一种VCM马达的带有电路的一体式支架结构的制作方法

本发明属于电控设备技术领域，具体涉一种vcm马达的带有电路的一体式支架结构。

背景技术：

音圈马达(vcm)是一种将电能转化为机械能的装置，并实现直线型及有限摆角的运动。利用来自永久磁钢的磁场与通电线圈导体产生的磁场中磁极间的相互作用产生有规律的运动的装置。因为音圈马达是一种非换流型动力装置，其定位精度完全取决于反馈及控制系统，与音圈马达本身无关。采用合适的定位反馈及感应装置其定位精度可以轻易达到10nm，加速度可达300g(实际加速度也取决于负载物的状况)。论是直线型或是摆动型，他们基本原理相同。通电的导体穿过磁场的时候，会产生一个垂直于磁场线的力，这个力的大小取决于通过场的导体的长度，磁场及电流的强度。音圈马达产生的推力的大小取决于设计结构以及电流强度：f＝β*l*i，电流与产生的力的关系，在直线型音圈电机中体现为力敏感度kf，在旋转型音圈马达中体现为扭力敏感度kt。我们的设计中把kf的单位定义为n/a，kt的单位为n·m/a。音圈马达是一个简单的装置，将电流转化为机械力，所以其定位以及力的控制通过位置反馈装置以及控制器达成，其精度由控制器决定，与音圈马达本身毫无关系。

现有的音圈马达从上到下依次包括外壳、前垫片、上弹片、支架、载体、线圈、下弹片、后垫片和底座，其中所述线圈设置在载体上，而在支架或底座上设有用于产生固定磁场的永久磁铁。目前业界在有限的空间内要实现上、下弹片之间的通电，常用的方式如下：

方式一：采用支架注塑内嵌金属材料进行焊接作业，在装配作业过程中存在以下缺陷问题，冲压金属3d电路工艺复杂，对加工厂的技术要求高，导致制造成本高；并且焊接时一般采用锡膏和激光焊接使其与弹片固定；而锡膏若是使用传统的烙铁头或者激光焊接会出现炸锡和松香残留问题；使用激光与金属直接焊接时会产生金属飞溅铁屑及损伤支架本体，对支架金属焊接位置的大小尺寸要求很高，这样增加了设备投入的成本，而损伤支架本体容易造成粉屑掉落粉屑，影响到产品的特性。

方式二：使用四根等长悬丝固定在上、下弹片四脚；在装配作业过程中存在以下缺陷问题；悬丝尺寸小为保持悬丝装配保持在同一高度，对使用的装配治具精度要求高悬丝与弹片固定一般采用锡膏使其固定，容易产生炸锡和松香残留；由于悬丝过于细长，在可靠性时容易弯曲变形导致产品特性能不良，影响产品质量。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种vcm马达的带有电路的一体式支架结构。

本发明所采用的技术方案为：

一种vcm马达的带有电路的一体式支架结构，用于承载上下弹片并限制带有镜头模组的载体沿轴线进行直线变焦运动，包括支架壳体和设置在支架壳体内的电路体，所述电路体通过导电材料按照设计电路路线与所述支架壳体一体浇注成型。

vcm马达是一种微型电磁动作机构，应用于现有的微型摄像头模组内，并控制镜头模组进行变焦等一系列移动的动作机构。随着现在移动互联网技术的不断更新，对应的移动终端设备也在不断发展和优化，许多移动终端设备上都采用微型摄像头来执行拍摄工作。

而微型摄像头与现有的数码拍照系统的原理和结构框架相同，也同样是包含镜头模组和感光结构，只是为了缩小体积优化内部结构，故微型摄像头一般包含有五个模块，分别是镜头模组、音圈马达、滤光片、感光sensor和pcb。

而应用在移动终端设备中的微型摄像头为了适应多种应用场景，也在不断的优化和改进，改进重点则是在保持原有的体积不变的前提下尽可能提升摄像头的性能参数。而其中对于摄像头模组的较为明确的参考性能指标包括像素、画幅(传感器尺寸)、对焦性能、防抖和缓存性能等，首先像素和画幅是主要对于感光sensor的技术要求，其改进优化的方式也着重在于对底层的感光sensor进行调整。

而其中的对焦性能和防抖效果则是对于音圈马达的性能要求，其改进方式也主要是以音圈马达的结构优化为主，以拍照算法优化为辅。而现有的音圈马达是用于连接镜头模组并使得镜头模组在其中沿轴线方向移动的环形结构，其中部设有通孔，所述镜头模组设置在通孔内并与音圈马达螺纹配合实现固定。

