專利名稱：在電路板上焊接元件的方法和相應(yīng)的電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于在電路板上焊接元件的配置。通過(guò)特別關(guān)注于本發(fā)明可能用于在諸如印刷電路板(PCB)的電路板上焊接配備有引腳的元件，該引腳具有由涂層覆蓋的近側(cè)部分(即引腳的接近元件主體的部分)，設(shè)計(jì) 了本發(fā)明。元件主體和引腳的近側(cè)部分上被漆覆蓋的陶瓷元件是該元件的示例。
背景技術(shù)：
在將前文考慮的類(lèi)型的元件焊接到電路板上時(shí)，為插入引腳而在板中鉆開(kāi)的孔可 能被覆蓋引腳的遠(yuǎn)側(cè)部分的涂層所堵塞。如果元件被安置為與板足夠接近則可能發(fā)生此不 期望的事件，造成涂層與孔接觸并使孔堵塞(栓塞)，因此未留下可用于使空氣在焊接工藝 期間離開(kāi)孔的空間?；诒环Q為“多孔焊接(blown soldering) ”的不期望的現(xiàn)象，一旦焊料(例如， 錫)固化，在焊料中有被截留的空氣。這是由于空氣被截留并因此保持介于焊料和電路板 上的金屬連接之間而引起的不完全的焊接。由于多孔焊接阻礙元件與相應(yīng)電路的良好的電連接，因此已知多孔焊接在質(zhì)量方 面是有害的。通常很難檢測(cè)有缺陷的多孔焊接。在被機(jī)器安裝(即自動(dòng)安裝)到電路板上的元件的情況中，適當(dāng)避免多孔焊接是 特別重要的。在該情況中，典型地在板中鉆開(kāi)較大的孔，以便易于將元件引腳插入其中。有 缺陷的多孔焊接因跨越焊錫的較高的電流密度而引起另外的問(wèn)題。迄今為止為解決前文概述的問(wèn)題而進(jìn)行的嘗試包括使用預(yù)先形成的元件，即配備 有以如下方式適當(dāng)成型(例如根據(jù)通常的S形或Z形)的引腳的元件防止引腳的近端，并 因此防止其上涂覆的涂層(例如漆)與電路板中鉆開(kāi)的孔接觸，因此避免該孔可能被涂層 /漆不期望地堵塞的任何風(fēng)險(xiǎn)。只要不存在有關(guān)例如，元件高度、與電路板上的其他元件的間距、射頻干擾(RFI) 問(wèn)題等的必須考慮的特定約束，該方法提出了一種可行的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
以上討論指出了，意識(shí)到仍需要如下配置，一方面，該配置可以防止發(fā)生諸如多孔 焊接的不期望的現(xiàn)象，以及另一方面，該配置不會(huì)強(qiáng)加關(guān)于待安裝在電路板上的元件的特 性的任何特定約束和/或在板上安裝元件時(shí)要遵守的要求。本發(fā)明的目的在于提供該解決方案。根據(jù)本發(fā)明，借助于具有如所附權(quán)利要求中闡述的特征的方法實(shí)現(xiàn)了該目的。本 發(fā)明還涉及相應(yīng)的電路板(諸如例如印刷電路板或PCB)。權(quán)利要求是如此處提供的本發(fā)明的公開(kāi)內(nèi)容的不可分割的部分。因此本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例是一種在電路板上安裝具有至少一個(gè)引腳的元件的方法，該至少一個(gè)引腳從元件延伸，用于插入到在電路板中提供的相應(yīng)的孔中，其中所述元件 具有在所述至少一個(gè)引腳的近端上延伸的涂層，涂層的所述延伸部具有圓形的橫截面，并 且其中該方法包括將所述相應(yīng)的孔形成為非圓形的孔的步驟。本發(fā)明的實(shí)施例在花費(fèi)于質(zhì)量檢查上的時(shí)間方面導(dǎo)致了顯著的優(yōu)點(diǎn)，不論該質(zhì)量 檢查是手動(dòng)執(zhí)行的還是通過(guò)光學(xué)儀器執(zhí)行的。再者，在定位和檢測(cè)多孔焊接(其常常具有 與正常焊接相同的外觀)中遇到的固有困難可被避免。本發(fā)明的實(shí)施例不會(huì)連累機(jī)械組件，因?yàn)殡娐钒逯械目椎男螤钸€易于使元件插入 電路板(特別是在機(jī)械地執(zhí)行的情況中)。針對(duì)甚至大量的電路，迄今為止由本申請(qǐng)人獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果示出了沒(méi)有失敗的 100%的重復(fù)性。在傳統(tǒng)的圓形鉆孔并隨后進(jìn)行生產(chǎn)的自動(dòng)或手動(dòng)視覺(jué)控制的情況中，通常 不能保證該結(jié)果。如此處描述的焊接工藝導(dǎo)致整體電氣產(chǎn)品的更好的最終質(zhì)量好的焊接事實(shí)上導(dǎo) 致了改進(jìn)的隨時(shí)間的產(chǎn)品可靠性以及增大的其使用中的安全性。此外，由于可以使用標(biāo)準(zhǔn)的、非預(yù)先形成的元件，因此可以避免在成本方面不利的 對(duì)“預(yù)先形成的”元件的依賴。此處描述的配置可以擴(kuò)展至具有相同的前述特性并因此受多孔焊接的影響的其 他元件。


