專利名稱：短導針磁心繞線芯片電感的結構的制作方法
技術領域：
本發明是有關于一種繞線芯片電感的結構，且特別是有關于一種短導針磁心繞線芯片電感的結構。
一般的電阻、電容及電感都是電子電路中的被動元組件，而其中電感更是不容易被集成電路納入布局設計中，當電路板進入多層化及SMD化后。由于SMD電感在導腳上的改進，使得傳統使用的貫穿電路板的PCB色碼電感已經逐漸被不貫穿電路板的SMD電感所取代。而SMD電感也因電感感值范圍的不同發展成兩類，其一是多層芯片電感(multi-layer chip inductor，MLCI)其電感值在0.1μh以下；另一類是繞線芯片電感(wire wound chip inductor，WWCI)其電感值在0.1μh以上。
而繞線芯片電感又主要分為兩大封裝方式，一是無導針磁心繞線芯片電感的封裝，二是有導針磁心繞線芯片電感的封裝。
上述兩種封裝方式同時被日本廠商所采用，由于過去全球不重視主要生產設備繞線機的緣故，使得磁心繞線機的生產及研發都以日商為主。日商大部分以生產無導針磁心繞線芯片電感為主，無導針的繞線機也是日商獨力開發的而無法取得。無導針磁心繞線芯片電感的優異處在于其可直接以類似集成電路封裝的方式進行批量生產，所以到目前為止全球的繞線芯片電感90％以上是日商所生產供應的。
而長導針磁心繞線芯片電感的生產屬勞力密集型工藝，無法自動化批量生產、品質難以控制、成本偏高，難以發展成具一定規模的批量生產廠家。
以下是公知的長導針磁心繞線芯片電感的制造方法，首先請參照
圖1，將一平頭磁心的兩端與二導針結合，以形成一長導針磁心100。
接著請參照圖2，將此長導針磁心100以導針繞線機繞線并將繞線的線頭與導針電連接，以形成一長導針繞線磁心102，其導針長度通常大于3.8mm。
接著請參照圖3，將數個長導針繞線磁心102的導針線頭打扁后，以形成打扁的繞線導針104，以人工方式排列成單排帶狀，用卷帶將其導針部分固定，進行模合封膠，以形成長導針磁心繞線芯片電感106。
接著請參照圖4，將打扁的繞線導針104切斷以成為導腳108。
最后請參照圖5，將導腳108彎曲成型；而之后的工序是進行單顆電感的滾鍍(barrel plating)、單顆電感的蓋印、及單顆電感的測試篩選。
由于長導針磁心繞線磁心的導針線頭打扁后，是以人工方式排列成單排帶狀，并以卷帶將其長導針固定以進行模合封膠，所以在進行模合封膠時繞線磁心的位置容易偏移，也會造成模合封膠后長導針磁心四周的膠體壁厚度不均勻的缺點，直接影響到長導針磁心繞線芯片電感成品的品質。且以人工方式排列使得工藝無法自動化批量生產也是主要的缺點。
一般后續工序是進行單顆電感的滾鍍、單顆電感的蓋印、及單顆電感的測試篩選，會有產量偏低的缺點。
而無導針磁心繞線芯片電感的制造方法，請參照圖6，提供一凹頭磁心200，將此凹頭磁心200以繞線機繞線，并將繞線線頭與兩頭凹槽以導電膠201作為電連接的媒介，以形成無導針繞線磁心202。
接著請參照圖7，將此無導針繞線磁心202放入料片(lead frame)，將無導針繞線磁心202與料片的導腳204以紅外線熔爐進行焊錫镕接。
接著請參照圖8，將數個無導針繞線磁心202以點矩陣的排列方式置于料片上，進行模合封膠，以形成無導針磁心繞線芯片電感206；接著將整片料片電鍍、料片上各無導針磁心繞線芯片電感206蓋正印及長烤。
接著請參照圖9，將料片上各無導針磁心繞線芯片電感206的導腳204切斷。
最后請參照圖10，將料片上各無導針磁心繞線芯片電感206的導腳204彎曲成型，接著進行單顆電感的測試。
無導針磁心繞線芯片電感工藝中，導電膠與繞線頭之間的電連接不牢固且粘接易脫層使得合格率難以控制。
