專利名稱：引線連接結(jié)構(gòu)和方法以及用于引線連接的包覆材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于將被涂覆的引線與焊接區(qū)部分相連接的結(jié)構(gòu)和方法以及適用于引線連接的包覆材料。
背景技術(shù)：
在JP-A-9-84191中，去除導(dǎo)線的絕緣涂層的處理與將該導(dǎo)線與導(dǎo)電粘合劑相連接的處理是分別進(jìn)行的。在JP-A-9-84192中，去除導(dǎo)線的絕緣涂層的處理與焊接是分別進(jìn)行的。在JP-A-9-200895中，其上連接有線圈終端的焊接區(qū)部分大致呈圓形，以便防止因焊料的開裂現(xiàn)象而造成連接不良。
在焊接連接中，需要上述改進(jìn)以防止發(fā)生連接不良。結(jié)果，焊接區(qū)部分的形狀受到限制。尤其，線圈終端的可連接區(qū)域被局限在諸如電聲變換器之類的極小的元件中。因此，焊接區(qū)部分的形狀的局限性造成產(chǎn)品設(shè)計自由度有限。
作為近年來的一個環(huán)保措施，在生產(chǎn)電子元件、電路板、電子設(shè)備等的過程中，最好最大限度地避免使用可能會對環(huán)境造成惡劣影響的元器件。尤其，焊接是一種被廣泛使用的導(dǎo)體電氣連接方法。倘若違法傾卸電子設(shè)備，則焊料中所含的鉛可能會被洗提，而給環(huán)境帶來不良影響。
可考慮采用作為環(huán)保措施的無鉛焊接。然而，此類無鉛焊接具有比傳統(tǒng)技術(shù)中的任何一種方法都要高的融點溫度。因此，元件材料必須要能高度耐熱，這樣就增加其制造成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的在于提供一種引線連接結(jié)構(gòu)及方法，其中可在不使用任何焊料的情況下確保導(dǎo)體之間的電氣連接，并提供了一種適用于引線連接的包覆材料。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種引線連接結(jié)構(gòu)，包括覆有電絕緣涂層的引線；與引線電氣連接的焊接區(qū)部分；以及與焊接區(qū)部分相對安置的覆蓋件，引線保持在焊接區(qū)部分與覆蓋件之間；其中，覆蓋件和引線通過接觸焊接電氣連接；并且引線和焊接區(qū)部分也通過接觸焊接電氣連接。
根據(jù)本發(fā)明，由于接觸焊接是在覆蓋件安置在引線上的情況下進(jìn)行的，因而用于接觸焊接的電極工具不會與引線直接接觸。因此，可避免引線發(fā)生損傷或斷開。即使引線極細(xì)，也能確保電氣連接。
另外，由于覆蓋件插入在引線與電極工具之間，因而可將電極工具的壓制力設(shè)定為高值，以便增加覆蓋件與引線之間的接觸面積以及引線與焊接區(qū)部分之間的接觸面積。結(jié)果，焊接面積變大，并且可減小連接電阻。
另外，在不使用任何焊料的情況下確保導(dǎo)體彼此之間的電氣連接。因此，可消除焊料的組分對環(huán)境的惡劣影響。
另外，諸如焊料之類的液態(tài)粘合劑變得不再必要。因此，不管焊接區(qū)部分的形狀如何，都不會因焊料的開裂現(xiàn)象而造成連接不良。結(jié)果，可大大地提高焊接區(qū)部分的形狀的設(shè)計自由度。
另外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種引線連接方法，包括將覆有電絕緣涂層的引線安裝到焊接區(qū)部分的頂表面上；將覆蓋件供給到引線上；用具有加熱機構(gòu)的第一電極工具將引線經(jīng)覆蓋件緊壓在焊接區(qū)部分的頂表面上，同時用第二電極工具支承焊接區(qū)部分的底表面；用加熱機構(gòu)加熱第一電極工具，以使引線局部暴露；以及在第一與第二電極工具之間提供電流，以便在覆蓋件與引線、以及引線與焊接區(qū)部分之間進(jìn)行接觸焊接。
