CN1267885C - 引线连接方法 - Google Patents

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Abstract

一种电声变换器(1)包括：由磁性材料所制成的底座(24)，由磁性材料所制成、且竖立在底座(24)上的磁心(22)，以及由磁性材料所制成、且被支承成距离磁心(22)的顶端一定空间的振动板(20)。底座(24)、磁心(22)和振动板(20)构成磁回路。该电声变换器(1)包括向磁回路提供静磁场的磁铁25和提供振荡磁场的线圈23。线圈(23)的引线(23a，23b)和连接焊接区(50a，50b)通过接触焊接或热焊接电气连接，其中引线(23a，23b)保持在连接焊接区(50a，50b)与覆盖件(52a，52b)之间。

Description

引线连接方法
技术领域
本发明涉及一种用于将被涂覆的引线与焊接区部分相连接的方法。
背景技术
在JP-A-9-84191中，去除导线的绝缘涂层的处理与将该导线与导电粘合剂相连接的处理是分别进行的。在JP-A-9-84192中，去除导线的绝缘涂层的处理与焊接是分别进行的。在JP-A-9-200895中，其上连接有线圈终端的焊接区部分大致呈圆形，以便防止因焊料的开裂现象而造成连接不良。
在焊接连接中，需要上述改进以防止发生连接不良。结果，焊接区部分的形状受到限制。尤其，线圈终端的可连接区域被局限在诸如电声变换器之类的极小的元件中。因此，焊接区部分的形状的局限性造成产品设计自由度有限。
作为近年来的一个环保措施，在生产电子元件、电路板、电子设备等的过程中，最好最大限度地避免使用可能会对环境造成恶劣影响的元器件。尤其，焊接是一种被广泛使用的导体电气连接方法。倘若违法倾卸电子设备，则焊料中所含的铅可能会被洗提，而给环境带来不良影响。
可考虑采用作为环保措施的无铅焊接。然而，此类无铅焊接具有比传统技术中的任何一种方法都要高的融点温度。因此，元件材料必须要能高度耐热，这样就增加其制造成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种引线连接方法，其中可在不使用任何焊料的情况下确保导体之间的电气连接。
根据本发明，提供了一种引线连接方法，包括：
将覆有电绝缘涂层的引线安装到焊接区部分的顶表面上；
将覆盖件供给到引线上；
用具有加热机构的第一电极工具将引线经覆盖件紧压在焊接区部分的顶表面上，同时用第二电极工具支承焊接区部分的底表面；
用加热机构加热第一电极工具，以使引线局部暴露；以及
在第一与第二电极工具之间提供电流，以便在覆盖件与引线、以及引线与焊接区部分之间进行接触焊接。
根据本发明，倘若加热机构在覆盖件、引线和焊接区部分均保持在第一与第二电极工具之间的状态下工作，则热量将局部去除引线的涂层，从而使引线暴露。在这种情况下，第一电极工具与覆盖件、引线和焊接区部分电气接触。接着，当在第一和第二电极工具之间施加电流时，在电阻较高的接触部分中产生大量的焦耳热量，这样覆盖件和引线得以接触焊接，同时引线和连接焊接区也得以接触焊接。
由于接触焊接是在覆盖件安置在引线上的情况下进行的，因而用于接触焊接的电极工具不会与引线直接接触，从而可避免引线发生损伤或断开。因此，即使引线极细，也能确保电气连接。
另外，由于覆盖件插入在引线与电极工具之间，因而可将电极工具的压制力设定为高值，以便增加覆盖件与引线之间的接触面积以及引线与焊接区部分之间的接触面积。结果，焊接面积变大，并且可减小连接电阻。
另外，在不使用任何焊料的情况下确保导体彼此之间的电气连接。因此，可消除焊料的组分对环境的恶劣影响。另外，可消除因焊料的开裂现象所造成的连接不良，这样就能大大地提高焊接区部分的形状的设计自由度。
另外，根据本发明，提供了一种引线连接方法，包括：
将覆有电绝缘涂层的引线安装到焊接区部分的顶表面上；
将覆盖件供给到引线上；
用具有加热机构的压力焊接工具将引线经覆盖件紧压在焊接区部分的顶表面上；以及
用加热机构加热压力焊接工具，以使引线局部暴露，并环绕引线和焊接区部分提供覆盖件的熔融部分。
