CN113210780A - 电子元件焊接方法和焊接治具 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电子元件焊接方法和焊接治具，电子元件焊接方法包括：将电子元件贴装于电路板；对电子元件施加朝向电路板的弹性作用力；将电子元件与电路板加热焊接。本发明电子元件焊接方法在将电子元件贴装于电路板后，先对电子元件施加朝向电路板的弹性作用力，再将电子元件与电路板加热焊接。由于向电子元件施加的是弹性作用力，该弹性作用力会随着外力的变化而变化；在焊接过程中，电路板和电子元件之间的锡膏熔融会产生气体助焊剂，气体助焊剂会产生影响弹性作用力的外力，从而使弹性作用力相应地增大，增大的弹性作用力会将气体助焊剂从电子元件与电路板之间的间隙挤出，以减少气泡的产生。

Description

电子元件焊接方法和焊接治具

技术领域

本发明涉及电子元件焊接技术领域，特别涉及一种电子元件焊接方法和焊接治具。

背景技术

相关技术中，电子元件和电路板先通过锡膏贴装后，再通过回流焊技术进行焊接固定。在焊接过程中，锡膏熔融时产生的气体助焊剂无法被有效排出，导致电路板和电子元件之间会产生气泡，造成不良品的产生，降低了电子元件与电路板的焊接良品率。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种电子元件焊接方法，旨在解决如何提高电子元件与电路板焊接良品率的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出的电子元件焊接方法包括：

将电子元件贴装于电路板；

对电子元件施加朝向电路板的弹性作用力；

将电子元件与电路板加热焊接。

可选地，所述对电子元件施加朝向电路板的弹性作用力的步骤包括：

提供弹性件，将弹性件一端抵接于电子元件，向电路板和弹性件的另一端分别施加相向的磁吸力。

可选地，所述对电子元件施加朝向电路板的弹性作用力的步骤还包括：

提供可相互磁性吸固的支撑盘和压盖；

将弹性件连接于压盖，将电路板固定于支撑盘；

将压盖连接有弹性件的一面朝向电路板，使支撑盘与压盖对位吸固。

可选地，所述弹性作用力的最大值为0.5N～1N。

本发明还提出一种焊接治具，用以固定贴装有电子元件的电路板，该焊接治具包括：支撑盘，用以供贴装有电子元件的电路板安装，所述支撑盘具有压接区，所述压接区与贴装于电路板的电子元件对应；压盖，与所述支撑盘相向连接，以夹接电路板，所述压盖朝向所述支撑盘的一面具有挤压区，所述挤压区与所述压接区相对；弹性件，连接于所述挤压区，以压接贴装于电路板的电子元件。

可选地，所述压盖在所述挤压区开设有导向孔，所述焊接治具还包括与所述导向孔可伸缩配合的导向柱，所述弹性件套设于所述导向柱。

可选地，所述导向柱凸设有限位凸台，所述限位凸台凸设于所述导向柱凸出于所述挤压区的一端的周壁，所述弹性件的末端抵接于所述限位凸台。

可选地，所述弹性件设置为耐高温弹簧。

可选地，所述弹性件的长度设置为3cm至5cm；和/或，所述弹性件的直径设置为2mm至4mm。

可选地，所述支撑盘开设有与所述压接区对应的通孔。

本发明电子元件焊接方法在将电子元件贴装于电路板后，先对电子元件施加朝向电路板的弹性作用力，再将电子元件与电路板加热焊接。由于向电子元件施加的是弹性作用力，该弹性作用力会随着外力的变化而变化；在焊接过程中，电路板和电子元件之间的锡膏熔融会产生气体助焊剂，气体助焊剂会产生影响弹性作用力的外力，从而使弹性作用力相应地增大，增大的弹性作用力会将气体助焊剂从电子元件与电路板之间的间隙挤出，以减少气泡的产生。

