CN110136954B - 无线充电线圈的冲压制程与无线充电线圈的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线充电线圈的冲压制程，包括：冲压一金属片以形成一线圈结构以及一固定件，该线圈结构具有多个线圈段，且该些线圈段之中的两个线圈段之间具有一间隙；其中该固定件连接该两个线圈段，以维持该两个线圈段之间的间隙的宽度。本发明还公开了一种无线充电线圈的制造方法。

Description

无线充电线圈的冲压制程与无线充电线圈的制造方法

技术领域

本发明关于一种线圈的制造方法，特别是一种无线充电线圈的制造方法。

背景技术

为了使便携式电子装置不需要使用额外规格的充电器，有越来越多便携式电子装置的内部会设有无线充电线圈及电池，无线充电线圈通过磁感应或磁共振方式作为能量传输提供电能给电池进行充电。无线充电线圈一般具有多个相邻的线圈段，相邻线圈段之间设有间隙。在相同设计面积当间隙设计得越小时，相对地线圈的线径宽度会越宽，如此线圈将具有较佳的导电性。

若要维持无线充电线圈的品质，必须要维持线圈段之间的间隙的宽度一致。当间隙的宽度发生改变时，还可能造成线圈段发生短路而使得无线充电线圈无法正常运作。

目前无线充电线圈的制造方法包括有绕线方式与微影蚀刻方式。绕线方式虽可维持线圈之间的间隙的宽度不变，但缺点是导致充电线圈的整体厚度太厚，将不利于配置于便携式电子装置内。

微影蚀刻方式将铜片先连接于基板，再通过光罩与蚀刻制作出线圈图案。微影蚀刻方式虽可维持线圈之间的间隙的宽度不变，但缺点为成本昂贵、生产时的耗电量大、生产速度慢以及造成环境污染。

有鉴于此，目前确实有需要一种改良的线圈制造方法，至少可改善以上缺点。

发明内容

本发明在于提供一种无线充电线圈的冲压制程以及制造方法，除了可维持无线充电线圈的品质之外，同时还可提高生产速度、降低生产时的耗电量以及避免污染环境。

依据本发明的一实施例公开一种无线充电线圈的冲压制程，包括：冲压一金属片以形成一线圈结构以及一固定件，该线圈结构具有多个线圈段，且该些线圈段之中的两个线圈段之间具有一间隙；其中该固定件连接该两个线圈段，以维持该两个线圈段之间的间隙的宽度。

依据本发明的一实施例公开一种无线充电线圈的制造方法，包括：首次冲压一金属片以形成一冲压后的金属片，该冲压后的金属片包括有一线圈结构以及一固定件，该线圈结构具有多个线圈段，且该些线圈段之中的两个线圈段之间具有一第一间隙，该第一间隙具有一延伸方向；其中该固定件连接该两个线圈段，以维持该两个线圈段之间的该第一间隙的宽度；贴覆一转贴膜于该冲压后的金属片，其中该转贴膜连接该两个线圈段，以维持该两个线圈段之间的该第一间隙的宽度；以及对贴覆有该转贴膜的该冲压后的金属片进行第二次冲压，以去除该固定件中与该第一间隙的该延伸方向相对应的部分。

通过固定件连接该两个线圈段，所以卷收装置在卷收或释放料带时，该两个线圈段之间的间隙的宽度不会因为受到卷收装置的拉扯而改变，藉此维护线圈结构的品质。再者，通过转贴膜连接该两个线圈段，所以冲压装置对料带进行第二次冲压时，该两个线圈段之间的间隙的宽度不会因为受到二次冲压而改变，藉此维护线圈结构的品质。

