波峰焊器件、其制作方法以及印刷线路板
文献发布时间:2024-01-17 01:14:25
技术领域
本申请实施例涉及焊接防连锡技术领域,具体而言,涉及一种波峰焊器件、其制作方法以及印刷线路板。
背景技术
在PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)波峰焊接过程中常出现焊接不良等问题,其中波峰焊器件管脚间连焊是主要问题,由于波峰焊器件管脚间距小于2mm时,管脚连焊问题难以解决,造成该问题有多方面原因。从PCB设计角度考虑,其主要是由于波峰焊器件的封装设计不合理及在PCB设计过程中对波峰焊器件周围布线设计不合理,导致在器件进行波峰焊接时,器件管脚底面散热过快,同时上锡过多难以分离,从而造成管脚间连锡。
发明内容
本申请实施例提供了一种波峰焊器件、其制作方法以及印刷线路板,以至少解决相关技术中波峰焊器件在焊接过程中管脚连锡的问题。
根据本申请的一个实施例,提供了一种波峰焊器件,包括:基板,包括相对的正面和背面;目标孔组,包括沿第一方向间隔分布的多个焊盘通孔,多个所述焊盘通孔贯穿所述基板的正面和所述基板的背面;虚拟孔组,包括多个虚拟孔,多个所述虚拟孔贯穿所述基板的背面,所述虚拟孔一一对应地位于所述焊盘通孔的同一侧,所述虚拟孔的直径小于所述焊盘通孔的直径,从所述焊盘通孔指向对应的所述虚拟孔的方向为第二方向,与所述波峰焊器件进波峰焊设备的方向相反的方向为第三方向,所述第二方向与所述第三方向之间的夹角小于或者等于90°,所述第三方向与所述第一方向垂直;多个连接线,位于所述基板的背面上,所述虚拟孔与所述焊盘通孔通过所述连接线一一对应连接。
在一些实施例中,所述目标孔组有至少两个,至少两个所述目标孔组沿所述第三方向间隔分布,所述虚拟孔组位于至少两个所述目标孔组的同一侧。
在一些实施例中,所述目标孔组有多个,所述虚拟孔组有多个,所述目标孔组与所述虚拟孔组沿所述第三方向交替间隔分布。
在一些实施例中,所述波峰焊器件包括第一数量的所述目标孔组以及第二数量的所述虚拟孔组,所述第一数量大于所述第二数量,多个所述目标孔组沿所述第三方向间隔分布,沿所述第三方向分布于尾部的第二数量的所述目标孔组与所述虚拟孔组沿所述第三方向交替间隔分布。
在一些实施例中,所述虚拟孔包括以下至少之一:通孔、盲孔。
在一些实施例中,在所述虚拟孔包括所述盲孔的情况下,所述波峰焊器件还包括:沟槽,位于所述焊盘通孔与对应的所述盲孔之间,所述沟槽的一端与所述焊盘通孔连通,所述沟槽的另一端与所述盲孔连通,所述沟槽的槽深沿靠近所述盲孔的方向逐渐增大,所述连接线位于所述沟槽中。
在一些实施例中,相邻的所述焊盘通孔之间的间距越小,对应所述盲孔的孔深越大。
在一些实施例中,所述盲孔的孔深为0.1mm~0.6mm。
在一些实施例中,所述虚拟孔的端部直径为第一直径,所述虚拟孔的除所述端部之外的其他位置的直径为第二直径,所述第一直径小于所述第二直径。
在一些实施例中,所述虚拟孔的直径为0.4mm~0.6mm。
在一些实施例中,所述焊盘通孔与对应的所述虚拟孔之间的间距为0.5mm~0.6mm。
在一些实施例中,所述波峰焊器件还包括:带有管脚的元器件,位于所述基板的正面上,所述管脚位于所述焊盘通孔中。
在一些实施例中,所述管脚的直径比所述焊盘通孔的直径小0.3mm~0.5mm。
在一些实施例中,所述连接线包括开窗铜皮。
在一些实施例中,所述连接线的线宽为0.4mm~0.6mm。
在一些实施例中,任意相邻的两个所述焊盘通孔的间距小于2mm。
在一些实施例中,所述第二方向与所述第三方向平行。
根据本申请的另一个实施例,提供了一种所述的波峰焊器件的制作方法,包括:提供基板,所述基板包括相对的正面和背面;在所述基板的背面上形成贯穿至所述基板的正面的多个焊盘通孔,多个所述焊盘通孔沿第一方向间隔分布;在所述基板的背面上形成多个虚拟孔,并在所述基板的背面上形成连接所述焊盘通孔与所述虚拟孔的连接线,其中,所述虚拟孔一一对应地位于所述焊盘通孔的同一侧,所述虚拟孔的直径小于所述焊盘通孔的直径,所述焊盘通孔指向对应的所述虚拟孔的方向为第二方向,与所述波峰焊器件进波峰焊设备的方向相反的方向为第三方向,所述第二方向与所述第三方向之间的夹角小于或者等于90°,所述第三方向与所述第一方向垂直,所述连接线裸露在所述基板的背面上。
在一些实施例中,在所述基板的背面上形成多个虚拟孔,并在所述基板的背面上形成连接所述焊盘通孔与所述虚拟孔的连接线,包括:在所述基板的背面上沿所述第二方向形成多个连接线,所述连接线的一端一一对应地位于所述焊盘通孔中;通过激光打孔技术在各所述连接线的另一端形成贯穿至所述基板中的盲孔,使得所述连接线位于所述盲孔中,得到多个所述虚拟孔。
在一些实施例中,在所述基板的背面上形成多个虚拟孔,并在所述基板的背面上形成连接所述焊盘通孔与所述虚拟孔的连接线,包括:采用钻头在各所述焊盘通孔的同一侧对应形成贯穿至所述基板中的盲孔,得到所述虚拟孔;形成连接所述焊盘通孔和所述虚拟孔的所述连接线。
