專利名稱：印刷線路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種印刷線路板，更具體地說，涉及一種印刷線路板的改進(jìn)，這種印刷線路板上具有虛設(shè)的導(dǎo)體焊盤(coudnctiveland)，以便在用射流焊設(shè)備焊接表面安裝器件(SMD)時(shí)，防止焊料短路。
目前，由于要求縮小電子器件的尺寸，因此，安裝在電子器件中的印刷線路板的尺寸也要求要小。從而在現(xiàn)有技術(shù)中，使用許多表面安裝器件(下面稱為SMD)來使得電子元件能高密度地安裝在印刷線路板上，這些表面安裝器件(SMD)不用通孔而被安裝在印刷線路板的焊接面上。
通常，上述SMD做成超小型的方形形狀(正方形或者矩形)，其中集成了許多電子元件，例如電阻、電容、二極管、三極管、濾波器和互感器。
在SMD的側(cè)邊以凸出的方式集中設(shè)置了許多引線，這樣，相鄰引線之間的間隙就非常小。
這些引線被焊接到相應(yīng)排列的導(dǎo)體焊盤上，例如，由銅箔形成的導(dǎo)體焊盤(下面稱為銅箔焊盤)，這些焊盤預(yù)先形成在印刷線路板的焊接面上，在該焊接面上安裝上述SMD;從而，在其引線被焊接在焊接面上而使該器件被安裝在該焊接面上之后，就成為所謂的表面安裝器件(SMD)。
下面結(jié)合圖1至圖5，對(duì)安裝在已有技術(shù)的印刷線路板焊接面上的SMD的焊接進(jìn)行說明。
圖1是側(cè)視圖，用來說明現(xiàn)有技術(shù)中，用射流焊設(shè)備對(duì)安裝有SMD和電子元件的印刷線路板進(jìn)行焊接的情況。
圖2是現(xiàn)有技術(shù)中印刷線路板焊接面的底部透視圖，其上具有銅箔焊盤用來在射流焊過程中防止焊料短路。
如圖1所示，通常，電子元件10如電阻、二極管、三極管、濾波器和互感器被安裝在印刷線路板1A的元件安裝面1a上，這些電子元件10的引線11插在通孔(未示出)中，通孔的周圍設(shè)有銅箔焊盤(未示出)。
另一方面，具有許多端子13的SMD12被安裝在印刷線路板1A的焊接面16上的預(yù)定位置上，其引線13用粘結(jié)劑(binder)固定在銅箔焊盤(未示出)上。
當(dāng)上述帶有電子元件10和SMD12的印刷線路板1A的焊接面1b面向由射流焊設(shè)備20的焊料噴嘴21所噴出的熔融焊料22，并且沿箭頭X的方向傳送時(shí)，熔融焊料22與電子元件10和SMD12的引線11和13接觸，這樣就完成了焊接過程，這時(shí)，印刷線路板的傳輸方向向上傾斜，其傳輸方向與球狀熔融焊料22的頂面切線之間的夾角大約為5°，其中，由于印刷線路板1A的傾斜作用以及熔融焊料本身的重力，因此，沒有焊接到印刷線路板1A的焊接面1b上的其余熔融焊料22又回到射流焊設(shè)備20中。
熔融焊料22的溫度保持在大約250℃，但是，SMD12的封裝材料是由防熱材料制成的，因此，集成在SMD12中的元件不會(huì)損壞。
一旦將電子元件10和SMD12的引線11和13與銅箔焊盤11和13用射流焊設(shè)備20焊接起來，則兩種引線11和13就立即被焊接固定在銅箔焊盤上。這時(shí)，容易因焊接而在相互鄰接的引線13之間產(chǎn)生短路5(以下稱為焊料橋5)，尤其是相對(duì)于印刷線路板1A，31A的傳輸方向X來說，位于SMD12后部的引線13(尾部引線)之間更容易產(chǎn)生短路5，如圖3所示。
下面討論在印刷線路板1A，31A的傳輸方向后部容易產(chǎn)生焊料橋5的原因。
