CN114289814A - 一种电路板焊接方法及治具 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电路板焊接方法及治具，治具包括载板和压盖，压盖上设有至少一组包括一个或多个压头的压紧组件；方法包括：制作待邦定结构；待邦定结构包括由多个焊盘组成的焊盘区域；将待邦定结构置于载板上；使压盖向靠近载板的方向运动，直至压紧组件中的压头压紧于焊盘区域；对待邦定结构进行回流焊。本发明在确保压紧效果的同时，能够有针对性地对焊盘区域中的各个焊盘分别进行均匀压紧，有效地减少虚焊的发生；同时，由于压紧组件由多个压头组成，根据焊盘区域灵活调整压头的数量、各个压头的组合形状及位置，能够避开非焊盘区域，避免误作用于其他元器件上而导致元器件的损坏，进而提高了产品的良率。

Description

一种电路板焊接方法及治具

技术领域

本发明涉及电路板技术领域，尤其涉及一种电路板焊接方法及治具。

背景技术

随着便携式电子产品的逐渐普及，如今电子产品的体积日渐趋于向轻薄化发展。虽然电子产品的体积越来越小巧，但功能却越来越多，器件数量增多和电路板平面空间减小的矛盾凸显，这促使电路板往折叠立体组装方向发展，需要利用柔性电路板实现不同印刷电路板之间的电路连接，又称为软板连接硬板。

现有技术中，用于实现软板连接硬板的工艺方案有多种，以激光钎焊为例，具体流程如下：首先对印刷电路板完成预上锡，先后将印刷电路板和柔性电路板放到治具上，采用透明压板向下压紧柔性电路板，激光穿过透明压板加热焊点以进行焊接，降温后焊点成型，至此完成焊接。

前述的焊接方式存在如下缺陷：压板容易作用于非焊盘区域的其他元器件，导致其他元器件受损；同时压板所产生的压力不具有针对性，容易发生虚焊；且每一处焊点的情况均不相同，为了确保压紧效果需要使压板的压力尽可能地调高，压力越大则容易产生焊点锡裂风险，因而产品的良率较低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种电路板焊接方法及治具，解决现有技术中激光钎焊容易发生虚焊，且存在焊点锡裂风险，导致产品的良率较低的问题。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：

一种电路板焊接方法，提供一电路板焊接治具，所述电路板焊接治具包括载板，以及能够向靠近或远离所述载板的方向运动的压盖，所述压盖上设有至少一组压紧组件，每组所述压紧组件包括一个或多个压头；

所述电路板焊接方法包括：

制作待邦定结构；所述待邦定结构包括由多个焊盘组成的焊盘区域；

将所述待邦定结构置于载板上；

使压盖向靠近所述载板的方向运动，直至所述压紧组件中的所述压头压紧于所述焊盘区域；

对所述待邦定结构进行回流焊。

可选地，所述制作待邦定结构，包括：

以预定的焊接方式，在印刷电路板上制作多个焊盘以形成所述焊盘区域；

使柔性电路板覆盖于所述焊盘区域，与印刷电路板进行预连接。

可选地，所述制作待邦定结构，还包括：

在所述柔性电路板上设置补强件，所述补强件于所述印刷电路板上的正投影覆盖所述焊盘区域；

所述压紧组件中的所述压头压紧于所述焊盘区域时，作用于所述补强件上。

可选地，所述补强件上开设有多个补强开孔，所述多个补强开孔与所述多个焊盘一一对应；

所述电路板焊接方法还包括：

采用光学检测设备，透过所述补强开孔对焊盘进行检测。

本发明还提供了一种电路板焊接治具，用于实现如上任一项所述的电路板焊接方法，包括：

载板，所述载板用于放置待邦定结构；

压盖，所述压盖上设有至少一组压紧组件，每组所述压紧组件包括一个或多个压头；所述压盖能够带动所述压紧组件靠近所述载板运动，直至所述压紧组件中的所述压头压紧于所述焊盘区域。

