CN1138765A - 将导线联至端子的方法及其装置 - Google Patents

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Abstract

一种将导线点焊到端子上的方法和装置，其中导线的芯线不受挤压或损毁，且联接部分的拉伸强度已获提高。在由点焊将端子与导线相联的方法中，首先在点焊电极的导线侧电极(27)的顶端上形成与导线部分对应的凹槽(27a)。导线的裸芯(1a)放在端子的导线联接部分(13a)的内表面上，其一部分加工成U形。在交叠部分夹持在端子侧电极(25)与导线侧电极(27)的凹槽(27a)间时，在加压情况下加电流。装置包括具有凹入部分的导线侧电极和相对的端子侧电极。

Description

将导线联至端子的方法及其装置
本发明涉及通过点焊将端子与导线相联的方法和包括一对用来执行点焊的电极的装置。
参照图6A和6B描述传统点焊方法的实例。
如图6A所示，在此方法中，通过使用其顶端为平的上下电极7和5，将端子的片状导线联接部分3a放在下电极5上，将导线的裸露的芯部1a放在导线联接部分3a上。在导线联接部分3a与裸露的芯部1a彼此搭接的部分则夹持在上下电极7和5之间，且在加压的情况下使电流通过该部分，这样，如图6B所示，裸露的芯部1a和导线联接部分3a彼此焊到一起。但在此方法中，裸露的芯部3a受到上下电极7和5的挤压，与其原形状相比已大大地变形了，且会被熔入焊件中，因而联接部分10的总强度有可能降低。
因而提供了一种如图7A和7B所示的另一种传统联接方法(见JP-A-6-218552)。在此方法中，其导线联接部分13a弯成U形的端子13如图7A所示那样使用。此外，与U形导线联接部分13a相对应，分别在上下电极15和17的顶面上形成半圆的凹入部分15a和半圆的凸出部分17a。裸露的芯部1a放在U形导线联接部分13a中，夹持在半圆凹入和凸出部分15a和17a之间。在加压情况下通入电流，从而如图7B所示获得一个联接起来的部分10B，其结构是使受挤压和形变后的裸露芯部1a与U形导线联接部分13a的内表面焊接起来。
后一情况的焊接过程如图8A-8E所示，如图8A所示，端子的U形导线联接部分13a放在下电极15的凹入部分15a中，导线的裸露芯部1a放在其上。此状态下，如图8B所示，上电极17向下移动并与裸露的芯部1a接触，此时使电极15和17之间流过电流，上电极17进一步下移以对其加压。结果，如图8C和8D所示，裸露部分1a在上电极17顶端的半圆凸出部分17a与导线联接部分13a的U形内表面间受挤压，这样1a与13a经热阻作用而焊为一体形成如图8E所示的联接部分10B。
依此方法，由于13a为U形，芯可在一定程度上不被所加的压力而损毁。但是，它却不可能完全防止损毁，也不能完全防止裸露的芯部受挤和变形，这样，联接部分的截面降低。因而，难于获得高拉伸强度。
此外，由于作为端子和导线的主要材料的铜电阻低且导热性高，因而需较大的焊接能量。特别是在图7A和7B所示的传统实例中，下电极15的顶端面具有与导线联接部分13a的弯曲相对应的凹入形状，因而13a与15的接触面积较大。这样，电流通路较宽，电阻较低，从而使发热效率低。因此，在端子与导线之间或导线与导线之间的联结牢固程度低。
考虑到上述情况，本发明的目的在于提供一种使用联接电极的端子与导线的联接方法，借此使端子与导线高强度地联接起来。相应地，本发明的另一目的在于提供一种实现此方法的电极装置。
根据本发明的第一个方面，用点焊将具有U形导线联接部分的端子与导线相联的方法包括以下步骤：在一对电极之一中形成与所述导线的一部分相对应的凹槽；将所述导线叠放在所述U形导线联接部的表面上；定位所述端子，使所述端子置于所述成对电极之间，其中所述导线是容纳在所述一个电极的所述凹槽中的；以及对所述电极加电流。
该方法还包括将所述成对电极的另一个成型为锥形结构的步骤，其中所述电极的末端窄于与其相对的端，所述末端具有一个平表面，其上贴靠着所述的导线联接部分。此上所述平表面充分大于放置所述导线联接部分的地方。
根据本发明另一方面的装置包括：一对联接电极，所述电极之一具有一个形成凹腔的端部，所述电极的另一个具有一个支承面，其中在点焊时，所述端子的所述导线联接部分置于所述另一电极的所述支承面上，且所述的一个电极的所述端部顶靠着所述导线，这样，所述导线则被容纳在所述凹腔中。另一电极是朝向所述支承面成锥的，这样，所述支承面窄于所述另一电极的相对的座部。
图1为透视图，示出本发明第一实施例的方法的实现；
图2A和2B分别为正和侧视图，示出本发明实施例的方法的实现；
图3A-3E为正视图，示出本发明实施例的方法的实现步骤；
图4A和4B为用于比较的正视图，分别示出本发明实施例与传统实例中电流的流动方式；
图5A和5B为用于比较的剖视图，分别示出本发明实施例与传统实例中联接部分的截面；
图6A和6B为前视图，分别示出传统联接方法的进行和由此而获的联接部分；
图7A和7B为前视图，分别示出另一传统联接方法的进行和由此而获的联接部分的截面；以及
图8A-8E为正视图，示出图7所示传统方法进行的步骤。
图1为示出本实施例联接方法的进行。图2A和2B为其前和侧视图。
为了实现该联接方法，需要使用点焊所用的上电极(线端电极)27和下电极(端子端电极)25，其顶端先要进行特定的加工。此外，具有弯成U型的导线联接部分13a的端子13用作端子。在端子13侧的下电极25成锥形。下电极的顶端具有小到仅能放置端子13的导线联接部分13a的平表面25a。此外，在导线1侧的上电极27的上端表面上形成与导线1的裸露部分1a相对应的凹槽27a。
在进行联接时，如图3A所示，端子13的导线联接部分13a以13a的内表面面向上，而1a放在13a的内表面上的方式放在下电极25的平面25a上。如图3B所示，上电极27对着交叠的部分向下移动，这样，上电极27的凹槽27a与13a的上表面紧密接触。在此状态下，在电极25和27受压使电流流过其间时使上电极27进一步向下移动。
如图3C和3D所示，在1a被包在13a中且27a使其保持原形状而不被压成片的情况下将1a与13a焊起来。结果，如图3E所示获得具有近似半圆部分的裸芯1a的联接部分20。在此情况下，由于下电极25经具有最小表面的平面25a与导线联接部分13c相接触，电流流路较窄，且电流流路的电阻增加，从而使加热效率提高。
这一点将比较着图7A和7B所示传统实例而加以简单描述。
图4A和4B示出彼此不同的图4A的传统实例的电流流动方式与图4B的本实施例的电流流动的方式。在此图中，由箭头表示电极间的电流流动。在传统实例中，13a与下电极15的接触面如此之大，使流路变宽。因而电流流路中的电阻R较小。另外，在此实施例中，13a与下电极25间的接触面如此之小，使流路变窄。因此，电阻R较大。
在点焊情况下，发热量由下式表示：
    Q＝12Rt
其中：
I：焊接电流(安培)
R：电阻(欧)
t：焊接时间(秒)
Q：发热量(焦耳)
因于本实施例的电阻R大于上述传统实例的电阻R，在同样的I和同样的t下，发热量Q将大于传统的，因此在本实施例中发热效率较高。
图5A和5B分别示出传统实例和本实施例中联接部分的剖面。这些图示意性地示出借助显微镜所观察到的截面的状态。根据肉眼观察和借助显微镜观察的截面的比较，在传统实例(图5A)中裸芯1a与导线联接部分13a之间的界面K中可以见到一个明显的底纹部分Ka，其发热效率较低，而本实施例中却无此底纹，其发热效率较高。因此，可以发现在裸芯1a与13a间存在的界面K在本实施例中减少了，因而两者的联接牢固程度提高了。
通过对同样条件下对前后两实例中联接部分机械强度的测试，得到如下如果：
    接伸强度     剥离强度
    比较例     8.5kgf     7.0kgf
    本发明     9.0kgf     8.2kgf
在这些实例中，可以确认，在本实施例中的机械强度增加大于比较例中的情况。
如上所述，根据本发明，在点焊时，导线被端子的U形导线联接部分与导线侧电极的凹槽所包围。因此，在联接部分导线的形变可降低，导线的变形或芯线的损毁可降低。因而可获得几乎与稳定焊接部分的导线强度相等的拉伸强度。
根据本发明的另一方面，在焊接部分的发热效率提高，因此可以用较低能量实现良好焊接，且端子与导线或导线与导线之间的联接牢固程度可提高。因而可以提高导线的剥离强度或联接部分的电气特性。

