CN105228345A - 太阳能灯、用于太阳能灯的pcb线路板及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种太阳能灯、用于太阳能灯的PCB线路板及其制作方法，其中，该PCB线路板上至少设有一缺口开槽，所述缺口开槽两侧设置有焊盘，所述焊盘分别与PCB内部电路连接，插件式电子元器件的两只引脚分别焊接在所述缺口开槽两侧的焊盘处。本发明实施例通过在PCB线路板上的缺口开槽，可以采用自动贴片工艺实现将插件式电子元器件自动焊接在PCB线路板上。上述技术方案既采用了成本较低的插件式电子元器件，又采用了自动贴片工艺，实现在节约成本的同时，又能提高生产效率和产品的质量。

Description

太阳能灯、用于太阳能灯的PCB线路板及其制作方法

技术领域

本发明实施例涉及印刷线路板技术领域，特别涉及一种太阳能灯、用于太阳能灯的PCB线路板及其制作方法。

背景技术

太阳能灯由太阳能电池组件(太阳能晶板)、超高亮LED灯(光源)、免维护可充电蓄电池、自动控制电路(PCB线路板)、灯具等组成。主要利用太阳能电池的能源来进行工作，当白天太阳光照射在太阳能电池上，把光能转变成电能存贮在蓄电池中，再由蓄电池在晚间为草坪灯的LED(发光二极体)提供电源。其优点主要为安全、节能、方便、环保等，适用于住宅社区绿草地美化照明点缀，公园草坪美化点缀。

目前太阳能灯的成本主要包括原材料成本以及生产成本，其生产成本集中在PCB线路板的制作以及线路板与其他组件(如太阳能晶板)的配装生产上。目前在PCB线路板制作时，电子元器件有两种安装方式：一种是自动贴片方式，即采用自动化设备实现自动安装贴片式电子元器件；一种是插件方式，参见图1和图2，现有的插件式电子元器件C设有引脚B，在PCB线路板上设有插件孔D。插件安装插件式电子元器件时，由于引脚是软性材料不易控制，因此都是采用人工方式将引脚插入插件孔内。

采用自动贴片时，虽然提高生产效率，但是生产贴片式电子元器件的成本较高，且在某些特定情况下，如电子元器件规格较大或者配合PCB线路布局的需要时，无法采用自动贴片技术，只能采用传统的插件方式安装。而插件式安装时，虽然生产插件式元器件的成本较低，但是安装需要人工，增加产品成本，且易导致电子元器件安装高低不平和引脚短接的风险。

发明内容

为解决某些特定情况下必须采用插件式元器件时造成的上述问题，本发明提供一种太阳能灯、用于太阳能灯的PCB线路板及其制作方法，以实现在控制成本的前提下，提高太阳能灯的生产效率和产品质量。

第一个方面，本发明实施例提供一种用于太阳能灯的PCB线路板，所述PCB线路板上至少设有一缺口开槽，所述缺口开槽两侧设置有焊盘，所述焊盘分别与PCB线路板内部电路连接，插件式电子元器件的两只引脚分别焊接在所述缺口开槽两侧的焊盘处。