以上关于本发明内容的说明及以下实施方式的说明用以示范与解释本发明的原理，并且提供本发明的权利要求保护范围更进一步的解释。

附图说明

图1为本发明一实施例的无线充电线圈的冲压制程的流程图。

图2为本发明一实施例的无线充电线圈的制造方法的流程图。

图3为本发明另一实施例的无线充电线圈的制造方法的流程图。

图4为连接有固定件的线圈结构的第一实施例的平面图。

图5为连接有固定件的线圈结构的第二实施例的平面图。

图6为连接有固定件的线圈结构的第三实施例的平面图。

图7为连接有固定件的线圈结构的第四实施例的平面图。

图8为连接有固定件的线圈结构的第五实施例的平面图。

图9为转贴膜的一实施例的平面图。

图10为转贴膜贴覆于线圈结构的一实施例的平面图。

图11为固定件从线圈结构去除后的一实施例的平面图。

其中，附图标记：

100 料带

102 金属片

104、204 线圈结构

1042、2042 线圈段

1042a 第一线圈段

1042b 第二线圈段

1044、2044 中心位置

1046 间隙

106、206、306、406、506 固定件

108 转贴膜

1082 开孔

1084 第二定位部

110 边框

112 第一定位部

具体实施方式

以下在实施方式中详细叙述本发明的详细特征以及优点，其内容足以使任何本领域的技术人员了解本发明的技术内容并据以实施，且根据本说明书所公开的内容、权利要求保护范围及附图，任何本领域的技术人员可轻易地理解本发明相关的目的及优点。以下的实施例进一步详细说明本发明的观点，但非以任何观点限制本发明的范畴。

请参照图1，图1为本发明无线充电线圈的冲压制程的一实施例的流程图。如图1所示，在本实施例中，无线充电线圈的冲压制程的步骤如下所述。在步骤S101中，通过一第一卷收装置卷收一可导电的料带，其中料带包括多个相连接的金属片。在本实施例中，料带的材料为铜，但在其他实施例中，料带也可使用其他导电材料。在步骤S102中，第一卷收装置连续地释放料带至一第一冲压模具。在步骤S103中，通过第一冲压模具连续地对料带的每一金属片进行冲压，以形成一线圈结构以及一固定件。其中该线圈结构具有多个线圈段及一中心位置，每一个线圈段均环绕该中心位置延伸(例如360度环绕此中心位置)，且该些线圈段之中的两个线圈段之间具有一间隙，该间隙具有一延伸方向，该固定件的一部分与该间隙的该延伸方向相对应，以及该固定件连接该两个线圈段，以维持该两个线圈段之间的间隙的宽度。在本实施例中，该些线圈段具有相同的线径宽度，以及该些间隙具有相同且均匀的宽度，藉此维持线圈结构的品质。但其他实施例中，这样的宽度设计并非必要。该固定件连接该两个线圈段，以维持该两个线圈段之间的间隙的宽度。在步骤S104中，通过一第二卷收装置卷收冲压后的料带。由于冲压后的料带上一般会残留铜屑，所以根据使用上的需求，还可将冲压后的料带释放，接着通过酸洗且/或超声波去除料带上的铜屑。当去除料带上的铜屑后，还可对料带镀锡或其他抗氧化材料，以达到抗氧化的目的。

通过固定件连接线圈结构的线圈段，所以卷收装置在卷收或释放料带时，任两个相邻的线圈段之间的间隙的宽度不会因为受到卷收装置的拉扯而改变，藉此达到维护线圈结构品质的功效。

请共同参照图1与图2，图2为本发明无线充电线圈的制造方法的一实施例的流程图。如图2所示，无线充电线圈的制造方法的步骤如下所述：步骤S201至S204与图1中的步骤S101至S104大致相同，差异在于图2的无线充电线圈的制造方法包括有两次冲压，因此在步骤S203与S204中特别强调为首次对金属片进行冲压。在步骤S205中，通过第二卷收装置连续地将料带朝向一贴膜装置释放。在步骤S206中，通过贴膜装置对料带贴覆一转贴膜。其中转贴膜连接该两个线圈段，以维持该两个线圈段之间的间隙的宽度。为了使转贴膜均匀地且平整地贴覆于料带的表面，还可通过滚压装置对贴覆有转贴膜的料带进行滚压。在步骤S207中，对贴覆有转贴膜的冲压后的金属片进行第二次冲压，以去除固定件中与间隙的延伸方向相对应的部分。在其他实施例中，也可不设置第二卷收装置，当料带经过首次冲压后，便接着通过贴膜装置贴覆转贴膜。

