[发明专利]将电子元件附接至印刷电路的方法

说明书

本发明涉及一种用于将SMD附接至印刷电路(10)的方法(S)，包括以下步骤：将绝缘层(20)施加在印刷电路(10)上(S1)，在印刷电路板的导电层(12)上方的绝缘层(20)中形成空腔(22)(S2)，用焊膏(3)填充空腔(22)，将SMD定位在空腔(22)上(S4)，以及对印刷电路(10)进行热处理(S5)。

技术领域

本发明涉及电路板领域，特别是在航空和航天领域，更确切地涉及在印刷电路上附接表面安装元件。

背景技术

以已知的方式，电路板可以包括表面安装装置(SMD)，即直接焊接到印刷电路板表面的电子元件。

通常，通过回流焊接或波峰焊接将SMD焊接在表面上。

在回流焊接的情况下，首先使用丝网印刷的网版(或模版)通过焊膏覆盖印刷电路板的导电层(通常为铜)，来对裸印刷电路板进行丝网印刷，使得焊膏仅覆盖旨在容纳元件端子的位置。焊膏以已知的方式包括悬浮在助焊剂中的金属合金。然后，在进行回流热处理之前，将元件(SMD)的端子放置于焊膏之上，在回流热处理中，热量导致合金回流和助焊剂挥发，以通过焊膏中存在的金属合金而形成焊接点。

将SMD附接至印刷电路板的焊接点的可靠性和使用寿命取决于铜焊料层顶部和焊接后的SMD导电端子的最低点之间的垂直高度(支起)。因此，该支起对应于SMD和铜层之间的界面处的合金高度。实际上，在使用中，SMD和焊接的那个表面会不同地膨胀从而尤其是在表面(X，Y)的平面中引起相对位移。因此，该支起越大，焊接点就越软，因此其强度就越高。

然而，支起的增加会受到生产中可用的常规组装方式以及要进行表面焊接的元件壳体的几何形状多样性的限制。

因此，建议在SMD下方放置楔子以增加支起。但是，如果SMD呈Z形膨胀(即沿垂直于在其上焊接SMD的印刷电路板表面的方向)并从印刷电路板上过早地脱离，则SMD会受到损坏。此外，此解决方案不适用于所有类型的SMD，无论它们的大小，重量和携带的端子类型是什么。

还提出了增加施加到印刷电路板层上的焊膏的量。为此目的，例如可以增加丝网印刷的网版中孔的尺寸(宽度)，使得在回流步骤中由于聚结效应而增加焊接点的高度：焊接点的厚度大于使用带有较小孔的丝网印刷的网版的回流焊接后获得的等效合金厚度，这是因为由于回流期间金属合金液相(液相线)的润湿性的影响，金属合金不能散布到印刷电路板的层之外。这种方法有效地增加了支起。然而，这仍然受到可引入要脱模的网版孔中的焊膏量的限制，以及限制了焊膏的聚结而不会产生微珠。

另外，用于焊接多个SMD的沉积在印刷电路板上的焊膏的高度对于每个SMD来说基本相同，这是因为是其通过使用网版的丝网印刷来沉积的。当然，存在可变厚度的网版，以局部地增加网版孔的高度，从而增加锡膏的沉积量。但是，这些可变的厚度对于相邻的SMD通常存在丝网印刷问题(相邻孔中的焊膏高度不令人满意)，并且使电路板上的SMD布局难以优化。

最后，通过丝网印刷来沉积焊膏限制了电子元件在印刷电路板上的植入密度和/或可以使用的元件类型，尤其是在细间距元件的情况下。丝网印刷的网版的窗口尺寸受到以下条件的限制，使得可以在不损坏已沉积的焊膏的情况下将网版脱模：窗口表面(在平行于平面(X，Y)的网版平面中)与窗口内壁表面(垂直于网版的平面延伸)之间的比率必须大于或等于0.66。因此，为了满足该比率，必须减小网版的厚度，这必然意味着减小施加到连接表面的焊膏的高度，并因此减小SMD的支起和/或增大窗口的面积，以防止植入细间距SMD。

发明内容

因此，本发明的目的是提出一种用于将表面安装元件附接在印刷电路板的新处理，该处理使得能够通过增加相关联的支起来延长该元件的使用寿命，此外无论元件在印刷电路板上的植入密度和/或元件类型(尤其是细间距元件)如何，该处理都易于执行且成本适中，而不会影响电路板的组装效率。