专利名称：电路板和空芯线圈的安装方法
技术领域：
本发明涉及一种电路板和一种空芯线圈的安装方法，具体来说，涉及一种在安装于薄型电子设备中的电路板上安装空 芯线圈的技术。
背景技术：
在安装于电子设备上的某些电路板上设有空芯线圈。空芯线圈例如由以螺旋状卷绕的导线形成，并通过用安装机将所述空芯线圈焊接在电路板上。例如，JPH08-172299A记载了在电路板的表面上利用空芯线圈专用的特殊安装机以安装空芯线圈的技术。如JPH08-172299A所述，安装于电路板上的空芯线圈的卷绕部从电路板上相对较高地凸出。图11为电路板3上安装的空芯线圈2的侧面图。空芯线圈2包括卷绕部2a，其使导线以螺旋状卷绕多匝；第一引线部2b，其从卷绕部2a的第一端延伸；以及第二引线部2c，其从卷绕部2a的第二端延伸。第一引线部2b和第二引线部2c基本相互平行地以同一方向朝着卷绕部2a的外侧延伸。如图11所示，通过将第一引线部2b和第二引线部2c分别插入电路板3上设有的开口 3a和开口 3b中，从而在电路板3上安装空芯线圈2。这种安装方法使空芯线圈2的卷绕部2a置于电路板3上。这种布置可防止用于收容电子设备的电路板的壳体低于与卷绕部2a的外径对应的高度。卷绕部2a的较小直径致使空芯线圈2的卷绕部从电路板3凸出较低的高度。然而，在空芯线圈2的某些用途中，不能减小卷绕部2a的直径。于是，空芯线圈2已成为妨碍上面安装有电路板的电子设备变薄与变小的主要因素。
发明内容
鉴于前述情况，本发明期望降低空芯线圈在电路板上的安装高度。本发明的实施方式提供了一种包括空芯线圈和线圈安装部的电路板，以下说明各部件的配置和功能。空芯线圈包括由导线以螺旋状卷绕而成的卷绕部；从卷绕部的一端延伸的第一引线部；以及从卷绕部的另一端延伸的第二引线部，第一引线部和第二引线部在大致同一平面上以彼此不同的方向延伸。线圈安装部包括用于收容卷绕部的开口 ；设置于开口周围且用于接触第一引线部的第一导电部；以及设置于开口周围且用于接触第二引线部的第二导电部。而且，根据本发明的实施方式，空芯线圈的安装方法包含下列步骤在线圈安装部设有的开口中收容空芯线圈的卷绕部。空芯线圈具有从卷绕部的一端延伸的第一引线部以及从卷绕部的另一端延伸的第二引线部。第一引线部和第二引线部在大致同一平面上以彼此不同的方向延伸。线圈安装部包括用于收容卷绕部的开口、设置于开口周围且用于接触第一引线部的第一导电部以及设置于开口周围且用于接触第二引线部的第二导电部。然后，空芯线圈的第一引线部和第二引线部分别电连接于线圈安装部的第一导电部和第二导电部。所述配置和安装方法使得在开口中收容空芯线圈的同时将第一引线部和第二引线部置于线圈安装部上。开口中嵌入的空芯线圈使得空芯线圈以大幅降低的高度从电路板凸出。本发明的实施方式的电路板和空芯线圈的安装方法可降低空芯线圈在电路板上的安装高度。
图I为表示本发明的实施方式的安装于电路板上的空芯线圈的配置例的立体图； 图2为表示本发明的实施方式的安装于电路板上的空芯线圈的状态例的立体图；图3为表示本发明的实施方式的安装于电路板上的空芯线圈被自动安装机的吸嘴所真空吸附的状态例的侧面图；图4为表不本发明的实施方式的安装于电路板上的空芯线圈的变型例I的俯视图；图5为表示本发明的实施方式的安装于电路板上的空芯线圈的变型例2的俯视图；图6为表示安装有本发明的实施方式的电路板的调谐部的内部配置例的框图；图7为表示安装有本发明的实施方式的电路板的调谐部内部的高通滤波器(HPF)的内部配置例的框图；图8A为表示本发明的实施方式的安装于电路板上的空芯线圈的尺寸例的俯视图；图8B为表示本发明的实施方式的安装于电路板上的空芯线圈的尺寸例的侧面图；图9为表示本发明的实施方式的安装于电路板上的空芯线圈的状态例的俯视图；图10为表示安装于调谐部的本发明的实施方式的电路板的状态例的横截面图；并且图11为表示相关技术中的安装于电路板上的空芯线圈的状态例的横截面图。