通过转贴膜连接线圈结构的线圈段，所以冲压装置对料带进行第二次冲压时，任两个相邻的线圈段之间的间隙的宽度不会因为受到二次冲压而改变，达到维护线圈结构的品质的功效。

请共同参照图2与图3，图3为本发明无线充电线圈的制造方法的另一实施例的流程图。如图3所示，无线充电线圈的制造方法的步骤如下所述：步骤S301至S304与图2中的步骤S201至S204大致相同，差异在于图3的无线充电线圈的制造方法通过喷涂紫外线固化胶(或紫外线固化漆)来取代贴覆转贴膜。在步骤S305中，通过第二卷收装置连续地将料带朝向一喷涂装置释放。在步骤S306中，通过喷涂装置对料带喷涂一紫外线固化胶，紫外线固化胶为绝缘材料且连接该两个线圈段，以维持该两个线圈段的之间的间隙的宽度。在步骤S307中，对喷涂有紫外线固化胶的冲压后的金属片进行第二次冲压，以去除固定件中与间隙的延伸方向相对应的部分。值得一提的，喷涂紫外线固化胶除了可维持线圈段之间的间隙的宽度外，更具有防锈的功能。所以通过喷涂紫外线固化胶可以不需要对料带镀锡或镀上其他抗氧化材料。

请共同参照图1至图4。图4为连接有固定件的线圈结构的第一实施例的平面图。如图4所示，料带100的每一金属片102经第一冲压装置冲压后将包括有一线圈结构104以及多个固定件106。线圈结构104具有多个线圈段1042及一中心位置1044，每一个线圈段1042均环绕该中心位置1044延伸且具有多个弯折处，该些线圈段1042之中的任两个相邻线圈段1042之间具有一间隙1046。该些线圈段1042中包括有距离中心位置1044最近的一第一线圈段1042a以及距离中心位置1044最远的一第二线圈段1042b，固定件106进一步连接该些线圈段1042中设置于该第一线圈段1042a及第二线圈段1042b之间且与固定件106相连接的所有线圈段1042。每一间隙1046具有一延伸方向，而每一固定件106具有与间隙1046的延伸方向相对应的部分。在本实施例中，各固定件106具有一延伸方向，该些固定件106的延伸方向之间具有呈90度的夹角，且该些固定件106的延伸方向与线圈结构104的中心位置1044相交。

在本实施例中，第一冲压模具包括多个连续的模具。具体而言，第一冲压模冲压金属片进一步包括以多个连续的冲压工段形成线圈结构104与每一固定件106。所以线圈结构104与固定件106均经由分段冲压来形成，而非一次冲压来形成。至于冲压工段的数量取决于第一冲压模具的设计。采取分段冲压的目的是为了避免应力痕形成于金属片102上，因为具有应力痕的金属片102将会因为冷热冲洗而发生翘曲。

请参照图5。图5为连接有固定件的线圈结构的第二实施例的平面图。如图5所示，第二实施例相较于图4的第一实施例的差异在于：本实施例具有一线圈结构204及一个十字形的固定件206，线圈结构204具有多个圆弧形的线圈段2042及一中心位置2044，且每一个线圈段2042均环绕该中心位置2044延伸。固定件206连接该些线圈段2042且固定件206的中心与线圈结构204的中心位置2044对齐。

请参照图6。图6为连接有固定件的线圈结构的第三实施例的平面图。如图6所示，第三实施例相较于图4的第一实施例的差异在于：本实施例具有一个十字形的固定件306，而固定件306连接该些线圈段1042且固定件306的中心与线圈结构104的中心位置1044对齐。

