專利名稱：印刷電路板安裝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于處理在其上安裝有各種電氣或者電子部件的印刷電路板(PCB)， 并且更具體地，涉及用于將PCB安裝在電氣或者電子器件(device)的外殼的內(nèi)表面上的方法。
背景技術(shù)：
印刷電路板(PCB)是在其上安置有芯片或者其它電氣或者電子部件的薄板。PCB 由經(jīng)過回火的玻璃纖維或者塑料制成，并且安裝在PCB上的部件通過電路圖案電連接，其 中通過使用銅、錫、金等等將所述電路圖案印刷在PCB上。安裝在PCB上的各種部件可以包 括表面安裝器件(SMD)和引導(dǎo)部件，并且用于將SMD部件安裝在其上的焊接區(qū)部分(land portion)和用于將引導(dǎo)部件的引線插入其中的引導(dǎo)孔形成在PCB中。安裝在PCB上的一些類型的部件在操作期間可能產(chǎn)生大量熱。在這種情況下，需 要高效的散熱方案。舉例來說，在用于移動通信和廣播通信的傳輸系統(tǒng)中，高功率和高輸出 的放大器被使用，其核心部件，即高輸出功率放大元件(就是晶體管)產(chǎn)生顯著的熱量。所 產(chǎn)生的熱量可能造成性能退化、故障以及部件損壞。典型的散熱方案正是在需要散熱的器件的外側(cè)的部分上采用多個散熱片。但是， 僅通過這種散熱片結(jié)構(gòu)，在散熱性能方面有限制，并且高效的散熱不能被預(yù)期。常規(guī)地，圓盤(puck)或者托板(pallet)已經(jīng)被放置在散熱板上以將放大元件附 接到所述圓盤或者所述托板上。但是，由于放大元件不是直接附接到散熱板上的，所以散熱 的效率被降低。技術(shù)目標(biāo)因此，本發(fā)明提供了用于安裝印刷電路板(PCB)以使高效的散熱成為可能的方法。本發(fā)明還提供了用于安裝PCB以允許放大元件容易地被另一個放大元件替換的方法。本發(fā)明還提供了用于安裝PCB以允許PCB被直接焊接于鋁外殼的方法。技術(shù)方案為實現(xiàn)前述目標(biāo)，根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供用于安裝印刷電路板(PCB)的方法。 該方法包括在所述PCB的底部表面的除需要絕緣的區(qū)域以外的預(yù)先確定的區(qū)域上提供焊 膏，將所述PCB安裝在所述PCB將被安裝在其上的外殼的安裝區(qū)域上，以及通過熔化并且硬 化在所述PCB的底部表面上所提供的焊膏而將所述PCB固定地耦合于所述外殼。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的用于安裝PCB的方法使高效的散熱成為可能并且解決了諸如部件 損壞的問題。


圖1是示意包括根據(jù)本發(fā)明的實施例的安裝印刷電路板(PCB)的過程的產(chǎn)品制造 過程的示意性流程圖；圖2是示意板和外殼在圖1所示的過程I和過程II中的狀態(tài)的視圖；和圖3是示意板和外殼在圖1所示的過程III中的狀態(tài)的視圖。
具體實施例方式在下文中，將參考附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實施例。在下面的說明中，諸如詳 細(xì)的結(jié)構(gòu)和元件等在說明中所定義的內(nèi)容被提供以有助于對本發(fā)明的全面理解，并且對于 本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見的是在此所述的內(nèi)容的預(yù)先確定的修改或者改變可以被進(jìn)行 而不背離本發(fā)明的范圍。圖1是示意包括根據(jù)本發(fā)明的實施例的安裝印刷電路板(PCB，其在下文中將被稱 作板)的過程的產(chǎn)品制造過程的流程圖?，F(xiàn)在將對包括根據(jù)本發(fā)明的將板安裝在外殼上的 過程III的產(chǎn)品制造過程進(jìn)行說明。產(chǎn)品制造過程粗略地包括將部件安裝并且焊接在板上 的過程I、制造一般被分成上部外殼和下部外殼的外殼并且根據(jù)本發(fā)明的特征為板安裝而 在上部和下部外殼上執(zhí)行合適的預(yù)處理的過程II、根據(jù)本發(fā)明的特征將板安裝并且焊接于 下部外殼的過程III、以及執(zhí)行包括將上部外殼耦合于板已經(jīng)被安裝在其上的下部外殼的 最后的組裝操作的過程IV。