TWI677887B - 電感元件以及製造電感元件之方法及自動化設備 - Google Patents

Abstract

本案揭示一種電感元件以及製造電感元件之方法及自動化設備，包括用於自導線材料捲裁切出預定長度之導線材料以於導線材料上形成預折線之壓切工站、用於沿著預折線彎折導線材料以使導線材料成型為包含吸附部及二彎折部的導線之成型工站、用於將導線組裝至磁芯之組裝工站，其中，磁芯包含二貫孔以供導線的二彎折部插入並外露導線的二末端、以及用於將導線之外露的二末端沿著預折線彎折以構成二焊接部之彎折工站，其中，磁芯包含二凹槽以收容導線的二焊接部，俾形成電感元件。

Description

電感元件以及製造電感元件之方法及自動化設備

本案係關於一種被動元件的製造技術，詳而言之，係關於一種電感元件以及製造電感元件之方法及自動化設備。

電感元件為一種能將電能以磁通量的形式儲存起來的被動電子元件，因為通過電流的改變而產生電動勢，從而抵抗電流的改變，這屬性即稱為電感。電感元件在電路中可具有濾波和震盪作用，另亦具有電磁波的干擾、電磁輻射屏蔽、過濾電流中的雜訊等功能。

現有電感元件可主要由磁芯(core)與端子片(clip)組裝完成，其中，端子片的作業工法例如使用高速沖床對如銅帶之原材料進行沖壓，沖壓後再轉交由電鍍廠商進行電鍍， 電鍍後的產品回廠後再進行拆切、檢驗、包裝等作業，最後再送交由電感器生產廠商進行生產組裝，藉此完成電感產品。

然而，此類型產品因磁芯設計為上下兩片式，上下磁芯的間隙通常藉由組裝時兩者之間的縫隙大小來調整以達成產品特性要求，往往不利於自動化機台的設計與生產，且上下磁芯和端子片之三個組件對於自動化設計的要求亦具有較高難度。

此外，端子片需由其他廠商進行沖壓作業，且沖壓作業完成後還需再轉交由電鍍廠商進行電鍍作業，因此生產交期較長。又，端子片的生產由沖壓廠商與電鍍廠商兩間廠商完成，如此更會導致端子片的價格提升。

因此，如何提供一種克服前述問題之電感元件，為目前業界積極研發之方向。

為了克服上述問題及其他問題，本案揭示一種電感元件以及製造電感元件之製法及自動化設備。

本案之製造電感元件之自動化設備係包括：壓切工站，用於自導線材料捲裁切出預定長度之導線材料，以於該導線材料上形成複數個預折線，其中，該導線材料係具有鍍層並呈扁平狀；成型工站，用於沿著該複數個預折線彎折該導線材料，以使該導線材料成型為包含一吸附部及自該吸附部彎折的二彎折部之導線；組裝工站，用於將該導線組裝至磁芯，且該磁芯包含二貫孔以供該導線的二彎折部插入並外露該導線的二末端；以及彎折工站，用於將該導線之外露的二末端沿著該複數個預折線彎折以構成二焊接部，且該磁芯包含二凹槽以收容該導線的二焊接部，俾形成電感元件。

本案之自動化設備更包括：保護劑工站，用於在該二焊接部上塗覆保護劑；刮膠工站，用於對該吸附部進行刮膠作業；烘烤工站，用於對該電感元件進行烘烤作業；測試工站，用於對該電感元件進行電性測試；印字工站，用於對該電感元件進行印字作業；以及包裝工站，用於對該電感元件進行捲帶包裝作業。

此外，該組裝工站設置有點膠機構，用於在該導線或該磁芯上點膠以便於該導線與該磁芯之組裝。

本案之製造電感元件之方法係包括：自導線材料捲裁出預定長度之導線材料，以於該導線材料上形成複數個預折線，其中，該導線材料係具有鍍層並呈扁平狀；沿著該複數個預折線彎折該導線材料，以使該導線材料成型為包含一吸附部及自該吸附部彎折的二彎折部之導線；將該導線組裝至磁芯，且該磁芯包含二貫孔以供該導線的二彎折部插入並外露該導線的二末端；以及將該導線之外露的二末端沿著該複數個預折線彎折以構成二焊接部，且該磁芯包含二凹槽以收容該導線的二焊接部，俾形成電感元件。

本案之製造電感元件之方法更包括：於該二焊接部上塗覆保護劑；於該吸附部進行刮膠作業；對該電感元件進行烘烤作業；對該電感元件進行電性測試；對該電感元件進行印字作業；以及對該電感元件進行捲帶包裝作業。

