CN202384498U - 天线用线圈零件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种天线用线圈构件，能够应对真空吸附的表面安装，保护构成天线用线圈构件的磁芯免受外力的影响，防止磁芯的损伤，且使卷绕设置的线圈较难发生断线。该天线用线圈构件具有容纳壳体、磁芯以及线圈，在容纳壳体的上表面开口，并在从上述开口可见的底部上固定上述磁芯，在上述开口侧露出的磁芯比容纳壳体的壁部低，因而线圈能够在与上述磁芯不接触的状态下卷绕设置在上述容纳壳体上，在线圈的靠上述容纳壳体的开口侧的部分上设有形成平坦面且由绝缘树脂形成的涂覆部。

Description

天线用线圈零件

技术领域

本实用新型涉及一种用于发射机应答器(transponder)、无钥匙进入系统以及FM、AM收音机等小型的无线通信装置的天线用线圈零件。

背景技术

对于用于无线通信装置的天线用线圈零件，提出具有空心线圈构造、具有芯、线卷骨架等线圈支承体的天线用线圈零件等各种类型的天线用线圈零件的技术方案，以供实用。

对于如上述的天线用线圈零件而言，要求一边防止其大型化，一边提高其电磁特性。图14是专利文献1所述的天线用线圈零件的立体图，且将该天线用线圈零件的一部分作为剖切面表示。

该天线用线圈零件包括：线圈组装体101，是在作为磁芯发挥作用的线圈支承体111上卷绕设置有线圈112而成的；容纳壳体102，具有凹部；以及金属端子131、132，设于上述线圈支承体111的长度方向的端部。在金属端子131、132上连接线圈112的两端。在容纳壳体102的开口侧容纳线圈组装体101的一部分，且上述端子部131、132露出。

利用如上述的结构，特别是通过将线圈支承体111作为磁芯使用，天线用线圈零件的电感增加，并且由于Q值也增加，因此能够提高天线特性。此外，利用容纳壳体102，在组装线圈组装体101的线圈112时等保护线圈112不受损伤，而且因为能够真空吸附容纳壳体102，所以在向电路基板等的安装中能够进行自动安装。

专利文献1：日本特开2009-111086号公报

对于容纳壳体102与线圈组装体101的固定而言，利用粘接剂将线圈组装体101固定在容纳壳体102的内表面的大致整个区域。线圈支承体111是在位于两端的凸缘部211、212之间具有绕线部213的结构，且与容纳壳体102之间的连接面并不平坦，此外卷绕在上述绕线部213上的线圈的表面也凹凸不平。容纳壳体102与线圈组装体101在连接面处的状态为凹凸不平的表面，气泡容易残留在粘接剂的内部。而且容纳壳体102构成为帽状，在粘接时难于排出卷入了的空气。

作为其对策，设有粘接剂流入阻止部(未图示)，在将容纳壳体102盖在线圈组装体101上并进行粘接固定时，向外部排出卷入了的空气，使气泡不滞留在粘接剂101的内部，由此，在粘接剂的干燥工序、热固化处理等中，能够避免气泡发生热膨胀，避免使容纳壳体102产生变形等问题。可是，在远离粘接剂流入阻止部的位置上排出被卷入了的空气并不容易，仍存在气泡的热膨胀的问题。此外，对于设有多个粘接剂流入阻止部而言，使容纳壳体102的构造变得复杂，并且由于粘接面积减少引起强度的降低，因此并不理想。

此外，在将容纳壳体102盖在线圈组装体101上并进行粘接固定时，即使容纳壳体102不因气泡的热膨胀而变形，也有时顶起容纳壳体102，使得供进行真空吸附的表面的平坦性被损害，变得无法进行自动安装。

此外，在以往的构造中，用于安装在电路基板上的金属端子131、132被直接设于线圈支承体111的两端的凸缘部211、212上。金属端子131、132的形状较为复杂，且金属端子131、132难于获得规定的连接强度地与线圈支承体111接合，需要较多的工时。