在一些实施例中,在所述基板的背面上形成多个虚拟孔,并在所述基板的背面上形成连接所述焊盘通孔与所述虚拟孔的连接线,包括:采用铣刀从各所述焊盘通孔开始沿所述第二方向去除部分所述基板,以形成槽深依次增大的多个预备沟槽,所述预备沟槽的末端形成盲孔,得到所述虚拟孔,剩余的所述预备沟槽形成沟槽;在各所述沟槽中一一对应地形成所述连接线。
在一些实施例中,在所述基板的背面上形成多个虚拟孔,包括:在所述基板的背面上形成贯穿所述基板的正面的多个通孔,得到所述虚拟孔。
根据本申请的又一个实施例,还提供了一种印刷线路板,包括:任一种所述的波峰焊器件,或者包括采用任一种所述的方法制作得到的波峰焊器件。
通过本申请,在基板上沿着第一方向间隔分布的多个焊盘通孔的同一侧设置多个虚拟孔,且使得虚拟孔的直径小于焊盘通孔的直径,焊盘通孔与虚拟孔通过位于基板背面上的连接线一一对应连接,得到大的焊盘通孔与小的虚拟孔相连的结构,其中,从所述焊盘通孔指向对应的所述虚拟孔的方向为第二方向,与所述波峰焊器件进波峰焊设备的方向相反的方向为第三方向,满足第二方向与第三方向之间的夹角小于或者等于90°,也就是说,沿着与所述波峰焊器件进波峰焊设备的方向相反的方向,即沿着波峰焊的焊料流向,所述虚拟孔位于所述焊盘通孔的上方、下方或者后方,在所述虚拟孔位于所述焊盘通孔的后方时,可以是正后方,也可以是斜后方。这样在对波峰焊器件进行波峰焊时,焊盘通孔中多余的焊锡可以沿着连接线流至对应的虚拟孔中,并且由于虚拟孔的直径较小,波峰焊时虚拟孔基本不会上锡,使得虚拟孔有空间容纳焊盘通孔中多余的焊锡,实现了吸走焊盘通孔中多余焊锡的效果,解决了焊盘通孔的焊锡过多,造成管脚之间连锡的问题,保证了波峰焊器件的焊接效果较好,波峰焊器件的焊接良率较好。
附图说明
图1是根据本申请实施例的波峰焊器件的一种结构示意图;
图2是根据本申请实施例的波峰焊器件的另一种结构示意图;
图3是根据本申请实施例的波峰焊器件的再一种结构示意图;
图4是根据本申请实施例的波峰焊器件的又一种结构示意图;
图5是根据本申请实施例的焊盘通孔、虚拟孔以及连接线的结构示意图;
图6是根据本申请实施例的波峰焊器件的制作方法的流程示意图。
其中,上述附图包括以下附图标记:
10、基板;20、目标孔组;21、焊盘通孔;30、虚拟孔组;31、虚拟孔;40、连接线;50、槽孔;60、定位孔。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本申请的实施例。
需要说明的是,本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
在本实施例中提供了一种波峰焊器件,本申请的波峰焊器件为需要通过波峰焊连接元器件和线路板的器件,图1是根据本申请实施例的波峰焊器件的结构示意图,如图1所示,该波峰焊器件包括:
基板10,包括相对的正面和背面;
目标孔组20,包括沿第一方向间隔分布的多个焊盘通孔21,多个上述焊盘通孔21贯穿上述基板10的正面和上述基板10的背面;
虚拟孔组30,包括多个虚拟孔31,多个上述虚拟孔31贯穿上述基板10的背面,上述虚拟孔31一一对应地位于上述焊盘通孔21的同一侧,上述虚拟孔31的直径小于上述焊盘通孔21的直径,从上述焊盘通孔21指向对应的上述虚拟孔31的方向为第二方向,与上述波峰焊器件进波峰焊设备的方向相反的方向为第三方向,上述第二方向与上述第三方向之间的夹角小于或者等于90°,上述第三方向与上述第一方向垂直;
多个连接线40,位于上述基板10的背面上,上述虚拟孔31与上述焊盘通孔21通过上述连接线40一一对应连接。
通过本申请的上述实施例,在基板上沿着第一方向间隔分布的多个焊盘通孔的同一侧设置多个虚拟孔,且使得虚拟孔的直径小于焊盘通孔的直径,焊盘通孔与虚拟孔通过位于基板背面上的连接线一一对应连接,得到大的焊盘通孔与小的虚拟孔相连的结构,其中,从上述焊盘通孔指向对应的上述虚拟孔的方向为第二方向,与上述波峰焊器件进波峰焊设备的方向相反的方向为第三方向,满足第二方向与第三方向之间的夹角小于或者等于90°,也就是说,沿着与上述波峰焊器件进波峰焊设备的方向相反的方向,即沿着波峰焊的焊料流向,上述虚拟孔位于上述焊盘通孔的上方、下方或者后方,在上述虚拟孔位于上述焊盘通孔的后方时,可以是正后方,也可以是斜后方。这样在对波峰焊器件进行波峰焊时,焊盘通孔中多余的焊锡可以沿着连接线流至对应的虚拟孔中,并且由于虚拟孔的直径较小,波峰焊时虚拟孔基本不会上锡,使得虚拟孔有空间容纳焊盘通孔中多余的焊锡,实现了吸走焊盘通孔中多余焊锡的效果,解决了焊盘通孔的焊锡过多,造成管脚之间连锡的问题,保证了波峰焊器件的焊接效果较好,波峰焊器件的焊接良率较好。
具体地,对于沿上述第一方向位于头部或者尾部的焊盘通孔来说,其与对应连接的虚拟孔的第二方向与第三方向的夹角可以为90°,也可以小于90°,也就是说,对于沿上述第一方向位于头部或者尾部的焊盘通孔来说,其对应的虚拟孔可以沿上述第一方向位于头部或者尾部的焊盘通孔远离其他焊盘通孔的一侧;其对应的虚拟孔也可以沿着波峰焊的焊料流向,位于头部或者尾部的焊盘通孔的后方。而对于除了头部或者尾部的焊盘通孔外的其他焊盘通孔来说,由于焊盘通孔之间的间距限制,虚拟孔一般沿着波峰焊的焊料流向,位于焊盘通孔的后方(正后方或者斜后方)。
