一種免纏線網絡通信變壓器新結構

摘? ?要：網絡通信變壓器由高頻脈沖變壓器及共模濾波器的組成，也叫網絡變壓器，用在網絡通信接口中，是有線網絡接口到集成電路芯片之間不可替代的無源磁性器件，主要在我國生產，全球通信整機市場每年需求量在5000kkpcs以上（大約50億只，產值45億元人民幣以上），但是目前的生產工藝還沒有完全自動化，隨著人工工資的逐年上升，廠家希望用自動化設備生產，然而，自動化的高成本也是制約生產的因素，那么，需要進一步的結構創新和工藝改良來提高人工生產效率，適應市場的需求。

關鍵詞：網絡通信變壓器? 纏線? 卡線? 工時

中圖分類號：TM41? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：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

現有的網絡變壓器生產工藝中，前工序的磁芯繞線和后工序的浸錫焊接及測試包裝都可以由半自動或自動化完成，但是，中間的纏線工序（也就是把線圈的線尾與針腳連接，這個工序占有的人工工時在總產品工時的80%以上）還不能有效自動化，這里涉及到的有效是指的比現有人手工成本低的自動化，不然一個成本高于人工的自動化是無法推廣的也是沒有意義的。為了解決這個問題，我們開發出了新結構的網絡變壓器系列產品（參考專利號：201821299447.3），很好地克服了人手工纏線效率低同時工費逐年增長與電子元器件逐年降價的主要矛盾，預計每年給國家節約生產成本2.5億人民幣以上，將有力地提高和促進我國生產力的有效發展，增強我國的產品競爭力。

1? 現有典型網絡通信變壓器的結構介紹

這里以最為常見的額一個典型插腳20pin產品結構為例，如圖1和圖2所示：纏線就是把機器繞好的線圈的線尾，人手工一圈一圈纏繞在對應的針腳上（每個針上繞3圈），纏繞每一個針腳需要工時在2～5s之間，有些人經過培訓和練習可以達到2s繞一個針腳，大多數人在3s一個針腳的水平，還有相當一部分人是4～5s，平均在3～4s之間較多。

2? 新開發的免纏線專利結構介紹

這里我們選擇有代表性的20pin插腳封裝結構作為新結構的實踐，其他針數產品也能用這種方法做成免纏線結構。增加了一個卡線用內盒，如圖3所示，圖4展示的是一個在內盒內放置線圈的帶有卡線治具的實物，只需把線圈的線尾卡到內盒對應線槽中，在靠下部分有一排硅膠卡線裝置，可以將線尾夾在里面。這種設計是一個線槽放一根線比一個針腳上纏3圈要快，理論上講是只需要1s時間，也就是這種放線（或者叫卡線）時間只需纏線時間（最快是3s）的1/3。所以，卡線比傳統的纏線方法要節約66.67%的纏線時間。

3? 卡線工藝產品初步試驗過程

這種新結構及新工藝設計把傳統的復雜的纏線工藝變為簡單的卡線工藝，再次參考圖4實物圖片，在卡線工序對員工的培訓時間也有減少，傳統的纏線熟手至少要3個月以上的培訓周期，而且還不能保證長時間的工作，每個針腳上纏夠3圈，有許多人為提高產量只纏2圈或1圈半，無法在大量生產中保證3圈，也會引起產品可靠性問題，然而， 新的工藝不存在圈數問題，一個槽內一根線，是有和無的問題，比較容易做到，大約只需要不到一周的時間，就可以成為熟手，有測試記錄經過2d培訓的新員工，卡線的時間為34s一個產品，比纏線工藝最快的40s時間還要短，經過兩周熟悉，還能達到了30s以內！

卡好線的內盒與帶有針腳的底座之間的裝配見圖5， 圖6是線圈引線與針腳結合點的放大圖，從圖6中可以看到，變壓器線圈的引線是夾在膠殼內針腳和內盒之間，這種連接可靠性較高，在后工序的浸錫焊接過程中也不會偏移盒漏焊，卡線整齊，結構緊湊嚴密。

4? 結論

這種新的卡線工藝與傳統纏線工藝比較，有下列優勢。

（1）新的工藝實施后發現，徹底消除了人為因素造成的纏線不夠圈數的問題，因為，卡線不存在少圈問題，只是個有和無的問題。

（2）新工藝產品可靠性高，內殼在線圈和內部針腳的焊錫點之間做絕緣隔離，經過可靠性試驗發現，減少了線圈和內部錫點之間的短路問題，也能保證足夠的絕緣耐壓。

（3）新的結構需要安裝內殼到治具上，比傳統的纏線工藝增加一定的時間，總體來說，新的設計總工時比現有工藝少50%以上，極大提高和改良了行業內的生產力水平。

（4）新工藝雖然增加了內殼，增加了大約5%的成本，但是，在后工序的自動化和未來卡線人工智能自動化后，完全可以平衡掉這些成本的增加，為自動化生產提供了保證。

（5）這種新結構設計不會只局限在20pin產品，其他針數的產品都可以適應，例如88pin產品，未來貼片（SMD）產品也能使用類似的結構。

網絡信號傳輸用磁性器件研發，致力于無源RF磁性器件國產化生產。

參考文獻

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