CN101616544A - 一种pcb组件及实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种PCB组件，包括：圆柱形器件和电路板，所述圆柱形器件中间为具有绝缘外表面的本体，两端为焊端；所述电路板包括第一焊盘和第二焊盘，所述第一焊盘和第二焊盘用于分别与所述圆柱形器件的两个焊端焊接，所述电路板还包括至少两个防偏位焊盘，所述防偏位焊盘上具有焊料，所述防偏位焊盘间距和圆柱形器件的外形匹配，在所述圆柱形器件发生偏移时，通过所述防偏位焊盘上的焊料的表面张力对所述圆柱形器件位置进行纠正。本发明中，解决圆柱形器件在加工过程中的滚动及偏位问题，且具备MELF器件偏位后的自动校正能力，从而达到规避焊接缺陷的目的。

Description

一种PCB组件及实现方法

技术领域

本发明涉及元器件与电路板装配技术领域，尤其涉及一种PCB组件及实现方法。

背景技术

MELF(Metal Electrode Face，金属电极表面)器件，主视图如图1a所示，包括具有绝缘外表面的本体和焊端(具有焊锡，能够焊接到焊盘)，长度为L，直径为D3，焊端长度为C。其中，MELF本体为具有绝缘外表面的圆形，焊端可以为两端均为圆形或一端圆形一端方形。当焊端都为圆形时，侧视图如图1b所示，MELF本体直径为D2，圆形焊端直径为D1。

现有技术中，将MELF器件焊接到电路板上采用普通焊盘设计，如图2a所述，电路板210上设置两个焊盘220和230，实线条表示焊盘外形，虚线表示钢网设计外形。MELF器件焊接到电路板后示意图如图2b所示，MELF器件240的两个焊端分别焊接到焊盘220和焊盘230上。

由于MELF器件为圆形，存在较大的不稳定因素，在贴片过程中，如果发生贴偏，即器件没有正好贴到焊盘上，则容易导致焊接后的器件进一步偏位导致焊接不良；另外，在回流焊过程中，轨道传送电路板不稳定同样会导致电路板上器件的严重偏位导致焊接不良。

为了克服上述缺陷，现有技术中在焊盘上进行特殊设计，如图3a所示，在焊盘320和焊盘330上的分别增加一个凹槽340，两个凹槽340对称设置，凹槽340和MELF器件的圆形轮廓匹配。MELF器件焊接到电路板310上的示意图如图3b所示，凹槽340对MELF器件350的圆形外形进行支撑以达到防止器件滚动、偏位的目的。

然而，该种设计方案是在贴片准确的前提下，具备一定的可行性；但是实际的贴片过程中无法做到非常准确，如果贴片不准确或者在回流焊过程中器件偏位，由于焊料表面张力被分散在两个分割(被凹槽340分开的焊盘)的面上，当器件焊端偏离到其中某一个面时，则该面产生的表面张力会大于另一个面产生的表面张力，会使偏位更加严重。因此，本种设计方案对器件的公差、焊盘的加工公差要求比较苛刻，不实用。

发明内容

本发明提供了一种PCB组件及实现方法，解决圆柱形器件在加工过程中的滚动及偏位问题。

本发明提供了一种PCB组件，包括：圆柱形器件和电路板，所述圆柱形器件中间为具有绝缘外表面的本体，两端为焊端；所述电路板包括第一焊盘和第二焊盘，所述第一焊盘和第二焊盘用于分别与所述圆柱形器件的两个焊端焊接，所述电路板还包括至少一对位于所述圆柱形器件两侧的防偏位焊盘，所述防偏位焊盘上具有焊料，所述防偏位焊盘间距和圆柱形器件的外形匹配，在焊接过程中所述圆柱形器件发生偏移时，通过所述防偏位焊盘上的焊料的表面张力对所述圆柱形器件位置进行纠正。