具体地,如图1所示,上述虚拟孔31一一对应地位于上述焊盘通孔21的同一侧,指的是上述虚拟孔31与上述焊盘通孔21一一对应,且虚拟孔31都位于对应的焊盘通孔21的同一侧,为了便于理解,举例说明如下:虚拟孔有三个,分别为第一虚拟孔、第二虚拟孔以及第三虚拟孔,焊盘通孔也有三个,分别为第一焊盘通孔、第二焊盘通孔以及第三焊盘通孔,上述第一虚拟孔与上述第一焊盘通孔对应,且位于上述第一焊盘通孔的右侧;上述第二虚拟孔与上述第二焊盘通孔对应,且位于上述第二焊盘通孔的右侧;上述第三虚拟孔与上述第三焊盘通孔对应,且位于上述第三焊盘通孔的右侧,这种情况下,上述第二方向就是从左指向右的方向,由于第三方向与第二方向之间的夹角小于或者等于90°,那么上述第三方向就是位于第一象限与第四象限内的方向,或者为y轴正方向,或者为y轴反方向。
此外,上述第三方向也就是波峰焊的焊料流向,上述第二方向与上述第三方向之间的夹角小于90°,说明沿着上述第三方向,虚拟孔位于对应的焊盘通孔的后方,具体可以是正后方,对应上述夹角为0°,也可以是斜后方,对应夹角为小于90°的非0°角;上述第二方向与上述第三方向之间的夹角等于90°,说明上述第二方向与上述第一方向重合,虚拟孔沿第一方向位于焊盘通孔的一侧。
需要说明的是,上述连接线裸露在上述基板的背面上,也就是说,上述连接线的表面上不覆盖油墨。
上述的多个虚拟孔可以沿上述第一方向间隔分布;也可以不沿上述第一方向进行规则排布,而是交错排布,具体可以根据基板上的走线情况进行灵活设置,只要保证沿着上述第三方向,虚拟孔位于对应的上述焊盘通孔的后面,且避开走线区域即可。
上述基板可以为覆铜箔层压板,也可以为镀金板、纸基板、环氧玻纤布基板以及其他材料的基板。上述虚拟孔可以从上述基板的背面贯穿至基板的正面,也可以从上述基板的背面贯穿至上述基板中而不贯通基板的正面。连接上述焊盘通孔以及上述虚拟孔的上述连接线的一端位于上述焊盘通孔中,另一端位于上述虚拟孔中。
具体地,上述第二方向与上述第三方向的夹角可以设置为10°、15°、20°、45°等角度,由于基板一般都是规则的矩形形状,因此,为了保证焊盘通孔与虚拟孔整体的占用区域较小,从而增大波峰焊器件的其他信号走线的布线面积,进一步地实现波峰焊器件的小型化以及集成化设计,在一些实施例中,如图1所示,上述第二方向与上述第三方向的夹角为0°,也就是说,上述第二方向与上述第三方向平行。
根据本申请的一些示例性实施例,如图2所示,上述目标孔组20有至少两个,至少两个上述目标孔组20沿上述第三方向间隔分布,上述虚拟孔组30位于至少两个上述目标孔组20的同一侧。本实施例中,上述波峰焊器件包括至少两排焊盘通孔的情况下,沿着第三方向,除了位于最后一排的焊盘通孔外,其他排的焊盘通孔均为常规设置,不作大通孔连接小虚拟孔的设计,仅在最后一排的焊盘通孔的后排形成一排虚拟孔,波峰焊时,位于最后一排的焊盘通孔中过多的焊锡会经过连接线流进对应的虚拟控制,使得最后一排的焊盘通孔的焊锡减少,这样既可以避免最后一排的焊盘通孔之间以及最后一排的焊盘通孔与相邻排的焊盘通孔之间出现连锡问题,从而进一步地避免管脚间连锡的问题;由于虚拟孔组只有一排,还可以避免虚拟孔组占用过多的基板面积,从而有利于波峰焊器件的其他信号走线的设计,实现波峰焊器件的小型化设计。
在实际的应用过程中,上述的目标孔组一般为单排或者双排,在上述目标孔组为单排的情况下,上述虚拟孔组中的虚拟孔与单排的焊盘通孔一一对应连接,通过虚拟孔来吸收焊盘通孔多余的焊料;在上述目标孔组为双排的情况下,沿上述第三方向依次排列有第一排焊盘通孔、第二排焊盘通孔以及虚拟孔组,第二排焊盘通孔与虚拟孔组中的虚拟孔一一对应连接,沿着上述波峰焊器件进波峰焊设备的方向,上述第一排焊盘通孔以及上述第二排焊盘通孔依次上焊锡,当过了上锡高峰后,第二排焊盘通孔多余的焊料会经过上述连接线流入上述第二排焊盘通孔后方的上述虚拟孔,由于第二排焊盘通孔中多余的焊锡已经流到虚拟孔中,实现第一排焊盘通孔与上述第二排焊盘通孔之间的焊锡减少,从而使第二排焊盘通孔之间不会发生连锡问题,以及使第二排焊盘通孔与第一排焊盘通孔之间也不会发生连锡问题。
在一些可选的实施例中,如图3所示,上述目标孔组20有多个,上述虚拟孔组30有多个,上述目标孔组20与上述虚拟孔组30沿上述第三方向交替间隔分布。也就是说,沿第三方向依次排布有第一排目标孔组、第一排虚拟孔组、第二排目标孔组、第二排虚拟孔组、……。通过各排的虚拟孔,可以实现对每一排焊盘通孔的多余焊锡的吸收,进一步地解决管脚连锡问题。
由于布局布线的限制,在实际的应用过程中,存在多个目标孔组的情况下,沿上述第三方向,无法在每个目标孔组的后方设置对应的虚拟孔组,这种情况下,为了进一步地避免管脚连锡问题,并且进一步地实现波峰焊器件的小型化,根据本申请的另一些示例性实施例,如图4所示,上述波峰焊器件包括第一数量的上述目标孔组20以及第二数量的上述虚拟孔组30,上述第一数量大于上述第二数量,多个上述目标孔组20沿上述第三方向间隔分布,沿上述第三方向分布于尾部的第二数量的上述目标孔组20与上述虚拟孔组30沿上述第三方向交替间隔分布。本申请的上述方案中,在目标孔组有多排的情况下,沿着波峰焊的焊料流向(即上述第三方向),仅在最后几排目标孔组的后方设置虚拟孔组,在进一步地避免管脚连锡问题的同时,避免了过多的虚拟孔组占用波峰焊器件的布局布线面积,从而进一步地实现了波峰焊器件的小型化设计。
