专利名称：线圈组件及其制作方法
技术领域：
本发明关于一种线圈及其制作方法，特别关于一种线圈组件及其制作方法。
背景技术：
线圈组件是用途广泛的基本电子组件，其可作为电感器，也可作为变压器或马达的电磁线圈绕组。图1A是一线圈组件I的上视图，图1B是线圈组件I的内部透视图，如图1A与图1B所示，线圈组件I具有内外两层的线圈11、12、两个电极接脚13、14以及一包覆体15。其中线圈11位在线圈12的内侧且线圈11、12彼此连接，线圈11、12的尾端则分别当做电气连接用的接点，用来和电极接脚13、14连接，而包覆体15则包覆线圈11、12。线圈11、12是缠绕为立体螺旋状，其绕线方式是先绕出内层螺旋线圈11然后再绕出外层螺旋线圈12，因此外层螺旋线圈12的尾端位在线圈组件I的外侧，而内层螺旋线圈11的尾端位在线圈组件I的内侧。为了要将位在内层螺旋线圈11的尾端向外电性连接，如图1B的虚线标示处，内层螺旋线圈11的尾端需直接跨过外层线圈沿着径向往外侧延伸。然而，线圈组件I使用一段时间后，从内层线圈11往外跨接于外层线圈12的重迭部份容易因线圈的绝缘层破损，而造成线圈组件I无法正常运作使用，使得线圈组件I的耐用度不佳及使用寿命不长。另外，若不将内圈的尾端直接往外跨接，则需要另外制造电极导线，与内层线圈的尾端焊接在一起。但这种方式需要额外制造电极导线并且需要进行焊接，整个制造程序需要增加，生产成本也不容易降低。而且，由于在线圈上进行焊接会有焊点产生，导致其制造过程中形成不良率的机会大为增加，质量更不易控制。因此，如何提供一种线圈组件，具有精简结构、较佳的耐用度及使用寿命，已成为
重要课题之一。
发明内容
本发明的目的为提供一种具有精简结构、较佳的耐用度及使用寿命的线圈组件及其制作方法。本发明可采用以下技术方案来实现的。本发明的一种线圈组件的制作方法，包括一形成步骤、一摆设步骤以及一包覆步骤，形成步骤形成彼此连接的一第一线圈与一第二线圈，第一线圈位在所述第二线圈内侧；摆设步骤将第一线圈的一尾端线段部分的沿第二线圈的一末圈线段的轮廓摆设在末圈线段上；包覆步骤包覆第一线圈与第二线圈。另外，本发明的一种线圈组件包括一第一线圈以及一第二线圈，第一线圈具有一尾端线段；第二线圈位在第一线圈的外侧，具有一末圈线段，尾端线段部分的沿末圈线段的轮廓摆设在末圈线段上。承上所述，本发明的线圈组件及其制作方法避免线圈的尾端线段突然直接的从线圈组件的内侧跨过外层线圈往外侧延伸，而是透过较为缓和的方式，让内侧线圈的尾端线段先在外侧线圈上沿外侧线圈的轮廓摆设，然后尾端线段再从外侧线圈朝外延伸。因此，内侧线圈的尾端线段与外侧线圈的重迭面积增加，使得线圈绝缘层较不容易脱落或破损，进而提升线圈组件的耐用度及使用寿命。
图1A为一种公知的线圈组件的上视图；图1B为图1A的线圈组件的内部透视图；图2为本发明优选实施例的一种线圈组件的制作方法的流程图；图3A至图3H为本发明优选实施例的一种线圈组件的制作方法的示意图；图4A与图4B为本发明优选实施例的线圈组件的制作方法的变化态样的一组示意图；图5A为本发明优选实施例的一种线圈组件的上视图；图5B为图5A的线圈组件的内部透视图；图6为本发明优选实施例的另一种线圈组件的内部透视图；图7A为本发明优选实施例的一种线圈组件的上视图；以及图7B为图7A的线圈组件的内部透视图。主要元件符号说明:1:线圈组件11、12:线圈13、14:电极接脚15:包覆体2、2’、2”:线圈组件20:绕线线圈21:第一线圈210:主线段211:尾端线段22:第二线圈221:末圈线段2η:第 η 线圈23、24:接脚23’、24’:电极端子25:包覆体251、252:凹槽3:导线架30、31、32:部分4:推移组件SI S3:线圈组件的制作方法的步骤Dl:第一方向
