CN111251706A - 一种外壳底部内表面印刷预上锡的方法 - Google Patents

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徐鑫
赵国良
张健
刘金梅
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    • H05K3/30—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor
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    • H05K3/34—Assembling printed circuits with electric components, e.g. with resistor electrically connecting electric components or wires to printed circuits by soldering

Abstract

本发明提供一种外壳底部内表面印刷预上锡的方法，包括如下步骤：(1)根据被焊基板的背面焊盘图案，制作被焊基板背面焊膏印刷的网板数据a；(2)将网板数据a进行镜像，得到网板数据b；(3)采用网板数据b制作网板；(4)制作与被焊基板尺寸和形状相同的空白基片；(5)采用网板将焊膏印刷至空白基片上，并将印刷完焊膏的空白基片置于外壳底部内表面上，使焊膏与外壳底部内表面接触；(6)将携带有焊膏和空白基片的外壳过焊接高温进行焊接，且焊接完毕后，在外壳余热下，助焊剂处于软化状态时将空白基片取下。本发明采用传统印刷的方法，在无复杂工装辅助的前提下，实现外壳底部内表面焊膏涂覆及预上锡，提高外壳预上锡效率及质量。

Description

一种外壳底部内表面印刷预上锡的方法
技术领域
本发明涉及一种采用传统印刷对外壳底部内表面预上锡的方法，适用于航空航天及武器用高可靠电子组件表面贴装工艺，属于混合集成电路封装领域。
背景技术
高新电子设备的发展推动电子元器件向智能化、集成化、模块化和高可靠性方向发展，弹载、机载、星载等武器装备及航天航空电子装备对可靠性、体积和性能比提出了越来越高的要求。为提高电子设备散热性能，降低电路内部基板与外壳间热阻，实现基板与外壳高可靠的电连接及机械连接，通常在基板和外壳之间采用大面积钎焊连接而非导电胶粘接或螺钉等机械连接。
基板与外壳间的钎焊焊料可以采用焊料片或焊膏。使用焊料片时，存在焊接界面空洞难以控制或者助焊剂未能充分析出，而在后续热、电应力作用下析出，形成内部多余物，降低电路模块使用寿命的问题；采用在基片背面涂覆焊膏直接与外壳焊接时，同样存在助焊剂不能充分析出的问题；而采用对外壳及基板背面分别预上锡，然后焊接的方法可以避免上述问题从而被大量使用。在基板背面预上锡时，可以通过传统印刷方法实现。但对于外壳底部内表面，往往为深腔结构，或者存在内引腿凸起于腔体表面的情况，无法通过传统印刷的方法实现焊膏涂覆。目前针对外壳底部内表面的焊膏涂覆方法有三种，一种为手动涂覆，涂覆效率低，涂覆厚度及涂覆面积不可控，且当涂覆内引腿凸起的外壳时，存在人为失误导致焊膏沾污引腿的风险，进而导致电路报废；另一种为制作特定复杂的工装进行辅助，以实现腔体底部焊膏印刷，专利《一种带腔体器件焊膏印刷的方法》在进行腔体内焊膏印刷时，需制作与器件腔体相配合的网板凸台、升降基台及大尺寸刮刀；《深腔焊膏印刷》报道了采用特制的3D模板及专门设计的与之相匹配的刮刀进行腔内焊膏印刷；还有一种为借用焊膏自动点涂设备，按照设定的图案进行焊膏点涂，其对焊膏黏度特性、固相颗粒度均有较高要求，印刷用焊膏不能满足该要求，同时需新增设备，使用时常存在针孔堵塞，点涂量不均匀的情况。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种外壳底部内表面印刷预上锡的方法，在无需增加复杂特制辅助工装、自动化涂覆设备以及改变焊膏选型的前提下，实现高效、形状尺寸可控的外壳底部内表面焊膏涂覆及预上锡。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种外壳底部内表面印刷预上锡的方法，包括如下步骤：
(1)根据被焊基板的背面焊盘图案，制作被焊基板背面焊膏印刷的网板数据a；
(2)将网板数据a进行镜像，得到网板数据b；
(3)采用网板数据b制作网板；
(4)制作与被焊基板尺寸和形状相同的空白基片；
(5)采用步骤(3)制作的网板将焊膏印刷至步骤(4)制作的空白基片上，并将印刷完焊膏的空白基片放置在外壳底部内表面上，使印刷的焊膏与外壳底部内表面接触；
(6)将步骤(5)得到的携带有焊膏和空白基片的外壳过焊接高温进行焊接，且焊接完毕后，在外壳余热下，助焊剂处于软化状态时将空白基片取下。
