CN114760774A - 基于面别优化的电路板贴片工艺及电路板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于面别优化的电路板贴片工艺，将电路板的基板上欲设置主控元件的一面记为正面，与所述正面相对的一面记为反面，所述工艺包括步骤：将多个非主控元件根据其自身质量M划分为若干个第一非主控元件和若干个第二非主控元件，任一所述第一非主控元件的质量M1与任一所述第二非主控元件的质量M2，满足关系式：M1＞M2；将所述基板的所述反面朝上，并印刷第一锡膏；进行第一次回流；将所述基板正面朝上，印刷第二锡膏，印刷第三锡膏；进行第二次回流。此省去了在正反两面点红胶的工序，不仅节约了材料，并且避免了红胶因受热膨胀造成电子元件浮高空焊的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电路板贴片的技术领域，尤其涉及一种基于面别优化的电路板贴片工艺及电路板。
背景技术
在电路板生产贴片过程中，需要用到红胶点胶固定贴片元件进行二次回流防止掉件。二次回流指的是，在对电路板的正面完成一次回流焊接后，需要再对电路板的反面进行二次回流焊，电路板的正面和反面通常都设置有电子元件，因此，在一次回流焊和二次回流焊中，都会在电路板上通过点红胶，将电子元件与电路板相固定，避免二次回流焊过程中，在锡膏由于高温液化后位于电路板朝下一端的电子元件受自身重力导致掉件。然而，红胶虽然起到了固定电子元件的作用，但红胶受热固化还伴随着膨胀，会导致电子元件浮高空焊等问题，因此，有必要提供一种基于面别优化的贴片生产工艺，以尽可能地减少点红胶的工序，避免点胶引发品质不良的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于面别优化的贴片生产工艺，以尽可能地减少点红胶的工序，避免点胶引发品质不良的问题。
根据本发明的一方面，提供一种基于面别优化的电路板贴片工艺，将电路板的基板上欲设置主控元件的一面记为正面，与所述正面相对的一面记为反面，其特征在于，所述工艺包括步骤：
将多个非主控元件根据其自身质量M划分为若干个第一非主控元件和若干个第二非主控元件，将若干个所述第一非主控元件规划设置于所述正面，将若干个所述第二非主控元件规划设置于所述反面，任一所述第一非主控元件的质量M1与任一所述第二非主控元件的质量M2，满足关系式：M1＞M2；
将所述基板的所述反面朝上，并在所述反面欲设置所述第二非主控元件的第一贴装区域中的第一焊盘部印刷第一锡膏；
将所述第二非主控元件贴装在所述第一贴装区域，保持所述基板的所述反面朝上并通过回流焊炉进行第一次回流；
将所述基板正面朝上，并在所述正面欲设置所述主控元件的第二贴装区域中的第二焊盘部印刷第二锡膏，以及所述正面欲设置所述第一非主控元件的第三贴装区域中的第三焊盘部印刷第三锡膏；
将所述主控元件贴装在所述第二贴装区域，且将所述第一非主控元件贴装在所述第三贴装区域，保持所述基板的所述正面朝上并通过回流焊炉进行第二次回流。
更优地，令所述第一贴装区域的面积为W1，所述第一焊盘部的面积为W2，满足关系式：
M2＜4.2g；
0.05＜(W2/W1)；
其中，g为单位：克。
更优地，满足关系式：
M2＜0.6g；
0.05＜(W2/W1)。
更优地，满足关系式：
M2＜0.4g；
0.1＜(W2/W1)。
更优地，所述第一锡膏、所述第二锡膏和所述第三锡膏均为无铅锡膏。
更优地，在所述第一次回流的步骤中，
将所述回流焊炉内的温度提升至温度T1，令所述第一锡膏融化，以焊接所述第二非主控元件与所述第一焊盘部，所述T1满足关系式:230℃≤T1≤250℃；
在所述第二次回流的步骤中，
将所述回流焊炉内的温度提升至温度T2，令所述第二锡膏和第三锡膏融化，以焊接所述主控元件与所述第二焊盘部，以及焊接所述第一非主控元件与所述第三焊盘部，所述T2满足关系式:230℃≤T2≤250℃。
更优地，在所述第一次回流的步骤之后，还包括步骤：
对所述基板的所述反面进行自动光学检测，若自动光学检测不通过，则对所述基板的所述反面进行返修；
若自动光学检测通过，则对所述基板的反面进行人工目检，若人工目检不通过，则对所述基板的所述反面进行返修；
若人工目检通过，则将所述基板装周转箱后等待所述正面的贴装。