D2:第 二方向
具体实施例方式以下将参照相关图式，说明依本发明优选实施例的一种线圈组件及其制作方法，其中相同的元件将以相同的元件符号加以说明。图2为本发明优选实施例的一种线圈组件的制作方法的流程图。如图2所示，制作方法包括以下步骤:步骤SOl:—形成步骤，形成彼此连接的一第一线圈与一第二线圈，第一线圈位在第二线圈内侧；步骤S02:—摆设步骤，将第一线圈的一尾端线段沿第二线圈的一末圈线段的轮廓摆设在末圈线段上；以及步骤S03:—包覆步骤,包覆第一线圈与第二线圈。第一线圈与第二线圈是由同一条线材所形成，线材内层设有导线，线材外层设有绝缘材质包覆内层导线，当不同层的线圈彼此设置在旁时，线材即使互相接触也不会短路。在此，线材可以是但不限定为漆包线，其截面形状例如是圆形。另外，线圈亦可采用截面形状为方形或扁状的线材。另外，在步骤S02与步骤S03之间，缠绕成形后的第一线圈与第二线圈可以设置并连接在一导线架，然后在步骤S03将导线架上的第一线圈与第二线圈包覆在一包覆体。接着，将导线架的主体移除，同时从导线架留下部分导体作为接脚，接脚先前已和第一线圈与第二线圈连接。接脚从平板状沿包覆体的表面弯折，接脚的弯折形状视产品需求及设计而定。接脚作为与外部电路连接用的电极端子。在本实施例中，线圈组件可作为抗流线圈(Choke)，其亦是一种电感组件，主要用于滤波或限制电流突变。以下将举例说明线圈组件的制作方法。图3A至图3H为本发明优选实施例的一种线圈组件的制作方法的示意图。如图3A与图3B所示，本实施例以绕出具有两层线圈的线圈组件2为例说明。如图3A所示，将一线材由一端沿着一第一方向Dl (朝下)顺时针螺旋的缠绕，以形成第一线圈21。接着，如图3B所示，将线材的剩余线段沿着一第二方向(朝上)D2在第一线圈21的外侧顺时针螺旋的缠绕，以形成第二线圈22。在此，线材绕线成为线圈可利用绕线机来进行或由人工方式进行。彼此连接的第一线圈21与第二线圈22因而形成一绕线线圈20，第一线圈21位在第二线圈22内侧并且贴紧第二线圈22内缘设置，第一线圈21与第二线圈22是垂直的螺旋缠绕成形。形成绕线线圈20 (第一线圈21与第二线圈22)后，一尾端线段211与一末圈线段221皆位在绕线线圈20的一侧，尾端线段211是第一线圈21的末圈至尾端的线段，末圈线段221是第二线圈22的末圈至尾端的线段，第一线圈21与第二线圈22的连接处则是位在绕线线圈20的另一侧。内层线圈的绕圈数可多于外层线圈的绕圈数，在本实施例中，第一线圈21的绕圈数多于第二线圈22的绕圈数至少一圈。
在本实施例中，绕线用线材的截面是圆形，圆形的截面让线材较为容易缠绕因而有利于制作线圈，线材可以是漆包线。接着，如图3C所示，将尾端线段211从第一线圈21解开(例如拉直)，即第一线圈21的末圈部分或全部的解开。然后，如图3D所示，将解开后的尾端线段211部分沿末圈线段221的轮廓摆设，尾端线段211的尾端部分则从末圈线段221朝外延伸而出。设计上，尾端线段211的尾端部分可沿末圈线段221的轮廓的切线朝外延伸而出。第一线圈21的一主线段210沿第一方向螺旋的缠绕，尾端线段211与主线段210连接，并且由内朝外平面螺旋的环绕。也就是说，第一线圈21的主线段210与尾端线段211依不同的形式来绕线，主线段210是缠绕成立体螺旋状，尾端线段211是在外层线圈上平面的环绕。另外，由于线圈组件2是以具有两层线圈为例说明，尾端线段211环绕的圈数可能不足一圈。以绕线线圈20整体来看，第一线圈21和第二线圈22的尾端都是从绕线线圈20的最外圈延伸而出。另外，第一线圈21和第二线圈22亦可以逆时针螺旋缠绕，第一方向亦可以是朝上，而第二方向亦可以是朝下。