CN1268183C - 电子元件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种电子元件制造方法。该方法将焊剂加到与表面固定件相连的焊区电极以及将与屏蔽盒之接合部分相连的盒固定电极上；将表面固定件和屏蔽盒固定在印刷电路板的预定位置上，屏蔽盒被安装成可以容纳表面固定件：以及在固定步骤之后，将固定有表面固定件和屏蔽盒的印刷电路板放入回流炉中，从而同时将表面固定件和屏蔽盒焊接到印刷电路板上。该电子元件制造方法可以有效地生产能够在屏蔽盒中容纳表面固定件的电子元件。

Description

电子元件及其制造方法
技术领域
本发明涉及电子元件及其制造方法，尤其涉及诸如在通信领域中使用的高频复合模块等电子元件及其制造方法。这种元件在一盒子内提供表面固定件的结构。
背景技术
图9示出了电子元件60的制造方法，该元件具有在屏蔽盒65内提供表面固定件64的结构。例如，日本待审专利公报第10-13078号对此作了揭示。
根据该方法，通过执行以下步骤1-6来制造电子元件60。
步骤1：如图10所示，在包括多个电路板(board)51的薄板61上形成通孔62，用于在薄板上固定部件。在限定通孔62的侧表面形成电板63，用于安装屏蔽盒65。
步骤2：然后，将表面固定件64安装在薄板61上，并将其焊接到薄板61的焊区电极(land electrode)上。
步骤3：焊接后，用焊剂67填充各通孔62。
步骤4：填充后，将多个屏蔽盒65的爪件(接合部分)66插入其相应的充满焊剂67的通孔62。
步骤5：接着，熔化焊剂67中的焊料，以便将屏蔽盒65焊接到薄板61上。如图9所示，通过将每个屏蔽盒65的爪件(接合部分)66焊接到通孔62内的电极63上(参见图10)，使爪件与薄板61结合并固定。
步骤6：固定爪件66后，用例如切割机沿直线A-A切割薄板61，从而获得单个的电子元件60，图9所示的是一个电子元件。
因此，在该传统方法中，在将表面固定件64焊接到薄板61上(步骤2)之后，再将屏蔽盒65装到薄板61上，以便将爪件66插入其相应的充满焊剂67的通孔62(步骤4)中。然后，熔化充满通孔62的焊剂67中的焊料，以便将屏蔽盒65焊接到薄板61的电极63上(步骤5)。但是，在此传统方法中，需要两个焊接步骤，即焊接表面固定件64的步骤和焊接屏蔽盒的步骤。这限制了生产率。
另外，在上述传统方法中，一般用回流焊接法(reflow soldering method)来焊接表面固定件64。用回流焊接法焊接表面固定件64后，仍然用回流焊接法各别焊接屏蔽盒65。这意味着两次将表面固定件64放入回流炉中。当把表面固定件64放入回流炉中两次时，由于回流炉中温度很高，所以表面固定件64中的性能会发生改变。这会导致产品的可靠性降低。
发明内容
因此，为了克服上述问题，本发明的目的是提供一种电子元件制造方法，该方法允许有效地制造这样的电子元件，它具有将表面固定件容纳在屏蔽盒中的结构，并且性能不会变化；以及提供可以用该方法有效生产的、可靠性很高的电子元件。
为了达到这一目的，依照本发明的一个方面，提供了一种电子元件制造方法，其中所述电子元件具有将表面固定件容纳在屏蔽盒内的结构，所述方法包括以下步骤：
将焊剂加到焊区电极和盒固定电极上，表面固定件将与焊区电极电气和机械连接，而用于容纳表面固定件的屏蔽盒之接合部分将与盒固定电极电气和机械地结合和固定，将焊区电极和盒固定电极安排在印刷电路板上，在印刷电路板上将固定表面固定件，盒固定电极位于印刷电路板中接合孔的内侧，接合孔用于将屏蔽盒的接合部分插入其中；