根據(jù)本發(fā)明，倘若加熱機構(gòu)在覆蓋件、引線和焊接區(qū)部分均保持在第一與第二電極工具之間的狀態(tài)下工作，則熱量將局部去除引線的涂層，從而使引線暴露。在這種情況下，第一電極工具與覆蓋件、引線和焊接區(qū)部分電氣接觸。接著，當(dāng)在第一和第二電極工具之間施加電流時，在電阻較高的接觸部分中產(chǎn)生大量的焦耳熱量，這樣覆蓋件和引線得以接觸焊接，同時引線和連接焊接區(qū)也得以接觸焊接。
由于接觸焊接是在覆蓋件安置在引線上的情況下進(jìn)行的，因而用于接觸焊接的電極工具不會與引線直接接觸，從而可避免引線發(fā)生損傷或斷開。因此，即使引線極細(xì)，也能確保電氣連接。
另外，由于覆蓋件插入在引線與電極工具之間，因而可將電極工具的壓制力設(shè)定為高值，以便增加覆蓋件與引線之間的接觸面積以及引線與焊接區(qū)部分之間的接觸面積。結(jié)果，焊接面積變大，并且可減小連接電阻。
另外，在不使用任何焊料的情況下確保導(dǎo)體彼此之間的電氣連接。因此，可消除焊料的組分對環(huán)境的惡劣影響。另外，可消除因焊料的開裂現(xiàn)象所造成的連接不良，這樣就能大大地提高焊接區(qū)部分的形狀的設(shè)計自由度。
另外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種引線連接方法，包括將覆有電絕緣涂層的引線安裝到焊接區(qū)部分的頂表面上；將覆蓋件供給到引線上；用具有加熱機構(gòu)的壓力焊接工具將引線經(jīng)覆蓋件緊壓在焊接區(qū)部分的頂表面上；以及用加熱機構(gòu)加熱壓力焊接工具，以使引線局部暴露，并環(huán)繞引線和焊接區(qū)部分提供覆蓋件的熔融部分。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)加熱機構(gòu)在覆蓋件、引線和焊接區(qū)部分均由壓力焊接工具所壓制的狀態(tài)下工作時，熱量將局部去除引線的涂層，從而使引線暴露。在這種情況下，隨著壓力焊接工具的溫度變高，覆蓋件局部熔化，并且熔融的材料施加到介于引線與焊接區(qū)部分之間的連接部分上。
由于熱焊接是在覆蓋件安置在引線上的情況下進(jìn)行的，因而壓力焊接工具不會與引線直接接觸，從而可避免引線損傷或斷開。因此，即使引線極細(xì)，也能確保電氣連接。
另外，由于覆蓋件插入在引線與壓力焊接工具之間，因而可將壓力焊接工具的壓制力設(shè)定為高值，以便增加覆蓋件與引線之間的接觸面積以及引線與焊接區(qū)部分之間的接觸面積。結(jié)果，焊接面積變大，并且可減小連接電阻。
另外，在不使用任何焊料的情況下確保導(dǎo)體彼此之間的電氣連接。因此，可消除焊料的組分對環(huán)境的惡劣影響。另外，可消除因焊料的開裂現(xiàn)象所造成的連接不良，這樣就能大大地提高焊接區(qū)部分的形狀的設(shè)計自由度。
另外，根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，覆蓋件包括融點各異的許多金屬材料的層疊物，其中與引線相接觸的金屬材料的融點低于與壓力焊接工具相接觸的金屬材料的融點。
根據(jù)本發(fā)明，由于高融點材料安置在壓力焊接工具側(cè)上，而低融點材料則安置在引線側(cè)上，因而在焊接的同時，低融點材料首先熔化，并施加到介于引線與焊接區(qū)部分之間的連接部分上。因此，覆蓋件的熔融材料起到提高連接強度、減小連接電阻、進(jìn)行氧化保護(hù)等作用。另一方面，由于高融點材料未熔化，因而覆蓋件易于與壓力焊接工具分離，從而防止壓力焊接工具被污染。
