CN1716468A - 表面安装线圈组件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

制备一种包括在X和Y方向上串联排列的基板段的基板。这些基板段分别在其一个侧面上具有电路图案并且在其另一个侧面上具有电极。包括绕线管的多组IC器件安装在各个基板具有电路图案的侧面上。导体连续缠绕在绕线管上以形成绕组。向电路图案按压导体在相邻绕组之间延伸的部分并且使其连接到电路图案，从而形成连接到电路图案的绕组的导引端和结束端。此后，切断该基板，以提供表面安装线圈组件，每个表面安装线圈组件包括电路板以及包括该线圈的一组IC器件。

Description

表面安装线圈组件及其制造方法
技术领域
本发明涉及例如在EL(场致发光)驱动电路，LED(发光二极管)驱动电路，或者DC电源电路中使用的表面安装线圈组件(package)，并且还涉及制造该线圈组件的方法。
背景技术
用于导通EL或者LED，或者DC电源电路的驱动电路采用通过围绕绕线管(bobbin)缠绕导体而形成的小型线圈，其中绕线管由磁性材料如铁氧体制成(见日本专利申请公开No.2003-77738)。在薄的紧凑型电子器件中，其中使用的这种电路通常采用表面安装线圈组件，该表面安装线圈组件包括小型线圈以及安装在电路板上的相关IC器件(见日本专利申请公开No.2004-336950)。
图11是常规小型线圈81的断面图。该线圈81包括由磁性材料制成的绕线管82，以及缠绕绕线管82的绕组88。一对端电极板86和87固定在绕线管82的底部。绕组88的末端部分88a和88b分别缠绕在端电极板86和87上并且焊接到端电极板86和87上。当线圈81安装在电路板上时，端电极板86和87焊接到电路板上的布线图(wiring pattern)上。
图12示出了装置的一部分，其中绕线管82被夹紧并且旋转使得导体缠绕在该绕线管上从而形成绕组88。特别是，该装置具有心轴61以及固定在该心轴上的卡盘91，该卡盘具有一对钳夹91a用于夹紧其间的绕线管82。
被夹紧的绕线管82具有电极板86和87。导体的导引端缠绕在一个电极板86上，从而形成线圈81的绕组88的起始端88a。心轴61然后进行旋转以旋转绕线管82，从而在绕线管82上缠绕导体以形成绕组88。在绕组88形成之后，绕组88的终端88b缠绕在另一电极板87上。然后将导体从绕组88切断。具有绕组88的绕线管82从卡盘91卸下，并且绕组88的起始端和终端88a和88b分别用焊料焊接或者直接焊接到电极板86和87上。这样线圈81的形成就完成了。
为了形成表面安装线圈组件，线圈81及其相关IC器件(未示出)安装在电路板的表面，该表面形成有布线图。接着将电路板上的线圈81和IC器件用树脂进行封装。日本专利申请公开No.2004-336950披露了一种制造这种表面安装线圈组件的方法。根据该方法，基板形成有多个布线图。这些布线图在X和Y方向上串联排列。包括线圈的几组IC器件被安装并且电连接到各自的布线图上。所得的组件用树脂进行封装。此后，基板被切割，从而提供单个的表面安装线圈组件，每个表面安装线圈组件包括具有电路图案的电路板以及电路板上的线圈和IC器件。
该方法适用于线圈组件的大规模生产。然而，其需要大量的线圈绕线机器，导致设备成本的增加。此外，其需要与绕线机器相关的线圈的安装/拆卸操作，并且因此增加了线圈的生产时间以及成本。
发明内容
因此，本发明旨在使生产线圈组件的设备成本最少并且提高其生产率。
本发明提供一种生产表面安装线圈组件的方法，该表面安装线圈组件包括电路板以及安装在该电路板上的线圈。该电路板在其一表面上具有布线图，并且在其另一表面上具有端电极。端电极电连接到布线图上。该线圈包括安装在电路板上的绕线管以及缠绕在绕线管上的绕组。该方法包括的步骤有：提供具有多个基板段的平坦基板；在多个基板段上相应安装多个绕线管；形成至少一组绕线管；在每组绕线管上连续缠绕导体，由此在每个绕线管上形成绕组；以及将多个基板段互相分开以提供单个的线圈组件。这些基板段可在X和Y方向上串联排列。
该方法不需要大量的线圈绕线机器，由此使得空间节省并且设备成本减少。另外，该方法可时付多个生产流程，从小批量，多变化生产到大规模生产。另外，简化的线圈生产方法使得成本减少。此外，当绕线管分成两组或者多组并且对这些组并行地进行线圈绕线时，可实现生产效率。
该生产方法还包括向布线图按压导体在相邻绕组之间延伸的部分；以及，连接导体的该部分到布线图上，这样使得每个绕组具有连接到布线图上的导引端和结束端。
更特别的是，导体可通过从钎焊，热压焊和超声波焊接所组成的组中选择的至少一种而连接到布线图上。
其他电子元件可另外安装在每个基板段上，并且电联接到每个电路图案上。
分开基板段的步骤可通过切割或者折断基板实现，可沿着在基板中形成的V型槽切口折断。
将绕线管安装到在基板段上的步骤可通过从以下组中选择的任何一种实现，该组包括：将绕线管粘结到基板段的表面上，将绕线管安装到基板段表面中形成的凹槽，以及将绕线管安装到穿过基板段所形成的开口中。
另外，本发明提供一种包括电路板以及电路板上的线圈的表面安装线圈组件。该电路板包括相对侧面，设置在相对侧面之一上的布线图，以及设置在另一侧面上的电极。电极电连接到布线图上。该线圈具有固定该电路板上的绕线管，以及通过在其上缠绕导体而形成在绕线管上的绕组。该绕组具有直接连接到布线图上的导引端，以及直接连接到布线图上的结束端。
特别是，通过将绕线管粘结到每个基板的表面，或者通过将绕线管安装到每个基板的表面中形成的凹槽中，或者通过将绕线管安装到穿过每个基板形成的开口中而固定到每个基板段上。
从下面结合附图对优选实施例进行的描述，本发明的上述和其他目的，特点以及优点将变得更加清晰。
附图说明