将表面固定件和屏蔽盒固定在印刷电路板的预定位置上，如此固定屏蔽盒以便将表面固定件容纳其中；以及
进行回流焊接，通过把固定有表面固定件和屏蔽盒的印刷电路板放入回流炉，并且熔化焊剂中的焊料，从而同时将表面固定件焊接在焊区电极上，而将屏蔽盒的接合部分焊接在盒固定电极上；
其中盒固定电极从接合孔的内侧延伸到位于印刷电路板一个表面上的接合孔的周边部分，焊剂施加到位于印刷电路板表面上的盒固定电极部分上并覆盖接合孔的一部分。
在该情况下，将焊剂加到焊区电极和盒固定电极两者上，表面固定件将与焊区电极电气和机械连接，而屏蔽盒的接合部分将与盒固定电极电气和机械地结合和固定。接着，通过施加焊剂，将表面固定件固定在印刷电路板的预定位置上，并将屏蔽盒固定在印刷电路板上，从而将表面固定件容纳在屏蔽盒中。然后，将印刷电路板放入回流炉，以便将表面固定件焊接到焊区电极上，而将屏蔽盒的接合部分焊接到用于固定盒子的盒固定电极上。因此，用一次焊接步骤就将表面固定件和屏蔽盒同时固定在印刷电路板上。由此，可以有效地生产电子元件，而其性能没有变化。由于只执行一次熔化焊剂的步骤，并且可以降低对表面固定件的热应力，所以可以防止因作用于固定在印刷电路板上的表面固定件的热应力而引起的性能劣化，提供可靠性。
由于印刷电路板上有盒固定电极，可以固定表面固定件，并且屏蔽盒与盒固定电极焊接，所以当对屏蔽盒加其它方向的应力时，可以防止屏蔽盒脱落，并且提供了屏蔽性能。
本发明的另一方面提供了一种制造方法，该方法如此施加焊剂，以便同时将焊剂加到焊区电极和盒固定电极上。
在加焊剂步骤中，同时将焊剂加到焊区电极和盒固定电极上。在该情况下，由于例如向印刷电路板提供焊料，在整个过程中，只用一个步骤来完成印刷或施加操作，所以可以减少制造工艺的步骤，从而提高生产率，降低制造成本。
本发明的再一方面提供了一种制造方法，该方法如此施加焊剂，以便在制造的各个阶段将焊剂加到焊区电极和盒固定电极上。
在加焊剂步骤中，将焊剂分离地加到焊区电极和盒固定电极上。在该情况下，在对一个电极加焊剂的步骤与对另一个电极加焊剂的步骤之间，可以添加其它制造步骤。这增加了制造工艺的设计自由。
依照本发明制造方法的又一方面，屏蔽盒的接合部分是爪形突出，并且盒固定电极位于印刷电路板中接合孔的内侧。
在该情况下，屏蔽盒的接合部分是爪形突出，并且将盒与其固定的电极位于印刷电路板中接合孔的内侧。因此可以高精度地将屏蔽盒可靠地连接和固定在需要的位置上，从而获得很可靠的电子元件。
另外，依照本发明的另一方面，当屏蔽盒的接合部分是爪形突出并且盒固定电极位于接合孔的内侧时，可以如此完成加焊剂的步骤，将焊剂加到印刷电路板上，从而至少覆盖印刷电路板中接合孔的一部分，接合孔用于将屏蔽盒的接合部分插入其中。
在该情况下，在加焊剂步骤中，将焊剂加到印刷电路板上，从而至少覆盖印刷电路板中接合孔的一部分，接合孔用于将屏蔽盒的接合部分插入其中。这可以将足够多的焊剂加到接合孔中，并且将突出部分可靠地焊接到盒固定电极上，从而获得更可靠的电子元件。
在该情况下，在为接合孔提供焊料时，不必使焊料完全充满接合孔。提供必要的焊料量以固定屏蔽盒的接合部分就可以了。因此，可以减少要用的焊料量，减轻产品的重量，缩小其体积。由于即使与焊料填充过程相关的状态(诸如接合孔的直径、印刷电路板的厚度等)改变时也不需要用焊料完全充满接合孔，所以不必精密调节要填充的焊料量以稳定提供焊料。因此，可以有效地保持生产率。