为了便于理解,下面结合具体实施例对上述方案进行解释说明。比如,在第一数量为5,第二数量为2的情况下,沿上述第三方向分别有间隔分布的第一个目标孔组、第二个目标孔组、第三个目标孔组、第四个目标孔组以及第五个目标孔组,以及沿第三方向间隔分布的第一个虚拟孔组和第二个虚拟孔组,沿上述第三方向分布于尾部的第二数量的上述目标孔组,指的就是第四个目标孔组和第五个目标孔组,沿上述第三方向分布于尾部的第二数量的上述目标孔组与上述虚拟孔组沿上述第三方向交替间隔分布,也就是第一个虚拟孔组位于第四个目标孔组与第五个目标孔组之间,第二个虚拟孔组位于第五个目标孔组的远离第四个目标孔组的一侧。
当然,除了上述方案外,在上述波峰焊器件包括第一数量的上述目标孔组以及第二数量的上述虚拟孔组的情况下,还可以沿上述第三方向,将每个上述虚拟孔组随机设置在上述目标孔组的后方,还是以第一数量为5,第二数量为2的方案为例,沿上述第三方向分别有间隔分布的第一个目标孔组、第二个目标孔组、第三个目标孔组、第四个目标孔组以及第五个目标孔组,上述第一个虚拟孔组可以设置在第一个目标孔组后方,即设置在第一个目标孔组与第二个目标孔组之间,上述第二个虚拟孔组可以设置在第四个目标孔组后方,即设置在第四目标孔组和第五目标孔组之间;再比如,上述第一个虚拟孔组可以设置在第二个目标孔组后方,上述第二个虚拟孔组可以设置在第五个目标孔组后方等等设置方案。
具体地,上述虚拟孔的直径(也叫做孔径)不能过大也不能过小,若虚拟孔的孔径太大,进波峰焊设备时,虚拟孔会被焊料填满,造成虚拟孔上锡过多,从而没有空间容纳连接的焊盘通孔的多余焊锡;若虚拟孔的孔径太小,无法容纳多少焊料,从而造成虚拟孔的吸引力不足,使得焊盘通孔中多余焊锡沿着连接线流动较慢,不能将多余的焊锡全部吸走。本申请实施例中,如图5所示,将上述虚拟孔31的直径设置为0.4mm~0.6mm。这样既可以保证虚拟孔在波峰焊过程中基本不会上锡,也可以保证虚拟孔有足够的吸引力来吸引焊盘通孔中多余的焊锡。
并且,上述实施例中,相比于在波峰焊器件的基板上添加盗锡焊盘,为了起到防止连焊的作用,需要将盗锡焊盘的长度设置在2mm以上,造成盗锡焊盘占用大量布线区域的问题,本申请的上述虚拟孔直径仅为0.4mm~0.6mm,在提升波峰焊焊接良率的同时,可以缩小波峰焊器件的布板面积。
在一些实施例中,上述虚拟孔包括以下至少之一:通孔、盲孔。在上述虚拟孔为通孔的情况下,说明虚拟孔贯穿了基板的正面和背面;在上述虚拟孔为盲孔的情况下,说明虚拟孔仅贯穿了基板的正面。上述虚拟孔可以仅包括通孔,也可以仅包括盲孔,还可以包括通孔和盲孔。在上述虚拟孔包括盲孔的情况下,不影响盲孔对应的基板正面的布局布线,从而可以使得波峰焊器件的布局布线密度更高,从而进一步地实现波峰焊器件的小型化以及集成化。
在上述虚拟孔包括通孔的情况下,上述通孔的直径可以为0.4mm~0.5mm;在上述虚拟孔包括盲孔的情况下,相比于通孔,上述盲孔的直径可以适当增加,上述盲孔的直径可以为0.5mm~0.6mm。
进一步地,在上述虚拟孔包括上述盲孔的情况下,上述波峰焊器件还包括:沟槽,位于上述焊盘通孔与对应的上述盲孔之间,上述沟槽的一端与上述焊盘通孔连通,上述沟槽的另一端与上述盲孔连通,上述沟槽的槽深沿靠近上述盲孔的方向逐渐增大,也就是上述槽深沿着上述第二方向逐渐增加,上述连接线位于上述沟槽中。通过槽深依次增大的沟槽连通焊盘通孔与对应的盲孔,在焊盘通孔和盲孔之间形成了斜坡,这样可以进一步地方便焊盘通孔中多余的焊锡流至盲孔中,进一步实现盲孔吸收多余焊锡的效果。并且,在制作方式上可以实现沟槽与盲孔的一体成型,从而无需单独打孔来形成盲孔,进一步地简化了波峰焊器件的制作工艺。
另外,在上述虚拟孔包括上述通孔的情况下,也可以在上述焊盘通孔与上述虚拟孔之间设置沿靠近上述虚拟孔的方向槽深逐渐增大的沟槽,方便多余的焊锡沿着沟槽到达虚拟孔。
在一些实施例中,相邻的上述焊盘通孔之间的间距越小,对应上述盲孔的孔深越大,其中,上述间距为相邻的两个上述焊盘通孔的外表面之间的最短距离,上述孔深指的是沿着基板厚度的方向的深度,基板厚度方向为基板的正面与背面之间的厚度。由于相邻的上述焊盘通孔之间的间距越小,在进行波峰焊的过程中,过波峰焊炉时各个焊盘通孔整体上锡越多,越容易连锡,则需要容纳多余焊料的盲孔空间越大,而为了盲孔有足够的吸引力,其直径不能过大,那么就需要盲孔有足够的孔深,来容纳多余的焊料。
在实际的应用过程中,上述基板的厚度一般为1.2mm。进一步地,上述盲孔的孔深为0.1mm~0.6mm。即使得盲孔的孔深小于或者等于基板厚度的一半。这样既可以避免盲孔过小造成过波峰焊时上锡过多,又可以保证盲孔可以较好地容纳多余的焊锡,从而进一步地解决相关技术中波峰焊器件在焊接过程中管脚连锡的问题。
