一种通孔回流焊接方法

技术领域

本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种通孔回流焊接方法。

背景技术

由于产品小型化、高密度、功能集成化的需求，电子控制器的设计多以表面贴装元器件为主，但由于前度、可靠性以及适用性等因素，通孔元器件仍然在会应用在产品的设计生产中。通常，表贴元件所使用的生产工艺为回流焊接工艺，通孔元器件所使用的生产工艺为波峰焊接工艺，为将表贴器件和通孔元器件融合到同一工艺方法生产，通孔回流焊工艺被普遍应用，通孔回流焊的使用，使电子控制器的生产成本降低，效率提升。

现有的通孔回流焊工艺，通常只能应对单面存在通孔元器件的线路板设计，原因是回流焊接采用的上锡方法是钢网印刷工艺，如果线路板的双面均设计有通孔元器件时，线路板的第二表面生产时，由于线路板的第一表面通孔处会有锡膏从通孔溢出，线路板的第二表面钢网印刷受到影响，会造成产品不良甚至报废。因此若产品两面同时存在通孔元器件，则需要增加波峰焊工序或其他焊接工艺，使通孔回流焊原本降本增效的优势丧失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种通孔回流焊接方法，以实现双面通孔元器件线路板的通孔回流焊接，从而达到减少生产步骤，节省生产成本的目的。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种通孔回流焊接方法，包括步骤：

将第一通孔元器件的引脚从线路板的第一表面一侧插入至所述线路板的第一表面的第一通孔焊盘的通孔内，使所述第一通孔元器件相对于所述线路板固定；

翻转所述线路板，使所述线路板的第一表面朝向地面，使所述线路板的第二表面背向地面，所述线路板的第一表面与第二表面相背设置；

在所述线路板的第二表面的第二通孔焊盘处以及所述第一通孔焊盘处印刷上锡膏，并将第二通孔元器件的引脚从所述线路板的第二表面一侧插入至所述第二通孔焊盘的通孔内，所述第一通孔元器件的引脚的长度以及所述第二通孔元器件的引脚长度均小于所述线路板的厚度；

保持所述线路板第一表面朝向地面，第二表面背向地面的状态将其送入回流焊炉中进行回流焊接。

可选地，所述线路板的第一表面设置用于焊接所述第一通孔元器件的第一表贴焊盘，则所述将第一通孔元器件的引脚从线路板的第一表面一侧插入至所述线路板的第一表面的第一通孔焊盘的通孔内，使所述第一通孔元器件相对于所述线路板固定包括：

在所述线路板的第一表面的第一表贴焊盘处印刷上锡膏；

将所述第一通孔元器件的引脚从所述线路板的第一表面一侧插入至所述线路板的第一表面的第一通孔焊盘的通孔内，使所述第一通孔元器件与所述第一表贴焊盘焊接固定。

可选地，所述将第一通孔元器件的引脚从线路板的第一表面一侧插入至所述线路板的第一表面的第一通孔焊盘的通孔内，使所述第一通孔元器件相对于所述线路板固定包括：

将所述第一通孔元器件的引脚从所述线路板的第一表面一侧插入至所述线路板的第一表面的第一通孔焊盘的通孔内；

在所述第一通孔元器件掉落的情况下，将过炉载具扣在所述线路板的第一表面，所述线路板与所述过炉载具配合将所述第一通孔元器件相对于所述线路板固定，

在所述第一通孔元器件未掉落的情况下，则翻转所述线路板，使所述线路板的第一表面朝向地面，使所述线路板的第二表面背向地面，所述线路板的第一表面与第二表面相背设置。

可选地，所述过炉载具包括：

载具主体，所述载具主体设置限位槽以及避让槽，所述限位槽设置于所述避让槽的侧壁，所述限位槽包括相互垂直连接的周向支撑面以及周向限位面，所述周向支撑面远离所述周向限位面的一端围成供所述线路板进入所述限位槽的开口，所述周向支撑面与所述线路板的第一表面的周向边缘接触配合，所述周向限位面与所述线路板的第一表面与第二表面之间的周向侧面配合，所述避让槽与所述周向支撑面平行的底面设置多个固定凸台，各个所述固定凸台分别与所述线路板的第一表面的各个所述第一通孔元器件位置对应，所述固定凸台的顶面沿所述限位槽的开口至所述周向支撑面的方向低于所述周向支撑面，所述过炉载具通过所述固定凸台将所述第一通孔元器件压紧固定于所述线路板的第一表面。