在第一个方面的第一种可能的实现方式中，所述缺口开槽设置在所述PCB线路板的边缘处。

在第一个方面的第二种可能的实现方式中，所述缺口开槽底部还设置有限位板，所述限位板的高度不大于所述插件式电子元器件的底部高度。

在第一个方面的第三种可能的实现方式中，所述缺口开槽两侧还设有半开口凹槽，所述焊盘设置在所述半开口凹槽内，所述焊盘高度不大于所述PCB线路板高度。

根据第一方面至第一方面第三种可能的任意一种实现方式中，在第一个方面的第四种可能的实现方式中，所述PCB线路板上的贴片LED元器件光线出口处为喇叭形状。

第二个方面，本发明实施例还提供一种用于太阳能灯的PCB线路板的制作方法，包括：

在PCB线路板上进行开槽处理以形成缺口开槽；

在所述缺口开槽两侧的焊盘上印刷锡膏；

将插件式电子元器件的引脚粘结在所述缺口开槽两侧的焊盘上；

经过回流焊高温将所述缺口开槽两侧焊盘上的锡膏融化，以使冷却后所述插件式电子元器件固定焊接在所述PCB线路板上。

在第二个方面的第一种可能的实现方式中，在PCB线路板上进行开槽处理以形成缺口开槽之后，还包括：

根据插件式电子元器件安装位置的底部高度，在所述缺口开槽底部设置一限位板。

在第二个方面的第二种可能的实现方式中，将插件式电子元器件的引脚粘结在在所述缺口开槽两侧的焊盘上包括：

通过自动整形机将插件式电子元器件的引脚切割整形以使各插件式电子元器件的规格相同；

将切割整形后的插件式电子元器件进行自动编带处理；

自动贴片机通过真空吸嘴吸取位于编带上的插件式电子元器件，然后经过图像扫描，矫正插件式电子元器件吸取的误差后将所述插件式电子元器件自动贴装到所述PCB线路板的缺口开槽处。

第三个方面，本发明实施例还提供一种太阳能灯，包括太阳能晶板、控制发光电路板和蓄电池，其中所述控制发光电路板采用如第一个方面至第一个方面第四种可能的实现方式任意一种的用于太阳能灯的PCB线路板。

在第三个方面的第一种可能的实现方式中，还包括：

自动配装板槽，两侧分别设有太阳能晶板容纳槽和PCB线路板容纳槽，所述太阳能晶板容纳槽底部设有凸起，所述太阳能晶板容纳槽和PCB线路板容纳槽之间设有通道；

所述太阳能晶板，置于所述自动配装板槽的太阳能晶板容纳槽内，所述太阳能晶板正面置于所述自动配装板槽外侧，所述太阳能晶板背面置于所述自动配装板槽内侧，所述太阳能晶板背面在所述自动配装板槽的通道处设有正极/负极接入点；

所述PCB线路板，置于所述自动配装板槽的PCB线路板容纳槽内，所述PCB线路板正面置于所述自动配装板槽外侧，所述PCB线路板背面置于所述自动配装板槽内侧，所述PCB线路板背面在所述自动配装板槽的通道处的电源接入点上连接设置L型正极/负极性片，分别与所述太阳能晶板的正极/负极接入点连接。

本发明实施例通过在PCB线路板上的缺口开槽，可以采用自动贴片工艺实现将插件式电子元器件自动焊接在PCB线路板上。上述技术方案既采用了成本较低的插件式电子元器件，又采用了自动贴片工艺，实现在节约成本的同时，又能提高生产效率和产品的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有采用插件式元器件的PCB线路板的结构正视图；