所述第一焊盘和第二焊盘上分别设有对称的凹槽，位于所述第一焊盘和第二焊盘相对一侧，与所述圆柱形器件的轮廓匹配，对所述圆柱形器件的轮廓进行支撑。

所述防偏位焊盘为至少一对，对称位于所述圆柱形器件两侧；当所述防偏位焊盘为一对时，位于所述圆柱形器件中部。

所述防偏位焊盘为矩形，其长方向与所述圆柱形器件长方向平行。

所述防偏位焊盘在所述圆柱形器件没有偏移时不接触所述圆柱形器件：

所述防偏位焊盘中心距D＞SQRT((所述防偏位焊盘距所述圆柱形器件底部高度H+所述圆柱形器件半径R)²-R²)。

所述防偏位焊盘中心距D大于SQRT((H+R)²-R²)+4mil，小于SQRT((H+R)²-R²)+8mil。

本发明提供了一种PCB组件的实现方法，应用于包括圆柱形器件和电路板的结构中，所述圆柱形器件中间为具有绝缘外表面的本体，两端为焊端；所述电路板包括第一焊盘和第二焊盘，所述第一焊盘和第二焊盘用于分别与所述圆柱形器件的两个焊端焊接，所述方法包括以下步骤：

在所述电路板上设置至少一对位于所述圆柱形器件两侧的防偏位焊盘，所述防偏位焊盘上具有焊料，所述防偏位焊盘间距和圆柱形器件的外形匹配；

当焊接过程中所述圆柱形器件发生偏移时，通过所述防偏位焊盘上的焊料的表面张力对所述圆柱形器件位置进行纠正。

还包括：

在所述第一焊盘和第二焊盘上分别设置对称的凹槽，位于所述第一焊盘和第二焊盘相对一侧，并与所述圆柱形器件的轮廓匹配，对所述圆柱形器件的轮廓进行支撑。

还包括：

使所述防偏位焊盘在所述圆柱形器件没有偏移时不接触所述圆柱形器件，具体为进行以下设置：

所述防偏位焊盘中心距D＞SQRT((所述防偏位焊盘距所述圆柱形器件底部高度H+所述圆柱形器件半径R)²-R²)。

进一步：

所述防偏位焊盘中心距D大于SQRT((H+R)²-R²)+4mil，小于SQRT((H+R)²-R²)+8mil。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明中，解决圆柱形器件在加工过程中的滚动及偏位问题，且具备MELF器件偏位后的自动校正能力，从而达到规避焊接缺陷的目的。因此，可以对圆柱形器件进行良好加工，实用效果良好。

附图说明

图1a是现有技术中MELF正视图；

图1b是现有技术中MELF侧视图；

图2a是现有技术中将MELF器件焊接到电路板上采用的普通焊盘示意图；

图2b是现有技术中MELF器件焊接到电路板后示意图；

图3a是现有技术中改进的焊盘示意图；

图3b是现有技术中MELF器件焊接到改进的焊盘示意图；

图4a和图4b是本发明中PCB组件示意图；

图5a和图5b是本发明中在电路板上设有凹槽的圆柱形PCB组件示意图；

图6是本发明中防偏位焊盘不工作时的剖视图；

图7是本发明中圆柱形器件发生偏移后防偏位焊盘作用效果的剖视图；

图8是本发明中计算原理图；

图9是本发明中一种PCB组件的实现方法流程图。

具体实施方式

本发明中提供了一种PCB组件，如图4a和4b所示，包括：圆柱形器件460和电路板410，圆柱形器件460中间为具有绝缘外表面的本体，两端为焊端；电路板410包括第一焊盘420和第二焊盘430，第一焊盘420和第二焊盘430用于分别与圆柱形器件460的两个焊端焊接，电路板410还包括至少两个防偏位焊盘450，防偏位焊盘450上设计钢网开窗，防偏位焊盘450间距和圆柱形器件460的外形匹配，在焊接过程中圆柱形器件460发生偏移时，通过防偏位焊盘450上的焊料的表面张力对圆柱形器件460位置进行纠正。

