CN105025665A - 用于线路板的通孔焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于线路板的通孔焊接方法，所述线路板上贯穿有多个通孔，采用注墨机将锡膏一次性同时注入每个通孔内；将通孔件插装入通孔；在所有通孔件插装完成后，将线路板送入红外焊接炉进行红外焊接，使锡膏熔化凝固，由此，通孔件就焊接在线路板上。上述通孔焊接方法旨在实现表面贴装与通孔焊接的兼容，并节约能耗，且有效地降低成本。

Description

用于线路板的通孔焊接方法

技术领域

本发明涉及一种用于线路板的通孔焊接方法。

背景技术

目前，在电子制造业中，经常需要将大量的电子元器件通过通孔焊接工艺固定在线路板上。目前所采用的通孔焊接工艺主要是波峰焊接以及人工辅助焊接。当前的这些通孔焊接工艺流程的优点在于焊点强度大且适用于批量生产，但其缺点在于表面贴装和通孔焊接必须分开进行，对于双面带贴片元件的线路板加工难度很大，而且还存在能耗较大、焊料氧化快等诸多缺陷。

随着技术的进步，在该领域中还开发出选择性波峰焊接工艺，其对于双面线路板的适用更加兼容，也在一定程度上减轻了耗能。具体而言，在选择性波峰焊接工艺中，通过设备编程装置，助焊剂喷涂模块可对整个线路板完成助焊剂喷涂，经预热模块预热后，再由焊接模块对每个焊点逐点完成焊接。但采用该工艺，其所使用的设备较为昂贵，令许多企业望而却步。

发明内容

本发明提供一种用于线路板的通孔焊接方法，旨在实现表面贴装与通孔焊接的兼容，并节约能耗，且有效地降低成本。

具体而言，本发明提供一种用于线路板的通孔焊接方法，所述线路板上贯穿有多个通孔，采用注墨机将锡膏一次性同时注入每个通孔内；将通孔件插装入通孔；在所有通孔件插装完成后，将线路板送入红外焊接炉进行红外焊接，使锡膏熔化凝固，由此，通孔件就焊接在线路板上。

优选地，在将锡膏注入通孔之前，预备与待加工的所述线路板相应的载板和模板，载板用于对线路板进行支撑和定位，并对线路板通孔下面的锡膏量及形状进行限定；模板根据线路板上需要注入锡膏的通孔的位置及尺寸制备，并且该模板用于限定锡膏注入的位置。

更优选地，在将锡膏注入通孔之前，对锡膏的粘度进行检测，以确保锡膏处于合适粘度。

更优选地，在红外焊接之后，对焊接质量进行检测，以确保焊接的质量。

优选地，在将锡膏注入通孔之前，将线路板放置在手动可调三维工作台上，使线路板随工作台实现三维移动，从而进行通孔对位调整。

更优选地，提供摄像系统对工作台的操作情况进行摄像，从而形成摄像信息，该摄像信息传送到LCD显示屏，该LCD显示屏对摄像信息放大一定倍数进行显示，从而确保线路板在工作台上的精确定位。

更优选地，所述载板具有载板通孔，该载板通孔与贯穿线路板的通孔一一对准，所述载板通孔为漏斗状通孔，该漏斗状通孔包括上部的锥形口和下部的圆筒形通道，其中，下部的圆筒形通道的横截面直径为X，X大于或等于通孔件的引脚直径，小于或等于贯穿线路板的通孔的直径。

更为优选地，所述锥形口的最大横截面直径为Y，Y与X的数值关系为：1.5X≦Y≦2X。

更为优选地，所述锥形口的深度为Z，Z的范围为：0.5毫米≦Z≦0.8毫米。

在上述通孔焊接方法中，由于线路板的通孔中填充有锡膏，因此插件完成后线路板可以进行红外焊接。同时，红外焊接实际上是一种非接触式焊接方式，待焊接的通孔件与通孔之间迅疾凝聚，经冷却后即可粘接在一起，因此可以获得极高的焊接强度。进一步，本发明想现有技术所未想，创造性地对载板通孔尺寸进行了一定限制，由此更加提高了焊接质量。