此外，將該導線組裝至該磁芯係包括：於該導線或該磁芯上點膠以便於該導線與該磁芯之組裝。

本案之電感元件係包括：導線，係具有鍍層並呈扁平狀，該導線包含一吸附部、自該吸附部彎折之二彎折部、以及分別自該二彎折部彎折之二焊接部；以及磁芯，包含本體、貫穿該本體之一間隙及二貫孔、以及凹入該本體之二凹槽，其中，該導線之二彎折部插入該磁芯之二貫孔且該導線之二焊接部收容於該磁芯之二凹槽。

此外，該間隙連接該二貫孔以使該二貫孔藉由該間隙而彼此連通，且該間隙連接於該二貫孔之一側或中間。

因此，藉由本案之電感元件以及製造電感元件之製法及自動化設備，導線無須再進行廠外的沖壓、電鍍和裁切等加工處理，整條自動化的生產線可直接由材料加工至成品，藉此提升生產效率。

以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式， 熟習此項技藝之人士可由本文所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。須知，本說明書所附圖式所繪示之結構、比例、大小等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應仍落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。

請參閱第1圖，本案之製造電感元件之自動化設備包括：壓切工站11、成型工站12、組裝工站13、彎折工站14、保護劑工站15、刮膠工站16、烘烤工站17、測試工站18、印字工站19以及包裝工站110。以下配合第2-4、5A和5B、6A和6B、7A和7B以及8A和8B圖說明本案之製造電感元件之自動化設備。

於壓切工站11，導線材料捲1直接送入自動化設備的第一工站「壓切工站11」，進行壓切與預折線20的形成作業，藉此產生一段一段的導線半成品。如第2和3圖所示，自導線材料捲1拉出一預定長度進行裁切以裁出具預定長度的導線材料2’，並進行壓印以於導線材料2’上形成複數個預折線20。 須說明的是，導線材料捲1上的導線材料2’為具有鍍層(例如鍍錫)的扁平導體(例如銅線或銅片)，自導線材料捲1裁切出的導線材料2’當然亦為具有鍍層(例如鍍錫)的扁平導體(例如銅線或銅片)。

於成型工站12，將具有預折線20之導線材料2’送入自動化設備的第二工站「成型工站12」，將導線材料2’放入折彎治具盤內，以使壓切好且有預折線20的導線材料2’彎折成為U型的導線2，或稱U型端子片。如第4圖所示，沿著複數個預折線20彎折導線材料2’，以使導線材料2’成型為包含一吸附部21及二彎折部22之導線2，其中，吸附部21呈平坦狀以於後續採用表面貼裝技術(surface mount technology；SMT)時供吸嘴將其吸起，且導線2之尚未沿預折線20彎折的末端標示為23’。

於組裝工站13，將導線2和磁芯3a或3b送入自動化設備的第三工站「組裝工站13」，以將彎折好的U型的導線2插入磁芯3a或3b中，如第5A和5B以及6A和6B圖所示。如第5A圖中，磁芯3a包含貫穿本體之間隙31a和二貫孔32a，且間隙31a連接二貫孔32a以使二貫孔32a藉由間隙31a而彼此連通，此外，間隙31a可連接於貫孔32a的中間部位以成為I字型，又，磁芯3a包含凹入本體並鄰近貫孔32a形成之二凹槽33a。如第6A圖中，導線2的二彎折部22插入磁芯3a的二貫孔32a，而導線2的吸附部21覆蓋磁芯3a的間隙31a，且導線2的二末端23’自二貫孔32a露出。如第5B圖中，磁芯3b包含貫穿本體之間隙31b和二貫孔32b，且間隙31b連接二貫孔32b以使二貫孔32b藉由間隙31b而彼此連通，此外，間隙31b可連接於貫孔32b的一側以成為ㄇ或ㄩ字型，又，磁芯3b包含凹入本體並鄰近貫孔32b形成之二凹槽33b。如第6B圖中，導線2的二彎折部22插入磁芯3b的二貫孔32b，而導線2的吸附部21並未覆蓋磁芯3b的間隙31b，且導線2的二末端23’自二貫孔32b露出。

此外，於組裝工站13中，更可設置點膠機構131，以於在導線2或磁芯3a或3b上點膠以便將導線2組裝至磁芯3a或3b。一般而言，黏膠可能施加在吸附部21與磁芯3a或3b之接觸面，以利於導線2與磁芯3a或3b之間的接合。

於彎折工站14，將第6A和6B圖所示之半成品送入自動化設備的第四工站「彎折工站14」，藉此將組裝有端子片的半成品進行端子片的彎折，以形成表面貼裝裝置(surface mount device；SMD)的焊極。如第7A和7B以及8A和8B圖所示，將導線2之露出磁芯3a或3b之外的二末端23’沿著預折線20彎折至二凹槽33a或33b，藉此構成二焊接部23，作為SMD的焊極。

