一种免缠线网络通信变压器新结构

摘   要：网络通信变压器由高频脉冲变压器及共模滤波器的组成，也叫网络变压器，用在网络通信接口中，是有线网络接口到集成电路芯片之间不可替代的无源磁性器件，主要在我国生产，全球通信整机市场每年需求量在5000kkpcs以上（大约50亿只，产值45亿元人民币以上），但是目前的生产工艺还没有完全自动化，随着人工工资的逐年上升，厂家希望用自动化设备生产，然而，自动化的高成本也是制约生产的因素，那么，需要进一步的结构创新和工艺改良来提高人工生产效率，适应市场的需求。

关键词：网络通信变压器  缠线  卡线  工时

中图分类号：TM41                                  文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）06（c）-0083-03

Abstract： LAN communication transformers are composed of high-frequency pulse transformers and common mode filters， also known as network transformers. They are used in network communication interfaces and are irreplaceable passive magnetic devices between wired network interfaces and integrated circuit chips. They are mainly produced in China. The global communications market needs more than 5，000 kkpcs a year（about 5 billion， with an output value of more than 4.5 billion yuan）， but the current production process is not yet fully automated. As labor wages rise year by year， manufacturers hope to use automation equipment production， however， the high cost of automation is also a factor that restricts production. Therefore， further structural innovation and process improvement are needed to improve the efficiency of artificial production and adapt to the needs of the market.

Key Words： Network communication transformer; Wire wrap around pin; Tighten wire into slot; Working hours

現有的网络变压器生产工艺中，前工序的磁芯绕线和后工序的浸锡焊接及测试包装都可以由半自动或自动化完成，但是，中间的缠线工序（也就是把线圈的线尾与针脚连接，这个工序占有的人工工时在总产品工时的80%以上）还不能有效自动化，这里涉及到的有效是指的比现有人手工成本低的自动化，不然一个成本高于人工的自动化是无法推广的也是没有意义的。为了解决这个问题，我们开发出了新结构的网络变压器系列产品（参考专利号：201821299447.3），很好地克服了人手工缠线效率低同时工费逐年增长与电子元器件逐年降价的主要矛盾，预计每年给国家节约生产成本2.5亿人民币以上，将有力地提高和促进我国生产力的有效发展，增强我国的产品竞争力。

1  现有典型网络通信变压器的结构介绍

这里以最为常见的额一个典型插脚20pin产品结构为例，如图1和图2所示：缠线就是把机器绕好的线圈的线尾，人手工一圈一圈缠绕在对应的针脚上（每个针上绕3圈），缠绕每一个针脚需要工时在2～5s之间，有些人经过培训和练习可以达到2s绕一个针脚，大多数人在3s一个针脚的水平，还有相当一部分人是4～5s，平均在3～4s之间较多。

2  新开发的免缠线专利结构介绍

这里我们选择有代表性的20pin插脚封装结构作为新结构的实践，其他针数产品也能用这种方法做成免缠线结构。增加了一个卡线用内盒，如图3所示，图4展示的是一个在内盒内放置线圈的带有卡线治具的实物，只需把线圈的线尾卡到内盒对应线槽中，在靠下部分有一排硅胶卡线装置，可以将线尾夹在里面。这种设计是一个线槽放一根线比一个针脚上缠3圈要快，理论上讲是只需要1s时间，也就是这种放线（或者叫卡线）时间只需缠线时间（最快是3s）的1/3。所以，卡线比传统的缠线方法要节约66.67%的缠线时间。

3  卡线工艺产品初步试验过程

这种新结构及新工艺设计把传统的复杂的缠线工艺变为简单的卡线工艺，再次参考图4实物图片，在卡线工序对员工的培训时间也有减少，传统的缠线熟手至少要3个月以上的培训周期，而且还不能保证长时间的工作，每个针脚上缠够3圈，有许多人为提高产量只缠2圈或1圈半，无法在大量生产中保证3圈，也会引起产品可靠性问题，然而， 新的工艺不存在圈数问题，一个槽内一根线，是有和无的问题，比较容易做到，大约只需要不到一周的时间，就可以成为熟手，有测试记录经过2d培训的新员工，卡线的时间为34s一个产品，比缠线工艺最快的40s时间还要短，经过两周熟悉，还能达到了30s以内！

卡好线的内盒与带有针脚的底座之间的装配见图5， 图6是线圈引线与针脚结合点的放大图，从图6中可以看到，变压器线圈的引线是夹在胶壳内针脚和内盒之间，这种连接可靠性较高，在后工序的浸锡焊接过程中也不会偏移盒漏焊，卡线整齐，结构紧凑严密。

4  结论

这种新的卡线工艺与传统缠线工艺比较，有下列优势。

（1）新的工艺实施后发现，彻底消除了人为因素造成的缠线不够圈数的问题，因为，卡线不存在少圈问题，只是个有和无的问题。

（2）新工艺产品可靠性高，内壳在线圈和内部针脚的焊锡点之间做绝缘隔离，经过可靠性试验发现，减少了线圈和内部锡点之间的短路问题，也能保证足够的绝缘耐压。

（3）新的结构需要安装内壳到治具上，比传统的缠线工艺增加一定的时间，总体来说，新的设计总工时比现有工艺少50%以上，极大提高和改良了行业内的生产力水平。

（4）新工艺虽然增加了内壳，增加了大约5%的成本，但是，在后工序的自动化和未来卡线人工智能自动化后，完全可以平衡掉这些成本的增加，为自动化生产提供了保证。

（5）这种新结构设计不会只局限在20pin产品，其他针数的产品都可以适应，例如88pin产品，未来贴片（SMD）产品也能使用类似的结构。

网络信号传输用磁性器件研发，致力于无源RF磁性器件国产化生产。

参考文献

[1] 张源，周慧玲，何大鹏，等.IPC-A-610E电子组件的可接受性[S].2010.

[2] 熊祇兰，余跃军，李宗正.一种新式磁性模组结构[P].[EB/OL]，中国专利：201821299447.3.

[3] Aurelio J. Gutierrez， Electronic Packaging Device and Method [P].美国专利US6395983.