另外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種用于引線連接的包覆材料，包括融點各異的許多金屬材料的層疊物，其中，當(dāng)引線和焊接區(qū)部分通過接觸焊接或熱焊接相連接時，包覆材料安置在引線與焊接工具之間。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)由安置在焊接工具側(cè)上的高融點材料和安置在引線側(cè)上的低融點材料層疊而成的包覆材料用作為覆蓋件時，在接觸焊接或熱焊接的同時，低融點材料首先熔化，并施加到介于引線與焊接區(qū)部分之間的連接部分上。因此，包覆材料起到提高連接強度、減小連接電阻、進(jìn)行氧化保護(hù)等作用。另一方面，由于高融點材料未熔化，因而覆蓋件易于與壓力焊接工具分離，從而防止壓力焊接工具被污染。


圖1A是分解立體圖，圖1B是側(cè)剖圖，它們均示出了本發(fā)明可適用的電子元件的一個例子。
圖2A-2D示出了本發(fā)明引線連接方法的一個例子。圖2A是立體圖，圖2B是前視圖，圖2C是覆蓋件52a的分解剖視圖，圖2D則是焊接部分的分解剖視圖。
圖3A和3B示出了本發(fā)明引線連接方法的另一個例子，圖3A是前視圖，圖3B是連接部分的分解剖視圖。
圖4是示出了本發(fā)明引線連接方法的又一個例子的前視圖。
具體實施例方式
下面將參照附圖來描述本發(fā)明。
圖1A和1B示出了本發(fā)明可適用的電子元件的一個例子。圖1A是分解立體圖，圖1B則是側(cè)剖圖。
電聲變換器1包括底座24、磁心22、線圈23、磁鐵25、支承環(huán)26、振動板20、下部殼體30和上部殼體10。底座24、磁心22、線圈23、磁鐵25、支承環(huán)26和振動板20容納在下部殼體30上且覆蓋有上部殼體10，以便電聲變換器1被形成為總體上呈矩形平面形狀。其總的尺寸例如約為10mm寬×12mm長×2mm高。
下部殼體30由諸如熱塑性樹脂等之類的合成樹脂所制成，它包括繞底座24的圓周所形成的多個突起31。底座24被形成為被局部切去一個近似D形切口的圓盤狀，它安裝在下部殼體30上的諸突起31的內(nèi)側(cè)。磁心22呈圓柱狀，它豎立在底座24的中心內(nèi)，以便線圈23可纏繞在該磁心22上。底座24和磁心22均由磁性材料所制成?；蛘?，底座24和磁心22可通過壓配等被一體地制成為一個磁極(pole)件。
磁鐵25呈環(huán)狀，其內(nèi)徑小于由諸突起31所形成的內(nèi)徑。該磁鐵25安置在底座24上，以便與磁心22同心。因此，確保了磁鐵25與線圈23之間的環(huán)狀內(nèi)部空間。
支承環(huán)26由非磁性材料所制成，其外徑略小于由諸突起31所形成的內(nèi)徑，這樣支承環(huán)26就能被安置成與底座24相接觸。在支承環(huán)26的內(nèi)側(cè)中形成有多個環(huán)狀臺階。在這些臺階中，突起27的后側(cè)緊靠在磁鐵25的頂表面和外表面上，以便調(diào)節(jié)磁鐵25的位置。另外，在突起27的上方環(huán)狀形成有支承臺階28，振動板20就安裝在該臺階28上。因此，振動板20被定位在適當(dāng)位置上。
振動板20由磁性材料所制成。該振動板20由支承環(huán)26的臺階28的周緣部分所支承，以便確保振動板20的背部中心與磁心22的頂端之間的預(yù)定空間。圓盤狀磁片21固定在振動板20的前部中心上，以便增加振動板20的質(zhì)量，從而提高空氣振蕩效率。
