基板以及电动机的制作方法
【专利摘要】提供一种基板以及电动机。本实用新型是一种具备用于焊接磁导线的端部的焊盘以及高于焊盘地形成于焊盘的周围的树脂制的壁部的基板。树脂制的壁部具有相对于焊盘以大于90度的角度倾斜的倾斜面。
【专利说明】
基板以及电动机
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种由金属板和树脂制作而成的基板，特别涉及一种具备布线图案以及用于将导线焊接于该布线图案的焊盘的基板。并且，本实用新型涉及一种具备该基板的电动机以及用于将基板的焊盘与导线的端部连接的焊接方法。
【背景技术】
[0002]作为将导线的端部自动焊接于基板上设置的焊盘的方法之一，已知如日本特开平11-68289号公报所公开的那样的回流焊接。回流焊接是如下的方法:将基板的设置有焊盘的一侧的面浸渍到槽中装入的熔融状态的焊料中，将导线连接于基板的焊盘。但是，若基板是由树脂制作而成的，则存在由于树脂的耐热性问题而无法将基板浸渍到焊料槽中的情况。在这种情况下，需要按每个焊盘实施导线的焊接以防止热导致基板变形。因此，例如采用以下的方法:在机器人的手上安装烙铁，通过机器人使烙铁的前端移动到基板上的各焊盘处，来按每个焊盘焊接导线的端部。
[0003]图7是以往的基板的俯视图，图8是沿着图7的X-X’线观察到的基板截面图。
[0004]在制作具备焊盘的基板时，使树脂一体成型于金属板，在金属板的一部分不进行树脂成型而使金属板露出。由此，存在如图7和图8所示那样将所露出的金属板11的表面作为焊盘13的情况。在该情况下，在用于焊接导线14的焊盘13的周围，与焊盘13垂直地形成有树脂制的壁部12。在具备这种形状的焊盘13的基板15中，存在以下担忧:在如上所述那样通过机器人使烙铁的前端移动到焊盘13处时，烙铁的前端碰到焊盘13周围的树脂制的壁部12，从而使树脂制的壁部12破损。
[0005]这种问题在烙铁的前端未正确地移动到焊盘中央时产生。例如，由于作为焊接对象的基板的位置偏离、对机器人进行示教时的目标位置的不正确等引起。特别是，焊盘的面积越小，则上述问题越显著。
[0006]另外，作为不使用烙铁的焊接，存在使用激光的焊接的方法(以下称为激光焊接。)。激光焊接能够照射收敛为小点的激光束，因此在小面积的焊盘上也能够进行焊接。但是，在对图7和图8所示的基板15的焊盘13进行激光焊接的情况下，存在以下问题:激光束通过焊盘13进行漫反射后照射到焊盘13周围的树脂制的壁部12，从而使树脂制的壁部12熔融。在激光束照到要焊接的导线14时，也存在激光束发生漫反射而引起树脂制的壁部12的熔融的情况。而且，这些问题也是焊盘的面积越小则越显著。
[0007]在对树脂成型得到的基板进行激光焊接时，期望的是，焊盘周边的树脂具有即使激光束发生漫反射也难以破损的形状，且进行焊接的部位具有激光束难以漫反射的形状。
【实用新型内容】
[0008]本实用新型提供如下一种基板:在具备周围被树脂制的壁部包围的焊盘的基板中，不使焊盘周围的树脂制的壁部破损就能够进行焊盘与导线的焊接。
[0009]根据本实用新型的第一方式，提供一种基板，该基板具备:用于焊接导线的端部的焊盘；以及高于焊盘地形成于该焊盘的周围的树脂制的壁部，其中，树脂制的壁部具有相对于焊盘以大于90度的角度倾斜的倾斜面。
[0010]根据本实用新型的第二方式，提供如下一种基板:在上述第一方式的基板中，树脂制的壁部具有反射率60%以上的颜色。
[0011]根据本实用新型的第三方式，提供如下一种基板:在上述第一方式或第二方式的基板中，在树脂制的壁部形成有收容导线的端部的槽。
[0012]根据本实用新型的第四方式，提供如下一种基板:在上述第三方式的基板中，槽位于与焊盘的中心线成任意倾斜角度的线上。
[0013]根据本实用新型的第五方式，提供如下一种基板:在上述第三方式或第四方式的基板中，槽的底面处于比焊盘高的位置。
