CN112951798B - 转接板、焊接结构和转接板的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子器件焊接领域，具体是转接板、焊接结构和转接板的加工方法。其中，转接板包括板基体和多个钩形引脚；任一个钩形引脚的两端分别为第一端和第二端，板基体具有第一板面和第二板面，第一板面和第二板面相互平行；任一个钩形引脚的第二端焊接第二板面上，任一个钩形引脚的第一端设置为弧形，任一个钩形引脚的第一端分别与第一板面和第二板面之间留有间距，可将器件通过转接板焊接在PCB板上，减少了器件和PCB板之间的接触面积，通过在钩形引脚的第一端设置有具有韧性的弧形结构，使得钩形引脚成为形变部，该形变部可减少热应力和机械应力，从而降低了现有技术中的器件和PCB板焊点的疲劳损伤，提高了焊点的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电子器件焊接领域，具体是转接板、焊接结构和转接板的加工方法。
背景技术
现有技术中，无引脚的表面组件器件，例如，采用PBGA封装的器件、采用CCGA封装的器件、采用LCCC封装的器件、或采用CQFN封装的器件等；这些无引脚的表面组装器件，可直接焊接在面积大的PCB板上。
在航空型号的电路产品中，由于该产品长期在高低温变化和震动环境下使用，因此，PCB板会同时产生热应力和机械应力，该热应力和机械应力长期直接作用在表面组件器件的焊点上，使得焊点疲劳损伤，最终导致焊点失效。
因此，在热应力和机械应力的作用下，如何提高器件和PCB板之间的焊点的可靠性，成为要解决的技术问题。
发明内容
为解决现有技术中，在热应力和机械应力的作用下，如何提高器件和PCB板之间的焊点的可靠性的技术问题，本发明提供转接板、焊接结构和转接板的加工方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
根据本发明的其中一个方面，提供一种转接板，包括板基体和多个钩形引脚；
任一个所述钩形引脚的两端分别为第一端和第二端，其中，所述板基体具有第一板面和第二板面，所述第一板面和所述第二板面相互平行；
任一个所述钩形引脚的所述第二端焊接第二板面上，任一个所述钩形引脚的所述第一端设置为弧形，任一个所述钩形引脚的所述第一端分别与所述第一板面和所述第二板面之间留有间距；
相邻的两个钩形引脚之间留有预设间距，且相邻的两个所述钩形引脚的延伸方向相互平行。
进一步的，所述板基体上设置有印刷电路；
印刷电路上设置多个第一焊盘和多个第二焊盘；
多个所述第一焊盘和多个所述第二焊盘共同设置在所述第二板面上，其中，多个所述第二焊盘组成的第二轮廓，大于多个所述第一焊盘组成的第一轮廓，所述第一轮廓设置在所述第二轮廓内；
相邻的两个第二焊盘之间按照所述预设间距设置，任一个所述第二焊盘与其中一个所述第一焊盘通过所述印刷电路相通；
任一个所述钩形引脚的所述第二端焊接在其中一个所述第二焊盘上。
进一步的，所述钩形引脚沿着所述第二板面至所述第一板面方向设置，所述板基体将所述钩形引脚的所述第一端和所述第二端隔离。
进一步的，所述钩形引脚的其中一段为跨越段，所述跨越段呈曲折状；
所述跨越段可沿着所述第二板面向所述第一板面跨越所述板基体的边缘。
进一步的，呈弧形的所述第一端具有弧底部和弧顶部；
所述弧顶部相对于所述弧底部呈突出状，其中，所述弧顶部沿着所述第二板面至所述第一板面方向突出于所述弧底部。
进一步的，沿着所述第二端至所述第一端的延伸方向，所述第一端具有弧根部和弧尖部；
所述弧根部至所述弧尖部的延伸方向为所述板基体的边缘至所述板基体的中心方向；