當(dāng)印刷線路板1A，31A沿X方向傳輸時(shí)，如圖1和圖3所示，從位于傳輸方向X前端的引線13開始，SMD12的引線13一個(gè)接一個(gè)地與熔融焊料22接觸并焊接到銅箔焊盤(未示出)上，其中，由于印刷線路板1A是傾斜的，因此，在X傳輸方向上，涂覆前面引線13的多余熔融焊料22流向尾部引線13(圖1中位于左邊的引線)。然而，當(dāng)印刷線路板1A的焊接面離開射流焊設(shè)備20的熔融焊料22時(shí)，涂覆引線13的多余熔融焊料22就慢慢聚集到尾部的(相對(duì)于X傳輸方向而言)引線13之間的狹窄間隔內(nèi)，并且凝固，從而在尾部的引線13之間形成焊料堆或焊料橋5，使得尾部的引線13之間通過焊料而短路。
在日本公開專利文獻(xiàn)27183/1992中，公開了一種印刷線路板，其一面為元件安裝面1a，另一面為焊接面1b，如圖2所示，在焊接面1b上，按照預(yù)定的正方形排列設(shè)置了一組方形銅箔焊盤2，這些焊盤2與正方形的SMD12上的引線13的位置相對(duì)應(yīng)。在這組銅箔焊盤2中，所述正方形的每個(gè)角上的兩個(gè)相鄰的銅箔焊盤2a，2b都分別有斜切部分2a1，2b1，使得斜切部分2a1，2b1之間的間隔變寬，這能夠減少多余熔融焊料在斜切部分2a1和2b1之間的堆積，更具體地說，是減少SMD12A的尾部引線(相對(duì)于X傳輸方向而言)之間的焊料堆積。
然而，當(dāng)斜切部分2a1，2b1之間聚集了較多的多余熔融焊料22時(shí)，就很難完全防止引線13之間產(chǎn)生焊料橋5，亦即可能會(huì)短路。
圖3中公開了現(xiàn)有技術(shù)中防止上述焊料橋產(chǎn)生的另一種印刷線路板31A。
圖3是表示印刷線路板31A的焊接面的底部透視圖，在該焊接面上具有虛設(shè)的銅箔焊盤3，以便在SMD12A，12B安裝在印刷線路板上并焊接到銅箔焊盤2上時(shí)，防止由焊料橋5產(chǎn)生的短路。
用來防止焊料橋5產(chǎn)生的虛設(shè)銅箔焊盤3與用來焊接SMD12A和SMD12B的引線13的銅箔焊盤2一起預(yù)先設(shè)置在印刷線路板31A的焊接面1b上，SMD12A的形狀為正方形，SMD12B的形狀為矩形。就印刷線路板的X傳輸方向來說，虛設(shè)的銅箔焊盤3位于用來焊接尾部的引線的銅箔焊盤2的后面，從而，利用多余熔融焊料的表面張力，而將多余熔融焊料22從引線13上吸收到虛設(shè)銅箔焊點(diǎn)3上。
圖4(A)到圖4(F)和圖5(A)到圖5(E)是底部平面圖，分別表示SMD的形狀以及各種虛設(shè)銅箔焊盤的形狀，它們都設(shè)置在印刷線路板的焊接面，其位置取決于印刷線路板的傳輸方向X。
如圖3，圖4(A)-4(F)和圖5(A)-5(E)所示，設(shè)計(jì)了多種形狀的銅箔焊盤3來防止焊料橋，然而卻難以完全防止在SMD12A，12B的相鄰引線13之間產(chǎn)生焊料橋5。因而，在生產(chǎn)過程中需要很多時(shí)間來消除上述焊料橋5。
鑒此，本發(fā)明的根本目的是提供一種克服了上述缺點(diǎn)的印刷線路板。
