CN104270903A - 一种实现pcb上锡的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种实现印刷电路板PCB上锡的方法和装置，包括预先设置宽度确定策略；对于一个需要连接两个或两个以上PCB层的直插器件的接地/供电属性引脚，根据宽度确定策略，分别确定第一焊盘的连线宽度和第一焊盘的连线数量，宽度大于第一焊盘的连线宽度的第二焊盘的连线宽度、和第二焊盘的连线数量，依此类推，直至宽度大于第(N-1)焊盘的连线宽度的第N焊盘的连线宽度、和第N焊盘的连线数量。通过本发明提供的技术方案，在PCB上喷焊接时，减小了焊锡的散热速度，增加了焊孔的上锡速度，从而提高了焊孔的上锡率。

Description

一种实现PCB上锡的方法和装置
技术领域
本发明涉及印刷电路板(PCB)设计技术，尤指一种上喷焊接时，实现PCB上锡的方法和装置。
背景技术
上喷锡焊接技术是PCB焊接中常采用的焊接技术。采用上喷焊接技术进行焊接时，PCB设置在焊枪上面，焊枪通过向上喷锡的方法进行焊接。在采用上喷焊接技术对PCB焊接后，通常通过多种参数判断焊接质量，上锡率是判断焊接质量的重要参数。上锡率表明PCB焊孔中注入锡的程度，其中，焊孔为直插器件引脚插入的PCB的过孔。
直插引脚与PCB层连接是通过焊锡将引脚与该PCB层上的焊盘接合的方式来实现的。直插器件引脚，按照引脚属性常分为接地属性引脚、供电属性引脚和信号属性引脚。其中，接地属性引脚和供电属性引脚，当它们对应的通流参数较大时，为了提高通流能力，通常需要连接两个或两个以上PCB层。通流参数表示引脚需要通过电流的数值。
目前为了提高上喷焊接的上锡率，通常采用三层花焊盘技术设计接地/供电属性引脚与PCB的连接。三层花焊盘技术要求，接地/供电属性引脚连接的PCB层数不超过3层，且各PCB层上的焊盘采用4条焊盘连线的方式，且各焊盘连线宽均为相等。但是，对于三层花焊盘技术设计的接地/供电属性引脚与焊孔的连接，当PCB厚度超过2毫米，且接地/供电属性引脚需要连接的PCB层为PCB的下面最先上锡的几层时，由于接地/供电属性引脚的焊孔深度增加，而焊锡的散热速度没有减小，使得上锡速度没有增加，因此该接地/供电属性引脚的上锡率下降，有时甚至降低到不合格的程度，导致出现上锡不良的情况，从而降低了PCB的焊接质量。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种实现PCB上锡的方法和装置，能够减小焊锡的散热速度，增加焊孔的上锡速度，从而提高PCB上锡率。
为了达到本发明目的，本发明公开了一种实现印刷电路板PCB上锡的方法，包括：
预先设置宽度确定策略；
对于需要连接两个或两个以上PCB层的直插器件的接地/供电属性引脚，根据宽度确定策略，分别确定第一焊盘的连线宽度和第一焊盘的连线数量，宽度大于第一焊盘的连线宽度的第二焊盘的连线宽度、和第二焊盘的连线数量，依此类推，直至宽度大于第(N-1)焊盘的连线宽度的第N焊盘的连线宽度、和第N焊盘的连线数量；
其中，N为大于或等于2的整数；第一焊盘为接地/供电属性引脚需要连接的PCB层中第一层上相应的焊盘，依此类推，第N焊盘为接地/供电属性引脚需要连接的PCB层中第N层上相应的焊盘。
其中，所述宽度确定策略包括：
所述接地/供电属性引脚的总焊盘连线宽度大于或等于所述接地/供电属性引脚相应的通流参数对应的焊盘连线宽度；
所述接地/供电属性引脚的第一焊盘的连线宽度大于或等于预先设置的最小焊盘连线宽度；
所述接地/供电属性引脚的第N焊盘的连线宽度小于所述接地/供电属性引脚相应的最大焊盘连线宽度；
所述接地/供电属性引脚的第一焊盘的连线数量为1、2、3或4，依此类推，所述接地/供电属性引脚的第N焊盘的连线数量为1、2、3或4；
其中，所述接地/供电属性引脚的总焊盘连线宽度为：所述接地/供电属性引脚的第一焊盘总连线宽度、第二焊盘总连线宽度、依此类推、第N焊盘总连线宽度之和的数值；
