网络变压器生产制造目前业界已基本实现了单   制程或后段工序全自动生产，如前段的变压器线圈绕  线，内 Pin 脚全自动浸锡，全自动性能测试，以及后   段的测试印字包装一体化等；但整个生产制程中制约  生产效率，且成本投入最大的工序：线圈绕脚，却始  终以人工手工作业的方式完成，无法实现自动化。在  各制程逐步实现自动化的情况下，人工绕脚工时占据  了整个生产制程的 80%。当然，个别生产厂商也有向  自动化方向进行尝试，如业界龙头企业普思电子早在  2012 年就进行了相关自动化制程的研发投入，但最终  结果是，效率低、不良高， 其生产效率及良率完全无   法与人工作业相比较，也就失去了自动化生产提效率、 降成本的基本出发点，最后不了了之。究其根本原因  在于：一、辨别并拾取线圈引线的复杂性（四色线材   穿环后搭配组合形成 6 根信号引线）；二、牵引线圈   引线进行绕脚动作的局限性（网络变压器 PIN 脚排列  相对紧密，绕脚牵引动作空间受到很大限制）。在该   工序短时间内无法取得自动化重大突破的背景下，如  何优化结构设计提高人工效率就成了可预见的有效   的改善方向。对此， 我们开发出了变绕脚工艺为挂线  工艺的新变压器结构，并通过结构的优化，将原来需  要分别进行内 Pin 脚镀锡和外 Pin 脚镀锡的两项工艺  流程简化为同时浸锡且只浸一次的方式，同时减少了  粘接上盖的工序，大大节省人工绕脚工时，并简化了  工艺流程，将有效的降低产品生产成本，提升产品竞  争力。

1.现有网络变压器结构及制程介绍

以业界常用插件式 20Pin 网络变压器结构为例， 其制作流程大致分为以下几个步骤：线包自动化机穿 绕制->人工绕脚->内 Pin 脚浸锡焊接->产品初步电 气性能测试->点胶粘接固定线包并烘烤->上盖点胶 并烘烤固定盖壳->外 Pin 镀锡->产品丝印->成品测 试->包装。如图 1 所示：绕脚就是人工手持镊子夹住 线包信号引线将其缠绕在胶壳 Pin 脚上，再通过后续 的浸锡焊接，实现线包信号引线与胶壳 Pin 脚物理导 通。为了确保缠绕稳固不会松动脱落以及焊接的可靠

性，通常要求绕脚圈数单线不低于 2 圈，绞线则至少 1.5 圈。以图示 20Pin 结构为例，一般情况下，有经 验的人员完成一个产品 20 个 Pin 脚的绕制需要至少 60s，平均每个脚为 3s；熟练度和经验需要长时间的 积累，对新员工而言往往只能做到 5s/Pin，上手时间 慢，短时间内效率提升不起来。

图 1. 绕脚图示

对于经典的插件式 20Pin 网络变压器，如图 2 所 示，其结构为上下组装式。组装的过程相对简单， 但 要确保组装的牢固性，通常会在上盖内施加粘接剂， 组装后待其固化实现上下结构稳固粘接。固化的方式 根据粘接剂的类型和应用可采取烘烤或者自然固化。 但，无论是采用哪一种方式，对产品而言都会增加制 程时间和设备、人员投入。

2.新开发嵌入组装式网络变压器结构介绍

还是以经典的插件式 20Pin 网络变压器为基础进 行开发实践，其设计成品呈现如下图 2，主要构成分 两部分，其一为带有线槽的托盘结构底座，用于收纳 线包、梳理引线；另一部分则为带 Pin 针的上盖部分。 制程实现原理如下：

首先，将线包放置于底座中后，区别于原制程工 艺的绕脚动作，本设计方案是将各个线包的引线按电 气电路梳理至对应底座的线槽中，然后将其卡入治具 的夹口进行拉直固定。第二步则是将带 Pin 针的上盖 顺线槽插入底座到一定位置，然后使用刀片将之前固 定好的引线延治具切线槽切断，再将上盖完全插入。 完成后，由于线包引线和上盖 Pin 脚均从同一线槽中 引入，所以引线与对应 Pin 脚接触靠拢，再将产品 Pin 脚浸锡，实现 Pin 脚和引线的物理连接，产品成型，

如图 3 所示。

图 2. 新开发嵌入组装式网络变压器结构

图 3.嵌入组装式网络变压器制程简示

以上结构优化后的制程工艺实现了如下3点制程

a.引线与 Pin 脚的连接方式由绕脚式，变成挂线 式，员工操作不再受限于 Pin 脚绕几圈，怎么绕，而 是直接将其理入线槽后卡入夹口即可，大大节省和绕 脚时间。

b.由于引线在 Pin 脚根部相连接，浸锡过程除把 引线与 Pin 焊接在一起外，还对整个 Pin 脚进行了一 次镀锡，这个过程相当于实现原结构的内 Pin 焊锡（引 线与 Pin 焊接）和外 Pin 焊接（Pin 脚镀锡）两个制程 工序。减少了制程流程，缩减制程时间。

c.区别与原结构上盖与下底座的组装固定方式 （点胶固化粘接），新开发嵌入组装式网络变压器，上 下部分有对应卡扣用于固定， 同时，由于产品底部引 线与 Pin 脚焊接形成的焊接锡点也有效的将下底座牢 牢的限定住无法脱落， 如图 3 所示。该固定、结合方 式替代了施胶和胶水固化的制程， 进一步缩减制程时 间，减少制程周期，节约生产成本。

3.新开发网络变压器结构生产实践

由于结构优化所带来的工艺简化，相比与传统的 工艺方式和流程，经过生产实践，具有更好成本优势。

员工通过简单的培训，教授其基础的线包摆放方向以 及引线的对应位置即可上手操作。由于不再以绕脚圈 数作为品质考量点，其生产良率也有所提高。

挂线制程的熟练度由分辨引线、牵引至既定位置、 卡线三个部分组成，而传统工艺则是分辨引线、牵引  至既定位置、绕脚组成， 绕脚是其中工时占比最高的  动作，约 3s，有实际测量，新结构的卡线工时仅仅只   有绕脚的三分之一；通过两周的培训操作，新开发的  网络变压器结构从线包摆放到挂线完成的时间可以   到达 30s，比绕线工艺的熟练工40s 的工时要低很多。  同时，加上减少的外 Pin 浸锡制程工时，和点胶、上   盖、固化的制程工时， 新开发之变压器结构可以节省  工时 20s 左右，整体降低 30%的生产工时，制程优势  明显。

新结构产品品质方面， 由于没有的绕脚带来的 Pin 脚焊点大以及尾线的问题，其焊锡质量明显提高， 虚焊及连焊的问题得到有效的解决。在可靠性方面新 开发之结构具有完全相同的绝缘隔离性能以及耐环 境性，并未因结构的优化造成可靠性的降低。

另外，由于内外 Pin 脚同镀，以及上盖点胶固化 的工艺取消，也可一定程度减少物料及生产设备的投 入，使产品生产制程少设备、少物料， 更加轻量化投 入。

同时，新的结构取消了上盖点胶固化这一需要较 长制程时间的工序，使网络变压器后段各制程可以有 效衔接，避免制程等待，为后段生产全自动化的研究 提供可能。

4.结语

总之，新开发嵌入组装式网络变压器通过结构的 优化，带来生产制程工艺的变革，达到降低生产制程 时间、删减制程工序、降低物料投入以及设备投入的 目的，更符合当下降低成本投入打造具有竞争力产品 的市场需求，在行业自动化瓶颈无法突破的情况下， 不失为最有效的解决方法。

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.