CN102665374A - 印刷电路板组装方法 - Google Patents
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Abstract
一种印刷电路板组装方法，包括：提供其上开设窗口且通过SMT贴有元器件的印刷母板及其上开设有与窗口对应的安装坑的金属基板；在金属基板上表面刷有一层均匀的常温焊锡，将印刷母板与金属基板对准并且互相压紧，使窗口与安装坑对齐；提供功率放大器，将之穿过窗口放置在安装坑内，在功率放大器与印刷母板之间的接触部位及功率放大器与安装坑之间的接触部位敷设常温焊锡，然后将功率放大器与印刷母板及金属基板压紧；保持印刷母板与金属基板之间、功率放大器与印刷母板之间及功率放大器与金属基板之间的压紧状态，然后对压在一起形成的组合体加热，从而使常温焊锡熔化；将组合体冷却，从而形成印刷电路板。
Description
【技术领域】
本发明涉及印刷电路板组装技术领域，尤其涉及一种印刷母板与金属基板的组装方法。
【背景技术】
业界为了满足大功率印刷电路板的接地、散热要求，通常在印刷电路板的底部固定一块具有一定厚度的金属基板，以保证电路板本身、板上元器件以及大功率元器件能够在额定的安全温度下工作。
同时为了满足大功率元件的散热要求，通常在印刷电路板上为大功率元件设置开窗，这样的话，大功率元件可以穿过开窗而直接焊接或利用导电导热胶粘接在金属基板上。这种结构具有散热良好的优点，同时，还为印刷电路板、大功率元件等提供了良好的接地性能，这对射频电路的微带电路损耗及功放性能极为有利。
在现有技术中，将印刷电路板与金属基板互相固定的方法有许多种，最早采用的办法是通过螺钉固定，其优点是结构简单、拆装方便，其缺点是电路的接地和散热性能不良，微带电路损耗大，一致性差，而且功放性能低。
为了解决上述螺钉固定的缺点，目前国内外常用的办法是通过导电导热胶粘接或者采用高温焊锡焊接。通过导电导热胶粘接，改善了接地散热性能，提高了生产效率，但仍存在微带电路的损耗较大、接地散热性能的提高有限、长期工作的可靠性下降等缺点，并且其昂贵的价格更是制约了这些先进技术的应用。
一种折中的技术是采用高温焊锡焊接。其过程一般分为两步，首先是采用托盘和施压装置将焊前处理的金属基板和印刷电路板通过高温焊锡SnAg(熔点221度)焊接，然后再将元器件通过常温焊锡Sn63Pb37(熔点183度)组装焊接在印刷电路板上。该方法大大改善接地散热性能、微带电路损耗较小、一致性和可靠性高。然而，其缺点是工艺复杂，效率较低，高温焊接和两次过炉工艺导致金属基板表面镀层起泡、印刷电路板变形。
类似地，对大功率元件穿过印刷电路板开窗与金属基板的连接也有螺钉固定、导电导热胶粘接、焊接等方法，其优缺点与上述印刷电路板和金属基板之间的连接方法类似。
因此，有必要提供一种改进的印刷电路板组装方法，以便克服上述现有技术的缺点与不足。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种印刷电路板组装方法，其生产效率高，工艺简单，有效避免了金属基板的镀层起泡、印刷电路板变形等问题，并且大大改善了接地散热性能，提高了射频电路功放性能，也提高了最终形成的印刷电路板的一致性。
为实现该目的，本发明采用如下技术方案：
一种印刷电路板组装方法，包括：提供其上开设窗口且通过SMT贴有元器件的印刷母板及其上开设有与窗口对应的安装坑的金属基板；在金属基板上表面刷有一层均匀的常温焊锡，将印刷母板与金属基板对准并且互相压紧，使窗口与安装坑对齐；提供功率放大器，将之穿过窗口放置在安装坑内，在功率放大器与印刷母板之间的接触部位及功率放大器与安装坑之间的接触部位敷设常温焊锡，然后将功率放大器与印刷母板及金属基板压紧；保持印刷母板与金属基板之间、功率放大器与印刷母板之间及功率放大器与金属基板之间的压紧状态，然后对压在一起形成的组合体加热，从而使常温焊锡熔化；将组合体冷却，从而形成印刷电路板。