附图说明

图1详细图示了根据本发明的用于线路板的通孔焊接方法的流程图;

图2-4示出了用于实现根据本发明的通孔焊接方法的装置结构图;

图5示出根据本发明用于线路板焊接的载板中的载板通孔的截面图。

具体实施方式

在下文中，相同的附图标记指代相同的元件。

概括而言，本发明所采用的通孔焊接方法，将锡膏一次性注入到线路板的通孔内，随后将通孔件（即，相关的电子元器件）插入线路板中已经注有锡膏的通孔，随后，进行红外焊接，使锡膏熔化凝固。由此，通孔件就可以顺利地固定在线路板上。

图1详细图示了根据本发明的用于线路板的通孔焊接方法的流程图。

具体而言，如图1所示，在第1步骤中，在注入锡膏之前，可以根据具体产品特征（例如线路板样式）准备相应的载板和模板。载板用于支撑线路板，而模板则模拟线路板上的通孔图案，从而限定随后锡膏注入的位置及锡膏量。

随后，在第2步骤中沿着模板限定的方向向线路板中的通孔注入锡膏。在注入锡膏之前，优选对锡膏粘度进行检测，以选择合适粘度的锡膏进行注入。一般而言，锡膏的粘度不宜过高也不宜过低。如锡膏粘度过高，则影响其流动性，锡膏将不易顺利流入通孔；如锡膏粘度过低，则影响其粘接性，注入后不容易暂时稳定在通孔内。

然后，在第3步骤中进行注墨机调试及试印。该步骤旨在在量产之前，根据待加工的线路板的具体情况，装载载板和模板；并对注墨机设备的压力及注射时间进行微调。然后进行第一次锡膏注射。

然后，在第4步骤中进行首件检查及确认。该步骤设置检查首检，主要是检查通孔内锡膏情况。锡膏是否按要求注入到相应的通孔内；通孔内锡膏量是否符合要求；锡膏有无流淌，涂抹现象。

其后，在第5步骤中，采用注墨机对线路板上的通孔进行批量的锡膏填充，直至完成本批次的线路板通孔锡膏填充。

然后，在第6步骤中，将通孔件按要求插入已经填充有锡膏的通孔。

随后，在第7步骤中，对已经填充有锡膏并完成通孔件插装的线路板放入后外焊接炉进行红外焊接，通过红外焊接，通孔中的锡膏将熔化凝固，由此，随着锡膏的熔化凝固，通孔件将被牢固地固定在对应的通孔中，不会发生移位。

其后，在第8步骤中，对红外焊接后通孔处的焊接质量进行检查，以确保焊接的稳固。其后，在第9步骤中，对焊接后的线路板进行例行清理。

通过上述步骤，由于线路板的通孔中填充有锡膏，因此通孔件插装完成后线路板可以进行红外焊接。同时，红外焊接实际上是一种非接触式焊接方式，待焊接的通孔件与通孔之间迅疾凝聚，经冷却后即可粘接在一起，因此可以获得极高的焊接强度。

图2-4示出了用于实现根据本发明的通孔焊接方法的装置结构图。其中，图2示出了上述装置的正视图，而图3示出的是该装置的俯视图，图4示出该装置的侧视图。如图2所示，该装置包括工作台1，工作台1可为手动可调工作台，可实现X、Y、θ三个方向调整，一般而言，调整移动量范围在4-6mm之间。在通孔焊接操作中，线路板可放置于该工作台1上，随工作台1实现三维移动，以便于进行通孔对位调整。在通孔对位调整完成后，可拧紧工作台1附近的工作台锁紧开关，锁定工作台1，保证锡膏注入时的通孔对位精度。

同时，该装置还设有真空台2，用于以真空方式将线路板定位在工作台1上。另外，还可设置真空指示灯，当占空定位开启时，则关闭该指示灯。

如图2还可见，上述装置中还包含如上文所述的模板3。如上文所述，注射模板3模拟线路板上的通孔图案，从而限定随后锡膏注入的位置及锡膏量。

该装置上还设置有摄像系统4，该摄像系统4可包括CCD摄像机及镜头，在照明条件下可对工作台1的操作情况进行摄像，摄像信息可传送到显示屏5。显示屏5可以是LCD显示屏，该显示屏可放大一定倍数来显示出摄像信息，从而确保操作人员对工作台上的线路板进行更为精确的定位。

