CN1407566A - 一种感应器的制造方法 - Google Patents
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Abstract
提出一种感应器的制造方法，感应器包括铁心，屏蔽罩和一段环氧树脂带，所述方法包括步骤：将导线在铁心上缠绕成线圈，围绕铁心的外周缠绕环氧树脂带，将包括线圈和环氧树脂带的铁心安装到屏蔽罩中，和加热感应器使环氧树脂带粘结到屏蔽罩。还公开了一种采用本方法的感应器。
Description
技术领域
本发明总的来讲涉及一种电子元件的制造，具体地讲涉及感应器的制造方法。
背景技术
至少一类感应器包括围绕有时称作鼓形物的铁心缠绕的导线。缠绕的导线一般称作线圈，线圈的端头称作引线，可用于连接感应器到电子回路。屏蔽罩围绕所述线圈以及围绕铁心设置，以便在制造、装配、和安装感应器到印制电路板和电路期间使线圈与可使线圈感应不希望电压的电磁场绝缘，以及对线圈进行机械保护免于不希望的接触和环境影响。至于线圈和屏蔽罩之间的空间则可能影响到开路电感和感应器的偏磁(bias)(直流的开路电感)，保持缠绕铁心上的线圈和屏蔽罩之间间隙一致的线圈对中对于始终如一地制造可靠和高质量的感应器是很重要的。通过机械加工在屏蔽罩内进行线圈以及铁心的对中是困难的，实行起来代价过高。
在高度竞争的电子制造业，感应器的制造工艺，如同其它元件一样，已经是经过仔细核查以求减少成本。当制造的元件是低成本和大量的元件时，非常希望减少制造成本。对于大量的元件，任何制造成本的减少当然是很有意义的。本文中用到的制造成本指的是材料成本和劳动成本。一种用于制造元件的材料也有可能比另外的材料成本高，但是节约的劳动力费用可高过弥补材料成本增加的费用。在另外的制造元件的条件下，还有可能反过来是正确的。
传统上，为了减少感应器制造在机械加工上的成本，已经将一种胶带用作铁心和屏蔽罩之间的间隔件。然后一种液体环氧树脂粘接剂从外面施加到感应器，使铁心机械粘接到屏蔽罩。应用外部粘接剂增加了感应器制造工艺的制造步骤和相关的费用。另外，间隔带的平滑和抛光表面不希望地损害了带和屏蔽罩之间的粘结。因为难以从外部施加粘接剂到屏蔽罩内铁心的整个表面区，铁心表面区只有一部分粘结到屏蔽罩上。铁心和屏蔽罩之间的粘结不良不希望地影响到了感应器的性能。
发明内容
在示例性实施例中，制造感应器的方法包括步骤：围绕铁心的外周缠绕环氧树脂带；将缠绕好的铁心定位在所述屏蔽罩中；和回流所述环氧树脂带使所述铁心和所述屏蔽罩之间形成均匀的粘接。
更具体地，环氧树脂带包括层压在粘结剂层上的一层结构性胶膜，结构性胶膜粘贴到所述铁心外周上，铁心通过将所述环氧树脂带粘结剂层加热到转变温度使粘接剂层熔化而与屏蔽罩粘接，并固化粘接剂层，形成与屏蔽罩的固态粘接。
环氧树脂保证了线圈和铁心在屏蔽罩内的对中，另外还保证了铁心和屏蔽罩之间完全粘接，因此，改进了传感器性能和可靠性，同时减少了传统的制造步骤。
附图说明
图1是感应器的顶视装配图；
图2是用于图1所示感应器的环氧树脂带的顶视图；
图3是沿图2剖面3-3的环氧树脂带的剖视图；
图4是图1所示感应器的一部分在制造第一阶段的侧视图；
图5是图4所示感应器部分的顶视图；
图6是图1所示感应器在制造第二阶段的顶视图。
具体实施方式
图1是感应器10的说明性实施例的顶视图，其中证明了本发明的优点。然而已经认识到感应器10只是一种能够了解到本发明优点的电子元件。因此，下面进行的介绍只是用于说明性的目的，可以预期本发明的优点能够体现在其它尺寸和类型的感应器上，以及其它的无源元件上。因此，不希望对本文中发明概念的实施限制在所介绍的说明性实施例，即感应器10。
感应器10包括有时称作鼓形物的铁心12和屏蔽罩14。电导线(未显示)线圈缠绕在铁心12上，线圈和铁心12设置在保护性屏蔽罩14内。为了得到所选择的最终应用即感应器10所需的电感值，线圈包括许多圈导线。所属领域的技术人员可认识到感应器10的电感值部分取决于导线类型、线圈中导线的圈数、和线径。这样，感应器10的额定电感率对于不同的应用可以有很大的变化。
在一个实施例中，屏蔽罩14是磁性材料制成的，可以提供磁路和对感应器10的线圈提供机械和电子保护。屏蔽罩14包括可接受铁心12的孔，用于提供集中线圈10两个端部之间磁场的通道，因此，包含了可强化围绕线圈磁场的磁场和减少了磁场对周围环境的影响。在图1所示的实施例中，屏蔽罩14包括八边形的外周边，但在另外的实施例中，可认识到周边的增加或减少或包括一个或多个曲边，同样可应用于可供选择的实施例中，而不脱离本发明的范围。