接着，如图3E所示，绕线线圈20焊接在一导线架3，导线架3上可同时放置多个绕线线圈20，导线架3用以固定绕线线圈20以供后续步骤形成线圈组件2的包覆体，导线架3的两个部分31、32可作为线圈组件2的接脚。如图3F所示，导线架3上的绕线线圈20 (未示在图中)被一包覆体25所包覆，包覆体25可利用模具来成形，包覆体25的主要材质可以但不限定为树脂，借以隔绝线圈与外部环境。另外，包覆体25的材质可包括磁性材料，借以提高导磁率。举例来说，包覆体25为磁性材料及热固性树脂混合，并且经过一固化过程(Curing Process)而形成。另外,包覆体25的表面上可形成有凹槽251、252。如图3G所示，形成包覆体25后，移除导线架3的主部分30 (请参照3F)，同时留下导线架3的两个部分31、32以形成两个接脚23、24。如图3H所示，接脚23、24形成后，其沿包覆体25的表面弯折，接脚23、24可嵌入包覆体25的凹槽251、252。另外，线圈组件的制作方法如图3A至图3D将绕线线圈20形成后，可直接以包覆体来包覆绕线线圈20，亦即不进行图3E至3H的步骤。绕线线圈20的两个末端即直接做为对外电性连接用的电极端子。包覆步骤仅包覆第一线圈21与第二线圈22的主要部分例如绕圈的部份，使尾端线段211与末圈线段221的端部未被包覆而露出。另一方面，图3A至图3D的绕线线圈20制作方式亦有其它的变化实施态样。例如，在绕线过程中，线材可从尾端特意留下一段未缠绕的线段作为尾端线段，SP尾端线段不包括第一线圈的末圈，如此一来，就不需要将第一线圈解开。与图3D类似的是，只要直接将尾端线段的大部分沿末圈线段的轮廓摆设，尾端线段的尾端部分则从末圈线段的切线朝外延伸而出。完成尾端调整的绕线线圈可依图3E后的制程来继续制作。另外，如图4A与图4B所示，绕线线圈20的第一线圈21及第二线圈22可依图3A及图3B的方式来制作，与图3C与图3D不同的是，第一线圈21的尾端线段211通过推移的方式挪移到第二线圈22的末圈线段221上。其制作方式是如图3B的绕线线圈20形成后，在第一线圈21的内侧利用一推移组件4将尾端线段211朝外侧推顶。具体来说，如图4A，推移组件4放置的深度仅到达尾端线段211内侧，其初始的位置是在第一线圈21的主线段210的内侧轮廓线上方，然后推移组件4逐渐朝外侧移动到主线段210上方，同时配合旋转绕线线圈20，使得尾端线段211逐渐朝外侧挪移。如图4B，推移组件4移动到末圈线段221的内侧轮廓线上方后，尾端线段211即已挪移至末圈线段221上。完成尾端调整的绕线线圈20可依图3E后的制程来继续制作。另外，完成尾端调整的绕线线圈20，亦可直接以包覆体来包覆绕线线圈20，亦即不进行图3E至3H的步骤。绕线线圈20的两个末端即直接做为对外电性连接用的电极端子。包覆步骤仅包覆第一线圈21与第二线圈22的主要部分例如绕圈的部份，使尾端线段211与末圈线段221的端部未被包覆而露出。图5A是本发明实施例的线圈组件2的上视图，图5B是线圈组件2的内部透视图，如图5A与5B所示，线圈组件2包括第一线圈21、第二线圈22、包覆体25以及两个接脚23、24，第一线圈21具有尾端线段211，第二线圈22位在第一线圈21的外侧并具有末圈线段221，尾端线段211部分的沿末圈线段221的轮廓摆设在末圈线段221上，包覆体25包覆第一线圈21及第二线圈22，接脚23、24分别连接尾端线段211及末圈线段221。第一线圈21的主线段沿垂直于图面的方向螺旋的缠绕，尾端线段211与主线段连接，并且由内朝外平面螺旋的环绕。线圈组件2可利用前述实施例的制造方法来制造，第一线圈21与第二线圈22的特征如前述说明，故此不再赘述。如图6所示，与图5B不同的是，线圈组件2’内的线圈数量并不限于两层，其可包括更多层数的线圈。例如:线圈组件2’还包括一第三线圈，第三线圈位在第二线圈的外侧，尾端线段211部分的沿第二线圈的末圈线段的轮廓摆设，尾端线段211也部分的沿第三线圈的一末圈线段的轮廓摆设。最内层线圈21的尾端线段211并非直接沿径向往外侧延伸，而是在其它层线圈的顶面上水平的盘绕。举例来说，线圈组件2’从内层往外层依序包括第一线圈21、第二线