而且随着天线用线圈零件的小型化，线圈支承体111也被小型化、薄型化。天线用线圈零件被直接安装在电路基板上时，变得容易受到因电路基板产生的挠曲、弯曲而引起的外力的影响。在由铁氧体芯等脆性材料构成线圈支承体111的情况下，也有时线圈支承体111破裂、缺口，对磁特性带来影响。

此外，对于如上述地向线圈支承体111直接设置金属端子131、132的结构而言，线圈支承体111使用金属磁性材料存在绝缘的问题。此外，在该方式的线圈支承体111是通过将薄带设为多层而形成的磁芯或是通过利用玻璃、树脂等粘结材料将粉末粘合到一起等而构成的磁芯的情况下，与铁氧体芯等的陶瓷材料相比这样的磁芯的强度较差，需要其它用于加强的构件。

此外，线圈112直接卷绕在线圈支承体111上。线圈112使用聚氨酯、聚酰胺-酰亚胺、绝缘漆等绝缘护套电线，由于线圈112的线直径为30μm～200μm，因此也有时在线圈支承体111的角部护套剥落或线圈断线。

实用新型内容

因此，在本实用新型中，目的在于提供一种天线用线圈构件，能够应对真空吸附的表面安装，保护用于构成天线用线圈构件的磁芯免受外力的影响，防止磁芯的损伤，且使线圈不易发生由卷绕设置引起的断线。

本实用新型作为包括容纳壳体、磁芯以及线圈的天线用线圈零件，其特征在于，上述容纳壳体包括底部、从上述底部立起而成的壁部、与上述底部相对的开口部以及在长度方向的两端部具有端子电极的凸缘部，在上述容纳壳体的上述底部固定上述磁芯，上述线圈被卷绕设置在上述容纳壳体的两端部的凸缘部之间的部分上，上述线圈的两端部被粘接固定在上述各端子电极上，在上述容纳壳体的开口部侧露出的上述磁芯比上述壁部低，因而上述线圈在与上述磁芯不接触的状态下被卷绕设置，在上述线圈的靠上述容纳壳体的开口部侧的部分上设有形成平坦面且由绝缘树脂形成的涂覆部。

在本实用新型中，优选在上述容纳壳体的底部具有凹部，在上述凹部上配置并粘接上述磁芯。上述凹部用于配置磁芯，而且作为磁芯的定位构件发挥作用。

此外，优选上述容纳壳体的长度方向的两端开口。通过在容纳壳体的长度方向的两端上不设有壁，能够使天线用线圈零件轻量化。此外，由于在凸缘部上一体地形成端子电极，因此形成具有比主干部的壁部厚的凸缘部。因此，虽然构成容纳壳体的树脂固化时的体积变化量变大，在容纳壳体中容易产生应变、变形，但是通过两端开口能够减少上述体积变化量变大的影响。

在本实用新型中，优选作为上述磁芯使用由软铁氧体材料形成的铁芯和由磁性金属磁性材料形成的铁芯中的任意一者。

根据本实用新型，能够提供一种天线用线圈零件，由于在线圈上设有的涂覆部具有平坦面，因此在吸附时不对线圈造成损伤地进行真空吸附的表面安装较为容易，由于磁芯由容纳壳体保护，因此减少磁芯的损伤，且通过在与磁芯不接触的状态下在容纳壳体上卷绕设置线圈，使线圈较难发生断线。

