TWI391059B - 電路板焊接結構與方法及其治具 - Google Patents

Description

電路板焊接結構與方法及其治具

本發明是有關於一種電路板焊接結構、方法與其治具，且特別是有關於一種多層電路板焊接結構、方法與其治具。

在各式各樣的電子產品中，常需要將兩塊功能不同的電路板焊接，以電性連接兩電路板。然而，若是採用人工拉焊的方式，則容易因為操作者技術不佳而產生種種問題。

舉例而言，若是操作者無法良好地控制拉焊的焊料形狀，則容易發生焊料沾黏在線路區，造成外觀不良，更甚者，沾粘的焊料會造成線路短路，而使得電路板功能受損。若是在焊接時，焊料未能有效地焊接在焊點上，則有可能會在日後造成焊料脫落，使得電路板無法作用，或者使焊料虛焊，影響電路板的功能。

因此，如何有效且確實地焊接兩電路板，便成為一個重要的課題。

因此本發明的目的就是在提供一種電路板焊接結構，用以確實地導通兩電路板。

本發明之另一目的就是在提供一種電路板焊接方法，用以減少因操作者焊接技術不佳而導致的種種不良情形。

本發明之又一目的在於提供一種電路板焊接治具，用以確實而有效率地焊接電路板。

依照本發明一實施例，提出一種電路板焊接結構，包含具有第一貫通孔之第一電路板、位於第一電路板上並環繞第一貫通孔之第一焊點、具有第二貫通孔之第二電路板、位於第二電路板上並環繞第二貫通孔之第二焊點，以及穿過第一貫通孔及第二貫通孔，以連接第一焊點與第二焊點的焊絲。其中焊絲具有彎折形狀，以避免焊絲脫離第一貫通孔與第二貫通孔。

彎折形狀實質上可為U字形。焊絲包含兩末端部，兩末端部之其中之一可位於第一電路板上，兩末端部之其中之另一可位於第二電路板上。在其他實施例中，第一電路板可更包含有第三貫通孔，第二電路板可更包含有第四貫通孔，焊絲更穿過第三貫通孔及第四貫通孔。其中焊絲之一端為穿過第一貫通孔及第二貫通孔，焊絲之另一端為穿過第三貫通孔及第四貫通孔。焊絲之末端部可位於第二電路板上。第一電路板與第二電路板至少其中之一為軟性印刷電路板。

本發明之另一態樣為一種電路板焊接方法，包含提供具有第一貫通孔之第一電路板與具有第二貫通孔之第二電路板，接著，對準第一電路板上之第一貫通孔與第二電路板上之第二貫通孔，然後配置具有彎折形狀之焊絲，使焊絲穿過第一貫通孔與第二貫通孔，最後加熱焊絲，使焊絲固定於第一電路板與第二電路板。

其中配置具有彎折形狀之焊絲之步驟包含將焊絲穿過第一貫通孔與第二貫通孔並對應彎折焊絲。或者，當第一電路板與第二電路板為軟性印刷電路板時，配置具有彎折形狀之焊絲之步驟可包含彎折第一電路板與第二電路板，使得具有彎折形狀之焊絲穿過第一貫通孔及第二貫通孔。其中提供具有第一貫通孔之第一電路板與具有第二貫通孔之第二電路板之步驟包含在第一電路板之第一焊點上形成第一貫通孔，以及在第二電路板之第二焊點上形成第二貫通孔。彎折形狀實質上可為U字形。焊絲包含兩末端部，分別位於第一電路板與第二電路板上，加熱焊絲之步驟包含加熱位於第一電路板上的末端部與加熱位於第二電路板上的末端部。在其他實施例中，所提供的第一電路板更包含有第三貫通孔，所提供的第二電路板更包含有第四貫通孔。其中對準第一電路板上之第一貫通孔與第二電路板上之第二貫通孔之步驟更包含對準第一電路板上之第三貫通孔與第二電路板上之第四貫通孔。配置具有彎折形狀之焊絲之步驟包含使焊絲穿過第三貫通孔及第四貫通孔。焊絲的兩末端部位於第二電路板上，加熱焊絲之步驟包含加熱位於第二電路板上的兩末端部。

