CN1267182A - 能够防止焊接过程中的短路的印刷电路板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种包含管脚通过孔的印刷电路板,其包括:用于安装到印刷电路板上以与其电连接的部件,其中每个部件包括多个用于插入管脚通过孔的管脚;在印刷电路板上形成的图形,其中这些图形与所布置的管脚通过孔中的最后一个孔相邻;和在至少一个图形上形成的至少一个区域,其中该至少一个区域的表面能够进行焊接,并且该至少一个区域在经过该多个管脚形成的同一直线上形成,并用于吸收最后一个孔处的过量焊料。

Description

能够防止焊接过程中的短路的印刷电路板
本发明涉及印刷电路板，具体涉及能够防止焊接过程中的短路的印刷电路板。
在电子组件的大批量生产过程中，通过热伴侣(heat-fellow)方法或波焊方法完成部件和基底之间的连接。波焊方法主要应用于具有孔型部分的基底。美国专利No.5,000,691和5,092,035中公开了一种利用波焊来连接部件和基底的方法。在连接孔型部分的过程中，对一般波焊机的传送带的宽度和焊点的温度进行控制，以匹配每个印刷电路板的尺寸。但是，尽管对基底焊接过程中的条件进行了适当的控制，还是会发生意外问题，例如由焊料缺乏引起的开缝接头或由焊料过剩引起的桥接。
图1显示印刷电路板上发生的短路。
参见图1，以预定温度对包含有半导体器件(例如连接器)的印刷电路板100进行预加热，以适合于焊接条件。然后使加热后的印刷电路板100经过盛有熔化的焊料的埚(此后称为焊料埚)，以便以预定温度对其加热。在其下表面，连接器的管脚穿过印刷电路板100上形成的孔102，104和106向下方突出。在经过焊料埚的过程中，利用波焊方法焊接印刷电路板100上的突出管脚。在该状态下，以稳定的速度用传送带(图1未示出)沿箭头方向(如图1所示)传送印刷电路板100。印刷电路板100的突出管脚沿焊料埚中熔化焊料的表面扫过。因此，逐次先焊接从第一孔101突出的第一管脚101’，而后焊接从第二孔102突出的第二管脚102’。
在焊接过程中，会有一些焊料受到推挤而在覆盖有焊接掩模的印刷电路板的下表面上沿着经过第一孔101和第二孔102形成的直线流动。具体地说，印刷电路板的下表面上覆盖有焊接掩模以防止该表面上的焊接，但印刷电路板上各孔所在的区域处的焊接掩模被除去，因此各孔所在的区域是能够焊接的区域。如上所述，附在下表面上的一些焊料在覆盖有焊接掩模的区域处没有发生焊接，并以有规律的顺序向印刷电路板移动方向的相反方向推挤。但是，当被推挤的焊料到达图形108前面的第二孔102时，已不再有流动的通道。因此，一些没有向后流的焊料存留在图形108前面的孔102，104和106处，由此会导致问题。参见图1，孔101处的过量焊料和孔102处的过量焊料彼此连接，造成短路112。而且，孔106中存留的过量焊料与图形连接，造成短路110。因此需要消除印刷电路板100上产生短路的区域，这给生产成本增加了消除这些区域所需的劳力和时间，因而造成生产成本上升和生产效率下降。
因此本发明的目的在于提供一种印刷电路板，其能够防止在波焊过程中由于印刷电路板底侧上特定点处过量焊料的凝固而引起的短路。
为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供一种包含管脚通过(pin-through)孔的印刷电路板，其包括：用于安装到印刷电路板上以与其电连接的部件，其中每个部件包括多个用于插入管脚通过孔的管脚；在印刷电路板上形成的图形，其中这些图形与所布置的管脚通过孔中的最后一个孔相邻；和在至少一个图形上形成的至少一个区域，其中该至少一个区域的表面能够进行焊接，并且该至少一个区域在经过该多个管脚形成的同一直线上形成，并用于吸收最后一个孔处的过量焊料，防止了由最后焊接处的焊料过度凝固引起的短路。
在根据本发明的印刷电路板中，该至少一个区域包括除掉了覆盖在图形表面上的焊接掩模的区域。
而且，在该印刷电路板中，该至少一个区域是在依次在这些图形上形成的。
