天線用線圈零件的制作方法

專利名稱：天線用線圈零件的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于發射機應答器(transponder)、無鑰匙進入系統以及FM、AM收音機等小型的無線通信裝置的天線用線圈零件。
背景技術：
對于用于無線通信裝置的天線用線圈零件，提出具有空心線圈構造、具有芯、線卷骨架等線圈支承體的天線用線圈零件等各種類型的天線用線圈零件的技術方案，以供實 用。對于如上述的天線用線圈零件而言，要求一邊防止其大型化，一邊提高其電磁特性。圖14是專利文獻I所述的天線用線圈零件的立體圖，且將該天線用線圈零件的一部分作為剖切面表示。該天線用線圈零件包括線圈組裝體101，是在作為磁芯發揮作用的線圈支承體111上卷繞設置有線圈112而成的；容納殼體102，具有凹部；以及金屬端子131、132，設于上述線圈支承體111的長度方向的端部。在金屬端子131、132上連接線圈112的兩端。在容納殼體102的開口側容納線圈組裝體101的一部分，且上述端子部131、132露出。利用如上述的結構，特別是通過將線圈支承體111作為磁芯使用，天線用線圈零件的電感增加，并且由于Q值也增加，因此能夠提高天線特性。此外，利用容納殼體102，在組裝線圈組裝體101的線圈112時等保護線圈112不受損傷，而且因為能夠真空吸附容納殼體102，所以在向電路基板等的安裝中能夠進行自動安裝。專利文獻I :日本特開2009-111086號公報對于容納殼體102與線圈組裝體101的固定而言，利用粘接劑將線圈組裝體101固定在容納殼體102的內表面的大致整個區域。線圈支承體111是在位于兩端的凸緣部211、212之間具有繞線部213的結構，且與容納殼體102之間的連接面并不平坦，此外卷繞在上述繞線部213上的線圈的表面也凹凸不平。容納殼體102與線圈組裝體101在連接面處的狀態為凹凸不平的表面，氣泡容易殘留在粘接劑的內部。而且容納殼體102構成為帽狀，在粘接時難于排出卷入了的空氣。作為其對策，設有粘接劑流入阻止部(未圖示)，在將容納殼體102蓋在線圈組裝體101上并進行粘接固定時，向外部排出卷入了的空氣，使氣泡不滯留在粘接劑101的內部，由此，在粘接劑的干燥工序、熱固化處理等中，能夠避免氣泡發生熱膨脹，避免使容納殼體102產生變形等問題。可是，在遠離粘接劑流入阻止部的位置上排出被卷入了的空氣并不容易，仍存在氣泡的熱膨脹的問題。此外，對于設有多個粘接劑流入阻止部而言，使容納殼體102的構造變得復雜，并且由于粘接面積減少引起強度的降低，因此并不理想。此外，在將容納殼體102蓋在線圈組裝體101上并進行粘接固定時，即使容納殼體102不因氣泡的熱膨脹而變形，也有時頂起容納殼體102，使得供進行真空吸附的表面的平坦性被損害，變得無法進行自動安裝。此外，在以往的構造中，用于安裝在電路基板上的金屬端子131、132被直接設于線圈支承體111的兩端的凸緣部211、212上。金屬端子131、132的形狀較為復雜，且金屬端子131、132難于獲得規定的連接強度地與線圈支承體111接合，需要較多的工時。而且隨著天線用線圈零件的小型化，線圈支承體111也被小型化、薄型化。天線用線圈零件被直接安裝在電路基板上時，變得容易受到因電路基板產生的撓曲、彎曲而引起的外力的影響。在由鐵氧體芯等脆性材料構成線圈支承體111的情況下，也有時線圈支承體111破裂、缺口，對磁特性帶來影響。