现有对电子元件的焊接过程，其压固力是固定的，在焊接过程中压固力难以随着气泡的产生而发生变化，也就无法挤掉气泡；因此，与现有技术相比，本发明电子元件焊接方法能提高电子元件与电路板的焊接良品率。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明电子元件焊接方法一实施例的流程示意图；

图2为本发明电子元件焊接方法另一实施例的流程示意图；

图3为本发明中支撑盘一实施例的结构示意图；

图4为本发明中支撑盘另一实施例的结构示意图；

图5为本发明中压盖一实施例的结构示意图；

图6为本发明中压盖另一实施例的结构示意图；

图7为本发明焊接治具一实施例的剖面示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称	标号	名称
						10	支撑盘	11	压接区	20	压盖
21	挤压区	30	弹性件	22	导向孔
						40	导向柱	41	限位凸台	12	定位孔
23	第一定位柱	24	第二定位柱	25	磁体
						13	定位筋	14	通孔	15	磁吸件
50	电路板	60	电子元件

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B为例”，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种电子元件焊接方法，用以将电子元件与电路板焊接固定。

在本发明实施例中，如图1所示，该电子元件焊接方法包括：

S1、将电子元件贴装于电路板；

S2、对电子元件施加朝向电路板的弹性作用力；

S3、将电子元件与电路板加热焊接。

在本实施例中，电路板上具有焊盘，在贴装电子元件时，可先在焊盘涂覆锡膏，再通过SMT技术将电子元件自动贴装于电路板的焊盘处。弹性作用力的施加主体不做限制，本实施例以弹性件为例。弹性作用力会受反作用力影响而变化，也就是说，电子元件对弹性作用力的反作用力因气体助焊剂的产生而增大时，弹性作用力也会随之增大，从而可对气体助焊剂形成持续挤压作用，以挤掉在焊接过程中才会产生的气体，避免形成气泡。电子元件与电路板的焊接过程可通过回流炉进行回流焊，以提高焊接效率。

需要说明，将电子元件贴装于电路板后，由于对电子元件施加的是弹性作用力，因此作用力是逐渐增大的，而不是瞬时突变的，如此，可避免电子元件因受到突变的作用力而发生滑移，以提高电子元件的贴装位置稳定性。

在一实施例中，所述对电子元件施加朝向电路板的弹性作用力的步骤包括：

S201、提供弹性件，将弹性件一端抵接于电子元件，向电路板和弹性件的另一端分别施加相向的磁吸力。

磁吸力可通过相吸的磁吸件和磁体产生，具体地，可在电路板和弹性件的相背两侧分别设置磁吸件和磁体，以通过磁吸力将弹性件朝向电子元件压缩。通过磁力和弹性力的配合，可对电子元件起到持续性的挤压作用，即对电子远离的压力能达到动态平衡，而不是静态平衡，由此电子元件受到的压力会随气体的产生而自动调整，以提高对气体的挤出效果。

在一实施例中，如图2所示，所述对电子元件施加朝向电路板的弹性作用力的步骤还包括：

S21、提供可相互磁性吸固的支撑盘和压盖；

S22、将弹性件连接于压盖，将电路板固定于支撑盘；

S23、将压盖连接有弹性件的一面朝向电路板，使支撑盘与压盖对位吸固。

支撑盘和压盖本身可采用磁吸件制成，当然也可在支撑盘和压盖上分别设置磁吸件，在此不做限制，只需满足支撑盘与压盖可相互磁性吸固即可。支撑盘可对电路板起到固定作用，压盖可对弹性件起到定位作用，从而可将弹性件准确地朝电子元件压缩，以使对电子元件施加的磁力和弹性力更加稳定。

具体地，所述弹性作用力的最大值为0.5N～1N。若弹性作用力的最大值小于0.5N，则难以将气体充分挤出；若弹性作用力的最大值大于1N，则会对电子元件造成损坏；因此，将弹性作用力的最大值设置为0.5N～1N，既可将气体充分挤出，又可保证电子元件的结构稳定性。