可选地，所述压盖上设有多个安装孔，所述压紧组件包括多个压头，所述压头安装于所述安装孔内；所述压紧组件中，所述多个压头的分布形状与所述焊盘区域的形状相匹配；

所述压头靠近所述载板的一端呈锥形。

可选地，所述压头靠近所述载板的一端的形状，为配合所述焊盘区域形状的仿形结构。

可选地，所述压盖与所述压头之间连接有缓冲弹簧。

可选地，所述压盖上设有定位柱，所述载板上设有定位孔，所述定位柱对准于所述定位孔设置，且所述定位柱能够与所述定位孔滑动连接，所述定位柱远离所述压盖的一端呈锥形；

所述压盖的底部设有用于限制所述压盖运动行程的定位座，所述定位柱贯穿所述定位座。

可选地，所述压盖上设有第一磁吸定位部，所述载板上对应于所述第一磁吸定位部的位置设有第二磁吸定位部，所述第一磁吸定位部和所述第二磁吸定位部的磁极相反。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明提供了一种电路板焊接方法及治具，利用多个压紧头压紧于焊盘区域以作为后续焊接工序的基础，在确保压紧效果的同时，能够有针对性地对焊盘区域中的各个焊盘分别进行均匀压紧，有效地减少虚焊的发生；

同时，由于压紧组件由一个或多个压头组成，根据焊盘区域灵活调整压头的数量、各个压头的组合形状及位置，能够避开非焊盘区域，避免误作用于其他元器件上而导致元器件的损坏，进而提高了产品的良率。

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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本发明提供的一种电路板焊接方法的流程框图；

图2为本发明提供的一种电路板焊接治具的结构示意图；

图3为本发明提供的一种电路板焊接治具的另一视角下的结构示意图；

图4为本发明提供的一种电路板焊接方法中步骤S1的流程框图；

图5为本发明提供的一种电路板焊接治具的局部结构示意图；

图6为本发明提供的一种电路板焊接方法中步骤S1的又一流程框图；

图7为本发明提供的一种电路板焊接方法中步骤S5的流程框图。

上述图中：10、载板；20、压盖；211、定位座；212、定位柱；22、压紧组件；221、压头；31、印刷电路板；32、柔性电路板；33、补强件；331、补强开孔。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本发明的限制。

目前，用于实现软板连接硬板的激光钎焊焊接方式存在如下缺陷：

1、效率低；需要涂阻焊剂，难以实现批量生产，在焊接完成后需要进行贴胶目检，导致生产效率较低；

2、质量风险；激光钎焊的温度达到400摄氏度以上，压板的压力达到达数牛顿或数十牛顿，在高压力和高热应力下容易发生焊点锡裂风险；

3、良率低；压板的压力不具有针对性，容易出现虚焊情况，量产优化后钎焊不良率在几千DPPM左右。

为解决前述问题，本发明提供了一种电路板焊接方法及治具，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

请结合参考图1至图3，本发明实施例提供了一种电路板焊接方法，该电路板焊接方法基于一电路板焊接治具实现。

具体地，电路板焊接治具包括载板10，以及能够向靠近或远离载板10的方向运动的压盖20，压盖20上设有至少一组压紧组件22，每组压紧组件22包括一个或多个压头221，本实施例中以每组压紧组件22包括多个压头221进行介绍。

本实施例中，该载板10具体为SMT(Surface Mounted Technology，表面贴装技术)载具。

电路板焊接方法包括：

S1、制作待邦定结构；

S2、将待邦定结构置于载板10上；

S3、使压盖20向靠近载板10的方向运动，直至压紧组件22中的多个压头221压紧于焊盘区域；

S4、对待邦定结构进行回流焊。

请结合参考图4、图5，具体地，待邦定结构包括由多个焊盘组成的焊盘区域；步骤S1中制作待邦定结构的具体步骤如下：

S11、以预定的焊接方式，在印刷电路板31上制作多个焊盘以形成焊盘区域；

S12、使柔性电路板32覆盖于焊盘区域，与印刷电路板31进行预连接。

可以理解的是，预定的焊接方式至少规定了印刷电路板31上的焊盘区域所在位置和范围，此外还可以规定焊盘区域中各个焊盘的分布形状。

首先，在印刷电路板31上以预定的图形印刷锡膏，从而形成包括多个焊盘的焊盘区域。然后，使柔性电路板32的预定位置(可以是端部，也可以是任意位置)覆盖于该焊盘区域上，形成与印刷电路板31的预连接。

在实际应用中，通常需要将柔性电路板32的两端分别与一个印刷电路板31连接以形成一个连接部，由于柔性电路板32可弯折，从而实现印刷电路板31的折叠立体组装；同时，焊盘区域通常覆盖柔性电路板32与印刷电路板31的重合位置。