在说明性实施例中的铁心12是由低损耗的铁或铁基陶瓷材料粉制成，虽然在其它的实施例也可以使用其它已知的适当材料。在又一实施例中，铁心12是线轴状，包括一般是细长圆柱形的具有第一直径的内圆周部分(未显示)，其位于两个一般为平面片状外圆周部分16之间(在图1中只显示了一个)，外圆周部分具有比内圆周部分第一直径大的直径。外圆周部分从内圆周部分相对的端部延伸。如图1所示，外圆周部分16各包括多个缺口或引导件18，当引线从铁心12的内圆周部分延伸时，缺口用于引导和保持围绕铁心12的内圆周部分缠绕的导线线圈的引线(未显示)。
铁心12和相关的线圈在屏蔽罩内对中可保持希望的开路电感和所选择的磁偏(直流的开路电感)。通过引导件18延伸的线圈引线连接到电路(一般是印制电路板)，或者在另一实施例中，引线连接到绝缘柱20。绝缘柱位于并从屏蔽罩14外周面的相对侧面延伸，用于采用已知的技术将感应器10表面固定到印制电路板。当铁心12在屏蔽罩内适当对中时，围绕铁心和线圈12的圆周保持均匀的缝隙或间隙22。在一个实施例中，间隙22的宽度近似为0.004到0.005英寸，虽然在另一可选择的实施例中可采用更大或更小的间隙。
图2和3分别是本发明的示例性实施例中用于感应器10的环氧树脂带40实施例的顶视图和剖视图。环氧树脂带40包括与铁心粘贴的第一层和用来与屏蔽罩14形成粘接的第二层，更具体地，带40包括结构性胶膜42和层压粘结剂44。
在一个示例性实施例中，结构性胶膜42包括环氧基树脂，如可从位于明尼苏达州St.Paul的Minnesota Mining and ManufacturingCompany(3M TM得到的“AF42”胶膜，层压粘结剂44是无需溶剂的丙烯酸粘结剂，如“467MP”滚动层压粘结剂，也可以从位于明尼苏达州St.Paul的Minnesota Mining and Manufacturing Company(3M TM)得到。这样，结构性胶膜42对感应器10的操作环境具有令人满意的耐热性和结构粘接性能。层压粘结剂44显示出具有足以承受感应器的制造、安装、和操作环境的耐湿性、耐紫外光(U.V.)性、耐水性、耐化学腐蚀性和剪切强度。
在另一实施例中，其它已知的具有类似性质和特征的材料可以用于制造下面介绍的感应器10中使用的环氧树脂带40。
在一个制造感应器，如感应器10，的示例性实施例中，带40的长度L大约为12毫米、宽度W大约为1.6毫米。另外结构性胶膜42具有大约3密尔的厚度T1，层压粘结剂44的厚度T2大约为2密尔。已经知道这些只是具有示例性尺寸的示例性实施例，本发明范围内的不同的实施例可以采用更小或更大的其它尺寸。
结构性胶膜42的底表面46是粘性的或是胶粘状态的，可在导线线圈已经缠绕在铁心上之后粘贴在铁心12的周面上，当铁心12(见图1)插入屏蔽罩14时，环氧树脂带40基本上占据了间隙22(如图1所示)。一旦环氧树脂带40位于间隙22，在结构性胶膜42粘接到铁心14的外圆周面之后，环氧树脂带40，具体地讲是层压粘结剂44，利用加热及固化工艺粘接到屏蔽罩14的内圆周面。有时称作回流工艺的加热及固化工艺通过加热层压粘结剂44到转变温度，使粘结剂熔化并在间隙22中流动，然后固化层压粘结剂使其回复固态。这样，层压粘结剂44在铁心12和屏蔽罩14之间形成均匀的机械连接，更具体地讲是在屏蔽罩14和结构性胶膜42之间形成。相信所属领域的技术人员能够实现这类加热和固化工艺，无需进一步介绍或解释。
在一个实施例中，结构性胶膜42和层压粘结剂44都是半透明的，所以铁心12在屏蔽罩14内的适当定位可以通过光学的方法来确定。在另一个实施例中，环氧树脂带40是用不透明的材料制成。可以理解，对于不透明的材料同样可以实现通过视觉或光学来保征屏蔽罩14相对铁心12处于适当的定位，不透明的材料包括但不限于选择带40、屏蔽罩14和铁心12的适当颜色组合，这有助于通过视觉确定铁心12和屏蔽罩14之间的间隙。
图4是处于制造第一阶段的感应器铁心12的侧视图，其中导电线圈(未显示)是围绕铁心12的内圆周面缠绕，而环氧树脂带40是绕铁心12的外圆周面缠绕。带的底表面46围绕铁心12的外圆周面缠绕。带底表面46(见图3)粘贴在铁心12外周的外圆周面部分16(也见图3)，换句话，当带40粘贴在铁心时，带底表面46粘贴在铁心12上使铁心12的外表面上的层压粘结剂面向上。如图4所示，当带40已经粘贴在铁心12的外圆周部分16时，环氧树脂带40的层压粘结剂44是暴露的。
