CN101292577A - 用于焊接表面安装元件的方法、为此使用的印制电路板和回流焊接炉 - Google Patents

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Abstract

本发明可以在回流焊接炉内将热要求严格的、表面安装的元件与热要求不严格的表面安装元件无铅焊接在印制电路板的一面上。在印制电路板(10)上将热要求严格和非临界的元件(20、22)插入焊膏内。依据本发明，将该印制电路板(10)与其他印制电路板(10)以已装备的第一面向上地通过回流焊接炉(30)运送，并在焊接室(42)内焊接，其中，为此在焊接室(42)内对在其下部区域(46)内作用于印制电路板(10)的热能这样进行调整，使得印制电路板(10)处于下面的面上产生比印制电路板(10)已装备的上面的面上更高的温度。印制电路板(10)处于上面的面上的焊膏通过这种间接加热可靠地熔化；印制电路板(10)处于上面的面上的热要求严格元件上的温度保持在临界温度以下。

Description

用于焊接表面安装元件的方法、为此使用的印制电路板和回流焊接炉
技术领域
本发明涉及一种用于焊接，特别是在回流焊接炉内利用无铅焊膏将热要求严格的元件焊接在印制电路板上的方法、一种用于这种方法的印制电路板和一种回流焊接炉。
背景技术
鉴于规定电子电路中铅含量的法律规定，这种电路的制造商不得不将回流焊接炉上的制造过程转换到无铅元件和无铅焊料上。
然而无铅焊料的熔化温度高于以往所使用的含铅焊料。目前无铅焊料的熔化温度约为217-230℃，而含铅焊料的熔化温度目前约为178-183℃。但需要注意的是，在回流焊接炉内的焊接过程中，必须产生最高260℃的峰值焊接温度，以达到印制电路板上无铅焊料内所需的焊接温度。然而目前焊接在印制电路板上电路所使用的许多电气或者电子元件不能承受无铅焊料的熔化温度，而只能承受最大225℃的峰值温度。表面安装元件(SMD元件)的制造商甚至宣称，它们不准备将目前可获得的SMD元件将来连同外壳制造和提供，这种外壳也适用于回流焊接炉内的焊接峰值温度，正如对无铅焊接来说需要它们那样。
发明内容
本发明的任务因此在于，通过提供一种焊接方法、一种相应的印制电路板和一种回流焊接炉，可以使热要求严格的、表面安装的元件在回流焊接炉内与热要求不严格的表面安装元件(SMD元件)共同无铅焊接，即使热要求严格的元件的外壳在公知的焊接方法中不能承受回流焊接炉内无铅焊接通常所需的焊接峰值温度。
该任务依据本发明通过一种用于在回流焊接炉内利用无铅焊膏将SMD元件焊接在印制电路板上的方法的第一变体方案得以实现，具有以下方法步骤：
·在将焊膏涂覆在印制电路板的第一面上之后，将热要求不严格的SMD元件和至少一个热要求严格的SMD元件插入焊膏内；
·将已装备的印制电路板以其第一面向上地在回流焊接炉内这样定位和输送，即：设置在回流焊接炉焊接室上部区域内的第一热源产生热能，所述热能作用于印制电路板第一面，并在那里所装备的元件上导致一地温度，所述温度小于热要求严格的SMD元件的临界温度；
·其中，设置在回流焊接炉焊接室下部区域内的第二热源产生热能，所述热能作用于印制电路板第二底面，并经过印制电路板向印制电路板的第一面传递，以及在印制电路板第一面上的焊膏内产生熔化，
·在将SMD元件焊接在印制电路板第一面上后，将无铅焊膏涂覆在印制电路板的第二面上，并将热要求不严格的SMD元件插入第二面上的焊膏内；
·印制电路板以其已装备了的第二面向上地在回流焊接炉内这样定位和输送，即：第一热源产生热能，所述热能作用于印制电路板处于上面的第二面，并导致无铅焊膏熔化，
·其中，设置在回流焊接炉焊接室下部区域内的第二热源的放热至少这种程度上受到节制，使地在印制电路板下面第一面上、以及在已经焊接在其上面的SMD元件处达到一定温度，所述温度小于热要求严格的SMD元件的临界温度。
上述任务还通过一种用于在回流焊接炉内利用无铅焊膏在印制电路板上焊接SMD元件的方法的、依据本发明的另一变体方案得以实现，具有以下方法步骤：
·在将焊膏涂覆在印制电路板的第一面上之后，将热要求不严格的SMD元件和至少一个热要求严格的SMD元件插入焊膏内；