图2为现有采用插件式元器件的PCB线路板的结构俯视图；

图3为本发明用于太阳能灯的PCB线路板一个实施例的结构示意图；

图4为本发明用于太阳能灯的PCB线路板又一个实施例的结构示意图；

图5为本发明用于太阳能灯的PCB线路板又一个实施例的结构示意图；

图6为本发明用于太阳能灯的PCB线路板又一个实施例的结构示意图；

图7为本发明用于太阳能灯的PCB线路板再一个实施例的结构示意图；

图8为本发明用于太阳能灯的PCB线路板的制作方法一个实施例的流程图；

图9为本发明用于太阳能灯的PCB线路板的制作方法又一个实施例的流程图；

图10为本发明太阳能灯一个实施例的结构示意图；

图11为图10中PCB线路板和太阳能晶板之间的结构示意图。

附图标记：

1：PCB线路板2：太阳能晶板3：蓄电池

5：自动配装板槽10：缺口开槽11：焊盘

12：半开口凹槽20：插件式电子元器件21：引脚

30：限位板40：LED元器件41：光线出口处

51：太阳能晶板容纳槽52：PCB线路板容纳槽53：L型正极/负极性片

54：电源接入点55：正极/负极接入点56：通道

57：凸起

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种PCB线路板，图3为本发明用于太阳能灯的PCB线路板一个实施例的结构示意图，如图3所示，本实施例提供的PCB线路板上1至少设有一缺口开槽10，该缺口开槽10两侧设置有焊盘11，焊盘11分别与PCB线路板1内部电路连接，插件式电子元器件20的两只引脚21分别焊接在所述缺口开槽10两侧的焊盘11处。上述结构中的缺口凹槽的数目可以根据所需的电子元器件的个数决定。

现有技术中，虽然贴片式电子元器件在后续安装时可以节省人力成本，但是因为其生产成本比插件式电子元器件要高，因此在需要大量的元器件时，从节省成本的角度考虑，很多厂家仍然采用插件式电子元器件。且在某些情况下(如电子元器件尺寸规格较大或者PCB线路板设计布局受限)，必须采用插件式电子元器件，例如大容量的电容和电感，参数越大，体积就越大，大体积的元器件很难实现贴片安装，插件安装则需要人工操作，而上述PCB线路板结构通过设置缺口凹槽，可以实现对插件式电子元器件的自动贴装处理。不但节省了成本，提供了生产配装的效率，还避免了由于人工插件造成的质量问题。

图4为本发明用于太阳能灯的PCB线路板又一个实施例的结构示意图，如图4所示，为了配合自动贴装的需要，在该实施例中，缺口开槽10设置在PCB线路板1的边缘处。设置在边缘处，一方面更利于制作时的开槽处理，另一方面也更利于自动贴装时的控制。当然，缺口开槽的位置是可以根据PCB线路板的布局以及自动贴装时的设计而设定，并无固定的限制。

图5为本发明用于太阳能灯的PCB线路板又一个实施例的结构示意图，如图5所示，在该实施例中，在缺口开槽10底部还设置有限位板30，该限位板30的高度不大于该插件式电子元器件20的底部高度。

上述实施结构中，设置限位板的目的在于：

(1)若插件式电子元器件的底部高度低于PCB线路板底部时，在自动贴装时，容易造成插件式电子元器件的底部接触到配装平台后被架起，两只引脚无法紧贴在焊盘上，此时若在底部设置一固定限位板，且限位板的高度不大于该插件式电子元器件的底部高度，限位板落在配装平台上，插件式电子元器件落在限位板上，则可以避免上述问题；

(2)若插件式电子元器件的底部高度高于PCB线路板底部时，在自动贴装时，插件式电子元器件有可能受外界压力作用而下陷到配装平台，容易造成插件式电子元器件的引脚断裂而无法使用，此时若在底部设置一固定限位板，且限位板的高度等于或略大于该插件式电子元器件的底部高度时，插件式电子元器件落在限位板上，则可以避免上述问题。

图6为本发明用于太阳能灯的PCB线路板又一个实施例的结构示意图，如图6所示，在缺口开槽10两侧处还设有半开口凹槽12，所述焊盘11设置在所述半开口凹槽12内，所述焊盘11高度不大于所述PCB线路板1高度。此处设置半开口凹槽目的在于自动配装时，插件式电子元器件的两只引脚能自然落在凹槽处，即使出现焊盘上的锡膏没有很好的黏贴引脚，也不会导致引脚来回移动而脱离焊盘。

图7为本发明用于太阳能灯的PCB线路板再一个实施例的结构示意图，如图7所示，PCB线路板1上的贴片LED元器件40光线出口处41为喇叭形状。因为若采用插件灯珠由于有管脚的长度，安装时候可以高于PCB线路板10mm—20mm。因此安装到结构件(塑料或者金属外壳)就可以把光源露出结构外面。而采用贴片LED时只能在线路板表面安装，其产生的光亮会被结构遮挡，而若在LED光线出口处做成喇叭形状，则可以防止光线被遮挡住，有效提供光源亮度。

