TWI684491B - 雷射蝕薄銅線圈的方法 - Google Patents

Abstract

一種雷射蝕薄銅線圈的方法，係用於切割具有螺旋溝槽的待切割板，其係將雷射以繞螺旋的方式依序將待切割板正面及背面螺旋溝槽底部的銅切除，而當待切割板完成正、背面的切割後即取得螺旋狀的銅線圈，其中，該待切割板係包含有塑料層以及分別設置於塑料層之正、背面上的第一銅層和第二銅層，而上述螺旋溝槽設置於第一銅層和第二銅層上，且第一銅層和第二銅層上的螺旋溝槽相互對稱。

Description

雷射蝕薄銅線圈的方法

本發明係有關於一種蝕薄銅之方法；更詳而言之，特別係關於一種雷射蝕薄銅線圈的方法。

一般在製造線圈直徑40mm以下且線徑小於0.5mm的射頻線圈並無法使用雷射加工機切割而成的原因在於，在雷射切割銅材的過程中會有部分雷射的能量被銅材吸收，而使銅材熱脹並產生銅變形，進而使切割出的銅線位置以及尺寸產生明顯的偏差，最後導致切割完成後的射頻線圈並不是以完整的螺旋狀來呈現，進而影響產品的電磁測試結果。

而為了克服上述問題，本案申請人採用專屬的切割治具將銅材加以固定，並直接以雷射切割厚度100μm以上的銅材，並在切割的過程中保留固定用的連接橋來確保銅線不會因受熱變形，接著貼上一層乘載膜後再切斷連接橋，最後將乘載膜去除並得到完整的螺旋狀銅線圈。

然而若是碰到厚度超過200μm以上的銅材，光是要將其切穿就需要花費大量的時間，且採用單面雷射切割會造成切割槽斷面呈現上大下小的錐狀，再來切穿銅材後還需貼上乘載膜、切斷連接橋以及拆除乘載膜等步驟，而使得整個加工過程顯的繁瑣且不利於量產化。

有鑑於此，本案申請人遂依其多年從事相關領域之研發經驗，針對前述之缺失進行深入探討，並依前述需求積極尋求解決之道，歷經長時間的努力研究與多次測試，終於完成本發明。

本發明之主要目的在於提供一種利於將螺旋銅線圈量產化的方法。

為達上述之目的，本發明雷射蝕薄銅線圈的方法，係用於切割正、背面上具有螺旋溝槽的待切割板，其係先將雷射以繞螺旋的方式沿著待切割板正面的螺旋溝槽進行切割，接著將待切割板翻至背面後，再透過雷射以繞螺旋的方式沿著待切割板背面的螺旋溝槽進行切割，而當待切割板完成正、背面的切割後即取得螺旋狀的銅線圈；

其中，該待切割板係包含有塑料層以及分別設置於塑料層之正、背面上的第一銅層和第二銅層，而上述螺旋溝槽設置於第一銅層和第二銅層上，且第一銅層和第二銅層上的螺旋溝槽相互對稱，另外該第一銅層和第二銅層厚度小於200μm，又該螺旋溝槽底部的銅厚度小於30μm；

其中，該雷射於切割時僅將正、背面上螺旋溝槽底部的銅切除，但不切穿塑料層。

本發明雷射蝕薄銅線圈的方法優點在於： 1.   本發明所需切割的銅厚度相當薄，因此銅層在切割的過程中不容易發生熱偏移現象，且也較容易快速切割以及量產。 2.   如要取得厚度較厚的銅線圈，只需將多個經本發明製做而成的銅線圈相互堆疊達相同的厚度即可。

為期許本發明之目的、功效、特徵及結構能夠有更為詳盡之瞭解，茲舉較佳實施例並配合圖式說明如後。

首先請參閱圖1以及圖2，圖1為本發明雷射蝕薄銅線圈的方法之待切割板示意圖，圖2為本發明雷射蝕薄銅線圈的方法之待切割板A-A剖視示意圖。

本發明雷射蝕薄銅線圈的方法，係用於切割正、背面上具有螺旋溝槽１４的待切割板１，其係先將雷射以繞螺旋的方式沿著待切割板１正面的螺旋溝槽１４進行切割，而此處所指的正面僅為首先加工面，並非待切割板１的絕對位置，接著將待切割板１翻至背面後，再將雷射以繞螺旋的方式沿著待切割板１背面的螺旋溝槽進行切割，而當待切割板１完成正、背面的切割後即取得螺旋狀且直徑小於40mm的銅線圈，且該銅線圈主要係應用於電子產品中並作為電磁線圈使用；

其中，該待切割板１係包含有塑料層１１以及分別設置於塑料層之正、背面上的第一銅層１２和第二銅層１３，而上述螺旋溝槽１４設置於第一銅層１２和第二銅層１３上，且第一銅層１２和第二銅層１３上的螺旋溝槽１４相互對稱，另外該第一銅層１２和第二銅層１３厚度小於200μm，又該螺旋溝槽１４底部的銅厚度小於30μm；

其中，該雷射係採用波長為355nm且脈衝寬度大於100ns的UV雷射，並在切割時雷射的檯面瓦數會介於3~10W之間，使其僅將待切割板正、背面上螺旋溝槽１４底部的銅切除，但不切穿塑料層１１。