或者，所述弧根部至所述弧尖部的延伸方向为所述板基体的中心至所述板基体的边缘方向。
进一步的，所述板基体呈矩形；
多个所述钩形引脚分别设置在所述板基体的四个边缘处。
根据本发明的其中一个方面，提供一种焊接结构，包括如前述的转接板，还包括无引脚的器件，所述器件可焊接在所述第二板面上，其中，所述器件上设置有多个器件焊盘，任一个所述器件焊盘和其中一个所述钩形引脚的所述第二端相通。
根据本发明的其中一个方面，提供一种焊接结构，包括如前述的转接板，还包括无引脚的器件和电路板；
所述器件可焊接在所述第二板面上，其中，所述器件上设置有多个器件焊盘，任一个所述器件焊盘和其中一个所述钩形引脚的所述第二端相通；
所述转接板可焊接在所述电路板上，其中，所述电路板上设置有多个电路板焊盘，任一个所述钩形引脚的所述第一端和其中一个所述电路板焊盘相通。
根据本发明的其中一个方面，提供一种用于加工如权利要求1所述的转接板的加工方法，其特征在于，包括：
制取板基体；
制取引脚；
所述制取引脚步骤包括：
选取板料；
在板料上加工穿丝孔；
对板料进行热处理；
对线切割设备编写加工程序，其中，加工程序至少包括穿丝孔位置、切割路径和切割方向；
将板料装夹在线切割设备上，将电极丝穿过穿丝孔并校正电极丝，按照加工程序中的切割路径和切割方向加工板料，获得引脚坯料；
对引脚坯料按照预设质检标准进行质检，当引脚坯料满足符合质检标准时，对引脚坯料进行电镀锡处理而获得引脚；
将引脚焊接在板基体上，获得转接板。
上述技术方案具有如下优点或者有益效果：
本发明提供的转接板，可将器件通过转接板焊接在PCB板上，减少了器件和PCB板之间的接触面积，通过在钩形引脚的第一端设置有具有韧性的弧形结构，使得钩形引脚成为形变部，该形变部可减少热应力和机械应力，从而降低了现有技术中的器件和PCB板焊点的疲劳损伤，提高了焊点的可靠性。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的转接板的其中一个视角的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的转接板的其中另一个视角的结构示意图；
图3为本发明实施例1提供的转接板的其中又一个视角的结构示意图；
图4为图1中A部的放大图；
图5为图2中B部的放大图；
图6为本发明实施例1提供的其中一种钩形引脚的结构示意图；
图7为本发明实施例1提供的其中另一种钩形引脚的结构示意图；
图8为本发明实施例1提供的一部分的加工转接板的流程图；
图9为本发明实施例1提供的一部分的加工转接板的流程图。
具体实施方式
实施例1：
参见图1至图7，1、一种转接板，其特征在于，包括板基体1和多个钩形引脚2；
任一个钩形引脚2的两端分别为第一端201和第二端202，其中，板基体1具有第一板面101和第二板面102，第一板面101和第二板面102相互平行；
任一个钩形引脚2的第二端202焊接第二板面102上，任一个钩形引脚2的第一端201设置为弧形，任一个钩形引脚2的第一端201分别与第一板面101和第二板面102之间留有间距；
相邻的两个钩形引脚2之间留有预设间距，且相邻的两个钩形引脚2的延伸方向相互平行。
其中，在实际使用本实施例中的转接板时，无引脚的表面组装器件(以下内容简称为：器件)可焊接在转接板的板基体1上，使得器件上的任一个器件焊盘和其中一个钩形引脚2相通；再通过将转接板焊接在PCB板上，使得任一个钩形引脚2与PCB板上的其中一个PCB焊盘导通。
现有技术中，器件焊接在PCB板上时，器件和PCB板之间的接触面积比较大，从而使得器件和PCB板之间的热应力和机械应力比较大。
