基板、具備該基板的電動機以及焊接方法
【專利摘要】提供基板、具備該基板的電動機以及焊接方法。本發明是一種具備用于焊接磁導線的端部的焊盤以及高于焊盤地形成于焊盤的周圍的樹脂制的壁部的基板。樹脂制的壁部具有相對于焊盤以大于90度的角度傾斜的傾斜面。
【專利說明】
基板、具備該基板的電動機以及焊接方法
技術領域
[0001]本發明涉及一種由金屬板和樹脂制作而成的基板，特別涉及一種具備布線圖案以及用于將導線焊接于該布線圖案的焊盤的基板。并且，本發明涉及一種具備該基板的電動機以及用于將基板的焊盤與導線的端部連接的焊接方法。
【背景技術】
[0002]作為將導線的端部自動焊接于基板上設置的焊盤的方法之一，已知如日本特開平11-68289號公報所公開的那樣的回流焊接。回流焊接是如下的方法:將基板的設置有焊盤的一側的面浸漬到槽中裝入的熔融狀態的焊料中，將導線連接于基板的焊盤。但是，若基板是由樹脂制作而成的，則存在由于樹脂的耐熱性問題而無法將基板浸漬到焊料槽中的情況。在這種情況下，需要按每個焊盤實施導線的焊接以防止熱導致基板變形。因此，例如采用以下的方法:在機器人的手上安裝烙鐵，通過機器人使烙鐵的前端移動到基板上的各焊盤處，來按每個焊盤焊接導線的端部。
[0003]圖7是以往的基板的俯視圖，圖8是沿著圖7的X-X’線觀察到的基板截面圖。
[0004]在制作具備焊盤的基板時，使樹脂一體成型于金屬板，在金屬板的一部分不進行樹脂成型而使金屬板露出。由此，存在如圖7和圖8所示那樣將所露出的金屬板11的表面作為焊盤13的情況。在該情況下，在用于焊接導線14的焊盤13的周圍，與焊盤13垂直地形成有樹脂制的壁部12。在具備這種形狀的焊盤13的基板15中，存在以下擔憂:在如上所述那樣通過機器人使烙鐵的前端移動到焊盤13處時，烙鐵的前端碰到焊盤13周圍的樹脂制的壁部12，從而使樹脂制的壁部12破損。
[0005]這種問題在烙鐵的前端未正確地移動到焊盤中央時產生。例如，由于作為焊接對象的基板的位置偏離、對機器人進行示教時的目標位置的不正確等引起。特別是，焊盤的面積越小，則上述問題越顯著。
[0006]另外，作為不使用烙鐵的焊接，存在使用激光的焊接的方法(以下稱為激光焊接。)。激光焊接能夠照射收斂為小點的激光束，因此在小面積的焊盤上也能夠進行焊接。但是，在對圖7和圖8所示的基板15的焊盤13進行激光焊接的情況下，存在以下問題:激光束通過焊盤13進行漫反射后照射到焊盤13周圍的樹脂制的壁部12，從而使樹脂制的壁部12熔融。在激光束照到要焊接的導線14時，也存在激光束發生漫反射而引起樹脂制的壁部12的熔融的情況。而且，這些問題也是焊盤的面積越小則越顯著。
[0007]在對樹脂成型得到的基板進行激光焊接時，期望的是，焊盤周邊的樹脂具有即使激光束發生漫反射也難以破損的形狀，且進行焊接的部位具有激光束難以漫反射的形狀。
【發明內容】
[0008]本發明提供如下一種基板:在具備周圍被樹脂制的壁部包圍的焊盤的基板中，不使焊盤周圍的樹脂制的壁部破損就能夠進行焊盤與導線的焊接。
[0009]根據本發明的第一方式，提供一種基板，該基板具備:用于焊接導線的端部的焊盤；以及高于焊盤地形成于該焊盤的周圍的樹脂制的壁部，其中，樹脂制的壁部具有相對于焊盤以大于90度的角度傾斜的傾斜面。
[0010]根據本發明的第二方式，提供如下一種基板:在上述第一方式的基板中，樹脂制的壁部具有反射率60%以上的顏色。
[0011 ]根據本發明的第三方式，提供如下一種基板:在上述第一方式或第二方式的基板中，在樹脂制的壁部形成有收容導線的端部的槽。
[0012]根據本發明的第四方式，提供如下一種基板:在上述第三方式的基板中，槽位于與焊盤的中心線成任意傾斜角度的線上。
[0013]根據本發明的第五方式，提供如下一種基板:在上述第三方式或第四方式的基板中，槽的底面處于比焊盤高的位置。
