[发明专利]包括焊接在埋入式焊盘上的SMD的电子板

说明书

本发明涉及一种用于制造(S)电子板(1)的方法(S)，该方法包括以下步骤：在导电表层(C₁)和下面的绝缘层(10)中形成(S1，S4)空腔(20)，使得焊盘(4)的至少一部分被暴露，用焊膏(24)填充(S5)空腔(20)，将SMD(3)相对于空腔(20)放置(S6)，将SMD(3)焊接至电子板(1)上。

技术领域

本发明涉及电子板领域，尤其涉及航空和航天领域，更具体地，涉及在印刷电路上附接表面安装元件。

背景技术

电子板可以以已知的方式包括表面安装的元件(SMD)，即，直接焊接到电子板的印刷电路的表面上的电子元件。

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，首先通过使用丝网印刷的网版(或模版(stencil))，用焊膏覆盖印刷电路的导电层(通常为铜)来对裸印刷电路进行丝网印刷，使得焊膏只覆盖要容置元件的端子的位置。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，将元件的端子(SMD)放在焊膏上方，在此期间，热量会使合金熔化并使助焊剂挥发，从而从焊膏中存在的金属合金形成焊接点。

将SMD附接至印刷电路的焊接点的可靠性和使用寿命取决于铜焊盘的上表面和SMD的导电端子的焊接后的低点之间的垂直高度(通常用术语“支起(standoff)”表示)。因此，该支起对应于在SMD和铜层之间的界面处的合金的高度。实际上，在使用中，SMD和其所焊接的表面不同地膨胀，特别地会在表面平面(X，Y)中引起相对位移。因此，支起越大，焊接点越柔韧，因此也越坚固。

然而，在制造过程中可用的常规组装方式以及要焊接在表面上的元件封装的几何形状的多样性会限制支起的增加。

因此，已经提出了增加用在印刷电路层上的焊膏的量。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，由于聚结效应会增加焊接点的高度：由于在回流过程中，金属合金不会因其液相(液相线)中的润湿性效应而扩散到印刷电路层之外，因此，焊接点的厚度大于在丝网印刷的网版中以较小的孔回流后获得的合金的等效厚度。该方法使得能够有效地增加支起。然而，由于不产生微珠的焊膏的脱模和聚结极限的原因，这仍然受到可以引入到网版孔中的焊膏的量的限制。

另外，单个电子板的所有元件都经受共同的工艺参数，特别是模版和板的印刷电路的厚度。实际上，为了焊接多个SMD而沉积在印刷电路上的焊膏的高度对于每个SMD来说是基本相同的，这是因为其通过使用网版进行丝网印刷沉积的。另外，使用丝网印刷来沉积焊膏限制了电子元件在印刷电路上的组装密度和/或可使用的元件类型，特别是在细间距元件或大型元件的情况下。更具体地，丝网印刷网版的窗口尺寸受到以下条件的限制，使得网版可以在不损坏已沉积的焊膏的情况下进行脱模：窗口表面(在平行于平面(X，Y)的网版平面中)和窗口的内壁表面(垂直于网版平面延伸)之间的比率必须大于或等于0.66。因此，为了满足该比率，当元件具有细间距时，需要减小网版的厚度，这必然涉及减小施加在连接面上的焊膏的高度和/或涉及增大窗口表面。另一方面，当元件的体积大或包含“鸥翼形腿”、J形腿或C形腿类型的端子时，需要增加孔中焊膏的量，因此需要使用具有高厚度的模板。因此，细间距SMD和大体积SMD的实施都需要小厚度的模板和大厚度的模板。

当然，存在具有可变厚度的网版，以局部增加网版孔的高度，从而增加沉积的焊膏的量。然而，这些可变的厚度通常涉及相邻的SMD的网版印刷问题(相邻孔中的焊膏的高度不令人满意)，并且使得难以优化在电子板上植入SMD。另外，在保证充分填充孔的同时，可以考虑的网版的最小厚度和最大厚度仍然不足以保证大体积元件足够的使用寿命和在电子板上焊接细间距部件的可能性。

发明内容