在本实施例中，器件通过转接板焊接在PCB板上，由于转接板的钩形引脚2相对于PCB板的接触面积比较小，使得器件和转接板的组合物相对于PCB板的热应力和机械应力，小于现有技术中的器件直接焊接在PCB板上的热应力和机械应力。
现有技术中，器件和PCB板之间为直接焊接，从而器件和PCB板之间缺乏消除或减少热应力和机械应力的形变部。
在本实施例中，器件通过转接板焊接在PCB板上，具体是，器件焊接在板基体1上，与板基体1焊接的多个钩形引脚2焊接在PCB板上，使得钩形引脚2将板基体1和PCB板之间相互分隔；其中，钩形引脚2的第一端201用于焊接在PCB板上，由于第一端201呈弧形、且具有韧性，使得钩形引脚2成为形变部，在器件和PCB板之间产生热应力和机械应力时，钩形引脚2可减少热应力和机械应力。
因此，本实施例中的转接板，可将器件通过转接板焊接在PCB板上，减少了器件和PCB板之间的接触面积，通过在钩形引脚2的第一端201设置有具有韧性的弧形结构，使得钩形引脚2成为形变部，该形变部可减少热应力和机械应力，从而降低了现有技术中的器件和PCB板焊点的疲劳损伤，提高了焊点的可靠性。
进一步的，参见图1，板基体1上设置有印刷电路103；
所述印刷电路103上设置有多个第一焊盘104和多个第二焊盘105；
多个第一焊盘104和多个第二焊盘105共同设置在第二板面102上，其中，多个第二焊盘105组成的第二轮廓，大于多个第一焊盘104组成的第一轮廓，第一轮廓设置在第二轮廓内；
相邻的两个第二焊盘105之间按照预设间距设置，任一个第二焊盘105与其中一个第一焊盘104通过印刷电路103相通；
任一个钩形引脚2的第二端202焊接在其中一个第二焊盘105上。
其中，当器件焊接在板基体1上时，器件的任一个器件焊盘与板基体1的其中一个第一焊盘104焊接，使得器件的任一个器件焊盘通过其中一个第一焊盘104与印刷电路103相通；同理，任一个钩形引脚2焊接在板基体1的其中一个第二焊盘105上，使得任一个钩形引脚2通过其中一个第二焊盘105与印刷电路103相通；因而，通过印刷电路103将器件和多个钩形引脚2连通，使得器件的任一个器件焊盘与其中一个钩形引脚2相通。
器件和板基体1可以采用回流焊的方式焊接在板基体1上，这是本领域技术人员所知晓的公知常识。
进一步的，参见图2或图5，钩形引脚2沿着第二板面102至第一板面101方向设置，板基体1将钩形引脚2的第一端201和第二端202隔离。
参见图6或图7，本实施例中的钩形引脚2可以采用至少两种结构，其中，图6中展示了第一种钩形引脚的结构，其第一端201和第二端202之间仅通过最简单的直线连接结构实现，使得第一端201的端部和第二端202的端部可处于同一个切面内，这种钩形引脚的加工最方便，经济成本比较低廉；图7中展示了第二种钩形引脚的结构，也是本实施例的后文中的优选方案，这种钩形引脚的在第一端201和第二端202之间设置有两处‘折弯’结构，使得第一端201的端部和第二端202的端部并非在同一个切面上，在实际使用时，‘折弯’结构可以更好的减少热应力和机械应力。
当器件实际焊接在板基体1上时，器件设置在板基体1的第二板面102上；同时，任一个钩形引脚2的第二端202焊接在第二板面102上，且任一个钩形引脚2的第一端201沿着第二板面102至第一板面101的方向设置在第一板面101一侧，从而使得板基体1将任一个钩形引脚2的第一端201和第二端202进行隔离。采用这种设置方式，当器件和转接板的组合物实际焊接在PCB板上时，转接板设置在器件和PCB板之间，从而器件和转接板的组合物和PCB板之间的间距增大，可以增加器件和转接板的组合物与PCB板之间的散热效果，进而减少器件和转接板的组合物和转接板之间的热应力，提高焊点(器件和转接板的组合物和PCB板之间的焊点)的可靠性。