而且，在该印刷电路板中，该至少一个区域的大小与最后一个孔和该至少一个区域之间的间隔成比例地逐渐减小。
根据本发明的另一个方面，提供一种包含管脚通过孔的印刷电路板，其包括：用于安装到印刷电路板上以与其电连接的部件，其中每个部件包括多个用于插入管脚通过孔的管脚；和在印刷电路板上形成的虚设区(dummy zone)，其中该虚设区与所布置的管脚通过孔中的最后一个孔相邻，该虚设区的表面能够进行焊接，并且该虚设区在经过该多个管脚形成的同一直线上形成，并用于吸收最后一个孔处的过量焊料，防止了由最后焊接处的焊料过度凝固引起的短路。
在根据本发明的印刷电路板中，该虚设区包括除掉了覆盖在印刷电路板表面上的焊接掩模的区域。
而且，在该印刷电路板中，该虚设区位于与焊接过程中印刷电路板的移动方向相反的方向。
而且，在该印刷电路板中，该虚设区包括与最后一个孔隔开的第一部分和连接第一部分和最后一个孔的第二部分。
而且，在该印刷电路板中，第二部分的宽度小于最后一个孔的直径。
通过参考下面的示例实施例的详细说明和附图，可以对本发明有更好的理解，其保护范围将在权利要求中给出。
通过参考附图和以下详细说明，可以对本发明及其许多附加优点有更完整的理解，在附图中相同的标记表示相同或类似的部件，其中：
图1是显示印刷电路板上发生短路的示意图；
图2是显示利用波焊方法的印刷电路板焊接过程的示意图；
图3是显示根据本发明第一实施例的印刷电路板的示意图；以及
图4是显示根据本发明第二实施例的印刷电路板的示意图。
应理解该优选实施例的说明仅是示例性的，不应被理解为限制。在下面的详细说明中，给出了几个特定细节以提供本发明的完全理解。但是对于本技术领域的人员来说，很明显，可以不局限于这些特定细节来实现本发明。
参见图2至图4，在工业中，利用波焊取代先前的手工操作方式，来将部件自动焊接到印刷电路板上已有很长一段时间。
典型的波焊机包括：至少一个预加热区，用于预加热印刷电路板；至少一个焊接区，用于通过把焊料埚中的熔化焊料涂敷到印刷电路板的底侧来将部件焊接到印刷电路板上；和至少一个冷却区，焊料在此处凝固。
半导体部件被安装到印刷电路板上，并在将印刷电路板沉入熔化焊料的表面以下的条件下，通过传送轨道将印刷电路板向箭头方向(图2所示)运送。在此状态下，通过在印刷电路板上形成的孔，在张力和毛细现象的作用下，热的焊料被吸入突出管脚和孔之间的缝隙，焊料的凝固使管脚被牢固地保持在印刷电路板上。
为了与印刷电路板200连接，半导体部件(例如连接器203)被安装在印刷电路板200上。连接器203的管脚205插入到印刷电路板200上形成的孔202中。孔202的内表面为镀金表面，以改善导电性和接触。如上所述，从印刷电路板200的底面突出的管脚205首先被预加热，然后沿焊料埚209中的熔化焊料207的表面移动，从而连接并保持在印刷电路板200上。在此状态下，印刷电路板200的底面沉到熔化焊料207的表面以下。用焊料埚中的熔化焊料涂敷部件的突出管脚和印刷电路板的底侧，然后当熔化焊料凝固后，部件被牢固地连接到印刷电路板上。
参见图3，在印刷电路板的底侧形成同一直线上的连续孔210，211，212和202。与最后一个孔202相邻形成多个图形201。在焊接过程中，逐次焊接第一孔的第一管脚210′，和第二孔211的第二管脚211′和第三孔212的第三管脚212′。最后，焊接第四孔202的第四管脚202′。
在本发明的第一实施例中，在与第四孔202相邻的图形201上形成用于使熔化焊料平滑流动的通道。在图形201上，间隔地形成多个区域204，206，208和228，这些区域除掉了覆盖在图形上的焊接掩模(此后称为焊接区)，用于防止短路。
随焊接区的位置离第四孔202越来越远，其大小随之逐渐减小。焊接区204，206，208和228是能够进行焊接的区域，因此图形201上形成的焊接区使得熔化焊料能够在印刷电路板200的底侧平滑地流动。形成焊接区的结果是，在第四孔202处焊接足够的焊料，并使剩余焊料逐次地在这些焊接区处焊接。如图3所示，可以以不同方式设置焊接区。由于第一焊接区与第四孔之间的距离较窄，发生短路的可能性较高。因此，一般不在与第四孔202相邻的图形上形成第一焊接区。但是，如果第一焊接区与第四孔之间的距离足够，也可以在与第四孔202相邻的图形199上设置第一焊接区，如图3所示。