本發(fā)明的更具體的目的是提供一種印刷線路板，其一面為元件安裝面，另一面為焊接面;元件安裝面用來安裝帶一般引線的電子元器件，所述的一般引線穿過印刷線路板上的通孔;焊接面上具有導(dǎo)體焊盤，用來焊接上述電子元器件的一般引線以及安裝在該焊接面上的表面安裝器件(SMD)的一組引線;在焊接過程中，這種印刷線路板沿著傳輸方向被傳送，其焊接面與射流焊設(shè)備的噴嘴噴出的熔融焊料相接觸;在這種印刷線路板的焊接面上有虛設(shè)的導(dǎo)體焊盤，相對(duì)于傳輸方向來說，虛設(shè)的導(dǎo)體焊盤位于用來焊接表面安裝器件后部的引線的導(dǎo)體焊盤后面;在虛設(shè)的焊盤上設(shè)有一個(gè)實(shí)體結(jié)構(gòu)，它對(duì)熔融焊接料具有潤(rùn)濕性，從而在焊接過程中吸收與表面安裝器件的引線接觸過的多余熔融焊料。
從下面結(jié)合附圖更詳細(xì)的說明中，可以明顯地看出本發(fā)明的其它目的和進(jìn)一步的特征。
下面參照


本發(fā)明的實(shí)施例，附圖中圖1是側(cè)視圖，用來說明現(xiàn)有技術(shù)中，用射流焊設(shè)備對(duì)安裝有SMD和電子元件的印刷線路板進(jìn)行焊接的情況;
圖2是現(xiàn)有技術(shù)中印刷線路板焊接面的底部透視圖，其上具有銅箔焊盤用來在射流焊過程中防止焊料短路;
圖3是表示印刷線路板焊接面的底部透視圖，在該焊接面上具有虛設(shè)的銅箔焊盤，以便在SMD安裝在印刷線路板上并焊接到銅箔焊盤上時(shí)，防止由于焊料堆積而發(fā)生短路。
圖4(A)到4(F)和圖5(A)到5(E)是底部平面圖，分別表示SMD的形狀以及各種虛設(shè)銅箔焊盤的形狀，這些虛設(shè)焊盤與SMD上凸出的引線行的方向有關(guān)。
圖6是底部透視圖，表示本發(fā)明的印刷線路板的一個(gè)實(shí)施例，其中，在印刷線路板還沒有焊接時(shí)，將本發(fā)是的主要部分的三維結(jié)構(gòu)體與SMD一起安裝在印刷線路板的焊接面上。
圖7是圖6所示印刷線路板的部分側(cè)視圖，用來說明本發(fā)明中安裝了SMD和三維結(jié)構(gòu)體的印刷線路板用射流焊來焊接的情況。
圖8是底部透視圖，表示本發(fā)明中與SMD一起安裝在印刷線路板上的各種三維結(jié)構(gòu)體的實(shí)例。
參照?qǐng)D6到8，說明本發(fā)明的印刷線路板1的一個(gè)實(shí)施例，其中，同樣的參考標(biāo)號(hào)/標(biāo)記表示與已說明的相關(guān)技術(shù)中相同的或?qū)?yīng)的部分，為了簡(jiǎn)便起見，不再作進(jìn)一步地說明。
圖6是底部透視圖，表示本發(fā)明的印刷線路板的一個(gè)實(shí)施例，其中，在印刷線路板還沒有焊接時(shí)，將本發(fā)明的主要部分的三維結(jié)構(gòu)體與SMD一起安裝在印刷線路板的焊接面上。
參見圖6，SMD12A，12B的形狀分別為正方形和矩形，在其側(cè)邊都有一組伸出的引線13，它們都被安裝在印刷線路板1的焊接面1b上，其引線13用粘結(jié)劑固定在印刷線路板1的焊接面1b上的一組銅箔焊盤2上。
在焊接時(shí)，印刷線路板1沿著箭頭X所示的方向傳送，它與熔融焊料22之球面的切面之間的傾斜角大約為5°，如圖7所示，從而，印刷線路板1與射流焊設(shè)備20的焊料噴嘴21的所噴出的球面熔融焊料22接觸，所以，焊接過程與現(xiàn)有技術(shù)是相同的。
下面，對(duì)正方形SMD12A進(jìn)行說明。
SMD12A的側(cè)邊12b-12e中的每一個(gè)上都有一組伸出的引線13，將SMD12A以如下的方式安裝在印刷線路板1的焊接面1b上，即通過SMD12A的角12a的對(duì)角線12x的方向與印刷線路板1的傳輸方向X大致平行。另一方面，在印刷線路板1的焊接面1b上設(shè)有一組銅箔焊盤2。其位置與SMD12A的引線13相對(duì)應(yīng)。這樣，在焊接時(shí)，相對(duì)于傳輸方向X來說，與SMD12A前面位置上的引線13接觸過的多余熔融焊料22漸漸地流到SMD12A后面位置上的尾部引線13上。