基于此，本实施例中，在柔性电路板32的每个连接部设置两个压紧组件22，每个压紧组件22分别设置于该连接部的两端，从而在压紧焊盘区域的同时实现对柔性电路板32的压平，以避免柔性电路板32出现翘边等情形。

请参考图6，在本实施例中，步骤S1：制作待邦定结构，还包括：

S13、在柔性电路板32上设置补强件33，补强件33于印刷电路板上的正投影覆盖焊盘区域。

可以理解的是，该补强件33覆盖于柔性电路板32与印刷电路板31的连接位置，同时也覆盖焊盘区域。当压紧组件22中的多个压头221压紧于焊盘区域时，作用于补强件33上，在补强件33的作用下，能够在确保对于焊盘区域的压紧针对性的同时，进一步地实现压力的均匀分布。

此外，由于补强件33具有一定的厚度，补强件33的厚度达到0.15mm，使补强件33能够增大压头221与焊盘之间的距离，避免焊盘中的锡膏在压紧作用下溢出并沾到压头221上，有利于提高焊接质量及良率。

本实施中，补强件33上开设有多个补强开孔331，多个补强开孔331于补强件33上呈均匀分布，多个补强开孔331与多个焊盘一一对应。多余的焊料(焊锡)可以容纳于补强开孔331中，进一步避免焊盘中的锡膏在压紧作用下溢出并沾到压头221上。

基于此，请参考图7，该电路板焊接方法还包括：

S5、采用光学检测设备，透过补强开孔331对焊盘进行检测。

本实施例中，补强开孔331的直径达到0.5mm，透过补强开孔331，采用光学检测设备对各个焊盘的成型状态进行检测，省去了贴胶目检的工序，有利于提高生产效率。可以理解的是，光学检测设备可以采用现有的AOI(自动光学检测)设备以进行检测，在此不再进行赘述。

本实施例中，在压紧组件22中的多个压头221压紧于焊盘区域之后，将整个治具放入回流焊炉中，对待邦定结构进行回流焊。相比于激光钎焊，回流焊的工作温度最高260摄氏度，不存在高热应力，避免由于高热应力出现质量风险；所需的压紧力为0.04N，几乎不存在锡裂风险；同时，由于省去了涂布阻焊剂的工序，不需要逐片电路板地进行焊接，有利于实现产品的大批量生产。此外，回流焊的焊接方式不需要激光钎焊设备、夹具及粘胶纸等，能耗低，设备成本低，与现有技术的制造工艺相比，生产成本降低90％以上。

基于回流焊的焊接方式，每个压头221作用于柔性电路板32上的补强件33的单点压力在2gf～50gf之间，具体可以根据补强件的补强强度确定。

请再次参考图2、图3，基于前述实施例，本发明实施例提供了一种电路板焊接治具，用于实现如上实施例中的电路板焊接方法。

本实施例中，电路板焊接治具包括：

载板10，载板10用于放置待邦定结构；

压盖20，压盖20上设有至少一组压紧组件22，每组压紧组件22包括多个压头221；压盖20能够带动压紧组件22靠近载板10运动，直至压紧组件22中的多个压头221压紧于焊盘区域。

具体地，压盖20上设有多个安装孔，压头221安装于安装孔内。

本实施例中，压头221可以与安装孔之间形成螺纹连接，通过旋动压头221则能够调整压头221相对于压盖20伸出的长度，有利于针对不同的焊盘实现对压头221的调整。

此外，压紧组件22中，多个压头221的分布形状与焊盘区域的形状相匹配，或者，压头221靠近载板10的一端的形状，为配合焊盘区域形状的仿形结构。

基于此，能够使得对于焊盘区域的压力分布与焊盘区域的形状更为贴合，实现针对性的压紧，避免出现虚焊的情形。

本实施例中，压头221靠近载板10的一端呈锥形，使得压头221与补强件33的接触端呈尖头状，尖头的深度设置为高于周边器件的高度；压头221的尖头设计有利于避开非焊接区域及周边器件，同时压住补强件33，实现对焊盘区域的精准压紧，确保焊接的可靠性。

在本实施例的另一种实施方式中，压盖20与压头221之间连接有缓冲弹簧，即压头221通过缓冲弹簧与压盖20连接；缓冲弹簧的设置有利于控制对于焊盘的压紧力，能够吸收因印刷工艺形成的不同焊盘之间的结构误差，进一步地降低锡裂风险。

