用于制造电气部件的方法及电气部件技术

一种制造电气部件的方法，包括:由聚合物塑料材料和有机金属添加剂形成电枢(1)，电枢包括支撑臂(4)，其绕组(2)由形成匝的导体轨道(10)直接形成在支撑臂(4)的表面上。根据本发明专利技术，为了获得具有高密度匝、具有随时间变化很小的精确排列的绕组，同时使具有任何所需几何形状的绕组设计成为可能，制造方法包括对支撑臂(4)进行激光雕刻，用于雕刻出形成绕组(2)的匝的引发轨道，在其中有机金属添加剂局部激活。然后，该方法包括用导电金属对引发轨道进行金属化，以便根据由引发轨道形成的匝形成导体轨道(10)。体轨道(10)。体轨道(10)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制造电气部件的方法及电气部件


[0001]本专利技术涉及一种制造电气部件的方法以及通过该方法可获得的电气部件。

技术介绍

[0002]电流传感器是用来测量流过电力线的电流的值。这种测量可用于量化电气接收器所消耗的功率和/或电能，或用于检测接收器中的故障。已知如何将Rogowski传感器用作电流传感器，该传感器使用围绕非磁芯的一个或多个导线绕组，这种类型的传感器通常与包括积分电路的信号处理电路相关联。
[0003]例如，传感器可以采用沿圆形或矩形轨迹延伸的导体绕组的形式。这样就得到了环形线圈，其形成环路。在使用过程中，要测量电流的电力线定位为在轨迹的中心通过由绕组形成的环路。因此，电力线被绕组径向环绕。为了减少对测量的干扰，可以使绕组包括出线匝，出线匝与回线匝交叉，或者回线匝在出线匝内缠绕或在出线匝下方平行，或者导体的从出线匝的绕组的一端出来的未缠绕部分沿着所述绕组的轨迹在相反方向上穿过绕组的内部。EP3171182A1就这一主题给出了一些例子。
[0004]为了构造这种类型的绕组，铜线常规地有时缠绕由环形聚合物塑料制成的芯，有时缠绕在多层印刷电路板上，如FR 3 075 387 A1所述。
[0005]为了使电流传感器更紧凑，FR 3 053 795 A1通过将绕组与铁磁性棒相关联提供了形成一种混合传感器，其布置形成意在由测量电流的导体穿过的开口。
[0006]测量的准确性尤其取决于匝的几何形状的精确度和其空间排列的规律性。此外，为了获得显著的增益，需要较高的匝数。因此，有必要为缠绕导线提供复杂而昂贵的机器。此外，线圈的盘绕限制了匝的密度，缠绕的导体在使用过程中很可能变形，例如在热应力的作用下。最后，使用的盘绕方法和支撑件类型，特别是对于印刷电路板，对绕组和传感器的形状施加了强烈的几何约束。

