接插件的焊接方法和設備的製作方法

2023-12-11 08:29:47 1

專利名稱：接插件的焊接方法和設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及電子技術領域，尤其涉及一種接插件的焊接方法和設備。
技術背景隨著通信技術的發展，印刷電路板(Printed Circuit Board, PCB)的集成 度越來越高，晶片的功能也越來越豐富，因此，業界對印刷電路板上接插件的 焊接要求也越來越高，希望接插件的焊接能夠做到牢固、可靠，特別是對一些 體積、質量較大的獨立接插件，如外購的獨立電源才莫塊，更是需要保證接插件 焊接的可靠性。以電源模塊通過焊接的方式固定在印刷電路板上為例，傳統的焊接技術主 要是波峰焊技術，如圖1所示，波峰焊技術是將泵作用在有熔融的液態焊料的 焊料槽，在焊料槽液面形成特定形狀的焊料波，插裝了接插件的印刷電路板置 於傳送鏈上，以特定角度和浸入深度穿過焊料波的波峰，焊料進入印刷電路板 的通孔中，將印刷電路板的通孔的底面和電源模塊的管腳焊接在一起。在實際的焊接過程中，由於體積、質量較大的接插件的管腳也比較粗大， 在焊接時需要較多的坪料才能將其可靠地固定在印刷電路板上，並且諸如電源 模塊之類的接插件一般都固定在印刷電路板的頂面，而利用傳統的波峰焊技術 將接插件焊接在印刷電路板上時，由於熔融的液態焊料處於印刷電路板的底 面，在重力的作用和電源模塊封裝孔徑的限制，能夠進入印刷電路板通孔中的 焊料較少，接插件與印刷電路板的連接部分主要是通孔底面與接插件管腳形成 的焊點區域，即印刷電路板底面的焊盤處，這樣很可能使電源模塊的管腳和印 刷電路板通孔內壁的焊接不充分，造成虛焊，進而對印刷電路板造成可靠性的 隱患。另外，在傳統的波峰焊過程中，接插件管腳的長度不能太短，保證管腳能夠穿透印刷電路板，才能使通孔底面與接插件管腳形成焊點。而印刷電路板 的薄厚根據情況會有不同，這樣就需要在印刷電路板設計之初根據板的厚度定 制不同管腳長度的接插件，提高了生產成本。發明內容本發明提供一種接插件的焊接方法和設備，以提高接插件焊接在印刷電路 板上的可靠性。一種接插件的焊接方法，該方法包括將網板的開孔和印刷電路板頂面的焊盤對齊，並接觸放置，其中，網板各 開孔的位置關係與印刷電路板各焊盤的位置關係相同；通過網板的開孔將焊料覆蓋印刷電路板的焊盤和焊盤的通孔中，並移走網板；將接插件的管腳插裝到印刷電路板的焊盤的通孔中，並進行回流操作。 一種接插件的焊接設備，所述設備包括放置模塊，用於將網板的開孔和印刷電路板頂面的焊盤對齊，並接觸放置， 其中，網板各開孔的位置關係與印刷電路板各焊盤的位置關係相同；焊料覆蓋模塊，用於通過網板的開孔將焊料覆蓋印刷電路板的焊盤和焊盤 的通孔中；移走模塊，用於在所述焊料覆蓋模塊將焊料覆蓋印刷電路板的焊盤和焊盤 的通孔中後，移走網板；插裝^^莫塊，用於將"l妻插件的管腳插裝到印刷電路板的焊盤的通孔中；回流模塊，用於將接插件和印刷電路板進行回流操作。本發明通過網板在印刷電路板頂面的焊盤和通孔中覆蓋焊料的方法，使接 插件的管腳插裝到印刷電路板的焊盤的通孔時，焊料能夠附著在接插件的管腳 和通孔的內壁中，進行回流操作時，由於頂面焊盤上塗敷有焊料，在加熱使焊 料溶化的過程中，頂面焊盤與接插件管腳形成連接焊點，同時，由於焊盤的通孔內壁上沾有焊料，因此，在通孔內，接插件的管腳也會和通孔內壁形成連接 焊點。由於接插件和印刷電路板至少形成了兩處連接焊點，提高了焊接的可靠 性。


