被称为提供利用第二材料填充56腔的子步骤b5)。

在范例中，在溶解步骤之后，线与聚合物浸渍。提供了具有足够高渗透性的适合的表面张力，使得聚合物材料的填充覆盖所有内表面。对于转换步骤而言，提供对反应副本的足够高的渗透性。对于水而言，渗透性可以被提供足够高，然而，对于其他气体而言，增压和高温可能是必要的。

根据浸渍步骤，聚合物的稳定性效果可以允许较低的强度，但是可以更容易地为其提供反应矩阵金属，诸如镁或离子。

在范例中，第二材料提供电绝缘。在另一范例中，第二材料是提供额外的结构强度的聚合物。在又一范例中，第二材料提供额外的电绝缘。

在范例中，在转换步骤b)之后，提供了额外的步骤c)，其提供与聚合物的浸渍。

因此，图5示出了三步流程。如关于图4B所提到的，在第一步中，通过溶解在矩阵材料中所提供的材料来提供通道、裂纹或其他开口，以便增加可曝光的表面。在开始时，在矩阵中提供待溶解的材料，封闭导线。在形成通道之后，在第二步中，这些通道、裂纹等然后被填充另一材料，在这种情况下为浸渍材料。该材料提供另一绝缘，例如，或者还有稳定性或结构强度。浸渍材料还能够被用于促进转换步骤作为第三步。因此，矩阵材料被提供有绝缘性质和插入的网状通道，这提供额外的功能。

图6示出的范例与图5的范例类似，但是其中转换步骤58被溶解步骤60替换。例如，适合的系统将是作为第一溶解(碱)的铝和用于第二溶解步骤的镍。

可以在最终的利兹线中形成第二溶解步骤。

能够通过按压步骤简单地调节利兹线的填充中心。该范例的优点在于，与该线进行接触是相对容易的。该方法将是高力高温卷边，其在绝缘聚合物内位移并且与铜直接接触。

因此，图6示出了三步流程。如关于图4B和图5所描述的，作为第一步，通过溶解矩阵材料中的、被提供用于该目的的材料来提供通道等。因此，具有许多通道或其他开口的矩阵被提供用于提供矩阵材料的增加的反应面，而且还用于提供网和横截面的形式的通道结构，其然后能够利用浸渍材料来填充，作为第二步。该结果与关于图5所描述的是类似的，主要地，矩阵材料至今仍然是导电的，其中，许多通道的集成布置被第二材料填充。然而，在第三步中，矩阵材料被完全溶解，留下浸渍网格的框架状结构，封闭并且因此使导线稳定和绝缘。

图7示出了另一范例，其中，可溶解材料62被提供作为矩阵材料。在溶解步骤64中，矩阵被完全溶解。在另一提供步骤66中，提供了用于分离线的聚合作用(polymerization)，其中，针对聚合作用，单体通过导线的催化表面来进行聚合。

如在中间结果68中所指示的，在已经完全溶解矩阵之后，导体可能粘在一起。为了分离导体，采用聚合步骤，其中，液体或气体单体由铜线的催化表面进行聚合。为了形成催化表面，在铜表面上可以存在一薄层适合的金属，并且可以存在针对催化剂的激活步骤(例如，通过化学反应)。

单体并且在范例激活器中需要扩散通过所形成的聚合物以到达反应部位。在反应期间，形成的聚合物需要被至少非常高的粘度材料实心化以推动其他导体远离。

在范例中，提供了对由一薄层钛(Ti)催化的乙烷的聚合，其利用氯(Cl)激活以形成TiCl4，其充当Ziegerl-Natta催化剂。

根据未进一步示出的范例，多个通道被提供用于溶解步骤b)，并且矩阵材料继续作为保持多条线的块。

因此，图7示出了两步流程的另一范例。与上文所描述的其他范例相反，在第一步中，矩阵材料被完全溶解，留下导线束。然后，该束可以说是未受支撑的并且因此需要进一步处置以提供具有促进处理等的能力的利兹线。因此，在溶解将导电性提供为基本材料的矩阵材料之后，导线然后被提供有绝缘以及稳定矩阵，因此还防止导线粘在一起。作为范例，这由催化生长提供为第二步。