可选地，所述避让槽与所述周向支撑面平行的底面设置至少一组沿第一方向A延伸的第一加强筋以及至少一组沿第二方向B延伸的第二加强筋，所述第一加强筋与所述第二加强筋相交，各个所述固定凸台针对所述线路板的第一表面的各个所述第一通孔元器件位置设置于所述第一加强筋、所述第二加强筋或者所述避让槽与所述周向支撑面平行的底面。

可选地，所述避让槽沿所述限位槽的开口至所述周向支撑面的方向的投影面积大于所述限位槽沿所述限位槽的开口至所述周向支撑面的方向的投影面积。

可选地，所述固定凸台由软弹材料制成，所述固定凸台的顶面与所述限位槽的底面之间的垂直距离小于所述第一通孔元器件的厚度。

可选地，所述在所述线路板的第二表面的第二通孔焊盘处以及所述第一通孔焊盘处印刷上锡膏包括：

钢网开窗，根据所述第二通孔焊盘以及所述第一通孔焊盘位置确定钢网开窗位置；

锡膏印刷，将钢网贴在所述线路板的第二表面，使钢网开窗与所述第二通孔焊盘以及所述第一通孔焊盘位置对应，将锡膏透过钢网开窗印刷至所述线路板的第二表面的所述第二通孔焊盘以及所述第一通孔焊盘处。

可选地，所述钢网开窗还包括：

确定钢网开窗面积S，所述钢网开窗面积S满足：

其中，T为钢网厚度，K为锡膏中合金所占体积百分比，R为第二通孔焊盘或者第一通孔焊盘的铜环直径，D为第二通孔焊盘或者第一通孔焊盘的通孔直径，d为第一通孔元器件或第二通孔元器件的引脚直径，t为线路板的厚度。

可选地，在所述第二通孔焊盘或者所述第一通孔焊盘的通孔为非圆柱体的情况下，将所述第二通孔焊盘或者所述第一通孔焊盘的通孔换算成相同体积的圆柱体再计算所述钢网开窗面积S，和/或，

在所述第一通孔元器件或所述第二通孔元器件的引脚为非圆柱体的情况下，将所述第一通孔元器件或所述第二通孔元器件的引脚换算成相同体积的圆柱体再计算所述钢网开窗面积S。

由以上技术方案可以看出，本发明中公开了一种通孔回流焊接方法，该通孔回流焊接方法包括步骤：将第一通孔元器件的引脚从线路板的第一表面一侧插入至线路板的第一表面的第一通孔焊盘的通孔内，使第一通孔元器件相对于线路板固定，第一通孔元器件与线路板的相对固定可以依靠第一通孔元器件与线路板的表贴焊盘的焊接实现，也可以依靠固定工装实现，在此不做限定；翻转线路板，使线路板的第一表面朝向地面，使线路板的第二表面背向地面，线路板的第一表面与第二表面相背设置；在线路板的第二表面的第二通孔焊盘处以及第一通孔焊盘处印刷上锡膏，并将第二通孔元器件的引脚从线路板的第二表面一侧插入至第二通孔焊盘的通孔内，第一通孔元器件的引脚的长度以及第二通孔元器件的引脚长度均小于线路板的厚度；保持线路板第一表面朝向地面，第二表面背向地面的状态将其送入回流焊炉中进行回流焊接；通过上述通孔回流焊接方法可以对引脚长度不超过线路板厚度的元器件进行双面通孔回流焊接，减少了生产步骤，节省了生产成本，同时，通孔回流焊接可控程度相较于目前其他焊接工艺，可控程度更高，可以更好的保证焊接质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种线路板的第一表面的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种线路板的第二表面的示意图；

图3为本发明实施例提供的线路板的第一表面的各第一表贴焊盘的钢网开窗示意图；

图4为本发明实施例提供的线路板的第二表面的各第二表贴焊盘、各第一通孔元器件以及各第二通孔元器件的钢网开窗示意图；

图5为本发明实施例提供的过炉载具的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的过炉载具承载线路板时在固定凸台处的局部剖视图。

图中：

1为第一通孔焊盘；2为第一表贴焊盘；3为第二通孔焊盘；4为第二表贴焊盘；5为载具主体；6为限位槽；7为避让槽；8为固定凸台；9为第一加强筋；10为第二加强筋；11为线路板；12为第一通孔元器件；13为第一通孔元器件的引脚。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种通孔回流焊接方法，该通孔回流焊接方法能够实现双面通孔元器件线路板的通孔回流焊接，从而达到减少生产步骤，节省生产成本的目的。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1和图2，图1为本发明实施例提供的一种线路板的第一表面的示意图，图2为本发明实施例提供的一种线路板的第二表面的示意图。