本发明还提供一种PCB线路板的制作方法，图8为本发明用于太阳能灯的PCB线路板的制作方法一个实施例的流程图，该方法如图8所示，包括：

步骤100、在PCB线路板上进行开槽处理以形成缺口开槽；

本步骤中，开槽时可以采用CNC电脑自动铣槽或者使用刀模切割，在PCB电路在设计时可以避开缺口开槽处以避免破坏内部电路。具体的开槽位置和大小可以根据采用所需的电子元器件的尺寸规格以及安装位置而设定。

在上述步骤处理PCB线路板时，需要在所述缺口开槽两侧处预留焊盘，所述焊盘分别与所述PCB线路板内部电路电连接；焊盘的制作工艺：PCB线路板的覆铜板在制作初期是整板全铜箔覆盖在绝缘材料板之上，通过油墨印刷，在铜板上绘制线路和焊盘；然后放入三氯化铁溶液中腐蚀掉没有油墨覆盖的铜；最后洗净油墨就出来铜线路和焊盘。

步骤200、在所述缺口开槽两侧的焊盘上印刷锡膏；

本步骤可以采用自动印刷机处理，所述锡膏主要成分由金属粉末锡和助焊剂混合搅拌而成，具有一定粘性，膏状物体，高温可以融化凝结成锡点。

步骤300、将插件式电子元器件的引脚粘结在所述缺口开槽两侧的焊盘上；

本步骤可以采用自动贴片机处理，由于锡膏是膏状的粘稠物，可以将元器件暂时粘连在PCB线路板上。

步骤400、经过回流焊高温将所述缺口开槽两侧焊盘上的锡膏融化，以使冷却后所述电子元器件固定焊接在所述PCB线路板上。

等待整个PCB线路板元器件都安装完成，将通过高温回流焊，把锡膏融化成金属状态可导电的焊锡点，冷却后焊锡将元器件和PCB线路板紧固的连接在一起不易脱落。

上述技术方案中，具体地，步骤300可以包括：

a、通过自动整形机将插件式电子元器件的引脚切割整形以使各电子元器件的规格相同，有利于贴片机在识别元器件的形状降低误差，元器件外形一致性越高贴片安装的精度就越高；

b、将切割整形后的电子元器件进行自动编带处理，可用于后期贴片机不间断快速取料；

c、自动贴片机通过真空吸嘴吸取位于编带上的电子元器件，然后经过图像扫描，矫正电子元器件吸取的误差后将所述电子元器件自动贴装到所述PCB线路板的缺口开槽处；本步骤中，由于电子元器件两端引脚长度大于缺口开槽的长度，引脚刚好架在缺口开槽两端的焊盘上，锡膏具有一定粘性，电子元器件暂时被放置在PCB线路板上不会移动。

从上面可以明显看出，上述各步骤均可以实现机械自动化实现。由此，经过步骤100～400，可以实现将生产成本较低的插件式电子元器件实现自动贴装，避免了现有采用人工插件导致的工作效率低下，成本高且质量无法保证的问题。

图9为本发明用于太阳能灯的PCB线路板的制作方法又一个实施例的流程图，与图8所示的方法相比，该实施例在步骤100之后增加了步骤101，即根据插件式电子元器件安装位置的底部高度，在所述缺口开槽底部设置一限位板。设置限位板的目的和意义在图5所示的实施例中已经详细说明，在此不再赘述。

本发明实施例还提供一种太阳能灯，图10为本发明太阳能灯一个实施例的结构示意图，如图10所示，该太阳能灯可以包括太阳能晶板2、控制发光电路板1和蓄电池3，其中所述控制发光电路板采用如图3～图7任意所示的用于太阳能灯的PCB线路板。