图8A示出了其中铜线提供有六边形剖视图70并且铜线被布置在六边形结构72中的范例。例如，铜线被布置在六边形结构图案中。参考图8A，应当注意，为了避免阻挡稍后还被用于填充的蚀刻通道，可以提供在蚀刻和填充期间在不同方向上的重复的弯曲。

因此，矩阵材料71提供具有多个封闭通道或开口的结构支撑。在该范例中，开口被提供为六边形形式73。然而，还可以在横截面中提供其他形式的通道或开口。在矩阵材料71中的开口73内，提供了内层或中间层75，封闭相应的导线77。导线77与矩阵材料71之间的该空间被填充材料，针对其提供插入通道79以及连接部分81。因此，矩阵71提供用于布置具有其封闭封皮的导线的结构支撑。

在范例中，为了提供嵌入涂层，在导线与矩阵结构的周围内壁表面之间提供中间表面。以圆周分布方式提供间隔区以用于确保要利用绝缘材料填充的最小距离。

图8A进一步示出了，作为选项，针对小三角形69形式的导线的支撑结构的提供。三角形69还能够具有不同的形式。该支撑结构确保将线保持在距矩阵中的孔的周围壁结构的定义的最小距离中。该空间保持功能确保绝缘层被提供在至少大部分的导体的(即，线的)外表面上。没有由邻接三角形引起的绝缘的部分是相对小的。由于个体导体的小部分不绝缘，防止导体之间的连接。三角形被提供作为间隔区。

图8B示出了其中铜线被布置为以六边形结构图案的六边形形状形式的外线的范例。

根据范例，在被嵌入到矩阵的绞线中，导线由被布置在每条导线周围的嵌入涂层74封闭。在步骤b)中，提供了：

b9)溶解嵌入涂层的第一子步骤76(在图8B中未示出)；

b10)提供导线的绝缘的第二子步骤78(也未示出)；以及

b11)溶解矩阵的第三子步骤80。

根据未进一步示出的另一范例，提供了要么在步骤b)之前、在步骤b)期间或在步骤b)之后提供扭曲或编织或多条细导线的步骤。

因此，矩阵材料74提供用于提供通道73(还被示范性示出为六边形横截面)的结构支撑。然而，还可以提供其他横截面形式，诸如圆形或其他形式。中间空间或间隙被提供在导线77与提供通道73的壁之间。该间隙被填充材料，针对其还提供连接管83，将导线周围的间隙空间与周围空间85相连接。

还可以提供与图8b类似的布置以及制造的稍微不同的方法(未描绘)，从例如由例如低碳铁制成的、例如1500mm直径和200mm长度的圆柱形形状的材料元件开始，其是机器制造以提供包括尖峰69的形状矩阵材料71的释放。备选地，对于图8b的六边形通道73而言，该布置的通道可以大约具有与图8b中所描绘的各个外部相同类型的连接83。对于圆柱形矩阵71的上文所提到的示例性尺寸而言，这些通道的直径可以为大约20mm。具有确定的厚度(例如，大约2mm)的连接管74和涂层83的铝被机器制造为适配到通道73的壁上并且到连接通道(83)中。剩余的内部通道被填充铜材料以形成铜杆(即，具有大约16mm的直径)。全部组件被放置在管85内部，例如，具有大约4mm的壁厚度的(例如，铝的)直径内部的150mm。该组件被滚动并且拉伸例如到大约160μm的最终直径。然后，经拉伸的组件使用例如用于转换铝的温氢氧化钠通过蚀刻(例如，在根据图10的室中)转换。之后，所述组件可以被漂洗例如若干次(例如，在水中)，并且可以最终被烘干。所述组件此后可以使用具有良好高频特性(即，低损耗切线、低电容率和高电介质强度—例如比4(例如，3或更低)更低的相对电容率)、比1e-3更低的损耗切线以及大于10kV/mm的介电强度(优选几十10kV、优选大于100、优选大约为或大于200keV)，例如用于最好的可能的高频特性的材料浸渍。在浸渍步骤之后，组件的外表面优选没有残余的聚合物：实际上，可以优选浸渍导线77周围的通道74和83(现在免于铝)并且留下外部(铁)表面85非浸渍的(例如，通过所述聚合物)，因为其将此后防止对铁的化学移除。因此，如果图11中的浸渍机器的孔中的容限过松(如果孔紧密地适配，则没有残余的聚合物保留在表面85上)，在浸渍之后可能需要某种清洁的步骤。可以利用其中沿着拉伸线的适合的刀或刷来完成这样的清洁。

