CN113966097A - 一种电路板元器件装联方法、主板和服务器 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电路板元器件装联方法、主板和服务器，该方法包括在电路板的正面印刷高温锡膏；将第一元器件组通过高温锡膏贴装在正面，并对贴装有第一元器件组的电路板进行回流焊；在电路板的背面印刷低温锡膏；将第二元器件组通过低温锡膏贴装在背面，并对贴装有第一元器件组和第二元器件组的电路板进行回流焊，得到电子装联产品。本申请先用高温锡膏在电路板正面焊接第一元器件组，然后用低温锡膏在背面焊接第二元器件组，第二次回流焊的温度低于高温锡膏熔点，所以已经固化的高温锡膏不会再次发生熔融，避免第一元器件组发生脱焊，同时也不需要对第一元器件组进行支撑，减少支撑载具的投入成本；由于低温锡膏的焊接温度降低，能源消耗减少。
Description
技术领域
本申请涉及电子装联技术领域，特别是涉及一种电路板元器件装联方法、主板和服务器。
背景技术
主板，又叫主机板，是计算机最基本的、最重要的部件之一。主板一般为矩形电路板，电路板的两面分别装联有元器件。
目前，受限于回流焊接工艺的限制，需要通过两次高温回流焊接完成电路板双面元器件的装联。首先在电路板的背面印刷锡膏，贴装设置在背面的元器件，如电阻、电容、内存插槽等，并进行回流焊，然后在电路板的正面印刷锡膏，贴装设置在正面的元器件，再次进行回流焊。在第二次回流焊时，电路板背面的焊点会面临二次熔融的过程，为了保证背面元器件与电路板脱落，目前通过承载电路的载具(带支撑插槽的装置)对电路板和背面焊接好的元器件进行支撑，预防背面元器件的脱落。但是，由于电路板在高温下受热发生变形、背面元器件高度大小存在差异等原因，导致对背面元器件的支撑效果较差，容易出现脱焊、虚焊，使得焊接良率较差；同时，由于使用载具还会增加装联成本。
因此，如何解决上述技术问题应是本领域技术人员重点关注的。
发明内容
本申请的目的是提供一种电路板元器件装联方法、主板和服务器，以提升元器件在电路板上的焊接良率，降低能源损耗。
为解决上述技术问题，本申请提供一种电路板元器件装联方法，包括：
在电路板的正面印刷高温锡膏；
将第一元器件组通过所述高温锡膏贴装在所述正面，并对贴装有所述第一元器件组的电路板进行回流焊；
在所述电路板的背面印刷低温锡膏；
将第二元器件组通过所述低温锡膏贴装在所述背面，并对贴装有所述第一元器件组和所述第二元器件组的电路板进行回流焊，得到电子装联产品。
可选的，在所述将第一元器件组通过所述高温锡膏贴装在所述正面之前，还包括：
对所述高温锡膏印刷质量进行检测；
当所述高温锡膏存在印刷缺陷时，对存在缺陷的高温锡膏进行修复。
可选的，在所述对贴装有所述第一元器件组的电路板进行回流焊之后，还包括：
对焊接有所述第一元器件组的电路板进行自动光学检测；
当检测到所述第一元器件组存在焊接缺陷时，对存在缺陷的焊接部位进行修复。
可选的，在所述将第二元器件组通过所述低温锡膏贴装在所述背面之前，还包括：
对所述低温锡膏印刷质量进行检测；
当所述低温锡膏存在印刷缺陷时，对存在缺陷的低温锡膏进行修复。
可选的，在所述对贴装有所述第一元器件组和所述第二元器件组的电路板进行回流焊之后，还包括：
对焊接有所述第二元器件组的电路板进行自动光学检测；
当检测到所述第二元器件组存在焊接缺陷时，对存在缺陷的焊接部位进行修复。
可选的，所述在电路板的正面印刷高温锡膏包括：
采用丝网印刷技术，在电路板的正面印刷高温锡膏。
可选的，所述电路板为柔性电路板。
可选的，在所述在电路板的正面印刷高温锡膏之前，还包括：
对所述电路板进行清洁，去除所述电路板表面吸附的杂质；
在所述对贴装有所述第一元器件组和所述第二元器件组的电路板进行回流焊之后，还包括：
对焊接有所述第一元器件组和所述第二元器件组的电路板再次进行清洁，去除焊接残留物。
本申请还提供一种主板，所述主板由上述任一种所述的电路板元器件装联方法制得。