·将已装备的印制电路板以其第一面向上地在回流焊接炉内这样定位和输送，即：设置在回流焊接炉焊接室上部区域内的第一热源产生热能，所述热能作用于印制电路板第一面，并在那里所装备的元件上导致一定温度，所述温度小于热要求严格的SMD元件的临界温度；
·其中，设置在回流焊接炉焊接室下部区域内的第二热源产生热能，所述热能作用于印制电路板第二底面，并经过印制电路板向印制电路板的第一面传递，以及在印制电路板第一面上的焊膏内产生熔化，
·在将SMD元件焊接在印制电路板第一面上后，将无铅焊膏涂覆在印制电路板的第二面上，并将热要求不严格的SMD元件插入第二面上的焊膏内；
·印制电路板以其已装备了的第二面向上地在回流焊接炉内这样定位和输送，即：第一热源产生热能，所述热能作用于印制电路板处于上面的第二面，并导致无铅焊膏熔化，
·其中，在回流焊接炉焊接室下部区域内设置冷却装置，其用于冷却印制电路板处于下面的第一面和已经焊接在其上面的SMD元件，从而在已经焊接在其上面的SMD元件处达到一定温度，所述温度小于热要求严格SMD元件的临界温度。
在依据本发明方法的一种特殊构成中，为印制电路板的第一面装备和焊接至少一个已布线的元件，
·在将焊膏涂覆在第二面上后将印制电路板翻转；
·将已布线元件的连接线或连接引脚从印制电路板的第一面插入为此设计的连接孔内；
·然后翻转印制电路板；以及
·将SMD元件在第二面上插入焊膏内。
在依据本发明方法的另一种实施方式中，回流焊接炉内的第二热源包括至少一个红外线辐射器。
在依据本发明方法的另一种实施方式中，通过部分覆盖印制电路板的第二面，实现第二热源的热能点状作用于印制电路板第二面。
在依据本发明的方法另一种实施方式中，印制电路板的第二面的部分覆盖采用掩模来实现。
在本发明的进一步构成中，设计一种用于依据本发明的方法的、具有至少一个内层的印制电路板，其布局支持向焊膏的导热，所述焊膏用于印制电路板第一面上的热要求严格的SMD元件。
上述任务此外通过一种依据本发明的回流焊接炉第一变体方案得以实现，所述回流焊接炉用于焊接SMD元件、和至少一个在印制电路板第一面上插入无铅焊膏内的热要求严格的SMD元件，该回流焊接炉具有设置在回流焊接炉焊接室上部区域内的第一热源，和设置在回流焊接炉焊接室下部区域内的第二热源，其中，由热源发出的热能可彼此独立地这样调整，
·使得为了将热要求严格的SMD元件焊接在印制电路板的第一面上，由第二热源产生的热能这样作用于印制电路板的第二面，使得热能经过印制电路板传递并熔化印制电路板第一面上的焊膏；以及
·为了焊接在印制电路板的第二面上插入无铅焊膏内的SMD元件，第二热源的放热至少这种程度上受到节制，使得在印制电路板第一面上、以及已经焊接在其上面的SMD元件处达到一定温度，所述温度小于热要求严格SMD元件的临界温度。
在依据本发明的回流焊接炉一种特别优选的实施方式中，第二热源包括至少一个红外线辐射器。
此外，上述任务通过依据本发明的回流焊接炉的另一变体方案得以实现，所述回流焊接炉用于焊接SMD元件和至少一个在印制电路板第一面上插入无铅焊膏内的热要求严格SMD元件，该回流焊接炉具有设置在回流焊接炉焊接室上部区域内的第一热源，和设置在回流焊接炉焊接室下部区域内的第二热源，其中，由热源发出的热能可彼此独立地这样调整，
·使得为了将热要求严格的SMD元件焊接在印制电路板的第一面上，由第二热源产生的热能这样作用于印制电路板的第二面，使得热能经过印制电路板传递并熔化印制电路板第一面上的焊膏；以及
·其中，在为了焊接在印制电路板的第二面上插入无铅焊膏内的SMD元件而翻转印制电路板之后，设置在回流焊接炉焊接室下部区域内的冷却装置这样冷却印制电路板的第一面和已经焊接在其上面的SMD元件，使得在已经焊接在其上面的SMD元件处达到一定温度，所述温度小于热要求严格的SMD元件的临界温度。
在依据本发明的回流焊接炉一种特别优选的实施方式中，第二热源包括至少一个红外线辐射器，和/或者一个由冷却装置和红外线辐射器组成的共用的结构组件。
依据本发明的回流焊接炉的另一种构成涉及由冷却装置和红外线辐射器组成的共用的结构组件，其具有用于冷却剂的连接部。