在已经实施这种制造方法之后，最终组件包括由多条导线77制成的利兹线(例如，十二个，如在图8b中所描绘的)。该利兹线此后可以与其他类似的利兹线扭曲以形成第一“代”标准利兹线缆。如果期望具有更多导线77的利兹线缆，则第一代利兹线缆可以再次与其他类似的第一代利兹线缆扭曲为第二代利兹线缆。如此这样，如果存在对更多导线77的需要。因此，在具有十二条导线77的利兹线的范例中(如在图8b中所描绘的)，其首先与四个其他类型的利兹线扭曲以形成第一代利兹线缆，该第一代利兹线缆与四个其他类型的第一代绞线扭曲，最终获得由三百(12*5*5)条扭曲导线77形成的第二代利兹线缆。

组装的利兹线或利兹线缆此后被浸渍在酸或腐蚀性溶液中，以移除矩阵材料，例如，被浸渍在30％盐酸中以移除铁。该最后的步骤是重要的一个步骤，因为高度优选的是最后移除所有非铜金属材料以具有工作的利兹线。优选地，如果存在任何未覆盖的铜区域，则在具有非常低或没有氧气浓度的环境中完成该操作，以便避免对铜的蚀刻。一旦移除所有铁，则可以在例如蒸馏水中将利兹线或利兹线缆冲洗若干次，直到不再能够跟踪到酸。在烘干步骤之后，丝印可以在利兹线或利兹线缆周围旋转。

在与前述范例相当类似的另一示范性布置中，提供成形的矩阵材料74，例如，例如铝的150mm直径和200mm长度的圆柱体。具有例如20mm的直径的所确定的数目(例如，21)的孔被钻孔通过所确定的布置(例如，圆柱体的轴线周围的规则布置)中的矩阵材料71的表面。插入和/或沉积例如具有例如2mm的壁厚度的钛的封闭适配管。在剩余的孔中，例如铜的金属材料被插入和/或沉积以形成杆。整个组件被滚动并且拉伸为例如大约150μm的最终直径。如在前述布置中，该组件被形成为利兹线或利兹线缆。出于矩阵溶解目的例如利用溶解铝矩阵的氢氧化钠溶液来处置整条利兹线。然后，丝印涂层由利兹线周围的旋转来提供，以对利兹线给出一定的机械强度，因为其在利兹线制造中通常是众所周知的。转换步骤可以以电化学方式完成以形成氧化钛，如在J.Aust.Ceram.Soc.43[2](2007)125-130中所描述的。可以每次在针对单个产品(例如，一个线圈)所需要的长度上完成所述转换步骤，使得待连接到电流源的导线77的部分(例如，导线77的终端部分)未被转换，使得其能够保持纯金属(未氧化的)以允许更好的连接。在聚合物涂层或浸渍的备选情况下(例如，参见上文所提到的先前的示范性布置)，能够通过例如热卷边过程执行对导线77的连接部分的该保留：在该过程中，聚合物变软(融化)并且足够大的压力将绝缘体推出卷边区域。对于氧化物绝缘体而言(像该示范性布置的氧化钛)，这不是容易、可能的，并且提供良好接触的最佳的方式是避免其中期望接触的位置处的氧化物的变形。