请参照图7。图7为连接有固定件的线圈结构的第四实施例的平面图。如图7所示，第四实施例相较于图4的第一实施例的差异在于：本实施例中的任一固定件406的延伸方向与相邻的两个固定件406的延伸方向之间分别具有呈锐角以及钝角的夹角。

请参照图8。图8为连接有固定件的线圈结构的第五实施例的平面图。如图8所示，第五实施例相较于图4的第一实施例的差异在于：本实施例中具有三个固定件506，其中左上方与右上方的两个固定件506的延伸方向之间具有呈90度的夹角，最下方的固定件506的延伸方向与左上方的固定件506以及右上方的固定件506的延伸方向之间具有呈135度的夹角。

在其他实施例中，固定件的数量与任两个相邻的固定件的延伸方向之间的夹角可以依据需求做调整。例如当固定件是三个时，任两个相邻的固定件的延伸方向之间具有呈120度的夹角，或者固定件的数量是其他奇数，任两个相邻的固定件的延伸方向之间的夹角均相等。

请共同参照图9与图10。图9为转贴膜108的一实施例的平面图，而图10为转贴膜108贴覆于线圈结构104的一实施例的平面图。如图9与图10所示，转贴膜108设有多个开孔1082，而开孔1082的形状配合于线圈结构104的形状，而开孔1082的设置位置配合固定件106的所在位置。

料带100具有边框110，而边框110设有多个第一定位部112。转贴膜108设有多个对应于第一定位部112的第二定位部1084，当转贴膜贴108贴覆于料带100的一表面时，转贴膜108的第二定位部1084将与料带100的边框110的第一定位部112相对齐。如此一来，转贴膜108的开孔1082可准确地对应到固定件106的所在位置，以使得固定件106显露于开孔1082中而未与转贴膜108相连接。

请参照图11。图11为将固定件106从线圈结构104去除的平面图。如图11所示，由于转贴膜108与该些线圈段1042之中的任两个相邻线圈段1042相连接，所以料带100即使经过第二次冲压，转贴膜108仍可为维持任两个相邻的线圈段1042之间的间隙1046的宽度。

为了测试无线充电线圈的品质，当料带100上的固定件106经冲压去除后，可将料带100的任一金属片102裁切下来，以便制造一无线充电线圈模块，而无线充电线圈模块的制造步骤包括：提供一导电软板，且将导电软板的一端部焊接于线圈结构104的未贴覆有转贴膜108的表面，而导电软板的另一端部伸出于金属片102之外以便与便携式电子装置内的电路板相耦接；提供一PE膜，将PE模连接于线圈结构104的第二表面；以及撕下转贴膜108并将一磁性材料(例如铁氧体材料)连接于线圈结构104的第一表面1046。值得一提的，由于转贴膜108的黏胶一般为弱胶，所以撕下转贴膜108时仍可维持间隙1048的宽度。

表1至表4分别绘示各种不同制程所制造的无线充电线圈在不同功率(5W、10W、12W、15W)下的上升温度与效率的实验数据表。

表1

表2

表3

表4

经由表1至表4所列数据可知，当设定无线充电线圈所接收的功率为一定值，通过本发明所提的无线充电线圈的冲压制程或制造方法所制造出的无线充电线圈，相较于第一种、第二种或第三种蚀刻制程所制造出的无线充电线圈，本发明的无线充电线圈的表面温度相对于环境温度的上升温度明显比较低且效率较高(意即接收端的无线充电线圈得到相同功率时，发射端所需发射的功率相对较低)。此外，当无线充电线圈的功率达到15W时，第二种与第三种蚀刻制程所制造的无线充电线圈，由于表面温度太高，甚至无法正常运作。