此外，對于如上述地向線圈支承體111直接設置金屬端子131、132的結構而言，線圈支承體111使用金屬磁性材料存在絕緣的問題。此外，在該方式的線圈支承體111是通過將薄帶設為多層而形成的磁芯或是通過利用玻璃、樹脂等粘結材料將粉末粘合到一起等而構成的磁芯的情況下，與鐵氧體芯等的陶瓷材料相比這樣的磁芯的強度較差，需要其它用于加強的構件。此外，線圈112直接卷繞在線圈支承體111上。線圈112使用聚氨酯、聚酰胺-酰亞胺、絕緣漆等絕緣護套電線，由于線圈112的線直徑為30 ii m 200 ii m,因此也有時在線圈支承體111的角部護套剝落或線圈斷線。

實用新型內容因此，在本實用新型中，目的在于提供一種天線用線圈構件，能夠應對真空吸附的表面安裝，保護用于構成天線用線圈構件的磁芯免受外力的影響，防止磁芯的損傷，且使線圈不易發生由卷繞設置引起的斷線。本實用新型作為包括容納殼體、磁芯以及線圈的天線用線圈零件，其特征在于，上述容納殼體包括底部、從上述底部立起而成的壁部、與上述底部相對的開口部以及在長度方向的兩端部具有端子電極的凸緣部，在上述容納殼體的上述底部固定上述磁芯，上述線圈被卷繞設置在上述容納殼體的兩端部的凸緣部之間的部分上，上述線圈的兩端部被粘接固定在上述各端子電極上，在上述容納殼體的開口部側露出的上述磁芯比上述壁部低，因而上述線圈在與上述磁芯不接觸的狀態下被卷繞設置，在上述線圈的靠上述容納殼體的開口部側的部分上設有形成平坦面且由絕緣樹脂形成的涂覆部。在本實用新型中，優選在上述容納殼體的底部具有凹部，在上述凹部上配置并粘接上述磁芯。上述凹部用于配置磁芯，而且作為磁芯的定位構件發揮作用。此外，優選上述容納殼體的長度方向的兩端開口。通過在容納殼體的長度方向的兩端上不設有壁，能夠使天線用線圈零件輕量化。此外，由于在凸緣部上一體地形成端子電極，因此形成具有比主干部的壁部厚的凸緣部。因此，雖然構成容納殼體的樹脂固化時的體積變化量變大，在容納殼體中容易產生應變、變形，但是通過兩端開口能夠減少上述體積變化量變大的影響。在本實用新型中，優選作為上述磁芯使用由軟鐵氧體材料形成的鐵芯和由磁性金屬磁性材料形成的鐵芯中的任意一者。根據本實用新型，能夠提供一種天線用線圈零件，由于在線圈上設有的涂覆部具有平坦面，因此在吸附時不對線圈造成損傷地進行真空吸附的表面安裝較為容易，由于磁芯由容納殼體保護，因此減少磁芯的損傷，且通過在與磁芯不接觸的狀態下在容納殼體上卷繞設置線圈，使線圈較難發生斷線。
圖I是本實用新型的一實施例的天線用線圈構件的外觀立體圖。圖2是本實用新型的一實施例的天線用線圈構件的俯視圖。圖3是本實用新型的一實施例的天線用線圈構件的主視圖。圖4是本實用新型的一實施例的天線用線圈構件的仰視圖。圖5是本實用新型的一實施例的天線用線圈構件的右視圖。圖6是本實用新型的一實施例的天線用線圈構件的A-A剖視圖。圖7是在本實用新型的一實施例的天線用線圈構件中使用的容納殼體的外觀立體圖。圖8是在本實用新型的一實施例的天線用線圈構件中使用的容納殼體的俯視圖。圖9是在本實用新型的一實施例的天線用線圈構件中使用的容納殼體的右視圖。圖10是在本實用新型的一實施例的天線用線圈構件中使用的容納殼體的A-A剖視圖。圖11是在本實用新型的一實施例的天線用線圈構件中使用的磁芯(鐵氧體芯)的外觀立體圖。圖12是本實用新型的一實施例的天線用線圈構件的涂覆部形成之前的外觀立體圖。圖13是用于說明涂覆部的形成方法的圖。 圖14是以往的天線用線圈構件的外觀立體圖。
具體實施方式
