具体实施方式
本领域技术人员应该明白的是,取决于设计要求和其他因素,可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代,只要它们落入所附权利要求或其等价物的范围内即可。
下面将结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。
图1是根据本发明一个实施例的PCB贴装元件的工艺流程图。
假设,一个印刷电路板的第一面(下文称之为正面)上要进行贴装元件,在与第一面相对的第二面(下文称之为背面)上要插入插件元件。不过,需要说明的是,可以在正面上也插入器件,在背面上也贴片。
如图1所示,该实施例的通孔回流焊接工艺按以下步骤进行:
1、将PCB的正面朝上,通过模板在PCB的正面上印刷锡膏,其中背面的插件元件的通孔中也被印刷锡膏。
这是通过对模板上与PCB的插件元件通孔对应处进行事先开口来实现的。如图1所示,100表示模板的示意图,其中白色图样为要印刷锡膏处。在图1的标号101所指示的虚线框围起的区域中,其背面要插入插件元件,因此事先对模板上的与PCB插件元件通孔对应处进行开口,开口由标号102指示。对比地,在图7所示的现有技术的模板700中,在虚线框701所标示的背面要插入插件元件的区域,并没有事先开口,没有对PCB的插件元件通孔印刷锡膏。
优选地,模板的对应于插件元件通孔的区域101的厚度要比其它区域的厚度厚,例如区域101的厚度为8mils(1mil为千分之一英寸),而其它区域的厚度为5mils,以向PCB的通孔中刷入更多的锡膏。这是因为,插件元件的焊接需要的焊膏量比普通贴片多。通过使得模板的对应于插件元件通孔的区域101的厚度要比其它区域的厚度厚,可以确保插件元件的焊接质量。
可以采用现有的印刷锡膏的设备来进行锡膏印刷,例如MINMI MK850全自动锡膏印刷机、深圳德森公司生产的DSP-3008半导体级的全自动锡膏印刷机、德佳公司产生的DER-3040C2P型半自动印刷机等。
另外,在图1所示的实施例中,一次完成所有贴片的焊接位置和插件元件的通孔处的锡膏印刷。不过,也可以把对贴片焊接位置处的锡膏印刷和对插件元件的通孔处的锡膏印刷分开进行,例如,第一次,PCB板正面朝上,对正面的贴片焊接位置处印刷锡膏,第二次,把PCB板翻转过来使得PCB板背面朝上,对背面的插件元件通孔处印刷锡膏。
2、将插件元件从PCB的背面插入已经印刷了锡膏的通孔中,并固定该插件固件,使得该插件固件不会相对PCB运动。
关于该插件元件插入和固定的操作可以是在PCB的背面朝下的状态下进行的。也可以在此之前,把PCB翻转过来,使得背面朝上,然后在通孔中插入插件元件和固定插件元件,如在后面参考图6a、6b、6c所详细叙述那样。
关于插件元件的固定,可以采用特殊的固定工具来事先,例如图2中所示的回流制具,也可以采用专利文献公开CN1209942中的粘接剂来实现。下文将参考图2、图3a、3b、图4a-4c对于可能应用的回流制具和回流辅助制具的示例的结构和用法进行描述。
另外,关于插件元件的插入,可以手工进行,AI自动插件机等自动进行。
3、在PCB的正面贴装元件,这可以采用各种贴片机,例如德国AUTOTRONIK贴片机来自动完成。
如果PCB的正面也有插件元件的话,则还在此步骤中把正面的插件元件插入PCB的对应通孔中。
4、将完成上述步骤的PCB置入回流焊接炉中进行回流焊接。
需要说明的是,在图1所示工艺中,插入和固定插件元件的步骤被安排于在正面贴装元件的步骤之前,不过,这并不是必须的。如果是在PCB的背面朝下的状态下插入和固定插件元件,那么插入和固定插件元件的步骤当然可以在正面贴装元件的步骤之后进行。或者,如果正面贴装的元件方便固定的话,那么也可以把正面贴装元件后的PCB翻转过来,使得背面朝上,然后进行背面的插件元件的插入和固定。
在图1所示的本发明的示例性实施方式中,利用事先在插件元件通孔处开口的模板,实现对贴片焊接位置处和通孔处锡膏的一次印刷,以及在印刷锡膏后,向背面插入插件元件并固定。由此可以通过一次回流焊接来实现所有元器件的贴装,避免了手工焊接,保障了焊接质量,提高了加工效率。
下面参考图2来描述图1中插件元件插入和固定步骤中可能利用的固定工具的示例。
图2分别示出了回流制具200的正面和反面,其中纸面上的上部分的图示出了回流制具200的正面,而下部分的图示出了回流制具200的反面,这里回流制具的正面和反面是相对于PCB板的正面和背面而命名的,具体地,工作时和PCB的正面处于同一面的为回流制具的正面,即当PCB的正面朝上时,该回流制具的正面也朝上。