本申请上述的虚拟孔可以为任意形状的虚拟孔,如为漏斗形状的孔状,或者为类矩形形状,还可以为通过现有工艺实现的其他形状。为了进一步地保证波峰焊器件的焊接效果,其他实施例中,上述虚拟孔的端部直径为第一直径,上述虚拟孔的除上述端部之外的其他位置的直径为第二直径,上述第一直径小于上述第二直径。具体的,在上述虚拟孔为盲孔的情况下,上述端部为盲孔的顶部,上述第一直径小于上述第二直径,说明盲孔为类梯形结构;在上述虚拟孔为通孔的情况下,上述端部为通孔的底部和顶部,上述第一直径小于上述第二直径,说明通孔为中部大、顶底小的结构。这种端口孔径小、内部孔径大的虚拟孔结构,由于端口小,在波峰焊的焊接过程中不容易上锡,即焊锡不容易通过端口进入盲孔;由于内部孔径大,焊盘通孔中多有的焊锡可以沿着连接线较为顺畅地流进虚拟孔中,进一步地实现吸收焊盘通孔多余焊锡的效果。
在一些实施例中,如图5所示,上述焊盘通孔21与对应的上述虚拟孔31之间的间距为0.5mm~0.6mm。将上述焊盘通孔与虚拟孔的间距设置在0.5mm到0.6mm之间,既可以避免焊盘通孔与虚拟孔两者的间距过大,焊盘通孔的多余焊锡还未全部达到虚拟孔,多余焊锡已逐渐降温,造成多余焊锡无法全部进入虚拟孔的问题,又可以避免焊盘通孔与虚拟孔两者的间距过小,波峰焊过程中焊盘通孔的多余焊锡没有流动的情况下已溢出至虚拟孔,将虚拟孔填满的问题。
需要说明的是,如图5所示,上述的焊盘通孔与对应的上述虚拟孔之间的间距,指的是焊盘通孔的外表面与上述虚拟孔的外表面之间的最短距离,该距离为0.5mm~0.6mm。
进一步地,上述波峰焊器件还包括:带有管脚的元器件,位于上述基板的正面上,上述管脚位于上述焊盘通孔中。本实施例中,通过波峰焊工艺,将元器件焊接到基板上。
在一些实施例中,上述管脚的直径比上述焊盘通孔的直径小0.3mm~0.5mm。这样可以使得管脚顺利插入至焊盘通孔中,且管脚与焊盘通孔之间还有空间容纳连接两者的焊料。
另外,如图1所示,上述波峰焊器件还包括:槽孔50,位于上述基板10上,作为上述波峰焊器件的固定孔;定位孔60,位于上述基板10上。图1中示出了操场姓张的槽孔,当然,实际的生产过程中,本领域技术人员可以根据需要设计上述槽孔的具体形状,可以设置任意规则或者不规则形状的槽孔。
具体地,由于高温的焊锡无法在油墨上流动,因此,本申请中,上述连接线包括开窗铜皮。通过开窗铜皮来连接焊盘通孔以及虚拟孔,高温的焊锡可以在铜皮上流动,从而进一步地保证焊盘通孔的多余焊锡可以沿着上述连接线成功到达虚拟孔。
更进一步地,上述连接线可以为开窗铜皮。当然,除了上述的开窗铜皮外,上述连接线还可以为其他的金属材料,如开窗铝皮等。本领域技术人员可以选择合适的金属材料作为上述的连接线的材料,本申请对此不作限制。
为了进一步地保证上述连接线运输高温焊锡的效果较好,同时进一步地减少连接线对基板的背面的占用面积,又一些示例性的实施例中,上述连接线的线宽为0.4mm~0.6mm。其中,上述线宽是上述连接线在垂直于上述第二方向的方向上的宽度。本申请的实施例中,上述连接线的线宽与上述虚拟孔的直径基本相同,来保证焊盘通孔多余的高温焊锡可以沿着连接线顺利地达到虚拟孔。
当然,在实际的应用过程中,在布局布线允许的情况下,本领域技术人员也可以适当增加上述连接线的线宽。
现有的应用中,对于相邻的两个上述焊盘通孔的间距大于或者等于2mm的波峰焊器件,通常在波峰焊器件上添加盗锡焊盘,来带走焊盘通孔的部分焊锡,减少管脚间连锡的问题,但是在相邻的额两个上述焊盘通孔的间距小于2mm的情况下,所添加的盗锡焊盘难以将焊盘通孔的多余焊锡带走,波峰焊器件的管脚间仍然存在较多的连焊,不能彻底解决连焊问题。
针对上述问题,在本申请的另一些实施例中,任意相邻的两个上述焊盘通孔的间距小于2mm。也就是说,本申请的波峰焊器件可以应用于焊盘通孔的间距小于2mm的器件的波峰焊工艺,通过本申请的波峰焊器件的结构设计,可以有效地解决焊盘通孔的间距小于2mm的波峰焊器件在波峰焊焊接后管脚连锡的问题,保证焊盘通孔的间距小于2mm的波峰焊器件的焊接效果较好,焊接良率较高。
本申请还提供了一种上述的波峰焊器件的制作方法,图6是根据本申请的实施例的上述波峰焊器件的制作方法的流程示意图,如图6所示,上述波峰焊器件的制作方法包括如下步骤:
步骤S102,提供基板,上述基板包括相对的正面和背面;
具体地,上述基板可以为覆铜箔层压板,也可以为镀金板、纸基板、环氧玻纤布基板以及其他材料的基板。
步骤S104,在上述基板的背面上形成贯穿至上述基板的正面的多个焊盘通孔,多个上述焊盘通孔沿第一方向间隔分布;
步骤S106,在上述基板的背面上形成多个虚拟孔,并在上述基板的背面上形成连接上述焊盘通孔与上述虚拟孔的连接线,其中,上述虚拟孔一一对应地位于上述焊盘通孔的同一侧,上述虚拟孔的直径小于上述焊盘通孔的直径,上述焊盘通孔指向对应的上述虚拟孔的方向为第二方向,与上述波峰焊器件进波峰焊设备的方向相反的方向为第三方向,上述第二方向与上述第三方向之间的夹角小于或者等于90°,上述第三方向与上述第一方向垂直,上述连接线裸露在上述基板的背面上。