本发明实施例中公开了一种通孔回流焊接方法，该通孔回流焊接方法包括步骤：

S1：将用于焊接至线路板11的第一表面的第一通孔元器件12的引脚13从线路板11的第一表面一侧插入至线路板11的第一表面的第一通孔焊盘1的通孔内，使第一通孔元器件12相对于线路板11固定；

在步骤S1中，第一通孔元器件12与线路板11的相对固定可以依靠第一通孔元器件12与线路板11的表贴焊盘的焊接实现，如图1所示，该线路板11的第一表面设置第一表贴焊盘2以及第一通孔焊盘1，因此在图1所示的线路板11上，安装第一通孔元器件12前，需要先在线路板11的第一表面钢网印刷上锡膏，其钢网开窗形式如图3所示，即只在第一表贴焊盘2处开窗，第一通孔焊盘1处不开窗，不上锡膏，若无表贴焊盘，或者有表贴焊盘，但是表贴焊盘无法实现固定的情况下，也可以依靠固定工装实现，在此不做限定。

在本发明实施例所提供的通孔回流焊接方法中，按照焊接先后顺序，先焊接的一面为线路板11的第一表面，如图1所示，后焊接的一面为线路板11的第二表面，如图2所示，第一通孔元器件12的引脚13的长度小于线路板11的厚度，以避免第一通孔元器件12的引脚13从线路板11的第二表面伸出，以在焊接后，使第一通孔元器件12的引脚13在线路板11的第一通孔焊盘1的通孔内。

S2：翻转线路板11，使线路板11的第一表面朝向地面，使线路板11的第二表面背向地面，线路板11的第一表面与第二表面相背设置，此时的线路板11如图2所示；

即在将第一通孔元器件12固定于线路板11的第一表面后，翻转线路板11，以便于在线路板11的第二表面上锡膏以及元器件。

S3：在线路板11的第二表面的第二通孔焊盘3处以及第一通孔焊盘1处印刷上锡膏，如图4所示，在线路板11的第二表面的第二通孔焊盘3处以及第一通孔焊盘1处进行钢网开窗，然后印刷锡膏，当然若线路板11的第二表面设置第二表贴焊盘4，则一并对第二表贴焊盘4进行钢网开窗，然后与第二通孔焊盘3处以及第一通孔焊盘1处一起印刷锡膏，然后将用于焊接至线路板11的第二表面的第二通孔元器件的引脚从线路板11的第二表面一侧插入至第二通孔焊盘3的通孔内，第二通孔元器件的引脚长度小于线路板11的厚度；

在上锡膏的过程中，应当保证上锡饱满，满足焊接要求，第二通孔元器件的引脚长度小于线路板11的厚度可以避免第二通孔元器件的引脚从线路板11的第一表面伸出，使第二通孔元器件的引脚在线路板11的第二通孔焊盘3的通孔内。

S4：保持线路板11第一表面朝向地面，第二表面背向地面的状态将其送入回流焊炉中进行回流焊接。

可以看出，与现有技术相比，本发明实施例提供的通孔回流焊接方法可以对引脚长度不超过线路板11厚度的元器件进行双面通孔回流焊接，减少了生产步骤，节省了生产成本，同时，通孔回流焊接可控程度相较于目前其他焊接工艺，可控程度更高，可以更好的保证焊接质量。

在本发明一种实施例中，线路板11的第一表面设置用于焊接第一通孔元器件12的第一表贴焊盘2，如图1所示，则可以利用第一表贴焊盘2焊接第一通孔元器件12，以使第一通孔元器件12与线路板11的固定，则步骤S1包括：

S111：在线路板11的第一表面的第一表贴焊盘2处印刷上锡膏；

即首先在线路板11的第一表面的第一表贴焊盘2处进行开窗上锡膏，如图3所示，而第一通孔焊盘1处不开窗，也不上锡膏。

S112：将第一通孔元器件12的引脚13从线路板11的第一表面一侧插入至线路板11的第一表面的第一通孔焊盘1的通孔内，使第一通孔元器件12与第一表贴焊盘2焊接固定。

即在翻转线路板11前，首先利用第一表贴焊盘2焊接第一通孔元器件12，将其固定在线路板11上，避免翻转时，第一通孔元器件12掉落，一般通过第一表贴焊盘2焊接的第一通孔元器件12就不会在线路板11翻转时掉落。

可以了解的是，并不是所有的通孔元器件都可以利用表贴焊盘进行固定，有部分通孔元器件无法通过表贴焊盘进行固定，则在本发明另一种实施例中，步骤S1包括：

S121：将第一通孔元器件12的引脚13从线路板11的第一表面一侧插入至线路板11的第一表面的第一通孔焊盘1的通孔内；

S122：在第一通孔元器件12掉落的情况下，将过炉载具扣在线路板11的第一表面，线路板11与过炉载具配合将第一通孔元器件12相对于线路板11固定，如图5和图6所示。

