CN116489985A - 印刷电路板装配方法 - Google Patents
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Abstract
提供了一种印刷电路板装配方法，包括：将待装配到印刷电路板基板上的插件器件处理为能够利用贴片机进行操作的插件转贴片器件；以及利用贴片机将插件转贴片器件和待装配到印刷电路板基板上的贴片器件布置在印刷电路板基板上。
Description
技术领域
本发明涉及印刷电路板领域，尤其涉及一种印刷电路板装配(Printed CircuitBoard Assembly，PCBA)方法。
背景技术
在各种家电产品中，芯片集成电路和印刷电路板装配(Printed Circuit BoardAssembly，PCBA)模组作为产品的底层硬件处于重要地位。如何高效且低成本地实现产品的硬件设计与生产一直是市场竞争的焦点。
目前，用在家电产品中的印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)多采用环氧树脂板材作为PCB基板，应用相关的功能芯片并配合其外部的电子器件来实现产品的各种硬件功能。由于芯片集成电路和PCBA模组分别由不同的厂商生产，并且这些厂商按照各自的流程进行生产，因此无法对芯片集成电路到PCBA模组的整个生产过程进行优化。
发明内容
鉴于以上所述的一个或多个问题，提供了根据本发明实施例的印刷电路板装配方法。
根据本发明实施例的印刷电路板装配方法，包括：将待装配到印刷电路板基板上的插件器件处理为能够利用贴片机进行操作的插件转贴片器件；以及利用贴片机将插件转贴片器件和待装配到印刷电路板基板上的贴片器件布置在印刷电路板基板上。
附图说明
从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明，其中：
图1示出了用在家电产品中的传统PCBA模组的器件分布示意图。
图2示出了图1所示的传统PCBA模组的生产流程示意图。
图3示出了图2所示的生产流程中的散热片安装过程的示意图。
图4示出了根据本发明实施例的印刷电路板装配方法的流程图。
图5示出了根据本发明实施例的示例晶体管-贴片器件的示意图。
图6示出了根据本发明实施例的示例绕线电感-贴片器件的示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。本发明决不限于下面所提出的任何具体配置和算法，而是在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了元素、部件和算法的任何修改、替换和改进。在附图和下面的描述中，没有示出公知的结构和技术，以便避免对本发明造成不必要的模糊。
图1示出了用在家电产品中的传统PCBA模组的器件分布示意图。如图1所示，用在家电产品中的传统PCBA模组100包括PCB基板102和装配在PCB基板102上的电子器件104-2至104-8。PCB基板102一般是环氧树脂基板，电气性能优秀，但散热性能不足。按照功耗类型分，装配在PCB基板102上的电子器件包括功率器件104-2和非功率器件104-4，其中，功率器件104-2在实际工作时由于经常有大电流通过，发热比较严重，需要额外的散热片进行散热，而散热片一般由铜或铝制成，成本不菲。另外，按照封装类型分，装配在PCB基板102上的电子器件包括插件器件104-6和贴片器件104-8，它们在PCBA模组的生产过程中需要两个独立流程进行装配，使得PCBA模组的生产过程较为复杂。
图2示出了图1所示的传统PCBA模组的生产流程示意图。从图2可以看出，在传统PCBA模组的生产流程中，需要在人工操作与机器操作之间频繁切换，生产流程长、生产效率低，其中，人工操作往往是制约生产效率的瓶颈，并且由于人工操作的不确定性导致产品不良率上升。
图3示出了图2所示的生产流程中的散热片安装过程的示意图。如图3所示，在作为插件器件的绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)与其他元器件焊接完成后，需要通过以下人工操作来加装散热片：在IGBT与散热片之间的接触面上涂抹导热硅胶，通过紧固螺钉锁紧散热片与IGBT，并且通过紧固螺钉锁紧散热片与PCB基板。
鉴于用在家电产品中的传统PCBA模组及其生产流程存在的一个或多个问题，提出了根据本发明实施例的印刷电路板装配方法和PCBA模组。
图4示出了根据本发明实施例的印刷电路板装配方法的流程图。如图4所示，根据本发明实施例的印刷电路板装配方法包括：S402，将待装配到PCB基板上的插件器件(例如，整流桥、电阻、电容、电感、晶体管、插座、接口等)处理为能够利用贴片机进行操作的插件转贴片器件(也就是说，通过对插件器件进行贴片化处理，将插件器件处理为插件转贴片器件)；以及S404，利用贴片机将插件转贴片器件和待装配到PCB基板上的贴片器件布置在PCB基板上。需要说明的是，图中为了简明，将插件转贴片器件称为贴片器件。
根据本发明实施例的印刷电路板装配方法通过将插件器件处理为能够利用贴片机进行操作的插件转贴片器件，可以在无需人工操作的条件下利用贴片机来完成各种电子器件在PCB基板上的布置，因此可以提高在PCB基板上布置电子器件的效率并降低产品不良率。