技术实现思路

[0007]因此，本专利技术旨在通过提出一种新的制造方法来解决现有技术的上述缺陷，旨在获得一种包括具有高密度匝数的绕组的电气部件，匝数的精确排列在时间上变化不大，该制造方法使具有任何所需几何形状的绕组设计成为可能。
[0008]本专利技术的主题是一种电气部件的制造方法，该电气部件优先构成电流传感器。电气部件包括电枢，该电枢由包括聚合物塑料材料和有机金属添加剂的材料组成，所述电枢包括沿引导轨迹延伸的支撑臂。该电气部件还包括绕组，该绕组通过形成绕组的匝的导体轨道直接形成在支撑臂的表面上，该绕组的匝沿引导轨迹分布并环绕引导轨迹。所述制造过程依次包括:提供或制造电枢；激光雕刻所述支撑臂，以雕刻出形成所述绕组的匝且所述有机金属添加剂局部激活的引发轨道(initiator track)；以及用导电金属将引发轨道金属化，从而根据引发轨道形成的匝，直接在支撑臂的表面形成导体轨道。
[0009]本专利技术的基本思想是通过在电枢支撑臂上描绘的导体轨道形成绕组，而不是按照
现有技术中提供的导线形式形成绕组。通过激光雕刻和激活添加剂，然后通过金属化，形成引发轨道，用于根据任何所需几何形状形成具有高分辨率的导体轨道。导体轨道的厚度可例如小于15μm，主要由金属化产生的铜沉积形成，有利的是涂覆了镍阻挡层和金抛光层，约为5μm。因此，可以为绕组获得特别高密度的匝，如果部件的绕组用作传感器，导致绕组的高紧凑性和/或高增益。各匝的特征在于螺距小于400μm，例如约200μm。导体轨道的布局非常精确，因为这本质上是由激光雕刻的精度和金属化的质量决定的。很容易获得所需的绕组形状，因为这取决于激光雕刻的布局和电枢外表面的形状，电枢外表面的形状可以很容易地在制造过程中通过模制成型。由于电枢的支撑臂是笨重零件，每个匝的表面积很容易相对较高，特别是与现有技术的绕组(现有技术的绕组缠绕在印刷电路板而形成)相比，本质上相对不是很厚，经常导致设计的匝具有扁平形状。
[0010]由于导体轨道与电枢的支撑臂紧密相连，因此随着时间的推移，导体轨道保持其初始形状，并且不像由缠绕导线组成的绕组那样在热的影响下对变形非常敏感。
[0011]由于这种高质量的绕组，通过制造工艺获得的电气部件特别适合形成电流传感器，特别是Rogowski传感器，电枢有利地适合形成非磁芯。
[0012]本专利技术的其他可选的和有利的特性如下所述。
[0013]所述支撑臂优选地包括第一侧和第二侧，第一侧和第二侧在所述引导轨迹的两侧上相对且相邻，所述激光雕刻包括:在第一侧激光雕刻引发轨道的第一部分，对于每个匝，引发轨道的第一部分仅形成引发轨道的第一部分；和在第二侧激光雕刻引发轨道的第二部分,对于每个匝，引发轨道的第二部分形成匝的完成所述匝的第一部分的第二部分。
[0014]优选地，所述激光雕刻包括:定位所述电枢，使得所述第一侧面向激光雕刻机取向，从而由所述激光雕刻机执行对所述引发轨道的第一部分的激光雕刻；以及重新定位电枢，使得所述第二侧面向所述激光雕刻机取向，从而由所述激光雕刻机执行对所述引发轨道的第二部分的激光雕刻。
[0015]优选地，所述电枢的制造包括通过将所述材料注入模具来模制所述电枢。
[0016]所述模具优选包括:用于成型支撑臂的成型腔；第一开口，用于注入材料的第一部分；第二开口，用于注入材料的第二部分；以及连接腔，第二开口进入其中，并经由支撑臂的成型腔与第一开口连通。优选地，注射成型包括:将所述材料的第一部分通过所述第一开口注射到所述模具中，使得所述材料的第一部分：进入所述支撑臂的成型腔中，所述支撑臂随后完全由所述材料的第一部分形成；延伸到连接室中。所述注射成型进一步包括通过所述第二开口将所述材料的第二部分注射到所述模具中，从而使所述材料的第二部分在连接腔中与所述材料的第一部分相遇，所述电枢通过将所述材料的第一部分与所述材料的第二部分结合而形成。
[0017]优选地，第一开口和第二开口设置在同一平面上并沿同一方向，从而:通过注入所述材料的第一部分，第一开口使所述电枢的第一螺柱成型；通过注入所述材料的第二部分，所述第二开口使所述电枢的第二螺柱成型，所述第一螺柱和所述第二螺柱配置为用于在印刷电路板上定位所述电气部件。
[0018]优选地，所述制造过程包括:制造或提供铁磁材料棒，并在提供或制造电枢后将该棒附接到属于电枢的附接臂。优选地，所述成型包括在模具中形成支撑臂和附接臂，使得支撑臂和附接臂形成为单件。
[0019]优选地，所述棒的附接包括使用属于所述棒和所述附接臂的互补卡扣器件将所述棒卡扣到所述附接臂。
[0020]优选地，棒附接包括:将所述棒件定位在所述附接臂上，并沿属于所述附接臂的型铆销(snap
‑
riveting pin)旋拧穿过所述棒的型铆孔(snap
‑
riveting hole)；以及通过熔化所述型铆销，将由此定位的棒附接在所述附接臂上。
[0021]本专利技术还涉及一种电气部件，该电气部件可以通过以上定义的制造方法获得，该电气部件包括电枢，该电枢由包括聚合物塑料和有机金属添加剂的材料形成，该电枢包括沿引导轨迹延伸的支撑臂。该电气本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种制造电气部件的方法，优先构成电流传感器，该电气部件包括:
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电枢(1)，由包括聚合物塑料材料和有机金属添加剂的材料组成，所述电枢(1)包括沿引导轨迹(L7；L407)延伸的支撑臂(4)；
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绕组(2；402)，其通过形成绕组(2；402)的匝的导体轨道(10；410)直接形成在支撑臂(4)的表面上，绕组的匝沿引导轨迹(L7；L407)分布并环绕引导轨迹(L7；L407)；制造过程依次包括:
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提供或制造电枢(1)；
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对支撑臂(4)进行激光雕刻，用于雕刻出形成绕组(2；402)的匝的引发轨道(50)，在引发轨道处，有机金属添加剂被局部激活；
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用导电金属金属化引发轨道(50)，以根据由引发轨道(50)形成的匝在支撑臂(4)的表面上直接形成导体轨道(10；410)。2.根据权利要求1所述的制造方法，其中:
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支撑臂(4)包括第一侧(52)和第二侧(53)，它们在引导轨迹(L7；L407)的两侧相对且相邻；
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激光雕刻包括:
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在第一侧(52)上激光雕刻出引发轨道(50)的第一部分(54)，对于每个匝，引发轨道(50)的第一部分(54)仅形成引发轨道的第一部分，和
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仅在雕刻出引发轨道(50)的第一部分(54)之后，在第二侧(53)上激光雕刻出引发轨道(50)的第二部分，对于每个匝，引发轨道(50)的第二部分(55)形成完成该匝的第一部分的匝的第二部分。3.根据权利要求2所述的制造方法，其中激光雕刻包括:
·
定位电枢(1)，使得第一侧(52)面向激光雕刻机(51)取向，从而由激光雕刻机执行对引发轨道(50)的第一部分(54)的激光雕刻；
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重新定位电枢(1)，使得第二侧(53)面向激光雕刻机(51)取向，从而由激光雕刻机(51)执行对引发轨道(50)的第二部分(55)的激光雕刻。4.根据上述权利要求中任何一项所述的制造方法，其中制造电枢(1)包括通过将材料注入模具中来模制电枢(1)。5.根据权利要求4所述的制造方法，其中:
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模具包括:成型腔(31,32)，用于成型支撑臂(4)；第一开口(35)，用于注入材料的第一部分(37)；第二开口(36)，用于注入材料的第二部分(38)；连接腔(34,33)，第二开口(36)进入连接腔中，并经由支撑臂(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：C钱维拉德，L隆多特，L乌兰卡，
申请(专利权)人：施耐德电气工业公司，
类型：发明
国别省市：