具体实施例方式下面，参照附图以说明本发明的优选实施方式。注意，在本申请文件和附图中，以相同的附图标记表示基本上具有相同功能与构造的构件，并且省略了对这些构件的重复说明。根据本发明的实施方式，参照附图以下列顺序说明其上安装有空芯线圈的电路板的例子以及空芯线圈的安装方法1.空芯线圈的配置例；2.在电路板上安装空芯线圈的例子；3.空芯线圈的变型例；4.应用于电视接收机的调谐部的空芯线圈的配置例。〈I.空芯线圈的配置例〉
参照图I说明本发明的实施方式的安装于电路板上的空芯线圈。图I为表示空芯线圈I的配置例的立体图。空芯线圈I包括由导线以螺旋状卷绕而成的卷绕部Ia ;从卷绕部Ia的第一端线性地延伸的第一引线部Ib ;以及从卷绕部Ia的第二端线性地延伸的第二引线部lc。第一引线部Ib和第二引线部Ic在大致同一平面上以彼此不同的方向延伸、即以互成约180度角的相反方向延伸。〈2.在电路板上安装空芯线圈的例子〉图2为表示在电路板50上设有的开口 51中收容空芯线圈I的图。开口 51的长边在空芯线圈I的卷绕部Ia的卷绕方向上比绕组的长度LI略长。开口 51的短边设定为 使得卷绕部Ia的边缘与开口 51的边之间的间隙约为O. 15mm。更具体地，开口 51的短边等于卷绕部Ia的外径L2+0. 3mm。开口 51的短边比卷绕部Ia的外径长,且比卷绕部Ia的外径、第一引线部Ib和第二引线部Ic的总长短。于是，开口 51的短边足够长，以在电路板50上通过第一引线部Ib和第二引线部Ic稳定地支撑空芯线圈I。以如此尺寸设计的开口 51和呈图I所示形状的空芯线圈I使得在开口 51中收容空芯线圈I的同时将空芯线圈I的第一引线部Ib和第二引线部Ic置于电路板50上。这种配置将空芯线圈I的卷绕部Ia嵌入开口 51中，使得空芯线圈I沿电路板50的厚度方向以大幅降低的高度从电路板50凸出。空芯线圈I的从电路板50凸出的高度等于从卷绕部Ia的外径中减去电路板厚度所得的长度。而且，在开口 51中收容空芯线圈I的卷绕部Ia的同时将空芯线圈I的第一引线部Ib和第二引线部Ic置于电路板50上。因此，空芯线圈I可在不被焊接的情况下而保持在电路板50上。此外，开口 51足够大以收容空芯线圈I的卷绕部la。在开口 51中收容空芯线圈I的卷绕部Ia限定了空芯线圈I相对于开口 51在水平方向和垂直方向上的位置。在图11所示的相关技术的配置中，第一引线部2b和第二引线部2c所分别插入的开口 3a和开口 3b的直径极小，故要求在电路板3上安装空芯线圈2时极其精确地定位。作为这种问题的对策，提供了上述实施方式的配置以避免这种复杂的定位。因此，通过常用的自动安装机而不通过空芯线圈专用的特殊安装机或人工，即可在开口 51中收容空芯线圈