图9以非常简化的图示示出了横截面中的利兹线200的范例。利兹线200包括彼此电气绝缘的多条细导线202。多条细导线202和绝缘材料204由根据上文所描述的范例的方法制造。

在范例中，银线中的铂利用近似8μm(微米)的直径制造，因此，还允许拉伸过程中对直径的减小。然而，不同的金属的渗出或合金可以提供针对一些金属组合的限制。然而，至少在其中能够在主要金属溶解之后执行绞合的过程中，看起来不存在对于绞线中的第一代的导体的尺寸和数目的限制。第一代中的导体的数目可以提供如此低以致于皮肤影响不导致通过导体的电流的显著变化。在实际的可到达的填充系数中，减小小导体直径并且提供高设计频率。填充系数可以随着绝缘层的相对尺寸增加以较小的导体减小。例如，在一个范例中，多达50％的填充系数能够期望下降到5μm导体。因此，根据本发明，因此所提供的利兹线被用于磁性颗粒成像、磁共振成像、电感器和变压器、天线和滤波器、高频线缆或电信线缆。

在图10中，对于转换步骤而言，作为范例示出了作为用于转换室的蚀刻室300。提供了具有嵌入在矩阵中的、由导电材料制成的多条细线的绞线302。该矩阵具有第一特性，包括导线和矩阵的金属连接，并且包括用于导线和矩阵的电气连接的导电性。然而，在绞线进入高压隔室304之前，仅提供绞线的该组成或这些参数。方向箭头306指示由仅示意性指示其滚动308的相应滚动和驱动布置所示的绞线302的行进方向。蚀刻液由液体馈送310提供。为蚀刻液提供例如100巴的压力。在压力隔室304内部，绞线被暴露于蚀刻液。在利用蚀刻液的处置之后，其提供矩阵材料的转换步骤，绞线302导致高压蚀刻室，但是现在具有不同的特性，即矩阵材料被转换为具有第二特性的材料，所述第二特性包括电绝缘，用于为多条细导线提供电绝缘。反馈线312提供来自盆状结构314的蚀刻液的释放。

应当注意，可以针对上文所提到的转换(子)步骤提供蚀刻室300，其中，矩阵材料被转换为具有绝缘性质的材料。

图11示出了用于转换的子步骤之一的浸渍室400的另一范例。提供具有嵌入在矩阵中的、由导电材料制成的多条细线的绞线402，该矩阵具有第一特性，包括导线和矩阵的金属连接，并且包括用于导线和矩阵的电气连接的导电性。在范例中，在诸如蚀刻步骤的一个转换步骤之后提供浸渍。绞线402被馈送到高压室404。移动箭头406指示绞线的行进方向。在绞线进入浸渍室400之前，仅针对绞线提供上文所提到的第一性质。在离开室之后，矩阵材料的至少一部分被转换为具有第二特性的材料，所述第二特性包括电绝缘，用于为多条细导线提供电绝缘。滚动408以符号形式指示用于绞线402的行进的相应设备。清漆由浸渍室304内的清漆馈送线410提供，包括若干子隔室412。在被用于转换子步骤之后，排放布置414提供清漆的释放。更进一步地，真空线416被提供用于应用未进一步示出但是利用真空箭头418指示的真空泵造成的真空。更进一步地，超声发射器420被提供用于支持浸渍室内部的转换步骤。