圖1為波峰焊技術示意圖；圖2為本發明實施例一中接插件的焊接方法步驟流程示意圖； 圖3為一個印刷電路板頂面的俯—見圖；圖4為進行回流操作之後接插件和印刷電路板頂層焊盤的焊點示意圖； 圖5為本發明實施例二中接插件的焊接設備結構示意圖。
具體實施方式
下面結合說明書附圖對本發明實施例進行相信描述。在本發明各實施例中涉及的印刷電路板頂面和底面分別是如圖1所示的頂 面和底面。頂面是指在傳統波峰焊技術中不浸入焊料波的一面，即本發明中固 定待焊接的接插件所在的面；底面是在傳統的波峰悍技術中浸入焊料波的一 面，在底面可能有待焊接的接插件管腳穿過，也可能沒有待焊接的接插件管腳 穿過。如圖2所示，為本發明實施例一中接插件的焊接方法步驟流程示意圖，從 圖中可以看出該方法包括以下步驟步驟101:為印刷電路板製作網板，所述網板中各開孔的位置關係與印刷 電路板中焊盤的位置關係相同。網板是一種用於給印刷電路板塗敷焊料的輔助鋼板，厚度通常為0.12mm 或者0.15mm。在為印刷電路板的一面設計網板時，根據印刷電路板該面焊盤 的數量、位置關係、形狀和大小，在網板上製作了多個開孔，這些開孔的數量 與印刷電路板該面焊盤的數量相同，每個開孔一"^^對應一個焊盤，即各開孔的位置關係與印刷電路板中焊盤的位置關係相同。開孔的形狀和大小可以按照焊盤的形狀來製作，如圖3所示，為一個印刷電路板頂面的俯視圖，從圖3中 可以看出，箭頭所指的白色區域為焊盤1，焊盤l內包圍著的黑色區域是通孔， 因此，與圖3中焊盤1對應的網板開孔的形狀和面積大小可以與焊盤1的形狀 和面積大小相同，進一步地，將焊盤1對應的網板開孔的面積大小設計成略大 於焊盤1的面積大小也可以，如設計的網板開孔的直徑可以比對應的焊盤1的 直徑大3%-5%。步驟102:將網板的開孔與印刷電路板頂面的焊盤對齊，並接觸放置。 在印刷電路板與接插件焊錫之前，將網板接觸^:置在印刷電路板的頂面上，並保證網板上的開孔與印刷電路板的焊盤一一對齊。步驟103:通過網板的開孔將焊料覆蓋印刷電路板的焊盤和焊盤的通孔中。 本步驟中，向焊盤和焊盤的通孔內覆蓋焊料的方法可以有多種，包括但不限於以下兩種第一種方法將焊料塗敷在網板上後刮平，由於網板的開孔和印刷電路板 的焊盤對齊，因此，焊料能夠通過網板上的開孔覆蓋到焊盤和焊盤的通孔。為 了能夠使更多的焊料進入焊盤和通孔，可以在網板上反覆多次塗敷、刮平焊料。第二種方法通過網板的開孔向對齊的焊盤和焊盤的通孔內澆注焊料。在本步驟中還需要注意覆蓋焊料量，其算法可以如下首先將焊盤的通孔體積減去插入該通孔的接插件的管腳體積，得到焊料固 化後的體積，然後再根據得到的焊料固化後的體積和焊料固化時的收縮量，確 定實際需要的坪料體積。例如，焊料由熔融狀態變換為固體時有50%的收縮量， 則實際需要的焊料體積就是焊料固化後體積的2倍。步驟104:將接插件插裝到印刷電路板。在本步驟中，將接插件插裝到印刷電路板，即讓接插件的管腳插裝到印刷 電路板的通孔中，由於在焊盤和通孔都塗敷有焊料，因此在管腳插入通孔時焊 料將被管腳順帶進入到印刷電路板通孔中，即，在接插件的管腳和印刷電路板通孔的內壁上都會有焊料。如果步驟103中在網板上反覆多次塗敷焊料，則本 步驟中將可能有較多的焊料進入印刷電路板通孔的內壁中。 