專利名稱：一種感應器的制造方法
技術領域：
本發(fā)明總的來講涉及一種電子元件的制造，具體地講涉及感應器的制造方法。
在高度競爭的電子制造業(yè)，感應器的制造工藝，如同其它元件一樣，已經(jīng)是經(jīng)過仔細核查以求減少成本。當制造的元件是低成本和大量的元件時，非常希望減少制造成本。對于大量的元件，任何制造成本的減少當然是很有意義的。本文中用到的制造成本指的是材料成本和勞動成本。一種用于制造元件的材料也有可能比另外的材料成本高，但是節(jié)約的勞動力費用可高過彌補材料成本增加的費用。在另外的制造元件的條件下，還有可能反過來是正確的。
傳統(tǒng)上，為了減少感應器制造在機械加工上的成本，已經(jīng)將一種膠帶用作鐵心和屏蔽罩之間的間隔件。然后一種液體環(huán)氧樹脂粘接劑從外面施加到感應器，使鐵心機械粘接到屏蔽罩。應用外部粘接劑增加了感應器制造工藝的制造步驟和相關的費用。另外，間隔帶的平滑和拋光表面不希望地損害了帶和屏蔽罩之間的粘結。因為難以從外部施加粘接劑到屏蔽罩內鐵心的整個表面區(qū)，鐵心表面區(qū)只有一部分粘結到屏蔽罩上。鐵心和屏蔽罩之間的粘結不良不希望地影響到了感應器的性能。
更具體地，環(huán)氧樹脂帶包括層壓在粘結劑層上的一層結構性膠膜，結構性膠膜粘貼到所述鐵心外周上，鐵心通過將所述環(huán)氧樹脂帶粘結劑層加熱到轉變溫度使粘接劑層熔化而與屏蔽罩粘接，并固化粘接劑層，形成與屏蔽罩的固態(tài)粘接。
環(huán)氧樹脂保證了線圈和鐵心在屏蔽罩內的對中，另外還保證了鐵心和屏蔽罩之間完全粘接，因此，改進了傳感器性能和可靠性，同時減少了傳統(tǒng)的制造步驟。
具體實施例方式


圖1是感應器10的說明性實施例的頂視圖，其中證明了本發(fā)明的優(yōu)點。然而已經(jīng)認識到感應器10只是一種能夠了解到本發(fā)明優(yōu)點的電子元件。因此，下面進行的介紹只是用于說明性的目的，可以預期本發(fā)明的優(yōu)點能夠體現(xiàn)在其它尺寸和類型的感應器上，以及其它的無源元件上。因此，不希望對本文中發(fā)明概念的實施限制在所介紹的說明性實施例，即感應器10。
感應器10包括有時稱作鼓形物的鐵心12和屏蔽罩14。電導線(未顯示)線圈纏繞在鐵心12上，線圈和鐵心12設置在保護性屏蔽罩14內。為了得到所選擇的最終應用即感應器10所需的電感值，線圈包括許多圈導線。所屬領域的技術人員可認識到感應器10的電感值部分取決于導線類型、線圈中導線的圈數(shù)、和線徑。這樣，感應器10的額定電感率對于不同的應用可以有很大的變化。
在一個實施例中，屏蔽罩14是磁性材料制成的，可以提供磁路和對感應器10的線圈提供機械和電子保護。屏蔽罩14包括可接受鐵心12的孔，用于提供集中線圈10兩個端部之間磁場的通道，因此，包含了可強化圍繞線圈磁場的磁場和減少了磁場對周圍環(huán)境的影響。在圖1所示的實施例中，屏蔽罩14包括八邊形的外周邊，但在另外的實施例中，可認識到周邊的增加或減少或包括一個或多個曲邊，同樣可應用于可供選擇的實施例中，而不脫離本發(fā)明的范圍。