本实施例中，压盖20上设有定位柱212，载板10上设有定位孔，定位柱212对准于该定位孔设置；当压盖20向靠近载板10的方向运动至一定高度后并继续运动时，定位柱212可滑动地穿设于定位孔中。

其中，定位柱212远离压盖20的一端呈锥形，锥形的设置有利于定位柱212穿设于定位孔中，借此实现定位功能。

此外，压盖20的底部设有用于限制压盖20运动行程的定位座211，定位柱212贯穿定位座211。当压盖20向靠近载板10的方向运动至一定高度后，定位座211与载板10接触，此时则到达压盖20能够沿该方向运动的最大行程位置，借此实现对压盖20运动高度的限制。

在本实施例中，压盖20与载板10之间还可以通过磁吸进行定位。具体地，压盖20上设有第一磁吸定位部，载板10上对应于第一磁吸定位部的位置设有第二磁吸定位部，第一磁吸定位部和第二磁吸定位部的磁极相反。当压盖20向靠近或远离载板10的方向运动时，通过第一磁吸定位部与第二磁吸定位部之间的磁吸力进行定位。

以上所述，以上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精神和范围。

Claims (10)

1.一种电路板焊接方法，其特征在于，提供一电路板焊接治具，所述电路板焊接治具包括载板，以及能够向靠近或远离所述载板的方向运动的压盖，所述压盖上设有至少一组压紧组件，每组所述压紧组件包括一个或多个压头；

所述电路板焊接方法包括：

制作待邦定结构；所述待邦定结构包括由多个焊盘组成的焊盘区域；

将所述待邦定结构置于载板上；

使压盖向靠近所述载板的方向运动，直至所述压紧组件中的所述压头压紧于所述焊盘区域；

对所述待邦定结构进行回流焊。

2.根据权利要求1所述的电路板焊接方法，其特征在于，所述制作待邦定结构，包括：

以预定的焊接方式，在印刷电路板上制作多个焊盘以形成所述焊盘区域；

使柔性电路板覆盖于所述焊盘区域，与印刷电路板进行预连接。

3.根据权利要求2所述的电路板焊接方法，其特征在于，所述制作待邦定结构，还包括：

在所述柔性电路板上设置补强件，所述补强件于所述印刷电路板上的正投影覆盖所述焊盘区域；

所述压紧组件中的所述压头压紧于所述焊盘区域时，作用于所述补强件上。

4.根据权利要求3所述的电路板焊接方法，其特征在于，所述补强件上开设有多个补强开孔，所述多个补强开孔与所述多个焊盘一一对应；

所述电路板焊接方法还包括：

采用光学检测设备，透过所述补强开孔对焊盘进行检测。

5.一种电路板焊接治具，其特征在于，用于实现如权利要求1至4任一项所述的电路板焊接方法，包括：

载板，所述载板用于放置待邦定结构；

压盖，所述压盖上设有至少一组压紧组件，每组所述压紧组件包括一个或多个压头；所述压盖能够带动所述压紧组件靠近所述载板运动，直至所述压紧组件中的所述压头压紧于所述焊盘区域。

6.根据权利要求5所述的电路板焊接治具，其特征在于，所述压盖上设有多个安装孔，所述压紧组件包括多个压头，所述压头安装于所述安装孔内；所述压紧组件中，所述多个压头的分布形状与所述焊盘区域的形状相匹配，所述压头靠近所述载板的一端呈锥形。

7.根据权利要求5所述的电路板焊接治具，其特征在于，所述压头靠近所述载板的一端的形状，为配合所述焊盘区域形状的仿形结构。

8.根据权利要求5所述的电路板焊接治具，其特征在于，所述压盖与所述压头之间连接有缓冲弹簧。

9.根据权利要求5所述的电路板焊接治具，其特征在于，所述压盖上设有定位柱，所述载板上设有定位孔，所述定位柱对准于所述定位孔设置，且所述定位柱能够与所述定位孔滑动连接，所述定位柱远离所述压盖的一端呈锥形；

所述压盖的底部设有用于限制所述压盖运动行程的定位座，所述定位柱贯穿所述定位座。

10.根据权利要求5所述的电路板焊接治具，其特征在于，所述压盖上设有第一磁吸定位部，所述载板上对应于所述第一磁吸定位部的位置设有第二磁吸定位部，所述第一磁吸定位部和所述第二磁吸定位部的磁极相反。

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