该回流制具200的中间是空的,且内侧具有形状与PCB形状对应的、向内凹陷的部分,该向内凹陷的部分的外侧边由标号203指示,该向内凹陷的部分的外侧边的尺寸等于PCB的尺寸,而向内凹陷的部分的内侧边208(即,该回流制具的内边缘)尺寸小于PCB的尺寸。该向内凹陷的部分用于承载也即内嵌PCB。在进行插件固件的固定时,把PCB的背面放置在该回流制具的向内凹陷的部分上,在回流制具的正面配置有压块206(也可参见图6a的标号601所示的压块),用于把PCB相对于该回流制具压住;另外在回流制具的背面具有压块201,用于把上述插件固件相对于该回流制具压住,由此防止PCB和插件固件相对于回流制具运动。图2a仅示出了在回流制具的内边缘具有压块,但实际情况并不局限于此,而是根据PCB的插件元件的位置而可能不同。另外,可以为回流制具配置贯穿该制具中部的中间横档202,用于支撑PCB。如果在PCB的中间位置具有插件元件,则可以在该中间横档202上配置用于固定插件元件的压块。当PCB的中间位置没有插件元件时,可以不设计中间横档202。
如果在图1所示的工艺流程中需要多次翻转PCB,则可能需要与图2所示的回流制具200配合使用的回流制具辅助制具,用于完全固定PCB。图3a、3b示出了一种配套的回流制具辅助制具300的示意图。其中图3a中的纸面的左侧图示出了回流辅助制具的正面,而纸面的右侧图示出了回流辅助制具的反面,不过需要说明的是,在工作中,回流辅助制具是倒扣在PCB上,即回流辅助制具的正面和PCB的正面接触或相对。回流制具200上具有定位孔205,在回流辅助制具300上具有定位柱304。另外,回流辅助制具300的反面上可以布置支撑柱307,不过支撑柱并不是必需的。图6a的标号602指示了回流辅助制具和回流制具利用定位孔和定位柱的定位。需要指出的是,在图2和图3a中,示出了定位孔和定位柱各有三个,不过定位孔和定位柱的数量可以根据需要而增加或减少。
下面参考图4a到4c描述根据本发明一个实施例的用于固定插件元件的回流制具200的背面上的插件元件压块的结构。图4a是根据本发明一个实施例的插件元件压块的正视图,图4b是插件元件压块的左视图,图4c是插件元件压块的卡扣向上拉起的状态的正视图。如图所示,插件元件压块由螺丝、弹簧、卡扣和压块组成,当需要用卡扣压住插件元件时,如图4c所示,先将卡扣垂直向上拉起,然后旋转到元件的位置,放下卡扣,压住元件。
在PCB的背面的中部具有插件元件的情况下,还可以设计专门与回流制具配合来固定插件元件的组合工具。图5示出了这种情况下固定插件元件的示意图。
如图5所示,PCB 100内镶在回流制具200中,在其背面的通孔900中插入了插件元件400,支撑条800倒勾在回流制具的两侧上,支撑条中具有螺纹孔,把具有配合螺纹的支撑顶针拧入该螺纹孔中以支撑元件。
下面将参考图6a、6b、6c来描述根据本发明一个实施例的利用图2所示的回流制具、图3a-3c所示的回流辅助制具进行PCB回流焊接的工艺流程。
在图6a、6b、6c中,纸面的右侧为示意性框图,左侧为对应的示例性的PCB、回流制具、回流辅助制具相互位置关系。其中,对于本领域公知的正面贴片和回流焊接步骤,没有在左侧示出PCB、回流制具、回流辅助制具相互位置关系图。
如图6a所示,在步骤S1中,把PCB正面朝上放在同样正面朝上的回流制具里。
在步骤S2中,印刷锡膏。通过模板上与插件元件通孔对应处的预先开口来对PCB的通孔印刷锡膏。标号600指示的是模板,由标号603所指示左侧虚线框表示的位置为模板上预先开口处。优选地,该603所示虚线框的区域被加厚为8mils(1mil为千分之一英寸),而其它区域厚度为普通的5mils。不过,需要说明的是,对应于插件元件通孔处的模板区域的厚度和其它区域的厚度可以根据需要而进行设计,上述8mils和5mils仅仅是示例,而不应视为对本发明的限制。
在步骤S3中,将印刷了锡膏的PCB用回流制具上的压块压住,在图中,压块由601指示的虚框圈出。
在步骤S4中,将回流辅助制具的定位柱穿过回流制具上的对应定位孔,倒扣固定在回流制具上。
在步骤S5中,将两个制具连同PCB一起翻转过来,使得PCB背面朝上,然后将所背面的插件元件插在对应通孔中。步骤S5的框图对应横排的中间的图放大示出了背面的插件元件通孔。
在步骤S6中,将插件元件用回流制具背面上的压块压住。
在步骤S7中,将两个制具连同PCB一起翻过过来,使得PCB正面朝上。