以下使用附圖詳細說明本實用新型的結構。圖I是本實用新型的一實施例的天線用線圈構件的外觀立體圖。圖2是本實用新型的一實施例的天線用線圈構件的俯視圖。圖3是本實用新型的一實施例的天線用線圈構件的主視圖。圖4是本實用新型的一實施例的天線用線圈構件的仰視圖。圖5是本實用新型的一實施例的天線用線圈構件的右視圖。圖6是本實用新型的一實施例的天線用線圈構件的A-A剖視圖。本實用新型的天線用線圈構件I包括由絕緣樹脂構成的容納殼體3、磁芯5以及線圈6，在容納殼體3的兩端設有端子電極4，在線圈上形成有由絕緣樹脂形成的涂覆部7。在本實施方式中，使用鐵氧體芯作為磁芯5。圖7是容納殼體的外觀立體圖。此外，圖8是容納殼體的俯視圖。在本實用新型的天線用線圈構件中使用的容納殼體3包括底部50、從上述底部50立起且構成相對的兩側面的壁部60以及與上述底部50相對的開口部14。在長度方向(以下有時稱為a方向)的兩端不形成壁而成為開口部17，上述開口部14直到長度方向的兩端。在本實施方式中，在容納殼體3的與長度方向正交的方向(以下有時稱為b方向)上，容納殼體3的截面在各處都呈字母U狀。容納殼體3在長度方向的兩端部包括具有端子電極4的凸緣部13，將上述凸緣部13之間的部分作為主干部12。主干部12的b方向截面的區域比凸緣部13小，且呈現在主干部12與凸緣部13之間的臺階取決于要卷繞設置在主干部12上的線圈的直徑、涂覆部7的厚度，能使主干部12、線圈6以及涂覆部7的截面區域與凸緣部13的截面區域相同或容納在凸緣部13的截面區域內。對于端子電極4而言，使用以0. 05mm 0. 2mm左右的較薄的銅、磷青銅等金屬材料為基體并為了保護上述金屬材料、提高焊料潤濕性進行了鍍層處理的電極。在本實施方式中，雖然從凸緣部13的一側的壁部的上表面起經由側面、底面、側面直到另一側的壁部的上表面的截面形狀形成為字母C狀，但是能夠采用將凸緣部13以一側面側與另一側面側分為兩部分等任意的形狀、多個部分。 端子電極4利用嵌件成型(insert mold)法等眾所周知的方法一體地形成在容納殼體3上。利用一體成形形成過程較為容易，且與容納殼體3之間的連接強度也較大。此夕卜，也可以利用粘接劑等將端子電極4粘接固定在容納殼體3上。圖9是樹脂殼體的側視圖。為了使容納磁芯的操作較為容易，以凸緣部13的底部側的相對的壁60之間的間隔較窄的方式設有錐形部32。圖10是容納殼體的A-A剖視圖。容納殼體3的底部50在主干部12與各凸緣部13的范圍內具有臺階且進一步形成較低的一級。在較低形成的凹部51上涂覆粘接劑，從開口部14側插入磁芯5并將磁芯5固定。上述凹部51作為磁芯5的定位構件發揮作用，并且起到確保在上表面側磁芯5與線圈6之間的間隔30的作用。另外，如果是用于定位，也可以代替凹部51，以位于磁芯5的兩端側的方式在容納殼體3的底部、壁部設有突起。此外，因為磁芯5的表面是平坦的，所以能夠減少粘接時氣泡的卷入，此外，即使使用少量的用于固定的粘接劑也能夠浸濕表面，因此能夠獲得所希望的粘接強度地進行粘接固定。而且，由粘接劑與磁芯5間的線膨脹系數之差所產生的應力也較小，能夠減小對磁特性帶來的影響。粘接劑優選使用富有柔軟性且能夠吸收沖擊的環氧系樹脂。構成容納殼體3的樹脂材料可以適當選定，但是由于天線用線圈零件I利用回流焊等焊接而成，作為容納殼體3除了強度為基礎之外還需要具有優異的耐熱性，而且由于在天線用途中以kHz GHz帶寬的頻率使用天線用線圈零件1，因此介電特性也變得較為重要。