应当注意，浸渍室400可以被提供用于上文所提到的浸渍(子)步骤之一，其中，第二材料被插入到被提供在矩阵中的通道。

在已经实施这种制造方法之后，最终组件包括由多条导线77或22制成的利兹线(例如，十二个，如在图8b中所描绘的)。该利兹线此后可以与其他类似的利兹线扭曲以形成第一“代”标准利兹线缆。如果期望具有更多导线22或77的利兹线缆，则第一代利兹线缆可以再次与其他类似的第一代利兹线缆扭曲为第二代利兹线缆。如此这样，如果存在对更多导线22、77的需要。因此，在具有十二条导线22、77的利兹线的范例中(如在图8b中所描绘的)，其首先与四个其他类型的利兹线扭曲以形成第一代利兹线缆，该第一代利兹线缆与四个其他类型的第一代绞线扭曲，最终获得在十二个导线22、77的情况下由三百(12*5*5)扭曲导线22、77形成的第二代利兹线缆。

作为备选方案，可以在制造期间(例如，在矩阵材料71的氧化之前)实施第一代，并且对全部利兹线缆执行方法的最后步骤。

应当注意，通过使用根据本发明的制造的方法制造的这样的利兹线或利兹线缆包括如下特定特征：

在聚合物填充或浸渍的情况下：

-在利兹线的绝缘体材料上的鼻(填充通道)。

-在导线22、77上的鼻并且在其顶部上没有(或很少)聚合物。

-聚合物壳中的导线22、77芯的材料的曲折(如果不存在鼻)

-聚合物中的残余杂质(特别地，如果浓度从外到内减小，则相当好的证据)

如果矩阵材料71已经被氧化：

-金属氧化物中的多条导线73。

-氧化物材料中的第三金属杂质给出某种程度的证据，如果存在单个氧化物覆盖绞线(特别地，如果浓度从外到内减小，则相当好的证据)。

-导线77的非氧化连接部分(其仅是实际的，如果在利兹制造过程之后完成氧化步骤)。

在所有情况中：

-归因于不同材料的不同硬度造成的导线77的形状上的特性变形。

-由拉伸过程中的扩散造成的其他金属杂质(例如，铜中的铝)。

-非均匀的浓度的杂质(特别地，如果浓度从外到内减小，则相当好的证据)。

-非常细(5μm或如下)导体。

可以识别根据本发明的制造过程的识别利兹线的其他方式。

必须注意，参考不同的主题描述了本发明的实施例。具体而言，参考方法类型权利要求描述一些实施例，而参考设备权利要求描述其他实施例。然而，本领域技术人员从以上和如下说明将理解到，除非另外指出，否则除属于一个类型的主题的特征的任何组合外，涉及不同主题的特征之间的任何组合也被认为由本申请所公开。然而，可以组合所有特征，这提供超过特征的简单求和的协同效应。虽然在附图和前述说明中已经详细说明和描述了本发明，但是这样的说明和描述将被认为是说明性或示范性而非限制性的。本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、说明书和从属权利要求，本领域技术人员在实践所主张的本发明时可以理解和实现所公开的实施例的其他变型。

在权利要求中，词语“包括”不排除其他元件或步骤，并且不定冠词“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中记载的若干项目的功能。互不相同的从属权利要求中记载了特定措施的仅有事实并不指示不能有利地使用这些措施的组合。权利要求中的附图标记不得被解释为对范围的限制。

Claims (18)

1.一种用于制造利兹线的系统(100)，所述系统包括：

-提供单元(102)；以及

-转换单元(104)；

其中，所述提供单元被配置为提供具有嵌入在矩阵(112)中的多条(108)细导线(110)的绞线(106)，所述矩阵具有第一特性，包括所述导线和所述矩阵的金属连接，并且包括用于所述导线和所述矩阵的电气连接的导电性；

其中，所述转换单元被配置为将所述矩阵的至少一部分转换和/或替换为具有第二特性的材料(114)，所述第二特性包括电绝缘，用于为所述多条细导线的至少一部分提供电绝缘。

2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述导线是金属线，并且其中，优选地，所述线是如下项的组中的至少一项：铜线、铜合金线、铝线和铝合金线。