附图说明

图1是本实用新型的一实施例的天线用线圈构件的外观立体图。

图2是本实用新型的一实施例的天线用线圈构件的俯视图。

图3是本实用新型的一实施例的天线用线圈构件的主视图。

图4是本实用新型的一实施例的天线用线圈构件的仰视图。

图5是本实用新型的一实施例的天线用线圈构件的右视图。

图6是本实用新型的一实施例的天线用线圈构件的A-A剖视图。

图7是在本实用新型的一实施例的天线用线圈构件中使用的容纳壳体的外观立体图。

图8是在本实用新型的一实施例的天线用线圈构件中使用的容纳壳体的俯视图。

图9是在本实用新型的一实施例的天线用线圈构件中使用的容纳壳体的右视图。

图10是在本实用新型的一实施例的天线用线圈构件中使用的容纳壳体的A-A剖视图。

图11是在本实用新型的一实施例的天线用线圈构件中使用的磁芯(铁氧体芯)的外观立体图。

图12是本实用新型的一实施例的天线用线圈构件的涂覆部形成之前的外观立体图。

图13是用于说明涂覆部的形成方法的图。

图14是以往的天线用线圈构件的外观立体图。

具体实施方式

以下使用附图详细说明本实用新型的结构。

图1是本实用新型的一实施例的天线用线圈构件的外观立体图。图2是本实用新型的一实施例的天线用线圈构件的俯视图。图3是本实用新型的一实施例的天线用线圈构件的主视图。图4是本实用新型的一实施例的天线用线圈构件的仰视图。图5是本实用新型的一实施例的天线用线圈构件的右视图。图6是本实用新型的一实施例的天线用线圈构件的A-A剖视图。

本实用新型的天线用线圈构件1包括由绝缘树脂构成的容纳壳体3、磁芯5以及线圈6，在容纳壳体3的两端设有端子电极4，在线圈上形成有由绝缘树脂形成的涂覆部7。在本实施方式中，使用铁氧体芯作为磁芯5。

图7是容纳壳体的外观立体图。此外，图8是容纳壳体的俯视图。

在本实用新型的天线用线圈构件中使用的容纳壳体3包括底部50、从上述底部50立起且构成相对的两侧面的壁部60以及与上述底部50相对的开口部14。在长度方向(以下有时称为a方向)的两端不形成壁而成为开口部17，上述开口部14直到长度方向的两端。在本实施方式中，在容纳壳体3的与长度方向正交的方向(以下有时称为b方向)上，容纳壳体3的截面在各处都呈字母U状。

容纳壳体3在长度方向的两端部包括具有端子电极4的凸缘部13，将上述凸缘部13之间的部分作为主干部12。主干部12的b方向截面的区域比凸缘部13小，且呈现在主干部12与凸缘部13之间的台阶取决于要卷绕设置在主干部12上的线圈的直径、涂覆部7的厚度，能使主干部12、线圈6以及涂覆部7的截面区域与凸缘部13的截面区域相同或容纳在凸缘部13的截面区域内。

对于端子电极4而言，使用以0.05mm～0.2mm左右的较薄的铜、磷青铜等金属材料为基体并为了保护上述金属材料、提高焊料润湿性进行了镀层处理的电极。在本实施方式中，虽然从凸缘部13的一侧的壁部的上表面起经由侧面、底面、侧面直到另一侧的壁部的上表面的截面形状形成为字母C状，但是能够采用将凸缘部13以一侧面侧与另一侧面侧分为两部分等任意的形状、多个部分。

端子电极4利用嵌件成型(insert mold)法等众所周知的方法一体地形成在容纳壳体3上。利用一体成形形成过程较为容易，且与容纳壳体3之间的连接强度也较大。此外，也可以利用粘接剂等将端子电极4粘接固定在容纳壳体3上。

图9是树脂壳体的侧视图。为了使容纳磁芯的操作较为容易，以凸缘部13的底部侧的相对的壁60之间的间隔较窄的方式设有锥形部32。

图10是容纳壳体的A-A剖视图。容纳壳体3的底部50在主干部12与各凸缘部13的范围内具有台阶且进一步形成较低的一级。在较低形成的凹部51上涂覆粘接剂，从开口部14侧插入磁芯5并将磁芯5固定。上述凹部51作为磁芯5的定位构件发挥作用，并且起到确保在上表面侧磁芯5与线圈6之间的间隔30的作用。另外，如果是用于定位，也可以代替凹部51，以位于磁芯5的两端侧的方式在容纳壳体3的底部、壁部设有突起。

