TW201428786A - 繞線型線圈零件之製造方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供一種繞線型線圈零件之製造方法，係在每次製造繞線型線圈零件時，縮短用於形成外部電極的焊接時間，此外，降低鐵氧體鐵芯的熱損傷，並且抑制導線彼此的短路。其解決手段為：將導線20的端部25往鐵芯端子部16焊接前，以雷射光去除端部25的包覆材22的一部分。藉此，於焊接時包覆材22容易被融解，從而縮短焊接時間。此外，能夠將焊接溫度設定較低，降低鐵氧體鐵芯11的熱損傷，並且抑制捲繞在捲繞主體12的導線20彼此的短路。

Description

繞線型線圈零件之製造方法

本發明係關於具有鐵氧體鐵芯(ferrite core)的繞線型線圈零件之製造方法。

繞線型線圈零件，具有導線、供導線捲繞的鐵氧體鐵芯、及設置於鐵氧體鐵芯用以固定導線的端部的鐵芯端子部。鐵氧體鐵芯，由導線直接捲繞的捲繞主體、以及配置於捲繞主體兩端的上擋板及下擋板構成。導線的端部，藉由焊接而固定於鐵芯端子部，但由於在導線的外周最初包覆有絕緣材料，因此必需在去除導線端部中的絕緣材料後，將導線與焊料電連接。

圖8係表示了於專利文獻1(日本特開2006-13239號公報)中所記載的繞線型線圈零件101的焊接方法的圖。在專利文獻1中，記載有藉由將鐵氧體鐵芯111的下擋板114及導線120的端部125浸漬到焊料槽152的熔融焊料153，形成繞線型線圈零件101的外部電極之方法。根據該方法，使導線120的端部125的絕緣材料在熔融焊料153內融解，從而去除絕緣材料，並且將導線120與焊料電連接。

專利文獻1：日本特開2006-13239號公報

但是，在專利文獻1所記載的方法中，為了在熔融焊料153 內去除包覆於導線120的絕緣材料，需要較長的時間。尤其是，為了降低對鐵氧體鐵芯111的熱損傷，而將熔融焊料153的溫度設定較低的情形下，需要更多用以去除絕緣材料的時間，導致生產效率降低。

本發明之目的在於提供一種能夠縮短形成外部電極的焊接時間之繞線型線圈零件之製造方法。

本發明之繞線型線圈零件之製造方法中的繞線型線圈零件，具有在外周包覆有包覆材的導線、供導線捲繞的鐵氧體鐵芯、以及用於固定導線端部且設置於鐵氧體鐵芯的鐵芯端子部。該繞線型線圈零件之製造方法，具備：將導線捲繞在鐵氧體鐵芯的繞線步驟、將導線的端部配置於鐵芯端子部的導線配置步驟、藉由在導線的端部照射雷射光而去除導線端部的包覆材的一部分的包覆材去除步驟、以及將導線的端部焊接在鐵芯端子部的焊接步驟。

較佳為：包覆材去除步驟，包含將雷射光沿導線的軸方向照射的步驟。

此外，較佳為：包覆材去除步驟，包含將已照射雷射光後的包覆材的形狀設成有底槽形狀的步驟。

此外，較佳為：包覆材去除步驟中的雷射光，係CO₂雷射光。

進一步地，較佳為：在包覆材去除步驟之前，進一步具備在鐵芯端子部形成由Ag構成的底層電極的步驟。

本發明在焊接步驟之前，設有預先去除導線端部的包覆材的一部分之包覆材去除步驟。藉此，在焊接步驟中，以包覆材之已去除一部分的部位為起點，促進包覆材的融解，其結果為，能夠在短時間內去除包 覆材，能夠縮短用於形成外部電極的焊接時間。