图1是根据本发明第一实施例的表面安装线圈组件的断面图。
图2是示出根据本发明的在单个基板上形成的线圈组件的一部分的平面图，基板可以进行分割以得到图1所示的单个线圈组件。
图3是根据本发明第二实施例的表面安装线圈组件的断面图。
图4是根据本发明第三实施例的表面安装线圈组件的断面图。
图5是根据本发明第四实施例的表面安装线圈组件的平面图。
图6是沿图5的线A-A截取的断面图。
图7是示出根据本发明的制造表面安装线圈组件方法的工艺流程图。
图8是示出在图7的流程中进行的绕线管安装步骤的图。
图9是示出在图7的流程中进行的线圈绕线步骤的图。
图10是示出根据本发明的在单个基板上形成的线圈组件的一部分的平面图，该基板可进行分割以得到图5和图6所示的单个线圈组件。
图11是常规线圈组件的断面图。
图12是示出常规线圈绕线方法的断面图。
具体实施方式
图1示出根据本发明实施例的表面安装线圈组件10。
表面安装线圈组件10包括电路板2和线圈1。线圈1具有安装在电路板2上的绕线管3，以及通过在绕线管3上缠绕导体而形成的绕组4。绕线管3具有柱形铁心3a，其周围设置绕组4，以及铁心3a两端上的一对圆盘形边缘(上和下边缘)3b。电路板2具有形成在其上表面上的布线图2b(如图1所示)以及设置在其下表面上的电极2d。电极2d通过在上下表面之间延伸的各个图案连接部分2c电连接到布线图2b上。绕线管3固定到电路板2的上表面。绕组4的导体的导引端以及结束端，即，绕线起始端4a以及绕线结束端4b，通过钎焊，热压焊，超声波焊接等分别连接到各自的布线图2b上。
简要的说，如下制造表面安装线圈组件1。制备如图2所示的板状基板102，其具有在正面上的X和Y方向上串联形成的多个布线图2b(见图2)。基板102还在其反面具有端电极2d以及图案连接部分2c，图案连接部分2c形成在分割线7和8之间的交叉处的贯穿正反面的通孔2a的壁面上。分割线分割基板102为多个正方形基板段102a，其上分别形成布线图2b。绕线管3安装在各个基板段102a上。在绕组4形成在绕线管3之后，绕线起始端4a和绕线结束端4b连接到各个布线图2b上。此后，基板102沿着分隔线7和8进行切割以便产生分开的单个线圈组件10。
图3示出了图1所示的表面安装线圈组件的改进11。表面安装线圈组件11具有与图1所示的线圈组件10类似的设置，并且因此，相同的元件采用相同的附图标记，其描述将省略。在表面安装线圈组件11中，凹槽2e形成在电路板2的正面或者上表面。绕线管3的下边缘按压安装到凹槽2e中。优选的是，下边缘3b与凹槽2e用双面压合粘结带或者粘合剂互相固定。
图4是图1所示的表面安装线圈组件的另一改进12。电路板2具有与绕线管3的下边缘3b基本相同的厚度。电路板2具有贯穿其上下表面的开口2f。绕线管3的下边缘3b按压安装到开口2f中并且用粘合剂等固定到其上。
图5和图6示出了图3所示的表面安装线圈组件的另一改进13。表面安装线圈组件13具有额外设置在电路板2正面或者上表面上的IC器件或者LED驱动电路5。布线图2b电接线连接到驱动电路5并且通过图案连接部分2c连接到电路板2的反下表面上的端电极2d，图案连接部分2c形成在通孔2a的各个壁面上。将树脂6提供给电路板2上的这些元件以对其进行封装。
下一步，将参考图7-10描述根据本发明的生产上述表面安装线圈组件的方法。
在步骤S1中，提供基板102，基板102的下表面(如图8所示)具有在X和Y方向上串联排列的布线图2b。
下一步，在步骤S2中，制备如图8所示的托盘41，该托盘具有绕线管定位凹槽41a，由此绕线管3相对于形成在基板102上的各个布线图2b对应定位。双面压合粘结片31粘结到基板102的表面，该表面上已经形成布线图2b。基板102放置在由托盘41支撑的绕线管3上并且向绕线管3进行按压，使得绕线管通过粘结片31附着在基板102上。在大直径线圈绕组4的情况下，可使用粘合剂代替粘结片以使绕线管3牢固地粘结到基板102上。当要形成图3或图6所示的线圈组件11或者13时，在基板102中设置绕线管安装凹槽2e，可使绕线管的边缘在其内安装。
值得注意的是将绕线管3安装到基板102上的过程可通过采用能定位每个绕线管3的X-Y定位系统来取代托盘41而进行。
下一步，生产过程进行到线圈绕线步骤S3。
在图9中，线圈绕线机器或者机器人(未示出)的喷嘴51用于提供导体。喷嘴51绕每个绕线管转动，如图中的箭头所示。线圈绕线机器的喷嘴51被控制以便在各个绕线管3上连续形成绕组4而不在连续的绕线过程中切割导体。在绕组4已经形成的阶段，如图2和10所示，导体包括在相邻绕组4之间延伸的直线部分。导体的直线延伸部分接着朝向布线图被按压并且粘结到其上，使得每个绕组4具有粘结到相关布线图2b上的起始端和结束端4a和4b。粘结过程可通过例如钎焊，热压焊，焊接以及热压焊的组合，或者超声波焊接来实现。
当要形成图5和图6中示出的线圈组件13时，IC器件5另外通过管芯接合安装在基板102上，并且IC器件5和相关的布线图通过引线接合法电连接。此后，生产过程进行到树脂封装步骤S5，其中安装在基板102上的线圈和IC器件使用树脂6进行封装。
在随后的成件(unitizing)步骤S6中，基板102沿着分割线7和8通过划线进行切割以得到单个线圈组件1，11，12或13。可替换的是，基板102可通过其中在步骤S1中沿着分割线7和8在基板102上形成V型槽的方法进行分割。在树脂封装步骤S5中没有树脂涂覆在分割线7和8上。基板102沿着V型槽切断。
尽管上面已经描述本发明的一些实施例，但是应该注意的是本发明并不局限于前述实施例。例如，在绕线管上形成绕组的步骤可如下进行。基板上的绕线管分割成两组或者多组，并且为每个绕线管组准备单个导体。该导体连续缠绕在相关组的绕线管上。