现有的音圈马达从上到下依次包括外壳、前垫片、上弹片、支架、载体、线圈、下弹片、后垫片和底座，其中所述线圈设置在载体上，而在支架或底座上设有用于产生固定磁场的永久磁铁。所述的上、下弹片用于连接载体使得载体在支架内保持悬浮状态，一旦线圈通电后产生特定电流，则根据左手定则通电导线在磁场中受到安培力从而达到控制运动的效果。

而所述的支架则是设置在音圈马达内用于限制载体进行轴线方向运动的结构，因为所述载体上设有线圈，线圈需要通过与上弹片电连接从而导电形成通电导线，而上弹片分为内外圈结构，内圈结构与载体触点焊接，而外圈结构与架体上部的触点焊接导电。则为了避免单独设置导电电路部分而造成整体体积增加的问题发生，则本发明通过一体式浇注成型的方式，将现有的pcb或软性排线的方式修改为导电材料直接注塑形成电路结构。

若采用pcb或者fpc软质排线的方式，则需要单独设置空间进行安装，对于这种微型设备，一般均采用装配治具进行组装，若单独设置多个独立的连接组件，不仅降低装配效率，同时也会影响良率。而本发明中所采用的导电材料直接浇注成型的方式，在支架壳体内形成规则的实体电路带，然后安装时只需将部件固定好后需要焊接的连接结构则已经处在同一位置，则可直接点焊连接，方便快捷。

进一步的，所述支架壳体为环形结构，其两个环状开口端面上分别设有上焊点开口和下焊点开口，所述电路体从上焊点开口穿出并在端部设有上焊接点；所述电路体从下焊点开口穿出并在端部设有下焊接点。

在整个音圈马达内，所述支架壳体结构上设有上弹片结构，而下部连接有下弹片结构，两个弹片均为金属导电材料，不仅能够给活动部件提供限位回复力，同时也用于导通固定部件和活动部件之间的电路。

而本发明中的支架壳体结构为一体式浇注成型，通过优化结构使其浇注成型后自然形成用于焊接的连接点位。所述上焊接点用于连接上弹片，而下焊接点用于连接底座或者下弹片。因为本发明中的支架结构可用于单独的闭环马达中，同时也可以应用于集成ois的平面防抖功能的音圈马达中。而如果需要集成ois功能，则所述支架同样相对于底座处于水平悬浮状态，此时只能通过下弹片与支架结构内的电路连接。而如果仅仅是具有变焦调节功能的音圈马达，则可将支架固定在底座上，并在底座上设有连接支架结构内部电路的导电结构。

而上焊接点和下焊接点均为连接外部电路的焊接位，一般为平面结构，且注塑成型时为了区分对应焊接点的功能区别，可在该焊接点表面印有对应的接点标记，从而便于装配时进行快速装配。

因为线圈固定在载体上，所述上弹片内圆定位孔固定在载体上表面，所述上弹片与载体铜线缠绕柱焊接。而上弹片外侧定位孔固定在支架上，上弹片外围焊接缺口与支架上焊接点使用导电银胶焊接；所述下弹片内与载体下端面使用胶水固定，所述下弹片内侧焊接缺口也支架下焊接点进行导电银浆焊接，下弹片外侧焊接缺口与其它部件进行焊接，从而形成一个电流回路。

进一步的，所述支架壳体内侧设有用于固定控制ic芯片的固定槽，所述电路体的端部从所述固定槽内底面穿出并与所述控制ic芯片连接。

进一步的，所述固定槽内还设有霍尔传感器，所述霍尔传感器与所述控制ic芯片连接并用于检测设置在载体上的检测磁铁来确定载体的移动距离。

进一步的，所述电路体包括通电组、传导组和信号组；

所述通电组和信号组同时一端连接控制ic芯片，另一端连接所述下焊接点；

所述传导组一端连接控制ic芯片，另一端连接所述上焊接点；

所述霍尔传感器将载体的运动检测信息传递至控制ic芯片中并通过信号组向外传递。

进一步的，所述通电组还设有与霍尔传感器连接的触点，所述触点设置在固定槽内壁上。

进一步的，所述支架壳体上设有多个下焊接点，所述电路体包括多根相同厚度的带状导电结构，所述信号组和通电组的带状导电结构均设有竖向弯折向下的下摆，所述下摆端部与对应的下焊接点形成一体式等宽结构。

进一步的，所述支架壳体底部四角位置向内凹陷形成安装槽，所述安装槽内设有形成固定磁场的永磁体，所述永磁体的n级朝向支架壳体的轴线方向设置。

进一步的，所述安装槽内还设有用于增加摩擦力的格栅凸起，通过所述格栅凸起与所述永磁体表面接触限制永磁体在仅受重力和支架结构自身控制摆动传递的外力作用下无法落出安装槽。