在依据本发明的回流焊接炉的另一种构成中，由冷却装置和红外线辐射器组成的共用的结构组件具有朝向印制电路板、带肋的表面，在其内设置红外线辐射器。
附图说明
下面借助并参照附图所示的实施例对本发明进行详细说明。其中：
图1示出准备在回流焊接炉内进行焊接的印制电路板的示意图；
图2示出依据本发明的回流焊接炉的一种优选实施方式的示意图；
图3示出用于图2回流焊接炉的、由冷却装置和红外线辐射器组成的结构组件的示意图；
图4以放大比例示出图1印制电路板优选实施方式的节段的示意图；
图5示出一种依据本发明的方法的示意图；以及
图6示出在实施依据本发明的方法时图2回流焊接炉焊接室内典型的温度-时间曲线图。
出于简化的原因，只要合理和符合目的，附图中相同的元件、组件和结构组件配有相同的附图标记。
具体实施方式
图1中示意性地示出印制电路板10及第一面12和第二面14。在印制电路板10的第一面12上，印制导线16和其他情况下也称为焊盘的接触面18与电气或电子元件22连接。出于简化的原因，示出无印制导线、接触面和元件的印制电路板10的第二面14。
在元件方面，热要求不严格的元件20和热要求严格的元件22存在区别。如上面已经介绍的那样，用概念“热要求严格元件”来指那种电气或电子元件，其无法不受损坏地经受无铅焊料的熔化温度和为此在元件上通常存在的峰值温度。“峰值温度”在此是指那种由高于元件的热源和向元件本身直接的热能传递所产生的温度。
如图1所示，元件20、22已经插入涂覆在接触面18上的无铅焊膏24内。图1所示的和其第一面12上已经装备的印制电路板10准备在回流焊接炉30(对此参见图2)内进行焊接。虽然依据本发明用于采用无铅焊膏24焊接SMD元件20、22的固有方法既涉及焊接印制电路板的第一面12，也涉及焊接印制电路板的第二面14，但图1出于概览的原因仅示出已装备和准备焊接的第一面12。在依据本发明用于采用无铅焊膏24焊接SMD元件20、22的方法的这里所介绍的实施方式中，首先由此出发，即热要求严格的元件22仅在印制电路板10的第一面12上定位。图1因此出于简化和概览的原因取消了示出印制电路板10已装备的第二面14。
图2中示意性地示出依据本发明的回流焊接炉30的实施例。如公知的回流焊接炉那样，该回流焊接炉30也具有多个预热室，其中图2出于简化的原因仅示出三个预热室32a、32b、32c。每个这种预热室32a、32b、32c包括一个上部区域34a、34b、34c以及一个下部区域36a、36b、36c，其中上部区域34a、34b、34c内各自设置至少一个热源38a和一个风扇40a，以及在下部区域36a、36b、36c内设置至少一个热源38b和一个风扇40b，用于预热输送过回流焊接炉30的印制电路板10(对此亦参见图1)。
在最后的预热室32c之后，各个印制电路板10被输送到焊接室42内，在那里熔化无铅焊膏24并将印制电路板10(对此亦参见图1)第一面上的元件20、22焊接到相关的接触面18上。如图2所示，通常将多个印制电路板10输送过回流焊接炉30，所述印制电路板10各自在使用上也可以进行合并。印制电路板10由公知的链式输送机输送过回流焊接炉30，其中，图2出于简化的原因仅示意性地示出链式输送带62。
焊接室42包括一个上部区域44和一个下部区域46，它们(如在其他公知的回流焊接炉30中那样)各自包括至少一个上部区域44内的第一热源48和至少一个下部区域46内的第二热源52。但特别的是，在依据本发明的这种回流焊接炉30中，设置在焊接室42上部区域44内的第一热源48的、直接作用于印制电路板10(对此参见图1)第一面12的发热可以相对于第二热源52的发热独立地调整，所述第二热源52在焊接室42下部区域36b内作用于印制电路板10的第二面14。为了分布由第一热源48发出的热能，使用回流焊接炉30焊接室42上部区域44内的风扇50，为了分布由第二热源52发出的热能，使用焊接室42下部区域36b内的风扇54。