Io图3为由自动安装机的吸嘴200所吸附的空芯线圈I的侧面图。自动安装机(未图示)通过吸嘴200以真空吸附空芯线圈I的第一引线部Ib和第二引线部Ic所延伸的表面。然后，自动安装机将空芯线圈I传送至图2所示的电路板50的开口 51的上方并释放真空吸附。这种操作将卷绕部Ia收容于空芯线圈I的开口 51中并将第一引线部Ib和第二引线部Ic置于电路板50上。在图3所示的示例状态下，第一引线部Ib和第二引线部Ic与吸嘴200的吸附面完全平行。然而，二者也可不完全平行，这是因为释放真空吸附使得第一引线部Ib和第二引线部Ic之一接触电路板50，从而接着另一引线部接触电路板50，从而将卷绕部Ia收容于开口 51中。〈3.空芯线圈的变型例〉在上述实施方式中，第一引线部Ib和第二引线部Ic从卷绕部Ia线性地延伸。然而，第一引线部Ib和第二引线部Ic不限于这种配置。如图4所示，第一引线部lb’和第二引线部lc’的末端可弯曲约90度以设置与卷绕部la’的卷绕方向基本平行的一对直线部。这种配置使第一引线部lb’和第二引线部lc’接触电路板50，从而L形(两脚)引线部lb’、lc’接触电路板50，从而使空芯线圈I更稳定地安装于电路板50上。或者，如图5所示，空芯线圈I”的第一引线部lb”和第二引线部lc”的末端可沿垂直于电路板50的方向弯曲。在此情况下，电路板50优选地设有开口 61a以容纳第一引线部lb”、设有开口 61b以容纳第二引线部lc”。然后，将第一引线部lb”和第二引线部lc”插入这些开口中，从而将卷绕部la”收容于开口 51中。在上述实施方式中，用于收容空芯线圈I的开口 51为孔，但开口 51不限于这种形状。或者，开口 51例如可以为设置于电路板50的边侧的凹口。<4.应用于电视接收机的调谐部的空芯线圈的配置例〉下面，说明用于防止设备受雷电感应冲击而损坏的示例性空芯线圈I。当在各种电 子设备中采用线圈以作为抗雷电感应冲击的对策时，此处所述的示例性空芯线圈I适用于电视接收机。图6为表示电视接收机的调谐部100的配置例的框图。调谐部100包括高通滤波器110 (以下称作“HPF110”)、高频电路120以及解调器130。HPFllO从自天线输入端子101输入的RF(射频)信号中滤除不期望的频带外信号，并且将所生成的信号输出给高频电路120。以下，参照下图7，详述关于HPFllO的配置。包括AGC(自动增益控制)、本振和变频器(未图示)的高频电路120对已被HPFllO滤除了不期望频率所得到的信号进行放大，选择与接收信道的频率相同的信号，并且输出选定的信号。解调器130采用与从发射器(未图示)输出的信号相同的调制方式对从闻频电路120输出的/[目号进行解调。图7为表示HPFllO的配置例的框图。天线10经由电容器111而连接至高频电路120(参照图6)。电容器111具有可输入信号的第一端，并且第一端经由作为电感器的空芯线圈I而接地。第二端经由另一电感器112而接地。包含作为电感器的空芯线圈I、电容器111和电感器112的HPF可以滤除具有特定频率的信号。HPFllO的截止频率优选地为90MHz以下以接收例如目前日本的数字电视地面广播，这是因为用作目前数字电视地面广播的信道频率的最低频率的中心频率为93MHz。为使HPFllO的截止频率为90MHz以下，优选地，空芯线圈I和电感器112间的电感凭经验为160nH以上，以提供足够大的阻抗。作为HPFllO的电感器的空芯线圈I的第一端直接连接至天线10的输入端子，且空芯线圈I的第二端接地。空芯线圈还用于避免感应雷电引起的破坏。雷电感应冲击电压非常高，约为±9kV。施加±9kV的高压会熔断低耐压的形成于电路板上的图形电感器或芯片部件的贴片电感器。于是，优选地使用空芯线圈以避免感应雷电引起的损坏。