本發明之另一態樣為一種電路板焊接治具，包含定位裝置、焊絲穿引裝置，以及第一加熱裝置。定位裝置用以定位第一電路板與第二電路板，來對準第一電路板之第一貫通孔與第二電路板之第二貫通孔。焊絲穿引裝置用以使焊絲穿過第一電路板之第一貫通孔及第二電路板之第二貫通孔。第一加熱裝置用以焊接焊絲於第一電路板及第二電路板。

電路板焊接治具可更包含有打孔裝置，用以在第一電路板之第一焊點上形成第一貫通孔，以及在第二電路板之第二焊點上形成第二貫通孔。焊絲穿引裝置包含有挾持部，用以挾持焊絲。焊絲穿引裝置包含有加壓部，用以使焊絲穿過第一貫通孔及第二貫通孔。定位裝置包含有感應器，以確保第一電路板及第二電路板至定位。第一加熱裝置配置於對應焊絲的至少一末端部。第一加熱裝置與焊絲穿引裝置分別位於第一電路板及第二電路板之相對兩外側。電路板焊接治具可更包含有第二加熱裝置，第一加熱裝置與第二加熱裝置分別位於第一電路板及第二電路板之相對兩外側。

此電路板焊接方法的步驟簡單，容易操作，可減少因操作者技術不佳而導致的種種不良情形。此電路板焊接結構中，焊絲的兩末端部會與對應的焊點焊接而導通第一電路板與第二電路板，由於焊絲會確實地貫穿第一電路板與第二電路板，因此，可有效地增強電路板焊接結構的結構強度。

以下將以圖式及詳細說明清楚說明本發明之精神，任何所屬技術領域中具有通常知識者在瞭解本發明之較佳實施例後，當可由本發明所教示之技術，加以改變及修飾，其並不脫離本發明之精神與範圍。

參照第1圖，其繪示本發明之電路板焊接結構第一實施例的示意圖。電路板焊接結構100中包含有第一電路板110、第二電路板120、連接第一電路板110與第二電路板120的焊絲130、位於第一電路板110上的第一焊點140，及位於第二電路板120上的第二焊點150。其中第一電路板110上具有第一貫通孔112，第一焊點140環繞第一貫通孔112。第二電路板120具有第二貫通孔122，第二焊點150環繞第二貫通孔122。

焊絲130穿過第一貫通孔112及第二貫通孔122，以透過焊絲130連接第一焊點140及第二焊點150。其中焊絲130具有彎折形狀，以避免焊絲130自第一貫通孔112與第二貫通孔122中脫離。本實施例中，焊絲130的彎折形狀實質上為U字形，然不限於此，亦可依實際需求調整。焊絲130具有兩末端部132、134，其中一個末端部132可位於第一電路板110上，另一個末端部134可位於第二電路板120上。換言之，焊絲130的兩末端部132、134分別位於第一電路板110與第二電路板120的相對兩外側，使得焊絲130的彎折形狀實質上呈現U字形。

當焊絲130穿過第一貫通孔112與第二貫通孔122且被彎折成U字形後，或者當預先被彎折成U字形之焊絲130穿過第一貫通孔112與第二貫通孔122後，第一電路板110與第二電路板120可暫時性地被焊絲130卡合。接著，焊絲130的兩末端部132、134可被加熱，使得焊絲130的末端部132、134焊接於對應的第一焊點140及第二焊點150上，以透過焊絲130連接第一焊點140及第二焊點150，進而導通第一電路板110及第二電路板120。