除此之外，所使用的工藝中，無導針磁心繞線芯片電感的測試步驟放在導腳彎曲成型之后，即在無導針磁心繞線芯片電感做成成品之后才做測試，且其測試為單顆測試，會出現產量受限的缺點。
本發明提出一種能夠自動化批量生產的短導針磁心繞線芯片電感的制造方法。
本發明提出一種能夠自動化批量生產的短導針磁心繞線芯片電感的制造方法，此方法是將一平頭磁心兩端與二導針結合，以形成一導針磁心；在此導針磁心以繞線機進行繞線之后將繞線線頭與導針間做電連接，再將導針切短，以形成一短導針繞線磁心；將此短導針繞線磁心與料片的導電連結腳做電連接，排列于料片上進行模合封膠，所形成于短導針磁心繞線芯片電感中的導腳與料片上的導電連結腳連接，最后再將整片料片電鍍、整片料片蓋正印、將連接于導腳下端導電連結腳切除，以未切除的支撐連結腳固定短導針磁心繞線芯片電感于料片上，進行一自動化掃瞄測試，測試完之后再將所有支撐連結腳切除，并挑出殘次品。
本發明在短導針繞線磁心放入料片時，將短導針與料片上的導腳涂上錫膏，經紅外線或熱風熔爐將錫膏溶解使短導針與料片的導腳完成镕錫接合。
本發明在連接于短導針磁心繞線芯片電感的連結腳尚未完全切除的情況下，即進行一自動化掃瞄測試，此測試為整片料片上的所有短導針磁心繞線芯片電感同時壓接測試；此自動化掃瞄測試完之后，再將所有的連結腳切除并挑出殘次品。
為讓本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合附圖，作詳細說明
102長導針繞線磁心104打扁的繞線導針106長導針磁心繞線芯片電感108導腳200凹頭磁心201導電膠202無導針繞線磁心204導腳206無導針磁心繞線芯片電感300平頭磁心301導針繞線磁心302短導針304短導針繞線磁心306料片308導電連結腳310支撐連結腳312導腳314短導針磁心繞線芯片電感316導片首先請參照圖11，將一平頭磁心300的兩端與導針結合，以形成一導針磁心；將此導針磁心以導針繞線機繞線并將繞線的線頭焊錫，以形成一導針繞線磁心301。
接著請參照圖12，將導針繞線磁心301的導針線頭焊錫，并將導針切短成一短導針302，以形成短導針繞線磁心304。此短導針繞線磁心304的短導針302長度例如為0.2至1.2mm。
接著請參照圖13，將數個短導針繞線磁心304以點矩陣的排列方式排列于料片306上。料片306上具有復數個導電連結腳308、復數個支撐連結腳310及復數個導腳312，此導腳312由料片306中預留做為導腳的部分向上彎曲而成，其結構如支撐架。將該些短導針繞線磁心304的短導針302部分與料片306上的導腳312上端镕接，镕接的方式例如將與料片306中向上彎曲的導腳312上端與短導針302接處的地方涂上錫膏，再以紅外線或是熱風熔爐的方式將錫膏溶解以進行镕接。上述短導針繞線磁心304是水平放置于料片306上，其兩端的短導針302部分與料片306上的導腳312上端镕接，此結構中的短導針繞線磁心304整個位于料片306的上方，如圖17所示。
接著請參照圖14，將镕接于料片306上的短導針繞線磁心304進行模合封膠，以形成復數個短導針磁心繞線芯片電感314于料片306上，基于產量上的考慮，短導針磁心繞線芯片電感314放入料片306時可采用點矩陣方式排列。而每一短導針磁心繞線芯片電感314中包括一短導針繞線磁心304及兩電連接于短導針302上的導腳312，此導腳312上端與短導針302電連接，此導腳312下端與料片306上至少一個導電連結腳308連接。而短導針磁心繞線芯片電感314的外壁與料片306上的復數個支撐連結腳310連接。