上部殼體10由諸如熱塑性樹脂等之類的合成樹脂所制成。該上部殼體10呈可與下部殼體30的形狀相匹配的箱體狀。上部殼體10和下部殼體30由粘接劑、通過超聲波焊接等連接在一起。
在上部殼體10的頂板中心內(nèi)形成有放音孔11。在上部殼體10的內(nèi)側(cè)上形成有緊靠在支承環(huán)26的頂表面上的諸突起15。這些突起15調(diào)節(jié)支承環(huán)26的位置，如圖1B所示。
在上部殼體10被安裝的狀態(tài)中，形成在上部殼體10的頂板表面上的諸突起14距離振動板20的磁片21等間距設(shè)置。當(dāng)變換器受到強烈沖擊時，這些突起14可防止振動板20脫落或變形。突起14的高度較低而不足以阻礙振動板20的正常振蕩。
兩個板狀導(dǎo)電件通過插入模制等安裝在下部殼體30中。各導(dǎo)電件的一端暴露在下部殼體30的頂表面的角部上，以便形成連接焊接區(qū)50a(50b)。另一端則暴露在下部殼體30的相對兩側(cè)表面上，它形成電路板連接終端51。
線圈23的引線23a(23b)穿過底座24的切口部分引出到連接焊接區(qū)50a(50b)。該引線23a(23b)被安置在連接焊接區(qū)50a(50b)上。將覆蓋件52a(52b)安置在引線23a(23b)上。引線23a(23b)被固定在覆蓋件52a(52b)與連接焊接區(qū)50a(50b)之間。
覆蓋件52a(52b)通過接觸焊接或熱焊接與引線23a(23b)電氣連接。該引線23a(23b)通過接觸焊接或熱焊接與連接焊接區(qū)50a(50b)電氣連接。
在與下部殼體30的連接焊接區(qū)50a(50b)相對應(yīng)的一個位置中形成有開口33。該開口33將連接焊接區(qū)50a(50b)的下表面暴露于外部，以便當(dāng)引線23a(23b)和連接焊接區(qū)50a(50b)彼此電氣連接時，便于用工具接近連接焊接區(qū)50a(50b)。
下面將描述運作情況。請參閱圖1B，沿厚度方向使磁鐵25磁化。例如，假設(shè)磁鐵25的底表面被磁化至N極，同時該磁鐵25的頂表面被磁化至S極。來自磁鐵25的底表面的磁力線連續(xù)通過底座24的周緣部分、底座24的中心部分、磁心22、振動板20的中心部分、振動板20的周緣部分以及磁鐵25的頂表面。因此，總體上構(gòu)成了一條閉合磁回路。當(dāng)振動板20朝著磁心22和磁鐵25側(cè)被吸引時，磁鐵25向磁回路提供靜磁場，以便穩(wěn)定地支承振動板20。
在經(jīng)來自電路板的終端51和引線23a(23b)對纏繞在磁心22上的線圈23供給電氣振蕩信號時，該線圈23向磁回路提供振蕩磁場。于是，振動板20因靜磁場與振蕩磁場之間的疊加而振蕩。最終，位于振動板20的頂表面?zhèn)壬系目諝夂臀挥谡駝影?0的底表面上的空氣振蕩。
振動板20的前部空間Va形成一共鳴腔。當(dāng)振動板20的振蕩頻率與共鳴腔的共鳴頻率基本一致時，發(fā)出高音壓級的聲音。于是，該聲音從上部殼體10的放音孔11放出到外界。由于背側(cè)上的聲音與前側(cè)上的聲音逆相，因而在振動板20的背側(cè)上所發(fā)出的聲音被限制在環(huán)狀內(nèi)部空間內(nèi)。因此，可盡可能地抑制背側(cè)上的聲音與前側(cè)上的聲音之間的干擾。
圖2A-2D示出了本發(fā)明引線連接方法的一個例子。圖2A是立體圖，圖2B是前視圖，圖2C是覆蓋件52a的分解剖視圖，圖2D則是焊接部分的分解剖視圖。
上部電極工具61設(shè)有一內(nèi)裝的加熱件62，并被與下部電極工具63相對地可移動地垂直支承。加熱件62被供給來自電源71的加熱件電功率。一開關(guān)72操縱加熱件62的開/關(guān)。電源73在電極工具61與63之間供給焊接電功率。一開關(guān)74操縱焊接操作的開/關(guān)。