在步骤S8中,取走回流辅助制具。
在步骤S9中,贴装正面的元件,这里既包括贴装普通元件,即贴片,也包括在正面有插件元件的情况下插入正面的插件元件。
在步骤S10中,进行回流焊接。
在图3所示的示例中,在步骤S5和S7进行了翻转操作,因此为了防止PCB相对于回流制具运动,使用了回流辅助制具进一步加以固定。不过,回流辅助制具不是必需的。在不进行翻转操作的情况下,可以不使用回流辅助制具。
上面参照附图,描述了本发明示例性的通孔回流焊接工艺、可能利用的回流制具和回流辅助制具。
本发明提供了一种印刷电路板PCB的通孔回流焊接工艺,该PCB的正面上要进行贴片,以及背面将插入插件元件,PCB上具有用于插入该插件元件的通孔,该通孔回流焊接工艺可以包括下述步骤:通过模板对PCB印刷锡膏,其中,在模板上与PCB的通孔对应处具有开口,从模板的开口处向对应通孔中漏入锡膏;把上述插件元件从PCB的背面插入对应通孔中,并固定该插件元件;在PCB的正面上贴片;以及对PCB进行回流焊接。
优选地,所述模板的对应于插件元件通孔的区域的厚度比其他区域的厚度厚。
另外,在该PCB的正面具有插件元件的情况下,该通孔回流焊接工艺还可以包括:在正面贴片之后以及在回流焊接之前,向PCB的正面插入正面的插件元件。
优选地,可以通过回流制具来实现所述插件固件的固定,该回流制具具有形状与PCB形状对应的、向内凹陷的部分,该向内凹陷的部分的外侧边的尺寸等于PCB的尺寸,而内侧边的尺寸小于PCB的尺寸。在进行插件固件的固定时,把PCB的背面放置在该回流制具的向内凹陷部分上,在回流制具的正面具有压块,用于把PCB相对于该回流制具压住,由此防止PCB相对于回流制具运动,另外在回流制具的背面具有压块,用于把上述插件固件相对于该回流制具压住,由此防止插件固件相对于回流制具运动。
优选地,该回流制具可以具有定位孔,一回流辅助制具具有与回流制具的定位孔对应的定位柱,在印刷锡膏之前,把PCB的背面朝下正面朝上放置在回流制具的向内凹陷的部分上,然后印刷锡膏,印刷锡膏后,用回流制具的正面压块压住PCB,把回流辅助制具的定位柱穿过回流制具的定位孔,使得回流辅助制具倒扣固定在回流制具上,然后把回流制具、PCB、回流辅助制具整体翻转使得PCB背面朝上,在PCB背面上插入插件元件,将插件元件用回流制具背面的压块压住,然后把回流制具、背面插入了插件元件的PCB、回流辅助制具整体翻转使得PCB正面朝上。
优选地,该回流制具具有贯穿该回流制具中部的中间横档,中间横档上配备有压块,用于当PCB的背面的中间具有插件元件时,固定该背面的中间的插件元件。
本发明还提供了一种用在印刷电路板PCB的通孔回流工艺中的模板,该PCB的正面将具有贴片,背面将具有插件元件,PCB上具有用于插入该插件元件的通孔,该模板在与PCB上的插件元件的通孔对应处具有开口,该模板的特征在于:在该模板上与该PCB的该通孔对应之处也具有开口,该模板用作上述通孔回流工艺中的模板。
优选地,该模板的对应于插件元件通孔的区域的厚度比其他区域的厚度厚。
本发明提供了一种用在印刷电路板PCB的通孔回流工艺中的制具,该制具可以包括回流制具和回流辅助制具,用于固定PCB和插入PCB背面的插件固件:该回流制具为中空结构,以及具有形状与PCB形状对应的、向内凹陷的部分,该向内凹陷的外侧边的尺寸等于PCB的尺寸,而内侧边的尺寸小于PCB的尺寸;在回流制具的正面具有压块,用于把PCB相对于该回流制具压住;在回流制具的背面具有压块,用于把上述插件固件相对于该回流制具压住;该回流制具上具有定位孔;该回流辅助制具具有与回流制具的定位孔对应的定位柱;通孔回流焊接工艺可以利用该回流制具和回流辅助制具进行下述步骤:在印刷锡膏之前,把PCB的背面朝下正面朝上放置在回流制具的向内凹陷的部分上;印刷锡膏;用回流制具的正面压块压住PCB,该回流辅助制具的定位柱穿过回流制具的定位孔,回流辅助制具倒扣固定在回流制具上;把回流制具、PCB、回流辅助制具整体翻转使得PCB背面朝上;在PCB背面上插入插件元件,用回流制具背面的压块将插件元件压住;把回流制具、背面插入了插件元件的PCB、回流辅助制具整体翻转使得PCB正面朝上;在PCB的正面上贴片;以及对PCB进行回流焊接。
优选地,该回流制具可以具有贯穿该回流制具中部的中间横档,中间横档上配备有压块,用于当PCB的背面的中间具有插件元件时,固定该中间的插件元件。
以上仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的权利要求范围之内。