更优地，在所述第二次回流的步骤之后，还包括步骤：
对所述基板的所述正面进行自动光学检测，若自动光学检测不通过，则对所述基板的所述正面进行返修；
若自动光学检测通过，则对所述基板的正面进行人工目检，若人工目检不通过，则对所述基板的所述正面进行返修；
若人工目检通过，则将所述基板包装后等待封装。
本发明还提供一种电路板，所述电路板通过如上述的工艺制成，所述电路板包括：
基板，用于贴装主控元件和多个非主控元件；所述基板包括正面和与正面相对的反面；
主控元件，设置于所述正面；
非主控元件，包括若干个第一非主控元件和若干个第二非主控元件，若干个所述第一非主控元件设置于所述正面，若干个所述第二非主控元件设置于所述反面，任一所述第一非主控元件的质量M1与任一所述第二非主控元件的质量M2，满足关系式：M1＞M2；
第一锡膏，设置于所述第二非主控元件与所述反面之间；
第二锡膏，设置于所述主控元件与所述正面之间；
第三锡膏，设置于所述第一非主控元件与所述正面之间。
更优地，所述基板还包括：设置于反面并用于设置所述第二非主控元件的第一贴装区域、设置于所述正面并用于设置所述主控元件的第二贴装区域、设置于所述正面并用于设置所述第一非主控元件的第三贴装区域、位于所述第一贴装区域内并用于印刷第一锡膏的第一焊盘部、位于所述第二贴装区域内并用于印刷所述第二锡膏的第二焊盘部、位于所述第二贴装区域内并用于印刷所述第二锡膏的所述第二焊盘部。
实施本发明实施例，将具有如下有益效果：
本实施例中,通过将质量较小的第二非主控元件设置在反面，通过先将反面朝上进行一次回流，再将正面朝上进行二次回流，由于一次回流时，基板朝下的一面没有电子元件，而二次回流时，只有质量较小的第二非主控元件处于朝下的反面，而质量较小的第二非主控元件仅靠液化后的锡膏便足以起到固定的作用，因此省去了在正反两面点红胶的工序，不仅节约了材料，并且避免了红胶因受热膨胀造成电子元件浮高空焊的问题。
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获得其他的附图。
图1为本发明一实施例所述的基板反面的结构示意图；
图2为本发明一实施例所述的基板正面的结构示意图；
图3为本发明一实施例步骤S10的电路板结构示意图；
图4为本发明一实施例步骤S20的电路板结构示意图；
图5为本发明一实施例步骤S30的电路板结构示意图；
图6为本发明一实施例步骤S50的电路板结构示意图；
图7为本发明一实施例步骤S60的电路板结构示意图；
图8为本发明一实施例的非主控元件的分类示意图；
图9为本发明一实施例的工艺步骤流程框图；
图10为本发明一实施例步骤S41-步骤S43的流程框图；
图11为本发明一实施例步骤S71-步骤S73的流程框图。
100、电路板；10、基板；20、正面；30、反面；40、主控元件；50、非主控元件；51、第一非主控元件；52、第二非主控元件；31、第一贴装区域；311、第一焊盘部；60、第一锡膏；200、回流焊炉；21、第二贴装区域；211、第二焊盘部；70、第二锡膏；22、第三贴装区域；221、第三焊盘部；80、第三锡膏；
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是，本发明可以容许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
一种基于面别优化的电路板贴片工艺，将电路板的基板上欲设置主控元件的一面记为正面，与所述正面相对的一面记为反面，所述工艺包括步骤：
将多个非主控元件根据其自身质量M划分为若干个第一非主控元件和若干个第二非主控元件，将若干个所述第一非主控元件规划设置于所述正面，将若干个所述第二非主控元件规划设置于所述反面，任一所述第一非主控元件的质量M1与任一所述第二非主控元件的质量M2，满足关系式：M1＞M2；
将所述基板的所述反面朝上，并在所述反面欲设置所述第二非主控元件的第一贴装区域中的第一焊盘部印刷第一锡膏；
将所述第二非主控元件贴装在所述第一贴装区域，保持所述基板的所述反面朝上并通过回流焊炉进行第一次回流；
将所述基板正面朝上，并在所述正面欲设置所述主控元件的第二贴装区域中的第二焊盘部印刷第二锡膏，以及所述正面欲设置所述第一非主控元件的第三贴装区域中的第三焊盘部印刷第三锡膏；