[0014]根据本实用新型的第六方式，提供一种电动机，该电动机具备根据上述第一方式至第五方式中的任一个方式所述的基板以及具有磁导线的定子，在该电动机中，磁导线的端部被焊接于基板的焊盘。
[0015]根据本实用新型的第七方式，提供一种焊接方法，该焊接方法包括以下步骤:准备上述第一方式的基板;将导线的端部配置于基板的焊盘；以及使用烙铁或激光来进行焊盘与导线的端部的焊接。
[0016]根据本实用新型的第八方式，提供如下一种焊接方法:在上述第七方式的焊接方法中，在树脂制的壁部形成有收容导线的端部的槽，该方法包括在将导线的端部配置于焊盘时将导线的端部收容到槽中来固定该导线在焊盘上的位置。
[0017]本实用新型的这些目的、特征及优点以及其它目的、特征及优点通过参照附图所示的本实用新型的典型的实施方式的详细说明会变得更明确。
【附图说明】
[0018]图1a是本实用新型的基于一个实施方式的电动机所具备的定子的分解立体图。
[0019 ]图1 b是图1 a所示的电动机的横截面的示意图。
[0020]图2是表示实施例1的基板的截面图。
[0021]图3是表示实施例3的基板的俯视图。
[0022]图4是表示实施例4的基板的俯视图。
[0023]图5是表示实施例5的基板的截面图。
[0024]图6是用于说明其它实施例的基板的截面示意图。
[0025]图7是表示以往的基板的结构的俯视图。
[0026]图8是沿着图7的X-X’线观察到的基板截面图。
【具体实施方式】
[0027]接着，参照附图来说明本实用新型的实施方式。
[0028]图1a中示出了作为构成本实用新型的基于一个实施方式的电动机的部件的定子的分解立体图，图1b中示出了该电动机的横截面的示意图。本实施方式的电动机M具备转子R、对转子R提供磁旋转力的定子I以及用于将定子I的磁导线2与连接器3电连接的基板4。
[0029]定子I实质上具有中空圆筒的形状，为了与该形状对应，基板4形成为圆环状。基板4如图1a所示那样安装于定子I，能够将转子R穿过基板4的开口部4a插入到定子I的中空部Ia0
[0030]在基板4的上表面，沿着开口部4a的缘部配置有多个焊盘5。另一方面，在基板4的外周端安装有连接器3。在基板4的上表面形成有从连接器3延伸到各个焊盘5的多个布线图案6，由此，各焊盘5与连接器3被电连接。
[0031]并且，关于基板4，使树脂一体成型于金属板10，削除树脂的一部分来使金属板10露出，由此将所露出的金属板10的表面部分作为焊盘5。因而，各焊盘5形成于比形成有布线图案6的基板4的上表面低的位置。在本实施方式的情况下，在各焊盘5的周围，除基板4的开口部4a—侧以外，存在树脂制的壁部7 ο此外，无论基板4的制作方法如何，该基板4只要是具备金属层以及层叠于该金属层的树脂层的基板即可。
[0032]将磁导线2的端部焊接于上述的形态的焊盘5。具体地说，使磁导线2从处于基板4的下侧的定子I穿过基板4的开口部4a向基板4之上延伸出来，将磁导线2的端部焊接于基板4上的焊盘5。此时，为了能够从定子I将磁导线2的端部可靠地引导到焊盘5，优选的是，在基板4的开口部4a的内侧侧面形成有缺口 4b。
[0033]在要使上述的焊接工序自动化的情况下，例如在机器人的手上安装激光装置或烙铁，通过机器人使激光装置或烙铁的前端移动到基板4的各焊盘5之上，来按每个焊盘5焊接磁导线2的端部。
[0034]并且，在实施如上所述的焊接工序时，焊盘5的周围部优选构成为以下的实施例所示的结构。
[0035](实施例1)
[0036]图2中示出了实施例1的基板4的截面图。特别是，图2与沿着图1a的A-A’线的基板4的部分截面对应。
[0037]在实施例1中，如图2所示，处于焊盘5的周围的树脂制的壁部7具有相对于焊盘5以大于90度的角度倾斜的倾斜面7a。通过采取这种结构，在对焊盘5激光焊接磁导线2的端部时，如图2所示，被焊盘5反射的激光束8难以照到树脂制的壁部7。也就是说，能够抑制在激光焊接作业中基板4的树脂制的壁部7熔解。