1‧‧‧繞線型線圈零件

11‧‧‧鐵氧體鐵芯

12‧‧‧鐵氧體鐵芯11的捲繞主體

13‧‧‧鐵氧體鐵芯11的上擋板

14‧‧‧鐵氧體鐵芯11的下擋板

16‧‧‧鐵芯端子部

16A‧‧‧第1鐵芯端子部

16B‧‧‧第2鐵芯端子部

17‧‧‧焊料

18‧‧‧底層電極

19‧‧‧外部電極

20‧‧‧導線

21‧‧‧導線主體

22‧‧‧包覆材

23‧‧‧包覆材22的有底槽

24‧‧‧包覆材22的薄皮

25‧‧‧導線20的端部

25A‧‧‧導線20的始端部

25B‧‧‧導線20的終端部

31、41、51‧‧‧鐵芯夾頭

32‧‧‧按壓棒

33‧‧‧導線引導件

34‧‧‧導線夾具

35‧‧‧剪切刀

40‧‧‧雷射加工裝置

42‧‧‧雷射振盪器

43‧‧‧反射鏡

44‧‧‧透鏡

45‧‧‧氣體供給噴嘴

46‧‧‧集塵管

52‧‧‧焊料槽

53‧‧‧熔融焊料

L‧‧‧雷射光

圖1，係繞線型線圈零件1的下擋板14朝上的狀態的立體圖。

圖2，係表示將導線20的始端部25A配置於第1鐵芯端子部16A的第1導線配置步驟的圖。

圖3，係表示將導線20捲繞在鐵氧體鐵芯11的繞線步驟的圖。

圖4，係表示將導線20的終端部25B配置於第2鐵芯端子部16B的第2導線配置步驟的圖。

圖5，係表示將導線20的端部25的包覆材22之一部分去除的包覆材去除步驟的圖。

圖6，係圖5所示的包覆材去除步驟中所使用的雷射加工裝置40的概略圖。

圖7，係表示將導線20的端部25焊接於鐵芯端子部16的焊接步驟的圖。

圖8，係表示專利文獻1中所記載的繞線型線圈零件101的焊接方法的圖。

如圖1所示，繞線型線圈零件1，具有導線20、供導線20捲繞的鐵氧體鐵芯11、以及用於固定導線20的端部25且設置於鐵氧體鐵芯11的鐵芯端子部16。

導線20，由導線主體21、及包覆於導線主體21的外周的包 覆材22構成(參照圖5(B))。導線主體21的材質，例如為Cu。包覆材22為絕緣材料，且作為包覆材22的材質，可列舉如聚氨酯(polyurethane)、聚酯(polyester)等。較佳為：包覆材22的材質，採用對下述之CO₂雷射光L的吸收率高的材質。導體主體21的直徑，例如為0.12mm。包覆材22的厚度，例如為0.01mm。於包覆材22的更外周，亦可進一步包覆例如含有丁醛樹脂的融接材。

另外，雖於導線20具有始端部25A和終端部25B，但是在單獨稱導線20的端部25時，指的是導線20的始端部25A及終端部25B的任意一方或者兩方。

鐵氧體鐵芯11，由導線20直接捲繞的捲繞主體12、以及配置於捲繞主體12兩端的上擋板13及下擋板14構成。一旦電流流過已捲繞的導線20，則在鐵氧體鐵芯11產生磁通量。

於鐵芯端子部16，具有第1鐵芯端子部16A、與第2鐵芯端子部16B。第1鐵芯端子部16A及第2鐵芯端子部16B，隔著間隔並列設置於鐵氧體鐵芯11的下擋板14側。導線20的始端部25A藉由焊料17固定於第1鐵芯端子部16A。導線20的終端部25B藉由焊料17固定於第2鐵芯端子部16B。利用該焊料17，在鐵芯端子部16形成外部電極19。另外，為了易於理解，在圖1中圖示了已去除第1鐵芯端子部16A的焊料17的狀態。如該圖所示，在鐵芯端子部16，預先形成有焊料17容易附著的由Ag等構成的底層電極18。

繞線型線圈零件1，係藉由將導線20捲繞在鐵氧體鐵芯11的捲繞主體12，並且將導線20的端部25焊接於鐵芯端子部16而製造。焊 接時的溫度，例如為400℃。導線20的端部25的包覆材22，在該溫度狀況下藉由使其融解而將其去除。藉此，導線主體21與焊料17電連接。但是，為了去除包覆材22而需要既定的時間。本實施形態的特徵在於為了縮短焊接所需的時間，而於焊接前對導線20進行處理。

另外，在以下，將鐵氧體鐵芯11的捲繞主體12的軸線方向稱為Z方向，將與Z方向正交且鐵芯端子部16並列配置的方向稱為X方向，將與Z方向和X方向正交的方向稱為Y方向。此外，以Z方向為中心軸旋轉的方向稱為θ方向。