參照第2圖，其係繪示本發明之電路板焊接結構第二實施例的示意圖。電路板焊接結構100中包含有第一電路板110、第二電路板120、連接第一電路板110與第二電路板120的焊絲130。第一電路板110包含有第一貫通孔112及第三貫通孔114，第一焊點140與第三焊點160為位於第一電路板110上，第一焊點140為圍繞第一貫通孔112，第三焊點160為圍繞第三貫通孔114。第二電路板120具有第二貫通孔122及第四貫通孔124，第二焊點150與第四焊點170為位於第二電路板120上，第二焊點150為圍繞第二貫通孔122，第四焊點170為圍繞第四貫通孔124。

本實施例中，焊絲130更可穿過第三貫通孔114及第四貫通孔124。詳細來說，第一電路板110的第一貫通孔112與第三貫通孔114分別對準第二電路板120的第二貫通孔122及第四貫通孔124。焊絲130之一端為穿過第一貫通孔112與第二貫通孔122，焊絲130的另一端為穿過第三貫通孔114與第四貫通孔124，使得焊絲130的兩末端部132、134均位於第二電路板120上。此時，焊絲130的彎折形狀實質上為U字形，例如為具有兩末端向內彎折的U字形形狀，然不限於此，亦可依實際需求調整。

同樣地，當焊絲130穿過第一電路板110與第二電路板120，且被彎折成近似於U字形後，第一電路板110與第二電路板120可暫時性地被焊絲130卡合。接著，焊絲130的兩末端部132、134再被加熱，使得焊絲130的末端部132、134焊接於對應的第二焊點150及第四焊點170上。彎折的焊絲130會經過第一電路板110上的第一焊點140與第三焊點160，焊絲130的兩末端部132、134會對應固著於第二焊點150與第四焊點170上，如此一來，可透過焊絲130接觸第一焊點140、第二焊點150、第三焊點160、第四焊點170，進而導通第一電路板110與第二電路板120。

第一電路板110與第二電路板120其中至少一個可為軟性印刷電路板，亦可第一電路板110與第二電路板120皆為軟性印刷電路板，惟不限於此，亦可依實際需求調整，例如使用硬性電路板。此電路板焊接結構100可以應用在各式電子產品中，如應用在液晶顯示器中時，第一電路板110可以為提供控制訊號的主印刷電路板，而第二電路板120可以為控制背光模組的印刷電路板或者是控制觸控板的印刷電路板等，可依實際需求調整。

由於焊絲130會確實的穿過第一電路板110與第二電路板120，且焊絲130的末端部132、134會焊接在對應的焊點上，可有效地確保第一電路板110與第二電路板120之間的電性連接，並解決空焊、虛焊、焊料脫落、焊料溢出的情形。

參照第3圖，其係繪示本發明之電路板焊接方法第一實施例的流程圖。步驟310為提供具有第一貫通孔之第一電路板與具有第二貫通孔之第二電路板。其中步驟310可包含在第一電路板之第一焊點上形成第一貫通孔，以及在第二電路板之第二焊點上形成第二貫通孔。因此，第一焊點圍繞第一貫通孔。第二焊點圍繞第二貫通孔。

步驟320為對準第一電路板上的第一貫通孔與第二電路板上的第二貫通孔。其中包含搬運第一電路板與第二電路板至定位，以及偵測第一貫通孔是否對準第二貫通孔。

步驟330為配置具有彎折形狀的焊絲，使焊絲穿過第一貫通孔與第二貫通孔。其中包含使焊絲穿過第一貫通孔與第二貫通孔後，再對應彎折焊絲呈現彎折形狀。或者，當第一電路板與第二電路板為軟性印刷電路板時，配置具有彎折形狀之焊絲的步驟可包含彎折第一電路板及第二電路板，使得焊絲穿過第一貫通孔及第二貫通孔。需說明的是，焊絲的彎折形狀可近似於U字形。

最後，步驟340為加熱焊絲，使得焊絲固定於第一電路板及第二電路板上，其中包含加熱位於第一電路板之第一焊點上的末端部，以及加熱位於第二電路板之第二焊點上的另一末端部，使得焊絲固定於第一電路板及第二電路板上。其中焊絲的兩末端部被加熱而焊接在第一焊點及第二焊點上，以透過焊絲連接第一焊點與第二焊點，進而導通第一電路板與第二電路板。