进一步的，参见图6或图7，钩形引脚2的其中一段为跨越段203，跨越段203呈曲折状；
跨越段203可沿着第二板面102向第一板面101跨越板基体1的边缘。
当钩形引脚2的跨越段203设置为曲折状时，使得钩形引脚2形成了第二处形变部，该形变部具有一定的形变能力(相当于前述的第一端201的具有韧性的弧形结构)，从而通过该形变部进一步的减少热应力和机械应力，从而降低了现有技术中的器件和PCB板焊点的疲劳损伤，提高了焊点的可靠性。
进一步的，参见图6或图7，呈弧形的第一端201具有弧底部204和弧顶部205；
弧顶部205相对于弧底部204呈突出状，其中，弧顶部205沿着第二板面102至第一板面101方向突出于弧底部204。
本实施例中的转接板，其钩形引脚2的第一端201的弧形结构相对于第一板面101呈外凸形式的结构，也就是说，第一端201的弧顶部205至第一板面101的间距，大于第一端201的弧底部204至第一板面101的间距，从而使得钩形引脚2和PCB板之间的接触面积增大，使得钩形引脚2和PCB板之间的焊点更加牢固可靠。
进一步的，参见图6或图7，沿着第二端202至第一端201的延伸方向，第一端201具有弧根部206和弧尖部207；
弧根部206至弧尖部207的延伸方向为板基体1的边缘至板基体1的中心方向；
或者，弧根部206至弧尖部207的延伸方向为板基体1的中心至板基体1的边缘方向。
本实施例中的转接板，其钩形引脚2的第一端201的弧形结构，即可以采用两种方式设置：
第一种方式，第一端201的弧根部206至弧尖部207的设置方向为：沿着板基体1的边缘至板基体1的中心方向，这种方式适合将PCB板上的多个PCB焊盘的轮廓，设计为小于器件的多个器件焊盘的轮廓，从而减少多个焊点占据PCB板的面积。
第二种方式，第一端201的弧根部206至弧尖部207的设置方向为：沿着板基体1的中心至板基体1的边缘方向，这种方式适合将PCB板上的多个PCB焊盘的轮廓，设计为大于器件的多个器件焊盘的轮廓，这种方式可以增加PCB板的设计自由度。
进一步的，参见图1，板基体1呈矩形；
多个钩形引脚2分别设置在板基体1的四个边缘处。
矩形的板基体1便于固定，从而能够便于钩形引脚2设焊接在板基体1上。板基体1的任一个边缘分别可以设置至少一个钩形引脚2，或者其中一个边缘不设置引脚，使得板基体1的设置更加方便，进而增加了PCB板的设计自由度；此外，根据器件的器件焊盘的位置布局，板基体1上的任一个边缘可以设置数量相同的钩形引脚2，也可以设置数量不同的钩形引脚2，只要钩形引脚2的数量能够与器件的器件焊盘的数量适配即可。
除了前述内容外，本实施例还提供了一种焊接结构(图中未出示)，包括如前述的转接板，还包括无引脚的器件，器件可焊接在第二板面102上，其中，器件上设置有多个器件焊盘，任一个器件焊盘和其中一个钩形引脚2的第二端202相通。
器件和转接板的焊接结构与前述内容中的器件和转接板的焊接结构相同，这里不在赘述。
在实际焊接过程中，器件与转接板之间采用回流焊的方式进行焊接。回流焊是本领域技术人员所知晓的公知常识，这里不在赘述。
除了前述内容外，本实施例还提供了一种焊接结构(图中未出示)，包括如前述的转接板，还包括无引脚的器件和电路板；
器件可焊接在第二板面102上，其中，器件上设置有多个器件焊盘，任一个器件焊盘和其中一个钩形引脚2的第二端202相通；
转接板可焊接在电路板上，其中，电路板上设置有多个电路板焊盘，任一个钩形引脚2的第一端201和其中一个电路板焊盘相通。
器件、转接板和PCB板的焊接结构与前述内容中的器件和转接板的焊接结构相同，这里不在赘述。