本申请还提供一种服务器，所述服务器包括上述所述的主板。
本申请所提供的一种电路板元器件装联方法，包括：在电路板的正面印刷高温锡膏；将第一元器件组通过所述高温锡膏贴装在所述正面，并对贴装有所述第一元器件组的电路板进行回流焊；在所述电路板的背面印刷低温锡膏；将第二元器件组通过所述低温锡膏贴装在所述背面，并对贴装有所述第一元器件组和所述第二元器件组的电路板进行回流焊，得到电子装联产品。
可见，本申请中的方法先在电路板的正面焊接第一元器件组，焊接第一元器件组时使用高温锡膏，高温锡膏的焊接性能优异，可以保证正面的第一元器件组装联的可靠性，然后在背面焊接第二元器件组，焊接第二元器件组时使用低温锡膏，焊接第二元器件组时回流焊的温度低于高温锡膏的熔点，所以在进行第二次回流焊的过程中，已经固化的高温锡膏不会再次发生熔融，第一元器件组也就不会与电路板的正面发生脱焊的状况，提升焊接良率，同时也不需要对第一元器件组进行支撑，简化装联方法、减少支撑载具的投入成本；由于低温锡膏的焊接温度降低，降低对回流炉输出功率的要求，减少能源消耗，降低成本，并且，低温锡膏的焊接温度与电路板的玻璃化温度相近，可最大限度的降低电路板受热变形。
此外，本申请还提供一种主板和服务器。
附图说明
为了更清楚的说明本申请实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种电路板元器件装联方法的流程图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
正如背景技术部分所述，目前在装联时，通过两次高温回流焊接完成电路板双面元器件的装联。在第二次回流焊时，第一次在电路板背面印刷锡膏面临二次熔融的过程，需要通过承载电路的载具对电路板和背面焊接好的元器件进行支撑，预防背面元器件的脱落。由于电路板在高温下受热发生变形、背面元器件高度大小存在差异等原因，导致对背面元器件的支撑效果较差，容易出现脱焊、虚焊，使得焊接良率较差；同时，由于使用载具还会增加装联成本。
有鉴于此，本申请提供了一种电路板元器件装联方法，请参考图1，图1为本申请实施例所提供的一种电路板元器件装联方法的流程图，该方法包括：
步骤S101：在电路板的正面印刷高温锡膏。
正面为需要布置关键器件的第一元器件组的表面，也即设计图纸(Gerber file)中朝向设计工具用户的一面。
高温锡膏熔点在217℃，一般由锡、银、铜等金属元素组成，例如SAC305锡膏，一种无铅合金配比的锡膏，其中锡、银、铜的比例分别为Sn96.5％，Ag3.0％，Cu0.5％。
可选的，所述在电路板的正面印刷高温锡膏包括：
采用丝网印刷技术，在电路板的正面印刷高温锡膏。
需要说明的是，本申请中电路板的类型并不做具体限定，视情况而定。例如，所述电路板为柔性电路板，相应的，得到的电子装联产品为具有柔性的产品。或者，电路板为印刷电路板，是一种硬质的电路板。
步骤S102：将第一元器件组通过所述高温锡膏贴装在所述正面，并对贴装有所述第一元器件组的电路板进行回流焊。
第一元器件组包括多个元器件，第一元器件组中的元器件为比较重要的关键器件，本申请中对第一元器件组包括的元器件不做限定，视情况而定。例如，第一元器件组包括CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，PCH(Platform Controller Hub，芯片组)，DIMM(Dual Inline Memory Modules，双列直插式存储模块)，BMC(BaseboardManagement Controller，基板管理控制器)，IO(Input/Output，输入/输出)接口等关键器件。
贴装第一元器件组中的各个元器件时，采用表面贴装技术，具体的工艺流程已为本领域技术人员所熟知，此处不再详细赘述。
第一元器件组贴装完成后，将电路板放入回流炉中进行焊接，对第一元器件组进行回流焊的具体工艺步骤请参考相关技术，此处不再详细赘述。