而且，虛設(shè)的銅箔焊盤3正好位于角12a的后面，并且正好位于尾部引線13(相對(duì)于傳輸方向X而言)之間，換句話說，虛設(shè)銅箔焊盤3在焊接面1b上的位置正好是在焊接時(shí)多余熔融焊料22流向和聚集的位置。
更進(jìn)一步地，在焊接之前，將三維結(jié)構(gòu)體4設(shè)置在虛設(shè)的銅箔焊盤3上，這種三維結(jié)構(gòu)體4是本發(fā)明的主要部分，由金屬塊構(gòu)成，對(duì)熔融的焊料22具有優(yōu)異的潤(rùn)濕性，從而，沒有焊接到后部引線13(相對(duì)于傳輸方向X而言)上的多余熔融焊料22將流到三維結(jié)構(gòu)體上而聚集起來。
下面，對(duì)矩形SMD12B進(jìn)行說明。
SMD12B的兩個(gè)長(zhǎng)邊側(cè)12g和12i上具有一組伸出的引線13，將SMD12B以如下的方式安裝在印刷線路板1的焊接面1b上，即SMD12B的長(zhǎng)度方向，即引線13行的方向與印刷線路板1的傳輸方向X大致平行。另一方面，在印刷線路板1的焊接面1b上設(shè)有一組銅箔焊盤2，其位置與SMD12B的引線13相對(duì)應(yīng)。這樣，在焊接時(shí)，相對(duì)于傳輸方向X來說，沒有焊接到SMD12B的前面引線13上的多余熔融焊料漸漸地流到后面的引線13上。
而且，一對(duì)虛設(shè)銅箔焊盤3、3正好位于SMD12B的尾部引線13、13的后面，即正好位于用來焊接尾部引線13(相對(duì)于傳輸方向X而言)的后端銅箔焊盤2、2的后面，換句話說，虛設(shè)銅箔焊盤3、3在印刷線路板1的焊接面1b上的位置正好是在焊接時(shí)多余熔融焊料22流向和聚集的位置。
更進(jìn)一步地，在焊接之前，將三維結(jié)構(gòu)體4、4設(shè)置在虛設(shè)的銅箔焊盤3、3上，這種三維結(jié)構(gòu)體4、4是本發(fā)明的主要部分，由金屬塊構(gòu)成，對(duì)熔融的焊料22具有優(yōu)異的潤(rùn)濕性，從而，沒有焊接到尾部引線13(相對(duì)于傳輸方向X而言)上的多余熔融焊料22將流到三維結(jié)構(gòu)體上而聚集起來。
作為三維結(jié)構(gòu)體4，例如一個(gè)銅塊，可以采用2mm長(zhǎng)，1.25mm寬的虛設(shè)SMD(稱為2125型SMD)，或者3.2mm長(zhǎng)，1.6mm寬的虛設(shè)SMD(稱為3216型SMD)。換句話說，三維結(jié)構(gòu)體4可以是任意形狀的三維結(jié)構(gòu)，只要它具有優(yōu)異的潤(rùn)濕性即可。而且，需要時(shí)，可以在虛設(shè)銅箔焊盤3上設(shè)置一組三維結(jié)構(gòu)體4。
通常，如圖7所示，本發(fā)明的三維結(jié)構(gòu)體4的高度定為等于或高于SMD 12A、12B的引線13的高度h1，而低于SMD 12A，12B的高度h2。
下面參照?qǐng)D7說明印刷線路板1的焊接過程。
圖7是圖6所示印刷線路板的部分側(cè)視圖，用來說明本發(fā)明中安裝了SMD和三維結(jié)構(gòu)體的印刷線路板用射流焊來焊接的情況。
