专利名称：接插件的焊接方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种接插件的焊接方法和设备。
技术背景随着通信技术的发展，印刷电路板(Printed Circuit Board, PCB)的集成 度越来越高，芯片的功能也越来越丰富，因此，业界对印刷电路板上接插件的 焊接要求也越来越高，希望接插件的焊接能够做到牢固、可靠，特别是对一些 体积、质量较大的独立接插件，如外购的独立电源才莫块，更是需要保证接插件 焊接的可靠性。以电源模块通过焊接的方式固定在印刷电路板上为例，传统的焊接技术主 要是波峰焊技术，如图1所示，波峰焊技术是将泵作用在有熔融的液态焊料的 焊料槽，在焊料槽液面形成特定形状的焊料波，插装了接插件的印刷电路板置 于传送链上，以特定角度和浸入深度穿过焊料波的波峰，焊料进入印刷电路板 的通孔中，将印刷电路板的通孔的底面和电源模块的管脚焊接在一起。在实际的焊接过程中，由于体积、质量较大的接插件的管脚也比较粗大， 在焊接时需要较多的坪料才能将其可靠地固定在印刷电路板上，并且诸如电源 模块之类的接插件一般都固定在印刷电路板的顶面，而利用传统的波峰焊技术 将接插件焊接在印刷电路板上时，由于熔融的液态焊料处于印刷电路板的底 面，在重力的作用和电源模块封装孔径的限制，能够进入印刷电路板通孔中的 焊料较少，接插件与印刷电路板的连接部分主要是通孔底面与接插件管脚形成 的焊点区域，即印刷电路板底面的焊盘处，这样很可能使电源模块的管脚和印 刷电路板通孔内壁的焊接不充分，造成虚焊，进而对印刷电路板造成可靠性的 隐患。另外，在传统的波峰焊过程中，接插件管脚的长度不能太短，保证管脚能够穿透印刷电路板，才能使通孔底面与接插件管脚形成焊点。而印刷电路板 的薄厚根据情况会有不同，这样就需要在印刷电路板设计之初根据板的厚度定 制不同管脚长度的接插件，提高了生产成本。发明内容本发明提供一种接插件的焊接方法和设备，以提高接插件焊接在印刷电路 板上的可靠性。一种接插件的焊接方法，该方法包括将网板的开孔和印刷电路板顶面的焊盘对齐，并接触放置，其中，网板各 开孔的位置关系与印刷电路板各焊盘的位置关系相同；通过网板的开孔将焊料覆盖印刷电路板的焊盘和焊盘的通孔中，并移走网板；将接插件的管脚插装到印刷电路板的焊盘的通孔中，并进行回流操作。 一种接插件的焊接设备，所述设备包括放置模块，用于将网板的开孔和印刷电路板顶面的焊盘对齐，并接触放置， 其中，网板各开孔的位置关系与印刷电路板各焊盘的位置关系相同；焊料覆盖模块，用于通过网板的开孔将焊料覆盖印刷电路板的焊盘和焊盘 的通孔中；移走模块，用于在所述焊料覆盖模块将焊料覆盖印刷电路板的焊盘和焊盘 的通孔中后，移走网板；插装^^莫块，用于将"l妻插件的管脚插装到印刷电路板的焊盘的通孔中；回流模块，用于将接插件和印刷电路板进行回流操作。本发明通过网板在印刷电路板顶面的焊盘和通孔中覆盖焊料的方法，使接 插件的管脚插装到印刷电路板的焊盘的通孔时，焊料能够附着在接插件的管脚 和通孔的内壁中，进行回流操作时，由于顶面焊盘上涂敷有焊料，在加热使焊 料溶化的过程中，顶面焊盘与接插件管脚形成连接焊点，同时，由于焊盘的通孔内壁上沾有焊料，因此，在通孔内，接插件的管脚也会和通孔内壁形成连接 焊点。由于接插件和印刷电路板至少形成了两处连接焊点，提高了焊接的可靠 性。
图1为波峰焊技术示意图；图2为本发明实施例一中接插件的焊接方法步骤流程示意图； 图3为一个印刷电路板顶面的俯—见图；图4为进行回流操作之后接插件和印刷电路板顶层焊盘的焊点示意图； 图5为本发明实施例二中接插件的焊接设备结构示意图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明实施例进行相信描述。在本发明各实施例中涉及的印刷电路板顶面和底面分别是如图1所示的顶 面和底面。顶面是指在传统波峰焊技术中不浸入焊料波的一面，即本发明中固 定待焊接的接插件所在的面；底面是在传统的波峰悍技术中浸入焊料波的一 面，在底面可能有待焊接的接插件管脚穿过，也可能没有待焊接的接插件管脚 穿过。如图2所示，为本发明实施例一中接插件的焊接方法步骤流程示意图，从 图中可以看出该方法包括以下步骤步骤101:为印刷电路板制作网板，所述网板中各开孔的位置关系与印刷 电路板中焊盘的位置关系相同。网板是一种用于给印刷电路板涂敷焊料的辅助钢板，厚度通常为0.12mm 或者0.15mm。