步骤S103：在所述电路板的背面印刷低温锡膏。
电路板的背面与正面相背。
可选的，可以采用丝网印刷技术在电路板的额背面印刷低温锡膏。
低温锡膏一般为锡铋合金，其熔点为138℃，回流焊的峰值温度一般在170℃～180℃。
步骤S104：将第二元器件组通过所述低温锡膏贴装在所述背面，并对贴装有所述第一元器件组和所述第二元器件组的电路板进行回流焊，得到电子装联产品。
第二元器件组包括多个元器件，本申请中对第二元器件组包括的元器件不做限定，视情况而定。例如，第二元器件组包括电阻、电容、内存插槽等元器件。
贴装第二元器件组中的各个元器件时，采用表面贴装技术，具体的工艺流程已为本领域技术人员所熟知，此处不再详细赘述。
第二元器件组贴装完成后，将电路板放入回流炉中进行焊接，对第二元器件组进行回流焊的具体工艺步骤请参考相关技术，此处不再详细赘述。
需要强调的是，本步骤中的焊接采用低温焊接工艺(Low TemperatureSoldering，LTS)进行焊接。本步骤中的最高焊接温度小于高温锡膏的熔点温度，所以，正面的高温锡膏并不会发生熔融，第一元器件组与电路板之间不会因高温锡膏的熔融与电路板之间发生脱焊，也不需要对第一元器件组进行载具支撑、点胶固定等额外的投入。
低温焊接工艺的焊接强度(主要是抗跌落/冲击)相较于正面高温锡膏焊接时的强度低，但由于第二元器件组中的元器件相对于第一元器件组中的元器件来说，重要程度较低，所以，对背面的元器件进行焊接时采用低温焊接工艺，对正面的元器件进行焊接时采用常规的高温锡膏进行焊接，最大化的保证电路板正面关键的元器件的装联的可靠性。
需要指出的是，目前双面采用高温锡膏焊接得到的电子装联产品在受到外力冲击导致元器件失效时，由于第二元器件组中的元器件应力较小，一般都是第二元器件组中的元器件发生失效，所以本申请中对第二元器件组采用低温焊接工艺进行焊接，并不会给第二元器件组带来明显不良影响。
本申请中的方法先在电路板的正面焊接第一元器件组，焊接第一元器件组时使用高温锡膏，高温锡膏的焊接性能优异，可以保证正面的第一元器件组装联的可靠性，然后在背面焊接第二元器件组，焊接第二元器件组时使用低温锡膏，焊接第二元器件组时回流焊的温度低于高温锡膏的熔点，所以在进行第二次回流焊的过程中，已经固化的高温锡膏不会再次发生熔融，第一元器件组也就不会与电路板的正面发生脱焊的状况，提升焊接良率，同时也不需要对第一元器件组进行支撑，简化装联方法、减少支撑载具的投入成本；由于低温锡膏的焊接温度降低，降低对回流炉输出功率的要求，减少能源消耗，降低成本，并且，低温锡膏的焊接温度与电路板的玻璃化温度相近，可最大限度的降低电路板受热变形。
另外，本申请中的方法可以应用在目前受制于无法双面布局的元器件的装联上，甚至通过锡膏金属成份的定制化，实现与SAC305锡膏焊接品质相当的水准。
在印刷高温锡膏的过程中，由于一些不确定因素可能会导致电路板上的高温锡膏存在印刷缺陷，从而影响第一元器件组的焊接可靠性，为了提升第一元器件组的焊接可靠性，在本申请的一个实施例中，在所述将第一元器件组通过所述高温锡膏贴装在所述正面之前，还包括：
对所述高温锡膏印刷质量进行检测；
当所述高温锡膏存在印刷缺陷时，对存在缺陷的高温锡膏进行修复。
印刷缺陷包括高温锡膏局部印刷缺失，或者应该印刷的部位并未印刷上高温锡膏，或者高温锡膏量太少等等。
可以理解的是，当高温锡膏不存在缺陷时，则无需进行修复，直接进行贴装步骤即可。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，在所述对贴装有所述第一元器件组的电路板进行回流焊之后，还包括：
对焊接有所述第一元器件组的电路板进行自动光学检测；
当检测到所述第一元器件组存在焊接缺陷时，对存在缺陷的焊接部位进行修复。
自动光学检测(Automated Optical Inspection，AOI)依靠机器视觉技术，获取电路板正面的表面形态，通过影像处理检测出异常部位，并进行标记。