現(xiàn)將僅借助于示例，參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，在附圖中圖1是概略示出安裝到電路板上的元件的透視圖，圖2和圖3是描繪此處描述的配置的基本原理的兩個(gè)示意圖，圖4進(jìn)一步示出了此處描述的配置的操作，以及圖5示意性地描繪了此處描述的配置的某些特征。
具體實(shí)施例方式如所指出的，圖1概略描繪了將諸如例如電阻器、電容器等電氣元件安裝到電路 板12上，電路板12典型地具有印刷電路板或PCB的形式。元件10配備有一個(gè)或更多個(gè)接觸引腳14(圖1的示例性實(shí)施例中示出了兩個(gè)引 腳)，引腳14將被插入到在電路板12中提供(鉆開(kāi))的各個(gè)孔16中。一旦引腳14被插入各個(gè)孔16，例如借助于“波峰焊”技術(shù)，施加諸如錫的焊料S(僅 在圖4上示意性地示出)以提供元件10與板12的機(jī)械連接以及引腳14與例如其下方的 在板12上提供的傳導(dǎo)帶/層(圖中未詳細(xì)示出)的電連接。示例性元件10是其上具有涂層的元件，如同所謂的“陶瓷”元件的情況。作為涂 覆工藝的結(jié)果，施加到元件10上的涂層通常還將在引腳14的近側(cè)部分上延伸，即在引腳14 的接近元件10的主體的末端上延伸。在圖1的示例性描繪中，附圖標(biāo)記18表示在元件10上施加并且在引腳14的近側(cè) 部分上延伸的涂層(例如漆)的兩個(gè)延伸部。由于當(dāng)前使用的施加該涂層/漆(即隨后固化的流體/可流動(dòng)涂料)的工藝，每
4個(gè)延伸部18通常將具有基本上圓形的橫截面(即在大概與引腳14的延伸方向垂直的平面中截取的截面)。圖2和圖3中示出了該圓形形狀，其可被視為描繪了在延伸部18的最外 自由端附近的位置處的延伸部18的橫截面的外部輪廓。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將另外認(rèn)識(shí)到，為了更好的突出結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，圖中示出的各種元 件/部件并未依精確的比例繪制。這同樣適用于在圖1和4中概略示出的具有無(wú)限長(zhǎng)度的 引腳14。在此處描述的配置的實(shí)施例中，孔16的輪廓或外形是“非圓形的”。如此處描述的，將假設(shè)孔16在其穿過(guò)電路板12的整個(gè)延伸范圍上具有該輪廓或 外形，即在與孔16的軸(基本上對(duì)應(yīng)于引腳14的延伸穿過(guò)孔16的部分的軸)垂直的平面 族中具有該橫截面形狀。因此此處考慮的示例性孔16通常將具有沿穿過(guò)電路板12的孔16的整個(gè)延伸范 圍的恒定的、一致的橫截面。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將立即認(rèn)識(shí)到，這一要求不是強(qiáng)制性 的，如圖2和3中的虛線示意性示出的，因?yàn)椤胺菆A形”特征可以僅存在于孔16的口部分處。該非圓形孔的形狀將在任何情況中排除在孔16和涂層18的基本上圓形的橫截面 之間的精確匹配狀況。不存在該匹配狀況將確保在任何情況中，即使與電路板12接觸，并 因此與孔16的口部分接觸，涂層18仍將在本質(zhì)上不能堵塞孔16。結(jié)果，概略標(biāo)明為20的逸出路徑將總是存在，允許空氣在焊接工藝期間從孔16逸 出，因此防止發(fā)生不期望的“多孔焊接”。如此處使用的，“非圓形”意在涵蓋不同于圓形的任何形狀。圓形是包括與公共中心距離均相同的點(diǎn)的曲線的形狀。非圓形的形狀將因此包括多邊形形狀、葉狀形狀(諸如花狀形狀)、心狀形狀、卵 形形狀或者如此處示出的橢圓形形狀。所有這些形狀具有共同的如下特征，由包括未能呈 現(xiàn)與公共中心距離相同的點(diǎn)的曲線所限定。不論相對(duì)尺寸如何，該非圓形的形狀將不能提供與圓形形狀的精確匹配并且因此 將不可避免地留下它們之間的縫隙，該縫隙適于限定圖中示出的逸出路徑20。如此處描述的板12中的非圓形孔16解決了多孔焊接的問(wèn)題，還避免了任何不期 望的不完全的焊接。事實(shí)上，在引腳14上延伸的涂層的延伸部18在任何情況中將不能阻 塞非圓形的孔16 ；因此將總是存在逸出路徑20，允許空氣在焊接工藝期間從孔16逸出。將認(rèn)識(shí)到，不論所牽涉的部件的相對(duì)尺寸如何，都保持該配置的優(yōu)點(diǎn)。