過程II可以包括在下部外殼(或者外殼)的板安裝區(qū)域的預(yù)先確定的區(qū)域(即 需要絕緣的區(qū)域)中以凹槽的形式形成絕緣圖案以防止與被安裝的板的接觸的過程II-I 以及將錫鍍到下部外殼的預(yù)先確定的焊接區(qū)域上以允許板直接被焊接于外殼的過程11-2。過程III可以包括在板的底部表面的用于安裝在下部外殼上的預(yù)先確定的焊接 區(qū)域(例如除需要絕緣的區(qū)域以外的大部分區(qū)域)中印刷焊膏的過程111-1、將板安裝在下 部外殼上的過程III-2以及熔化并且硬化印刷在板的底部表面上的焊膏以將板固定地耦 合于外殼的過程111-3。過程IV可以包括安置最后的附加部件的過程IV-1，其中該最后的附加部件諸如 為被包括在外殼中的產(chǎn)品的輸入/輸出接線端、板之間的電路連接等等，其可以在板被耦 合于外殼之后被安置的，以及將下部外殼與上部外殼耦合以制造成品的過程IV-2。如上所述，過程III是根據(jù)本發(fā)明的特征將板耦合于外殼的過程。代替使用其中 通過使用圓盤、托架或者諸如螺釘?shù)鸟詈涎b置將板固定于外殼的常規(guī)的板安裝方法，本發(fā) 明以直接焊接的方式將板固定于外殼。因此，本發(fā)明允許由產(chǎn)生大量熱的部件(諸如高輸 出放大器的功率放大元件)在板上所產(chǎn)生的熱量被直接向外殼轉(zhuǎn)移用于散熱，從而提供高 散熱效率。在下文中，將參考附圖更詳細(xì)地描述圖1所示的每個過程。圖2是示意板和外殼在圖1所示的過程I和過程II中的狀態(tài)的視圖。參考圖2， 可以用與其中芯片或者其它電氣或者電子部件被安裝和焊接到PCB上的常規(guī)方式相同的 方式在過程I中將各種部件安裝和焊接于板10。就是說，焊膏被印刷在板10的焊接區(qū)部分 和引導(dǎo)孔中并且接著表面安裝器件(SMD)部件和引導(dǎo)部件被安裝在板10上，在這之后部件 的安裝通過回流焊接來完成?？梢杂米詣硬迦牖蛘呤謩硬迦敕绞絹戆惭b所述部件中的每一 個。對于SMD部件和引導(dǎo)部件的安裝次序或者焊接方法，各種方案目前正在被建議。
圖2示意性地示意了其中各種部件通過過程I被安裝在板10上的簡化狀態(tài)。在圖 2中，產(chǎn)生大量熱的部件，例如高輸出放大器的功率放大元件(晶體管)102特別地被強調(diào)。在過程II的過程II-I中，從上部外殼22與下部外殼20之間在用于將板10安裝 在下部外殼20上的區(qū)域的預(yù)先確定的區(qū)域中形成以凹槽形式的絕緣圖案204。絕緣圖案 204防止下層外殼20在板10被安裝在下層外殼20上時與板10的對應(yīng)區(qū)域接觸，從而允許 板10的對應(yīng)區(qū)域與下部外殼20絕緣?？赡苡性诎?0的電路圖案設(shè)計期間在板10的底部 表面上用引導(dǎo)部件等來實現(xiàn)被暴露的電路圖案或者以雙面安裝方式將部件安裝在板10的 底部表面上的情況?？梢酝ㄟ^使用絕緣圖案204來處理這種情況。在過程II-2中，在下部外殼20上的用于安裝板10的區(qū)域上執(zhí)行用錫或者類似物 的鍍敷。下部外殼20—般由鋁制成，板10不能直接被焊接于其。由于這個原因，執(zhí)行用錫 的鍍敷以使板10可以被直接焊接于下部外殼20。鍍敷不僅可以用錫還可以用允許板10被 直接焊接于鋁的任何材料來執(zhí)行。另外，如果下部外殼20由允許板10被直接焊接于板10 的材料制成，則鍍敷操作可以不被執(zhí)行。在重新熔化被印刷的焊膏以將板10的底部表面安裝在下部外殼20上的焊接操作 中，溫度相對高的熱量被產(chǎn)生。為減小安裝在板10上的部件經(jīng)歷它們特性的改變或者被所 產(chǎn)生的高溫度的熱量損壞的可能性，焊接操作必須在短時間內(nèi)被執(zhí)行。因此，可以通過使用諸如加熱板30的加熱設(shè)備將這樣的被鍍敷的下層外殼20預(yù) 加熱到預(yù)先確定的合適溫度。本發(fā)明獨特地使用通過直接焊接將板10固定于下層外殼20 的方式。通過將下層外殼20預(yù)加熱至合適的溫度，用于板10的焊接操作可以在短時間內(nèi) 完成。圖3是示意板和外殼在圖1所示的過程III中的狀態(tài)的視圖。參考圖3，在過程 III-I中，用于安裝在下部外殼20上的焊膏112被印刷在板10的底部表面上。