将所述主控元件贴装在所述第二贴装区域，且将所述第一非主控元件贴装在所述第三贴装区域，保持所述基板的所述正面朝上并通过回流焊炉进行第二次回流。
上述步骤中，通过将质量较小的第二非主控元件设置在反面，通过先将反面朝上进行一次回流，再将正面朝上进行二次回流，由于一次回流时，基板朝下的一面没有电子元件，而二次回流时，只有质量较小的第二非主控元件处于朝下的反面，而质量较小的第二非主控元件仅靠液化后的锡膏便足以起到固定的作用，因此省去了在正反两面点红胶的工序，不仅节约了材料，并且避免了红胶因受热膨胀造成电子元件浮高空焊的问题。
请参考图1-图11，本发明一实施例提供了一种基于面别优化的电路板100贴片工艺，本实施例中的工艺包括步骤：
S10：将多个非主控元件50根据其自身质量M划分为若干个第一非主控元件51和若干个第二非主控元件52，将若干个第一非主控元件51规划设置于正面20，将若干个第二非主控元件52规划设置于反面30，
具体地，将电路板100的基板10上欲设置主控元件40的一面记为正面20，与正面20相对的一面记为反面30。
本实施例中，基板10指的是尚未安装电子元件的电路板100，基板10作为载体用以贴装电子元件。
本实施例中，主控元件40指的是电子元件中作为主控的那部分电子元件，通常为主控芯片，主控元件40通常是电路板100上体积最大、重量最大的电子元件，在二次回流时往往需要最多的红胶进行固定。非主控元件50指的是电子元件中作为非主控的那部分电子元件，通常为电阻、电容等体积微小、重量微小的电子元件。
具体地，通过将质量较小的第二非主控元件52设置在反面30，通过先将反面30朝上进行一次回流，再将正面20朝上进行二次回流，由于一次回流时，基板10朝下的一面没有电子元件，而二次回流时，只有质量较小的第二非主控元件52处于朝下的反面30，而质量较小的第二非主控元件52仅靠液化后的锡膏便足以起到固定的作用，因此省去了在正反两面点红胶的工序，不仅节约了材料，并且避免了红胶因受热膨胀造成电子元件浮高空焊的问题。
具体地，任一第一非主控元件51的质量M1与任一第二非主控元件52的质量M2，满足关系式：M1＞M2；
具体地，令第一贴装区域31的面积为W1，第一焊盘部311的面积为W2，第一焊盘部311与第一贴装区域31的面积比(W2/W1)数值越大，锡膏的印刷区域越大，锡膏量越多，锡膏在二次回流时融化成液态对电子元件的束缚力越强，固定效果越好，但电子元件的面积比通常是由电子元件本身的引脚设计情况决定的，而电子元件是采购件，工艺过程中只能根据电子元件的面积比(W2/W1)和质量对元件进行筛选，将满足条件的电子元件焊接在反面30，从而避免使用红胶对电子元件进行固定。
具体地，满足关系式：M2＜4.2g，0.05＜(W2/W1)；g为单位：克。通过将第二非主控元件52的质量控制在M2＜4.2g的范围内，避免第二非主控元件52因自身重量太大，导致二次回流的过程中造成掉件。电子元件的面积比(W2/W1)各不相同，除了部分采用微型引脚的微型元件，大部分的电子元件的面积比(W2/W1)均大于0.05，通过测试表明，当0.05＜(W2/W1)时，第二非主控元件52的质量大于4.2g时，二次回流过程中开始出现掉件的现象。因此，为了避免二次回流的掉件现象，将第二非主控元件52的条件限定为M2＜4.2g，0.05＜(W2/W1)。
下表1为(W2/W1)＝0.05的情况下，三次测试过程中，不同质量的电子元件在二次回流过程中的掉件数。
具体地，满足关系式：M2＜0.6g，0.05＜(W2/W1)；g为单位：克。通过将第二非主控元件52的质量控制在M2＜0.6g的范围内，避免第二非主控元件52因自身重量太大，导致二次回流的过程中造成浮高空焊的问题。通过测试表明，当0.05＜(W2/W1)时，第二非主控元件52的质量M2＜4.2g且M2大于0.6g时，二次回流过程中，虽然没有出现掉件现象，但存在第二非主控元件52浮高空焊的问题。因此，为了避免二次回流的浮高空焊问题，将第二非主控元件52的条件限定为M2＜0.6g，0.05＜(W2/W1)。
下表2为(W2/W1)＝0.05的情况下，三次测试过程中，不同质量的电子元件在二次回流过程中的浮高空焊情况。
具体地，满足关系式：M2＜0.6g，0.1＜(W2/W1)；g为单位：克。通过将第二非主控元件52的质量控制在M2＜0.6g的范围内，同时将第一焊盘部311与第一贴装区域31的面积比(W2/W1)控制在0.1＜(W2/W1)。最大限度保证在二次回流过程中避免元件浮高空焊问题。