其中，所述接地/供电属性引脚的第一焊盘总连线宽度为：所述接地/供电属性引脚的第一焊盘的连线宽度与第一焊盘的连线数量的乘积的数值，依此类推，所述接地/供电属性引脚的第N焊盘总连线宽度为：所述接地/供电属性引脚的第N焊盘的连线宽度与第N焊盘的连线数量的乘积的数值。
其中，所述最小焊盘连线宽度为PCB加工支持的最小线宽。
其中，所述最大焊盘连线宽度为所述接地/供电属性引脚的焊盘的外圆周的长度的四分之一。
本发明还公开了一种实现印刷电路板PCB上锡的装置，包括设置单元和计算单元，其中，
设置单元，用于预先设置宽度确定策略；
计算单元，用于对于需要连接两个或两个以上PCB层的直插器件的接地/供电属性引脚，根据预先设置的宽度确定策略，分别确定第一焊盘的连线宽度和第一焊盘的连线数量，宽度大于第一焊盘的连线宽度的第二焊盘的连线宽度、和第二焊盘的连线数量，依此类推，直至宽度大于第(N-1)焊盘的连线宽度的第N焊盘的连线宽度、和第N焊盘的连线数量；
其中，N为大于或等于2的整数；第一焊盘为接地/供电属性引脚需要连接的PCB层中第一层上相应的焊盘，依此类推，第N焊盘为接地/供电属性引脚需要连接的PCB层中第N层上相应的焊盘。
其中，所述宽度确定策略包括：
所述接地/供电属性引脚的总焊盘连线宽度大于或等于所述接地/供电属性引脚相应的通流参数对应的焊盘连线宽度；
所述接地/供电属性引脚的第一焊盘的连线宽度大于或等于预先设置的最小焊盘连线宽度；
所述接地/供电属性引脚的第N焊盘的连线宽度小于所述接地/供电属性引脚相应的最大焊盘连线宽度；
所述接地/供电属性引脚的第一焊盘的连线数量为1、2、3或4，依此类推，所述接地/供电属性引脚的第N焊盘的连线数量为1、2、3或4；
其中，所述接地/供电属性引脚的总焊盘连线宽度为：所述接地/供电属性引脚的第一焊盘总连线宽度、第二焊盘总连线宽度、依此类推、第N焊盘总连线宽度的之和的数值；
其中，所述接地/供电属性引脚的第一焊盘总连线宽度为：所述接地/供电属性引脚的第一焊盘的连线宽度与第一焊盘的连线数量的乘积的数值，依此类推，所述接地/供电属性引脚的第N焊盘总连线宽度为：所述接地/供电属性引脚的第N焊盘的连线宽度与第N焊盘的连线数量的乘积的数值。
其中，所述最小焊盘连线宽度为PCB加工支持的最小线宽。
其中，所述最大焊盘连线宽度为所述接地/供电属性引脚的焊盘的外圆周的长度的四分之一。
与现有技术相比，本发明的技术方案包括：预先设置宽度确定策略；对于一个需要连接两个或两个以上PCB层的直插器件的接地/供电属性引脚，根据宽度确定策略，分别确定第一焊盘的连线宽度和第一焊盘的连线数量，宽度大于第一焊盘的连线宽度的第二焊盘的连线宽度、和第二焊盘的连线数量，依此类推，直至宽度大于第(N-1)焊盘的连线宽度的第N焊盘的连线宽度、和第N焊盘的连线数量；其中，N为大于或等于2的整数；第一焊盘为接地/供电属性引脚需要连接的PCB层中第一层上相应的焊盘，依此类推，第N焊盘为接地/供电属性引脚需要连接的PCB层中第N层上相应的焊盘。通过本发明提供的技术方案，通过从最先上锡的焊盘处开始以焊盘连线宽度逐层递增的方式设计接地/供电属性引脚的各层焊盘连线宽度，较好控制了接地/供电属性引脚上喷焊接时的散热速度，增加了焊孔的上锡速率，从而提高了焊孔的上锡率。这样，当PCB厚度超过2毫米，且接地/供电属性引脚需要连接的PCB层为PCB的下面最先上锡的几层时，也能够保证PCB的焊接质量。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
图1为本发明接地/供电属性引脚需要连接的PCB层中一个层上的焊盘的示意图；
图2为本发明实现PCB上锡的方法的流程图；
图3为本发明实现PCB上锡的装置的组成结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进程详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