如图3至图7所示，本发明还提出一种焊接治具，用以固定贴装有电子元件60的电路板50。其中，电子元件60通过锡膏贴装于电路板50，电路板50固定于焊接治具后，电子元件60可被朝向电路板50压固，再将焊接治具整体放入回流炉进行回流焊，以使电子元件60固定于电路板50上。

在本发明实施例中，如图3至图7所示，该焊接治具包括：支撑盘10，用以供贴装有电子元件60的电路板50安装，所述支撑盘10具有压接区11，所述压接区11与贴装于电路板50的电子元件60对应；压盖20，与所述支撑盘10相向连接，以夹接电路板50，所述压盖20朝向所述支撑盘10的一面具有挤压区21，所述挤压区21与所述压接区11相对；弹性件30，连接于所述挤压区21，以压接贴装于电路板50的电子元件60。

电路板50上具有焊盘，在贴装电子元件60时，可先在焊盘涂覆锡膏，再通过SMT技术将电子元件60自动贴装于电路板50的焊盘处。支撑盘10的形状可为方形，也可为圆形，在此不做限制。支撑盘10用以支撑于电路板50的底部，电路板50安装于支撑盘10后，电子元件60对应支撑盘10的压接区11，且电子元件60位于电路板50的顶面。压盖20的形状与支撑盘10对应，压盖20可将电路板50压固于支撑盘10，在压固过程中，压盖20的挤压区21将电子元件60朝电路板50压固。弹性件30的具体形状不做限制，只需满足具有弹性且可耐高温即可。压盖20与支撑盘10相对盖合后，连接于挤压区21的弹性件30抵接于电子元件60，以通过弹性力将电子元件60朝向电路板50压固。

支撑盘10和压盖20可通过紧固件连接，也可通过夹具夹固，在此不做限制。弹性件30与压盖20的连接方式可为粘接，也可为嵌接，在此不做限制。弹性接可直接抵接于电子元件60，也可通过其它结构间接抵接，在此不做限制。在实际应用中，弹性件30的数量可为多个，多个弹性件30分布于挤压区21，以增加对电极元件的压接面积和压接位置，提高压接效果。

由于弹性件30产生的是根据所受压力变化而变化的弹性力，也就是说，当弹性件30受到的来自压盖20和电子元件60的压力增大时，其对电子元件60的弹性力也会增大。

在对电路板50和电子元件60进行加热焊接的过程中，电路板50与电子元件60之间的锡膏熔融产生气体助焊剂，气体助焊剂会对电子元件60产生朝向弹性件30的推力，从而使弹性件30受到的压力增大，由此，弹性件30的压缩量产生变化，对电子元件60的弹性反作用力也会相应增大，增大的弹性力能驱动电子元件60挤出气体，避免产生气泡，从而可提高电路板50和电子元件60的焊接良品率。

此外，在压固电子元件60时，弹性件30对电子元件60的作用力是随着压盖20对弹性件30的压缩而逐渐增大，即弹性件30对电子元件60的作用力并不是瞬间突变，而是逐渐变化，因此可避免电子元件60因受到的瞬时作用力较大而发生滑移，从而可保证将电子元件60压固于预设位置，提高电子元件60的焊接位置准确性。

本发明焊接治具通过支撑盘10和压盖20来固定电路板50，再通过连接于压盖20的弹性件30来将电子元件60压固于电路板50，由于弹性件30向电子元件60施加的是弹性反作用力，该反作用力会随着弹性件30所受作用力的变化而变化。在焊接过程中，电路板50和电子元件60之间的锡膏熔融会产生气体助焊剂，气体助焊剂会通过电子元件60挤压弹性件30，弹性件30受到变化的作用力后会向电子元件60施加相应的反作用力，从而使电子元件60通过增大的挤压力将气体助焊剂挤出，以减少气泡的产生。

现有的焊接治具对电子元件60的压固力通常是固定的，在焊接过程中压固力难以随着气泡的产生而发生变化，也就无法挤掉气泡；因此，与现有技术相比，本发明焊接治具能提高电子元件60与电路板50的焊接良品率。