圈、......及第η线圈2η,相邻的两个线圈彼此连接,第一线圈21和第η线圈2η具有不和
其它线圈连接的尾端，第一线圈21与第η线圈2η的尾端线段都位在线圈组件2’的一侧，第一线圈21的尾端线段从内层往外层沿着第二线圈至第η线圈2η的末圈水平的盘绕。其中，图6以η为4的情况绘制，但并非限定η必定为4。也就是说，第一线圈21的主线段与尾端线段211依不同的形式来绕线，主线段是缠绕成立体螺旋状，尾端线段211是在外层线圈上环绕成平面螺旋状。内层线圈的绕圈数可多于外层线圈的绕圈数，在本实施例中，第一线圈21的绕圈数多于其它线圈(第22线圈至第η线圈2η)的绕圈数至少一圈，其它线圈可具有相同的绕圈数。图7Α是本发明实施例的线圈组件2”的上视图，图7Β是线圈组件2”的内部透视图，如图7Α与图7Β所示，线圈的端部亦可直接作为电极端子。绕线线圈可如图3Α至图3D的制作方法来形成，也可以如图4Α与4Β的制作方法来形成。如图3D或图4Β形成后的绕线线圈直接以包覆体25包覆，也就是第一线圈21的尾端线段211与第二线圈22的末圈线段221并未焊接在导线架，包覆体25仅包覆第一线圈21与第二线圈22的主要部分例如绕圈的部份，尾端线段211与末圈线段221的端部未被包覆而露出于包覆体25并且作为电极端子23’、24’。在本实施例中，绕线线圈的管径粗于图3A至图6的绕线线圈的管径，绕线线圈的材质可以是表面覆有绝缘层的铜线。另外，线圈组件2”亦可包括复数层线圈，例如:线圈组件2”还包括一第三线圈，第三线圈位在第二线圈22的外侧，尾端线段211部分的沿第二线圈的末圈线段的轮廓摆设，尾端线段211也部分的沿第三线圈的一末圈线段的轮廓摆设。其细节如图6及其相关说明所述，故此不再赘述。与前述图5A至图6的线圈组件类似，第一线圈21的主线段沿第一方向螺旋的缠绕，尾端线段211与主线段连接，并且由内朝外平面螺旋的环绕。也就是说，第一线圈21的主线段与尾端线段211依不同的形式来绕线，主线段210是缠绕成立体螺旋状，尾端线段211是在外层线圈上平面的环绕。另外，由于线圈组件2”是以具有两层线圈为例说明，尾端线段211环绕的圈数可能不到一圈。第一线圈21与第二线圈22是垂直的螺旋缠绕，第一线圈21的尾端线段211部分的水平迭设在第二线圈22的末圈线段221上。由于相关的细节如图5A至图6及其相关说明所述，故此不再赘述。在以上实施例中，不论线圈组件内的线圈层数为何，以线圈组件整体来看，线圈的两个尾端都是从线圈组件的最外圈延伸而出。第一线圈与第二线圈主要是垂直的螺旋缠绕，但第一线圈的尾端线段则改为部分的水平迭设在第二线圈的末圈线段上。制作线圈组件时，可先形成位在内侧的第一线圈，然后再形成位在外侧的第二线圈，后续再将第一线圈的尾端线段改成部分的设置在第二线圈的末圈线段上。也就是说，线圈组件包括复数个内外依序层迭的线圈，其中最内层的线圈具有一尾端线段，其余各层线圈分别具有一末圈线段，尾端线段部分的沿各末圈线段的轮廓摆设在各末圈线段上。第一线圈与第二线圈的尾端线段都位在线圈组件的一侧，尾端线段的尾端是对外连接的端点。举例来说，尾端线段的尾端可直接作为电极端子和外部电路连接，或是与接脚连接并透过接脚与外部电路电性连接。综上所述，本发明的线圈组件及其制作方法避免线圈的尾端线段突然直接的从线圈组件的内侧跨过外层线圈往外侧延伸，而是透过较为缓和的方式，让内侧线圈的尾端线段先在外侧线圈上沿外侧线圈的轮廓摆设，然后尾端线段再从外侧线圈朝外延伸。因此，内侧线圈的尾端线段与外侧线圈的重迭面积增加，使得线圈绝缘层较不容易脱落或破损，进而提升线圈组件的耐用度及使用寿命。以上所述仅是举例性，而非限制性。任何未脱离本发明的精神与范畴，而对其进行的等效修改或变更，均应包括在权利要求所限定的范围内。