首先，將覆有電絕緣涂層的引線23a安裝在連接焊接區(qū)50a的頂表面上。接著，將覆蓋件52a供給到引線23a上，然后，使電極工具61下降。在這種狀態(tài)中，引線23a經(jīng)覆蓋件52a由電極工具61緊壓在連接焊接區(qū)50a的頂表面上，同時連接焊接區(qū)50a的底表面由電極工具63所支承。
各覆蓋件52a由諸如Zn(鋅)、Sn(錫)或Ni(鎳)之類的金屬材料所制成。雖然覆蓋件52a可一個接一個地供給，但覆蓋件52a也可以細(xì)長板材料帶的形式來供給，其中覆蓋件52a通過半沖切(half-blanking)壓制(向后推壓(push-back))被局部敲擊(rapped)，如圖2C所示，這樣可提高生產(chǎn)率。
接著，使開關(guān)72閉合，以便電流流入加熱件62以加熱電極工具61。于是，引線23a的涂層破裂，從而使導(dǎo)體部分局部暴露。
接著，當(dāng)使開關(guān)74閉合、以便電流流經(jīng)電極工具61與電極工具63之間時，在電阻較高的接觸部分中產(chǎn)生大量的焦耳熱量，這樣覆蓋件52a和引線23a就被接觸焊接，同時引線23a和連接焊接區(qū)50a也被接觸焊接。因此，形成了熔融材料的熔核Q，如圖2D所示。最后，使開關(guān)72和74打開，并使電極工具61上升。
于是，導(dǎo)體可在不使用任何焊料的情況下確保彼此電氣連接。還可根據(jù)上述描述進(jìn)行用于引線23b和連接焊接區(qū)50b的連接處理。
圖3A和3B示出了本發(fā)明引線連接方法的另一個例子。圖3A是前視圖，圖3B則是連接部分的分解剖視圖。
設(shè)有內(nèi)裝的加熱件62的壓力焊接工具64被安置成可相對于下部支承件65垂直移動。該加熱件62被供給來自電源71的加熱件電功率，一開關(guān)72操縱該加熱件62的開/關(guān)。
首先，將覆有電絕緣涂層的引線23a安裝在連接焊接區(qū)50a的頂表面上。接著，將覆蓋件80供給到引線23a上，然后，使壓力焊接工具64下降。在這種狀態(tài)中，引線23a經(jīng)覆蓋件80由壓力焊接工具64緊壓在連接焊接區(qū)50a的頂表面上，同時連接焊接區(qū)50a的底表面由支承件65所支承。
覆蓋件80由彼此融點各異的許多金屬材料81和82層疊而成。高融點材料81由諸如Ni(鎳，融點為1,400℃)等金屬材料所形成。低融點材料82則由諸如Sn(錫，融點為630℃)等金屬材料所形成，以便將低融點材料82的融點設(shè)定成低于形成引線23a或連接焊接區(qū)50a的Cu或磷青銅的融點(700℃-800℃)。由于可使用覆蓋件80、由許多金屬材料層疊而成的包覆材料，因而該覆蓋件80可以來自一卷材的帶體的形式來提供，從而提高生產(chǎn)率。
另外，當(dāng)高融點材料81安置在壓力焊接工具64側(cè)上時，覆蓋件80易于與壓力焊接工具64分離，從而防止壓力焊接工具64被污染。
接著，使開關(guān)72閉合，以便電流流入加熱件62以加熱壓力焊接工具61。于是，引線23a的涂層破裂，從而使導(dǎo)體部分局部暴露。
另外，當(dāng)加熱件62的電流量增加、且壓力焊接工具64的溫度升高時，位于覆蓋材料80的引線側(cè)上的低融點材料82局部熔化，并施加到介于引線23a與連接焊接區(qū)50a之間的連接部分上，如圖3B所示。因此，該低融點材料82起到提高連接強度、減小連接電阻、進(jìn)行氧化保護(hù)等作用。最后，使開關(guān)72打開，以使壓力焊接工具64上升。
以此種方式，導(dǎo)體可在不使用任何焊料的情況下確保彼此電氣連接。還可根據(jù)上述描述進(jìn)行用于引線23b和連接焊接區(qū)50b的連接處理。