在一实施例中，如图5所示，所述压盖20在所述挤压区21开设有导向孔22，所述焊接治具还包括与所述导向孔22可伸缩配合的导向柱40，所述弹性件30套设于所述导向柱40。导向柱40凸出于压盖20朝向支撑盘10的一面，弹性件30套设于导向柱40后会抵接于压盖20。在将压盖20压向支撑盘10时，导向柱40和弹性件30一起被挤压，此时导向柱40会被推入导向孔22，而弹性件30会被压缩。导向柱40会对弹性件30的变形方向起到导向作用，防止弹性件30受力时从挤压区21弹离，从而可提高弹性件30受力过程的稳定性。

具体地，如图7所示，所述导向柱40的周壁凸设有限位凸台41，所述限位凸台41凸设于所述导向柱40凸出于所述挤压区21的一端，所述弹性件30的末端抵接于所述限位凸台41。限位凸台41可对弹性件30起到限位作用，弹性件30一端抵接于限位凸台41，另一端抵接于压盖20，从而可避免弹性件30沿轴向脱离导向柱40，以提高弹性件30的安装稳定性。限位凸台41可沿导向柱40的周向延伸，以增加与弹性件30的接触面积，提高对弹性件30的限位稳定性。导向柱40另一端的周壁可凸设限位筋，限位筋抵接于压盖20背离弹性件30的一面，以防止导向柱40从导线孔脱离，提高导向柱40的安装稳定性。

在实际应用中，所述弹性件30设置为耐高温弹簧，以使弹性件30具有足够的结构强度，同时在受热后能保持足够的弹性，以保证焊接治具的整体结构稳定性。

在一实施例中，所述弹性件30的长度设置为3cm至5cm；和/或，所述弹性件30的直径设置为2mm至4mm。需要说明，弹性件30的直径指的是外径。将弹性件30的长度设置为3cm至5cm，直径设置为2mm至4mm，配合弹性件30的弹性系数，可在保证结构强度的基础上合理控制弹性件30被压缩后产生的弹性作用力，以避免弹性作用力太小而部分将气体有效挤出，或防止弹性作用力太大而压坏电子元件60。

在一实施例中，如图3、图4和图7所示，所述支撑盘10开设有定位孔12，所述压盖20凸设有与所述定位孔12对应的定位柱，所述定位柱与所述定位孔12定位配合。压盖20压向支撑盘10至时，定位柱与定位孔12配合，以使弹性件30准确对位压接区11，从而使弹性件30准确压接于电子元件60上，保证压接效果。定位柱和定位孔12的数量可为多个，以增加支撑盘10和压盖20的定位位置，进一步提高定位准确性。

具体地，如图3和图5所示，所述定位柱包括第一定位柱23和第二定位柱24，所述第一定位柱23和第二定位柱24分别临近所述压盖20的两相对侧边，所述第一定位柱23的数量为两个并沿所述压盖20的侧边间隔设置，所述第二定位柱24的数量为两个并沿所述压盖20的侧边间隔设置，两所述第一定位柱23的间距大于两所述第二定位柱24的间距；所述定位孔12的数量和位置与所述定位柱对应。

两第一定位柱23的间距与两第二定位柱24的间距不同，可保证压盖20的预设侧边准确定位支撑盘10的预设侧边，从而起到防呆作用，避免压盖20放置方向错误，从而保证弹性件30可准确压接于电子元件60。

在一实施例中，如图7所示，所述托盘安装有磁吸件15，所述压盖20安装有与所述磁吸件15对应的磁体25，所述托盘与所述压盖20通过所述磁吸件15与所述磁体25相互吸固。托盘的底部开设有安装槽，磁吸件15安装于安装槽内；压盖20的顶面开设有嵌槽，磁体25安装于嵌槽内；磁吸件15的位置与磁体25的位置对应。磁吸件15与磁体25可相互吸合，以使压盖20与支撑盘10可相互吸固。从而压盖20可对弹性件30持续施加磁力，以使弹性件30能随着受力变化持续调整自身的弹性反作用力，通过磁力和弹性力的配合，可是对电子元件60的压力达到动态平衡，而不是静态平衡，由此电子元件60受到的压力会随气体的产生而自动调整，以提高对气体的挤出效果。