[0038]相对于上述的结构，当如图7和图8所示那样处于焊盘13的周围的树脂制的壁部12与焊盘13垂直时，直接接受激光束通过焊盘13而漫反射时的能量，树脂制的壁部12容易熔解。
[0039](实施例2)
[0040]作为实施例2，使用具有高反射率的颜色(例如白色、有光泽的金属色等)的树脂材料使图2所示的实施例1的树脂制的壁部7成型。用于树脂7的颜色的反射率优选为60%以上。此外，也能够换句话说，本例的树脂制的壁部7具有低吸收率的颜色。
[0041 ]通过使用这种树脂制的壁部7，在对焊盘5激光焊接磁导线2的端部时，即使被焊盘5反射的激光束8照到树脂7，树脂制的壁部7也不容易熔解。
[0042]相比于实施例1，该实施例2能够提高抑制在激光焊接作业中基板4的树脂制的壁部7熔解的效果。
[0043]并且，在上述实施例2中，使树脂制的壁部7整体为高反射率的颜色，但是在树脂制的壁部7的倾斜面7a的表面涂上高反射率的颜色也能够得到上述的效果。
[0044]下面，作为进一步提高实施例1、2的效果的结构例，示出实施例3?5。
[0045](实施例3)
[0046]图3中示出了实施例3的基板4的俯视图。特别是，图3示出了基板4中的焊盘5的周边部分。
[0047]如图3所示，磁导线2从基板4的下侧通过缺口4b被引导，延伸出到基板4之上。并且，磁导线2的端部被置于基板4上的焊盘5处。此时，磁导线2的端部容易变形，因此置于焊盘5处的磁导线2的位置未被固定。因此，在使用机器人按每个焊盘5进行激光焊接时，可能发生磁导线2处于激光束的照射位置的情况。该情况成为激光束发生漫反射的原因。
[0048]因此，在实施例3中，在处于焊盘5的周围的树脂制的壁部7形成有收容和保持磁导线2的端部2a的槽9。通过具备这种槽9，能够将配置在焊盘5上的磁导线2的位置固定。因而，能够使激光束的照射位置相对于各焊盘5固定地确定。也就是说，在使用机器人按每个焊盘5进行激光焊接时，能够将激光束照射到焊盘5上的不存在磁导线2的位置。
[0049](实施例4)
[0050]图4中示出了实施例4的基板4的俯视图。特别是，图4示出了基板4中的焊盘5的周边部分。
[0051 ]如图4所示，相对于实施例3，实施例4变更了槽9的位置。详细来说，在实施例3中，形成于基板4的缺口 4b和槽9被配置在焊盘5的中心线5a、即将焊盘5的面积二等分的线上。与此相对，在实施例4中，槽9位于与焊盘5的中心线5a成任意倾斜角度的线上。
[0052]在将磁导线2的端部2a固定在槽9中时，以磁导线2为边界，焊盘5被分割为两个区域。在上述实施例3中，该两个区域的面积相等。但是，在实施例4中，能够使以磁导线2为边界分割出的焊盘5的两个区域的面积互不相同。也就是说，能够如图4所示那样，使照射激光束8的面积扩大。由此，与实施例3相比，能够减小在激光焊接作业中激光束发生漫反射的概率。
[0053](实施例5)
[0054]图5中示出了实施例5的基板的截面图。特别是，图5与沿着图3的B-B’线的基板4的部分截面对应。
[0055]在上述的各实施例中，在将磁导线2焊接于焊盘5时，当磁导线2与焊盘5接触时，磁导线2会妨碍焊料的浸润扩散。
[0056]因此，在实施例5中，将上述的实施例3、4中说明的槽9的底面9a如图5所示那样设置在比焊盘5高的位置。通过将槽9的底面9a设置在这种位置，焊盘5与固定于槽9的磁导线2之间出现间隙P。该间隙P成为焊料的通道，因此焊料变得易于在焊盘5上浸润扩散。
[0057](其它实施例)
[0058]在上述的各实施例中，说明了通过激光焊接将磁导线2连接于焊盘5的情况。但是，在机器人的手上安装烙铁并使其移动到各焊盘5的情况下，本实用新型的基板也是有效的。