其中PCB线路上可以包括电感、IC、LED等核心元器件。本实施例的产品工作原理是：白天太阳光照产生电能通过IC对蓄电池充电，蓄电池冲满IC则保护性的断开太阳能晶板，此时太阳能产生的电能仅为IC提供一个白天的信号，系统处于待机状态；到夜间由于太阳能晶板的电能消失，IC开始对电感充放电—升压，进而推动LED亮光。

相对于目前市场上的产品因多方面原因，核心元器件IC和电感及LED都是以插件形式安装，产品的故障率，成本，质量等都很难得到控制。而本发明实施例提供的太阳能灯可以采用如图3～图7所示的PCB线路板结构，结合图8或图9所示的方法，则可以实现把原有的插件式电子元器件(如电感)进行切脚整形，重新编带，放置到表面贴装机进行贴装。此安装方式具有效率高，成本低，质量得到保证等优点。

且在贴片LED安装时，LED可以采用如图7所示的在PCB线路板上的贴片LED元器件光线出口处设置为喇叭形状，则可以将光源导向式透射出来，光源一致性较高。

为了进一步提高太阳能灯的自动安装程度，在上述结构中，进一步地，还可以增加了自动配装板槽结构。具体如图11所示，该结构包括：

自动配装板槽5，两侧分别设有太阳能晶板容纳槽51和PCB线路板容纳槽52，所述太阳能晶板容纳槽51底部设有凸起57，所述太阳能晶板容纳槽51和PCB线路板容纳槽52之间设有通道56；

所述太阳能晶板2，置于所述自动配装板槽5的太阳能晶板容纳槽51内，所述太阳能晶板2正面置于所述自动配装板槽5外侧，所述太阳能晶板2背面置于所述自动配装板槽5内侧，所述太阳能晶板2背面在所述自动配装板槽5的通道56处设有正极/负极接入点55；

所述PCB线路板1，置于所述自动配装板槽5的PCB线路板容纳槽52内，所述PCB线路板1正面置于所述自动配装板槽5外侧，所述PCB线路板1背面置于所述自动配装板槽5内侧，所述PCB线路板1背面在所述自动配装板槽5的通道56处的电源接入点54上连接设置L型正极/负极性片53，分别与所述太阳能晶板2的正极/负极接入点55连接。

传统的太阳能晶板和PCB线路板采用软性的电线连接，由于电线的特性在工艺操作时难以控制。比如工艺实施时，太阳能晶板焊接正/负极电线时，需要人工操作；太阳能晶板和PCB线路板固定后，再人工将正/负极电线焊接在PCB线路板上。且中间需要对太阳能晶板进行打胶粘合处理，由于电线比较柔软难以控制，因此打胶粘合也需要人工控制，这给整个加工的过程都降低了生产效率，且增加成本。而上述技术方案由于采用了极性片，可以实现很好的工艺控制，可以很好的提高生产效率，大大降低生产成本。

采用本结构的生产工序为：

(1)使用自动点胶机在太阳能晶板容纳槽内打玻璃胶；

(2)使用自动装配机器将太阳能晶板安装在太阳能晶板容纳槽内，通过步骤(1)打入的玻璃胶，太阳能晶板粘合在太阳能晶板容纳槽内；

(3)使用自动装配机器将PCB线路板安装在PCB线路板容纳槽内。

此时，PCB线路板的L型正极/负极性片穿过通道与太阳能晶板的正极/负极接入点进行电连接，从而实现将太阳能转化的电能输入到PCB线路板上，实现电路的控制。

为了进一步加强L型正极/负极性片与太阳能晶板的正极/负极接入点的连接可靠性，还可以增加下面一个步骤：

(4)PCB线路板上L型正极/负极性片与太阳能晶板的正极/负极之间采用自动焊锡机进行焊锡连接。

由上述步骤可以看出，在生产加工如图10所述的太阳能灯时，在制作PCB线路板以及在太阳能晶板和PCB线路板配装时均可以采用自动化设备进行自动化处理(如自动贴装机、自动点胶机以及自动焊锡机等)，可以有效提高太阳能灯的生产效率，减少人工操作，节省生产成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种用于太阳能灯的PCB线路板，其特征在于，所述PCB线路板上至少设有一缺口开槽，所述缺口开槽两侧设置有焊盘，所述焊盘分别与PCB线路板内部电路连接，插件式电子元器件的两只引脚分别焊接在所述缺口开槽两侧的焊盘处。