在SMD12A、12B和三維結(jié)構(gòu)體4安裝到印刷線路板1的焊接面1b上之后，用射流焊設(shè)備20對(duì)印刷線路板進(jìn)行焊接，其方式為將印刷線路板1沿傳輸方向X傳送，印刷線路板與熔融焊料22之球面的切面之間的傾斜角大約為5°，印刷線路板1的焊接面1b與射流焊設(shè)備20的焊料噴嘴21所噴出的球面熔融焊料22接觸，從而，例如SMD12B的引線13從前面的引線13(相對(duì)于傳輸方向X而言)開始，一個(gè)接一個(gè)地被焊接。這時(shí)，沒有焊接到其上的多余熔融焊料22漸漸地流到尾部(相對(duì)于傳輸方向X而言)的引線13上。
當(dāng)多余熔融焊料22到達(dá)SMD12B后部的尾部引線13上時(shí)，由于該熔融焊料22的表面張力及其自身的重力而被高于引線13的三維結(jié)構(gòu)體4吸收和集聚，從而，多余的熔融焊料不會(huì)在后部的尾部引線13之間的狹窄間隔上堆積。這樣，就防止了在引線13之間產(chǎn)生如圖3所示的焊料橋或短路。
應(yīng)該指出的是，沒有焊接到前部引線13(相對(duì)于傳輸方向X而言)上的多余熔融焊料22很容易向后流，因此，位于SMD12B前部的引線13之間也避免了短路的發(fā)生。
一部分由三維結(jié)構(gòu)體4吸附的多余熔融焊料落入射流焊設(shè)備20的熔融焊料槽中，而另一部分仍聚集在三維結(jié)構(gòu)體4上。
下面說明在本發(fā)明的印刷線路板1上安裝的三維結(jié)構(gòu)體4的改進(jìn)方案。
圖8是底部透視圖，表示在本發(fā)明的印刷線路板上與SMD一起安裝的三維結(jié)構(gòu)體的改進(jìn)方案。
參照?qǐng)D8，標(biāo)號(hào)4a和4b代表本發(fā)明的改進(jìn)的三維結(jié)構(gòu)體4，其中的每個(gè)三維結(jié)構(gòu)體4對(duì)熔融焊料22都具有非常優(yōu)異的潤(rùn)濕性。
三維結(jié)構(gòu)體4a的外形為長(zhǎng)方形，其內(nèi)部是空心的，由潤(rùn)濕性優(yōu)異的金屬板彎曲而成。
另一種三維結(jié)構(gòu)體4b由圓柱體構(gòu)成，其中具有一個(gè)圓柱形孔4b1，對(duì)熔融焊料22的潤(rùn)濕性很好。
如上所述，三維結(jié)構(gòu)體4a、4b的高度定為等于或高于SMD 12A，12B的引線13的高度，并低于SMD12A，12B的高度h2。
具有空心壁4a1的三維結(jié)構(gòu)體4a和具有圓柱形孔4b1的三維結(jié)構(gòu)體4b代替了本發(fā)明中由金屬塊構(gòu)成(如圖6所示)的三維結(jié)構(gòu)體4，從而，為簡(jiǎn)便起見，對(duì)安裝了三維結(jié)構(gòu)體4a、4b的印刷線路板(如圖8所示)就不再贅述。
在焊接時(shí)，與前面所述一樣，當(dāng)多余熔融焊料22到達(dá)SMD12a后部(相對(duì)于傳輸方向X而言)的引線13上時(shí)，由于熔融焊料22的表面張力和三維結(jié)構(gòu)體4a和4b的廣大表面面積而使得多余熔融焊料被三維結(jié)構(gòu)體4a和4b吸收，并聚集在其空心部分4a1和圓柱形孔4b1中，從而，多余的熔融焊料不會(huì)在后部引線13之間的狹窄間隔上堆積。這樣，就成功地防止了在引線13之間產(chǎn)生焊料橋5或短路。
權(quán)利要求