需要首先说明的是，本文中的接地/供电属性引脚均指的是，需要连接两个或两个以上PCB层的直插器件的接地/供电属性引脚。
图1为本发明接地/供电属性引脚需要连接的PCB层中一个层上的焊盘的示意图，如图1所示，从内到外依次为焊孔101、焊盘102、4个焊盘连线103、隔离区域104和铜层105。焊盘102通过4个焊盘连线103与铜层相连。焊接之后，接地/供电属性引脚通过焊锡与焊盘相连，这样实现了接地/供电属性引脚与铜层相连。
图2为本发明提PCB上锡率的方法的流程图，如图2所示，包括：
步骤201：预先设置宽度确定策略。其中，确定策略包括：
1)接地/供电属性引脚的总焊盘连线宽度大于或等于接地/供电属性引脚相应的通流参数对应的焊盘连线宽度。
其中，接地/供电属性引脚的总焊盘连线宽度为：接地/供电属性引脚的第一焊盘总连线宽度、第二焊盘总连线宽度、依此类推、第N焊盘总连线宽度的之和的数值。
其中，接地/供电属性引脚的第一焊盘总连线宽度为：接地/供电属性引脚的第一焊盘的连线宽度与第一焊盘的连线数量的乘积的数值，依此类推，接地/供电属性引脚的第N焊盘总连线宽度为：接地/供电属性引脚的第N焊盘的连线宽度与第N焊盘的连线数量的乘积的数值；N为大于或等于2的整数。
其中，第一焊盘为接地/供电属性引脚需要连接的PCB层中第一层上相应的焊盘，依此类推，第N焊盘为接地/供电属性引脚需要连接的PCB层中第N层上相应的焊盘。
宽度确定策略1)中，通流参数与焊盘连线宽度的对应关系为1安培对应40mil(mil为PCB线宽单位，1mil等于千分之一英寸)，根据该对应关系可以计算通流参数对应的焊盘连线宽度。
2)接地/供电属性引脚的第一焊盘的连线宽度大于或等于预先设置的最小焊盘连线宽度；
3)接地/供电属性引脚的第N焊盘的连线宽度小于接地/供电属性引脚相应的最大焊盘连线宽度；
4)接地/供电属性引脚的第一焊盘的连线数量为1、2、3或4，依此类推，接地/供电属性引脚的第N焊盘的连线数量为1、2、3或4。
从本发明的宽度确定策略来看，当宽度确定策略1)满足时，保证了接地/供电属性引脚的通流能力；
宽度确定策略2)用于确定接地/供电属性引脚的第一焊盘的连线宽度；在满足宽度确定策略1)的情况下，第一焊盘的连线宽度可以选择大于或等于最小焊盘连线宽度、加工成本较低的宽度值；其中，最小焊盘连线宽度为PCB加工支持的最小线宽；
宽度确定策略3)用于确定第N焊盘的连线宽度；类似地，在满足宽度确定策略1)的情况下，第N焊盘的连线宽度可以选择小于最大焊盘连线宽度、加工成本较低的宽度值；其中，最大焊盘连线宽度为接地/供电属性引脚的焊盘的外圆周的长度的四分之一。
在宽度确定策略4)中，由于通常焊盘连线数量为小于或等于4的整数，因此这里限制各焊盘连线数量为1、2、3或4。
步骤201：针对一个接地/供电属性引脚，根据宽度确定策略，分别确定第一焊盘的连线宽度和第一焊盘的连线数量，宽度大于第一焊盘的连线宽度的第二焊盘的连线宽度、和第二焊盘的连线数量，依此类推，直至宽度大于第(N-1)焊盘的连线宽度的第N焊盘的连线宽度、和第N焊盘的连线数量。
在本步骤之前，对于直插器件的一个接地/供电属性引脚，可以从直插器件的规格说明书中得到该引脚的通流参数，并根据得到的通流参数确定该引脚是否为需要连接两个或两个以上PCB层的引脚。其中，确定直插器件的接地/供电属性引脚是否为需要连接两个或两个以上PCB层的引脚的技术，为本领域技术人员公知的，此处不再赘述。
需要说明的是，接地/供电属性引脚的焊盘上锡顺序为：第一焊盘、第二焊盘，依此类推，第N焊盘；
本发明方法可以应用在PCB上接地/供电属性引脚的焊孔的焊盘设计中，尤其当PCB的厚度超过2毫米时，本发明方法有效保证了接地/供电属性引脚的焊孔的上锡率，从而保证了PCB的焊接质量。下面以8层PCB为例，说明通过本发明方法设计的接地/供电属性引脚对应的焊孔的各层焊盘的情况。