[0059]也就是说，如图6中通过双点划线所示的那样，在处于焊盘5的周围的树脂制的壁部7与焊盘5垂直的情况下，烙铁的前端(未图示)若位于虚线Q之下则与树脂7接触。但是，在如图6中通过实线所示的那样在树脂制的壁部7形成相对于焊盘5以大于90度的角度倾斜的倾斜面7a、使树脂制的壁部7的高度h与通过双点划线示出的垂直的侧壁7b相同的情况下，烙铁的前端(未图示)与树脂制的壁部7不会接触的位置从虚线Q扩大到该虚线Q之下的虚线R。因而，在对机器人安装烙铁来进行焊接的情况下，如图6所示那样使树脂制的壁部7相对于焊盘5的倾斜角度大于90度也有效果。此外，由于将树脂制的壁部7形成为比焊盘5高，因此倾斜面7a相对于焊盘5的角度的上限是小于180度的角度。
[0060]以上通过实施例1?5示出了本实用新型的实施方式。但是，本实用新型不限定于这些实施例，在不脱离本实用新型的思想的范围内能够将各实施例变更为各种形状、构造、材料等。
[0061]另外，以上，以使用在电动机中的用于将定子的磁导线与连接器电连接的基板(称为布线基板。)为例来进行了说明。但是，本实用新型的基板的应用范围不限于电动机，能够应用于需要电连接用基板的各种电气设备。
[0062]实用新型的效果
[0063]根据本实用新型的一个方式，存在于焊盘的周围的树脂制的壁部具有相对于焊盘以大于90度的角度倾斜的倾斜面，由此，在对配置于焊盘上的导线的端部进行激光焊接时，被焊盘反射的激光束难以照到树脂制的壁部。另外，在机器人手上安装烙铁、使用该烙铁对配置于焊盘上的导线的端部进行焊接时，烙铁的前端难以碰到焊盘周围的树脂制的壁部。
[0064]通过以上，在具备周围被树脂制的壁部包围的焊盘的基板中，不使焊盘周围的树脂制的壁部破损就能够进行焊盘与导线端部的焊接。
[0065]并且，根据本实用新型的另一方式，上述的树脂制的壁部具有反射率60%以上的颜色，因此即使上述被反射的激光束照射到树脂，也能够抑制树脂的熔解。
[0066]根据本实用新型的另一方式，在树脂制的壁部形成有收容导线的端部的槽，由此，能够以使在激光焊接作业中导线不存在于焊盘上的激光束的照射位置的方式固定导线。因而，能够抑制激光束照到导线而发生漫反射。
[0067]根据本实用新型的另一方式，使上述的槽位于与焊盘的中心线成任意倾斜角度的线上，由此，在激光焊接作业中焊盘上的使激光束照射的区域扩大，因此能够抑制激光束照到导线而发生漫反射。
[0068]根据本实用新型的另一方式，将收容导线的端部的槽的底面设置在比焊盘高的位置，由此在导线与焊盘之间出现间隙，因此焊料容易浸润扩散。
[0069]根据本实用新型的另一方式，能够提供具备实施了具有以上说明的效果的焊接的基板的电动机。
【主权项】
1.一种基板，其特征在于，具备: 用于焊接导线的端部的焊盘；以及 高于所述焊盘地形成于该焊盘的周围的树脂制的壁部， 其中，所述壁部具有相对于所述焊盘以大于90度的角度倾斜的倾斜面。2.根据权利要求1所述的基板，其特征在于， 在所述壁部形成有收容所述导线的端部的槽。3.根据权利要求2所述的基板，其特征在于， 所述槽位于与所述焊盘的中心线成任意倾斜角度的线上。4.根据权利要求2或3所述的基板，其特征在于， 所述槽的底面处于比所述焊盘高的位置。5.—种电动机，其特征在于，具备根据权利要求1?4中的任一项所述的基板以及具有磁导线的定子，在该电动机中，所述磁导线的端部被焊接于所述基板的所述焊盘。
【文档编号】B23K33/00GK205551817SQ201620164724
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年3月3日
【发明人】小林幸司
【申请人】发那科株式会社
文档序号 :
【 10866517 】
技术研发人员：小林幸司
技术所有人：发那科株式会社
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
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