圖2~圖7係用於說明本實施形態的繞線型線圈零件1之製造方法的圖。繞線型線圈零件1之製造方法，具備繞線步驟、導線配置步驟、包覆材去除步驟、及焊接步驟。另外，雖然於導線配置步驟中具有下述的第1導線配置步驟與第2導線配置步驟，但是單獨稱導線配置步驟時，指的是第1導線配置步驟及第2導線配置步驟的任意一方或者兩方。

圖2所示的步驟，系將導線20的始端部25A配置於第1鐵芯端子部16A的第1導線配置步驟。首先，將鐵氧體鐵芯11的上擋板13藉由鐵芯夾頭(core chuck)31進行保持，使鐵氧體鐵芯11的捲繞主體12的軸線方向(Z方向)朝向水平。另一方面，使把持有導線20的導線夾具34往較鐵氧體鐵芯11的下擋板14更下方(圖2中箭頭Y方向)移動。藉由該移動，導線20通過導線引導件33而被往箭頭P1的方向拉出。另外，導線20由未圖示的線材供給裝置供給。

接著，使按壓棒32往箭頭Q的方向移動。藉此，將導線20壓附於第1鐵芯端子部16A，並且將鐵氧體鐵芯11夾於鐵芯夾頭31與按壓 棒32之間。之後，利用剪切刀35將在導線夾具34與第1鐵芯端子部16A之間延伸的導線20切斷。藉由該切斷，於導線20形成始端部25A，並且成為將導線20的始端部25A配置於第1鐵芯端子部16A的狀態。另外，所謂導線20的端部25，係未捲繞在捲繞主體12的部分，且為配置於鐵氧體鐵芯11的下擋板14的部分，並非意味著一定含有導線20的末端。

圖3所示的步驟，係將導線20捲繞在鐵氧體鐵芯11的繞線步驟。在繞線步驟中，藉由未圖示的旋轉機構使鐵芯夾頭31及按壓棒32往箭頭θ的方向旋轉，隨之亦使鐵氧體鐵芯11旋轉。另一方面，使導線引導件33從捲繞主體12的下擋板14側朝向上擋板13側移動。藉由該等之旋轉動作及移動動作，將導線20一邊從線材供給裝置往箭頭P2的方向拉出，一邊以整齊排列的狀態捲繞於捲繞主體12。

圖4所示的步驟，係將導線20的終端部25B配置於第2鐵芯端子部16B的第2導線配置步驟。首先，藉由使按壓棒32往與下擋板14相反方向(與箭頭Q相反的方向)移動，而在按壓棒32與下擋板14之間設置間隙。另一方面，藉由導線夾具34把持在導線引導件33與捲繞主體12之間延伸的導線20，之後，使導線夾具34往較下擋板14更下方(圖4中箭頭Y的方向)移動。藉由該移動，導線20通過導線引導件33而被往箭頭P3的方向拉出。

接著，藉由使按壓棒32往箭頭Q的方向移動，將導線20壓附於第2鐵芯端子部16B。之後，利用剪切刀35將在第2鐵芯端子部16B與導線夾具34之間延伸的導線20切斷。藉由該切斷，在導線20形成終端部25B，並且成為導線20的終端部25B配置於第2鐵芯端子部16B的狀態。 另外，在切斷導線20時，並不一定要藉由按壓棒32按住導線20。

圖5(A)所示的步驟，係去除導線20的端部25的包覆材22的一部分之包覆材去除步驟。包覆材22的去除，係藉由分別對導線20的始端部15A及終端部25B照射雷射光L來實現。藉由預先去除端部25的包覆材22的一部分，使得在下述的焊接步驟中，端部25的包覆材22之整體變得容易去除。

使雷射光L沿導線20的端部25的軸線方向(圖5(A)中Y方向)一邊掃描一邊照射。藉此，將包覆材22沿著導線20的端部25的軸線大致呈直線狀地去除。包覆材22被去除的體積，為端部25中的包覆材22的1/10~1/3。所照射的雷射光L的光點直徑例如為0.1mm，雷射光L的掃描速度例如為100mm/秒。