特別是用于MHz以上的高頻時，優選使用耐熱性ABS樹脂、環氧樹脂、玻璃環氧樹脂、丙烯酸樹脂。圖11是磁芯(鐵氧體芯)的外觀立體圖。由于磁芯5不與線圈6接觸，因此磁芯5并不限定于電阻率較大的Ni系鐵氧體等，能夠使用Mn系鐵氧體、鐵基或鈷基的非晶合金、納米結晶合金、鐵鋁硅合金、鐵鎳合金等金屬磁性材料。為了易于安裝，形狀優選薄厚適宜的棒狀，也可以排列多個小型的磁芯而構成為長條狀，能夠采取任意的形狀、數量。另外，如果將磁芯5分為多個單片而構成，即使彎曲等的外力作用在容納殼體3上，由于向磁芯5施加的應力被分散，因此能夠減少磁芯5的破裂、缺口等損傷。在磁芯5的端部位于線圈6內的情況下，有時會Q值變小，降低天線性能。磁芯5的外形理所當然地形成為容納在容納殼體3中的尺寸，但是優選形成為磁芯5的長度至少比主干部12的長度長，以使磁芯5的兩端部從線圈6的端部露出。另外，在磁芯5與容納殼體3粘接固定時也可能存在磁芯5位置偏移而一側的端部位于線圈6內的情況，因此磁芯5的長度也要考慮在工序上的偏差而進行設定。圖12是表示將線圈卷繞設置在容納殼體上的外觀狀態的立體圖。將線圈6以單層且作為密集卷繞的方式卷繞設置在容納有磁芯5的容納殼體3的主干部12上。若多層卷繞線圈6，則線間電容增加且Q值降低，因此優選以單層卷繞線圈6。此外，優選以使用于真空吸附的涂覆部的樹脂不從線間漏出的方式密集卷繞線圈6。圖4是天線用線圈零件的仰視圖。線圈6的兩端部6a、6b在容納殼體3的底面側被延長至端子電極4的表面上，并利用焊接、熱壓接或超聲波振動等連接方法接合。對于熱壓接，由被加熱了的頭部對線圈6的端部6a、6b加壓而使該端部6a、6b擴散接合在端子電極4上。對于超聲波振動，利用對用于接合的頭部的振動和加熱，將線圈6的端部6a、6b加壓接合在端子電極4上。另外，連接位置并不限定于底面，只要是端子電極4的面狀的部位就能夠根據需要進行適當的選擇。圖13的(a) (e)是用于說明線圈上的涂覆部的形成工序的圖。如圖13的(a)所示，將未形成涂覆部的天線用線圈零件(以下稱為未涂覆零件)配置在夾具22上。雖然在夾具22上形成用于限制天線用線圈零件移動的凹坑、突起，但是圖中省略。密集卷繞在作為未涂覆零件的上表面(容納殼體3的靠開口部14側)，也就是密集卷繞在容納殼體3的包含a方向中央部的主干部12的區域的線圈6的表面上，滴落由調合器40調整至適宜溫度的液體涂覆構件V。液體涂覆構件的涂覆也可以利用絲網印刷進行。液體涂覆材料是焊料耐熱性優異，線膨脹系數低，且粘接強度優異，具有不易液流程度的粘度的材料。接著如圖13的(b)所示，對于滴落液體涂覆構件7’而言，在線圈6的表面上，通過使調合器40從未涂覆零件的長度方向的一端側向另一端側沿預定方向移動，適量且均勻地滴落液體涂覆構件V。由此，如圖13的(C)所示，成為在線圈6的表面上涂覆有未固化的液體涂覆構件V的狀態。此時，優選涂覆構件V的厚度是比容納殼體3的凸緣部13的上表面略微突出的厚度，且從凸緣部13的上表面起到涂覆構件V的上表面為止的距離h為O. Imm 1mm。距離h小于O. Imm時，無法獲得固化后的涂覆部7的上表面的能夠真空吸附程度的平坦性。此外，距離h超過Imm時，有時液體涂覆構件7’繞到線圈6的側面側或向磁芯5側灑落，存在外觀上的問題。此外，也有時固化后的涂覆部超出容納殼體3的凸緣部13，無法滿足天線用線圈零件的規格尺寸。另外，在此所述的平坦性能夠通過利用例如表面粗糙度計測量起伏而進行評價。