在本发明另一个实施例中，为了增强防偏效果，可以在第一焊盘420和第二焊盘430上分别设有凹槽440，如图5a和5b所示，凹槽440位于第一焊盘420到第二焊盘430相对一侧，与圆柱形器件460的轮廓匹配，对圆柱形器件460的轮廓进行支撑。当然，第一焊盘和第二焊盘除了常规焊盘设计，也可以为其他形状。防偏位焊盘也可以设置为多对，对称位于所述圆柱形器件两侧；当所述防偏位焊盘为一对时，位于所述圆柱形器件中部。

本发明中的圆柱形器件以MELF器件为例进行说明，但其他具有相同属性(中间本体为圆形，两端为焊端)的器件同样适用。当然，如果有些器件如果中间为焊端，而两端为具有绝缘外表面的本体，则可以将防偏位焊盘设计到器件两端。

在正常加工的情况下，圆柱形器件460不发生偏位时，防偏位焊盘450不工作，如图6所示，圆弧形表示为焊料。

当圆柱形器件460发生偏位时，如图7所示，在回流焊过程中(焊料熔融并收缩在焊盘上，其作用时，焊料为液态)，防偏位焊盘450上的焊料熔融并推挤在焊盘上，和偏位后的圆柱形器件460接触，由于圆柱形器件460本体的封装为陶瓷基材，不会和焊料发生润湿，此时液态焊料由于表面张力的存在，会将圆柱形器件460向偏位的反方向推，从而达到纠正偏位的目的。

在防偏位焊盘设计中，如图8所示，应该使防偏位焊盘与所述圆柱形器件轮廓匹配：

即D＞SQRT((H+R)²-R²)。

其中，MELF器件的半径为R，焊料的抬高为H，防偏位焊盘中心距离器件设计中心的值为D。

在钢网开窗控制的情况下，可以假定焊料凸形状为规则的圆弧，防偏位焊盘在不做用时以不接触MELF器件为准；根据实际允许的偏位情况及经验数值，对D进行修正，建议D值为：

SQRT((H+R)²-R²)+4mil～8mil；

上述实施例以防偏位焊盘为一对，对称位于所述圆柱形器件两侧为例进行说明，实际应用中，可以使用多对防偏位焊盘。另外，防偏位焊盘也可以采用不对称方式设置，例如，一侧为一个防偏位焊盘，另一侧为两个防偏位焊盘，呈等腰三角形分布；或两侧各有两个防偏位焊盘，程梯形分布等。

所述防偏位焊盘为矩形时，起到防偏位作用更加明显，其长方向与圆柱形器件长方向平行。但防偏位焊盘也可以是其他形状，例如圆形等。

本发明提供了一种PCB组件的实现方法，应用于包括圆柱形器件和电路板的结构中，所述圆柱形器件中间为具有绝缘外表面的本体，两端为焊端；所述电路板包括第一焊盘和第二焊盘，所述第一焊盘和第二焊盘用于分别与所述圆柱形器件的两个焊端焊接，所述方法如图9所示，包括以下步骤：

步骤901，在所述电路板上设置至少一对位于所述圆柱形器件两侧的防偏位焊盘，所述防偏位焊盘上具有焊料，所述防偏位焊盘间距和圆柱形器件的外形匹配。

为了增加圆柱形器件的稳定性，还可以在所述第一焊盘和第二焊盘上分别设置对称的凹槽，位于所述第一焊盘和所述第二焊盘相对一侧，并与所述圆柱形器件的轮廓匹配，对所述圆柱形器件的轮廓进行支撑。

步骤902，当焊接过程中所述圆柱形器件发生偏移时，通过防偏位焊盘上的焊料的表面张力对所述圆柱形器件位置进行纠正。由于所述防偏位焊盘上的焊料在所述圆柱形器件没有偏移时不接触所述圆柱形器件，不会对圆柱形器件造成影响；当圆柱形器件发生偏移时与所述防偏位焊盘上的焊料接触，被阻止偏移。为了达到上述效果，需要进行以下设置：所述防偏位焊盘中心距D＞SQRT((所述防偏位焊盘距所述圆柱形器件底部高度H+所述圆柱形器件半径R)²-R²)。例如，可以将所述防偏位焊盘中心距D设置为大于SQRT((H+R)²-R²)+4mil，小于SQRT((H+R)²-R²)+8mil。