权利要求
1.一种线圈组件的制作方法，其特征在于，包括: 一形成步骤，形成彼此连接的一第一线圈与一第二线圈，所述第一线圈位在所述第二线圈内侧； 一摆设步骤，将所述第一线圈的一尾端线段部分的沿所述第二线圈的一末圈线段的轮廓摆设在所述末圈线段上；以及 一包覆步骤，包覆所述第一线圈与所述第二线圈。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，还包括: 一焊接步骤，将所述第一线圈与所述第二线圈焊接在一导线架； 一移除步骤，在所述包覆步骤以后，移除所述导线架以形成两个接脚；以及 一弯折步骤，将所述接脚弯折。
3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述形成步骤包括: 将一线材的一第一部份沿一第一方向螺旋的缠绕，以形成所述第一线圈；以及将所述线材的一第二部份沿一第二方向在所述第一线圈的外侧螺旋的缠绕，以形成所述第二线圈，其中所述第二方向与所述第一方向彼此相反。
4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述摆设步骤包括: 将所述尾端线段从所述第一线圈解开；以及 将所述尾端线段沿所述末圈线段的轮廓摆设。
5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述摆设步骤包括: 从所述尾端线段的相对侧推顶所述第一线圈，使得所述尾端线段顶出；以及 导引所述尾端线段移动至所述末圈线段上。
6.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述包覆步骤仅包覆所述第一线圈与所述第二线圈的主要部分，使所述尾端线段与所述末圈线段的端部未被包覆而露出。
7.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述第一线圈的一主线段沿一第一方向螺旋的缠绕，所述尾端线段与所述主线段连接，并且由内朝外平面螺旋的环绕。
8.一种线圈组件，其特征在于，包括: 一第一线圈，具有一尾端线段；以及 一第二线圈，位在所述第一线圈的外侧，具有一末圈线段，所述尾端线段部分的沿所述末圈线段的轮廓摆设在所述末圈线段上。
9.根据权利要求8所述的线圈组件，其特征在于，所述第一线圈的一主线段沿一第一方向螺旋的缠绕，所述尾端线段与所述主线段连接，并且由内朝外平面螺旋的环绕。
10.根据权利要求8所述的线圈组件，其特征在于，还包括: 一包覆体，包覆所述第一线圈及所述第二线圈；以及 两个接脚，分别连接所述尾端线段及所述末圈线段。
全文摘要
一种线圈组件的制作方法，包括一形成步骤、一摆设步骤以及一包覆步骤，形成步骤形成彼此连接的一第一线圈与一第二线圈，第一线圈位在所述第二线圈内侧；摆设步骤将第一线圈的一尾端线段部分的沿第二线圈的一末圈线段的轮廓摆设在末圈线段上；包覆步骤包覆第一线圈与第二线圈。因此，内侧线圈的尾端线段与外侧线圈的重迭面积增加，使得线圈绝缘层较不容易脱落或破损，进而提升线圈组件的耐用度及使用寿命。
文档编号H01F41/06GK103093935SQ20111033944
公开日2013年5月8日 申请日期2011年11月1日 优先权日2011年11月1日
发明者陈明琦 申请人:沛波国际股份有限公司