圖6係雷射加工裝置40的概略圖。雷射的種類，係波長為9.3μm的CO₂雷射。雷射的功率例如為20W。

在雷射加工裝置40中，鐵氧體鐵芯11以使下擋板14朝上之方式由鐵芯夾頭41保持。鐵芯夾頭41安裝於未圖示之直動平台，成為能夠於圖6中X方向及Y方向移動。另一方面，從雷射振盪器42輸出雷射光L。所輸出的雷射光L藉由反射鏡43反射後，由透鏡44聚光，之後，照射於導線20的端部25。另外，亦可在雷射光L的照射部位設置氣體供給噴嘴45，以噴射輔助氣體。在藉由雷射光L的照射而去除的飛散物產生之情形，可由集塵管46回收。

另外，亦可使用未圖示的電流鏡(galvano mirror)機構，藉此使雷射光L於X方向及Y方向掃描。此外，亦可使用未圖示的分光透鏡 而藉此同時實行雷射光L往導線20的始端部25A及終端部25B的照射。

於此處確認到，實際上一旦往導線20照射CO₂雷射光，則在導線主體21殘留包覆材22的薄皮24。圖5(B)及圖5(C)係表示已照射CO₂雷射光的狀態的導線20的圖，圖5(B)係放大圖5(A)中所示的虛線B的區域之剖面的立體圖。此外，圖5(C)係圖5(A)中的Y1-Y1剖面圖。如該等圖所示，包覆材22未被貫通到底去除，而係以成為有底槽23形狀之方式加工。在以聚氨酯作為包覆材22的情形，有底槽23的尺寸，例如寬度為0.05mm，深度為0.009mm，有底槽23的下側餘留的薄皮24的厚度例如為0.001mm。有底槽23的寬度小於雷射光L的光點直徑之原因，係由於在光點直徑的外周附近，雷射的能量降低而無法達到進行去除加工之故。

關於殘留薄皮24，有相關的內容記載於參考文獻(日本特開2008-234917號公報)。根據該參考文獻記載有：若包覆膜的厚度為1μm以下，則90%左右的CO₂雷射光透過包覆膜，此外，由於已透過的雷射光的98%左右被Cu等的導線主體的表面反射，因此結果為，由雷射產生的熱不傳遞到包覆膜，而餘留1μm左右的包覆膜。亦即，記載了利用CO₂雷射並無法完全地去除包覆膜的內容。

在本實施形態中，由於導線20的端部25的包覆材22在下述的焊接步驟完全被去除，因此如果是薄皮24的程度，即使在導線主體21殘留包覆材22亦不成問題。反而藉由殘留包覆材22的薄皮24，能夠抑制焊接步驟之前的導線主體21的氧化或腐蝕。因此，照射雷射光L後的包覆材22的形狀有意圖地加工成有底槽23的形狀。

圖7(A)及圖7(B)所示的步驟，係將導線20的端部25焊接於鐵芯端子部16的焊接步驟。首先，如圖7(A)所示，以鐵芯夾頭51一邊保持鐵氧體鐵芯11一邊使其下降，藉此，將下擋板14浸漬於焊料槽52。將焊料槽52內的熔融焊料53的溫度設定為例如400℃。藉由該浸漬，而將導線20的端部25的包覆材22，以一部分被去除的部位為起點融解並去除。同時，熔融焊料53附著於底層電極18之所形成的鐵芯端子部16。

接下來，如圖7(B)所示，藉由使鐵氧體鐵芯11往箭頭R的方向上升，去除附著於鐵芯端子部16的剩餘的熔融焊料53。之後，使附著於鐵芯端子部16的熔融焊料53固化。藉此，在鐵芯端子部16，由焊料17固定導線20的端部25，形成外部電極19。

在本實施形態中，在焊接步驟之前，設有預先將導線20的端部25的包覆材22的一部分去除之包覆材去除步驟。藉此，在焊接步驟中，以去除了包覆材22的一部分之位置為起點，促進包覆材22的融解。其結果為，能夠在短時間內去除包覆材22，且能夠縮短外部電極19之形成中的焊接時間。

此外，若容易將導線20的端部25的包覆材22去除，則焊接時的溫度亦可以設定為較低。藉由降低焊接溫度，能夠降低鐵氧體鐵芯11的熱損傷。進一步地，能夠抑制捲繞在捲繞主體12的導線20的包覆受熱融化。藉此，能夠抑制導線20彼此的短路。