Claims (7)

1.一种经点焊使具有U形导线联接部分的端子与导线联接起来的方法，其特征在于包括下列步骤：
在一对电极之一中形成与所述导线的一部分相对应的凹槽；
将所述导线叠放在所述U形导线联接部分的内表面上；
定位所述端子，使所述端子置于所述成对电极之间，其中所述导线是容纳在所述一个电极的所述凹槽中的；以及
对所述电极加电流。
2.如权利要求1的方法，其特征在于还包括将所述成对电极的另一个成型为锥形结构的步骤，其中所述电极的末端窄于与其相对的端，所述末端具有一个平表面，其上贴靠着所述的导线联接部分。
3.如权利要求2的方法，其特征在于所述平表面充分大于放置所述导线联接部分的地方。
4.如权利要求1的方法，其特征在于步骤是按所陈述的次序执行的。
5.一种将导线点焊到具有U形导线联接部分的端子上的装置，其特在于包括：
一对联接电极，所述电极之一具有一个形成凹腔的端部，所述电极的另一个具有一个支承面，其中在点焊时，所述端子的所述导线联接部分置于所述另一电极的所述支承面上，且所述的一个电极的所述端部顶靠着所述导线，这样，所述导线则被容纳在所述凹腔中。
6.如权利要求5的装置，其特征在于所述另一电极是朝向所述支承面成锥的，这样，所述支承面窄于所述另一电极的相对的座部。
7.如权利要求6的方法，其特征在于所述支承面为平面。
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