S20：将基板10的反面30朝上，并在反面30欲设置第二非主控元件52的第一贴装区域31中的第一焊盘部311印刷第一锡膏60；
具体地，本实施例采用的第一锡膏60、第二锡膏70和第三锡膏80均为无铅锡膏。
S30：将第二非主控元件52贴装在第一贴装区域31，保持基板10的反面30朝上并通过回流焊炉200进行第一次回流；
更优地，在第一次回流的步骤中，将回流焊炉200内的温度提升至温度T1，令第一锡膏60融化，以焊接第二非主控元件52与第一焊盘部311，T1满足关系式:230℃≤T1≤250℃；
更优地，在第一次回流的步骤之后，还包括步骤：
S41：对基板10的反面30进行自动光学检测。
若自动光学检测不通过，则对基板10的反面30进行返修；
若自动光学检测通过，则对基板10的反面30进行人工目检。
S42：对基板10的反面30进行人工目检。
若人工目检不通过，则对基板10的反面30进行返修；
若人工目检通过，则将基板10装周转箱后等待正面20的贴装。
S43：将基板10装周转箱后等待正面20的贴装。
S50：将基板10正面20朝上，并在正面20欲设置主控元件40的第二贴装区域21中的第二焊盘部211印刷第二锡膏70，以及正面20欲设置第一非主控元件51的第三贴装区域22中的第三焊盘部221印刷第三锡膏80；
S60：将主控元件40贴装在第二贴装区域21，且将第一非主控元件51贴装在第三贴装区域22，保持基板10的正面20朝上并通过回流焊炉200进行第二次回流。
具体地，在第二次回流的步骤中，将回流焊炉200内的温度提升至温度T2，令第二锡膏70和第三锡膏80融化，以焊接主控元件40与第二焊盘部211，以及焊接第一非主控元件51与第三焊盘部221，T2满足关系式:230℃≤T2≤250℃。
S71：对基板10的正面20进行自动光学检测。
若自动光学检测不通过，则对基板10的正面20进行返修；
若自动光学检测通过，则对基板10的正面20进行人工目检。
S72：对基板10的正面20进行人工目检。
若人工目检不通过，则对基板10的正面20进行返修；
若人工目检通过，则将基板10包装后等待封装。
S73：将基板10包装后等待封装。
本发明还提供一种电路板100，电路板100通过上述一实施例的工艺制成，电路板100包括：基板10，主控元件40，第一锡膏60，第二锡膏70，第三锡膏80，
基板10，用于贴装主控元件40和多个非主控元件50；基板10包括正面20、与正面20相对的反面30、设置于反面30并用于设置第二非主控元件52的第一贴装区域31、设置于正面20并用于设置主控元件40的第二贴装区域21、设置于正面20并用于设置第一非主控元件51的第三贴装区域22、位于第一贴装区域31内并用于印刷第一锡膏60的第一焊盘部311、位于第二贴装区域21内并用于印刷第二锡膏70的第二焊盘部211、位于第二贴装区域21内并用于印刷第二锡膏70的第二焊盘部211。
主控元件40，设置于正面20；
非主控元件50，包括若干个第一非主控元件51和若干个第二非主控元件52，若干个第一非主控元件51设置于正面20，若干个第二非主控元件52设置于反面30，任一第一非主控元件51的质量M1与任一第二非主控元件52的质量M2，满足关系式：M1＞M2；
第一锡膏60，设置于第二非主控元件52与反面30之间；
第二锡膏70，设置于主控元件40与正面20之间；
第三锡膏80，设置于第一非主控元件51与正面20之间。
借此，通过将质量较小的第二非主控元件52设置在反面30，通过先将反面30朝上进行一次回流，再将正面20朝上进行二次回流，由于一次回流时，基板10朝下的一面没有电子元件，而二次回流时，只有质量较小的第二非主控元件52处于朝下的反面30，而质量较小的第二非主控元件52仅靠液化后的锡膏便足以起到固定的作用，因此省去了在正反两面点红胶的工序，不仅节约了材料，并且避免了红胶因受热膨胀造成电子元件浮高空焊的问题。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种基于面别优化的电路板贴片工艺，将电路板的基板上欲设置主控元件的一面记为正面，与所述正面相对的一面记为反面，其特征在于，所述工艺包括步骤：