图5显示了带40粘贴其上的铁心12，带以基本均匀的方式外粘贴到铁心12。在一个说明性实施例中，带40使缠绕在铁心上并从线圈经过导引件18延伸的的导电线圈引线(未显示)保持固定。在一个变化的实施例中，带40围绕铁心的外周缠绕一次或多次形成缠绕厚度T3，以便当带40回流粘接铁心12到屏蔽罩14时，足够充满间隙22(见图1)。
图6显示了处于带40回流并固化成固体形式在铁心12和屏蔽罩14之间形成牢固粘接的制造第二阶段的感应器10。不同于传统的包括应用外部环氧树脂胶来粘接铁心12到屏蔽罩14的制造方法，回流的带40在铁心12和屏蔽罩14之间对缠绕好的铁心基本上全部外表面提供了最均匀的间隙和粘接。线圈引线(未显示)通过引导件18延伸并连接到从屏蔽罩14延伸的绝缘柱20上，绝缘柱14根据已知的方法和技术电连接到电路或电路板。
使用回流环氧树脂带40改变了传统的液体粘结剂注入工艺和相关的成本，以及减少了相关的不完全或不合标准的粘接可能带来的质量问题。另外，取消注入工艺可改进铁心12和屏蔽罩14之间粘接的一致性，因此可以减少感应器10的物理尺寸，同时保持与传统方法制造的感应器可相比较的额定功率。
尽管已经参考各种特定的实施例对本发明进行了介绍，对于所属领域的技术人员来说，对本发明可以进行许多改进，只要不脱离权利要求的范围和基本精神。
Claims (19)
1.一种感应器的制造方法，所述感应器包括铁心，所述铁心位于其中的屏蔽罩和一段环氧树脂带，所述方法包括步骤：
围绕所述铁心的外周缠绕所述环氧树脂带；
将缠绕好的铁心定位在所述屏蔽罩之中；和
回流加热所述环氧树脂带使所述铁心和所述屏蔽罩之间形成均匀的粘接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述环氧树脂带包括层压在粘结剂层上的一层结构性胶膜，围绕外周缠绕所述环氧树脂带的步骤包括将所述结构性胶膜粘贴到所述铁心外周上的步骤。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述回流环氧树脂带的步骤包括下列步骤：
将所述环氧树脂带加热到所述粘结剂层的转变温度；和
使所述粘结剂层固化。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铁心包括在外周面上的至少一个引导件，所述线圈包括至少一根电导线，所述方法还包括所述至少一根电导线通过所述至少一个引导件延伸的步骤。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述铁心包括导线引线，所述屏蔽罩包括绝缘柱，定位所述缠绕好的铁心的所述步骤还包括将所述导线引线连接到所述绝缘柱的步骤。
6.一种感应器，包括：
铁心；
可容纳所述铁心的屏蔽罩；和
围绕所述铁心缠绕的环氧树脂带，所述带设置成可进行回流和粘接到所述屏蔽罩。
7.根据权利要求6所述的感应器，其特征在于，所述环氧树脂带包括第一层和第二层，所述第一和第二层中一个包括一层结构性胶膜。
8.根据权利要求7所述的感应器，其特征在于，所述第一和第二层中另一个包括层压粘结剂。
9.根据权利要求8所述的感应器，其特征在于，当加热和固化所述层压粘结剂时所述层压粘结剂与所述屏蔽罩粘接。
10.根据权利要求8所述的感应器，其特征在于，所述层压粘结剂包括环氧树脂。
11.根据权利要求7所述的感应器，其特征在于，所述结构性胶膜层和所述层压粘结剂层是半透明的。
12.根据权利要求7所述的感应器，其特征在于，所述结构性胶膜层可粘接到所述铁心的圆周面上。
13.根据权利要求7所述的感应器，其特征在于，所述结构性胶膜包括丙烯酸粘结剂。
14.一种感应器，包括：
屏蔽罩，包括从中穿过的孔；和
设置在所述孔中的铁心，所述铁心包括外圆周面和粘接到所述外圆周面的带，所述带包括粘接到所述外圆周面的结构性胶膜和经回流加热粘结到所述屏蔽罩的层压粘结剂。
15.根据权利要求14所述的感应器，其特征在于，所述结构性胶膜包括丙烯酸粘结剂。
16.根据权利要求14所述的感应器，其特征在于，所述层压粘结剂包括环氧树脂。
17.根据权利要求14所述的感应器，其特征在于，所述环氧树脂带是半透明的。
18.根据权利要求14所述的感应器，其特征在于，所述结构性胶膜具有大约3密耳(mils)的厚度。
19.根据权利要求14所述的感应器，其特征在于，所述带占据了所述铁心和所述屏蔽罩之间的间隙，所述间隙的尺寸在大约0.004英寸到0.005英寸之间。
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