根据本发明，当加热机构在覆盖件、引线和焊接区部分均由压力焊接工具所压制的状态下工作时，热量将局部去除引线的涂层，从而使引线暴露。在这种情况下，随着压力焊接工具的温度变高，覆盖件局部熔化，并且熔融的材料施加到介于引线与焊接区部分之间的连接部分上。
由于热焊接是在覆盖件安置在引线上的情况下进行的，因而压力焊接工具不会与引线直接接触，从而可避免引线损伤或断开。因此，即使引线极细，也能确保电气连接。
另外，由于覆盖件插入在引线与压力焊接工具之间，因而可将压力焊接工具的压制力设定为高值，以便增加覆盖件与引线之间的接触面积以及引线与焊接区部分之间的接触面积。结果，焊接面积变大，并且可减小连接电阻。
另外，在不使用任何焊料的情况下确保导体彼此之间的电气连接。因此，可消除焊料的组分对环境的恶劣影响。另外，可消除因焊料的开裂现象所造成的连接不良，这样就能大大地提高焊接区部分的形状的设计自由度。
另外，根据本发明的又一个方面，覆盖件包括融点各异的许多金属材料的层叠物，其中与引线相接触的金属材料的融点低于与压力焊接工具相接触的金属材料的融点。
根据本发明，由于高融点材料安置在压力焊接工具侧上，而低融点材料则安置在引线侧上，因而在焊接的同时，低融点材料首先熔化，并施加到介于引线与焊接区部分之间的连接部分上。因此，覆盖件的熔融材料起到提高连接强度、减小连接电阻、进行氧化保护等作用。另一方面，由于高融点材料未熔化，因而覆盖件易于与压力焊接工具分离，从而防止压力焊接工具被污染。
附图说明
图1A是分解立体图，图1B是侧剖图，它们均示出了本发明可适用的电子元件的一个例子。
图2A-2D示出了本发明引线连接方法的一个例子。图2A是立体图，图2B是前视图，图2C是覆盖件52a的分解剖视图，图2D则是焊接部分的分解剖视图。
图3A和3B示出了本发明引线连接方法的另一个例子，图3A是前视图，图3B是连接部分的分解剖视图。
图4是示出了本发明引线连接方法的又一个例子的前视图。
具体实施方式
下面将参照附图来描述本发明。
图1A和1B示出了本发明可适用的电子元件的一个例子。图1A是分解立体图，图1B则是侧剖图。
电声变换器1包括底座24、磁心22、线圈23、磁铁25、支承环26、振动板20、下部壳体30和上部壳体10。底座24、磁心22、线圈23、磁铁25、支承环26和振动板20容纳在下部壳体30上且覆盖有上部壳体10，以便电声变换器1被形成为总体上呈矩形平面形状。其总的尺寸例如约为10mm宽×12mm长×2mm高。
下部壳体30由诸如热塑性树脂等之类的合成树脂所制成，它包括绕底座24的圆周所形成的多个突起31。底座24被形成为被局部切去一个近似D形切口的圆盘状，它安装在下部壳体30上的诸突起31的内侧。磁心22呈圆柱状，它竖立在底座24的中心内，以便线圈23缠绕在该磁心22上。底座24和磁心22均由磁性材料所制成。或者，底座24和磁心22可通过压配等被一体地制成为一个磁极(pole)件。
磁铁25呈环状，其内径小于由诸突起31所形成的内径。该磁铁25安置在底座24上，以便与磁心22同心。因此，确保了磁铁25与线圈23之间的环状内部空间。
支承环26由非磁性材料所制成，其外径略小于由诸突起31所形成的内径，这样支承环26就能被安置成与底座24相接触。在支承环26的内侧中形成有多个环状台阶。在这些台阶中，突起27的后侧紧靠在磁铁25的顶表面和外表面上，以便调节磁铁25的位置。另外，在突起27的上方环状形成有支承台阶28，振动板20就安装在该台阶28上。因此，振动板20被定位在适当位置上。
振动板20由磁性材料所制成。该振动板20由支承环26的台阶28的周缘部分所支承，以便确保振动板20的背部中心与磁心22的顶端之间的预定空间。圆盘状磁片21固定在振动板20的前部中心上，以便增加振动板20的质量，从而提高空气振荡效率。
上部壳体10由诸如热塑性树脂等之类的合成树脂所制成。该上部壳体10呈可与下部壳体30的形状相匹配的箱体状。上部壳体10和下部壳体30由粘接剂、通过超声波焊接等连接在一起。
在上部壳体10的顶板中心内形成有放音孔11。在上部壳体10的内侧上形成有紧靠在支承环26的顶表面上的诸突起15。这些突起15调节支承环26的位置，如图1B所示。