3.一种用于制造利兹线的方法(10)，包括如下步骤：

a)提供(12)具有嵌入在矩阵中的、由导电材料制成的多条细线的绞线，所述矩阵具有第一特性，包括所述导线和所述矩阵的金属连接，并且包括用于所述导线和所述矩阵的电气连接的导电性；并且

b)将所述矩阵的至少一部分转换(14)和/或替换为具有第二特性的材料，所述第二特性包括电绝缘，用于为所述多条细导线的至少一部分提供电绝缘。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，在步骤b)之前，提供如下步骤：

-拉伸(16)所述绞线，以减小嵌入的导线的横截面。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其中，在步骤b)中，提供化学处理所述矩阵以转换为所述电绝缘的子步骤；并且

其中，优选地，在所述化学处理的步骤中，提供与所述矩阵进行反应以形成绝缘材料的气体。

6.根据权利要求3至5中的一项所述的方法，其中，所述矩阵包括矩阵材料和至少第一材料；并且其中，在步骤b)中，提供如下子步骤：

b1)转换和/或替换(36)所述第一材料以在所述矩阵中形成多个腔；并且

b2)使用(38)所形成的腔用于第二转换子步骤的激活，其中，所述矩阵材料被转换和/或替换为绝缘。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一材料是能溶解的材料；并且其中，在b)中，提供如下子步骤：

b3)溶解(48)所述第一材料，由此形成所述多个腔；并且

b4)将所述矩阵材料转换(50)为所述导线的绝缘。

8.根据权利要求6中的一项所述的方法，其中，在所述转换的子步骤之前或之后，提供如下子步骤：

b5)利用第二材料填充(59)所述腔；并且

其中，优选在利用所述第二材料填充所述腔之后，提供如下子步骤：

b6)在第二溶解子步骤中溶解(60)所述矩阵材料。

9.根据权利要求3至5中的一项所述的方法，其中，在步骤b)中，提供如下子步骤：

b7)完全地溶解(64)所述矩阵；并且

b8)提供(66)聚合作用以用于分离所述线，其中，针对所述聚合作用，单体通过所述导线的催化表面进行聚合。

10.根据权利要求8至9中的一项所述的方法，其中，提供多个通道，作为所述方法的另一步骤，用于步骤b)中的所述溶解并且在此之前；并且其中，所述矩阵材料仍然作为保持所述多条线的块。

11.根据权利要求3至10中的一项所述的方法，其中，在所述绞线中，嵌入在所述矩阵中的所述导线由被布置在每条导线周围的嵌入涂层封闭；并且其中，在步骤b)中，提供如下子步骤：

b9)溶解(76)所述嵌入涂层；

b10)提供(78)所述导线的绝缘；并且

b11)溶解(80)所述矩阵。

12.根据权利要求3至11中的一项所述的方法，其中，为了提供所述嵌入涂层，在所述导线与矩阵结构的周围内壁表面之间提供了中间空间；并且

其中，以圆周分布的方式提供了间隔区，以确保要利用绝缘材料填充的最小距离。

13.一种利兹线(200)，包括彼此电气绝缘并且被嵌入矩阵中的多条细导线(202)，其中，所述矩阵的至少一部分已经从导电材料转换为电绝缘材料和/或被电绝缘材料替换。

14.根据权利要求13所述的利兹线(200)，

其中，提供了：

i)单位重量的所述导体的近似至少10％的最小量的离子绝缘体；以及

ii)近似在80μm处的最大个体导体直径。

15.根据权利要求13所述的利兹线(200)，包括非均匀浓度的一些杂质，这些杂质的材料与所述导线(202)的所述导电材料和所述矩阵中的所述绝缘体材料不同，其浓度能够从所述利兹线的外表面到内部而减小。

16.根据权利要求13所述的利兹线(200)，其中，所述矩阵主要由金属氧化物制成。

17.根据权利要求13所述的利兹线(200)，包括在所述矩阵的所述绝缘体材料上或者在所述导线上的鼻或填充通道。

18.根据权利要求13所述的利兹线(200)，包括在导线上的鼻或填充通道并且在其顶部上没有或很少聚合物。