此外，因为磁芯5的表面是平坦的，所以能够减少粘接时气泡的卷入，此外，即使使用少量的用于固定的粘接剂也能够浸湿表面，因此能够获得所希望的粘接强度地进行粘接固定。而且，由粘接剂与磁芯5间的线膨胀系数之差所产生的应力也较小，能够减小对磁特性带来的影响。粘接剂优选使用富有柔软性且能够吸收冲击的环氧系树脂。

构成容纳壳体3的树脂材料可以适当选定，但是由于天线用线圈零件1利用回流焊等焊接而成，作为容纳壳体3除了强度为基础之外还需要具有优异的耐热性，而且由于在天线用途中以kHz～GHz带宽的频率使用天线用线圈零件1，因此介电特性也变得较为重要。特别是用于MHz以上的高频时，优选使用耐热性ABS树脂、环氧树脂、玻璃环氧树脂、丙烯酸树脂。

图11是磁芯(铁氧体芯)的外观立体图。由于磁芯5不与线圈6接触，因此磁芯5并不限定于电阻率较大的Ni系铁氧体等，能够使用Mn系铁氧体、铁基或钴基的非晶合金、纳米结晶合金、铁铝硅合金、铁镍合金等金属磁性材料。为了易于安装，形状优选薄厚适宜的棒状，也可以排列多个小型的磁芯而构成为长条状，能够采取任意的形状、数量。

另外，如果将磁芯5分为多个单片而构成，即使弯曲等的外力作用在容纳壳体3上，由于向磁芯5施加的应力被分散，因此能够减少磁芯5的破裂、缺口等损伤。

在磁芯5的端部位于线圈6内的情况下，有时会Q值变小，降低天线性能。磁芯5的外形理所当然地形成为容纳在容纳壳体3中的尺寸，但是优选形成为磁芯5的长度至少比主干部12的长度长，以使磁芯5的两端部从线圈6的端部露出。另外，在磁芯5与容纳壳体3粘接固定时也可能存在磁芯5位置偏移而一侧的端部位于线圈6内的情况，因此磁芯5的长度也要考虑在工序上的偏差而进行设定。

图12是表示将线圈卷绕设置在容纳壳体上的外观状态的立体图。将线圈6以单层且作为密集卷绕的方式卷绕设置在容纳有磁芯5的容纳壳体3的主干部12上。若多层卷绕线圈6，则线间电容增加且Q值降低，因此优选以单层卷绕线圈6。此外，优选以使用于真空吸附的涂覆部的树脂不从线间漏出的方式密集卷绕线圈6。

图4是天线用线圈零件的仰视图。线圈6的两端部6a、6b在容纳壳体3的底面侧被延长至端子电极4的表面上，并利用焊接、热压接或超声波振动等连接方法接合。对于热压接，由被加热了的头部对线圈6的端部6a、6b加压而使该端部6a、6b扩散接合在端子电极4上。对于超声波振动，利用对用于接合的头部的振动和加热，将线圈6的端部6a、6b加压接合在端子电极4上。

另外，连接位置并不限定于底面，只要是端子电极4的面状的部位就能够根据需要进行适当的选择。

图13的(a)～(e)是用于说明线圈上的涂覆部的形成工序的图。

如图13的(a)所示，将未形成涂覆部的天线用线圈零件(以下称为未涂覆零件)配置在夹具22上。虽然在夹具22上形成用于限制天线用线圈零件移动的凹坑、突起，但是图中省略。密集卷绕在作为未涂覆零件的上表面(容纳壳体3的靠开口部14侧)，也就是密集卷绕在容纳壳体3的包含a方向中央部的主干部12的区域的线圈6的表面上，滴落由调合器40调整至适宜温度的液体涂覆构件7’。液体涂覆构件的涂覆也可以利用丝网印刷进行。液体涂覆材料是焊料耐热性优异，线膨胀系数低，且粘接强度优异，具有不易液流程度的粘度的材料。

接着如图13的(b)所示，对于滴落液体涂覆构件7’而言，在线圈6的表面上，通过使调合器40从未涂覆零件的长度方向的一端侧向另一端侧沿预定方向移动，适量且均匀地滴落液体涂覆构件7’。