在說明性實施例中的鐵心12是由低損耗的鐵或鐵基陶瓷材料粉制成，雖然在其它的實施例也可以使用其它已知的適當材料。在又一實施例中，鐵心12是線軸狀，包括一般是細長圓柱形的具有第一直徑的內圓周部分(未顯示)，其位于兩個一般為平面片狀外圓周部分16之間(在圖1中只顯示了一個)，外圓周部分具有比內圓周部分第一直徑大的直徑。外圓周部分從內圓周部分相對的端部延伸。如圖1所示，外圓周部分16各包括多個缺口或引導件18，當引線從鐵心12的內圓周部分延伸時，缺口用于引導和保持圍繞鐵心12的內圓周部分纏繞的導線線圈的引線(未顯示)。
鐵心12和相關的線圈在屏蔽罩內對中可保持希望的開路電感和所選擇的磁偏(直流的開路電感)。通過引導件18延伸的線圈引線連接到電路(一般是印制電路板)，或者在另一實施例中，引線連接到絕緣柱20。絕緣柱位于并從屏蔽罩14外周面的相對側面延伸，用于采用已知的技術將感應器10表面固定到印制電路板。當鐵心12在屏蔽罩內適當對中時，圍繞鐵心和線圈12的圓周保持均勻的縫隙或間隙22。在一個實施例中，間隙22的寬度近似為0.004到0.005英寸，雖然在另一可選擇的實施例中可采用更大或更小的間隙。
圖2和3分別是本發(fā)明的示例性實施例中用于感應器10的環(huán)氧樹脂帶40實施例的頂視圖和剖視圖。環(huán)氧樹脂帶40包括與鐵心粘貼的第一層和用來與屏蔽罩14形成粘接的第二層，更具體地，帶40包括結構性膠膜42和層壓粘結劑44。
在一個示例性實施例中，結構性膠膜42包括環(huán)氧基樹脂，如可從位于明尼蘇達州St.Paul的Minnesota Mining and ManufacturingCompany(3MTM得到的“AF42”膠膜，層壓粘結劑44是無需溶劑的丙烯酸粘結劑，如“467MP”滾動層壓粘結劑，也可以從位于明尼蘇達州St.Paul的Minnesota Mining and Manufacturing Company(3MTM)得到。這樣，結構性膠膜42對感應器10的操作環(huán)境具有令人滿意的耐熱性和結構粘接性能。層壓粘結劑44顯示出具有足以承受感應器的制造、安裝、和操作環(huán)境的耐濕性、耐紫外光(U.V.)性、耐水性、耐化學腐蝕性和剪切強度。
在另一實施例中，其它已知的具有類似性質和特征的材料可以用于制造下面介紹的感應器10中使用的環(huán)氧樹脂帶40。
在一個制造感應器，如感應器10，的示例性實施例中，帶40的長度L大約為12毫米、寬度W大約為1.6毫米。另外結構性膠膜42具有大約3密爾的厚度T1，層壓粘結劑44的厚度T2大約為2密爾。已經(jīng)知道這些只是具有示例性尺寸的示例性實施例，本發(fā)明范圍內的不同的實施例可以采用更小或更大的其它尺寸。
結構性膠膜42的底表面46是粘性的或是膠粘狀態(tài)的，可在導線線圈已經(jīng)纏繞在鐵心上之后粘貼在鐵心12的周面上，當鐵心12(見圖1)插入屏蔽罩14時，環(huán)氧樹脂帶40基本上占據(jù)了間隙22(如圖1所示)。一旦環(huán)氧樹脂帶40位于間隙22，在結構性膠膜42粘接到鐵心14的外圓周面之后，環(huán)氧樹脂帶40，具體地講是層壓粘結劑44，利用加熱及固化工藝粘接到屏蔽罩14的內圓周面。有時稱作回流工藝的加熱及固化工藝通過加熱層壓粘結劑44到轉變溫度，使粘結劑熔化并在間隙22中流動，然后固化層壓粘結劑使其回復固態(tài)。這樣，層壓粘結劑44在鐵心12和屏蔽罩14之間形成均勻的機械連接，更具體地講是在屏蔽罩14和結構性膠膜42之間形成。相信所屬領域的技術人員能夠實現(xiàn)這類加熱和固化工藝，無需進一步介紹或解釋。