由于焊料不完全充满接合孔，所以在将屏蔽盒的接合部分(例如，爪形突出)和盒固定电极固定到接合孔内时，抑制了在焊料中产生空隙。可以很容易的保证将屏蔽盒的接合部分和盒固定电极固定在接合孔内。因此，提供了可靠性。
如果焊料不完全充满接合孔，并且为将印刷电路母板分割成多个电子元件，将每个屏蔽盒固定在相应的区域内，根据每个区切割印刷电路母板，这时很难在印刷电路板的背面形成焊迹。这是因为减少了在同一平面内切割印刷电路板和通孔焊料的部分。提高固定电子元件的焊接能力。由于因焊料而在刀刃上产生的粘结非常小，刀刃的寿命得以延长。由于因刀刃切割产品产生的焊屑非常少，所以产品性能不易劣化。
另外，依照本发明的另一方面，当屏蔽盒的接合部分是爪形突出，并且盒固定电极位于接合孔的内侧时，或者当焊剂加到印刷电路板上，从而至少覆盖接合孔的一部分时，屏蔽盒的接合部分具有如此的长度，致使当接合部分从印刷电路板的屏蔽盒固定表面通过接合孔时，不会伸出印刷电路板的背面。
在该情况下，屏蔽盒的接合部分具有如此的长度，致使当接合部分从印刷电路板的屏蔽盒固定表面通过接合孔时，不会伸出印刷电路板的背面。可使得生产出电子元件不会有任何部分从背面伸出。这种产品易于安装，并且适于高密度安装。
依照本发明的电子元件制造方法，可以将分割成多个电子元件的印刷电路母板用作印刷电路板；在固定步骤中，将多个表面固定件和多个屏蔽盒固定在印刷电路母板上；以及在回流焊接后，所述方法还包括下述步骤，即根据每个屏蔽盒固定区切割印刷电路母板，从而将印刷电路母板分割成多个将表面固定件容纳在屏蔽盒中的电子元件。
在该情况下，在固定步骤中，将多个表面固定件和多个屏蔽盒固定在印刷电路母板上；并在回流焊接后，根据每个屏蔽盒固定区切割印刷电路母板，从而将印刷电路母板分割成个体电子元件。这允许有效地生产许多电子元件。
可以将焊剂加到将被切割成多个电子元件的并且尺寸不小的印刷电路板上。因此，可以提高将焊料提供到合适位置以及提供适量焊剂的精度。结果，可以有效地生产可靠较高的电子元件，不受个别产品尺寸的限制。因此，例如可以缩小产品尺寸和工作空间。
在屏蔽盒的至少一部分或者每个屏蔽盒的至少一部分中形成孔，并且在将表面固定件或每个表面固定件以及屏蔽盒或每个屏蔽盒焊接到印刷电路板上之后，或者在分割步骤切割印刷电路板之后，清洁屏蔽盒或每个屏蔽盒或每个屏蔽盒的内部。
在该情况下，在屏蔽盒或者每个屏蔽盒中形成孔，并且在将表面固定件或每个表面固定件以及屏蔽盒或每个屏蔽盒焊接到印刷电路板上之后，或者在分割步骤切割印刷电路板之后，清洁屏蔽盒或每个屏蔽盒或每个屏蔽盒的内部。因此，例如可以清除因焊接产生的焊料或焊球或者切割电路板时产生的碎屑，从而可靠地防止质量劣化。
屏蔽盒或每个屏蔽盒中孔的形成位置不受特别限定，它可以位于任何位置。一般，当屏蔽盒或每个屏蔽盒在平面视图中为方盒时，最好将孔形成于相对的侧表面上，或者形成于四个侧表面上。这允许有效地清洁屏蔽盒的内部。
依照本发明的再一方面，提供了一种用上述方法生产的电子元件，该电子元件具有这样的结构，即表面固定件焊接在印刷电路板的焊区电极上，而用于容纳表面固定件的屏蔽盒焊接在印刷电路板的盒固定电极上，屏蔽盒具有用于清洁屏蔽盒内部的孔。
