Pcb線圈及音圈電的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明適用于電子技術(shù)和機械領(lǐng)域，提供了一種PCB線圈，應(yīng)用于音圈電機，所述PCB線圈包括至少兩層PCB板，所述每層PCB板上具有按螺旋狀分布的金屬線導體，以及設(shè)置于所述金屬線導體兩端的過線孔和焊盤，相鄰連通的兩層所述PCB板具有位置相同的所述過線孔，其它的所述過線孔分布于不同位置。本發(fā)明還提供一種包括上述PCB線圈的音圈電機。借此，本發(fā)明PCB線圈即是一塊多層PCB板，由于PCB制造工藝成熟，適合大規(guī)模生產(chǎn)，用其工藝制作的線圈尺寸和性能一致性良好，制作效率高，不良率低，制作成本低。
【專利說明】PCB線圈及音圈電機

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子【技術(shù)領(lǐng)域】和機械領(lǐng)域，尤其涉及一種PCB線圈及音圈電機。

【背景技術(shù)】
[0002] 音圈電機的應(yīng)用涉及自動化和精密加工等很多領(lǐng)域，按一定形狀繞制的線圈和協(xié) 同工作的永磁體，通過機械裝置固定，線圈可以帶動負載實現(xiàn)高速、高精度的往復運動。音 圈電機的線圈對形狀要求較高，傳統(tǒng)一般通過手工或者繞線機進行加工，但是即使是通過 繞線機進行加工，也因為線圈的繞制成形過程涉及導線的質(zhì)量、繞線設(shè)備的狀況、模具加工 水平、制作者和環(huán)境狀況等諸多因素的影響，導致線圈加工效率較低，線圈成品率不高，一 致性不好，相應(yīng)成本較高，并且導致其應(yīng)用設(shè)備的可靠性降低。另外，傳統(tǒng)音圈電機出廠后， 參數(shù)和性能即固定，用戶無法按照需要進行調(diào)整和更改。
[0003] 綜上可知，現(xiàn)有的音圈電機，在實際使用上顯然存在不便與缺陷，所以有必要加以 改進。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種PCB線圈及音圈電機，用其工藝制 作的線圈尺寸和性能一致性良好，制作效率高，不良率低，制作成本低。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種PCB線圈，應(yīng)用于音圈電機，所述PCB線圈包 括至少兩層PCB板，所述每層PCB板上具有按螺旋狀分布的金屬線導體，以及設(shè)置于所述金 屬線導體兩端的過線孔和焊盤，相鄰連通的兩層所述PCB板具有位置相同的所述過線孔， 其它的所述過線孔分布于不同位置。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的PCB線圈，所述金屬線導體的螺旋狀為矩形螺旋狀、圓形螺旋狀或 橢圓形螺旋狀。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的PCB線圈，所述金屬線導體在相連通的兩層PCB板通過所述過線孔 連通。
[0008] 根據(jù)本發(fā)明的PCB線圈，所述金屬線導體為銅箔。
[0009] 根據(jù)本發(fā)明的PCB線圈，所述PCB線圈包括四層PCB板。
[0010] 本發(fā)明還提供一種包括如上所述PCB線圈的音圈電機。
[0011] 本發(fā)明通過將PCB線圈設(shè)置至少兩層PCB板，所述每層PCB板上具有按螺旋狀分 布的金屬線導體，以及設(shè)置于所述金屬線導體兩端的過線孔和焊盤，相鄰連通的兩層所述 PCB板具有位置相同的所述過線孔，其它的所述過線孔分布于不同位置。借此，本發(fā)明PCB 線圈即是一塊多層PCB板，由于PCB制造工藝成熟，適合大規(guī)模生產(chǎn)，用其工藝制作的PCB 線圈尺寸和性能一致性良好，制作效率高，不良率低，制作成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1是現(xiàn)有技術(shù)的音圈電機的工作示意圖；
[0013] 圖2是本發(fā)明實施例的單層PCB示意圖；