在一個實施例中，結構性膠膜42和層壓粘結劑44都是半透明的，所以鐵心12在屏蔽罩14內的適當定位可以通過光學的方法來確定。在另一個實施例中，環(huán)氧樹脂帶40是用不透明的材料制成。可以理解，對于不透明的材料同樣可以實現(xiàn)通過視覺或光學來保征屏蔽罩14相對鐵心12處于適當?shù)亩ㄎ?，不透明的材料包括但不限于選擇帶40、屏蔽罩14和鐵心12的適當顏色組合，這有助于通過視覺確定鐵心12和屏蔽罩14之間的間隙。
圖4是處于制造第一階段的感應器鐵心12的側視圖，其中導電線圈(未顯示)是圍繞鐵心12的內圓周面纏繞，而環(huán)氧樹脂帶40是繞鐵心12的外圓周面纏繞。帶的底表面46圍繞鐵心12的外圓周面纏繞。帶底表面46(見圖3)粘貼在鐵心12外周的外圓周面部分16(也見圖3)，換句話，當帶40粘貼在鐵心時，帶底表面46粘貼在鐵心12上使鐵心12的外表面上的層壓粘結劑面向上。如圖4所示，當帶40已經(jīng)粘貼在鐵心12的外圓周部分16時，環(huán)氧樹脂帶40的層壓粘結劑44是暴露的。
圖5顯示了帶40粘貼其上的鐵心12，帶以基本均勻的方式外粘貼到鐵心12。在一個說明性實施例中，帶40使纏繞在鐵心上并從線圈經(jīng)過導引件18延伸的的導電線圈引線(未顯示)保持固定。在一個變化的實施例中，帶40圍繞鐵心的外周纏繞一次或多次形成纏繞厚度T3，以便當帶40回流粘接鐵心12到屏蔽罩14時，足夠充滿間隙22(見圖1)。
圖6顯示了處于帶40回流并固化成固體形式在鐵心12和屏蔽罩14之間形成牢固粘接的制造第二階段的感應器10。不同于傳統(tǒng)的包括應用外部環(huán)氧樹脂膠來粘接鐵心12到屏蔽罩14的制造方法，回流的帶40在鐵心12和屏蔽罩14之間對纏繞好的鐵心基本上全部外表面提供了最均勻的間隙和粘接。線圈引線(未顯示)通過引導件18延伸并連接到從屏蔽罩14延伸的絕緣柱20上，絕緣柱14根據(jù)已知的方法和技術電連接到電路或電路板。
使用回流環(huán)氧樹脂帶40改變了傳統(tǒng)的液體粘結劑注入工藝和相關的成本，以及減少了相關的不完全或不合標準的粘接可能帶來的質量問題。另外，取消注入工藝可改進鐵心12和屏蔽罩14之間粘接的一致性，因此可以減少感應器10的物理尺寸，同時保持與傳統(tǒng)方法制造的感應器可相比較的額定功率。
盡管已經(jīng)參考各種特定的實施例對本發(fā)明進行了介紹，對于所屬領域的技術人員來說，對本發(fā)明可以進行許多改進，只要不脫離權利要求的范圍和基本精神。
權利要求
1.一種感應器的制造方法，所述感應器包括鐵心，所述鐵心位于其中的屏蔽罩和一段環(huán)氧樹脂帶，所述方法包括步驟圍繞所述鐵心的外周纏繞所述環(huán)氧樹脂帶；將纏繞好的鐵心定位在所述屏蔽罩之中；和回流加熱所述環(huán)氧樹脂帶使所述鐵心和所述屏蔽罩之間形成均勻的粘接。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂帶包括層壓在粘結劑層上的一層結構性膠膜，圍繞外周纏繞所述環(huán)氧樹脂帶的步驟包括將所述結構性膠膜粘貼到所述鐵心外周上的步驟。