然而，空芯线圈的导线的直径最好大到某种程度以抵抗雷电感应的冲击。图8A和图8B为满足上述所有要求的空芯线圈I的示意图。图8A为俯视图，且图8B为空芯线圈I的侧面图。如图8A所示，空芯线圈I的导线的线径wd为O. 35mm且匝数为17匝。通过采用这种配置，第一引线部Ib的中心线和第二引线部Ic的中心线之间的尺寸d为7. 1_。通过确定空芯线圈I的匝数，可在吸嘴200进行真空吸附时避免空芯线圈I发生变形(参照图3)，并且根据吸嘴200的尺寸和真空吸附的强度可将所述匝数设定为任意值。
如果空芯线圈I的匝数设定为17匝且绕组沿卷绕方向的尺寸d设定为7. 1mm，则空芯线圈I的外径od优选地设定为约3mm以提供上述的160nH以上的电感。根据本实施方式，如图SB所示，空芯线圈I的外径od设定为2. 7mm。第一引线部Ib和第二引线部Ic为无涂层且未镀覆焊料的露出的裸线。第一引线部Ib和第二引线部Ic的长度Id设定为
I.7mm。图8A和图SB所示的各尺寸(空芯线圈I的设计尺寸)仅为一个示例且不限于所述尺寸。图9为具有上述配置的空芯线圈I且在作为线圈安装部的电路板50的开口 51中嵌入有空芯线圈I的俯视图。图9部分地表示电路板50、即仅表示收容空芯线圈I的开口51及其周边区域。在图9中，构成印刷电路板的电路板50具有被铜箔覆盖的斜线阴影区以及无抗蚀剂或绝缘涂层的点阴影导电部。
在图9所示的电路板50的上部，设有通孔52以接收天线输入端子101 (参照 图6) 的连接部件的中心导体连接器。在通孔52的周边区域中，形成有导电部53。在通孔52左 侦牝设有通孔54a和通孔54b以连接地电位。在通孔54a右侧，形成有用于HPFllO的电容器111 (参照图7)的导电部55。在通孔52的连接有天线输入端子101的连接部件的一侧，设有开口 51以收容空芯线圈I。在开口 51的左下侧，形成有作为第一导电部的导电部56a，并且在开口 51的对角线的右上侧，形成有作为第二导电部的导电部56b。在开口 51中收容的空芯线圈I的卷绕部Ia使得空芯线圈I的第一引线部Ib和第二引线部Ic分别接触导电部56a和导电部56bο第一引线部Ib和第二引线部Ic通过焊接而分别电连接于导电部56a和导电部56b。图10为表示设有空芯线圈I和电路板50的调谐部100的配置例的横截面图。罩41和罩42分别固定于电路板50的上部和下部。上罩41上设有天线输入端子101。从天线输入端子101的连接部件的背侧延伸的中心导体连接器IOla插入贯穿电路板50而形成的通孔52中。从天线输入端子101的连接部件的背侧延伸的接地连接器IOlb直接连接于罩41。在通孔52的近旁右侧，设有开口 51。开口 51收容有空芯线圈I的卷绕部la。在开口 51中收容的空芯线圈I的卷绕部Ia使得空芯线圈I的第一引线部Ib和第二引线部Ic分别接触电路板50的导电部56a和导电部56b (参照图9)。如此安装于电路板50的空芯线圈I使得空芯线圈I沿电路板50的厚度方向凸出的高度等于从空芯线圈I的外径od中减去电路板50的厚度所得到的高度。因此，上罩41和下罩42布置为较靠近电路板50，这可使调谐部100较薄。设有较薄的调谐部100的电视接收机的厚度也可减小了调谐部100所减小的厚度。此外，具有在大致同一平面上以彼此不同的方向延伸的第一引线部Ib和第二引线部Ic的空芯线圈I以及设置于电路板50上以收容空芯线圈I的开口 51使得空芯线圈I可以自动安装在电路板50上。