通过上述步骤,首先提供基板;之后在基板的背面上形成贯穿上述基板的多个焊盘通孔;最后,在基板的背面上形成贯穿背面的多个虚拟孔,上述虚拟孔位于对应的上述焊盘通孔的同一侧,且使得虚拟孔的直径小于焊盘通孔的直径,以及形成一一对应连接焊盘通孔与上述虚拟孔的连接线,得到大的焊盘通孔与小的虚拟孔相连的结构,其中,从上述焊盘通孔指向对应的上述虚拟孔的方向为第二方向,与上述波峰焊器件进波峰焊设备的方向相反的方向为第三方向,满足第二方向与第三方向之间的夹角小于或者等于90°,也就是说,沿着与上述波峰焊器件进波峰焊设备的方向相反的方向,即沿着波峰焊的焊料流向,上述虚拟孔位于上述焊盘通孔的上方、下方或者后方,在上述虚拟孔位于上述焊盘通孔的后方时,可以是正后方,也可以是斜后方。这样在对波峰焊器件进行波峰焊时,焊盘通孔中多余的焊锡可以沿着连接线流至对应的虚拟孔中,并且由于虚拟孔的直径较小,波峰焊时虚拟孔基本不会上锡,使得虚拟孔有空间容纳焊盘通孔中多余的焊锡,实现了吸走焊盘通孔中多余焊锡的效果,解决了焊盘通孔的焊锡过多,造成管脚之间连锡的问题,保证了波峰焊器件的焊接效果较好,波峰焊器件的焊接良率较好。
步骤S104和步骤S106的执行顺序是可以互换的,即可以先执行步骤S106,然后再执行S104。
具体地,上述虚拟孔一一对应地位于上述焊盘通孔的同一侧,指的是上述虚拟孔与上述焊盘通孔一一对应,且虚拟孔都位于对应的焊盘通孔的同一侧,为了便于理解,举例说明如下:虚拟孔有三个,分别为第一虚拟孔、第二虚拟孔以及第三虚拟孔,焊盘通孔也有三个,分别为第一焊盘通孔、第二焊盘通孔以及第三焊盘通孔,上述第一虚拟孔与上述第一焊盘通孔对应,且位于上述第一焊盘通孔的右侧;上述第二虚拟孔与上述第二焊盘通孔对应,且位于上述第二焊盘通孔的右侧;上述第三虚拟孔与上述第三焊盘通孔对应,且位于上述第三焊盘通孔的右侧,这种情况下,上述第二方向就是从左指向右的方向,由于第三方向与第二方向之间的夹角小于或者等于90°,那么上述第三方向就是位于第一象限与第四象限内的方向,或者为y轴正方向,或者为y轴反方向。
此外,上述第三方向也就是波峰焊的焊料流向,上述第二方向与上述第三方向之间的夹角小于90°,说明沿着上述第三方向,虚拟孔位于对应的焊盘通孔的后方,具体可以是正后方,对应上述夹角为0°,也可以是斜后方,对应夹角为小于90°的非0°角;上述第二方向与上述第三方向之间的夹角等于90°,说明上述第二方向与上述第一方向重合,虚拟孔沿第一方向位于焊盘通孔的一侧。
需要说明的是,上述连接线裸露在上述基板的背面上,也就是说,上述连接线的表面上不覆盖油墨。
上述的多个虚拟孔可以沿上述第一方向间隔分布;也可以不沿上述第一方向进行规则排布,而是交错排布,具体可以根据基板上的走线情况进行灵活设置,只要保证沿着上述第三方向,虚拟孔位于对应的上述焊盘通孔的后面,且避开走线区域即可。
可选地,上述虚拟孔可以从上述基板的背面贯穿至基板的正面,也可以从上述基板的背面贯穿至上述基板中而不贯通基板的正面。连接上述焊盘通孔以及上述虚拟孔的上述连接线的一端位于上述焊盘通孔中,另一端位于上述虚拟孔中。上述第二方向与上述第三方向的夹角可以设置为10°、15°、20°、45°等角度,由于基板一般都是规则的矩形形状,因此,为了保证焊盘通孔与虚拟孔整体的占用区域较小,从而增大波峰焊器件的其他信号走线的布线面积,进一步地实现波峰焊器件的小型化以及集成化设计,在一些实施例中,如图1所示,上述第二方向与上述第三方向的夹角为0°,也就是说,上述第二方向与上述第三方向平行。
示例性地,沿上述第一方向间隔分布的多个上述焊盘通孔构成一个目标孔组,在上述基板的背面上形成贯穿至上述基板的正面的多个焊盘通孔,包括:沿上述第三方向依次形成多个上述目标孔组,每个上述目标孔组都包括沿上述第一方向间隔分布的多个上述焊盘通孔。在上述基板的背面上形成多个虚拟孔,包括:在沿上述第三方向,在上述目标孔组的末尾形成虚拟孔组,即上述虚拟孔组位于各上述目标孔组的同一侧,上述虚拟孔组包括多个上述虚拟孔,上述虚拟孔与沿第三方向位于最后一排的上述目标孔组中的上述焊盘通孔一一对应。本实施例中,上述波峰焊器件包括至少两排焊盘通孔的情况下,沿着第三方向,除了位于最后一排的焊盘通孔外,其他排的焊盘通孔均为常规设置,不作大通孔连接小虚拟孔的设计,仅在最后一排的焊盘通孔的后排形成一排虚拟孔,波峰焊时,位于最后一排的焊盘通孔中过多的焊锡会经过连接线流进对应的虚拟控制,使得最后一排的焊盘通孔的焊锡减少,这样既可以避免最后一排的焊盘通孔之间以及最后一排的焊盘通孔与相邻排的焊盘通孔之间出现连锡问题,从而进一步地避免管脚间连锡的问题;由于虚拟孔组只有一排,还可以避免虚拟孔组占用过多的基板面积,从而有利于波峰焊器件的其他信号走线的设计,实现波峰焊器件的小型化设计。
本申请的一些其他实施例中,沿上述第一方向间隔分布的多个上述焊盘通孔构成一个目标孔组,在上述基板的背面上形成贯穿至上述基板的正面的多个焊盘通孔,包括:沿上述第三方向依次形成多个上述目标孔组,每个上述目标孔组都包括沿上述第一方向间隔分布的多个上述焊盘通孔。在上述基板的背面上形成多个虚拟孔,包括:沿上述第三方向,在每个上述目标孔组的后方形成一个虚拟孔组,上述虚拟孔组包括多个上述虚拟孔。即上述目标孔组与上述虚拟孔组沿上述第三方向交替间隔分布,换句话说,沿第三方向依次排布有第一排目标孔组、第一排虚拟孔组、第二排目标孔组、第二排虚拟孔组、……。通过各排的虚拟孔,可以实现对每一排焊盘通孔的多余焊锡的吸收,进一步地解决管脚连锡问题。