在上部壳体10被安装的状态中，形成在上部壳体10的顶板表面上的诸突起14距离振动板20的磁片21等间距设置。当变换器受到强烈冲击时，这些突起14可防止振动板20脱落或变形。突起14的高度较低而不足以阻碍振动板20的正常振荡。
两个板状导电件通过插入模制等安装在下部壳体30中。各导电件的一端暴露在下部壳体30的顶表面的角部上，以便形成连接焊接区50a(50b)。另一端则暴露在下部壳体30的相对两侧表面上，它形成电路板连接终端51。
线圈23的引线23a(23b)穿过底座24的切口部分引出到连接焊接区50a(50b)。该引线23a(23b)被安置在连接焊接区50a(50b)上。将覆盖件52a(52b)安置在引线23a(23b)上。引线23a(23b)被固定在覆盖件52a(52b)与连接焊接区50a(50b)之间。
覆盖件52a(52b)通过接触焊接或热焊接与引线23a(23b)电气连接。该引线23a(23b)通过接触焊接或热焊接与连接焊接区50a(50b)电气连接。
在与下部壳体30的连接焊接区50a(50b)相对应的一个位置中形成有开口33。该开口33将连接焊接区50a(50b)的下表面暴露于外部，以便当引线23a(23b)和连接焊接区50a(50b)彼此电气连接时，便于用工具接近连接焊接区50a(50b)。
下面将描述运作情况。请参阅图1B，沿厚度方向使磁铁25磁化。例如，假设磁铁25的底表面被磁化至N极，同时该磁铁25的顶表面被磁化至S极。来自磁铁25的底表面的磁力线连续通过底座24的周缘部分、底座24的中心部分、磁心22、振动板20的中心部分、振动板20的周缘部分以及磁铁25的顶表面。因此，总体上构成了一条闭合磁回路。当振动板20朝着磁心22和磁铁25侧被吸引时，磁铁25向磁回路提供静磁场，以便稳定地支承振动板20。
在经来自电路板的终端51和引线23a(23b)对缠绕在磁心22上的线圈23供给电气振荡信号时，该线圈23向磁回路提供振荡磁场。于是，振动板20因静磁场与振荡磁场之间的叠加而振荡。最终，位于振动板20的顶表面侧上的空气和位于振动板20的底表面上的空气振荡。
振动板20的前部空间Va形成一共鸣腔。当振动板20的振荡频率与共鸣腔的共鸣频率基本一致时，发出高音压级的声音。于是，该声音从上部壳体10的放音孔11放出到外界。由于背侧上的声音与前侧上的声音逆相，因而在振动板20的背侧上所发出的声音被限制在环状内部空间内。因此，可尽可能地抑制背侧上的声音与前侧上的声音之间的干扰。
图2A-2D示出了本发明引线连接方法的一个例子。图2A是立体图，图2B是前视图，图2C是覆盖件52a的分解剖视图，图2D则是焊接部分的分解剖视图。
上部电极工具61设有一内装的加热件62，并被与下部电极工具63相对地可移动地垂直支承。加热件62被供给来自电源71的加热件电功率。一开关72操纵加热件62的开/关。电源73在电极工具61与63之间供给焊接电功率。一开关74操纵焊接操作的开/关。
首先，将覆有电绝缘涂层的引线23a安装在连接焊接区50a的顶表面上。接着，将覆盖件52a供给到引线23a上，然后，使电极工具61下降。在这种状态中，引线23a经覆盖件52a由电极工具61紧压在连接焊接区50a的顶表面上，同时连接焊接区50a的底表面由电极工具63所支承。
各覆盖件52a由诸如Zn(锌)、Sn(锡)或Ni(镍)之类的金属材料所制成。虽然覆盖件52a可一个接一个地供给，但覆盖件52a也可以细长板材料带的形式来供给，其中覆盖件52a通过半冲切(half-blanking)压制(向后推压(push-back))被局部敲击(rapped)，如图2C所示，这样可提高生产率。
接着，使开关72闭合，以便电流流入加热件62以加热电极工具61。于是，引线23a的涂层破裂，从而使导体部分局部暴露。
接着，当使开关74闭合、以便电流流经电极工具61与电极工具63之间时，在电阻较高的接触部分中产生大量的焦耳热量，这样覆盖件52a和引线23a就被接触焊接，同时引线23a和连接焊接区50a也被接触焊接。因此，形成了熔融材料的熔核Q，如图2D所示。最后，使开关72和74打开，并使电极工具61上升。