步驟105:將接插件和印刷電路板進行回流操作。回流技術是通過加熱熔化塗敷到印刷電路板焊盤通孔內的焊料(可以是膏 狀軟纖焊料)，實現接插件的管腳與印刷電路板焊盤之間的焊接。在回流操作 中，由於頂面焊盤上塗敷有焊料，在加熱使焊料溶化的過程中，頂面焊盤與接 插件管腳形成連接焊點，同時，由於焊盤的通孔內壁上沾有焊料，因此，在通 孔內，接插件的管腳也會和通孔內壁形成連接焊點，在進行回流操作之後，接 插件和印刷電路板至少形成了兩處連接焊點。如圖4所示，是進行回流操作之 後接插件(圖4中是電源模塊)和印刷電路板頂層焊盤的焊點示意圖，由於在 頂面焊盤和通孔內壁都有連接焊點，因此，焊接的可靠性大大提高了。如果本實施例中涉及的接插件是電源模塊，由於電源模塊的管腳需要承載 較大的電流，電源模塊的管腳和通孔內壁之間的接觸電阻過大會造成較大的電 壓壓降，因此，電源模塊的管腳和通孔內壁之間的接觸電阻是越小越好。而通 過本實施例的焊接方法後，電源模塊的管腳分別和頂面焊盤、通孔內壁形成焊 接點，降低了接觸電壓，避免了較大的電壓壓降，使電源模塊更好地工作在印 刷電路板中。步驟106:將接插件和印刷電路板進行波峰焊操作。本步驟可以是一個優選的步驟，用於接插件的管腳能夠穿過整個印刷電路 板的情況，通過本步驟的操作，形成了接插件管腳和印刷電路板底面焊盤的連 接焊點，進一步增強了焊接的可靠性。如果接插件的管腳不能穿透印刷電路板， 則不需要進行本步驟的操作。本發明實施例二還記載了 一種接插件的焊接設備，是與實施例 一屬於同一 構思下的方案，本實施例二中的設備邏輯上可以劃分為如圖5所示的模塊放 置模塊11、焊料覆蓋模塊12、移走模塊13、插裝模塊14和回流模塊15,其 中放置模塊11用於將網板的開孔和印刷電路板頂面的焊盤對齊，並接觸放置，其中，網板各開孔的位置關係與印刷電路板各焊盤的位置關係相同；焊料 覆蓋模塊12用於通過網板的開孔將焊料覆蓋印刷電路板的焊盤和悍盤的通孔 中；移走模塊13用於在所述焊料覆蓋模塊將焊料覆蓋印刷電路板的焊盤和焊 盤的通孔中後，移走網板；插裝模塊14用於將接插件的管腳插裝到印刷電路 板的焊盤的通孔中；回流模塊15用於將接插件和印刷電路板進行回流操作。所述設備還包括波峰焊模塊16,用於將接插件和印刷電路板底面進行波峰 焊操作；焊料體積確定模塊17用於將焊盤的通孔體積減去插入該通孔的接插 件的管腳體積，得到焊料固化後的體積，並根據得到的焊料固化後的體積和焊 料固化時的收縮量，確定實際需要的焊料體積。在本實施例中，各模塊可以是由多個機械設備組成的邏輯模塊，如波峰焊 模塊16就可以是如圖1所示的多種機械設備構成。本實施例不限定組成各才莫 塊的機械和電子設備的機構。通過本發明實施例提供的方法和設備，可以在頂面坪盤與接插件管腳形成 連接焊點，同時還可以由接插件的管腳和通孔內壁形成連接焊點，進一步地， 通過波峰焊技術後，可以形成接插件管腳和印刷電路板底面焊盤的連接焊點， 提高了焊接的可靠性。另外，利用本發明方案焊接接插件時，不需要考慮接插 件管腳的長度，對於管腳較短不能穿透印刷電路板的接插件而言，也能夠將其 可靠地焊接在印刷電路板上，減少了生產成本，另一方面使得同樣管腳長度的 接插件可以應用於不同厚度的印刷電路板，提高了靈活性。