如下面还要介绍的那样，为在印制电路板10(对此亦参见图1)的第一面12上依据本发明焊接无铅焊膏24，这样调整第二热源52的发热，使得由其发出的热能经过印制电路板10传递，并熔化印制电路板10第一面12上的焊膏24。相比之下，设置在焊接室42上部区域44内的第一热源48的发热这样调整，使得在印制电路板10第一面12上的热要求严格的SMD元件22上产生的温度小于热要求严格的SMD元件22的临界温度。优选地，第二热源52的发热这样调整，使得在印制电路板10第一面12上的焊膏24内可产生的温度大于通过第一热源48的能量输出而在印制电路板10第一面12上的热要求严格的SMD元件22上产生的温度至少10开尔文(对此亦参见图1)。为实现这些措施，在依据本发明的回流焊接炉30中设计：回流焊接炉30焊接室42下部区域46内的第二热源52包括至少一个，优选地多个，红外线辐射器58b，其直接辐射印制电路板10的第二面14。
下面继续介绍用于采用无铅焊膏焊接SMD元件的方法一种特殊的实施方式，其中也进行印制电路板10第二面14的焊接。在这种情况下涂覆在印制电路板10第二面14上的无铅焊膏24(对此参见图1)，为此直接由于回流焊接炉30焊接室42上部区域44内的第一热源48的发热而熔化。发热在此优选地通过至少一个，但优选多个，红外线辐射器58a来支持，所述一个或所述多个红外线辐射器如图2所示，设置在回流焊接炉30焊接室42的上部区域44内。
正如后面还要介绍的那样，对于这种情况，即：印制电路板10(其在回流焊接炉内焊接印制电路板10的第二面14的元件时向下)的第一面12上的元件20、22上的温度比所要焊接的第二面14的温度低很多，则有意义的是，在焊接室42的下部区域46内进行冷却。在此特别具有优点的是，使用图2所示的、用于冷却的结构组件70。图5和对此所属的说明文字介绍一种特别的、依据本发明的结构组件70，其中上面提到的冷却和在焊接室42的下部区域46内的、图2中所示的红外线辐射器58b在焊接室42的下部区域46内合并成一个单元。
直接在回流焊接炉30的后面，在回流焊接炉30的外面设计外部冷却装置，用于冷却离开焊接室30的、已焊接的印制电路板10。冷却装置由本身公知的冷却风扇60组成，其如图2所示优选地这样设置，使其可以吹拂制电路板10的第一面12和第二面14。
图3以流程图示出依据本发明用于采用无铅焊膏24在回流焊接炉30(对此参见图2)内焊接印制电路板10的方法依据本发明的固有方法。
在将焊膏24涂覆，优选印刷92在印制电路板10的第一面12上之后，对第一面12装备94热要求不严格的SMD元件20和至少一个热要求严格的SMD元件22，优选如图1所示：装备多个热要求严格的SMD元件22，方法是例如利用自动装备机将这些SMD元件20、22插入焊膏24内。在其第一面12上这样进行装备的印制电路板10为进行焊接96与例如一种或者多种用途的其他印制电路板10共同以它们的第一面12向上地在依据本发明的回流焊接炉30(对此亦参见图2)内这样定位和输送，即：上部区域44内的第一热源48作用于印制电路板10的第一面12，其在那里已装备的元件20、22上导致一定温度，所述温度小于热要求严格的SMD元件22的临界温度。回流焊接炉30焊接室42下部区域46内的第二热源52优选地利用一个或者多个红外线辐射器58b辐射，并直接作用于印制电路板10的、处于下面的第二面14。由第二热源52和红外线辐射器58b产生的热能经过印制电路板10传递到印制电路板10的第一面12，从而印制电路板10第一面12上的焊膏24熔化并焊接印制电路板10第一面12接触面18上的元件20、22。为利用无铅焊膏24进行有效的焊接96，值得建议的是：通过间接热传递在焊膏24内产生的温度比在印制电路板10第一面12上的元件20、22上、通过第一热源48产生的温度大至少10开尔文。
如所介绍的那样，印制电路板10第一面12上的焊膏24优选通过焊接室42下部区域46内第二热源52的多个红外线辐射器58b进行间接加热。印制电路板10处于下面的第二面14的辐射在此可以点状调节或者对准印制电路板的第二面14的优选区域，方法是将第二面14例如通过相应的掩模部分覆盖。