与现有技术相比，本发明具备如下优点：
在本技术方案中，采用常温焊锡一次过炉，过炉温度大大降低，因此降低了高温对金属基板和印刷母板的影响；元器件、功率放大器与印刷母板及金属基板一体成型，因此产品一致性得以提高，微带电路损耗降低，功放性能提高；一体化成型工艺还简化了工艺，提高了生产效率，节约了成本。
【附图说明】
图1展示了本发明提供的印刷电路板组装方法中将元器件通过SMT贴片在印刷母板上的状态；
图2展示了将常温焊锡涂设在金属基板上表面的状态；
图3展示了将印刷母板与金属基板压合在一起，中间为常温焊锡薄层的状态；
图4展示了将功率放大器放置在印刷母板及金属基板上的过程，同时展示了放置在功率放大器上的夹具；
图5展示了将压力板安装到托盘上的过程；
图6展示了压力板组装到托盘后的状态图，同时展示了压紧在压力板与托盘之间的印刷母板、金属基板及功率放大器。
【具体实施方式】
本发明针对现有技术存在的缺点，借鉴高温焊锡焊接方法和SMT贴片原理，提供一种新的印刷电路板组装工艺，采用常温焊锡将印刷母板、功率放大器及金属基板一体化焊接起来，从而提高了组装效率，避免了金属基板镀层的起泡、印刷母板的变形等问题，同时有效改善了接地散热性能，提高了射频电路功放性能。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
请参阅图1-6，根据本发明的一个实施例，一种印刷电路板组装方法如下步骤：
首先，提供印刷母板10及金属基板20。所述印刷母板10上纵向开设有窗口14及对准孔12，同时印刷母板10的上表面设置有元器件40，比如可以通过SMT表面贴片技术并且借助常温焊锡30而将元器件40贴片粘接在所述印刷母板10的上表面；所述金属基板20上开设有与印刷母板10上的窗口14对应的安装坑24及与对准孔12对应的对准槽22，参考图1-2。
接下来，参考图2-3，首先在金属基板20的上表面涂设常温焊锡30，然后借助定位销钉50分别穿过对准孔12(如图1所示)及对准槽22(如图2所示)而将印刷母板10与金属基板20互相对准，从而使得所述窗口14与安装坑24上下对准，再将印刷母板10的下表面与金属基板20的上表面互相压紧，保证两者之间填充有均匀的常温焊锡薄层。
然后，参考图4，提供功率放大器16，将所述功率放大器16穿过所述窗口而放置在所述安装坑24内，并且在所述功率放大器16与印刷母板10之间的接触部位及功率放大器16与安装坑24之间的接触部位敷设常温焊锡30，然后借助夹具162将功率放大器16与印刷母板10及金属基板20互相压紧。
此后，保持所述印刷母板10与金属基板20之间、功率放大器16与印刷母板10之间及功率放大器16与金属基板20之间的压紧状态，然后对压在一起形成的组合体进行加热，从而使得常温焊锡30熔化。
将上述组合体进行冷却，然后拆掉夹具162，从而形成印刷电路板。
优选地，保持所述印刷母板10与金属基板20之间、功率放大器16与印刷母板10之间及功率放大器16与金属基板20之间的压紧状态是通过压紧装置实现。参考图5-6，所述压紧装置包括其上开设有导孔63的托盘60及其上设置有导柱74及弹簧顶针72的压力板70。所述导柱74插入对应的导孔63内，所述互相压紧的印刷母板10与金属基板20放置在所述托盘60上，并且所述弹簧顶针72弹性顶住所述印刷母板10及夹具162，从而确保印刷母板10与金属基板20之间、功率放大器16与印刷母板10之间及功率放大器16与金属基板20之间的压紧状态。