本发明中，解决圆柱形器件在加工过程中的滚动及偏位问题，且具备MELF器件偏位后的自动校正能力，从而达到规避焊接缺陷的目的。因此，可以对圆柱形器件进行良好加工，实用效果良好。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1、一种PCB组件，包括：圆柱形器件和电路板，所述圆柱形器件中间为具有绝缘外表面的本体，两端为焊端；所述电路板包括第一焊盘和第二焊盘，所述第一焊盘和第二焊盘用于分别与所述圆柱形器件的两个焊端焊接，其特征在于，所述电路板还包括至少一对位于所述圆柱形器件两侧的防偏位焊盘，所述防偏位焊盘上具有焊料，所述防偏位焊盘间距和圆柱形器件的外形匹配，在焊接过程中所述圆柱形器件发生偏移时，通过所述防偏位焊盘上的焊料的表面张力对所述圆柱形器件位置进行纠正。

2、如权利要求1所述的PCB组件，其特征在于，所述第一焊盘和第二焊盘上分别设有对称的凹槽，位于所述第一焊盘和第二焊盘相对一侧，与所述圆柱形器件的轮廓匹配，对所述圆柱形器件的轮廓进行支撑。

3、如权利要求1所述的PCB组件，其特征在于，所述防偏位焊盘为至少一对，对称位于所述圆柱形器件两侧；当所述防偏位焊盘为一对时，位于所述圆柱形器件中部。

4、如权利要求1所述的PCB组件，其特征在于，所述防偏位焊盘为矩形，其长方向与所述圆柱形器件长方向平行。

5、如权利要求1所述的PCB组件，其特征在于，所述防偏位焊盘在所述圆柱形器件没有偏移时不接触所述圆柱形器件：

所述防偏位焊盘中心距D＞SQRT((所述防偏位焊盘距所述圆柱形器件底部高度H+所述圆柱形器件半径R)²-R²)。

6、如权利要求5所述的PCB组件，其特征在于，所述防偏位焊盘中心距D大于SQRT((H+R)²-R²)+4mil，小于SQRT((H+R)²-R²)+8mil。

7、一种PCB组件的实现方法，应用于包括圆柱形器件和电路板的结构中，所述圆柱形器件中间为具有绝缘外表面的本体，两端为焊端；所述电路板包括第一焊盘和第二焊盘，所述第一焊盘和第二焊盘用于分别与所述圆柱形器件的两个焊端焊接，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

在所述电路板上设置至少一对位于所述圆柱形器件两侧的防偏位焊盘，所述防偏位焊盘上具有焊料，所述防偏位焊盘间距和圆柱形器件的外形匹配；

当焊接过程中所述圆柱形器件发生偏移时，通过所述防偏位焊盘上的焊料的表面张力对所述圆柱形器件位置进行纠正。

8、如权利要求7所述的实现方法，其特征在于，还包括：

在所述第一焊盘和第二焊盘上分别设置对称的凹槽，位于所述第一焊盘和第二焊盘相对一侧，并与所述圆柱形器件的轮廓匹配，对所述圆柱形器件的轮廓进行支撑。

9、如权利要求7所述的实现方法，其特征在于，还包括：

使所述防偏位焊盘在所述圆柱形器件没有偏移时不接触所述圆柱形器件，具体为进行以下设置：

所述防偏位焊盘中心距D＞SQRT((所述防偏位焊盘距所述圆柱形器件底部高度H+所述圆柱形器件半径R)²-R²)。

10、如权利要求9所述的实现方法，其特征在于，进一步：

所述防偏位焊盘中心距D大于SQRT((H+R)²-R²)+4mil，小于SQRT((H+R)²-R²)+8mil。

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