另外，针对锡膏的注入，还可设置注射定时器5，对锡膏注入的时间进行定时，控制保压时间。还可设置注射压力表6，以显示锡膏注入时的注射压力。

进一步，需要注意的是，在本发明的上述通孔焊接过程中，通孔内留存的锡膏量也在很大程度上决定了焊接质量。由此，对于模拟线路板上通孔图案的载板也提出了一定的要求。

载板上通孔与线路板上的对应通孔为一一对准的关系。因此，载板上通孔的形状及尺寸对于线路板内锡膏量有着显著的影响。

具体而言，载板内通孔的尺寸不宜过大，也不宜过小。如果载板内通孔的开口尺寸过大，则会导致线路板通孔内锡膏部分或全部脱落，由此导致可供焊接的锡膏量不足，同时，也会使锡膏在线路板通孔底部大量聚集，由此导致焊点过大，材料浪费。

而如果载板内通孔的尺寸过小，则会导致线路板通孔底部锡膏量过少，可供焊接的锡膏量不足，由此使焊点不够饱满，造成焊接不良。

而现有技术中几乎从未考虑过载板通孔的尺寸对于焊接质量的上述影响。本发明基于上述考虑，对于载板的通孔尺寸和形状做出了一定限制，从而对现有技术中的焊接做出了极为有利的改进。

具体而言，本发明优选将载板通孔设计为漏斗状。如图5所示，漏斗状通孔包括上部的锥形口和下部的圆筒形通道。

考虑到上述尺寸限制，下部的圆筒形通道的横截面直径（设为参数X）应大于或等于通孔件的引脚直径，小于或等于线路板通孔的直径。

上部的锥形口的最大横截面直径（设为参数Y）与X的关系优选为：

1.5X≦Y≦2X

同时，漏斗状通孔的上部的锥形口的深度（设定为Z）优选的范围为：

0.5毫米≦Z≦0.8毫米。

通过上述尺寸的限制设定，可以确保线路板中的锡膏量较为适宜满足随后的焊接需求。

本领域技术人员还可以理解的是，本发明的保护范围并不仅限于上述实施例，所有对本发明的等同变换均落在本发明的范围内。

Claims (9)

1.一种用于线路板的通孔焊接方法，所述线路板上贯穿有多个通孔，其特征在于：

采用注墨机将锡膏一次性同时注入每个通孔内；

将通孔件插装入通孔；

在所有通孔件插装完成后，将线路板送入红外焊接炉进行红外焊接，使锡膏熔化凝固，由此，通孔件就焊接在线路板上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将锡膏注入通孔之前，预备与待加工的所述线路板相应的载板和模板，载板用于对线路板进行支撑和定位，并对线路板通孔下面的锡膏量及形状进行限定，模板根据线路板上需要注入锡膏的通孔的位置及尺寸制备，并且该模板用于限定锡膏注入的位置。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在将锡膏注入通孔之前，对锡膏的粘度进行检测，以确保锡膏处于合适粘度。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在红外焊接之后，对焊接质量进行检测，以确保焊接的质量。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在将锡膏注入通孔之前，将线路板放置在手动可调三维工作台上，使线路板随工作台实现三维移动，从而进行通孔对位调整。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，提供摄像系统对工作台的操作情况进行摄像，从而形成摄像信息，该摄像信息传送到LCD显示屏，该LCD显示屏对摄像信息放大一定倍数进行显示，从而确保线路板在工作台上的精确定位。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述载板具有载板通孔，该载板通孔与贯穿线路板的通孔一一对准，所述载板通孔为漏斗状通孔，该漏斗状通孔包括上部的锥形口和下部的圆筒形通道，其中，下部的圆筒形通道的横截面直径为X，X大于或等于通孔件的引脚直径，小于或等于贯穿线路板的通孔的直径。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述锥形口的最大横截面直径为Y，Y与X的数值关系为：1.5X≦Y≦2X。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述锥形口的深度为Z，Z的范围为：0.5毫米≦Z≦0.8毫米。