由此，如图13的(c)所示，成为在线圈6的表面上涂覆有未固化的液体涂覆构件7’的状态。此时，优选涂覆构件7’的厚度是比容纳壳体3的凸缘部13的上表面略微突出的厚度，且从凸缘部13的上表面起到涂覆构件7’的上表面为止的距离h为0.1mm～1mm。距离h小于0.1mm时，无法获得固化后的涂覆部7的上表面的能够真空吸附程度的平坦性。此外，距离h超过1mm时，有时液体涂覆构件7’绕到线圈6的侧面侧或向磁芯5侧洒落，存在外观上的问题。此外，也有时固化后的涂覆部超出容纳壳体3的凸缘部13，无法满足天线用线圈零件的规格尺寸。

另外，在此所述的平坦性能够通过利用例如表面粗糙度计测量起伏而进行评价。例如在容纳壳体3的a方向中央部等被真空吸附的部位上将测量长度设为3mm进行了测量的情况下，优选表面的起伏为80μm以下(a方向、b方向都满足)。在能够测量的区域较小而无法取得测量长度的情况下，以能够测量的最大长度进行评价。另外，测量长度能够根据用于真空吸附的吸嘴直径而进行适当的设定。

如图13的(d)所示，以重叠在涂覆在未涂覆零件上的液体涂覆构件7’上的方式配置厚度为80μm～300μm的树脂薄膜20，而且利用平面板21从树脂薄膜20的上方加压。上述树脂薄膜20为了与固化后的液体涂覆构件7’的剥离较为容易，并且为了获得良好的润湿性，上述树脂薄膜20优选使用至少与液体涂覆构件7’抵接的表面通过硅涂覆被分离处理过的PET薄膜。此外，优选平面板21为富有柔软性的树脂构件，进一步优选使用厚度为几mm左右的硅橡胶板。

在上述状态下，以液体涂覆构件7’的标准固化条件将液体涂覆构件7’固化。液体涂覆构件7’由于液体涂覆构件7’的流动性与被加压在线圈上流动。即使在滴落液体涂覆构件7’时将空气卷入，除了配置有树脂薄膜20的上表面侧之外不阻碍空气的排出，因此能够减少残存在涂覆部7内的气泡。此外，即使残存有气泡，气泡也较小，并不会由于热膨胀对天线用线圈零件造成损伤。

如图13的(e)所示，将液体涂覆构件7’固化处理之后，去除平面板21和树脂薄膜20。由此，获得涂覆部7的上表面形成均匀(平坦)的平面的状态的天线用线圈零件。

实施例

以下对本实用新型的天线用线圈零件具体地进行说明，本实用新型的天线用线圈零件的结构与图1～图6所示的天线用线圈零件相同，所以省略重复的说明。本实用新型是对应于频率88MHz～108MHz的天线用线圈零件。

天线用线圈零件1包括容纳壳体3、磁芯5、线圈6以及在上述线圈上形成平坦面的涂覆部7。

使用玻璃环氧树脂将由磷青铜形成的端子电极4嵌件成型而形成容纳壳体3，该容纳壳体3全长为10mm，主干部12的长度为7mm，两端的凸缘部13的包含端子电极4的宽度为2mm，高度为1.3mm。在容纳壳体3的上表面开设有宽度为1mm、深度为0.7mm的开口。在从容纳壳体3的开口部14侧所看到的底部50上进一步形成有长度为8.5mm、深度为0.1mm的凹部51。在端子电极4的磷青铜的表面上实施有镀Ni处理、镀S n处理。

在容纳壳体3的上述凹部51上粘接固定作为磁芯5的烧结铁氧体芯。对于粘接固定，是使用焊料耐热性优异的环氧树脂系粘接剂涂覆在凹部51上，在涂覆了粘接剂的凹部51上配置烧结铁氧体芯，进行120℃×30分钟的固化处理粘接固定而成的。

烧结铁氧体芯的主要成分为三氧化二铁(Fe₂O₃)、氧化锌(ZnO)、氧化镍(NiO)以及氧化铜(CuO)，副成分为氧化铋(Bi₂O₃)、氧化硅(SiO₂)，是将预烧粉粉末成形，并烧结而得到的，烧结铁氧体芯具有初始导磁率μi为10(频率100kHz)的磁特性。

