[發明專利]基于板間垂直互聯印制板組件的設計方法及其焊接方法

有效

• 申請號: 202110570563.4
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113301726B
• 公開（公告）日: 2022-03-08
• 發明（設計）人: 張濤;胡雅婷;趙少偉;何國華;李楊;楊非;曹洪志;王宇;陳雨;黃福清;向華
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十九研究所
• 主分類號: H05K3/00
• 分類號: H05K3/00;H05K3/34
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 賈年龍

1.一種基于板間垂直互聯印制板組件的設計方法，其中，板間垂直互聯印制板組件包括相鄰的兩層印制板，以及設置在兩層印制板之間的表貼連接器和KK頭，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟1：印制板基材的選擇：

選擇滿足下列要求的基材作為印制板組件基材：相對介電常數≤5，介質損耗因數≤0.003；X、Y向的熱膨脹系數≤20ppm/℃，Z向的熱膨脹系數≤30ppm/℃；玻璃化轉變溫度Tg≥170℃；

步驟2：表貼連接器的選擇：

選擇內導體、外導體均為表面貼裝焊接的表貼連接器；

所述表貼連接器的內、外導體的同心度≤Ф0.05mm，內、外導體在焊接面的共面度≤0.05mm；所述表貼連接器的介質在焊接面應低于內、外導體0.1mm以上；

步驟3：印制板組件上表貼連接器定位設計和布局設計：

將表貼連接器焊盤設置為對稱結構，將表貼連接器對應的內導體焊盤設置為圓形；外導體焊盤設置為帶耳朵狀的環形；

所述內導體焊盤直徑比表貼連接器的內導體直徑大0.2-0.3mm，所述外導體焊盤內徑比表貼連接器的外導體內徑小0-0.2mm，所述外導體焊盤較小外徑比表貼連接器的外導體外徑大0.15-0.25mm，所述外導體焊盤較大外徑比表貼連接器的外導體外徑大0.6-1.0mm；

步驟4：印制板組件防變形設計：

將印制板疊層結構和疊層材料對稱設置，印制板對稱層的殘銅率之差≤30％，印制板組件上的電路圖形、元器件和螺釘安裝孔均勻分布；印制板長度、寬度和厚度三者應協調匹配，長、寬比≤2：1，厚度尺寸≥2mm；

采用防變形焊接夾具控制印制板組件在焊接過程中發生的翹曲變形；

步驟5：相鄰印制板組件之間的定位設計：

在相鄰兩個印制板組件上設置銷孔，通過定位銷和銷孔配合實現相鄰印制板組件的定位；

步驟6：網板設計：

將表貼連接器網板開口對稱設置，將內導體網板開口設置為圓形，將外導體網板開口設置為帶耳朵狀的環形；

內導體網板開口直徑比內導體焊盤直徑大0.1-0.2mm，外導體網板開口內徑與外導體焊盤相等，外導體網板開口較小外徑比外導體焊盤外徑大0.1-0.2mm，外導體網板開口較大外徑比外導體焊盤外徑大0.2-0.3mm，外導體網板開口為一字或十字架橋，橋寬0.3-0.4mm；

步驟7：焊接工藝參數設計：

選用真空氣相焊或者熱風回流焊的方式實現印制板組件與元器件之間的焊接；

預熱和焊接過程的升溫速率和冷卻過程的降溫速率都≤3℃/s；

預熱和焊接結束時，印制板組件上最大熱容量處與最小熱容量處的溫度差≤10℃；

焊接設置溫度與印制板組件上的實際溫度之間差值≤30℃。

2.根據權利要求1所述的一種垂直互聯印制板組件的設計方法，其特征在于，所述步驟2中，在表貼連接器的上表面設置有保護蓋。

3.根據權利要求2所述的一種垂直互聯印制板組件的設計方法，其特征在于，所述表貼連接器和所述保護蓋應滿足耐回流焊接熱的要求。

4.根據權利要求1所述的一種垂直互聯印制板組件的設計方法，其特征在于，所述步驟2中，表貼連接器的擒縱方式選擇光孔或者半擒縱。

5.根據權利要求1所述的一種垂直互聯印制板組件的設計方法，其特征在于，所述步驟2中，表貼連接器允許的最大徑向容差和軸向容差應能滿足表貼連接器盲插要求。

6.根據權利要求1所述的一種垂直互聯印制板組件的設計方法，其特征在于，所述步驟3中，

外導體焊盤采用對稱連接的方式與其周圍的銅箔連接。

7.根據權利要求1所述的一種垂直互聯印制板組件的設計方法，其特征在于，所述步驟3中還包括：

在布局表貼連接器時，表貼連接器的焊盤與印制板的工藝邊的距離≥5mm，所述表貼連接器的焊盤與印制板上的螺釘安裝孔邊緣的距離≥5mm；所述表貼連接器與印制板上應力敏感器件的距離≥5mm。