在此處示出的示例性實(shí)施例中，孔16具有卵形/橢圓形的形狀。這被發(fā)現(xiàn)在所采 用的用于在電路板12中提供該孔的工藝方面是特別有利的。圖5是所采用的用于在電路板12中形成卵形/橢圓形的孔16的切割銷(xiāo)釘22的 示意圖。箭頭A描繪了所采用的用于通過(guò)使用切割銷(xiāo)釘22形成非圓形孔16的切割方向， 該切割銷(xiāo)釘22具有相似地非圓形的橫截面形狀。在實(shí)施例中，切割/鉆孔銷(xiāo)釘22具有復(fù) 制(借助于相似擴(kuò)大)孔16的形狀的形狀。關(guān)于孔16的非圓形的形狀還被發(fā)現(xiàn)在以下方面是有利的，其改進(jìn)了在將元件10 自動(dòng)安裝到板12上期間將引腳14插入孔10中的工藝。具體地，使元件10與載帶(元件通常得自該載帶)分離和/或?qū)⒃妮d體(從 該載體提取元件10用于插入)踩脫的自動(dòng)安裝機(jī)械中的工具可以沿孔16的主方向(即，長(zhǎng)軸)操作，即垂直于切割銷(xiāo)釘22的操作的主方向操作。該配置被發(fā)現(xiàn)有利地放寬在安裝 工具定位方面的要求。 在沒(méi)有對(duì)本發(fā)明的基本原理的偏見(jiàn)的情況下，在不偏離如所附權(quán)利要求中限定的 本發(fā)明的范圍的前提下，對(duì)于僅借助示例描述和示出的內(nèi)容，細(xì)節(jié)和實(shí)施例可以變化，甚至 明顯地變化。
權(quán)利要求
一種在電路板(12)上安裝具有至少一個(gè)引腳(14)的元件(10)的方法，所述至少一個(gè)引腳(14)從所述元件(10)延伸，用于插入到在所述電路板(12)中提供的相應(yīng)的孔(16)中，其中，所述元件(10)具有在所述至少一個(gè)引腳(14)的近端上延伸的涂層，涂層的所述延伸部(18)具有圓形的橫截面，所述方法的特征在于其包括將所述相應(yīng)的孔(16)形成為非圓形的孔的步驟。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述非圓形的孔是卵形或橢圓形的孔(16)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，包括提供切割工具(22)以切割所述電路板(12)中 的所述相應(yīng)的孔(16)的步驟，其中，所述切割工具(22)是非圓形的。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述非圓形的切割工具(22)通過(guò)相似放大來(lái)復(fù)制 所述非圓形的孔(16)。
5.如權(quán)利要求3或4所述的方法，其中，通過(guò)使所述切割工具(22)在橫穿過(guò)所述非圓 形的孔(16)的主尺寸的方向㈧上移動(dòng)，在所述電路板(12)中切割所述非圓形的孔(16)。
6.如以前任一權(quán)利要求所述的方法，包括借助于沿所述非圓形的孔(16)的主尺寸的 相對(duì)移動(dòng)將所述至少一個(gè)引腳(14)插入所述相應(yīng)的孔(16)的步驟。
7.如以前任一權(quán)利要求所述的方法，包括將焊料(S)施加到插入所述非圓形的孔(16) 中的所述至少一個(gè)引腳(14)的步驟，其中，所述非圓形的孔(16)限定用于所述至少一個(gè)孔 中的空氣的逸出路徑(20)，由此在施加所述焊料(S)時(shí)防止其中截留空氣。
8.如以前任一權(quán)利要求所述的方法，其中，所述涂層是施加到所述元件(10)上的漆。
9.一種用于在其上安裝元件(10)的電路板(12)，所述板具有至少一個(gè)孔(16)，用于 待安裝在所述板上的元件中的相應(yīng)的引腳(14)的插入，其特征在于，所述至少一個(gè)孔(16) 是非圓形的孔。
10.如權(quán)利要求9所述的電路板，其中所述非圓形的孔是卵形或橢圓形的孔(16)。
全文摘要
一種用于安裝具有引腳(14)的諸如陶瓷元件的元件(10)的諸如印刷電路板(PCB)的電路板(12)，引腳(14)從元件(10)延伸，用于插入在電路板(12)中提供的焊孔(16)。元件具有在引腳(14)的近端上延伸的諸如漆涂層的涂層?？?16)被形成為非圓形的孔，不可能被涂層的圓形橫截面所堵塞，由此防止不期望的多孔焊接?？?16)的非圓形的形狀也易于將元件(10)安裝在板上。
文檔編號(hào)H05K3/34GK101836516SQ200780101245
公開(kāi)日2010年9月15日 申請(qǐng)日期2007年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月25日
發(fā)明者蒂齊亞諾·阿馬里利 申請(qǐng)人:奧斯蘭姆有限公司