[0014] 圖3A是本發(fā)明一實施例的雙層PCB的第一層PCB結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015] 圖3B是圖3A所示實施例的雙層PCB的第二層PCB結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖3C是圖3A所示實施例的雙層PCB的疊放結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖4A是本發(fā)明另一實施例的多層PCB的第一層PCB結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018] 圖4B是圖4A所示實施例的多層PCB的第二層PCB結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖4C是圖4A所示實施例的多層PCB的第三層PCB結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖4D是圖4A所示實施例的多層PCB的第四層PCB結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖4E是圖4A所示實施例的多層PCB的疊放結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022] 圖5為本發(fā)明一實施例的PCB線圈配合永磁體工作的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0023] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0024] 為更好的理解本發(fā)明，在此將相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)加以描述。
[0025] 圖1為傳統(tǒng)音圈電機工作示意圖，如圖中所示，線圈101裝置于永磁體102、103上 方。
[0026] 當線圈通電時，置于N級永磁體102上方線圈導線的電流方向一致，并與置于S級 永磁體103上方線圈導線的電流方向相反，它們提供相對于永磁體而言相同方向的力。當 驅(qū)動電源提供的電流方向在1到2和2到1之間變化時，音圈電機線圈在其有效行程內(nèi)實 現(xiàn)往復運動（圖中有效行程標示的箭頭方向為運動方向），從而帶動負載實現(xiàn)往復運動。
[0027] 本發(fā)明的思路是用PCB制作線圈，替換圖1中的傳統(tǒng)金屬導線繞制的線圈。
[0028] 參見圖2?圖4,本發(fā)明的PCB線圈包括至少兩層PCB板10,所述每層PCB板上具 有按螺旋狀分布的金屬線導體20,以及設(shè)置于所述金屬線導體20兩端的過線孔和焊盤，相 鄰連通的兩層所述PCB板10具有位置相同的所述過線孔，其它的所述過線孔分布于不同位 置。
[0029] 首先見圖2,本發(fā)明的單層PCB基板上的導體（銅箔）按照圖中所示方式排布，端 點1和2為過線孔和焊盤，接驅(qū)動電源的導線可以在此進行焊接。需要說明的是，本發(fā)明 的金屬線導體20優(yōu)選采用銅箔，其螺旋狀可以為矩形螺旋狀、圓形螺旋狀或橢圓形螺旋狀 等。
[0030] 再參見圖3A?圖3C所示的雙層PCB板的PCB線圈的結(jié)構(gòu)，圖3A和圖3B所示的 分別為雙層PCB板的第一層和第二層示意。過線孔1和過線孔2用以連接驅(qū)動電源，過線 孔12表示此位置第一層和第二層連通。當驅(qū)動電源的電流方向為從1到2時，此PCB線圈 右邊堅直方向所有導線（銅箔）的電流方向為從上到下，左邊堅直方向所有導線（銅箔） 的電流方向為從下到上；當驅(qū)動電源的電流方向為從2到1時，上述的電流方向也相反。
[0031] 圖4A?圖4E為本發(fā)明實施例的多層PCB示意圖，其中圖4A?圖4D分別為四層 PCB板的第1、2、3、4層示意。過線孔1和過線孔4用以連接驅(qū)動電源，過線孔12表示此位 置第1層和第2層連通，過線孔23表示此位置第2層和第3層連通，過線孔34表示此位置 第3層和第4層連通。當驅(qū)動電源的電流方向為從1到4時，此PCB板右邊堅直方向所有 金屬線導體（銅箔）的電流方向為從上到下，左邊堅直方向所有金屬線導體（銅箔）的電 流方向為從下到上；當驅(qū)動電源的電流方向為從4到1時，上述的電流方向也相反。
[0032] 圖5為本發(fā)明該實施例的多層PCB配合永磁體工作的示意圖（俯視）。PCB線圈裝 置于永磁體上方（具體裝置與本發(fā)明無關(guān)，在此沒有示意），當驅(qū)動電源對PCB通電時（參 考對圖4A?圖4E的描述說明），此PCB在其有效行程內(nèi)實現(xiàn)往復運動，圖中有效行程標示 的箭頭方向即為運動方向。