焊接缺陷包括焊接裂纹、孔穴、未焊透、形状缺陷等。
可以理解的是，当不存在焊接缺陷时，无需进行修复处理，直接进行背面低温锡膏印刷即可。
本实施例中在对第一元器件组焊接完成后进行自动光学检测，并对焊接缺陷的部位进行修复，提升第一元器件组焊接的可靠性，提升电子装联产品的品质。另外，由于本申请中在焊接时采用先正面高温焊接、再背面低温焊接的形式，使得焊接良率提升，相对现有的装联方法，本申请可以减少对自动光学检测的依赖。
在上述实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，在所述将第二元器件组通过所述低温锡膏贴装在所述背面之前，还包括：
对所述低温锡膏印刷质量进行检测；
当所述低温锡膏存在印刷缺陷时，对存在缺陷的低温锡膏进行修复。
印刷缺陷包括高温锡膏局部印刷缺失，或者应该印刷的部位并未印刷上高温锡膏，或者高温锡膏量太少等等。
可以理解的是，当低温锡膏不存在缺陷时，则无需进行修复，直接进行贴装步骤即可。
本实施例中在低温锡膏印刷之后进行检测，对印刷存在缺陷的部位进行修复，可以避免在印刷低温锡膏的过程中，由于一些不确定因素导致的印刷缺陷，提升第二元器件组的焊接可靠性和良率。
为了提升第二元器件组与电路板之间的焊接牢固性，在所述对贴装有所述第一元器件组和所述第二元器件组的电路板进行回流焊之后，还包括：
对焊接有所述第二元器件组的电路板进行自动光学检测；
当检测到所述第二元器件组存在焊接缺陷时，对存在缺陷的焊接部位进行修复。
焊接缺陷包括焊接裂纹、孔穴、未焊透、形状缺陷等。
可以理解的是，当不存在焊接缺陷时，无需进行修复处理。
在上述任一实施例的基础上，在本申请的一个实施例中，在所述在电路板的正面印刷高温锡膏之前，还包括：
对所述电路板进行清洁，去除所述电路板表面吸附的杂质；
在所述对贴装有所述第一元器件组和所述第二元器件组的电路板进行回流焊之后，还包括：
对焊接有所述第一元器件组和所述第二元器件组的电路板再次进行清洁，去除焊接残留物。
在对电路板进行第一次清洁时，可以将电路板放入清洁区域，通过对电路板表面吹氮气从而吹除吸附在电路板表面的杂质；第一元器件组和第二元器件组焊接完成进行第二次清洁时，可以采用超声波清洗设备进行清洁，去除焊接过程中产生的焊接残留物，本实施例中对电路板进行两次清洁，保证第一元器件组和第二元器件组在电路板上进行焊接前后的整洁度，同时提升制得的电子装联产品的品质。
下面以一具体情况对本申请中的电路板元器件装联方法进行阐述。
步骤1、对电路板进行清洁，去除电路板表面吸附的杂质；
步骤2、在电路板的正面印刷SAC305锡膏；
步骤3、对SAC305锡膏印刷质量进行检测；
步骤4、当SAC305锡膏存在印刷缺陷时，对存在缺陷的高温锡膏进行修复，并进入步骤5；若SAC305锡膏不存在印刷缺陷时，直接进行步骤5；
步骤5、采用表面贴装技术将第一元器件组中的各个元器件通过贴装在电路板的正面，并对贴装有第一元器件组的电路板进行回流焊；
步骤6、对焊接有第一元器件组的电路板进行自动光学检测；
步骤7、当检测到第一元器件组存在焊接缺陷时，对存在缺陷的焊接部位进行修复，并进入步骤8；若不存在焊接缺陷，则直接进入步骤8；
步骤8、在电路板的背面印刷低温锡膏；
步骤9、对低温锡膏印刷质量进行检测；
步骤10、当低温锡膏存在印刷缺陷时，对存在缺陷的低温锡膏进行修复，并进入步骤11；当不存在印刷缺陷时，则直接进入步骤11；
步骤11、采用表面贴装技术将第二元器件组中的各二个元器件贴装在电路板的背面；
步骤S12、采用低温焊接工艺对带有第一元器件组和第二元器件组的电路板进行回流焊；
步骤S13、对电路板的背面进行自动光学检测；
步骤S14、当当检测到背面的第二元器件组存在焊接缺陷时，对存在缺陷的焊接部位进行修复，并进入步骤15；若背面不存在焊接缺陷，则直接进入步骤15；
步骤S15、对焊接有第一元器件组和第二元器件组的电路板再次进行清洁，去除焊接残留物，得到电子装联产品。