优选的，步骤(4)中，空白基片采用与焊膏焊接不浸润的材料制作。
进一步的，所述与焊膏焊接不浸润的材料为96瓷、玻璃或AlN。
优选的，步骤(4)中，在空白基片的两相对的侧边上分别制作用于取放空白基片的缺口。
优选的，步骤(6)之后，还包括将外壳进行清洗的步骤。
优选的，步骤(6)之后，还包括将空白基片进行清洗、循环利用的步骤。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明根据被焊基板的背面焊盘图案制作被焊基板背面焊膏印刷的网板数据a，据此得到用于外壳底部内表面焊膏印刷涂覆的网板数据b，以制作网板，然后采用制作的网板将焊膏印刷在空白基片上，再焊接在外壳底部内表面上。可见本发明方法整体都是采用传统印刷的方法，在无复杂工装辅助的前提下，成功实现外壳底部内表面焊膏涂覆及预上锡，对于提高外壳预上锡效率及质量十分明显。特别是窄而深的壳体、异型壳体及一壳多基片预上锡的情况，较之于手动焊膏涂覆后预上锡，效率提高5倍以上，且预上锡的均匀性、一致性显著改善。
进一步的，在空白基片的两相对的侧边上分别制作缺口，便于焊接完后将空白基片取出，降低操作难度。
进一步的，空白基片清洗后可以循环利用，降低制造成本。
附图说明
图1为本发明实施例一窄而深的外壳底部内表面预上锡的流程示意图；
图2为本发明实施例二四周引腿凸起的外壳底部内表面及引腿间预上锡流程示意图；
图3为本发明外壳底部内表面印刷预上锡的流程图。
附图标记说明：
1-实施例一外壳；2-实施例一空白基片；3-焊膏；4-缺口；5-实施例一预上锡外壳；
6-实施例二外壳；7-实施例二空白基片；8-实施例二预上锡外壳。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
一种外壳底部内表面印刷预上锡的方法，如图3所示，包括如下步骤：
(1)根据被焊基板的背面焊盘图案，制作被焊基板背面焊膏印刷的网板数据a；
(2)将网板数据a进行镜像，得到网板数据b，即用于外壳底部内表面焊膏印刷涂覆的数据；
(3)采用网板数据b制作网板；
(4)根据被焊基板的尺寸，采用与焊膏焊接完全不浸润的材料如96瓷、玻璃及AlN等，制作与被焊基板等大的空白基片，必要时可在空白基片对边分别制作缺口，以便取放空白基片；
(5)采用步骤(3)制作的网板将焊膏印刷至步骤(4)制作的空白基片上，并将其水平翻转180°放置外壳底部内表面上，使印刷的焊膏与外壳底部内表面接触；
(6)将携带有焊膏、空白基片的外壳过焊接高温(以常用Sn63Pb37焊膏为例，焊接峰温为220±20℃)进行焊接，且焊接完毕后，在外壳余热下，助焊剂处于软化状态，及时将空白基片取下；
(7)将外壳进行清洗，即得到按特定尺寸要求的底部内表面预上锡的外壳；
(8)将空白基片进行清洗，以循环利用。
实施例一
如图1所示，本实施例提供一种窄而深的外壳底部内表面预上锡的方法。该外壳1腔体尺寸长33mm，宽15mm，深度8mm，在其底部内表面需焊接两片尺寸为14.3mm×8.7mm的基板，且两基板需保持1.4mm～1.8mm的间距。
本实施例外壳底部内表面焊膏涂覆及预上锡的具体步骤如下：
步骤一、根据被焊基板的背面焊盘图案，制作被焊基板背面焊膏印刷的网板数据a1；
步骤二、将网板数据a1进行镜像，得到网板数据b1；
步骤三、采用网板数据b1制作网板c1；
步骤四、根据被焊基板的尺寸，采用96瓷制作与被焊基板尺寸相同的空白基片2，并在空白基片长边分别制作缺口4，以便取放空白基片；
步骤五、采用网板c1将焊膏3印刷在空白基片2上，并将其水平翻转180°放置外壳1底部内表面上；
步骤六、将携带有焊膏3、空白基片2的外壳过焊接高温进行焊接，且焊接完毕后，在外壳余热下，助焊剂处于软化状态，及时将空白基片2取下；
步骤七、将外壳进行清洗，即得到按特定尺寸要求的底部内表面预上锡管壳5；
步骤八、将空白基片2进行清洗，以循环利用。
实施例二
如图2所示，本实施例提供一种四周引腿凸起的外壳底部内表面包括引腿间隔处需预上锡的方法。该外壳6尺寸长31mm，宽27mm，引腿凸出高度7.5mm，在其底部表面需套孔焊接尺寸为28mm×24mm的基板。
本实施例外壳底部内表面焊膏涂覆及预上锡的具体步骤如下：
步骤一、根据被焊基板的背面焊盘图案，制作被焊基板背面焊膏印刷的网板数据a2；
步骤二、将网板数据a2进行镜像，得到网板数据b2；
步骤三、采用网板数据b2制作网板c2；
步骤四、根据被焊基板的尺寸，采用96瓷制作与被焊基板尺寸和形状相同的空白基片7；
步骤五、采用网板c2将焊膏3印刷在空白基片7上，并将其水平翻转180°放置外壳上；
步骤六、将携带有焊膏3、空白基片7的外壳过焊接高温进行焊接，且焊接完毕后，在外壳余热下，助焊剂处于软化状态，及时将空白基片7取下；
步骤七、将外壳进行清洗，即得到按特定尺寸要求的底部内表面预上锡管壳8；
步骤八、将空白基片7进行清洗，以循环利用。