进一步的，所述支架壳体在内圈侧壁上设有多个用于限制所述载体沿轴线移动的滑槽。

本发明的有益效果为：

本发明使用一种支架一体式结构，该结构通过在支架注塑成型时内嵌导电材料的方式，采用导电银浆将上弹片、下弹片与支架上内嵌的导电材料结构连接在一起，解决一直困扰业界的掉屑，制造工艺复杂，制造成本高等问题，节省生产成本和人工成本，提升产品的品质。

附图说明

图1是本发明整个支架结构在设有上弹片、下弹片和载体时的装配示意图；

图2是本发明中图1装配状态下的俯视图；

图3是本发明将内部的电路体以内部走线的布置方式完整的向外移出的轴侧示意图；

图4是本发明图3中的a局部放大示意图；

图5是本发明整个支架结构的透视图，可以看到其中的大部分虚线部分则是表明电路体结构，本图主要为了展示电路体在整个支架外壳内的布置方式；

图6是本发明图1装配状态下的仰视图；

图7是本发明的支架结构内设有载体时的轴侧示意图；

图8是本发明设有上弹片、下弹片、永磁体和载体时的爆炸结构图。

图中：1-支架壳体，2-电路体，3-上焊接点，4-下焊接点，5-控制ic芯片，6-固定槽，7-安装槽，8-永磁体，9-滑槽。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，本申请的描述中若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，本申请的描述中若出现术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例1：

本实施例公开一种vcm马达用的支架结构，vcm马达是一种微型电磁动作机构，应用于现有的微型摄像头模组内，并控制镜头模组进行变焦等一系列移动的动作机构。随着现在移动互联网技术的不断更新，对应的移动终端设备也在不断发展和优化，许多移动终端设备上都采用微型摄像头来执行拍摄工作。而微型摄像头与现有的数码拍照系统的原理和结构框架相同，也同样是包含镜头模组和感光结构，只是为了缩小体积优化内部结构，故微型摄像头一般包含有五个模块，分别是镜头模组、音圈马达、滤光片、感光sensor和pcb。

现有的音圈马达从上到下依次包括外壳、前垫片、上弹片、支架、载体、线圈、下弹片、后垫片和底座，其中所述线圈设置在载体上，而在支架或底座上设有用于产生固定磁场的永久磁铁。

上、下弹片用于连接载体使得载体在支架内保持悬浮状态，一旦线圈通电后产生特定电流，则根据左手定则通电导线在磁场中受到安培力从而达到控制运动的效果。而所述的支架则是设置在音圈马达内用于限制载体进行轴线方向运动的结构，因为所述载体上设有线圈，线圈需要通过与上弹片电连接从而导电形成通电导线，而上弹片分为内外圈结构，内圈结构与载体触点焊接，而外圈结构与架体上部的触点焊接导电。

本实施例具体为一种vcm马达的带有电路的一体式支架结构，如图1-8所示，其中主要包括外部的支架壳体1和设置在支架壳体1内的电路体2，而电路体2通过导电材料按照设计电路路线与所述支架壳体1一体浇注成型。

为了避免单独设置导电电路部分而造成整体体积增加的问题发生，则本实施例通过一体式浇注成型的方式，将现有的pcb或软性排线的方式修改为导电材料直接注塑形成电路结构。若采用pcb或者fpc软质排线的方式，则需要单独设置空间进行安装，对于这种微型设备，一般均采用装配治具进行组装，若单独设置多个独立的连接组件，不仅降低装配效率，同时也会影响良率。而本实施例中所采用的导电材料直接浇注成型的方式，在支架壳体1内形成规则的实体电路带，然后安装时只需将部件固定好后需要焊接的连接结构则已经处在同一位置，则可直接点焊连接，方便快捷。

其中，支架壳体1为环形结构，相较于现有的镶嵌金属导体的方式，通过原本注塑工艺使得电路体2能够与支架壳体1的连接更加紧密。其两个环状开口端面上分别设有上焊点开口和下焊点开口，所述电路体2从上焊点开口穿出并在端部设有上焊接点3；所述电路体2从下焊点开口穿出并在端部设有下焊接点4。在整个音圈马达内，所述支架壳体1结构上设有上弹片结构，而下部连接有下弹片结构，两个弹片均为金属导电材料，不仅能够给活动部件提供限位回复力，同时也用于导通固定部件和活动部件之间的电路。而本实施例中的支架壳体1结构为一体式浇注成型，通过优化结构使其浇注成型后自然形成用于焊接的连接点位。所述上焊接点3用于连接上弹片，而下焊接点4用于连接底座或者下弹片。