本申请还提供一种主板，所述主板由上述任一实施例所述的电路板元器件装联方法制得。
本实施例中的主板在制作时，先在电路板的正面焊接第一元器件组，焊接第一元器件组时使用高温锡膏，高温锡膏的焊接性能优异，可以保证正面的第一元器件组装联的可靠性，然后在背面焊接第二元器件组，焊接第二元器件组时使用低温锡膏，焊接第二元器件组时回流焊的温度低于高温锡膏的熔点，所以在进行第二次回流焊的过程中，已经固化的高温锡膏不会再次发生熔融，第一元器件组也就不会与电路板的正面发生脱焊的状况，提升焊接良率，同时也不需要对第一元器件组进行支撑，简化装联方法、减少支撑载具的投入成本；由于低温锡膏的焊接温度降低，降低对回流炉输出功率的要求，减少能源消耗，降低成本，并且，低温锡膏的焊接温度与电路板的玻璃化温度相近，可最大限度的降低电路板受热变形。
本申请还提供一种服务器，所述服务器包括上述实施例所述的主板。
需要指出的是，服务器中还包括散热风扇、机箱外壳、硬盘、电源等部件。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
以上对本申请所提供的电路板元器件装联方法、主板和服务器进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种电路板元器件装联方法，其特征在于，包括：
在电路板的正面印刷高温锡膏；
将第一元器件组通过所述高温锡膏贴装在所述正面，并对贴装有所述第一元器件组的电路板进行回流焊；
在所述电路板的背面印刷低温锡膏；
将第二元器件组通过所述低温锡膏贴装在所述背面，并对贴装有所述第一元器件组和所述第二元器件组的电路板进行回流焊，得到电子装联产品。
2.如权利要求1所述的电路板元器件装联方法，其特征在于，在所述将第一元器件组通过所述高温锡膏贴装在所述正面之前，还包括：
对所述高温锡膏印刷质量进行检测；
当所述高温锡膏存在印刷缺陷时，对存在缺陷的高温锡膏进行修复。
3.如权利要求1所述的电路板元器件装联方法，其特征在于，在所述对贴装有所述第一元器件组的电路板进行回流焊之后，还包括：
对焊接有所述第一元器件组的电路板进行自动光学检测；
当检测到所述第一元器件组存在焊接缺陷时，对存在缺陷的焊接部位进行修复。
4.如权利要求1所述的电路板元器件装联方法，其特征在于，在所述将第二元器件组通过所述低温锡膏贴装在所述背面之前，还包括：
对所述低温锡膏印刷质量进行检测；
当所述低温锡膏存在印刷缺陷时，对存在缺陷的低温锡膏进行修复。
5.如权利要求1所述的电路板元器件装联方法，其特征在于，在所述对贴装有所述第一元器件组和所述第二元器件组的电路板进行回流焊之后，还包括：
对焊接有所述第二元器件组的电路板进行自动光学检测；
当检测到所述第二元器件组存在焊接缺陷时，对存在缺陷的焊接部位进行修复。
6.如权利要求1所述的电路板元器件装联方法，其特征在于，所述在电路板的正面印刷高温锡膏包括：
采用丝网印刷技术，在电路板的正面印刷高温锡膏。
7.如权利要求1所述的电路板元器件装联方法，其特征在于，所述电路板为柔性电路板。
8.如权利要求1至7任一项所述的电路板元器件装联方法，其特征在于，在所述在电路板的正面印刷高温锡膏之前，还包括：
对所述电路板进行清洁，去除所述电路板表面吸附的杂质；
在所述对贴装有所述第一元器件组和所述第二元器件组的电路板进行回流焊之后，还包括：
对焊接有所述第一元器件组和所述第二元器件组的电路板再次进行清洁，去除焊接残留物。
9.一种主板，其特征在于，所述主板由如权利要求1至8任一项所述的电路板元器件装联方法制得。
10.一种服务器，其特征在于，所述服务器包括如权利要求9所述的主板。
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2021
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