在印制电路板10第一面12上的SMD元件20、22焊接96之后，将无铅焊膏24涂覆，优选地印刷98到印制电路板10的第二面14上。然后进行第二面14的装备100，方法是例如通过自动装备机将热要求不严格的SMD元件20插入第二面14上的焊膏24内。
单个印制电路板10或这些印制电路板10为在回流焊接炉30(对此亦参见图2)进行焊接102，以其现在已装备的第二面14向上地在回流焊接炉30内这样定位和输送，即：焊接室42上部区域44内的第一热源48产生热能，所述热能作用于印制电路板10的、处于上面的第二面14，并导致无铅焊膏24熔化，从而按照这种方式将元件焊接在印制电路板10的第二面14上。对于特殊情况来说，已证明有意义的是：将优选地在依据本发明的回流焊接炉30内、在焊接室42的上部区域44内设置的红外线辐射器58a用于加强在焊接102时作用于印制电路板10的第二面14的热能。
如上面已经描述的那样，依据本发明的回流焊接炉30允许彼此独立地调整由焊接室42的热源48、52发出的热能。因此可以在焊接102印制电路板10的第二面14时，在印制电路板10(对此亦参见图2)的指向下的第一面12上的已经焊接的元件和特别是热要求严格的元件22上实现一定温度，所述温度明显低于热要求严格的元件22的临界温度。
为焊接102印制电路板10的第二面14，因此设置在回流焊接炉30焊接室42下部区域46内的第二热源52的发热，相对于设置在回流焊接炉30焊接室42上部区域48内的第一热源52的发热，被节制在印制电路板10第一面12上的单个或这些热要求严格的SMD元件22的临界温度以下。这样防止印制电路板10第一面12上已经焊接的焊料重新熔化。
对于印制电路板10的第一面12除了已经提到的SMD元件20、22外还需要装备已布线的所谓通孔插装技术(THT)元件的情况来说，将这些元件与SMD元件共同焊接在印制电路板10的第二面14上。因为这些THT元件的连接引脚或连接线穿过印制电路板10相应的孔插入，并通到印制电路板10第二面14相应的接触面上或通入其中，所以优选在将用于SMD元件的焊膏涂覆98在印制电路板10的第二面14上时，也在所述的接触面上为THT元件的连接引脚或连接线涂覆焊膏。
通常为了可以将多个THT元件装备在印制电路板10的第一面12上，如图3所示，在将焊膏涂覆，优选印刷98到印制电路板10的第二面14上之后，将印制电路板10翻转，这一点如图3中通过“104”标示。然后在印制电路板10的第一面12上进行依据本发明的方法特别适用的单个或者这些THT元件，例如热要求严格THT元件，的装备106，其中，其连接引脚或连接线从印制电路板10的第一面12通过设计的孔穿过印制电路板10地插入。随后将印制电路板10重新翻转(参见图3中的“104”)并依据方法进行上面已经介绍的、印制电路板10第二面14的SMD元件的装备100。在上面同样已经描述了的焊接102的框架内、优选地在依据本发明的回流焊接炉30(对此参见图2)内，将印制电路板10第二面14上的SMD元件和印制电路板10第一面12上的所述THT元件的焊接部位进行焊接。
在印制电路板10第一面12上热要求特别严格的THT元件的情况下表明，非常具有优点的是：在焊接102(对此参见图3和图5)印制电路板10的第二面14期间，在焊接室的下部区域52内进行附加冷却。因此可以在回流焊接炉30(对此参见图2)内印制电路板10处于下面的第一面12上的、热要求特别严格的THT元件上，产生一定温度，所述温度即使对热要求特别严格的THT元件也没有损坏。如上面已经描述的那样，依据本发明为此在回流焊接炉30(对此参见图2)焊接室42的下部区域46内设计冷却装置，其优选同时作为结构组件70来实施，其中冷却装置和图2所示的红外线辐射器58b在焊接室42的下部区域46内合并成一个单元。下面结合图5对该结构组件70进行详细介绍和描述。
图4示出有针对性地控制印制电路板10第一面12上的无铅焊膏24的间接加热，也就是点状改进或者防止经过印制电路板10热传递的另一种可能性。在那里部分示出的依据本发明的印制电路板10(对此参见图1)上设计至少一个传导的内层64，其通常由铜组成及其布局这样构成，使得向印制电路板10第一面12上的焊膏24的导热在可预先确定的部位上和特别是在印制电路板10第一面12上的热要求严格的元件22接触面18的区域内得到支持。大面积的内层64将热能更好地导过印制电路板10。如图3所示此外也相互导电连接的多个大面积的内层64负责向所期望的、预先规定的接触面18最佳和有控制地导热。