[0014]根據本發明的第六方式，提供一種電動機，該電動機具備根據上述第一方式至第五方式中的任一個方式所述的基板以及具有磁導線的定子，在該電動機中，磁導線的端部被焊接于基板的焊盤。
[0015]根據本發明的第七方式，提供一種焊接方法，該焊接方法包括以下步驟:準備上述第一方式的基板;將導線的端部配置于基板的焊盤；以及使用烙鐵或激光來進行焊盤與導線的端部的焊接。
[0016]根據本發明的第八方式，提供如下一種焊接方法:在上述第七方式的焊接方法中，在樹脂制的壁部形成有收容導線的端部的槽，該方法包括在將導線的端部配置于焊盤時將導線的端部收容到槽中來固定該導線在焊盤上的位置。
[0017]本發明的這些目的、特征及優點以及其它目的、特征及優點通過參照附圖所示的本發明的典型的實施方式的詳細說明會變得更明確。
【附圖說明】
[0018]圖1a是本發明的基于一個實施方式的電動機所具備的定子的分解立體圖。
[0019 ]圖1 b是圖1 a所示的電動機的橫截面的示意圖。
[0020]圖2是表示實施例1的基板的截面圖。
[0021]圖3是表示實施例3的基板的俯視圖。
[0022]圖4是表示實施例4的基板的俯視圖。
[0023]圖5是表示實施例5的基板的截面圖。
[0024]圖6是用于說明其它實施例的基板的截面示意圖。
[0025]圖7是表示以往的基板的結構的俯視圖。
[0026]圖8是沿著圖7的X-X’線觀察到的基板截面圖。
【具體實施方式】
[0027]接著，參照附圖來說明本發明的實施方式。
[0028]圖1a中示出了作為構成本發明的基于一個實施方式的電動機的部件的定子的分解立體圖，圖1b中示出了該電動機的橫截面的示意圖。本實施方式的電動機M具備轉子R、對轉子R提供磁旋轉力的定子I以及用于將定子I的磁導線2與連接器3電連接的基板4。
[0029]定子I實質上具有中空圓筒的形狀，為了與該形狀對應，基板4形成為圓環狀。基板4如圖1a所示那樣安裝于定子I，能夠將轉子R穿過基板4的開口部4a插入到定子I的中空部Ia0
[0030]在基板4的上表面，沿著開口部4a的緣部配置有多個焊盤5。另一方面，在基板4的外周端安裝有連接器3。在基板4的上表面形成有從連接器3延伸到各個焊盤5的多個布線圖案6，由此，各焊盤5與連接器3被電連接。
[0031]并且，關于基板4，使樹脂一體成型于金屬板10，削除樹脂的一部分來使金屬板10露出，由此將所露出的金屬板10的表面部分作為焊盤5。因而，各焊盤5形成于比形成有布線圖案6的基板4的上表面低的位置。在本實施方式的情況下，在各焊盤5的周圍，除基板4的開口部4a—側以外，存在樹脂制的壁部7 ο此外，無論基板4的制作方法如何，該基板4只要是具備金屬層以及層疊于該金屬層的樹脂層的基板即可。
[0032]將磁導線2的端部焊接于上述的形態的焊盤5。具體地說，使磁導線2從處于基板4的下側的定子I穿過基板4的開口部4a向基板4之上延伸出來，將磁導線2的端部焊接于基板4上的焊盤5。此時，為了能夠從定子I將磁導線2的端部可靠地引導到焊盤5，優選的是，在基板4的開口部4a的內側側面形成有缺口 4b。
[0033]在要使上述的焊接工序自動化的情況下，例如在機器人的手上安裝激光裝置或烙鐵，通過機器人使激光裝置或烙鐵的前端移動到基板4的各焊盤5之上，來按每個焊盤5焊接磁導線2的端部。
[0034]并且，在實施如上所述的焊接工序時，焊盤5的周圍部優選構成為以下的實施例所示的結構。
[0035](實施例1)
[0036]圖2中示出了實施例1的基板4的截面圖。特別是，圖2與沿著圖1a的A-A’線的基板4的部分截面對應。
[0037]在實施例1中，如圖2所示，處于焊盤5的周圍的樹脂制的壁部7具有相對于焊盤5以大于90度的角度傾斜的傾斜面7a。通過采取這種結構，在對焊盤5激光焊接磁導線2的端部時，如圖2所示，被焊盤5反射的激光束8難以照到樹脂制的壁部7。也就是說，能夠抑制在激光焊接作業中基板4的樹脂制的壁部7熔解。