Claims (6)

1.一种外壳底部内表面印刷预上锡的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)根据被焊基板的背面焊盘图案，制作被焊基板背面焊膏印刷的网板数据a；
(2)将网板数据a进行镜像，得到网板数据b；
(3)采用网板数据b制作网板；
(4)制作与被焊基板尺寸和形状相同的空白基片；
(5)采用步骤(3)制作的网板将焊膏印刷至步骤(4)制作的空白基片上，并将印刷完焊膏的空白基片放置在外壳底部内表面上，使印刷的焊膏与外壳底部内表面接触；
(6)将步骤(5)得到的携带有焊膏和空白基片的外壳过焊接高温进行焊接，且焊接完毕后，在外壳余热下，助焊剂处于软化状态时将空白基片取下。
2.根据权利要求1所述的外壳底部内表面印刷预上锡的方法，其特征在于，步骤(4)中，空白基片采用与焊膏焊接不浸润的材料制作。
3.根据权利要求2所述的外壳底部内表面印刷预上锡的方法，其特征在于，所述与焊膏焊接不浸润的材料为96瓷、玻璃或AlN。
4.根据权利要求1所述的外壳底部内表面印刷预上锡的方法，其特征在于，步骤(4)中，在空白基片的两相对的侧边上分别制作用于取放空白基片的缺口。
5.根据权利要求1所述的外壳底部内表面印刷预上锡的方法，其特征在于，步骤(6)之后，还包括将外壳进行清洗的步骤。
6.根据权利要求1所述的外壳底部内表面印刷预上锡的方法，其特征在于，步骤(6)之后，还包括将空白基片进行清洗、循环利用的步骤。
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