图5示出上述结构组件70的示意透视图，其中冷却装置和图2所示的红外线辐射器58b在焊接室42的下部区域46内合并成一个单元。如图5所示，依据本发明的该结构组件70包括：底板72，例如由陶瓷材料制成的；和在装入回流焊接炉30(对此参见图2)内时向上、对着通过的印制电路板10的辐射表面74。该辐射表面74如图5所示具有肋76，其例如由彼此平行的凸起部和凹陷部组成。如图5所示，在凹陷部内设置相互连接的红外线加热件，优选是线形的红外线(IR)加热件78。这些IR加热件78优选由这里出于简化和概览的原因未示出的可开关电源供电。结构组件70的底板72上设计有彼此连接的孔80，其再与用于冷却剂的连接部82连接，从而冷却剂可以通过结构组件70底板72内的孔80循环并冷却其。连接部82例如可与常见的压缩机连接。如果焊接室42的下部区域46需要冷却，利用在依据本发明的回流焊接炉30(对此参见图2)焊接室42下部区域46内的风扇54，将焊接室42内的气体或者空气通过结构组件70的由冷却剂冷却的辐射表面74输送，并利用冷却的空气流或者气体流吹印制电路板10的第二面14。实践表明，通过在回流焊接炉30焊接室42的下部区域内进行冷却，在焊接印制电路板10的上面时，印制电路板10上面上的元件上的温度与印制电路板底面上的温度之间的温差可以达到约100℃。
除了图5所示的辐射表面74外，对结构组件70也可以使用其它构成的表面，例如以波浪形取代肋形，但其中成型的表面与平面的光滑表面相比应明显加大，以便使通过IR加热件78的热辐射、和(在其它的冷却的情况下)被冷却的表面最佳化。此外，结构组件70取代上述的陶瓷材料可以由金属制造，但IR加热件78则需要相对于金属的辐射表面74隔离。
上面已经介绍了本发明用于在回流焊接炉30的焊接室42内相对于采用无铅焊膏焊接时的温度来保护热要求严格的元件的重要性和所采用的方式。目的因此在于，在接触面18(对此亦参见图1和4)上，也就是焊料内的温度与热要求严格的元件上的温度之间达到尽可能大的温差。为说明利用依据本发明的方法可达到的温差，图6示出回流焊接炉30的焊接室42内典型的温度-时间曲线图110的例子，正如在实施图2依据本发明的方法时达到的那样，而且特别是在焊接96印制电路板10(亦参见图3和所属的说明)第一面12上的元件20、22时。温度-时间曲线图中示出三条曲线：印制电路板10下面的第二面14上温度分布的曲线112、印制电路板10上面第一面12上元件20、22上温度分布的曲线114和接触面18上，也就是所要熔化的焊膏内温度分布的曲线116。
通过回流焊接炉30内作用于印制电路板10下面第二面14的热能，在印制电路板10的下面第二面14上产生最高达245℃的温度，正如从曲线112的最大值可读出的那样。通过印制电路板10的、到印制电路板10上面的第一面12上的、依据本发明所使用的热传递，在接触面18上，也就是在所要熔化的焊膏内达到最高225℃的温度，正如曲线116的最大值所示那样。焊膏内可达到的最大温度因此明显高于用于无铅焊膏焊接所需的温度217℃，其在温度-时间曲线图110中通过虚线120显示。印制电路板10第一面12上的元件20、22上出现的温度不大于约205℃。因此，可达到的与印制电路板10下面第二面14上的温度相关的温差因此约为40℃，并在图6中通过“118”示出。印制电路板10第一面12上的元件20、22上出现的温度因此低于在印制电路板10第一面12上的热要求严格的元件22的临界温度。
附图标记
表格1