由于电子元件的屏蔽盒增加了用于清洁屏蔽盒内部的孔，所以可以用上述方法有效地生产电子元件。因此，可以扫除和清除因焊接产生的诸如焊料或焊球等污迹，或者当切割电路板时产生的碎屑，从而保持预定的质量，提高可靠性。
附图说明
图1示出了依照本发明第一实施例方法的制造电子元件的一个步骤。
图2示出了依照本发明第一实施例方法的制造电子元件的另一个步骤。
图3示出了依照本发明第一实施例方法的制造电子元件的再一个步骤。
图4示出了依照本发明第一实施例方法的制造电子元件的又一个步骤。
图5示出了依照本发明第一实施例方法的制造电子元件的另一个步骤。
图6是一透视图，示出了在依照本发明用于制造电子元件的第一实施例方法中，将多个屏蔽盒固定在印刷电路母板上的状态。
图7是一透视图，示出了在依照本发明用于制造电子元件的第一实施例方法中，通过切割和分割印刷电路母板而形成的电子元件。其中表面固定件和屏蔽盒已被焊接在母板上。
图8是一透视图，示出了本发明第二实施例的电子元件。
图9是一透视图，示出了传统的电子元件。
图10示出了用于制造电子元件的传统方法。
具体实施方式
下面，参照附图详细描述较佳实施例，从而给出本发明的特征。
[第一实施例]
参照图1-7，详细描述本发明第一实施例的电子元件制造方法。在该实施例中，电子元件是高频电子元件，诸如在通信设备中使用的压控振荡器(VCO)。
步骤1：将印刷电路母板11(参见图1)制作成用于其上固定表面固定件4和屏蔽盒5的印刷电路板(参见图4和5)。印刷电路母板11是用于形成单个电子元件的印刷电路板1的集合体。该集合体可以分成多个电子元件。
在印刷电路母板11的一个表面(本实施例中为上表面)上形成焊区电极12，表面固定件4将与这些焊区电极12电气和机械连接(参见图1)。电极12形成布线图案部分。例如，如图4和图5所示，在印刷电路母板11中形成接合孔2，用于插入屏蔽盒5的接合部分6。形成盒固定电极13，用以从接合孔2的内侧延伸到位于印刷电路母板11上下表面的接合孔2的周边部分，屏蔽盒5的接合部分6将焊接在盒固定电极13上。
步骤2：如图2所示，在焊接区12上加焊剂7，以便与表面固定件4电气和机械连接，并且在盒固定电极13上加焊剂7，以便与用于容纳表面固定件4的屏蔽盒5的接合部件6电气和机械地结合和固定。在盒固定电极13上加焊剂7，以便覆盖接合孔2的一部分。
加焊剂7的方法不受特别限制，可以用涂覆设备施加，或者用网板印刷机(screen printer)印刷。
步骤3：如图3所示，将表面固定件4固定在施加于焊区电极12上的焊剂7上。这里，固定表面固定件4的外电极4a，以便它们与焊剂7充分接触。通常，用自动安装设备固定表面固定件4。
步骤4：如图4所示，将屏蔽盒5固定在印刷电路母板11上，以便在其中容纳预定的表面固定件4。
在本实施例中，如图6和图7所示的，所用的屏蔽盒5具有用作接合部分6的爪件，它们与印刷电路板11中的接合孔2接合。爪形接合部分6的长度是这样的，当把爪形接合部分6放置成从印刷电路母板11用于固定屏蔽盒5的一个表面伸入接合孔2时，不允许爪形接合部分6突出或伸出印刷电路板11的背面。
将屏蔽盒5固定在印刷电路母板11上，使接合部分6放入印刷电路母板11的接合孔2中。
步骤5：通过把固定有表面固定件4和屏蔽盒5的印刷电路母板11放入回流炉中，以熔化焊剂膏(特别是，图5中的焊剂7a)，然后冷却，以便将表面固定件4的外电极4a焊接在焊区电极12上，并且将屏蔽盒5的接合部分6焊接在印刷电路板11的盒固定电极13上(参见图5)。图6示出了将屏蔽盒5固定在印刷电路母板11上的状态。为了便于理解，图6没有示出焊剂。