综上所述，由于固定件与转贴膜连接于线圈结构的线圈段，所以即使采用料带方式来制造线圈结构，线圈结构的线圈段之间的间隙的宽度也不会受到外界应力的拉扯而改变，同时达到提高生产速度以及维持品质的功效。此外，采用冲压制程来制造线圈结构，相较于微影蚀刻制程而言，成本低廉许多，生产时的耗电量较低且不易造成环境污染。再者，冲压制程不需要使用到基板，所以制出的线圈结构相对具有较高的铜含量，相对地具有较好的导电性。

当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种无线充电线圈的制造方法，其特征在于，包括：

首次冲压一金属片以形成一冲压后的金属片，该冲压后的金属片包括有一线圈结构以及一固定件，该线圈结构具有多个线圈段，且该些线圈段之中的两个线圈段之间具有一第一间隙，该第一间隙具有一延伸方向；

其中该固定件连接该两个线圈段，以维持该两个线圈段之间的该第一间隙的宽度；

贴覆一转贴膜于该冲压后的金属片，其中该转贴膜连接该两个线圈段，以维持该两个线圈段之间的该第一间隙的宽度；

对贴覆有该转贴膜的该冲压后的金属片进行第二次冲压，以去除该固定件中与该第一间隙的该延伸方向相对应的部分；以及

当该固定件经去除后，撕下该转贴膜，

其中，该转贴膜设有一开孔，当该转贴膜贴覆于该冲压后的金属片时，该固定件显露于该开孔中而未与该转贴膜相连接。

2.根据权利要求1所述的无线充电线圈的制造方法，其特征在于，该线圈结构具有一中心位置，该两个线圈段为距离该中心位置最近的一第一线圈段以及距离该中心位置最远的一第二线圈段，该固定件进一步连接该些线圈段中设置于该第一及第二线圈段之间的所有线圈段。

3.根据权利要求2所述的无线充电线圈的制造方法，其特征在于，该第一线圈段及该第二线圈段之间还具有多个第二间隙，每一该第二间隙具有一延伸方向，进行第二次冲压去除该固定件中与该些第二间隙的延伸方向相对应的部分。

4.根据权利要求1所述的无线充电线圈的制造方法，其特征在于，冲压该金属片进一步包括：冲压形成另一固定件，两个固定件各具有一延伸方向，且两个固定件的两个延伸方向之间具有呈90度的夹角。

5.一种无线充电线圈的制造方法，其特征在于，包括：

首次冲压一金属片以形成一冲压后的金属片，该冲压后的金属片包括有一线圈结构以及一固定件，该线圈结构具有多个线圈段，且该些线圈段之中的两个线圈段之间具有一第一间隙，该第一间隙具有一延伸方向；

其中该固定件连接该两个线圈段，以维持该两个线圈段之间的该第一间隙的宽度；

喷涂一紫外线固化胶于该冲压后的金属片，其中该紫外线固化胶连接该两个线圈段，以维持该两个线圈段之间的该第一间隙的宽度；以及

对喷涂有该紫外线固定胶的冲压后的该金属片进行第二次冲压，以去除该固定件中与该第一间隙的该延伸方向相对应的部分；以及当该固定件经去除后，撕下该紫外线固化胶。

6.根据权利要求5所述的无线充电线圈的制造方法，其特征在于，该线圈结构具有一中心位置，该两个线圈段为距离该中心位置最近的一第一线圈段以及距离该中心位置最远的一第二线圈段，该固定件进一步连接该些线圈段中设置于该第一线圈段及该第二线圈段之间的所有线圈段。

7.根据权利要求6所述的无线充电线圈的制造方法，其特征在于，该第一线圈段及该第二线圈段之间还具有多个第二间隙，每一该第二间隙具有一延伸方向，进行第二次冲压去除该固定件中与该些第二间隙的延伸方向相对应的部分。

8.根据权利要求5所述的无线充电线圈的制造方法，其特征在于，冲压该金属片进一步包括：冲压形成另一固定件，两个固定件各具有一延伸方向，且两个固定件的两个延伸方向之间具有呈90度的夹角。

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