于是，导体可在不使用任何焊料的情况下确保彼此电气连接。还可根据上述描述进行用于引线23b和连接焊接区50b的连接处理。
图3A和3B示出了本发明引线连接方法的另一个例子。图3A是前视图，图3B则是连接部分的分解剖视图。
设有内装的加热件62的压力焊接工具64被安置成可相对于下部支承件65垂直移动。该加热件62被供给来自电源71的加热件电功率，一开关72操纵该加热件62的开/关。
首先，将覆有电绝缘涂层的引线23a安装在连接焊接区50a的顶表面上。接着，将覆盖件80供给到引线23a上，然后，使压力焊接工具64下降。在这种状态中，引线23a经覆盖件80由压力焊接工具64紧压在连接焊接区50a的顶表面上，同时连接焊接区50a的底表面由支承件65所支承。
覆盖件80由彼此融点各异的许多金属材料81和82层叠而成。高融点材料81由诸如Ni(镍，融点为1,400℃)等金属材料所形成。低融点材料82则由诸如Sn(锡，融点为630℃)等金属材料所形成，以便将低融点材料82的融点设定成低于形成引线23a或连接焊接区50a的Cu或磷青铜的融点(700℃-800℃)。由于可使用覆盖件80、由许多金属材料层叠而成的包覆材料，因而该覆盖件80可以来自一卷材的带体的形式来提供，从而提高生产率。
另外，当高融点材料81安置在压力焊接工具64侧上时，覆盖件80易于与压力焊接工具64分离，从而防止压力焊接工具64被污染。
接着，使开关72闭合，以便电流流入加热件62以加热压力焊接工具61。于是，引线23a的涂层破裂，从而使导体部分局部暴露。
另外，当加热件62的电流量增加、且压力焊接工具64的温度升高时，位于覆盖材料80的引线侧上的低融点材料82局部熔化，并施加到介于引线23a与连接焊接区50a之间的连接部分上，如图3B所示。因此，该低融点材料82起到提高连接强度、减小连接电阻、进行氧化保护等作用。最后，使开关72打开，以使压力焊接工具64上升。
以此种方式，导体可在不使用任何焊料的情况下确保彼此电气连接。还可根据上述描述进行用于引线23b和连接焊接区50b的连接处理。
图4是示出了本发明引线连接方法的又一个例子的前视图。这里，覆盖件80是以这样一种方式供给的，即高融点材料81和低融点材料82是由分离的卷材来进行制备的，并在连接处理阶段中彼此层叠。
如上详述，根据本发明，当覆盖件安置在引线上时，工具不会与引线直接接触，这样就可避免引线损伤或断开。
另外，在插入覆盖件的情况下，可将工具的压制力设定为高值，以便增加接触面积，并减小连接电阻。
另外，导体可在不使用任何焊料的情况下确保彼此电气连接，从而可消除焊料的组分对环境的恶劣影响。
另外，可消除因焊料的开裂现象所造成的连接不良，这样就能大大地提高焊接区部分的形状的设计自由度。

Claims (4)

1.一种引线连接方法，包括：
将覆有电绝缘涂层的引线安装到焊接区部分的顶表面上；
将覆盖件供给到所述引线上；
用具有加热机构的第一电极工具将引线经所述覆盖件紧压在所述焊接区部分的顶表面上，同时用第二电极工具支承焊接区部分的底表面；
用所述加热机构加热所述第一电极工具，以使引线局部暴露；以及
在所述第一与第二电极工具之间提供电流，以便在覆盖件与引线、以及引线与焊接区部分之间进行接触焊接。
2.如权利要求1所述的引线连接方法，其特征在于，所述覆盖件包括融点各异的许多金属材料的层叠物；并且
与所述引线相接触的金属材料的融点低于与所述第一电极工具相接触的金属材料的融点。
3.一种引线连接方法，包括：
将覆有电绝缘涂层的引线安装到焊接区部分的顶表面上；
将覆盖件供给到所述引线上；
用具有加热机构的压力焊接工具将引线经所述覆盖件紧压在所述焊接区部分的顶表面上；以及
用所述加热机构加热所述压力焊接工具，以使引线局部暴露，并环绕引线和焊接区部分提供覆盖件的熔融部分。
4.如权利要求3所述的引线连接方法，其特征在于，所述覆盖件包括融点各异的许多金属材料的层叠物；并且
与所述引线相接触的金属材料的融点低于与所述压力焊接工具相接触的金属材料的融点。
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