有關於本發明之實施方式及相關可供參考圖式詳述如下所示：

續請參閱圖3、圖4以及圖5，圖3為本發明雷射蝕薄銅線圈的方法切割示意圖，圖4為本發明雷射蝕薄銅線圈的方法切割完成示意圖，圖5為本發明雷射蝕薄銅線圈的方法成品堆疊示意圖。

本發明在此實施例中以切割槽寬為40μm的螺旋溝槽作為主要說明，而本發明所能切割的槽寬寬度可依使用者需求任意調整，並在此先行述明。

在使用本發明切割前需先由雷射加工機來將待切割板１正面的螺旋溝槽１４進行定位，接著再依據螺旋溝槽１４的槽寬設定切割的刀數，然而一般雷射切割的單線寬度約為10μm，因此為了完整的切除螺旋溝槽１４底部的銅，則需使用並排的多線分次切割(如圖3箭頭所示)才能使雷射切割寬度達到40μm，而當以上設定程序完成時即可開始將螺旋溝槽１４底部的銅切除。

接著，當待切割板１正面的螺旋溝槽１４切割完成時，便需要將待切割板１翻至背面，同樣再由雷射加工機來定位螺旋溝槽１４以及設定切割刀數，並在前述設定完成後再切除螺旋溝槽１４底部的銅，另外需特別注意的是，塑料層１１在切割的過程中具有承擔起固定銅線圈的作用，且能避免上下銅線圈相互導通，故不論是在切割正面或背面的螺旋溝槽１４時，切割的過程中不能讓雷射切斷塑料層１１，且最好的情況是不傷及塑料層１１，而經本發明切割完成後之待切割板１剖視圖就如圖4所示。

最後，將切割完成的銅線圈通電進行檢測，而檢測的結果又以感電值介於2~4μH的銅線圈為最佳。

另外，若是要製造更高厚度(500μm以上)的銅線圈，可藉由將兩塊或兩塊以上經由本發明切割而成的銅線圈相互堆疊而成(如圖5所示)。

綜合上述，本發明雷射蝕薄銅線圈的方法主要特色在於： 1.   本發明所需切割的銅厚度相當薄，因此銅層在切割的過程中不容易發生熱偏移現象，且也較容易快速切割以及量產。 2.   如要取得厚度較厚的銅線圈，只需將多個經本發明製做而成的銅線圈相互堆疊達相同的厚度即可。

故，本發明在同類產品中具有極佳之進步性以及實用性，同時查遍國內外關於此類結構之技術資料文獻後，確實未發現有相同或近似之構造存在於本案申請之前，因此本案應已符合『創作性』、『合於產業利用性』以及『進步性』的專利要件，爰依法提出申請之。

唯，以上所述者，僅係本發明之較佳實施例而已，舉凡應用本發明說明書及申請專利範圍所為之其它等效結構變化者，理應包含在本發明之申請專利範圍內。

１‧‧‧待切割板 １１‧‧‧塑料層 １２‧‧‧第一銅層 １３‧‧‧第二銅層 １４‧‧‧螺旋溝槽

圖1：本發明雷射蝕薄銅線圈的方法之待切割板示意圖； 圖2：本發明雷射蝕薄銅線圈的方法之待切割板A-A剖視示意圖； 圖3：本發明雷射蝕薄銅線圈的方法切割示意圖； 圖4：本發明雷射蝕薄銅線圈的方法切割完成示意圖； 圖5：本發明雷射蝕薄銅線圈的方法成品堆疊示意圖。

無。

1‧‧‧待切割板

11‧‧‧塑料層

12‧‧‧第一銅層

13‧‧‧第二銅層

14‧‧‧螺旋溝槽

Claims (6)

1. 一種雷射蝕薄銅線圈的方法，係用於切割正、背面上具有螺旋溝槽的待切割板，其係先將雷射以繞螺旋的方式沿著該待切割板正面的螺旋溝槽進行切割，接著將該待切割板翻至背面後再將該雷射以繞螺旋的方式沿著該待切割板背面的螺旋溝槽進行切割，而當該待切割板完成正、背面的切割後即取得螺旋狀的銅線圈，而該銅線圈係為一種電磁線圈；其中，該待切割板係包含有塑料層以及分別設置於塑料層之正、背面上的第一銅層和第二銅層，而上述螺旋溝槽設置於該第一銅層和第二銅層上，且該第一銅層和第二銅層上的螺旋溝槽相互對稱，另外該第一銅層和第二銅層厚度小於200μm，又該螺旋溝槽底部的銅厚度小於30μm；其中，該雷射採用波長為355nm的UV雷射，並於切割時僅將該待切割板正、背面上螺旋溝槽底部的銅切除，但不切穿塑料層。
2. 如請求項第1項所述之雷射蝕薄銅線圈的方法，其中，該銅線圈的直徑小於40mm。
3. 如請求項第1項所述之雷射蝕薄銅線圈的方法，其中，該銅線圈的感電值介於2~4μH之間。
4. 如請求項第1項所述之雷射蝕薄銅線圈的方法，其中，該雷射的脈衝寬度大於100ns。
5. 如請求項第1項所述之雷射蝕薄銅線圈的方法，其中，該雷射的檯面瓦數介於3~10W之間。
6. 如請求項第1項所述之雷射蝕薄銅線圈的方法，其中，該雷射係採用並排的多線分次切割來切除該待切割板正、背面上螺旋溝槽底部的銅。

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