更具体地，在电路板50的开口 51中收容的空芯线圈I的卷绕部Ia使得第一引线部Ib和第二引线部Ic接触电路板50的表面，以便这些引线部置于电路板50上。于是，这些引线部在释放真空吸附时可防止空芯线圈I落下而穿过电路板50。因此，通过以吸嘴200(参照图3)进行真空吸附的自动安装机，在电路板50上可自动安装空芯线圈I。相比于相关技术中的通过人工或通过空芯线圈专用的特殊安装机而在电路板上安装空芯线圈，本发明的实施方式的安装可大幅缩短时间且节省人力。
下面，参考图11所示的相关技术的配置，空芯线圈2具有以同一方向朝着卷绕部2a的外侧延伸且基本相互平行的第一引线部2b和第二引线部2c。为通过真空吸附以在电路板3上自动安装如此配置的空芯线圈2，空芯线圈2的第一引线部2b和第二引线部2c在被真空吸附时优选地相对于电路板3的表面垂直定位。为实现空芯线圈2的这种姿势，空芯线圈2优选地设有被吸嘴200吸附的平坦化部或者固定于空芯线圈2的平坦状材料。然而，这些工艺导致制造部件的步骤数以及制造成本的增加。根据上述实施方式，具有上述配置的空芯线圈I可使得卷绕部Ia安装在电路板50的开口 51中，从而降低了制造步骤数和制造成本。而且，上述实施方式的安装于调谐部100处的空芯线圈I可用作电感器以及防止设备被雷电感应冲击损坏的元件，该电感器设置于HPFllO处以使不期望的频带外的波衰减。因此，可减少部件数。进而，将具有高品质因数Q的空芯线圈I用作设置于HPFllO处的使不期望的频带外的波衰减的电感器，这可将高频电路的输入信号的衰减量抑制在低水平。在上述实施方式中，空芯线圈I例如适用于电视接收机的调谐部100，所述空芯线圈为防止设备被雷电感应冲击损坏的元件。然而，空芯线圈I的应用不限于该实施例。空芯线圈可应用于与来自室外的引入线连接且期望更薄的任何电子设备。空芯线圈可应用于包括调制解调器、个人计算机、电话机和对讲机等的电子设备。此外，上述实施方式将空芯线圈I例如用作防止设备被雷电感应冲击损坏的元件。然而，空芯线圈I的应用不限于该实施例。空芯线圈可应用于抑制高频谐振和高频。此外，本发明还可配置如下。I. 一种电路板，其包括空芯线圈，其包括由导线以螺旋状卷绕而成的卷绕部、从所述卷绕部的一端延伸的第一引线部以及从所述卷绕部的另一端延伸的第二引线部，其中，所述第一引线部和所述第二引线部在大致同一平面上以彼此不同的方向延伸；以及线圈安装部，其包括用于收容所述卷绕部的开口、设置于所述开口周围且用于接触所述第一引线部的第一导电部以及设置于所述开口周围且用于接触所述第二引线部的第二导电部。2.根据I所述的电路板，其中，所述开口的长边的长度等于或大于所述空芯线圈的所述卷绕部的绕组沿卷绕方向的长度，并且所述开口的短边的长度比所述卷绕部的外径长且比所述卷绕部的外径、所述第一引线部和所述第二引线部的总长短。3.根据I或者2所述的电路板，所述电路板安装于电子设备上，其中，所述空芯线圈的所述第一引线部和所述第二引线部之一连接于输入端子，并且另一所述引线部接地，来自外部的输入信号经由该输入端子以输入给所述电子设备。4.根据3所述的电路板，其中，所述输入端子为天线输入端子。5.根据I或者2所述的电路板，其中，所述第一引线部和所述第二引线部沿与所述卷绕部的所述卷绕方向平行的方向弯曲约90度。6.根据I或者2所述的电路板，其中，所述第一引线部和所述第二引线部沿垂直于所述线圈安装部的表面的方向弯曲约90度。