在实际焊接过程中，器件与转接板首先采用回流焊进行焊接，然后，器件和转接板的组合物与PCB板之间再次采用回流焊的方式进行焊接。回流焊是本领域技术人员所知晓的公知常识，这里不在赘述。
在本实施例中，参见图8，还提供一种用于加工前述的转接板的加工方法，包括：
制取板基体；
制取引脚；
将引脚焊接在板基体上，获得转接板。
其中，采制取板基体的步骤，优选的采用如下方式：
开料，依据设计规划需求，将材料裁剪成工作所需的尺寸。
图形制作，主要利用蚀刻法在印制板表面形成线路图形；其中，线路图形包括印刷电路的图形和焊盘的图形。
阻焊印刷，在板上规定的区域覆盖阻焊剂，以达到防焊护板、绝缘目的。
字符印刷，在板面上印上各种元器件位置的标记。
表面处理，在板表面的连接盘上产生供电气连接及电气互连的可焊性的涂覆层，其中，前述的焊盘为涂覆层的一部分。
铣切成形，利用数控铣床机械切割，将板子裁切最终所需规格尺寸
检验，按照标准对板子进行质量检查。
当板子符合质量要求时，获得板基体。
参见图9，S2、制取引脚步骤包括：
S201、选取板料；其中，板料为金属板料；在选取板料之前，应当分析零件图来确定引脚的尺寸、材料、加工方法，对板料进行粗加工；粗加工包括定位基础加工、起始位置加工和其他的必要的加工；其中，分析零件图而确定引脚的尺寸、材料、加工方法目的是，确认后续的程序参数，使得依照程序进行线切割加工的引脚具有钩状，形成前述内容中的钩状引脚。
S202、在板料上加工穿丝孔；穿丝孔的作用是：将线切割装置的电极丝穿过，从而便于线切割装置的加工。
S203、对板料进行热处理；利用热处理的方式消除板料的残余应力。
S204、对线切割设备编写加工程序，其中，加工程序至少包括工作坐标系设定、穿丝孔位置、切割路径和切割方向；以及，对设备进行电参数设定和工作液体选择，电参数和工作液体应当根据不同的材料和尺寸进行对应；其中，在编写加工程序时，应当将前述的分析零件图而确定引脚的尺寸、材料、加工方法编写在程序中，从而当线切割进行实际加工时，可以获得如零件图中的引脚的形状。
S205、将板料装夹在线切割设备上，将电极丝穿过穿丝孔并校正电极丝，按照加工程序中的切割路径和切割方向加工板料，获得引脚坯料；
对引脚坯料按照预设质检标准进行质检，当引脚坯料满足符合质检标准时，对引脚坯料进行电镀锡处理而获得引脚。其中，电镀锡处理的引脚可以获得优良的抗腐蚀性能及焊接性能。
当前述的板基体和引脚加工完成之后，将引脚焊接在板基体上，获得转接板的步骤包括：
采用智能恒温烙铁，将其温度设置为400°，用锡铅焊料Sn40PbSb将引脚焊接在转接板上；在实际焊接时，在光学放大镜下观察，用金属镊子夹持引脚，在转接板上平整摆放定位。
采用上述方法制成的转接板，其加工过程简单，使用的加工工具均为本领域常用工具，可以在厂内自己加工完成，具有良好的经济效益。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (9)
1.一种转接板，其特征在于，包括板基体(1)和多个钩形引脚(2)；
任一个所述钩形引脚(2)的两端分别为第一端(201)和第二端(202)，其中，所述板基体(1)具有第一板面(101)和第二板面(102)，所述第一板面(101)和所述第二板面(102)相互平行；
任一个所述钩形引脚(2)的所述第二端(202)焊接第二板面(102)上，任一个所述钩形引脚(2)的所述第一端(201)设置为弧形，任一个所述钩形引脚(2)的所述第一端(201)分别与所述第一板面(101)和所述第二板面(102)之间留有间距；
相邻的两个钩形引脚(2)之间留有预设间距，且相邻的两个所述钩形引脚(2)的延伸方向相互平行；