2.根据权利要求1所述的用于太阳能灯的PCB线路板，其特征在于，所述缺口开槽设置在所述PCB线路板的边缘处。

3.根据权利要求1所述的用于太阳能灯的PCB线路板，其特征在于，所述缺口开槽底部还设置有限位板，所述限位板的高度不大于所述插件式电子元器件的底部高度。

4.根据权利要求1所述的用于太阳能灯的PCB线路板，其特征在于，所述缺口开槽两侧还设有半开口凹槽，所述焊盘设置在所述半开口凹槽内，所述焊盘高度不大于所述PCB线路板高度。

5.根据权利要求1～4任一项所述的用于太阳能灯的PCB线路板，其特征在于，所述PCB线路板上的贴片LED元器件光线出口处为喇叭形状。

6.一种用于太阳能灯的PCB线路板的制作方法，其特征在于，包括：

在PCB线路板上进行开槽处理以形成缺口开槽；

在所述缺口开槽两侧的焊盘上印刷锡膏；

将插件式电子元器件的引脚粘结在所述缺口开槽两侧的焊盘上；

经过回流焊高温将所述缺口开槽两侧焊盘上的锡膏融化，以使冷却后所述插件式电子元器件固定焊接在所述PCB线路板上。

7.根据权利要求6所述的用于太阳能灯的PCB线路板的制作方法，其特征在于，在PCB线路板上进行开槽处理以形成缺口开槽之后，还包括：

根据插件式电子元器件安装位置的底部高度，在所述缺口开槽底部设置一限位板。

8.根据权利要求6所述的用于太阳能灯的PCB线路板的制作方法，其特征在于，将插件式电子元器件的引脚粘结在在所述缺口开槽两侧的焊盘上包括：

通过自动整形机将插件式电子元器件的引脚切割整形以使各插件式电子元器件的规格相同；

将切割整形后的插件式电子元器件进行自动编带处理；

自动贴片机通过真空吸嘴吸取位于编带上的插件式电子元器件，然后经过图像扫描，矫正插件式电子元器件吸取的误差后将所述插件式电子元器件自动贴装到所述PCB线路板的缺口开槽处。

9.一种太阳能灯，包括太阳能晶板、控制发光电路板和蓄电池，其特征在于，所述控制发光电路板采用如权利要求1～5任一项所述的用于太阳能灯的PCB线路板。

10.根据权利要求9所述的太阳能灯，其特征在于，还包括：

自动配装板槽，两侧分别设有太阳能晶板容纳槽和PCB线路板容纳槽，所述太阳能晶板容纳槽底部设有凸起，所述太阳能晶板容纳槽和PCB线路板容纳槽之间设有通道；

所述太阳能晶板，置于所述自动配装板槽的太阳能晶板容纳槽内，所述太阳能晶板正面置于所述自动配装板槽外侧，所述太阳能晶板背面置于所述自动配装板槽内侧，所述太阳能晶板背面在所述自动配装板槽的通道处设有正极/负极接入点；

所述PCB线路板，置于所述自动配装板槽的PCB线路板容纳槽内，所述PCB线路板正面置于所述自动配装板槽外侧，所述PCB线路板背面置于所述自动配装板槽内侧，所述PCB线路板背面在所述自动配装板槽的通道处的电源接入点上连接设置L型正极/负极性片，分别与所述太阳能晶板的正极/负极接入点连接。