在粘接固定有烧结铁氧体芯的容纳壳体3的主干部12上密集卷绕有卷绕60圈的线直径为80μm的绝缘漆线作为线圈6，并将线圈6的两端部热压接在容纳壳体3下表面侧的端子电极4上。

而且，在容纳壳体3的开口部14侧的线圈表面上滴落液体涂覆构件，并按照在图13的(a)～(e)中所示的顺序，在线圈6上表面的大致整面上形成涂覆部7，而获得本实用新型的天线用线圈零件。涂覆部7的厚度约为0.2mm，且涂覆部7的上表面与凸缘部13的上表面具有大致相同的高度。

作为液体涂覆构件使用了一液性加热固化型环氧树脂。对于该液体加热固化型环氧树脂的特性而言，线膨胀系数为3.5×10^-5/℃，粘度为65Pa·s，固化温度为100℃。效果条件为120℃×20分钟。

将评价数设为100个对所获得的天线用线圈零件1的涂覆部7的起伏进行了评价。测量长度在a方向上为3mm，在b方向上为1.5mm。任意一个试样的起伏在两个方向上都为10μm以下。

接着，将包含评价过起伏的100个试样在内的1000个试样利用压纹带(embosstape)向贴片机(chip mounter)(自动安装机)供给，将自动安装机的吸嘴吸附在形成为平坦面的涂覆部7上，并将1000个试样输送到在安装部上涂覆有焊膏的电路基板上并配置在电路基板上。在安装中，利用贴片机的自动吸附没有失败，向电路基板的安装也在适当的位置范围内进行，不存在安装偏差等问题。

对安装有天线用线圈零件1的电路基板以最大255℃×10分钟的温度条件进行了回流焊接。使用放大镜对焊接后的天线用线圈零件的外观进行了确认，在涂覆部7中没有产生气泡，也没有出现容纳壳体3的变形、烧结铁氧体芯5的破裂、缺口、线圈6的断线等。

使用100个安装在测试板上的天线用线圈零件1，并对天线用线圈零件1的接收灵敏度进行了评价。任意一个天线用线圈零件1在频率88MHz～108MHz范围内都表现出了高接收灵敏度的良好的性能。

附图标记说明

1、天线用线圈零件；3、容纳壳体；4、端子电极；5、磁芯；6、线圈；7、涂覆部；12、主干部；13、凸缘部。

Claims (5)

1.一种天线用线圈零件，其包括容纳壳体、磁芯以及线圈，其特征在于，

上述容纳壳体包括底部、从上述底部立起而成的壁部、与上述底部相对的开口部以及在长度方向的两端部具有端子电极的凸缘部，

在上述容纳壳体的上述底部固定上述磁芯，

上述线圈被卷绕设置在上述容纳壳体的两端部的凸缘部之间的部分上，上述线圈的两端部被粘接固定在上述各端子电极上，

在上述容纳壳体的开口部侧露出的上述磁芯比上述壁部低，因而上述线圈在与上述磁芯不接触的状态下被卷绕设置，

在上述线圈的靠上述容纳壳体的开口部侧的部分上设有形成平坦面且由绝缘树脂形成的涂覆部。

2.根据权利要求1所述的天线用线圈零件，其特征在于，

在上述容纳壳体的底部具有凹部，在上述凹部上配置并粘接上述磁芯。

3.根据权利要求1或2所述的天线用线圈零件，其特征在于，

上述容纳壳体的长度方向的两端开口。

4.根据权利要求1或2所述的天线用线圈零件，其特征在于，

上述磁芯是由软铁氧体材料形成的铁芯和由磁性金属磁性材料形成的铁芯中的任意一者。

5.根据权利要求3所述的天线用线圈零件，其特征在于，

上述磁芯是由软铁氧体材料形成的铁芯和由磁性金属磁性材料形成的铁芯中的任意一者。

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