  10121416182022243032a32b32c34a34b34c36a36b36c38a38b40a40b424446485052   印制电路板(10)的第一面(10)的第二面(12)上的印制导线(12)上的接触面热要求不严格元件热要求严格元件无铅焊膏回流焊接炉预热室预热室预热室(32a)的上部区域(32b)的上部区域(32c)的上部区域(32a)的下部区域(32b)的下部区域(32c)的下部区域34a、34b、34c内的热源36a、36b、36c内的热源用于(38a)的风扇用于(38b)的风扇焊接室(42)的上部区域(42)的下部区域焊接室上部区域内的第一热源用于(48)的风扇焊接室下部区域内的第二热源   5458a58b606264707274767880829092949698100102104106110112114116118120   用于(52)的风扇(44)内的IR辐射器(46)内的IR辐射器冷却，冷却风扇链式输送带印制电路板的内层结构组件底板辐射表面，带肋的肋红外线/加热件(72)内的孔用于冷却剂的连接部方法印制电路板(LP)第一面印刷焊膏LP第一面装备SMD焊接LP第一面LP第二面印刷焊膏LP第二面装备SMD焊接LP第二面翻转LP装备THT温度分布曲线(14)上的温度(20、22)上的温度(12、18)上的温度(114)与(112)之间的温差无铅焊料(24)的熔化温度

Claims (14)

1.用于在回流焊接炉内利用无铅焊膏在印制电路板上焊接表面安装元件的方法，其特征在于以下方法步骤：
在将所述焊膏涂覆在所述印制电路板的第一面上后，将热要求不严格的表面安装元件和至少一个热要求严格的表面安装元件插入所述焊膏内；
将已装备的所述印制电路板以其第一面向上地在回流焊接炉内这样定位和输送，即：设置在所述回流焊接炉焊接室上部区域内的第一热源产生热能，所述热能作用于所述印制电路板的所述第一面，并且所述热能在那里所装备的所述元件上导致一定温度，所述温度小于所述热要求严格的表面安装元件的临界温度；
其中，设置在所述回流焊接炉的所述焊接室下部区域内的第二热源产生热能，所述热能作用于所述印制电路板第二底面，并且所述热能经过所述印制电路板向所述印制电路板的所述第一面传递并在所述印制电路板的所述第一面上的所述焊膏内产生熔化；
在将所述表面安装元件焊接在所述印制电路板的所述第一面上后，将无铅焊膏涂覆在所述印制电路板的所述第二面上，并将热要求不严格的表面安装元件插入所述第二面上的所述焊膏内；
所述印制电路板以其第二已装备的面向上地在所述回流焊接炉内这样定位和输送，即：所述第一热源产生热能，所述热能作用于所述印制电路板的处于上面的所述第二面，并导致所述无铅焊膏熔化；
其中，设置在所述回流焊接炉的所述焊接室的下部区域内的所述第二热源的放热至少这种程度上受到节制，使得在所述印制电路板的处于下面的所述第一面上、以及在已经焊接在其上的表面安装元件处达到一定温度，所述温度小于所述热要求严格的表面安装元件的临界温度。
2.用于在回流焊接炉内利用无铅焊膏在印制电路板上焊接表面安装元件的方法，其特征在于以下方法步骤：
在将所述焊膏涂覆在所述印制电路板的第一面上后，将热要求不严格的表面安装元件和至少一个热要求严格的表面安装元件插入所述焊膏内；
将已装备的所述印制电路板以其第一面向上地在回流焊接炉内这样定位和输送，即：设置在所述回流焊接炉焊接室上部区域内的第一热源产生热能，所述热能作用于所述印制电路板的所述第一面，并且所述热能在那里所装备的所述元件上导致一定温度，所述温度小于所述热要求严格的表面安装元件的临界温度；
其中，设置在所述回流焊接炉的所述焊接室的下部区域内的第二热源产生热能，所述热能作用于所述印制电路板第二底面，并且所述热能经过所述印制电路板向所述印制电路板的所述第一面传递并在所述印制电路板的所述第一面上的所述焊膏内产生熔化；
在将所述表面安装元件焊接在所述印制电路板的所述第一面上之后，将无铅焊膏涂覆在所述印制电路板的所述第二面上，并将热要求不严格的表面安装元件插入所述第二面上的所述焊膏内；
所述印制电路板以其第二已装备的面向上地在所述回流焊接炉内这样定位和输送，即：所述第一热源产生热能，所述热能作用于所述印制电路板的处于上面的所述第二面，并导致所述无铅焊膏熔化；
其中，在所述回流焊接炉的所述焊接室的下部区域内设置冷却装置，所述冷却装置用于冷却所述印制电路板的处于下面的所述第一面和已经焊接在其上的所述表面安装元件，从而在已经焊接在其上的所述表面安装元件处达到一定温度，所述温度小于所述热要求严格的表面安装元件的临界温度。