表1为本发明实施例一个8层PCB的PCB层组成情况和根据本发明方法确定的该PCB的一个接地/供电属性引脚对应的焊孔的各层焊盘连线宽度和焊盘连线数量，如表1所示，该PCB从下到上各PCB层依次为：底层-第1PCB层、接地层-第2PCB层、信号层-第3PCB层、供电层-第4PCB层、供电层-第5PCB层、信号层-第6PCB层、接地层-第7PCB层、顶层-第8PCB层。其中，最下面PCB层为最先上锡的PCB层。
PCB各层 各层焊盘 各层焊盘连线连线宽度 各层焊盘连线连线宽度
顶层-第8PCB层
接地层-第7PCB层
信号层-第6PCB层
供电层-第5PCB层
供电层-第4PCB层 第三焊盘 10mil 4
信号层-第2PCB层 第二焊盘 8mil 4
接地层-第2PCB层
底层-第1PCB层 第一焊盘 6mil 4
表1
如表1示所示，根据本发明方法确定的一个接地/供电属性引脚的各焊盘连线宽度从下到上依次为：6mil、8mil、10mil。显然，接地/供电属性引脚的各层焊盘连线宽度从最先上锡的焊盘处开始数值逐层递增。本领域技术人员应该清楚的是，焊盘连线宽度的增量可以相等也可以不相等。
图3为本发明实现PCB上锡的装置的组成结构示意图，如图3所示，该装置包括设置单元和计算单元，其中，
设置单元，用于预先设置宽度确定策略；
计算单元，用于对于一个需要连接两个或两个以上PCB层的直插器件的接地/供电属性引脚，根据预先设置的宽度确定策略，分别确定第一焊盘的连线宽度和第一焊盘的连线数量，宽度大于第一焊盘的连线宽度的第二焊盘的连线宽度、和第二焊盘的连线数量，依此类推，直至宽度大于第(N-1)焊盘的连线宽度的第N焊盘的连线宽度、和第N焊盘的连线数量。
其中，宽度确定策略包括：
1)接地/供电属性引脚的总焊盘连线宽度大于或等于接地/供电属性引脚相应的通流参数对应的焊盘连线宽度；
2)接地/供电属性引脚的第一焊盘的连线宽度大于或等于预先设置的最小焊盘连线宽度；其中，最小焊盘连线宽度为PCB加工支持的最小线宽。
3)接地/供电属性引脚的第N焊盘的连线宽度小于接地/供电属性引脚相应的最大焊盘连线宽度；其中，最大焊盘连线宽度为所述接地/供电属性引脚的焊盘的外圆周的长度的四分之一；
4)接地/供电属性引脚的第一焊盘的连线数量为1、2、3或4，依此类推，接地/供电属性引脚的第N焊盘的连线数量为1、2、3或4；
其中，接地/供电属性引脚的总焊盘连线宽度为：接地/供电属性引脚的第一焊盘总连线宽度、第二焊盘总连线宽度、依此类推、第N焊盘总连线宽度的之和的数值；
其中，接地/供电属性引脚的第一焊盘总连线宽度为：接地/供电属性引脚的第一焊盘的连线宽度与第一焊盘的连线数量的乘积的数值，依此类推，接地/供电属性引脚的第N焊盘总连线宽度为：接地/供电属性引脚的第N焊盘的连线宽度与第N焊盘的连线数量的乘积的数值；N为大于或等于2的整数。
其中，第一焊盘为接地/供电属性引脚需要连接的PCB层中第一层上相应的焊盘，依此类推，第N焊盘为接地/供电属性引脚需要连接的PCB层中第N层上相应的焊盘。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进程任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种实现印刷电路板PCB上锡的方法，其特征在于，包括：
预先设置宽度确定策略；
对于需要连接两个或两个以上PCB层的直插器件的接地/供电属性引脚，根据宽度确定策略，分别确定第一焊盘的连线宽度和第一焊盘的连线数量，宽度大于第一焊盘的连线宽度的第二焊盘的连线宽度、和第二焊盘的连线数量，依此类推，直至宽度大于第(N-1)焊盘的连线宽度的第N焊盘的连线宽度、和第N焊盘的连线数量；