由于布局布线的限制,在实际的应用过程中,存在多个目标孔组的情况下,沿上述第三方向,无法在每个目标孔组的后方设置对应的虚拟孔组,这种情况下,为了进一步地避免管脚连锡问题,并且进一步地实现波峰焊器件的小型化,根据本申请的另一些示例性实施例,上述波峰焊器件包括第一数量的上述目标孔组以及第二数量的上述虚拟孔组,上述第一数量大于上述第二数量,多个上述目标孔组沿上述第三方向间隔分布,沿上述第三方向分布于尾部的第二数量的上述目标孔组与上述虚拟孔组沿上述第三方向交替间隔分布。本申请的上述方案中,在目标孔组有多排的情况下,沿着波峰焊的焊料流向(即上述第三方向),仅在最后几排目标孔组的后方设置虚拟孔组,在进一步地避免管脚连锡问题的同时,避免了过多的虚拟孔组占用波峰焊器件的布局布线面积,从而进一步地实现了波峰焊器件的小型化设计。
在一些实施例中,在上述基板的背面上形成多个虚拟孔,并在上述基板的背面上形成连接上述焊盘通孔与上述虚拟孔的连接线,包括:采用钻头在各上述焊盘通孔的同一侧对应形成贯穿至上述基板中的盲孔,得到上述虚拟孔;形成连接上述焊盘通孔和上述虚拟孔的上述连接线。本实施例中,先钻孔得到多个虚拟孔,再形成连接焊盘通孔与虚拟孔的连接线,进一步地实现了大的焊盘通孔连接小的虚拟孔的结构,进一步地保证了通过小的虚拟孔可以基本吸走上述第三方向位于该虚拟孔前排的焊盘通孔在波峰后多余的焊锡,进一步有效地防止了小间距的波峰焊器件管脚间连焊的问题,进一步地提升了波峰焊焊接良率。
具体地,采用钻头在各上述焊盘通孔的同一侧对应形成贯穿至上述基板中的盲孔,可以采用上述钻头,通过背钻工艺在各上述焊盘通孔的同一侧对应形成贯穿至上述基板中的上述盲孔。
当然,除了上述的制作方法外,本领域技术人员还可以采用其他合适的方式形成上述虚拟孔以及上述连接线,示例性的一种实施例中,步骤S106:在上述基板的背面上形成多个虚拟孔,并在上述基板的背面上形成连接上述焊盘通孔与上述虚拟孔的连接线的具体实现方式还可以为:在上述基板的背面上沿上述第二方向形成多个连接线,上述连接线的一端一一对应地位于上述焊盘通孔中;通过激光打孔技术在各上述连接线的另一端形成贯穿至上述基板中的盲孔,使得上述连接线位于上述盲孔中,得到多个上述虚拟孔。本实施例中,先形成连接线,再通过激光打孔技术在连接线的另一端形成多个上述虚拟孔,这样无需钻孔后再电镀铜来实现虚拟孔与连接线的连接。
为了进一步地简化上述波峰焊器件的制作工艺,其他实施例中,在上述基板的背面上形成多个虚拟孔,并在上述基板的背面上形成连接上述焊盘通孔与上述虚拟孔的连接线,包括:采用铣刀从各上述焊盘通孔开始沿上述第二方向去除部分上述基板,以形成槽深依次增大的多个预备沟槽,上述预备沟槽的末端形成盲孔,得到上述虚拟孔,剩余的上述预备沟槽形成沟槽;在各上述沟槽中一一对应地形成上述连接线。本实施例中,在形成上述连接线的走线沟槽的过程中,通过逐渐增大该走线沟槽的槽深,得到需要深度的走线沟槽的末端,作为虚拟孔,这样无需再打孔形成虚拟孔,进一步地保证了较为容易地得到上述波峰焊器件,减少了上述波峰焊器件的制作成本。
具体地,制作过程中,盲孔的深度以及偏差要严格把控,避免电镀铜形成连接线时,连接线与基板上其他网络铜皮造成连接短路问题。
本申请的上述几个实施例中,上述虚拟孔包括盲孔,通过将虚拟孔设计成盲孔,不影响盲孔对应的基板正面的布局布线,从而可以使得波峰焊器件的布局布线密度更高,从而进一步地实现波峰焊器件的小型化以及集成化。
除了上述的盲孔外,上述虚拟孔还可以为通孔,可选的一些方案中,在上述基板的背面上形成多个虚拟孔,包括:在上述基板的背面上形成贯穿上述基板的正面的多个通孔,得到上述虚拟孔。
另外,在上述基板的背面上形成连接上述焊盘通孔与上述虚拟孔的连接线,包括:通过电镀工艺在上述基板的背面上形成上述连接线。
具体地,上述虚拟孔的直径(也叫做孔径)不能过大也不能过小,若虚拟孔的孔径太大,进波峰焊设备时,虚拟孔会被焊料填满,造成虚拟孔上锡过多,从而没有空间容纳连接的焊盘通孔的多余焊锡;若虚拟孔的孔径太小,无法容纳多少焊料,从而造成虚拟孔的吸引力不足,使得焊盘通孔中多余焊锡沿着连接线流动较慢,不能将多余的焊锡全部吸走。本申请实施例中,如图5所示,将上述虚拟孔31的直径设置为0.4mm~0.6mm。这样既可以保证虚拟孔在波峰焊过程中基本不会上锡,也可以保证虚拟孔有足够的吸引力来吸引焊盘通孔中多余的焊锡。
在上述虚拟孔包括通孔的情况下,上述通孔的直径可以为0.4mm~0.5mm;在上述虚拟孔包括盲孔的情况下,相比于通孔,上述盲孔的直径可以适当增加,上述盲孔的直径可以为0.5mm~0.6mm。
在实际的应用过程中,上述基板的厚度一般为1.2mm。进一步地,上述盲孔的孔深为0.1mm~0.6mm。即使得盲孔的孔深小于或者等于基板厚度的一半。这样既可以避免盲孔过小造成过波峰焊时上锡过多,又可以保证盲孔可以较好地容纳多余的焊锡,从而进一步地解决相关技术中波峰焊器件在焊接过程中管脚连锡的问题。