3.根据权利要求1或2之一所述的方法，其特征在于，对于为所述印制电路板的所述第一面装备和焊接至少一个已布线的元件的情况，
在将所述焊膏涂覆在所述第二面上后将所述印制电路板翻转；
将所述已布线元件的连接线或连接引脚从所述印制电路板的所述第一面插入为此所设计的连接孔内；
然后翻转所述印制电路板；以及
将所述表面安装元件在所述第二面上插入所述焊膏内。
4.根据权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述回流焊接炉内的所述第二热源包括至少一个红外线辐射器。
5.根据权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，通过部分覆盖所述印制电路板的所述第二面，实现所述第二热源的热能点状作用于所述印制电路板的所述第二面。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述印制电路板的所述第二面的所述部分覆盖采用掩模来实现。
7.用于根据权利要求1-6之一所述方法的印制电路板，其特征在于，所述印制电路板内设计至少一个内层，其布局支持向所述焊膏的导热，所述焊膏用于在所述印制电路板的所述第一面上的所述热要求严格的表面安装元件。
8.回流焊接炉，所述回流焊接炉用于焊接表面安装元件和至少一个在印制电路板第一面上插入无铅焊膏内的、热要求严格的表面安装元件，所述回流焊接炉具有设置在所述回流焊接炉焊接室上部区域内的第一热源、和设置在所述回流焊接炉焊接室下部区域内的第二热源，其中，由所述热源发出的热能可彼此独立这样调整，使得：
为了将所述热要求严格的表面安装元件焊接在所述印制电路板的所述第一面上，由所述第二热源产生的热能这样作用于所述印制电路板的第二面，使得所述热能经过所述印制电路板传递并熔化在所述印制电路板的所述第一面上的所述焊膏；以及
为了焊接表面安装元件，所述表面安装元件在所述印制电路板的所述第二面上插入所述无铅焊膏内，所述第二热源的放热至少这种程度上受到节制，使得在所述印制电路板的所述第一面上、以及在已经焊接在其上的表面安装元件处达到一定温度，所述温度小于所述热要求严格的表面安装元件的临界温度。
9.根据权利要求8所述的回流焊接炉，其特征在于，所述第二热源包括至少一个红外线辐射器。
10.回流焊接炉，所述回流焊接炉用于焊接表面安装元件和至少一个在印制电路板第一面上插入无铅焊膏内的热要求严格的表面安装元件，所述回流焊接炉具有设置在所述回流焊接炉焊接室上部区域内的第一热源、和设置在所述回流焊接炉焊接室下部区域内的第二热源，其中，由所述热源发出的热能可彼此独立地这样调整，使得：
为了将所述热要求严格的表面安装元件焊接在所述印制电路板的所述第一面上，由所述第二热源产生的热能这样作用于所述印制电路板的第二面，使得所述热能经过所述印制电路板传递并熔化在所述印制电路板的所述第一面上的所述焊膏；以及
其中，在翻转印制电路板，用于焊接在所述印制电路板的所述第二面上插入无铅焊膏内的表面安装元件之后，设置在所述回流焊接炉焊接室下部区域内的冷却装置这样冷却所述印制电路板的所述第一面、及已经焊接在其上的所述表面安装元件，使得在已经焊接在其上的所述表面安装元件处达到一定温度，所述温度小于所述热要求严格的表面安装元件的临界温度。
11.根据权利要求10所述的回流焊接炉，其特征在于，所述第二热源包括至少一个红外线辐射器。
12.根据权利要求11所述的回流焊接炉，其特征在于，其将所述冷却装置和所述红外线辐射器组成共用的结构组件。
13.根据权利要求12所述的回流焊接炉，其特征在于，由冷却装置和红外线辐射器组成的所述共用的结构组件具有至少一个用于冷却剂的连接部。
14.根据权利要求12或13之一所述的回流焊接炉，其特征在于，由冷却装置和红外线辐射器组成的所述共用的结构组件具有朝向所述印制电路板的带肋的表面，在其上或者其内设置红外线辐射器。
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