較佳為：在包覆材去除步驟中，沿導線20的軸方向去除包覆材22。藉此，在焊接步驟中，使包覆材22變得更容易被剝除。其理由為，藉由來自熔融焊料53的熱傳遞而在包覆材22引起熱收縮，使得包覆材22 以沿軸方向被去除的部位為起點變得容易剝除。

此外，較佳為：在包覆材去除步驟中，將藉由雷射光L的照射而去除後的包覆材22的形狀，設成有底槽23形狀。藉由設成有底槽23的形狀，由於在導線主體21殘留包覆材22的薄皮24，因此能夠抑制導線20從包覆材去除步驟到焊接步驟的氧化或腐蝕產生。

此外，較佳為：包覆材去除步驟中的雷射光L，係CO₂雷射光。藉由使用CO₂雷射光，能夠容易地去除包覆材22，並且能夠於導線主體21殘留包覆材22的薄皮24。藉此，能夠有效地製作有底槽23形狀。

進一步地，較佳為：在包覆材去除步驟之前，進一步具備在鐵芯端子部16形成由Ag構成的底層電極18的步驟。一般而言，與導線20的端部25抵接的底層電極18，因照射雷射光L而容易受到熱損傷。但是，在底層電極18由Ag形成，且雷射光L係CO₂雷射光的情形下，能夠抑制底層電極18吸收雷射光L。其結果為，亦能夠抑制對底層電極18的熱損傷。

本實施形態，並不限定於申請專利範圍所記載之發明，在技術性思想被認為具相同性的範圍內可進行各種改變。例如，導線20的始端部25A中的包覆材22的一部分去除作業，亦可在繞線步驟之前進行。此外，若事先去除始端部25A的包覆材22的一部分，則導線20的始端部25A中的焊接亦可在繞線步驟之前進行。

此外，繞線型線圈零件1，亦可為在上擋板13及下擋板14兩方設置有鐵芯端子部16者。

11‧‧‧鐵氧體鐵芯

12‧‧‧鐵氧體鐵芯11的捲繞主體

13‧‧‧鐵氧體鐵芯11的上擋板

14‧‧‧鐵氧體鐵芯11的下擋板

16A‧‧‧第1鐵芯端子部

16B‧‧‧第2鐵芯端子部

18‧‧‧底層電極

20‧‧‧導線

21‧‧‧導線主體

22‧‧‧包覆材

23‧‧‧包覆材22的有底槽

24‧‧‧包覆材22的薄皮

25A‧‧‧導線20的始端部

25B‧‧‧導線20的終端部

L‧‧‧雷射光

Claims (5)

1. 一種繞線型線圈零件之製造方法，所述繞線型線圈零件，係具有：導線，係在外周包覆有包覆材；鐵氧體鐵芯，係供所述導線捲繞；以及鐵芯端子部，係設置於所述鐵氧體鐵芯，用於固定所述導線的端部；所述繞線型線圈零件之製造方法，其特徵在於，具備有：繞線步驟，將所述導線捲繞在所述鐵氧體鐵芯；導線配置步驟，將所述導線的端部配置於所述鐵芯端子部；包覆材去除步驟，藉由在所述導線的端部照射雷射光，去除所述導線端部的所述包覆材的一部分；以及焊接步驟，將所述導線的端部焊接在所述鐵芯端子部。
2. 如申請專利範圍第1項之繞線型線圈零件之製造方法，其中，所述包覆材去除步驟，包含將所述雷射光沿所述導線的軸方向照射的步驟。
3. 如申請專利範圍第1或2項之繞線型線圈零件之製造方法，其中，所述包覆材去除步驟，包含將已照射所述雷射光後的所述包覆材的形狀設成有底槽形狀的步驟。
4. 如申請專利範圍第1或2項之繞線型線圈零件之製造方法，其中，所述包覆材去除步驟中的所述雷射光，係CO₂雷射光。
5. 如申請專利範圍第4項之繞線型線圈零件之製造方法，其中，在所述包覆材去除步驟之前，進一步具備在所述鐵芯端子部形成由Ag構成的底層電極的步驟。