所述板基体(1)上设置有印刷电路(103)；
印刷电路(103)上设置多个第一焊盘(104)和多个第二焊盘(105)；
多个所述第一焊盘(104)和多个所述第二焊盘(105)共同设置在所述第二板面(102)上，其中，多个所述第二焊盘(105)组成的第二轮廓，大于多个所述第一焊盘(104)组成的第一轮廓，所述第一轮廓设置在所述第二轮廓内；
相邻的两个第二焊盘(105)之间按照所述预设间距设置，任一个所述第二焊盘(105)与其中一个所述第一焊盘(104)通过所述印刷电路(103)相通；
任一个所述钩形引脚(2)的所述第二端(202)焊接在其中一个所述第二焊盘(105)上。
2.根据权利要求1所述的转接板，其特征在于，所述钩形引脚(2)沿着所述第二板面(102)至所述第一板面(101)方向设置，所述板基体(1)将所述钩形引脚(2)的所述第一端(201)和所述第二端(202)隔离。
3.根据权利要求2所述的转接板，其特征在于，所述钩形引脚(2)的其中一段为跨越段(203)，所述跨越段(203)呈曲折状；
所述跨越段(203)可沿着所述第二板面(102)向所述第一板面(101)跨越所述板基体(1)的边缘。
4.根据权利要求3所述的转接板，其特征在于，呈弧形的所述第一端(201)具有弧底部(204)和弧顶部(205)；
所述弧顶部(205)相对于所述弧底部(204)呈突出状，其中，所述弧顶部(205)沿着所述第二板面(102)至所述第一板面(101)方向突出于所述弧底部(204)。
5.根据权利要求4所述的转接板，其特征在于，沿着所述第二端(202)至所述第一端(201)的延伸方向，所述第一端(201)具有弧根部(206)和弧尖部(207)；
所述弧根部(206)至所述弧尖部(207)的延伸方向为所述板基体(1)的边缘至所述板基体(1)的中心方向；
或者，所述弧根部(206)至所述弧尖部(207)的延伸方向为所述板基体(1)的中心至所述板基体(1)的边缘方向。
6.根据权利要求1至5任一项所述的转接板，其特征在于，所述板基体(1)呈矩形；
多个所述钩形引脚(2)分别设置在所述板基体(1)的四个边缘处。
7.一种焊接结构，包括如权利要求1所述的转接板，其特征在于，还包括无引脚的器件，所述器件可焊接在所述第二板面(102)上，其中，所述器件上设置有多个器件焊盘，任一个所述器件焊盘和其中一个所述钩形引脚(2)的所述第二端(202)相通。
8.一种焊接结构，包括如权利要求1所述的转接板，其特征在于，还包括无引脚的器件和电路板；
所述器件可焊接在所述第二板面(102)上，其中，所述器件上设置有多个器件焊盘，任一个所述器件焊盘和其中一个所述钩形引脚(2)的所述第二端(202)相通；
所述转接板可焊接在所述电路板上，其中，所述电路板上设置有多个电路板焊盘，任一个所述钩形引脚(2)的所述第一端(201)和其中一个所述电路板焊盘相通。
9.用于加工如权利要求1所述的转接板的加工方法，其特征在于，包括：
制取板基体；
制取引脚；
所述制取引脚步骤包括：
选取板料；
在板料上加工穿丝孔；
对板料进行热处理；
对线切割设备编写加工程序，其中，加工程序至少包括穿丝孔位置、切割路径和切割方向；
将板料装夹在线切割设备上，将电极丝穿过穿丝孔并校正电极丝，按照加工程序中的切割路径和切割方向加工板料，获得引脚坯料；
对引脚坯料按照预设质检标准进行质检，当引脚坯料满足符合质检标准时，对引脚坯料进行电镀锡处理而获得引脚；
将引脚焊接在板基体上，获得转接板。
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