參照第4圖，其係繪示本發明之電路板焊接方法第二實施例的流程圖。步驟410為提供具有第一貫通孔及第三貫通孔的第一電路板及提供具有第二貫通孔及第四貫通孔的第二電路板。其中步驟410可包含在第一電路板的第一焊點與第三焊點上分別形成第一貫通孔與第三貫通孔，以及在第二電路板的第二焊點與第四焊點上分別形成第二貫通孔及第四貫通孔。

步驟420為對準第一電路板上之第一貫通孔與第二電路板上之第二貫通孔，以及對準該第一電路板上之該第三貫通孔與該第二電路板上之該第四貫通孔，其中包含搬運第一電路板及第二電路板，以及偵測第一電路板與第二電路板是否到達定位。

接著，步驟430為配置具有彎折形狀的焊絲，使焊絲穿過第一貫通孔、第二貫通孔、第三貫通孔及第四貫通孔。其中焊絲的一端穿過第一貫通孔及第二貫通孔，焊絲的另一端穿過第三貫通孔及第四貫通孔。焊絲的兩端的末端部可在穿過第一電路板與第二電路板後被彎折，使得焊絲的兩末端部位於第二電路板上，而使焊絲的彎折形狀近似於U字形，藉以卡合第一電路板及第二電路板。或者，焊絲亦可預先被彎折成U字形結構後，焊絲的兩端再分別穿過第一貫通孔及第二貫通孔與第三貫通孔及第四貫通孔。

最後，步驟440為加熱焊絲，包含加熱焊絲位於第二電路板上之兩末端部，使焊絲的末端部焊接於第二電路板上的第二焊點及第四焊點，使焊絲固定第一電路板及第二電路板。焊絲連接第一焊點、第二焊點、第三焊點、第四焊點，藉由焊絲導通第一電路板及第二電路板。

藉由本電路板焊接方法，操作者不需經過大量的訓練即可輕鬆地焊接電路板，對於操作者焊接能力的要求大幅降低。此外，焊絲確實地貫通第一電路板與第二電路板再與對應的焊點焊合，可有效解決虛焊的問題，使得焊點之間的連接結構更為堅固。除此之外，使用本方法的焊絲定位精確，不易產生溢錫的情形。

參照第5A圖與第5B圖，其係分別繪示本發明之電路板焊接治具第一實施例於不同操作階段的示意圖。電路板焊接治具500中可包含有定位裝置510、焊絲穿引裝置520、第一加熱裝置530與第二加熱裝置540。其中定位裝置510可包含有感應器，以確保第一電路板110及第二電路板120至定位。第一電路板110及第二電路板120可透過機械手臂或是人工搬運至定位，並可藉由定位裝置510之感應器確保第一電路板110與第二電路板120至定位，也就是使第一電路板110上的第一貫通孔112對準第二電路板120上之第二貫通孔122。

焊絲穿引裝置520用以使焊絲130穿過第一電路板110之第一貫通孔112及第二電路板120之第二貫通孔122。焊絲穿引裝置520可包含有挾持部522，用以挾持焊絲130，焊絲穿引裝置520更可包含有加壓部524，使焊絲130穿過第一貫通孔112與第二貫通孔122。待焊絲130穿過第一貫通孔112與第二貫通孔122時，焊絲130的兩末端部132、134可被彎折，使其中一個末端部132對應於第一電路板110上，而另一個末端部134對應於第二電路板120上，如第5B圖所示。