在为印刷电路板的一面设计网板时，根据印刷电路板该面焊盘 的数量、位置关系、形状和大小，在网板上制作了多个开孔，这些开孔的数量 与印刷电路板该面焊盘的数量相同，每个开孔一"^^对应一个焊盘，即各开孔的位置关系与印刷电路板中焊盘的位置关系相同。开孔的形状和大小可以按照焊盘的形状来制作，如图3所示，为一个印刷电路板顶面的俯视图，从图3中 可以看出，箭头所指的白色区域为焊盘1，焊盘l内包围着的黑色区域是通孔， 因此，与图3中焊盘1对应的网板开孔的形状和面积大小可以与焊盘1的形状 和面积大小相同，进一步地，将焊盘1对应的网板开孔的面积大小设计成略大 于焊盘1的面积大小也可以，如设计的网板开孔的直径可以比对应的焊盘1的 直径大3%-5%。步骤102:将网板的开孔与印刷电路板顶面的焊盘对齐，并接触放置。 在印刷电路板与接插件焊锡之前，将网板接触^:置在印刷电路板的顶面上，并保证网板上的开孔与印刷电路板的焊盘一一对齐。步骤103:通过网板的开孔将焊料覆盖印刷电路板的焊盘和焊盘的通孔中。 本步骤中，向焊盘和焊盘的通孔内覆盖焊料的方法可以有多种，包括但不限于以下两种第一种方法将焊料涂敷在网板上后刮平，由于网板的开孔和印刷电路板 的焊盘对齐，因此，焊料能够通过网板上的开孔覆盖到焊盘和焊盘的通孔。为 了能够使更多的焊料进入焊盘和通孔，可以在网板上反复多次涂敷、刮平焊料。第二种方法通过网板的开孔向对齐的焊盘和焊盘的通孔内浇注焊料。在本步骤中还需要注意覆盖焊料量，其算法可以如下首先将焊盘的通孔体积减去插入该通孔的接插件的管脚体积，得到焊料固 化后的体积，然后再根据得到的焊料固化后的体积和焊料固化时的收缩量，确 定实际需要的坪料体积。例如，焊料由熔融状态变换为固体时有50%的收缩量， 则实际需要的焊料体积就是焊料固化后体积的2倍。步骤104:将接插件插装到印刷电路板。在本步骤中，将接插件插装到印刷电路板，即让接插件的管脚插装到印刷 电路板的通孔中，由于在焊盘和通孔都涂敷有焊料，因此在管脚插入通孔时焊 料将被管脚顺带进入到印刷电路板通孔中，即，在接插件的管脚和印刷电路板通孔的内壁上都会有焊料。如果步骤103中在网板上反复多次涂敷焊料，则本 步骤中将可能有较多的焊料进入印刷电路板通孔的内壁中。 步骤105:将接插件和印刷电路板进行回流操作。回流技术是通过加热熔化涂敷到印刷电路板焊盘通孔内的焊料(可以是膏 状软纤焊料)，实现接插件的管脚与印刷电路板焊盘之间的焊接。在回流操作 中，由于顶面焊盘上涂敷有焊料，在加热使焊料溶化的过程中，顶面焊盘与接 插件管脚形成连接焊点，同时，由于焊盘的通孔内壁上沾有焊料，因此，在通 孔内，接插件的管脚也会和通孔内壁形成连接焊点，在进行回流操作之后，接 插件和印刷电路板至少形成了两处连接焊点。如图4所示，是进行回流操作之 后接插件(图4中是电源模块)和印刷电路板顶层焊盘的焊点示意图，由于在 顶面焊盘和通孔内壁都有连接焊点，因此，焊接的可靠性大大提高了。如果本实施例中涉及的接插件是电源模块，由于电源模块的管脚需要承载 较大的电流，电源模块的管脚和通孔内壁之间的接触电阻过大会造成较大的电 压压降，因此，电源模块的管脚和通孔内壁之间的接触电阻是越小越好。而通 过本实施例的焊接方法后，电源模块的管脚分别和顶面焊盘、通孔内壁形成焊 接点，降低了接触电压，避免了较大的电压压降，使电源模块更好地工作在印 刷电路板中。步骤106:将接插件和印刷电路板进行波峰焊操作。本步骤可以是一个优选的步骤，用于接插件的管脚能够穿过整个印刷电路 板的情况，通过本步骤的操作，形成了接插件管脚和印刷电路板底面焊盘的连 接焊点，进一步增强了焊接的可靠性。如果接插件的管脚不能穿透印刷电路板， 则不需要进行本步骤的操作。本发明实施例二还记载了 一种接插件的焊接设备，是与实施例 一属于同一 构思下的方案，本实施例二中的设备逻辑上可以划分为如图5所示的模块放 置模块11、焊料覆盖模块12、移走模块13、插装模块14和回流模块15,其 中放置模块11用于将网板的开孔和印刷电路板顶面的焊盘对齐，并接触放置，其中，网板各开孔的位置关系与印刷电路板各焊盘的位置关系相同；焊料 覆盖模块12用于通过网板的开孔将焊料覆盖印刷电路板的焊盘和悍盘的通孔 中；移走模块13用于在所述焊料覆盖模块将焊料覆盖印刷电路板的焊盘和焊 盘的通孔中后，移走网板；插装模块14用于将接插件的管脚插装到印刷电路 板的焊盘的通孔中；回流模块15用于将接插件和印刷电路板进行回流操作。所述设备还包括波峰焊模块16,用于将接插件和印刷电路板底面进行波峰 焊操作；焊料体积确定模块17用于将焊盘的通孔体积减去插入该通孔的接插 件的管脚体积，得到焊料固化后的体积，并根据得到的焊料固化后的体积和焊 料固化时的收缩量，确定实际需要的焊料体积。