3.根據(jù)權利要求2所述的方法，其特征在于，所述回流環(huán)氧樹脂帶的步驟包括下列步驟將所述環(huán)氧樹脂帶加熱到所述粘結劑層的轉變溫度；和使所述粘結劑層固化。
4.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述鐵心包括在外周面上的至少一個引導件，所述線圈包括至少一根電導線，所述方法還包括所述至少一根電導線通過所述至少一個引導件延伸的步驟。
5.根據(jù)權利要求1所述的方法，其特征在于，所述鐵心包括導線引線，所述屏蔽罩包括絕緣柱，定位所述纏繞好的鐵心的所述步驟還包括將所述導線引線連接到所述絕緣柱的步驟。
6.一種感應器，包括鐵心；可容納所述鐵心的屏蔽罩；和圍繞所述鐵心纏繞的環(huán)氧樹脂帶，所述帶設置成可進行回流和粘接到所述屏蔽罩。
7.根據(jù)權利要求6所述的感應器，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂帶包括第一層和第二層，所述第一和第二層中一個包括一層結構性膠膜。
8.根據(jù)權利要求7所述的感應器，其特征在于，所述第一和第二層中另一個包括層壓粘結劑。
9.根據(jù)權利要求8所述的感應器，其特征在于，當加熱和固化所述層壓粘結劑時所述層壓粘結劑與所述屏蔽罩粘接。
10.根據(jù)權利要求8所述的感應器，其特征在于，所述層壓粘結劑包括環(huán)氧樹脂。
11.根據(jù)權利要求7所述的感應器，其特征在于，所述結構性膠膜層和所述層壓粘結劑層是半透明的。
12.根據(jù)權利要求7所述的感應器，其特征在于，所述結構性膠膜層可粘接到所述鐵心的圓周面上。
13.根據(jù)權利要求7所述的感應器，其特征在于，所述結構性膠膜包括丙烯酸粘結劑。
14.一種感應器，包括屏蔽罩，包括從中穿過的孔；和設置在所述孔中的鐵心，所述鐵心包括外圓周面和粘接到所述外圓周面的帶，所述帶包括粘接到所述外圓周面的結構性膠膜和經(jīng)回流加熱粘結到所述屏蔽罩的層壓粘結劑。
15.根據(jù)權利要求14所述的感應器，其特征在于，所述結構性膠膜包括丙烯酸粘結劑。
16.根據(jù)權利要求14所述的感應器，其特征在于，所述層壓粘結劑包括環(huán)氧樹脂。
17.根據(jù)權利要求14所述的感應器，其特征在于，所述環(huán)氧樹脂帶是半透明的。
18.根據(jù)權利要求14所述的感應器，其特征在于，所述結構性膠膜具有大約3密耳(mils)的厚度。
19.根據(jù)權利要求14所述的感應器，其特征在于，所述帶占據(jù)了所述鐵心和所述屏蔽罩之間的間隙，所述間隙的尺寸在大約0.004英寸到0.005英寸之間。
全文摘要
提出一種感應器的制造方法，感應器包括鐵心，屏蔽罩和一段環(huán)氧樹脂帶，所述方法包括步驟將導線在鐵心上纏繞成線圈，圍繞鐵心的外周纏繞環(huán)氧樹脂帶，將包括線圈和環(huán)氧樹脂帶的鐵心安裝到屏蔽罩中，和加熱感應器使環(huán)氧樹脂帶粘結到屏蔽罩。還公開了一種采用本方法的感應器。
文檔編號H01F27/34GK1407566SQ0212465
公開日2003年4月2日 申請日期2002年6月18日 優(yōu)先權日2001年6月19日
發(fā)明者Y·李, M·P·塞斯潘亞克 申請人:庫帕技術公司