将多个非主控元件根据其自身质量M划分为若干个第一非主控元件和若干个第二非主控元件，将若干个所述第一非主控元件规划设置于所述正面，将若干个所述第二非主控元件规划设置于所述反面，任一所述第一非主控元件的质量M1与任一所述第二非主控元件的质量M2，满足关系式：M1＞M2；
将所述基板的所述反面朝上，并在所述反面欲设置所述第二非主控元件的第一贴装区域中的第一焊盘部印刷第一锡膏；
将所述第二非主控元件贴装在所述第一贴装区域，保持所述基板的所述反面朝上并通过回流焊炉进行第一次回流；
将所述基板正面朝上，并在所述正面欲设置所述主控元件的第二贴装区域中的第二焊盘部印刷第二锡膏，以及所述正面欲设置所述第一非主控元件的第三贴装区域中的第三焊盘部印刷第三锡膏；
将所述主控元件贴装在所述第二贴装区域，且将所述第一非主控元件贴装在所述第三贴装区域，保持所述基板的所述正面朝上并通过回流焊炉进行第二次回流。
2.根据权利要求1所述的基于面别优化的电路板贴片工艺，其特征在于，令所述第一贴装区域的面积为W1，所述第一焊盘部的面积为W2，满足关系式：
M2＜4.2g；
0.05＜(W2/W1)；
其中，g为单位：克。
3.根据权利要求2所述的基于面别优化的电路板贴片工艺，其特征在于，满足关系式：
M2＜0.6g；
0.05＜(W2/W1)。
4.根据权利要求3所述的基于面别优化的电路板贴片工艺，其特征在于，满足关系式：
M2＜0.4g；
0.1＜(W2/W1)。
5.根据权利要求1所述的基于面别优化的电路板贴片工艺，其特征在于，所述第一锡膏、所述第二锡膏和所述第三锡膏均为无铅锡膏。
6.根据权利要求4所述的基于面别优化的电路板贴片工艺，其特征在于，
在所述第一次回流的步骤中，
将所述回流焊炉内的温度提升至温度T1，令所述第一锡膏融化，以焊接所述第二非主控元件与所述第一焊盘部，所述T1满足关系式:230℃≤T1≤250℃；
在所述第二次回流的步骤中，
将所述回流焊炉内的温度提升至温度T2，令所述第二锡膏和第三锡膏融化，以焊接所述主控元件与所述第二焊盘部，以及焊接所述第一非主控元件与所述第三焊盘部，所述T2满足关系式:230℃≤T2≤250℃。
7.根据权利要求1所述的基于面别优化的电路板贴片工艺，其特征在于，在所述第一次回流的步骤之后，还包括步骤：
对所述基板的所述反面进行自动光学检测，若自动光学检测不通过，则对所述基板的所述反面进行返修；
若自动光学检测通过，则对所述基板的反面进行人工目检，若人工目检不通过，则对所述基板的所述反面进行返修；
若人工目检通过，则将所述基板装周转箱后等待所述正面的贴装。
8.根据权利要求1所述的基于面别优化的电路板贴片工艺，其特征在于，在所述第二次回流的步骤之后，还包括步骤：
对所述基板的所述正面进行自动光学检测，若自动光学检测不通过，则对所述基板的所述正面进行返修；
若自动光学检测通过，则对所述基板的正面进行人工目检，若人工目检不通过，则对所述基板的所述正面进行返修；
若人工目检通过，则将所述基板包装后等待封装。
9.一种电路板，其特征在于，所述电路板通过如权利要求1-8所述的工艺制成，所述电路板包括：
基板，用于贴装主控元件和多个非主控元件；所述基板包括正面和与正面相对的反面；
主控元件，设置于所述正面；
非主控元件，包括若干个第一非主控元件和若干个第二非主控元件，若干个所述第一非主控元件设置于所述正面，若干个所述第二非主控元件设置于所述反面，任一所述第一非主控元件的质量M1与任一所述第二非主控元件的质量M2，满足关系式：M1＞M2；
第一锡膏，设置于所述第二非主控元件与所述反面之间；
第二锡膏，设置于所述主控元件与所述正面之间；
第三锡膏，设置于所述第一非主控元件与所述正面之间。
10.根据权利要求9所述的电路板，其特征在于，所述基板还包括：设置于反面并用于设置所述第二非主控元件的第一贴装区域、设置于所述正面并用于设置所述主控元件的第二贴装区域、设置于所述正面并用于设置所述第一非主控元件的第三贴装区域、位于所述第一贴装区域内并用于印刷第一锡膏的第一焊盘部、位于所述第二贴装区域内并用于印刷所述第二锡膏的第二焊盘部、位于所述第二贴装区域内并用于印刷所述第二锡膏的所述第二焊盘部。
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