例如在容納殼體3的a方向中央部等被真空吸附的部位上將測量長度設為3mm進行了測量的情況下，優選表面的起伏為80 μ m以下(a方向、b方向都滿足)。在能夠測量的區域較小而無法取得測量長度的情況下，以能夠測量的最大長度進行評價。另外，測量長度能夠根據用于真空吸附的吸嘴直徑而進行適當的設定。如圖13的(d)所示，以重疊在涂覆在未涂覆零件上的液體涂覆構件V上的方式配置厚度為80 μ m 300 μ m的樹脂薄膜20,而且利用平面板21從樹脂薄膜20的上方加壓。上述樹脂薄膜20為了與固化后的液體涂覆構件7’的剝離較為容易，并且為了獲得良好的潤濕性，上述樹脂薄膜20優選使用至少與液體涂覆構件V抵接的表面通過硅涂覆被分離處理過的PET薄膜。此外，優選平面板21為富有柔軟性的樹脂構件，進一步優選使用厚度為幾mm左右的硅橡膠板。[0058]在上述狀態下，以液體涂覆構件7’的標準固化條件將液體涂覆構件7’固化。液體涂覆構件V由于液體涂覆構件V的流動性與被加壓在線圈上流動。即使在滴落液體涂覆構件7’時將空氣卷入，除了配置有樹脂薄膜20的上表面側之外不阻礙空氣的排出，因此能夠減少殘存在涂覆部7內的氣泡。此外，即使殘存有氣泡，氣泡也較小，并不會由于熱膨脹對天線用線圈零件造成損傷。如圖13的(e)所示，將液體涂覆構件V固化處理之后，去除平面板21和樹脂薄膜20。由此，獲得涂覆部7的上表面形成均勻(平坦)的平面的狀態的天線用線圈零件。
實施例以下對本實用新型的天線用線圈零件具體地進行說明，本實用新型的天線用線圈零件的結構與圖I 圖6所示的天線用線圈零件相同，所以省略重復的 說明。本實用新型是對應于頻率88MHz 108MHz的天線用線圈零件。天線用線圈零件I包括容納殼體3、磁芯5、線圈6以及在上述線圈上形成平坦面的涂覆部7。使用玻璃環氧樹脂將由磷青銅形成的端子電極4嵌件成型而形成容納殼體3，該容納殼體3全長為10mm，主干部12的長度為7mm，兩端的凸緣部13的包含端子電極4的寬度為2mm，高度為I. 3mm。在容納殼體3的上表面開設有寬度為1mm、深度為0. 7mm的開口。在從容納殼體3的開口部14側所看到的底部50上進一步形成有長度為8. 5mm、深度為0. Imm的凹部51。在端子電極4的磷青銅的表面上實施有鍍Ni處理、鍍S n處理。在容納殼體3的上述凹部51上粘接固定作為磁芯5的燒結鐵氧體芯。對于粘接固定，是使用焊料耐熱性優異的環氧樹脂系粘接劑涂覆在凹部51上，在涂覆了粘接劑的凹部51上配置燒結鐵氧體芯，進行120°C X30分鐘的固化處理粘接固定而成的。燒結鐵氧體芯的主要成分為三氧化二鐵(Fe2O3)、氧化鋅(ZnO)、氧化鎳(NiO)以及氧化銅(CuO)，副成分為氧化鉍(Bi2O3)、氧化硅(SiO2),是將預燒粉粉末成形，并燒結而得到的，燒結鐵氧體芯具有初始導磁率U i為10(頻率IOOkHz)的磁特性。在粘接固定有燒結鐵氧體芯的容納殼體3的主干部12上密集卷繞有卷繞60圈的線直徑為80 y m的絕緣漆線作為線圈6，并將線圈6的兩端部熱壓接在容納殼體3下表面側的端子電極4上。而且，在容納殼體3的開口部14側的線圈表面上滴落液體涂覆構件，并按照在圖13的(a) (e)中所示的順序，在線圈6上表面的大致整面上形成涂覆部7，而獲得本實用新型的天線用線圈零件。涂覆部7的厚度約為0. 2mm，且涂覆部7的上表面與凸緣部13的上表面具有大致相同的高度。作為液體涂覆構件使用了一液性加熱固化型環氧樹脂。