[0038]相對于上述的結構，當如圖7和圖8所示那樣處于焊盤13的周圍的樹脂制的壁部12與焊盤13垂直時，直接接受激光束通過焊盤13而漫反射時的能量，樹脂制的壁部12容易熔解。
[0039](實施例2)
[0040]作為實施例2，使用具有高反射率的顏色(例如白色、有光澤的金屬色等)的樹脂材料使圖2所示的實施例1的樹脂制的壁部7成型。用于樹脂7的顏色的反射率優選為60%以上。此外，也能夠換句話說，本例的樹脂制的壁部7具有低吸收率的顏色。
[0041 ]通過使用這種樹脂制的壁部7，在對焊盤5激光焊接磁導線2的端部時，即使被焊盤5反射的激光束8照到樹脂7，樹脂制的壁部7也不容易熔解。
[0042]相比于實施例1，該實施例2能夠提高抑制在激光焊接作業中基板4的樹脂制的壁部7熔解的效果。
[0043]并且，在上述實施例2中，使樹脂制的壁部7整體為高反射率的顏色，但是在樹脂制的壁部7的傾斜面7a的表面涂上高反射率的顏色也能夠得到上述的效果。
[0044]下面，作為進一步提高實施例1、2的效果的結構例，示出實施例3?5。
[0045](實施例3)
[0046]圖3中示出了實施例3的基板4的俯視圖。特別是，圖3示出了基板4中的焊盤5的周邊部分。
[0047]如圖3所示，磁導線2從基板4的下側通過缺口4b被引導，延伸出到基板4之上。并且，磁導線2的端部被置于基板4上的焊盤5處。此時，磁導線2的端部容易變形，因此置于焊盤5處的磁導線2的位置未被固定。因此，在使用機器人按每個焊盤5進行激光焊接時，可能發生磁導線2處于激光束的照射位置的情況。該情況成為激光束發生漫反射的原因。
[0048]因此，在實施例3中，在處于焊盤5的周圍的樹脂制的壁部7形成有收容和保持磁導線2的端部2a的槽9。通過具備這種槽9，能夠將配置在焊盤5上的磁導線2的位置固定。因而，能夠使激光束的照射位置相對于各焊盤5固定地確定。也就是說，在使用機器人按每個焊盤5進行激光焊接時，能夠將激光束照射到焊盤5上的不存在磁導線2的位置。
[0049](實施例4)
[0050]圖4中示出了實施例4的基板4的俯視圖。特別是，圖4示出了基板4中的焊盤5的周邊部分。
[0051 ]如圖4所示，相對于實施例3，實施例4變更了槽9的位置。詳細來說，在實施例3中，形成于基板4的缺口 4b和槽9被配置在焊盤5的中心線5a、即將焊盤5的面積二等分的線上。與此相對，在實施例4中，槽9位于與焊盤5的中心線5a成任意傾斜角度的線上。
[0052]在將磁導線2的端部2a固定在槽9中時，以磁導線2為邊界，焊盤5被分割為兩個區域。在上述實施例3中，該兩個區域的面積相等。但是，在實施例4中，能夠使以磁導線2為邊界分割出的焊盤5的兩個區域的面積互不相同。也就是說，能夠如圖4所示那樣，使照射激光束8的面積擴大。由此，與實施例3相比，能夠減小在激光焊接作業中激光束發生漫反射的概率。
[0053](實施例5)
[0054]圖5中示出了實施例5的基板的截面圖。特別是，圖5與沿著圖3的B-B’線的基板4的部分截面對應。
[0055]在上述的各實施例中，在將磁導線2焊接于焊盤5時，當磁導線2與焊盤5接觸時，磁導線2會妨礙焊料的浸潤擴散。
[0056]因此，在實施例5中，將上述的實施例3、4中說明的槽9的底面9a如圖5所示那樣設置在比焊盤5高的位置。通過將槽9的底面9a設置在這種位置，焊盤5與固定于槽9的磁導線2之間出現間隙P。該間隙P成為焊料的通道，因此焊料變得易于在焊盤5上浸潤擴散。
[0057](其它實施例)
[0058]在上述的各實施例中，說明了通過激光焊接將磁導線2連接于焊盤5的情況。但是，在機器人的手上安裝烙鐵并使其移動到各焊盤5的情況下，本發明的基板也是有效的。