1.一種印刷線路板，其一面為元件安裝面，另一面為焊接面，元件安裝面用來安裝帶一般引線的電子元器件，所述的一般引線穿過印刷線路板上的通孔；焊接面上具有導(dǎo)體焊盤，用來焊接上述電子元器件的一般引線以及安裝在該焊接面上的表面安裝器件(SMD)的一組引線；在焊接過程中，這種印刷線路板沿著傳輸方向被傳送，其焊接面與射流焊設(shè)備的噴嘴噴出的熔融焊料相接觸；其特征在于在該印刷線路板的焊接面上有虛設(shè)的導(dǎo)體焊盤，它相鄰于用來焊接表面安裝器件的一組引線中的后部(相對(duì)于傳輸方向而言)引線的導(dǎo)體焊盤；以及上述虛設(shè)導(dǎo)體焊盤上設(shè)有三維結(jié)構(gòu)體，該三維結(jié)構(gòu)體對(duì)熔融焊料具有潤(rùn)濕性，在焊接過程中，吸收與表面安裝元件的至少一部分引線接觸過的多余熔融焊料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷線路板，其特征在于，所述的三維結(jié)構(gòu)體的高度等于或高于表面安裝器件的引線高度，而低于表面安裝器件的高度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷線路板，其特征在于所述的三維結(jié)構(gòu)體具有一個(gè)空心部分，用來在射流焊設(shè)備焊接印刷線路板時(shí)聚集多余的熔融焊料。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷線路板，其特征在于，預(yù)先安裝了三維結(jié)構(gòu)體的虛設(shè)導(dǎo)體焊盤設(shè)置在表面安裝器件的一組引線的后面(相對(duì)于傳輸方向而言)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷線路板，其特征在于，預(yù)先安裝了三維結(jié)構(gòu)體的虛設(shè)導(dǎo)體焊盤位于熔融焊料流的下游(相對(duì)于傳輸方向而言)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的印刷線路板，其特征在于，預(yù)先安裝了三維結(jié)構(gòu)體的虛設(shè)導(dǎo)體焊盤位于印刷線路板的尾部區(qū)域內(nèi)(相對(duì)于傳輸方向而言)。
7.一種印刷線路板，用來安裝帶引線的元器件，該印刷線路板有一個(gè)焊接面，該焊接面上設(shè)有導(dǎo)體焊盤，用來焊接引線裝置，其特征在于，在某些導(dǎo)體焊盤上設(shè)有三維結(jié)構(gòu)體，用來在射流焊過程中吸收多余的熔融焊料。
全文摘要
印刷線路板的一面為元件安裝面，安裝帶引線的電子元器件，引線穿過線路板上的通孔；另一面為焊接面，具有導(dǎo)體焊盤，焊接電子元器件的引線及安裝在焊接面上SMD的一組引線；在焊接過程中線路板沿傳輸方向傳送，焊接面與射流焊設(shè)備噴嘴噴出的熔融焊料接觸；而且焊接面上至少有一個(gè)虛設(shè)的導(dǎo)體焊盤，相鄰SMD的一組引線的尾部(相對(duì)于傳輸方向)引線；此外對(duì)熔融焊料有潤(rùn)濕性的三維結(jié)構(gòu)體設(shè)在虛設(shè)導(dǎo)體焊盤上，吸收與SMD的引線接觸的多余熔融焊料。
文檔編號(hào)H05K1/11GK1089423SQ9311963
公開日1994年7月13日 申請(qǐng)日期1993年9月22日 優(yōu)先權(quán)日1992年9月22日
發(fā)明者原才平, 山本剛, 小野寺清隆 申請(qǐng)人:日本勝利株式會(huì)社