7. 一种空芯线圈的安装方法，该方法包括在线圈安装部中收容所述空芯线圈的卷绕部，所述空芯线圈包括从所述卷绕部的一端延伸的第一引线部和从所述卷绕部的另一端延伸的第二引线部，所述第一引线部和所述第二引线部在大致同一平面上以彼此不同的方向延伸，并且所述线圈安装部包括用于收容所述卷绕部的开口、设置于所述开口周围且用于接触所述第一引线部的第一导电部以及设置于所述开口周围且用于接触所述第二引线部的第二导电部；并且
将所述第一引线部和所述第二引线部分别电连接于所述第一导电部和所述第二导电部。本领域的技术人员应当明白，在不脱离所附权利要求及其等同物的范围内，取决于设计需要和其它因素可出现各种变化、组合、子组合和替代。
权利要求
1.一种电路板,其包括 空芯线圈，其包括由导线以螺旋状卷绕而成的卷绕部、从所述卷绕部的一端延伸的第一引线部以及从所述卷绕部的另一端延伸的第二引线部，其中，所述第一引线部和所述第二引线部在大致同一平面上以彼此不同的方向延伸；以及 线圈安装部，其包括用于收容所述卷绕部的开口、设置于所述开口周围且用于接触所述第一引线部的第一导电部以及设置于所述开口周围且用于接触所述第二引线部的第二导电部。
2.如权利要求I所述的电路板， 其中，所述开口的长边的长度等于或大于所述空芯线圈的所述卷绕部的绕组沿卷绕方向的长度，并且所述开口的短边的长度比所述卷绕部的外径长且比所述卷绕部的外径、所述第一引线部和所述第二引线部的总长短。
3.如权利要求I或者2所述的电路板，所述电路板安装于电子设备上， 其中，所述空芯线圈的所述第一引线部和所述第二引线部之一连接于输入端子，并且另一所述引线部接地，来自外部的输入信号经由该输入端子以输入给所述电子设备。
4.如权利要求3所述的电路板，其中，所述输入端子为天线输入端子。
5.如权利要求I或者2所述的电路板，其中，所述第一引线部和所述第二引线部沿与所述卷绕部的所述卷绕方向平行的方向弯曲约90度。
6.如权利要求I或者2所述的电路板，其中，所述第一引线部和所述第二引线部沿垂直于所述线圈安装部的表面的方向弯曲约90度。
7.—种空芯线圈的安装方法，该方法包括 在线圈安装部中收容所述空芯线圈的卷绕部，所述空芯线圈包括从所述卷绕部的一端延伸的第一引线部和从所述卷绕部的另一端延伸的第二引线部，所述第一引线部和所述第二引线部在大致同一平面上以彼此不同的方向延伸，并且所述线圈安装部包括用于收容所述卷绕部的开口、设置于所述开口周围且用于接触所述第一引线部的第一导电部以及设置于所述开口周围且用于接触所述第二引线部的第二导电部；并且 将所述第一引线部和所述第二引线部分别电连接于所述第一导电部和所述第二导电部。
全文摘要
本发明提供了一种可降低空芯线圈在电路板上的安装高度的电路板以及空芯线圈的安装方法，所述电路板包括空芯线圈和线圈安装部，空芯线圈包括由导线以螺旋状卷绕而成的卷绕部、从所述卷绕部的一端延伸的第一引线部以及从所述卷绕部的另一端延伸的第二引线部，其中，所述第一引线部和所述第二引线部在大致同一平面上以彼此不同的方向延伸；线圈安装部包括用于收容所述卷绕部的开口、设置于所述开口周围且用于接触所述第一引线部的第一导电部以及设置于所述开口周围且用于接触所述第二引线部的第二导电部。
文档编号H05K1/18GK102905467SQ201210251329
公开日2013年1月30日 申请日期2012年7月19日 优先权日2011年7月26日
发明者佐野英一 申请人:索尼公司