Claims (11)

1、一种生产表面安装线圈组件的方法，该表面安装线圈组件包括电路板以及安装在所述电路板上的线圈，所述电路板在其一个表面上具有布线图并且在其另一表面上具有端电极，所述端电极电连接到所述布线图上，所述线圈包括安装在所述电路板的所述一个表面上的绕线管以及在所述绕线管上缠绕的绕组，所述方法包括：
提供具有多个基板段的平坦基板；
在所述多个基板段上相应地安装多个绕线管；
形成至少一组所述绕线管；
连续地在每组所述绕线管上缠绕导体，由此在每个所述绕线管上形成绕组；以及
将所述多个基板段互相分开从而提供单个线圈组件。
2、权利要求1的方法，其中所述基板段在X和Y方向上串联排列。
3、权利要求1的方法，还包括：
向所述布线图按压所述导体在相邻绕组之间延伸的部分；以及
将所述导体的所述部分连接到所述布线图上以便使得每个所述绕组具有连接到相关布线图上的导引端和结束端。
4、权利要求3的方法，其中所述导体通过从钎焊，热压焊，以及超声波焊接组成的组中选择的一种而连接到所述布线图上。
5、权利要要求1到4中任一项所述的方法，还包括在分开所述基板段之前，将其他电子元件安装到所述各个基板段上并且将所述其它电子元件电连接到所述各个电路图案上。
6、权利要求1到4中任一项所述的方法，其中所述分开所述基板段通过从切割和折断所述基板中选择一种来实现，所述折断沿着在所述基板上形成的V型槽而实现。
7、权利要求1到4中任一项所述的方法，其中所述的将所述绕线管安装到所述基板段上通过从下面的组中选择的一种来实现，该组包括：将所述绕线管粘结到所述基板段的表面上，将所述绕线管安装到所述基板段的表面中所形成的凹槽中，以及将绕线管安装到穿过所述基板段形成的开口中。
8、一种表面安装线圈组件，包括：
电路板，该电路板具有相对侧面，在所述相对侧面的一个侧面上的布线图，以及另一个侧面上的电极，所述电极电连接到所述布线图；
固定到所述电路板上的绕线管；以及
通过在所述绕线管上缠绕导体而形成在所述绕线管上的绕组；
所述绕组具有：
直接连接到所述布线图的导引端；以及
直接连接到所述布线图的结束端。
9、权利要求8的表面安装线圈组件，其中所述绕线管安装在形成在所述电路板的所述一个侧面中的凹槽中。
10、权利要求8的表面安装线圈组件，其中所述绕线管粘结到所述电路板的所述一个侧面上。
11、权利要求8的表面安装线圈组件，其中所述绕线管安装到形成在所述电路板中的开口中，所述开口从所述电路板的一个侧面延伸到所述另一个侧面。
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