CN1311721C - 在其上组装有接触套管的电路板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在其上组装有接触套管(17)的印制电路板(15)，其中接触套管(17)可以作为SMD元件电连接至PCB。所述电路板(15)的上面提供有一个凹槽(23)、与所述凹槽(23)邻接且连接至穿过印制电路板(15)的条形导线(27)的金属部分(25、26)和镶嵌在凹槽(23)内且由焊缝(29)机械固定并电连接至金属部分(25)的接触套管(17)。

Description

在其上组装有接触套管的电路板
技术领域
本发明涉及一种电路板，更具体地说，涉及一种在其上组装有接触套管(contact sleeve)的印制电路板。
背景技术
通常，接触套管为空心金属圆筒。它们起到作为诸如香蕉形插塞的插口的作用。但是，也可以排列多个接触套管使其互相并排放置，由此可以插入带有相同数量的插头的插塞。
如图1所示，接触套管一般被放在穿过电路板1的钻孔3内。接触套管其两端通过焊缝5和7与电路板1连接。钻孔3的圆筒形内表面以及和钻孔的末端邻接的环形圆盘状部分都提供有金属部分9。焊缝5和7建立了接触套管11的机械保护，并在电路板1的接触套管11和金属部分9之间建立了电连接。金属部分9通过电路板上的至少一条导线路径13进行电连接。
通常以手工方式为电路板提供接触套管，且焊缝也可以手工形成或在波动焊锡槽(wave solder bath)内形成。
现代的电设备，特别是测量设备通常都包含至少一个在其上排列有电子元件的电路板。这些元件必须被机械地保护在电路板上，并与在该电路板上或电路板内运行的导体电连接。为了降低制造成本，优选使用表面可组装的元件，即所谓的“表面组装器件”，或简称SMD元件。SMD元件在组装时不需要电路板上带有孔。相反地，SMD元件通过其触点直接焊接在为它们提供的引线上。
一般情况下，在第一步骤中，在丝网印刷工艺中需要将电路板上随后要放置元件的所有位置都涂上焊油。施加焊接的部分或在制造工艺结束后焊缝存在的部分在下文中被称为焊接位置。
在下一步骤中，利用机器在电路板上组装元件。然后把已组装的电路板送到焊炉内，特别是回流焊炉。在诸如保护性气体的环境下，在焊炉内进行焊接工艺，在其中可以进行焊接所特定的温度循环。
目前，大多数电子元件都是SMD元件，这已经使得电子设备的制造成本大幅度下降。遗憾的是，仍有些元件不能在一个工序中与SMD元件一起组装和连接。这些元件的手工组装和连接造成了额外的高费用。
发明内容
本发明的目的是提供一种带有接触套管的电路板，其中接触套管可以作为SMD元件进行电连接。
为了实现此目的，本发明包含一种电路板，它带有：
-提供在电路板上部的凹槽，
-与凹槽邻接的金属部分，
--该金属部分连接至延伸在电路板上的导线路径，和，
-装在凹槽内的接触套管；
--该接触套管利用焊缝进行机械保护并电连接至金属部分。
在一个实施例中，该凹槽被铣磨到电路板内。
在第一实施例中，由邻接于凹槽的铜焊盘形成金属部分。
在第二实施例中，金属部分是涂在凹槽表面及其附近区域上的金属涂敷层。
此外，本发明包含一种用来制造这种电路板的方法，在这种方法中：
-利用机器在电路板上实施焊接，
-利用自动组装机器把接触套管与SMD元件一起放置在电路板上，以及
-把已组装的电路板送至焊炉，在焊炉中通过加热操作，为SMD元件和接触套管产生焊缝。
与现有技术一样，因为接触套管通常并不是穿过电路板放置，而是放置在电路板表面上的凹槽内，所以现在可以把该套管当作SMD元件进行处理。这意味着可以利用机器把套管放置在电路板上。因此，在焊接SMD元件的同时也可以利用机器实施焊接，利用机器在电路板上完整地组装接触套管和SMD元件，且制造多个电路板并在传送带上将多个电路板送至焊炉，由此可以同时处理多个电路板。这将大大节省成本。
附图说明
现在在附图的基础上，对本发明和进一步的优点进行详细地描述，在附图中示出了三个实施例；在所有附图中，相同组件提供有相同的参考数字。
图1示意性地示出了现有技术中的带有接触套管的电路板；
图2示意性地示出了根据本发明的带有已使用和连接的接触套管的电路板，其中电路板在为接触套管提供的凹槽两侧上具有金属部分；
图3示意性地示出了根据本发明的带有已使用和连接的接触套管的电路板，其中电路板在为接触套管提供的凹槽两侧以及该凹槽内具有金属部分；
图4示意性地示出了根据本发明的带有已使用和连接的三个接触套管的电路板；以及
图5示意性地示出了带有三个触头的匹配插塞。
具体实施方式
图2示意性地示出了根据本发明的带有已使用和连接的接触套管17的电路板15。
接触套管17为空心的金属圆筒且由例如铜制成。