加熱裝置用以焊接焊絲130於第一電路板110及第二電路板120。第一加熱裝置530與第二加熱裝置540分別配置於對應焊絲130的兩末端部132、134，也就是說，第一加熱裝置530與第二加熱裝置540分別位於第一電路板110及第二電路板120之相對兩外側。第一加熱裝置530與第二加熱裝置540，以分別將兩末端部132、134焊接在第一電路板110與第二電路板120上。此時，第一加熱裝置530配置於對應130焊絲的末端部的其中之一，而第二加熱裝置540配置於對應130焊絲的末端部的其中之另一。另外，為了控制焊絲130末端部132、134向同邊彎折或彎折成其他預期的形狀，可在第一加熱裝置530與第一加熱裝置540的熱壓頭上形成導槽(圖中未示)。

在其他的實施例中，電路板焊接治具500可僅包含有第一加熱裝置530，此時，第一加熱裝置530配置於對應130焊絲的末端部的其中之一，以透過此第一加熱裝置530加熱其中一個焊絲130的末端部132，使末端部132焊接在第一電路板110，接著，第一電路板110、第二電路板120及焊絲130再被翻轉，使第一加熱裝置530加熱焊絲130的另一個末端部134，使末端部134焊接在第二電路板120上。

電路板焊接治具500更可選擇性地包含有打孔裝置550，用以在第一電路板110之第一焊點與第二電路板120之第二焊點上鑽孔，而形成第一貫通孔112與第二貫通孔122。第一電路板110與第二電路板210可疊合對其而同時被打孔裝置550打孔，或者，第一電路板110與第二電路板120可分別被打孔裝置550打孔。或者，第一貫通孔112與第二貫通孔122可在製作電路板的階段中預先形成。

參照第6A圖及第6B圖，其係分別繪示本發明之電路板焊接治具第二實施例於不同操作階段的示意圖。電路板焊接治具600中包含有定位裝置610、焊絲穿引裝置620、第一加熱裝置630。其中定位裝置610包含感應器。第一電路板110及第二電路板120可透過機械手臂或是人工搬運至定位，並藉由定位裝置610之感應器確保第一電路板110與第二電路板120至定位，即使得第一電路板110上的第一貫通孔112對準第二電路板120上之第二貫通孔122，以及使得第一電路板110上的第三貫通孔114對準第二電路板120上的第四貫通孔124。

焊絲穿引裝置620包含有挾持部622，用以挾持焊絲130，焊絲穿引裝置620更包含有加壓部624，使焊絲130之一端穿過第一貫通孔112與第二貫通孔122，焊絲130的另一端穿過第三貫通孔114及第四貫通孔124。接著，當焊絲130穿過第一電路板110與第二電路板120後，彎折焊絲130的兩末端部132、134，使得焊絲130的兩末端部132、134對應於第二電路板120上，如第6B圖所示。

第一加熱裝置630位於第一電路板110與第二電路板120相對於焊絲穿引裝置620的另一側，也就是說，第一加熱裝置630與焊絲穿引裝置620分別位於第一電路板110及第二電路板120之相對兩外側。第一加熱裝置630為配置於對應於焊絲130的末端部132、134，第一加熱裝置630包含有熱壓頭，用以加熱焊絲130的末端部132、134，使其固定在第二電路板120上。較佳實施例來說，在定位第一電路板110與第二電路板120後，焊絲穿引裝置620與第一加熱裝置630可同時往第一第一電路板110與第二電路板120推進，達到同時將焊絲130穿入與加熱焊絲130的末端部132、134。另外，為了控制焊絲130末端部132、134向內彎折或彎折成其他預期的形狀，可在第一加熱裝置630的熱壓頭上形成導槽(圖中未示)，當焊絲130穿入與加熱焊絲的末端部132、134完成後，以形塑成預期的形狀。

電路板焊接治具600更可選擇性地包含有打孔裝置640，用以在第一電路板110與第二電路板120上鑽孔，而形成第一貫通孔112、第二貫通孔122、第三貫通孔114及第四貫通孔124。或者，前述之貫通孔亦可在製作電路板的階段中預先形成。