以上，電感元件的成品可以視為組裝完成，接下來再將電感元件送入以下工站。

於保護劑工站15，在電感元件的二焊接部23上塗覆保護劑，例如有機保焊劑(Organic Solderability Preservative；OSP)，以保護二焊接部23。

於刮膠工站16，在電桿元件的吸附部21進行頂部刮膠作業，以便於客戶端作為SMD吸附使用。

於烘烤工站17，將製造電感元件過程中所使用到的膠體烤乾。

於測試工站18，對電感元件進行電性測試。

於印字工站19，將電感元件進行噴碼(Marking)標示。

於包裝工站110，將電感元件進行捲帶(Tapping)包裝。

因此，藉由本案之製造電感元件之自動化設備，導線(或稱端子片)可於自動設備中裁切和壓印等作業，無須再進行廠外的沖壓或電鍍處理，藉此讓整條生產線自動化地由材料加工至成品，進而提升生產效率。

另外，本案提出一種電感元件，如第5A、6A、7A和8A圖所示，電感元件包括導線2和磁芯3a。導線2具有鍍層並呈扁平狀，導線2包含一吸附部21、自吸附部21彎折之二彎折部22、以及分別自二彎折部22彎折之二焊接部23。磁芯3a包含貫穿本體之一間隙31a及二貫孔32a、以及凹入本體之二凹槽33a，其中間隙31a連通二貫孔32a並連接於二貫孔32a的中間以構成I字型。導線2之二彎折部22插入磁芯3a之二貫孔32a、導線2之吸附部21覆蓋磁芯3a之間隙31a、且導線2之二焊接部23收容於磁芯3a之二凹槽33a。

本案提出另一種電感元件，如第5B、6B、7B和8B圖所示，與第5A、6A、7A和8A圖不同在於磁芯3b，其間隙31b連通二貫孔32b並連接於二貫孔32b的一側以構成ㄇ或ㄩ字型。導線2之二彎折部22插入磁芯3b之二貫孔32b、導線2之吸附部21未覆蓋磁芯3b之間隙31b、且導線2之二焊接部23收容於磁芯3b之二凹槽33b。

因此，本案電感元件之導線乃直接由鍍錫的扁平導體(銅線或銅片)彎折成U型形狀，且磁芯設置有容納導線的焊接部的凹槽，並設置有貫穿本體之間隙以調整電感特性。

另外，本案電感元件之製法，請參閱第9圖，於步驟S01中，裁切出導線材料，即自導線材料捲拉出預定長度進行裁切並於其上壓印預折線以構成具預折線之導線材料，其中導線材料為鍍錫的扁平銅線或銅片；於步驟S02中，成型出導線，即沿著預折線彎折導線材料以使其成型為具吸附部和二彎折部之導線；於步驟S03中，將導線組裝至磁芯，即將導線的二彎折部插入磁芯二貫孔並使導線的二末端自二貫孔露出；於步驟S04中，彎折導線的二末端以構成二焊接部，即將導線之自二貫孔露出的二末端彎折至磁芯的二凹槽，以作為SMD的焊極，至此完成電感元件；於步驟S05中，於焊接部塗覆保護劑；於步驟S06中，於吸附部進行刮膠；於步驟S07中，對電感元件進行烘烤作業，以將之前有使用的黏膠烤乾；於步驟S08中，對電感元件進行電性測試；於步驟S09中，對電感元件進行如噴印等印字作業；以極於步驟S10中，對電感元件進行如捲帶等包裝作業。

綜上所述，於本案之電感元件以及製造電感元件之方法及自動化設備，係將整捲的導線材料捲直接送入壓切工站進行作業，其中導線材料捲上的導線材料為鍍銅的扁平銅線或銅片，故省略了習知技術中還要送至不同廠商進行沖壓、電鍍和裁切等加工，此外，在導線與磁芯的組裝之前，間隙已形成於磁芯中，藉此避免習知技術中利用兩片式磁芯調整兩者之間距離之不便與不精確性，利用已形成有間隙之磁芯與已彎折之導線來組裝成電感元件更有利於自動化的進行。

上述實施樣態僅例示性說明本發明之功效，而非用於限制本發明，任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述該些實施態樣進行修飾與改變。此外，在上述該些實施態樣中之結構的數目僅為例示性說明，亦非用於限制本發明。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