电路板15是一种例如由基于环氧树脂的绝缘材料制成的、例如普通商品的刚性电路板。电路板15的导线路径19通常由铜制成且带有暴露出来的铜焊盘21，在导线路径19上进行连接。图2通过示例方式，示出了适用于SMD元件连接的两个铜焊盘21。
在电路板15的上部提供有一个容器形凹槽23。例如，容器形凹槽23被铣磨在电路板15内。
金属部分25邻接于凹槽23。例如，金属部分25可以是放置在电路板15上且邻接于凹槽23的铜焊盘。如图2中所示。
同样，凹槽23的表面以及与其邻近的电路板15的一部分表面可以以金属涂敷层的形式提供金属部分26。在图3中示出了这种实施例。除了金属部分26之外，图3中所示的实施例与图2中所示的实施例是相同的。
金属部分25和26是通过例如电化学或化学电(galvanically)方法施加的。
在电路板15上延伸的导线路径27连接至金属部分25和26。
接触套管17纵向放置在凹槽23内，且通过焊缝29被同时机械保护并电连接至金属部分25和26。
也可以在铜焊盘21和金属部分25和26上提供一个连接金属部分。连接金属部分由例如镍层和金层组成。镍是通过化学电方式施加的，而金则是以化学方式施加的。在这种情况中，镍层被安排在铜焊盘21或金属部分25(根据不同情况而定)和金层之间。它起到扩散势垒的作用，且避免铜迁移到金层内部。这种表面改进方式通常用在焊缝上。
或者，可以执行热风镀锡工艺(hot air tinning)来改善焊接属性。在这种工艺中，根据不同情况，锡被放在铜焊盘表面上或金属部分25的表面上，并使用热风使其熔化。液态锡形成一层非常平的表面，这对于随后的焊接工艺很有益处。这道工序也被称为热风整平(Hot-Air-Leveling)(HAL)。
普通商用SMD元件的触点是由锡铅合金制成的。一种带有银金属的焊接是特别有用的。锡银焊接中可以获得非常好的效果。这种焊接的优点是不需要使用铅。铅具有低熔点，在含有铅的焊接中，只有在低温度下才可获得稳固的连接。锡铅焊接需要大约180℃的熔点，而在锡银焊接中，熔点为大约220℃。
本发明的这种电路板15优选地利用机器来制造。例如在丝网印刷工艺中，在电路板15的适当焊接位置上，在此处是在铜焊盘21和金属部分25和26上，利用机器施加这种焊接。然后，通过自动组装机器在电路板15上组装所有所需的SMD元件和接触套管17。当然，也可以在该电路板上提供多个接触套管17。
根据本发明的概念，接触套管17可以类似SMD元件地进行处理。
当所有待连接至电路板上的触头都位于元件的一侧且为接触平整表面时，元件可以类似SMD元件地进行处理。因此，带有接触套管17的电路板15的组装和连接可以利用机器在批量生产中进行。
由于焊接的湿粘强度，所有元件可以固定在电路板15上的适当的位置上，且在组装之后电路板15可以立即被运送出去。因此，在整个制造工艺期间，可以在传送带上运送电路板15。在本运送方法中固有的颤动不会造成元件的移位或丢失。可以紧接着执行其它必需的工艺。
然后，已组装的电路板15被送到焊炉内，优选地被送到回流焊炉内，在焊炉内，热量产生了到SMD元件和接触套管17的焊缝。由于焊接的湿粘强度，这使得电路板15在组装完元件后可以紧接着使用传送带。在焊炉中，接着会进行一个温度循环，它在每个元件和电路板15之间产生电的和机械的焊缝。
图4示意性地示出了本发明的带有三个已使用和连接的接触套管17的电路板15，而图5示出了带有三个触头33的匹配插塞31。例如，触头33可以是利用线缆35的电线连接在插塞31内部的金属针。这三个接触套管17彼此并排放置，且末端与电路板15的外边缘对齐。
可以将被彼此并排放置的多个接触套管17集中在一个运送带上，就如同适合于SMD电阻并利用组装机器放置在电路板15上。
例如，电路板15可以放置在一个机壳(未在图4中示出)内，因此通过机壳中的相应开口可以在机壳外部接触到接触套管17。由于插塞31放置地与机壳相对，所以触点33可以进入接触套管17并产生电连接。

Claims (4)

1.一种电路板，其带有：
-提供在电路板(15)上部的凹槽(23)，
-与凹槽(23)邻接的金属部分(25、26)，
--所述金属部分连接至在所述电路板(15)上延伸的导线路径(27)，和，
-装在凹槽(23)内的接触套管(17)，
--所述接触套管利用焊缝(29)同时机械保护并电连接至所述金属部分(25、26)。
2.如权利要求1所述的电路板，其中所述凹槽(23)是被铣磨在所述电路板(15)内的。
3.如权利要求1所述的电路板，其中所述金属部分(25)是由邻接于所述凹槽(23)的铜焊盘形成的。
4.如权利要求1所述的电路板，其中所述金属部分(26)是涂在所述凹槽(23)表面及其附近区域上的金属涂敷层。
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