步骤6：然后，如图7所示，根据屏蔽盒固定区，切割和分割其上固定和焊接有表面固定件和屏蔽盒的印刷电路母板，从而获得内装有表面固定件(未示出)的单个电子元件10。为了便于理解，图7也没有示出焊剂。
根据上述方法，在将焊接表面固定件4的焊区电极12以及将焊接屏蔽盒5的接合部分6之电极13上加焊剂7。在固定表面固定件4和屏蔽盒5之后，将印刷电路母板11放入回流炉中，以便将表面固定件4焊接到焊区电极12上，并且将屏蔽盒5的接合部分6焊接到电极13上。因此，按这种方法，用一次焊接步骤就可以同时将表面固定件4和屏蔽盒5固定在印刷电路母板上，从而可以有效地生产电子元件。
另外，由于只将表面固定件4放入回流炉一次，所以可以减少或防止表面固定件的性能因回流炉产生的热而发生变化。从而可以获得具有稳定性能的电子元件。
由于把焊剂7加在具有多个电子元件而后将作分割的印刷电路母板11上，所以可以增加把焊剂7加至合适位置以及加适量焊剂7的精确度。因此，可以有效地生产电子元件，不受个别产品尺寸的限制。结果，例如可以减小制造设备或机器的大小，缩小工作空间。
在本实施例的电子元件10中，使用这样的屏蔽盒5，它在相对两侧形成孔5a(参见图7，该图只示出两个孔5a，它们位对相对两侧中的一侧)。这些孔5a用来清洁屏蔽盒5的内部。因此，通过清除因焊接产生的诸如焊剂和焊球等污点，以及扫除和清除切割电路板时产生的碎屑，可以防止质量劣化，从而提供可靠性。
[第二实施例]
图8是一透视图，示出了本发明第二实施例的电子元件。
在第二实施例中，用符号10a表示图8的电子元件，在该电子元件中，使用屏蔽盒5。屏蔽盒5a在其一对相对表面上形成有孔5a，并在另一对相对表面上形成有孔5b。
尽管在图8中，仅示出了彼此并不相对的位于两个侧表面上的孔5a和孔5a，但同样在与相应侧表面相对的侧表面上形成有孔5a(未图示)和孔5b(未图示)，其中在所述相应侧表面上形成有图示的孔5a和图示的孔5b。
电子元件10a仍可以用与第一实施例相同的方法来制造。
由于本实施例中电子元件10a的屏蔽盒5在其两个侧表面上都有孔5a，在另两个侧表面上都有孔5b，所以它在四个侧表面上都有孔。因此，在把表面固定件和屏蔽盒焊接到印刷电路板上后，或者在分割步骤中切割印刷电路板之后，可以有效地清洁屏蔽盒的内部。
因此，通过扫除和清除因焊接产生的焊剂和焊料，或者扫除和清除切割电路板时产生的碎屑，可以防止质量劣化，并获得高度可靠的产品。
在第一和第二实施例中，使用了印刷电路母板，并且在焊接表面固定件和屏蔽盒后，将印刷电路母板切割和分割成个体的电子元件。但是，并非必须使用印刷电路母板。可以使用早已被分割、用于形成单个电子元件的印刷电路板。
尽管在上述实施例中，用诸方法生产诸如压控振荡器(VCO)等高频电子元件，但本发明可用来生产其它类型的电子元件。
本发明的其它特性也不限于第一和第二实施例。因此，在本发明的范围内，可以进行各种应用和变化，例如，印刷电路板、焊区电极和盒固定电极图案的形状；屏蔽盒及其接合部分的具体形式和结构；或者屏蔽盒中孔的形式、位置或数量。

Claims (12)

1.一种电子元件制造方法，其中所述电子元件具有将表面固定件容纳在屏蔽盒内的结构，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