圖4是示出了本發(fā)明引線連接方法的又一個例子的前視圖。這里，覆蓋件80是以這樣一種方式供給的，即高融點材料81和低融點材料82是由分離的卷材來進(jìn)行制備的，并在連接處理階段中彼此層疊。
如上詳述，根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)覆蓋件安置在引線上時，工具不會與引線直接接觸，這樣就可避免引線損傷或斷開。
另外，在插入覆蓋件的情況下，可將工具的壓制力設(shè)定為高值，以便增加接觸面積，并減小連接電阻。
另外，導(dǎo)體可在不使用任何焊料的情況下確保彼此電氣連接，從而可消除焊料的組分對環(huán)境的惡劣影響。
另外，可消除因焊料的開裂現(xiàn)象所造成的連接不良，這樣就能大大地提高焊接區(qū)部分的形狀的設(shè)計自由度。
權(quán)利要求
1.一種引線連接結(jié)構(gòu)，包括覆有電絕緣涂層的引線；與所述引線電氣連接的焊接區(qū)部分；以及與所述焊接區(qū)部分相對安置的覆蓋件，所述引線保持在所述焊接區(qū)部分與覆蓋件之間；其中，覆蓋件和引線通過接觸焊接電氣連接；并且引線和焊接區(qū)部分也通過接觸焊接電氣連接。
2.一種引線連接方法，包括將覆有電絕緣涂層的引線安裝到焊接區(qū)部分的頂表面上；將覆蓋件供給到所述引線上；用具有加熱機構(gòu)的第一電極工具將引線經(jīng)所述覆蓋件緊壓在所述焊接區(qū)部分的頂表面上，同時用第二電極工具支承焊接區(qū)部分的底表面；用所述加熱機構(gòu)加熱所述第一電極工具，以使引線局部暴露；以及在所述第一與第二電極工具之間提供電流，以便在覆蓋件與引線、以及引線與焊接區(qū)部分之間進(jìn)行接觸焊接。
3.一種引線連接方法，包括將覆有電絕緣涂層的引線安裝到焊接區(qū)部分的頂表面上；將覆蓋件供給到所述引線上；用具有加熱機構(gòu)的壓力焊接工具將引線經(jīng)所述覆蓋件緊壓在所述焊接區(qū)部分的頂表面上；以及用所述加熱機構(gòu)加熱所述壓力焊接工具，以使引線局部暴露，并環(huán)繞引線和焊接區(qū)部分提供覆蓋件的熔融部分。
4.如權(quán)利要求2所述的引線連接方法，其特征在于，所述覆蓋件包括融點各異的許多金屬材料的層疊物；并且與所述引線相接觸的金屬材料的融點低于與所述第一電極工具相接觸的金屬材料的融點。
5.如權(quán)利要求3所述的引線連接方法，其特征在于，所述覆蓋件包括融點各異的許多金屬材料的層疊物；并且與所述引線相接觸的金屬材料的融點低于與所述壓力焊接工具相接觸的金屬材料的融點。
6.一種用于引線連接的包覆材料，包括融點各異的許多金屬材料的層疊物，其中，當(dāng)引線和焊接區(qū)部分通過接觸焊接或熱焊接相連接時，所述包覆材料安置在所述引線與焊接工具之間。
全文摘要
一種電聲變換器(1)包括:由磁性材料所制成的底座(24),由磁性材料所制成、且豎立在底座(24)上的磁心(22),以及由磁性材料所制成、且被支承成距離磁心(22)的頂端一定空間的振動板(20)。底座(24)、磁心(22)和振動板(20)構(gòu)成磁回路。該電聲變換器(1)包括向磁回路提供靜磁場的磁鐵25和提供振蕩磁場的線圈23。線圈(23)的引線(23a,23b)和連接焊接區(qū)(50a,50b)通過接觸焊接或熱焊接電氣連接,其中引線(23a,23b)保持在連接焊接區(qū)(50a,50b)與覆蓋件(52a,52b)之間。
文檔編號B23K11/00GK1377025SQ02105360
公開日2002年10月30日 申請日期2002年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月28日
發(fā)明者小野和康 申請人:星精密株式會社