其中，N为大于或等于2的整数；第一焊盘为接地/供电属性引脚需要连接的PCB层中第一层上相应的焊盘，依此类推，第N焊盘为接地/供电属性引脚需要连接的PCB层中第N层上相应的焊盘。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述宽度确定策略包括：
所述接地/供电属性引脚的总焊盘连线宽度大于或等于所述接地/供电属性引脚相应的通流参数对应的焊盘连线宽度；
所述接地/供电属性引脚的第一焊盘的连线宽度大于或等于预先设置的最小焊盘连线宽度；
所述接地/供电属性引脚的第N焊盘的连线宽度小于所述接地/供电属性引脚相应的最大焊盘连线宽度；
所述接地/供电属性引脚的第一焊盘的连线数量为1、2、3或4，依此类推，所述接地/供电属性引脚的第N焊盘的连线数量为1、2、3或4；
其中，所述接地/供电属性引脚的总焊盘连线宽度为：所述接地/供电属性引脚的第一焊盘总连线宽度、第二焊盘总连线宽度、依此类推、第N焊盘总连线宽度之和的数值；
其中，所述接地/供电属性引脚的第一焊盘总连线宽度为：所述接地/供电属性引脚的第一焊盘的连线宽度与第一焊盘的连线数量的乘积的数值，依此类推，所述接地/供电属性引脚的第N焊盘总连线宽度为：所述接地/供电属性引脚的第N焊盘的连线宽度与第N焊盘的连线数量的乘积的数值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述最小焊盘连线宽度为PCB加工支持的最小线宽。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述最大焊盘连线宽度为所述接地/供电属性引脚的焊盘的外圆周的长度的四分之一。
5.一种实现印刷电路板PCB上锡的装置，其特征在于，该装置包括设置单元和计算单元，其中，
设置单元，用于预先设置宽度确定策略；
计算单元，用于对于需要连接两个或两个以上PCB层的直插器件的接地/供电属性引脚，根据预先设置的宽度确定策略，分别确定第一焊盘的连线宽度和第一焊盘的连线数量，宽度大于第一焊盘的连线宽度的第二焊盘的连线宽度、和第二焊盘的连线数量，依此类推，直至宽度大于第(N-1)焊盘的连线宽度的第N焊盘的连线宽度、和第N焊盘的连线数量；
其中，N为大于或等于2的整数；第一焊盘为接地/供电属性引脚需要连接的PCB层中第一层上相应的焊盘，依此类推，第N焊盘为接地/供电属性引脚需要连接的PCB层中第N层上相应的焊盘。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述宽度确定策略包括：
所述接地/供电属性引脚的总焊盘连线宽度大于或等于所述接地/供电属性引脚相应的通流参数对应的焊盘连线宽度；
所述接地/供电属性引脚的第一焊盘的连线宽度大于或等于预先设置的最小焊盘连线宽度；
所述接地/供电属性引脚的第N焊盘的连线宽度小于所述接地/供电属性引脚相应的最大焊盘连线宽度；
所述接地/供电属性引脚的第一焊盘的连线数量为1、2、3或4，依此类推，所述接地/供电属性引脚的第N焊盘的连线数量为1、2、3或4；
其中，所述接地/供电属性引脚的总焊盘连线宽度为：所述接地/供电属性引脚的第一焊盘总连线宽度、第二焊盘总连线宽度、依此类推、第N焊盘总连线宽度的之和的数值；
其中，所述接地/供电属性引脚的第一焊盘总连线宽度为：所述接地/供电属性引脚的第一焊盘的连线宽度与第一焊盘的连线数量的乘积的数值，依此类推，所述接地/供电属性引脚的第N焊盘总连线宽度为：所述接地/供电属性引脚的第N焊盘的连线宽度与第N焊盘的连线数量的乘积的数值。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述最小焊盘连线宽度为PCB加工支持的最小线宽。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述最大焊盘连线宽度为所述接地/供电属性引脚的焊盘的外圆周的长度的四分之一。
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