在本实施例中，各模块可以是由多个机械设备组成的逻辑模块，如波峰焊 模块16就可以是如图1所示的多种机械设备构成。本实施例不限定组成各才莫 块的机械和电子设备的机构。通过本发明实施例提供的方法和设备，可以在顶面坪盘与接插件管脚形成 连接焊点，同时还可以由接插件的管脚和通孔内壁形成连接焊点，进一步地， 通过波峰焊技术后，可以形成接插件管脚和印刷电路板底面焊盘的连接焊点， 提高了焊接的可靠性。另外，利用本发明方案焊接接插件时，不需要考虑接插 件管脚的长度，对于管脚较短不能穿透印刷电路板的接插件而言，也能够将其 可靠地焊接在印刷电路板上，减少了生产成本，另一方面使得同样管脚长度的 接插件可以应用于不同厚度的印刷电路板，提高了灵活性。明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及 其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1、一种接插件的焊接方法，其特征在于，该方法包括将网板的开孔和印刷电路板顶面的焊盘对齐，并接触放置，其中，网板各开孔的位置关系与印刷电路板各焊盘的位置关系相同；通过网板的开孔将焊料覆盖印刷电路板的焊盘和焊盘的通孔中，并移走网板；将接插件的管脚插装到印刷电路板的焊盘的通孔中，并进行回流操作。
2、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行回流操作之后，所述 方法还包括将接插件和印刷电路板底面进行波峰焊操作。
3、 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述网板的开孔与印刷电路板中对应位置的焊盘形状相同，且该开孔的面 积不小于对应位置的焊盘面积。
4、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，覆盖印刷电路板的焊盘和焊 盘的通孔中的焊料的体积是根据以下步骤确定的将焊盘的通孔体积减去插入该通孔的接插件的管脚体积，得到焊料固化后 的体积；根据得到的焊料固化后的体积和焊料固化时的收缩量，确定实际需要的焊 料体积。
5、 如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过网^1的开孔将焊料覆盖 印刷电路^1的焊盘和焊盘的通孔，包括将焊料涂敷在网板上并刮平，使焊料通过网板的开孔涂敷到印刷电路板的 焊盘和焊盘的通孔。
6、 一种接插件的焊接设备，其特征在于，所述设备包括放置模块，用于将网板的开孔和印刷电路板顶面的焊盘对齐，并接触放置， 其中，网板各开孔的位置关系与印刷电路板各焊盘的位置关系相同；焊料覆盖模块，用于通过网板的开孔将焊料覆盖印刷电路板的焊盘和焊盘的通孔中；移走模块，用于在所述焊料覆盖模块将焊料覆盖印刷电路板的悍盘和焊盘 的通孔中后，移走网板；插装模块，用于将^t妄插件的管脚插装到印刷电路^1的焊盘的通孔中； 回流模块，用于将接插件和印刷电路板进行回流操作。
7、 如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述设备还包括 波峰焊模块，用于将接插件和印刷电路板底面进行波峰焊操作。
8、 如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述设备还包括 焊料体积确定模块，用于将焊盘的通孔体积减去插入该通孔的接插件的管脚体积，得到焊料固化后的体积，并根据得到的焊料固化后的体积和焊料固化 时的收缩量，确定实际需要的焊料体积。
全文摘要
本发明公开了一种接插件的焊接方法，该方法包括将网板的开孔和印刷电路板顶面的焊盘对齐，并接触放置，其中，网板各开孔的位置关系与印刷电路板各焊盘的位置关系相同；通过网板的开孔将焊料覆盖印刷电路板的焊盘和焊盘的通孔中，并移走网板；将接插件的管脚插装到印刷电路板的焊盘的通孔中，并进行回流操作。通过本发明，可以分别在顶面焊盘与接插件管脚形成连接焊点、接插件的管脚和通孔内壁形成连接焊点，由于接插件和印刷电路板至少形成了两处连接焊点，可以提高焊接的可靠性。本发明还公开了一种接插件的焊接设备。
文档编号H05K3/34GK101404857SQ20081017654
公开日2009年4月8日 申请日期2008年11月17日 优先权日2008年11月17日
发明者褚玉军 申请人:福建星网锐捷网络有限公司