接著請參照圖15，將整片料片306上的短導針磁心繞線芯片電感314電鍍，再將料片306上各短導針磁心繞線芯片電感314蓋正印并長烤，接著再將連接于導腳312的導電連結腳308切除。
接著請參照圖16，用連接于短導針磁心繞線芯片電感314外壁上的支撐連結腳310將短導針磁心繞線芯片電感314固定于料片306上，以進行矩陣位置記憶自動化掃瞄測試，將整片料片306上的短導針磁心繞線芯片電感314同時或依位置順序個別壓接，并以自動化測試機進行電路掃瞄測試并記憶每顆短導針磁心繞線芯片電感314的位置及測試值。測試完之后再將支撐連結腳310切除，并可自動將記憶位置中不合格品挑出。
接著請參照圖17，是單顆短導針磁心繞線芯片電感成品的立體圖，其外部尺寸可依感值而任意變化，但現行標準如下4532324.8mm×3.2mm×3.2mm；3225223.4mm×2.5mm×2.2mm；2520182.7mm×2.0mm×1.8mm。由此立體圖可清楚看見短導針繞線磁心304是整個位于料片306的上方。
上述圖13中，短導針繞線磁心304放置于料片306上的位置與短導針繞線磁心304的擺放方式，仍可以做多種變化，以形成不同結構的短導針磁心繞線芯片電感314。
接著請參照圖18A與圖18B，是第二種短導針磁心繞線芯片電感的結構的側視圖與俯視圖。第二種短導針磁心繞線芯片電感的結構中，短導針繞線磁心304水平放置于料片306上，其兩端的短導針302部分與料片306上的導腳312镕接，不同的是料片306放置短導針繞線磁心304的位置鏤空，且料片306上的導腳312并不向上彎曲，而將導腳312設計成剛好能與短導針302镕接的長度。接著將該些短導針繞線磁心304的短導針302部分與料片306上的導腳312镕接。镕接之后，短導針繞線磁心304將有一部份在料片306的上方，另一部份則在料片306的下方，如圖18A所示。
最后請參照圖19A與圖19B，是本發明第三種短導針磁心繞線芯片電感的結構側視圖與俯視圖。第三種短導針磁心繞線芯片電感的結構中，短導針繞線磁心304為垂直放置于料片306上，其下方的短導針302直接與料片306上的導腳312镕接，而上方的短導針302則通過一導片316與另一對應的導腳312電連接，此導片316的材質例如為銅或是合金42(Alloy 42)。上述第三種短導針磁心繞線芯片電感的結構中，短導針繞線磁心304為整個垂直放置于料片306上方。
本發明采用平頭磁心有利于使用多軸繞線機，對生產能力及生產力皆有所增進。
本發明在短導針繞線磁心放入料片時，將短導針與料片結合處涂上錫膏，經紅外線或熱風熔爐將錫膏溶解使短導針與料片的導電連結腳完成镕錫接合，因此不會有使用導電膠電性連接不牢固、粘接容易脫層及合格率難以控制的缺點。
本發明將短導針磁心可利用點矩陣的排列方式排列于料片上進行模合封膠，以形成短導針磁心繞線芯片電感。由于料片的規格一致封膠時繞線磁心的位置不易偏移，所以封膠后磁心四周膠體壁厚度十分均勻。而后續在連接于短導針磁心繞線芯片電感外壁的支撐連結腳尚未切除的情況下，對整片料片進行點矩陣位置記憶自動化掃瞄測試，將殘次品挑出，達到自動化批量生產的目的。而使用人工方式排列長導針磁心，并以卷帶將其長導針固定以進行模合封膠，在進行模合封膠時繞線磁心的位置容易偏移，長導針磁心在膠體內常是傾斜狀態，造成模合封膠后磁心四周膠體壁厚度不均勻的缺點。同時導針線頭在繞線完成時易發生收尾過長的現象，甚至在封膠后線頭可能突出膠體外，直接影響到成品的品質。且以人工方式排列使得工藝無法自動化批量生產。上述的缺點可通過本發明的工藝步驟加以克服。