在一些实施例中，可以通过对插件器件进行成形和/或PCB焊盘的优化，将插件器件处理为能够利用贴片机进行操作的插件转贴片器件。例如，对于作为插件器件的IGBT，可以通过专门的折弯工艺对其引脚进行折弯来将其处理为能够利用贴片机进行操作的晶体管-贴片器件，其中，可以使用专门定制的治具来实现折弯工艺，操作简单、可靠，可以实现大规模的批量生产。图5示出了根据本发明实施例的示例晶体管-贴片器件的示意图。再如，对于作为插件器件的绕线电感，可以通过将其形成在专用治具(例如，电木外壳)中来将其处理为能够利用贴片机进行操作的绕线电感-贴片器件，其中，可以通过(例如)开模方式制作用于绕线电感的电木外壳。图6示出了根据本发明实施例的示例绕线电感-贴片器件的示意图。
在一些实施例中，PCB基板是金属基板，例如，铝基板。环氧树脂基板的导热系数通常为0.3w/(m*k)，铝基板的导热系数通常为2.0w/(m*k)，在同等厚度下铝基板的导热效率是环氧树脂基板的7倍左右。同时，通过对铝基板的厚度、开孔、功率器件分布等中的一项或多项进行调整，可以使铝基板的导热效率达到环氧树脂基板的导热效率的10倍。因此，在使用铝基板作为PCB基板的情况下，不需要为功率器件额外安装散热片也可以达到很好的散热效果。由于不需要额外安装散热片，所以省去了通过人工操作安装散热片的工序，提升了生产效率、降低了生产成本和产品不良率。另外，使用铝基板作为PCB基板还可以解决PCBA模组因散热片而不规整的问题。具体地，为了保证散热效果，散热片通常需要设计成鳍型或其他异型形状以提供更大的热交换接触面积，这给使用PCBA模组的各种产品的结构安装增添了麻烦。在实际的家电产品(例如，电磁炉、电热水器)中，其外观形状都有很强的约束，往往导致使用散热片的限制而进一步降低散热效率。
在一些实施例中，IGBT布置在PCB基板的边缘区域，远离其他发热器件，这样可以使IGBT更好地散热，同时也可以避免其本身的发热影响到其他器件。在晶体管-贴片器件与铝基板结合使用的情况下，晶体管-贴片器件可以通过铝基板整个板面加速IGBT的热量散发。
在一些实施例中，IGBT在PCB基板上的封装大小比IGBT本身的器件大小更大，这样可以增大IGBT与PCB基板/散热片的接触面积，从而加快IGBT与PCB基板/散热片之间的热传递。在采用铝基板代替环氧树脂基板的情况下，其优秀的导热性能可以为IGBT等高发热器件提供更好的散热渠道。
在采用根据本发明实施例的印刷电路板装配方法的情况下，PCBA模组的生产可以全部由机器完成，因此提高了生产效率，减少了人工干预与人工错误。
应该明白的是，采用根据本发明实施例的印刷电路板装配方法可以装配得到这样一种PCBA模组，该PCBA模组包括PCB基板、插件转贴片器件、以及贴片器件，其中，插件转贴片器件是通过对插件器件进行贴片化处理得到的、能够利用贴片机进行操作的器件。
在根据本发明实施例的PCBA模组中，PCB基板可以是金属基板(例如，铝基板)。插件转贴片器件包括通过对IGBT的引脚进行折弯得到的、能够利用贴片机进行操作的晶体管-贴片器件或者通过将绕线电感形成在专用模具中得到的、能够利用贴片机进行操作的绕线电感-贴片器件。IGBT布置在PCB基板的边缘区域。IGBT在PCB基板上的封装大小比IGBT本身的器件大小更大。
本发明可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而系统体系结构并不脱离本发明的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明的范围之中。
Claims (9)
1.一种印刷电路板装配方法，包括：
将待装配到印刷电路板基板上的插件器件处理为能够利用贴片机进行操作的插件转贴片器件；以及
利用所述贴片机将所述插件转贴片器件和待装配到所述印刷电路板基板上的贴片器件布置在所述印刷电路板基板上。
2.如权利要求1所述的印刷电路板装配方法，其中，所述印刷电路板基板是金属基板。
3.如权利要求2所述的印刷电路板装配方法，其中，所述印刷电路板基板是铝基板。
4.如权利要求1至3中任一项所述的印刷电路板装配方法，其中，通过对绝缘栅双极型晶体管的引脚进行折弯，将所述绝缘栅双极型晶体管处理为能够利用所述贴片机进行操作的晶体管-贴片器件。
5.如权利要求1至3中任一项所述的印刷电路板装配方法，其中，通过将绕线电感形成在专用模具中，将所述绕线电感处理为能够利用所述贴片机进行操作的绕线电感-贴片器件。
6.如权利要求4所述的印刷电路板装配方法，其中，将所述绝缘栅双极型晶体管布置在所述印刷电路板基板的边缘区域。
7.如权利要求4所述的印刷电路板装配方法，其中，所述绝缘栅双极型晶体管在所述印刷电路板基板上的封装大小比所述绝缘栅双极型晶体管本身的器件大小更大。
8.如权利要求1至3中任一项所述的印刷电路板装配方法，其中，通过所述印刷电路板装配方法装配的印刷电路板被用在家电产品中。
9.一种家电产品，包括采用权利要求1至8中任一项所述的印刷电路板装配方法装配的印刷电路板。
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