由上述本發明較佳實施例可知，應用本發明具有下列優點。此電路板焊接方法的步驟簡單，容易操作，可減少因操作者技術不佳而導致的種種不良情形。此電路板焊接結構中，焊絲的兩末端部會與對應的焊點焊接而導通第一電路板與第二電路板，由於焊絲會確實地貫穿第一電路板與第二電路板，因此，可有效地增強電路板焊接結構的結構強度。

雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100．．．電路板焊接結構

110．．．第一電路板

112．．．第一貫通孔

114．．．第三貫通孔

120．．．第二電路板

122．．．第二貫通孔

124．．．第四貫通孔

130．．．焊絲

132．．．末端部

134．．．末端部

140．．．第一焊點

150．．．第二焊點

160．．．第三焊點

170．．．第四焊點

310~450．．．步驟

500．．．電路板焊接治具

510．．．定位裝置

520．．．焊絲穿引裝置

522．．．挾持部

524．．．加壓部

530．．．第一加熱裝置

540．．．第二加熱裝置

550．．．打孔裝置

600．．．電路板焊接治具

610．．．定位裝置

620．．．焊絲穿引裝置

622．．．挾持部

624．．．加壓部

630．．．第一加熱裝置

640．．．打孔裝置

為讓本發明之上述和其他目的、特徵、優點與實施例能更明顯易懂，所附圖式之詳細說明如下：

第1圖繪示本發明之電路板焊接結構第一實施例的示意圖。

第2圖繪示本發明之電路板焊接結構第二實施例的示意圖。

第3圖繪示本發明之電路板焊接方法第一實施例的流程圖。

第4圖繪示本發明之電路板焊接方法第二實施例的流程圖。

第5A圖及第5B圖係分別繪示本發明之電路板焊接治具第一實施例於不同操作階段的示意圖。

第6A圖及第6B圖係分別繪示本發明之電路板焊接治具第二實施例於不同操作階段的的示意圖。

100．．．電路板焊接結構

110．．．第一電路板

112．．．第一貫通孔

120．．．第二電路板

122．．．第二貫通孔

130．．．焊絲

132．．．末端部

134．．．末端部

140．．．第一焊點

150．．．第二焊點

Claims (10)

1. 一種電路板焊接治具，包含：一定位裝置，用以定位一第一電路板與一第二電路板，來對準該第一電路板之一第一貫通孔與該第二電路板之一第二貫通孔；一焊絲穿引裝置，用以使一焊絲穿過該第一電路板之該第一貫通孔及該第二電路板之該第二貫通孔；以及一第一加熱裝置，用以焊接該焊絲於該第一電路板及該第二電路板。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電路板焊接治具，更包含一打孔裝置，用以在該第一電路板之一第一焊點上形成該第一貫通孔，以及在該第二電路板之一第二焊點上形成該第二貫通孔。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電路板焊接治具，其中該焊絲穿引裝置包含一挾持部，用以挾持該焊絲。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電路板焊接治具，其中該焊絲穿引裝置包含一加壓部，用以使該焊絲穿過該第一貫通孔及該第二貫通孔。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電路板焊接治具，其 中該定位裝置包含一感應器，以確保該第一電路板及該第二電路板至定位。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電路板焊接治具，其中該焊絲包含兩末端部，該第一加熱裝置配置於對應該焊絲的該些末端部其中之一。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電路板焊接治具，其中該第一加熱裝置與該焊絲穿引裝置分別位於該第一電路板及該第二電路板之相對兩外側。
8. 如申請專利範圍第1項所述之電路板焊接治具，其中更包含一第二加熱裝置，該第一加熱裝置與該第二加熱裝置分別位於該第一電路板及該第二電路板之相對兩外側。
9. 如申請專利範圍第1項所述之電路板焊接治具，其中該焊絲穿引裝置用以使該焊絲穿過該第一電路板之一第三貫通孔及該第二電路板之一第四貫通孔。
10. 如申請專利範圍第9項所述之電路板焊接治具，其中該焊絲包含兩末端部，該第一加熱裝置配置於對應該焊絲的該些末端部。