[實用新型]一種波峰焊的印刷電路板

有效

• 申請號: 201621454383.0
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN206620355U
• 公開（公告）日: 2017-11-07
• 發明（設計）人: 范國良;郭俊松
• 申請（專利權）人: 液化空氣（中國）研發有限公司
• 主分類號: H05K1/11
• 分類號: H05K1/11;H05K3/34
• 代理公司: 上海信好專利代理事務所(普通合伙)31249
• 代理人: 周榮芳

技術領域

本實用新型涉及一種印刷電路板，特別是一種應用于印刷板上的適用于波峰焊的通孔結構，降低波焊過程中的熱損失，提高通孔填充度。

背景技術

電子產品的功能日趨多樣化，為了實現功能的集成，電子產品的印刷電路板(printed circuit board)上需要設置若干不同功能的電子元器件。目前一般以電子元器件的接線端子插入電路板上與接線端子相對應的通孔內，通過波焊的方式使電子元器件的接線端子固定在電路板的通孔內，從而將電子元器件固定于電路板上并且電性導通。這種波焊工藝包含助焊劑涂覆，預熱，焊料涂覆，多余焊料吹除，檢測維護及清潔等步驟，以使液態焊料在電路板上插設有電子元器件接線端子的通孔處完成進孔，填錫后形成焊點，進而將電子元器件固接于電路板上。良好的無鉛波焊，其預熱段必須使印刷電路板底面達到約130℃，頂面須達到約110℃左右，這樣才能保證焊料順利上到孔頂。焊料的流動性隨溫度的升高是升高的，所以增加溫度可以提高爬升速度。隨著爬升高度的增加，溫度降低，爬升的速度也降低，所以在填充過程中應該維持印刷電路板接近上板面的溫度。

電子產品無鉛焊接在全球全面展開以來，諸多焊接問題接踵而來。在波焊過程中，通孔上錫的驅動力主要來自液態合金在細縫中產生的毛細作用，其實質是彎曲液面在曲率徑向產生的附加壓力，直至與上升液體的勢差平衡。而現有的通孔設計一般為圓柱通孔，其上錫經常面臨通孔填充不足的情況，嚴重影響了生產效率，這種缺陷會使波焊接縫處的機械強度下降，影響產品的電子性能，特別是對于應用于電信，醫療，軍事，航空航天領域的PCB厚板。

有關無鉛焊接的各種標準，以IPC-A-610F“電子元器件的可接受性”為最具權威性的國際規范。IPC-A-610F對通孔焊接的可接受標準焊錫量必須大于載板厚度的75％以上(詳細規格請見IPC-A-610F Class3)。中國發明專利申請CN102573273A提供了一種通孔結構，該孔結構為一種梯形孔，一端為縮口端，另一端為寬口端，且該通孔軸剖面呈梯形，所述通孔的斜側面與垂直方面呈一個夾角，所述通孔的縮口端的直徑不大于寬口端的直徑。其主要適用于印刷電路板上，有效提高了通孔上錫的驅動力，提高了生產中的直通率以及產品的可靠性。授權公告號為CN203590595U的中國實用新型專利“一種PCB通孔結構”和授權公告號為CN101916754B的中國發明專利“通孔和通孔形成方法及通孔填充方法”提供了通孔結構方面的改進，延長焊料的降溫時間，提高了通孔填充率。但這些特殊的通孔加工比較復雜，不適合用于大批量生產的電子產品。臺灣專利TW201044936“電路板之電子元件焊接方法及其電路板結構”公開了一種電路板，于電路板上開設至少一個焊接孔及至少一集熱孔，集熱孔開設在焊接孔的周圍位置并且形成一集熱區，再將電子元件的接腳穿設于焊接孔內，以一焊接過程將焊錫填入焊接孔內，由集熱孔保持焊錫之熱量在集熱區域中，確保焊接孔內電子元件的接腳與焊錫順利結合。授權公告號為CN102883536B的中國發明專利“一種PCB板通孔加工方法及通孔結構”公開了一種“啞鈴型”PCB通孔結構，其包括：第一通孔，其與PCB板的TOP面相連，且第一通孔的孔深小于PCB板的厚度；以及第二通孔，其一端與所述第一通孔相連，另一端與PCB板的BOTTOM面相連，且該第二通孔的孔深小于PCB板的厚度，該第二通孔的孔徑大于第一通孔的孔徑。將雙列直插式元件的引腳對應置于PCB通孔內，引腳一端置于第一通孔內，另一端置于第二通孔內，焊接時，熔融的焊料流到PCB通孔內，由于第二通孔的孔徑大于第一通孔的孔徑，故第二通孔中焊料的流動空間更大，可以延長焊料的降溫時間，使焊料更容易流動到PCB板的板面上，從而使維修更容易，減少了PCB板的報廢率，降低了成本。目前通過改變PCB板通孔結構以及在通孔周圍加設集熱孔的方式可以改善PCB辦錫焊的通孔填充效果，但集熱孔開設過多會增加成本，且須滿足一定結構條件才能達到行業標準規定的較好的通孔填充效果。集熱孔的大小，集熱孔和通孔的大小比值，集熱孔距離通孔的位置都會影響通孔填充效果。

實用新型內容

本實用新型針對上述波焊過程中的通孔填充不足的問題，提供了一種新型的印刷電路板設計，在印刷電路板的通孔周圍開設衛星孔，增加熱傳導，提高通孔填充的效果。焊料的流動性隨溫度的升高是升高的，所以在焊料填充焊接通孔的過程中維持印刷電路板內的熱量，可以提高爬升速度。衛星孔的數量，衛星孔距離焊接通孔的距離，衛星孔與焊接通孔的半徑比值，都影響著熱傳導的效果，影響焊接的通孔填充率。