明的精神和範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及 其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1、一種接插件的焊接方法，其特徵在於，該方法包括將網板的開孔和印刷電路板頂面的焊盤對齊，並接觸放置，其中，網板各開孔的位置關係與印刷電路板各焊盤的位置關係相同；通過網板的開孔將焊料覆蓋印刷電路板的焊盤和焊盤的通孔中，並移走網板；將接插件的管腳插裝到印刷電路板的焊盤的通孔中，並進行回流操作。
2、 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，在進行回流操作之後，所述 方法還包括將接插件和印刷電路板底面進行波峰焊操作。
3、 如權利要求l所述的方法，其特徵在於，所述網板的開孔與印刷電路板中對應位置的焊盤形狀相同，且該開孔的面 積不小於對應位置的焊盤面積。
4、 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，覆蓋印刷電路板的焊盤和焊 盤的通孔中的焊料的體積是根據以下步驟確定的將焊盤的通孔體積減去插入該通孔的接插件的管腳體積，得到焊料固化後 的體積；根據得到的焊料固化後的體積和焊料固化時的收縮量，確定實際需要的焊 料體積。
5、 如權利要求1所述的方法，其特徵在於，通過網^1的開孔將焊料覆蓋 印刷電路^1的焊盤和焊盤的通孔，包括將焊料塗敷在網板上並刮平，使焊料通過網板的開孔塗敷到印刷電路板的 焊盤和焊盤的通孔。
6、 一種接插件的焊接設備，其特徵在於，所述設備包括放置模塊，用於將網板的開孔和印刷電路板頂面的焊盤對齊，並接觸放置， 其中，網板各開孔的位置關係與印刷電路板各焊盤的位置關係相同；焊料覆蓋模塊，用於通過網板的開孔將焊料覆蓋印刷電路板的焊盤和焊盤的通孔中；移走模塊，用於在所述焊料覆蓋模塊將焊料覆蓋印刷電路板的悍盤和焊盤 的通孔中後，移走網板；插裝模塊，用於將^t妄插件的管腳插裝到印刷電路^1的焊盤的通孔中； 回流模塊，用於將接插件和印刷電路板進行回流操作。
7、 如權利要求6所述的設備，其特徵在於，所述設備還包括 波峰焊模塊，用於將接插件和印刷電路板底面進行波峰焊操作。
8、 如權利要求6所述的設備，其特徵在於，所述設備還包括 焊料體積確定模塊，用於將焊盤的通孔體積減去插入該通孔的接插件的管腳體積，得到焊料固化後的體積，並根據得到的焊料固化後的體積和焊料固化 時的收縮量，確定實際需要的焊料體積。
全文摘要
本發明公開了一種接插件的焊接方法，該方法包括將網板的開孔和印刷電路板頂面的焊盤對齊，並接觸放置，其中，網板各開孔的位置關係與印刷電路板各焊盤的位置關係相同；通過網板的開孔將焊料覆蓋印刷電路板的焊盤和焊盤的通孔中，並移走網板；將接插件的管腳插裝到印刷電路板的焊盤的通孔中，並進行回流操作。通過本發明，可以分別在頂面焊盤與接插件管腳形成連接焊點、接插件的管腳和通孔內壁形成連接焊點，由於接插件和印刷電路板至少形成了兩處連接焊點，可以提高焊接的可靠性。本發明還公開了一種接插件的焊接設備。
文檔編號H05K3/34GK101404857SQ20081017654
公開日2009年4月8日 申請日期2008年11月17日 優先權日2008年11月17日
發明者褚玉軍 申請人:福建星網銳捷網絡有限公司