11‧‧‧壓切工站

12‧‧‧成型工站

13‧‧‧組裝工站

131‧‧‧點膠機構

14‧‧‧彎折工站

15‧‧‧保護劑工站

16‧‧‧刮膠工站

17‧‧‧烘烤工站

18‧‧‧測試工站

19‧‧‧印字工站

110‧‧‧包裝工站

1‧‧‧導線材料捲

2’‧‧‧導線材料

20‧‧‧預折線

2‧‧‧導線

21‧‧‧吸附部

22‧‧‧彎折部

23’‧‧‧末端

23‧‧‧焊接部

3a、3b‧‧‧磁芯

31a、31b‧‧‧間隙

32a、32b‧‧‧貫孔

33a、33b‧‧‧凹槽

S01~S10‧‧‧步驟

第1圖為本案之製造電感元件之自動化設備之方塊示意圖； 第2圖為本案之製造電感元件之自動化設備中所使用的導線材料捲之示意圖； 第3圖為本案之製造電感元件之自動化設備中自導線材料捲所裁出的導線材料之示意圖； 第4圖為本案之製造電感元件之自動化設備中由導線材料所成型的導線之示意圖； 第5A和5B圖分別為本案之電感元件之導線與磁芯之不同實施例之示意圖； 第6A和6B圖分別為本案之電感元件之組裝的導線與磁芯的不同實施例之示意圖； 第7A和7B圖分別為本案之電感元件之立體結構之不同實施例之示意圖； 第8A和8B圖分別為本案之電感元件之立體結構的其他視角之不同實施例之示意圖；以及 第9圖為本案之製造電感元件之方法之流程示意圖。

Claims (10)

1. 一種製造電感元件之自動化設備，係包括：壓切工站，用於自包含具有鍍層並呈扁平狀的導線材料之導線材料捲裁切出預定長度之導線材料，以於該導線材料上形成複數個預折線，使得所裁切出之具預定長度的導線材料為具有鍍層、呈扁平狀並形成有該複數個預折線之導線材料；成型工站，用於沿著該複數個預折線彎折該導線材料，以使該導線材料成型為包含一吸附部及自該吸附部彎折的二彎折部之導線；組裝工站，用於將該導線組裝至磁芯，且該磁芯包含二貫孔以供該導線的二彎折部插入並外露該導線的二末端；以及彎折工站，用於將該導線之外露的二末端沿著該複數個預折線彎折以構成二焊接部，且該磁芯包含二凹槽以收容該導線的二焊接部，俾形成電感元件。
2. 如申請專利範圍第1項所述之自動化設備，更包括：保護劑工站，用於在該二焊接部上塗覆保護劑；刮膠工站，用於對該吸附部進行刮膠作業；烘烤工站，用於對該電感元件進行烘烤作業；測試工站，用於對該電感元件進行電性測試；印字工站，用於對該電感元件進行印字作業；以及包裝工站，用於對該電感元件進行捲帶包裝作業。
3. 如申請專利範圍第1項所述之自動化設備，其中，該組裝工站設置有點膠機構，用於在該導線或該磁芯上點膠以便於該導線與該磁芯之組裝。
4. 如申請專利範圍第1項所述之自動化設備，其中，該磁芯包含連接該二貫孔以使該二貫孔彼此連通之間隙，且該間隙連接於該二貫孔之一側或中間。
5. 一種製造電感元件之方法，係包括：自包含具有鍍層並呈扁平狀的導線材料之導線材料捲裁切出預定長度之導線材料，以於該導線材料上形成複數個預折線，使得所裁切出之具預定長度的導線材料為具有鍍層、呈扁平狀並形成有該複數個預折線之導線材料；沿著該複數個預折線彎折該導線材料，以使該導線材料成型為包含一吸附部及自該吸附部彎折的二彎折部之導線；將該導線組裝至磁芯，且該磁芯包含二貫孔以供該導線的二彎折部插入並外露該導線的二末端；以及將該導線之外露的二末端沿著該複數個預折線彎折以構成二焊接部，且該磁芯包含二凹槽以收容該導線的二焊接部，俾形成電感元件。
6. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中，將該導線組裝至該磁芯係包括：於該導線或該磁芯上點膠以便於該導線與該磁芯之組裝。
7. 如申請專利範圍第5項所述之方法，更包括：於該二焊接部上塗覆保護劑；於該吸附部進行刮膠作業；對該電感元件進行烘烤作業；對該電感元件進行電性測試；對該電感元件進行印字作業；以及對該電感元件進行捲帶包裝作業。
8. 如申請專利範圍第5項所述之方法，其中，該磁芯包含連接該二貫孔以使該二貫孔彼此連通之間隙，且該間隙連接於該二貫孔之一側或中間。
9. 一種電感元件，係包括：導線，係具有鍍層並呈扁平狀，該導線包含一吸附部、自該吸附部彎折之二彎折部、以及分別自該二彎折部彎折之二焊接部；以及磁芯，包含本體、貫穿該本體之一間隙及二貫孔、以及凹入該本體之二凹槽，其中，該間隙連接該二貫孔以使該二貫孔藉由該間隙而彼此連通，該導線之二彎折部插入該磁芯之二貫孔且該導線之二焊接部收容於該磁芯之二凹槽。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電感元件，其中，該間隙連接於該二貫孔之一側或中間。