将焊剂加到焊区电极和盒固定电极上，表面固定件将与焊区电极电气和机械连接，而用于容纳表面固定件的屏蔽盒之接合部分将与盒固定电极电气和机械地结合和固定，将焊区电极和盒固定电极安排在印刷电路板上，在印刷电路板上将固定表面固定件，盒固定电极位于印刷电路板中接合孔的内侧，接合孔用于将屏蔽盒的接合部分插入其中；
将表面固定件和屏蔽盒固定在印刷电路板的预定位置上，固定屏蔽盒以便将表面固定件容纳其中；
进行回流焊接，通过把固定有表面固定件和屏蔽盒的印刷电路板放入回流炉，并且熔化焊剂中的焊料，从而同时将表面固定件焊接在焊区电极上，而将屏蔽盒的接合部分焊接在盒固定电极上；
其中盒固定电极从接合孔的内侧延伸到位于印刷电路板一个表面上的接合孔的周边部分，焊剂施加到位于印刷电路板表面上的盒固定电极部分上并覆盖接合孔的一部分。
2.如权利要求1所述的电子元件制造方法，其特征在于，施加焊剂，以便同时将焊剂加到焊区电极和盒固定电极上。
3.如权利要求1所述的电子元件制造方法，其特征在于，施加焊剂，以便分别将焊剂加到焊区电极和盒固定电极上。
4.如权利要求1到3中任何一项所述的电子元件制造方法，其特征在于，屏蔽盒的接合部分是爪形突出。
5.如权利要求4所述的电子元件制造方法，其特征在于，屏蔽盒的接合部分的长度使得接合部分从固定屏蔽盒的印刷电路板的一个表面通过接合孔时，不会伸出印刷电路板的背面。
6.如权利要求1至3中任何一项所述的电子元件制造方法，其特征在于，将印刷电路母板用作所述印刷电路板，其中印刷电路母板将被分割成多个电子元件；
在所述固定步骤中，将多个表面固定件和多个屏蔽盒固定在印刷电路母板上；以及
在回流焊接后，所述方法还包括下述步骤，即根据固定屏蔽盒的每个区切割印刷电路母板，从而将印刷电路母板分割成多个将表面固定件容纳在屏蔽盒中的电子元件。
7.如权利要求1到3中任何一项所述的电子元件制造方法，其特征在于，在屏蔽盒的至少一部分中形成孔，并且在将表面固定件和屏蔽盒焊接到印刷电路板上之后，清洁屏蔽盒的内部。
8.如权利要求4所述的电子元件制造方法，其特征在于，将印刷电路母板用作所述印刷电路板，其中印刷电路母板将被分割成多个电子元件；
在所述固定步骤中，将多个表面固定件和多个屏蔽盒固定在印刷电路母板上；以及
在回流焊接后，所述方法还包括下述步骤，即根据固定屏蔽盒的每个区切割印刷电路母板，从而将印刷电路母板分割成多个将表面固定件容纳在屏蔽盒中的电子元件。
9.如权利要求5所述的电子元件制造方法，其特征在于，将印刷电路母板用作所述印刷电路板，其中印刷电路母板将被分割成多个电子元件；
在所述固定步骤中，将多个表面固定件和多个屏蔽盒固定在印刷电路母板上；以及
在回流焊接后，所述方法还包括下述步骤，即根据固定屏蔽盒的每个区切割印刷电路母板，从而将印刷电路母板分割成多个将表面固定件容纳在屏蔽盒中的电子元件。
10.如权利要求4所述的电子元件制造方法，其特征在于，在屏蔽盒的至少一部分中形成孔，并且在将表面固定件和屏蔽盒焊接到印刷电路板上之后，清洁屏蔽盒的内部。
11.如权利要求5所述的电子元件制造方法，其特征在于，在屏蔽盒的至少一部分中形成孔，并且在将表面固定件和屏蔽盒焊接到印刷电路板上之后，清洁屏蔽盒的内部。
12.如权利要求6所述的电子元件制造方法，其特征在于，在屏蔽盒的至少一部分中形成孔，并且在分割步骤切割印刷电路板之后，清洁每个屏蔽盒的内部。
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