在一些实施例中,相邻的上述焊盘通孔之间的间距越小,对应上述盲孔的孔深越大,其中,上述间距为相邻的两个上述焊盘通孔的外表面之间的最短距离,上述孔深指的是沿着基板厚度的方向的深度,基板厚度方向为基板的正面与背面之间的厚度。由于相邻的上述焊盘通孔之间的间距越小,在进行波峰焊的过程中,过波峰焊炉时各个焊盘通孔整体上锡越多,越容易连锡,则需要容纳多余焊料的盲孔空间越大,而为了盲孔有足够的吸引力,其直径不能过大,那么就需要盲孔有足够的孔深,来容纳多余的焊料。
本申请上述的虚拟孔可以为任意形状的虚拟孔,如为漏斗形状的孔状,或者为类矩形形状,还可以为通过现有工艺实现的其他形状。为了进一步地保证波峰焊器件的焊接效果,其他实施例中,上述虚拟孔的端部直径为第一直径,上述虚拟孔的除上述端部之外的其他位置的直径为第二直径,上述第一直径小于上述第二直径。具体的,在上述虚拟孔为盲孔的情况下,上述端部为盲孔的顶部,上述第一直径小于上述第二直径,说明盲孔为类梯形结构;在上述虚拟孔为通孔的情况下,上述端部为通孔的底部和顶部,上述第一直径小于上述第二直径,说明通孔为中部大、顶底小的结构。这种端口孔径小、内部孔径大的虚拟孔结构,由于端口小,在波峰焊的焊接过程中不容易上锡,即焊锡不容易通过端口进入盲孔;由于内部孔径大,焊盘通孔中多有的焊锡可以沿着连接线较为顺畅地流进虚拟孔中,进一步地实现吸收焊盘通孔多余焊锡的效果。
在一些实施例中,上述焊盘通孔与对应的上述虚拟孔之间的间距为0.5mm~0.6mm。上述连接线的线宽为0.4mm~0.6mm。任意相邻的两个上述焊盘通孔的间距小于2mm。
在实际的应用过程中,上述方法还包括:在上述基板的正面上形成带有管脚的元器件,使得上述管脚一一对应地位于上述焊盘通孔中。
根据本申请的又一个实施例,还提供了一种印刷线路板,包括:任一种上述的波峰焊器件,或者包括采用任一种上述的方法制作得到的波峰焊器件。
上述的印刷线路板包括任一种上述的波峰焊器件,或者采用上述的方法制作得到的波峰焊器件,该波峰焊器件在基板上沿着第一方向间隔分布的多个焊盘通孔的同一侧设置有多个虚拟孔,且虚拟孔的直径小于焊盘通孔的直径,焊盘通孔与虚拟孔通过位于基板背面上的连接线一一对应连接,得到大的焊盘通孔与小的虚拟孔相连的结构,其中,从上述焊盘通孔指向对应的上述虚拟孔的方向为第二方向,与上述波峰焊器件进波峰焊设备的方向相反的方向为第三方向,满足第二方向与第三方向之间的夹角小于或者等于90°,也就是说,沿着与上述波峰焊器件进波峰焊设备的方向相反的方向,即沿着波峰焊的焊料流向,上述虚拟孔位于上述焊盘通孔的上方、下方或者后方,在上述虚拟孔位于上述焊盘通孔的后方时,可以是正后方,也可以是斜后方。这样在对波峰焊器件进行波峰焊时,焊盘通孔中多余的焊锡可以沿着连接线流至对应的虚拟孔中,并且由于虚拟孔的直径较小,波峰焊时虚拟孔基本不会上锡,使得虚拟孔有空间容纳焊盘通孔中多余的焊锡,实现了吸走焊盘通孔中多余焊锡的效果,解决了焊盘通孔的焊锡过多,造成管脚之间连锡的问题,保证了波峰焊器件的焊接效果较好,从而保证了印刷线路板的整体制作良率较好。
通过以上的实施方式的描述,本领域的技术人员可以清楚地了解到根据上述实施例的方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现,当然也可以通过硬件,但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中,包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机,计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例上述的方法。
本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及示例性实施方式中所描述的示例,本实施例在此不再赘述。
显然,本领域的技术人员应该明白,上述的本申请的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现,它们可以集中在单个的计算装置上,或者分布在多个计算装置所组成的网络上,它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现,从而,可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行,并且在某些情况下,可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤,或者将它们分别制作成各个集成电路模块,或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样,本申请不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
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