因为本实施例中的支架结构可用于单独的闭环马达中，同时也可以应用于集成ois的平面防抖功能的音圈马达中。而如果需要集成ois功能，则所述支架同样相对于底座处于水平悬浮状态，此时只能通过下弹片与支架结构内的电路连接。而如果仅仅是具有变焦调节功能的音圈马达，则可将支架固定在底座上，并在底座上设有连接支架结构内部电路的导电结构。

而上焊接点3和下焊接点4均为连接外部电路的焊接位，一般为平面结构，且注塑成型时为了区分对应焊接点的功能区别，可在该焊接点表面印有对应的接点标记，从而便于装配时进行快速装配。因为线圈固定在载体上，所述上弹片内圆定位孔固定在载体上表面，所述上弹片与载体铜线缠绕柱焊接。而上弹片外侧定位孔固定在支架上，上弹片外围焊接缺口与支架上焊接点3使用导电银胶焊接；所述下弹片内与载体下端面使用胶水固定，所述下弹片内侧焊接缺口也支架下焊接点4进行导电银浆焊接，下弹片外侧焊接缺口与其它部件进行焊接，从而形成一个电流回路。

实施例2：

本实施例是在上述实施例1的基础上进行优化限定，其中，支架壳体1内侧设有用于固定控制ic芯片5的固定槽6，所述电路体2的端部从所述固定槽6内底面穿出并与所述控制ic芯片5连接。固定槽6内还设有霍尔传感器，所述霍尔传感器与所述控制ic芯片5连接并用于检测设置在载体上的检测磁铁来确定载体的移动距离。

电路体2包括通电组、传导组和信号组所述通电组和信号组同时一端连接控制ic芯片5，另一端连接所述下焊接点4；传导组一端连接控制ic芯片5，另一端连接所述上焊接点3；所述霍尔传感器将载体的运动检测信息传递至控制ic芯片5中并通过信号组向外传递。

通电组还设有与霍尔传感器连接的触点，所述触点设置在固定槽6内壁上。

支架壳体1上设有多个下焊接点4，所述电路体2包括多根相同厚度的带状导电结构，所述信号组和通电组的带状导电结构均设有竖向弯折向下的下摆，所述下摆端部与对应的下焊接点4形成一体式等宽结构。

如图3所示，图3中展示了设置在支架壳体1内的电路体2结构，而图中的电路体2结构按照内部走线方式完整的向外移出，而所述支架壳体1放置在正上方，以轴侧图的形式对应展示。

可以看到，图3中的电路体2有六条弯折的等厚度的金属带状导电结构，两两按照功能进行分组。而在图3的局部放大图图4中可以看到，在固定槽6内底面上设有六个触点。其中作为通电组的则是vdd和vss两个触点，所谓的vdd即为接入电压，而vss是公共接地端电压。在图3中，通电组为最左端下方的两个带状导电结构，其中一根长度较短，用于连接设置在固定槽6下部最近的一个下焊接点4；而其中较长的一根弯折°后向一侧延伸连接左侧的下焊接点4。

而作为信号组的则是在图中的scl和sda触点，所谓scl\sda是ic总线的信号线。sda是双向数据线，scl是时钟线scl。在ic总线上传送数据，首先送最高位，由主机发出启动信号。sda在scl高电平期间由高电平跳变为低电平，然后由主机发送一个字节的数据。数据传送完毕，由主机发出停止信号。sda在scl高电平期间由低电平跳变为高电平。

在图3中，信号组为中间两根最长的带状导电结构，且其中左侧的延伸长度接近整个支架壳体1的四分之三周长。

作为传导组，则是在图4中的两个out触点，对应的设置在图3中最右侧的两根短带状导电结构。因为在支架壳体1上仅设有两个上焊接点3，且相互抵近设置。

在图4中还可以看到在两根作为通电组的带状导电结构中部设有两个方形触点，该方形触点是给霍尔传感器供电的端口，而霍尔传感器则设置在控制ic芯片5一侧。

支架壳体1底部四角位置向内凹陷形成安装槽7，所述安装槽7内设有形成固定磁场的永磁8体，所述永磁8体的n级朝向支架壳体1的轴线方向设置。所述安装槽7内还设有用于增加摩擦力的格栅凸起，通过所述格栅凸起与所述永磁8体表面接触限制永磁8体在仅受重力和支架结构自身控制摆动传递的外力作用下无法落出安装槽7。所述支架壳体1在内圈侧壁上设有多个用于限制所述载体沿轴线移动的滑槽9。

本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。