本發明在模合封膠之后進行電鍍、蓋正印及測試都是對整片料片上的繞線芯片電感同時進行，具有高品質及高產量的優點。
本發明在連接于短導針磁心繞線芯片電感的支撐連結腳尚未切除的情況下，即進行點矩陣位置記憶自動化掃瞄測試，此測試為整片料片上的電感同時或依位置順序個別壓接測試。點矩陣位置記憶自動化掃瞄測試完之后，再將支撐連結腳切除并依記憶位置自動挑出殘次品。而無導針法是將各個無導針磁心繞線芯片電感先切割出來后，將導腳彎折以形成無導針繞線芯片電感成品，再對每顆無導針繞線芯片電感成品做單顆的測試。
本發明的短導針繞線芯片電感的導腳成型采POWER PAD不需彎折，有助于工藝步驟的簡化。而公知方法導腳成型均需彎折，而導腳彎折增加一項工序，且次品率會增加。
雖然本發明已以較佳實施例公開如上，但其并非用以限定本發明，任何熟悉該技術的人員，在不脫離本發明的精神和范圍內，當可作各種的更動與潤飾，但本發明的保護范圍應以權利要求書所界定的為準。
權利要求
1.一種短導針磁心繞線芯片電感的結構，其特征在于至少包括一短導針繞線磁心，該短導針繞線磁心具有二短導針，該短導針繞線磁心為水平放置于一料片上；二導腳，該些導腳由該料片中預留做為導腳的部分向上彎曲而成，結構如一支撐架，支撐住該水平放置的短導針繞線磁心，并與該短導針繞線磁心電連接，使該短導針繞線磁心整個在該料片的上方；一膠膜，包覆該導腳與該短導針繞線磁心。
2.根據權利要求1所述的短導針磁心繞線芯片電感的結構，其特征在于該料片放置該短導針繞線磁心的位置鏤空，且該導腳位于該料片上并不向上彎曲，使得該短導針繞線磁心上半部在該料片的上方，下半部在該料片的下方。
3.根據權利要求1所述的短導針磁心繞線芯片電感的結構，其特征在于該導腳成型采POWER PAD不需彎折。
4.根據權利要求1所述的短導針磁心繞線芯片電感的結構，其特征在于該料片上還包括復數個與導腳電性連接的導電連接腳；復數個具有支撐作用的支撐連結腳，該支撐連結腳與該膠膜外壁連接，且不具導電性。
5.一種短導針磁心繞線芯片電感的結構，其特征在于至少包括一短導針繞線磁心，該短導針繞線磁心為垂直放置于一料片上，該短導針繞線磁心具有一朝下的第一短導針與一朝上的第二短導針；二導腳，包括一第一導腳與一第二導腳，其中該第一導腳與該第一短導針電連接，該第二導腳通過一導片與該第二短導針電連接，使該垂直放置的短導針繞線磁心整個在該料片的上方；一膠膜，包覆該導腳與該短導針繞線磁心。
6.根據權利要求5所述的短導針磁心繞線芯片電感的結構，其特征在于該導片的材質是合金42。
7.根據權利要求5所述的短導針磁心繞線芯片電感的結構，其特征在于該導片的材質是銅。
8.根據權利要求5所述的短導針磁心繞線芯片電感的結構，其特征在于該導腳成型采用POWER PAD不需彎折。
9.根據權利要求5所述的短導針磁心繞線芯片電感的結構，其特征在于該料片上還包括復數個與導腳電連接的導電連接腳；復數個具有支撐作用的支撐連結腳，該支撐連結腳與該膠膜外壁連接，且不具導電性。
全文摘要
一種短導針磁心繞線芯片電感的結構,包括短導針繞線磁心、導腳與膠膜;該短導針繞線磁心具有二短導針,水平或是垂直放置于料片上;導腳的形式一種是由料片中預留做導腳的部分向上彎曲形成如支撐架結構的導腳,支撐住短導針繞線磁心并與短導針繞線磁心電連接;另一種是可以使短導針繞線磁心的上半部位于料片的上方、下半部位于料片的下方。最后以膠膜包覆導腳與短導針繞線磁心。
文檔編號H01F17/04GK1387205SQ0111814
公開日2002年12月25日 申請日期2001年5月18日 優先權日2001年5月18日
發明者陳中輝 申請人:陳中輝