与常规印刷电路板相比，在特定点(例如图形前的管脚孔)不会发生由过量焊料凝固引起的短路。
在本发明的第一实施例中，第一焊接区204的大小是第四孔202大小的80％，第二焊接区206的大小是第四孔202大小的60％，第三焊接区208的大小是第四孔202大小的40％，第四焊接区228的大小是第四孔202大小的20％。
参见图4，其中显示了本发明的第二实施例。
如上所述，防止印刷电路板底侧上的孔的短路的一种方法是在图形上形成能够焊接的焊接区。但是有时难于在图形上形成焊接区。因此，在本发明的第二实施例中，与第四孔202相邻形成了虚设焊盘(dummy land)224。虚设焊盘224也被除掉了待焊接的掩模，其包括第一部分220和第二部分222。将第一部分220形成为与第四孔202有大小相同。第二部分222起连接第一部分220和第四孔202的作用。在此状态下，过量的熔化焊料不是停留在第四孔202处，而是通过第二部分222流向虚设焊盘224的第一部分220。如图4所示，虚设焊盘224的形状可以形成为不同形式。因此，不会发生由特定点处的过量焊料的凝固引起的短路。
根据本发明的第一实施例和第二实施例，有可能防止在印刷电路板底侧上由特定点处的过量焊料凝固引起的短路。因此，降低了用于消除产生短路的特定区域所需的劳力和时间。由于生产时间的减少，还使得生产效率提高。
以上利用优选实施例对本发明进行了说明。但是，应理解本发明的范围不应受所公开的实施例的限制。相反，其应包括各种修改和相似的结构。因此，权利要求的范围应该以最宽广的解释加以概括，以便涵盖所有这些修改和相似的结构。

Claims (10)

1.一种包含管脚通过孔的印刷电路板，包括：
用于安装到印刷电路板上以与其电连接的部件，其中每个部件包括多个用于插入管脚通过孔的管脚；
在印刷电路板上形成的图形，其中这些图形与所布置的管脚通过孔中的最后一个孔相邻；以及
在至少一个图形上形成的至少一个区域，其中该至少一个区域的表面能够进行焊接，并且该至少一个区域在经过该多个管脚形成的同一直线上形成，并用于吸收最后一个孔处的过量焊料，防止了由最后焊接处的焊料过度凝固引起的短路。
2.根据权利要求1的印刷电路板，其中该至少一个区域的焊接掩模被从图形表面上除掉，以便能够进行焊接。
3.根据权利要求1的印刷电路板，其中该至少一个区域是依次在这些图形上形成的。
4.根据权利要求1的印刷电路板，其中该至少一个区域的大小与最后一个孔和该至少一个区域之间的间隔成比例地逐渐减小。
5.一种包含管脚通过孔的印刷电路板，包括：
用于安装到印刷电路板上以与其电连接的部件，其中每个部件包括多个用于插入管脚通过孔的管脚；和
在印刷电路板上形成的虚设区，其中该虚设区与所布置的管脚通过孔中的最后一个孔相邻，该虚设区的表面能够进行焊接，并且该虚设区在经过该多个管脚形成的同一直线上形成，并用于吸收最后一个孔处的过量焊料，防止了由最后焊接处的焊料过度凝固引起的短路。
6.根据权利要求5的印刷电路板，其中该虚设区的焊接掩模被从虚设区表面除掉，以便能够进行焊接。
7.根据权利要求5的印刷电路板，其中该虚设区位于与焊接过程中印刷电路板的移动方向相反的方向。
8.根据权利要求5的印刷电路板，其中该虚设区包括与最后一个孔隔开的第一部分和连接第一部分和最后一个孔的第二部分。
9.根据权利要求8的印刷电路板，其中第二部分的宽度小于最后一个孔的直径。
10.一种焊接包含有管脚通过孔的印刷电路板的方法，包括以下步骤：
在印刷电路板上形成至少一个区域，其中该至少一个区域的焊接掩模被从印刷电路板的表面除掉，从而能够进行焊接；
将印刷电路板浸入盛有熔化焊料的埚内；
将印刷电路板向一定方向移动；以及
焊接印刷电路板的突出管脚。
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