在第一通孔元器件12未掉落的情况下，则直接翻转线路板11，无需使用过炉载具，使线路板11的第一表面朝向地面，使线路板11的第二表面背向地面，线路板11的第一表面与第二表面相背设置。

在上述步骤中，第一通孔元器件12是否会掉落可根据经验、试验以及锡膏特性进行判断。

当然需要说明的是，上述使用过炉载具的实施例也可以应用于通孔元器件可以通过表贴焊盘进行固定的实施例中，在此不做限定。

如图5和图6所示，在本发明一种实施例中，过炉载具包括载具主体5，载具主体5设置限位槽6以及避让槽7，限位槽6设置于避让槽7的侧壁，限位槽6包括相互垂直连接的周向支撑面以及周向限位面，周向支撑面远离周向限位面的一端围成供线路板11进入限位槽6的开口，周向支撑面与线路板11的第一表面的周向边缘接触配合，周向限位面与线路板11的第一表面与第二表面之间的周向侧面配合。

避让槽7与周向支撑面平行的底面设置多个固定凸台8，各个固定凸台8分别与线路板11的第一表面的各个第一通孔元器件12位置对应，固定凸台8的顶面沿限位槽6的开口至周向支撑面的方向低于周向支撑面，过炉载具通过固定凸台8将第一通孔元器件12压紧固定于线路板11的第一表面，通过上述过炉载具，可以保证线路板11的位置稳定，从而保证焊接质量。

作为优选地，如图5所示，避让槽7与周向支撑面平行的底面设置至少一组沿第一方向A延伸的第一加强筋9以及至少一组沿第二方向B延伸的第二加强筋10，第一加强筋9与第二加强筋10相交，第一加强筋9与第二加强筋10可以为垂直相交或不垂直相交，各个固定凸台8针对线路板11的第一表面的各个第一通孔元器件12位置设置于第一加强筋9、第二加强筋11或者避让槽7与周向支撑面平行的底面，这样在保证载具主体5的强度的同时，可以减轻载具主体5的重量，便于移动。

进一步优化上述技术方案，如图5所示，上述避让槽7沿限位槽6的开口至周向支撑面的方向的投影面积大于限位槽6沿限位槽6的开口至周向支撑面的方向的投影面积，以在避让槽7与限位槽6之间形成便于取放线路板11的间隙。

作为优选地，在本发明实施例中，如图6所示，固定凸台8由软弹材料制成，固定凸台8的顶面与限位槽6的底面之间的垂直距离略小于第一通孔元器件12的厚度，这样固定凸台8可以进行一定的弹性变形，从而对第一通孔元器件12施加一定的预紧力，避免第一通孔元器件12在转运过程中与线路板11发生相对位移，更好地保护第一通孔元器件12。

进一步地，在本发明实施例中，步骤S3中在线路板11的第二表面的第二通孔焊盘3处以及第一通孔焊盘1处印刷上锡膏包括：

钢网开窗，根据第二通孔焊盘3以及第一通孔焊盘1位置确定钢网开窗位置；

需要说明的是，若线路板11的第二表面具有第二表贴焊盘4，则在钢网开窗时，应当将第二表贴焊盘4位置一并开窗，以便于后续一并印刷锡膏。

锡膏印刷，将钢网贴在线路板11的第二表面，使钢网开窗与第二通孔焊盘3以及第一通孔焊盘1位置对应，将锡膏透过钢网开窗印刷至线路板11的第二表面的第二通孔焊盘3以及第一通孔焊盘1处，在印刷的过程中，应注意上锡饱满，满足焊接要求。

为了保证上锡饱满，满足焊接要求，在本发明实施例中，该钢网开窗还包括：

确定钢网开窗面积S，钢网开窗面积S满足：

其中，T为钢网厚度，K为锡膏中合金所占体积百分比，R为第二通孔焊盘3或者第一通孔焊盘1的铜环直径，D为第二通孔焊盘3或者第一通孔焊盘1的通孔直径，d为第一通孔元器件12或第二通孔元器件的引脚直径，t为线路板11的厚度。

当然通孔焊盘以及引脚并不一定为圆柱形，因此在本发明实施例中，在第二通孔焊盘3或者第一通孔焊盘1的通孔为非圆柱体的情况下，将第二通孔焊盘3或者第一通孔焊盘1的通孔换算成相同体积的圆柱体再计算钢网开窗面积S，和/或，在第一通孔元器件12或第二通孔元器件的引脚为非圆柱体的情况下，将第一通孔元器件12或第二通孔元器件的引脚换算成相同体积的圆柱体再计算钢网开窗面积S。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。