對于該液體加熱固化型環氧樹脂的特性而言，線膨脹系數為3. 5X 10_5/°C，粘度為65Pa s,固化溫度為100°C。效果條件為120°C X 20分鐘。將評價數設為100個對所獲得的天線用線圈零件I的涂覆部7的起伏進行了評價。測量長度在a方向上為3mm,在b方向上為I. 5mm。任意一個試樣的起伏在兩個方向上都為10 u m以下。接著，將包含評價過起伏的100個試樣在內的1000個試樣利用壓紋帶(embosstape)向貼片機(chip mounter)(自動安裝機)供給，將自動安裝機的吸嘴吸附在形成為平坦面的涂覆部7上，并將1000個試樣輸送到在安裝部上涂覆有焊膏的電路基板上并配置在電路基板上。在安裝中，利用貼片機的自動吸附沒有失敗，向電路基板的安裝也在適當的位置范圍內進行，不存在安裝偏差等問題。對安裝有天線用 線圈零件I的電路基板以最大255°C XlO分鐘的溫度條件進行了回流焊接。使用放大鏡對焊接后的天線用線圈零件的外觀進行了確認，在涂覆部7中沒有產生氣泡，也沒有出現容納殼體3的變形、燒結鐵氧體芯5的破裂、缺口、線圈6的斷線等。使用100個安裝在測試板上的天線用線圈零件1，并對天線用線圈零件I的接收靈敏度進行了評價。任意一個天線用線圈零件I在頻率88MHz 108MHz范圍內都表現出了高接收靈敏度的良好的性能。附圖標記說明I、天線用線圈零件；3、容納殼體；4、端子電極；5、磁芯；6、線圈；7、涂覆部；12、主干部；13、凸緣部。
權利要求1.一種天線用線圈零件，其包括容納殼體、磁芯以及線圈，其特征在于， 上述容納殼體包括底部、從上述底部立起而成的壁部、與上述底部相對的開口部以及在長度方向的兩端部具有端子電極的凸緣部， 在上述容納殼體的上述底部固定上述磁芯， 上述線圈被卷繞設置在上述容納殼體的兩端部的凸緣部之間的部分上，上述線圈的兩端部被粘接固定在上述各端子電極上， 在上述容納殼體的開口部側露出的上述磁芯比上述壁部低，因而上述線圈在與上述磁芯不接觸的狀態下被卷繞設置， 在上述線圈的靠上述容納殼體的開口部側的部分上設有形成平坦面且由絕緣樹脂形成的涂覆部。
2.根據權利要求I所述的天線用線圈零件，其特征在于， 在上述容納殼體的底部具有凹部，在上述凹部上配置并粘接上述磁芯。
3.根據權利要求I或2所述的天線用線圈零件，其特征在于， 上述容納殼體的長度方向的兩端開口。
4.根據權利要求I或2所述的天線用線圈零件，其特征在于， 上述磁芯是由軟鐵氧體材料形成的鐵芯和由磁性金屬磁性材料形成的鐵芯中的任意一者O
5.根據權利要求3所述的天線用線圈零件，其特征在于， 上述磁芯是由軟鐵氧體材料形成的鐵芯和由磁性金屬磁性材料形成的鐵芯中的任意一者O
專利摘要本實用新型提供一種天線用線圈構件，能夠應對真空吸附的表面安裝，保護構成天線用線圈構件的磁芯免受外力的影響，防止磁芯的損傷，且使卷繞設置的線圈較難發生斷線。該天線用線圈構件具有容納殼體、磁芯以及線圈，在容納殼體的上表面開口，并在從上述開口可見的底部上固定上述磁芯，在上述開口側露出的磁芯比容納殼體的壁部低，因而線圈能夠在與上述磁芯不接觸的狀態下卷繞設置在上述容納殼體上，在線圈的靠上述容納殼體的開口側的部分上設有形成平坦面且由絕緣樹脂形成的涂覆部。
文檔編號H01Q7/08GK202384498SQ20112055895
公開日2012年8月15日 申請日期2011年12月23日 優先權日2011年10月6日
發明者三木裕彥, 岡本浩志, 大西直幸 申請人:日立金屬株式會社