具体地，所述磁吸件15和磁体25设置为耐高温磁铁，以在对电子元件60和电路板50进行焊接的高温环境下能保持足够的磁性，从而产生足够的磁吸力来压固电子元件60。

在一实施例中，如图3和图7所示，所述托盘凸设有定位筋13，用以供电路板50定位安装。电路板50开设有定位槽，定位槽与定位筋13配合，可将电路板50稳固定位于支撑盘10的预设区域，防止电路板50在受力过程中发生偏移，以提高对电路板50的安装稳定性。

具体地，如图7所示，所述支撑盘10开设有与所述压接区11对应的通孔14。通孔14可减少支撑盘10对电路板50的在压接区11的支撑抵接，弹性件30压接于电子元件60时，压力传递至电路板50，由于通孔14的存在，电路板50可产生轻微的变形，以在恢复变形的趋势下对电子元件60也产生微小的弹性反作用力，也就是说，气体助焊剂产生时，所受到的来自电路板50和电子元件60的挤压力是相向的弹性力，两种弹性力都会随着气体助焊剂的产生而增大，从而可更加充分地挤出气体，进一步提高焊接良品率。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，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/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电子元件焊接方法，其特征在于，包括：

将电子元件贴装于电路板；

对电子元件施加朝向电路板的弹性作用力；

将电子元件与电路板加热焊接。

2.如权利要求1所述的电子元件焊接方法，其特征在于，所述对电子元件施加朝向电路板的弹性作用力的步骤包括：

提供弹性件，将弹性件一端抵接于电子元件，向电路板和弹性件的另一端分别施加相向的磁吸力。

3.如权利要求2所述的电子元件焊接方法，其特征在于，所述对电子元件施加朝向电路板的弹性作用力的步骤还包括：

提供可相互磁性吸固的支撑盘和压盖；

将弹性件连接于压盖，将电路板固定于支撑盘；

将压盖连接有弹性件的一面朝向电路板，使支撑盘与压盖对位吸固。

4.如权利要求1至3任一项所述的电子元件焊接方法，其特征在于，所述弹性作用力的最大值为0.5N～1N。

5.一种焊接治具，用以固定贴装有电子元件的电路板，其特征在于，所述焊接治具包括：

支撑盘，用以供贴装有电子元件的电路板安装，所述支撑盘具有压接区，所述压接区与贴装于电路板的电子元件对应；

压盖，与所述支撑盘相向连接，以夹接电路板，所述压盖朝向所述支撑盘的一面具有挤压区，所述挤压区与所述压接区相对；

弹性件，连接于所述挤压区，以压接贴装于电路板的电子元件。

6.如权利要求5所述的焊接治具，其特征在于，所述压盖在所述挤压区开设有导向孔，所述焊接治具还包括与所述导向孔可伸缩配合的导向柱，所述弹性件套设于所述导向柱。

7.如权利要求6所述的焊接治具，其特征在于，所述导向柱凸设有限位凸台，所述限位凸台凸设于所述导向柱凸出于所述挤压区的一端的周壁，所述弹性件的末端抵接于所述限位凸台。

8.如权利要求5至7中任意一项所述的焊接治具，其特征在于，所述弹性件设置为耐高温弹簧。

9.如权利要求8所述的焊接治具，其特征在于，所述弹性件的长度设置为3cm至5cm；和/或，所述弹性件的直径设置为2mm至4mm。

10.如权利要求5至7中任意一项所述的焊接治具，其特征在于，所述支撑盘开设有与所述压接区对应的通孔。

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