[0033] 更好的是，再參見圖4A?圖4E，本發(fā)明實施例中的過線孔采用貫穿整個PCB板的 過線孔并設(shè)有焊盤。在這里將圖4A?圖4D的四塊板從左至右分別稱為板1、板2、板3和 板4。當用戶將過線孔34和過線孔4進行焊接連接，即對板4進行短接，整個PCB板通電 時只有板1、2、3勵磁。這樣，用戶可根據(jù)自己的需要，通過簡單操作改變成品PCB線圈的電 阻、電感和勵磁位置等特性，進而改變線圈的運動特性和驅(qū)動要求。同樣，可將過線孔23與 過線孔4進行焊接連接（相當于將板3、板4短接），或者將過線孔12與過線孔4進行焊接 連接（相當于將板2、板3、板4短接），視用戶需要而定。
[0034] 需要指出的是，當用戶沒有改變線圈特性的需求時，過線孔也可以不采用貫穿整 塊PCB板的過線孔，可用僅連通兩層板的內(nèi)部過線孔（實心），這樣過線孔也不需要分布于 PCB板的不同位置。
[0035] 本發(fā)明的PCB線圈是使用多層PCB工藝加工制造的音圈電機線圈，其本身就是一 塊PCB多層板，但是實現(xiàn)了傳統(tǒng)線圈的功能，因此本文在描述過程中，稱之為"PCB線圈"。 其優(yōu)點是：
[0036] 第一，PCB制造工藝成熟，適合大規(guī)模生產(chǎn)，用其工藝制作的線圈尺寸和性能一致 性良好，制作效率高，不良率低，制作成本低。
[0037] 第二，可以實現(xiàn)任何形狀的線圈，在尺寸和幾何形狀應(yīng)用苛刻的場合可以很容易 進行音圈電機的設(shè)計和制作。
[0038] 第三，PCB工藝制造的線圈，外觀即是一塊PCB板，很容易實現(xiàn)封閉設(shè)計，達到防 水、防塵、防污、防腐蝕特性，能應(yīng)用于環(huán)境狀況很差的場合以及液體環(huán)境中。
[0039] 第四，用戶可以通過對PCB板上過線孔的連通（通過與過線孔連通的焊盤間的焊 接），更改線圈的勵磁位置、電阻、電感等特性，進而達到改變音圈電機運動特性的目的。這 樣的音圈電機，給了用戶很大的應(yīng)用自由度。
[0040] 本發(fā)明還相應(yīng)的提供一種包括如上所述PCB線圈的音圈電機，其具有較好的一致 性和可靠性。
[0041] 綜上所述，本發(fā)明通過將PCB線圈設(shè)置至少兩層PCB板，所述每層PCB板上具有按 螺旋狀分布的金屬線導體，以及設(shè)置于所述金屬線導體兩端的過線孔和焊盤，相鄰連通的 兩層所述PCB板具有位置相同的所述過線孔，其它的所述過線孔分布于不同位置。借此，本 發(fā)明PCB線圈即是一塊多層PCB板，由于PCB制造工藝成熟，適合大規(guī)模生產(chǎn)，用其工藝制 作的線圈尺寸和性能一致性良好，制作效率高，不良率低，制作成本低。
[〇〇42]當然，本發(fā)明還可有其它多種實施例，在不背離本發(fā)明精神及其實質(zhì)的情況下，熟 悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變 形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種PCB線圈，應(yīng)用于音圈電機，其特征在于，所述PCB線圈包括至少兩層PCB板，所 述每層PCB板上具有按螺旋狀分布的金屬線導體，以及設(shè)置于所述金屬線導體兩端的過線 孔和焊盤，相鄰連通的兩層所述PCB板具有位置相同的所述過線孔，其它的所述過線孔分 布于不同位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的PCB線圈，其特征在于，所述金屬線導體的螺旋狀為矩形螺旋 狀、圓形螺旋狀、或者橢圓形螺旋狀。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的PCB線圈，其特征在于，所述金屬線導體在相連通的兩層PCB 板通過所述過線孔連通。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的PCB線圈，其特征在于，所述金屬線導體為銅箔。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的PCB線圈，其特征在于，所述PCB線圈包括四層PCB板。
6. -種包括如權(quán)利要求1?5任一項所述PCB線圈的音圈電機。
【文檔編號】H05K1/14GK104105341SQ201310127450
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月10日
【發(fā)明者】張海洲 申請人:張海洲