可以通过拧动螺母722来调节弹簧顶针72的压力，从而得到合适的压紧力。压紧力太大，可能压坏功率放大器16的引脚；压紧力太小，则无法压实印刷母板10和金属基板20之间的常温焊锡30。
优选地，对压在一起形成的组合体进行加热是通过将所述组合体放置在回流炉中进行的。
优选地，所述冷却并且拆掉功率放大器的步骤进一步包括在将组合体冷却后拆掉所述压紧装置的过程。
优选地，所述常温焊锡30为熔点为183摄氏度的Sn63Pb37。
在本发明提供的组装工艺中，常温焊锡一次焊接，剔除了高温对印刷母板和金属基板的影响，性能更加优越。同时，一体化焊接成型工艺使得印刷电路板的可靠性和一致性较好，并且成品率高。
另外，功率放大器与印刷母板、金属基板相互焊接，使得功率放大器的接地、散热性能优越，功放性能提高。而且，一次性过炉工艺大大提高了生产效率。压紧装置等属于通用夹具，可以重复使用，节约了成本。
因此，上述实施例为本发明较佳的实施方式，但并不仅仅受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均为等效的置换方式，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种印刷电路板组装方法，其特征在于包括如下步骤：
提供其上开设窗口并且通过SMT贴有元器件的印刷母板及其上开设有与窗口对应的安装坑的金属基板；
在金属基板上表面刷有一层均匀的常温焊锡，然后将印刷母板与金属基板对准并且互相压紧，使窗口与安装坑对齐；
提供功率放大器，将之穿过窗口放置在安装坑内，在所述功率放大器与印刷母板之间的接触部位及功率放大器与安装坑之间的接触部位敷设常温焊锡，然后将功率放大器与印刷母板及金属基板压紧；
保持所述印刷母板与金属基板之间、功率放大器与印刷母板之间及功率放大器与金属基板之间的压紧状态，然后对压在一起形成的组合体加热，从而使常温焊锡熔化；
将所述组合体冷却，从而形成印刷电路板。
2.根据权利要求1所述的印刷电路板组装方法，其特征在于：所述印刷母板上纵向开设有对准孔；所述金属基板上开设有与对准孔对应的对准槽；借助定位销钉穿过对准孔及对准槽而将所述印刷母板与金属基板互相对准。
3.根据权利要求1所述的印刷电路板组装方法，其特征在于：所述金属基板上表面的常温焊锡及所述功率放大器与印刷母板之间的接触部位及功率放大器与安装坑之间的接触部位敷设的常温焊锡均为熔点为183摄氏度的Sn63Pb37。
4.根据权利要求1所述的印刷电路板组装方法，其特征在于：借助夹具将所述功率放大器夹持在印刷母板及金属基板上，以使功率放大器与印刷母板和金属基板压紧。
5.根据权利要求4所述的印刷电路板组装方法，其特征在于：保持所述印刷母板与金属基板之间、功率放大器与印刷母板之间及功率放大器与金属基板之间的压紧状态是通过压紧装置实现的；所述压紧装置包括其下开设有导孔的托盘及其上设置有导柱及弹簧顶针的压力板，所述导柱插入对应的导孔内，所述互相压紧的印刷母板与金属基板放置在所述托盘上，并且所述弹簧顶针弹性顶住所述印刷母板及夹具。
6.根据权利要求5所述的印刷电路板组装方法，其特征在于：对压在一起形成的组合体进行加热是通过将所述组合体放置在回流炉中进行的。
7.根据权利要求6所述的印刷电路板组装方法，其特征在于：所述冷却步骤进一步包括在将组合体冷却后拆掉压紧装置的过程。
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