[0059]也就是說，如圖6中通過雙點劃線所示的那樣，在處于焊盤5的周圍的樹脂制的壁部7與焊盤5垂直的情況下，烙鐵的前端(未圖示)若位于虛線Q之下則與樹脂7接觸。但是，在如圖6中通過實線所示的那樣在樹脂制的壁部7形成相對于焊盤5以大于90度的角度傾斜的傾斜面7a、使樹脂制的壁部7的高度h與通過雙點劃線示出的垂直的側壁7b相同的情況下，烙鐵的前端(未圖示)與樹脂制的壁部7不會接觸的位置從虛線Q擴大到該虛線Q之下的虛線R。因而，在對機器人安裝烙鐵來進行焊接的情況下，如圖6所示那樣使樹脂制的壁部7相對于焊盤5的傾斜角度大于90度也有效果。此外，由于將樹脂制的壁部7形成為比焊盤5高，因此傾斜面7a相對于焊盤5的角度的上限是小于180度的角度。
[0060]以上通過實施例1?5示出了本發明的實施方式。但是，本發明不限定于這些實施例，在不脫離本發明的思想的范圍內能夠將各實施例變更為各種形狀、構造、材料等。
[0061]另外，以上，以使用在電動機中的用于將定子的磁導線與連接器電連接的基板(稱為布線基板。)為例來進行了說明。但是，本發明的基板的應用范圍不限于電動機，能夠應用于需要電連接用基板的各種電氣設備。
[0062]發明的效果
[0063]根據本發明的一個方式，存在于焊盤的周圍的樹脂制的壁部具有相對于焊盤以大于90度的角度傾斜的傾斜面，由此，在對配置于焊盤上的導線的端部進行激光焊接時，被焊盤反射的激光束難以照到樹脂制的壁部。另外，在機器人手上安裝烙鐵、使用該烙鐵對配置于焊盤上的導線的端部進行焊接時，烙鐵的前端難以碰到焊盤周圍的樹脂制的壁部。
[0064]通過以上，在具備周圍被樹脂制的壁部包圍的焊盤的基板中，不使焊盤周圍的樹脂制的壁部破損就能夠進行焊盤與導線端部的焊接。
[0065]并且，根據本發明的另一方式，上述的樹脂制的壁部具有反射率60%以上的顏色，因此即使上述被反射的激光束照射到樹脂，也能夠抑制樹脂的熔解。
[0066]根據本發明的另一方式，在樹脂制的壁部形成有收容導線的端部的槽，由此，能夠以使在激光焊接作業中導線不存在于焊盤上的激光束的照射位置的方式固定導線。因而，能夠抑制激光束照到導線而發生漫反射。
[0067]根據本發明的另一方式，使上述的槽位于與焊盤的中心線成任意傾斜角度的線上，由此，在激光焊接作業中焊盤上的使激光束照射的區域擴大，因此能夠抑制激光束照到導線而發生漫反射。
[0068]根據本發明的另一方式，將收容導線的端部的槽的底面設置在比焊盤高的位置，由此在導線與焊盤之間出現間隙，因此焊料容易浸潤擴散。
[0069]根據本發明的另一方式，能夠提供具備實施了具有以上說明的效果的焊接的基板的電動機。
【主權項】
1.一種基板，具備: 用于焊接導線的端部的焊盤；以及 高于所述焊盤地形成于該焊盤的周圍的樹脂制的壁部， 其中，所述壁部具有相對于所述焊盤以大于90度的角度傾斜的傾斜面。2.根據權利要求1所述的基板，其特征在于， 所述壁部具有反射率60%以上的顏色。3.根據權利要求1或2所述的基板，其特征在于， 在所述壁部形成有收容所述導線的端部的槽。4.根據權利要求3所述的基板，其特征在于， 所述槽位于與所述焊盤的中心線成任意傾斜角度的線上。5.根據權利要求3或4所述的基板，其特征在于， 所述槽的底面處于比所述焊盤高的位置。6.—種電動機，具備根據權利要求1?5中的任一項所述的基板以及具有磁導線的定子，在該電動機中，所述磁導線的端部被焊接于所述基板的所述焊盤。7.一種焊接方法，包括以下步驟: 準備基板，該基板具備用于焊接導線的端部的焊盤以及高于所述焊盤地形成于該焊盤的周圍的樹脂制的壁部，所述壁部具有相對于所述焊盤以大于90度的角度傾斜的傾斜面；將所述導線的端部配置于所述基板的所述焊盤；以及使用烙鐵或激光裝置來進行所述焊盤與所述導線的所述端部的焊接。8.根據權利要求7所述的焊接方法，其特征在于， 在所述壁部形成有收容所述導線的端部的槽， 在將所述導線的端部配置于所述焊盤時，將所述導線的端部收容到所述槽中來固定該導線在所述焊盤上的位置。
【文檔編號】B23K33/00GK105935844SQ201610121412
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年3月3日
【發明人】小林幸司
【申請人】發那科株式會社