焊膏112被 印刷在除需要與下部外殼20絕緣的區(qū)域(特別是形成絕緣圖案204的區(qū)域)以外的區(qū)域 上。優(yōu)選地，焊膏112被印刷在對應(yīng)于在板10的頂部表面上的功率放大元件102的區(qū)域， 其中該功率放大元件102為需要散熱的核心部件。對于需要散熱的放大元件，該元件的主體也可以經(jīng)由在板10上所提供的通孔被 直接焊接于下部外殼20而無需穿過板10。在這種情況下，在與使用圓盤、托架相比較時，更 高效的散熱可以被達(dá)到。換句話說，對應(yīng)于放大元件的大小的尺寸的通孔在板10中被形成 并且放大元件以其被插入通孔中的方式被安裝在板10中。因此，放大元件的底部側(cè)可以被 直接焊接于下部外殼20。印刷在板10的底部表面上的焊膏112使用具有與在過程I中被用于將部件安裝 和焊接于板10的焊膏相比更低的熔點的低溫鉛。舉例來說，被用于將部件安裝在板10上 的焊膏可以使用具有217°c的熔點的高溫鉛并且被用于將板10耦合于下部外殼20的焊膏 112可以使用具有137°C的熔點的低溫鉛?？梢岳脼榈湫偷暮父嗟某煞值你U(Pb)和錫 (Sn)之間的比率來調(diào)整熔點，或者可以通過使用諸如鉍(Bi)、錫(Sn)、銅(Cu)、銀(Ag)等 無鉛材料來選擇具有合適的熔點的焊膏。具有低熔點的焊膏被用于將板10耦合于下部外 殼20以防止被用于將部件焊接于板10的焊膏被為熔化用于耦合的焊膏所施加的高溫度的 熱量熔化或者變形。在過程III-I之后，在過程III-2中，其底部表面上印刷有焊膏112的板10被安裝于在過程II中被鍍敷的下部外殼20上。在過程III-3中，印刷在板10的底部表面上的焊膏112被熔化并且被硬化。過程 III-3可以在高溫熔爐40中進(jìn)行，該高溫熔爐40具有與被用在典型的回流焊接中的高溫熔 爐相似的結(jié)構(gòu)。高溫熔爐40具有一定程度上密封的箱體形狀，并且被構(gòu)建使得其將由加熱 單元402產(chǎn)生的高溫?zé)犸L(fēng)施加于被置于其中的安裝有板的下部外殼20。使用呈合適形狀的 夾具412擠壓板10上的恰當(dāng)區(qū)域，特別是產(chǎn)生大量熱的部件的周界，使得焊膏可以完全粘 合于板10和下部外殼20。如果焊膏沒有完全粘合于板10和下部外殼20，則可能形成空氣 層，其將顯著降低散熱效果。由于根據(jù)本發(fā)明的特征通過過程III以直接焊接的方式將板(以及放大元件)固 定地耦合于外殼，在板(以及高輸出放大元件)上產(chǎn)生的熱量直接向外殼轉(zhuǎn)移，從而有效地 發(fā)散所產(chǎn)生的熱量。通常被用作地接線端的板底部表面與被鍍敷的鋁制外殼電連接，由此 可以形成穩(wěn)定的地電勢。根據(jù)本發(fā)明的實施例用于安裝PCB的方法可以如在上文中所描述的那樣被提供。 雖然已參考其詳細(xì)的實施例示出并且描述了本發(fā)明，各種修改可以被實現(xiàn)而不背離本發(fā)明 的范圍。舉例來說，在前述說明中，焊膏被印刷以將板耦合于外殼。術(shù)語“印刷”意思是指 其中通過使用形成典型合適的圖案的絲網(wǎng)掩膜而根據(jù)圖案將焊膏形成至預(yù)先確定的厚度 的方法。本發(fā)明還可以使用用于將部件焊接到板上的各種通用的方法，諸如涂敷焊膏而不 使用絲網(wǎng)掩膜。雖然在前述說明中高溫鉛被用于將部件焊接到板上而低溫鉛被用于將板焊接于 外殼，但是可以通過使用低溫鉛將容易出問題的部件(例如功率放大元件，其為在高輸出 放大器中產(chǎn)生熱量的核心部件)單獨地焊接于外殼。通過這樣做，可以容易地將有問題的 部件去除并且用一個新的部件來替換。另外，在前述說明中外殼是鍍錫的，但是也可以在外殼上執(zhí)行提供典型的焊接耦 合的其它類型的鍍敷。除了上述例子以外，可以在本發(fā)明中進(jìn)行各種修改和改變。因此，本發(fā)明的范圍不 受上述實施例的限制，但應(yīng)當(dāng)由權(quán)利要求及其等價來定義。工業(yè)可用性本發(fā)明適用于安裝PCB的電氣和電子產(chǎn)品。
權(quán)利要求
一種用于安裝印刷電路板(PCB)的方法，所述方法包括在所述PCB的底部表面的除需要絕緣的區(qū)域以外的預(yù)先確定的區(qū)域上提供焊膏；將所述PCB安裝在所述PCB將被安裝在其上的外殼的安裝區(qū)域上；以及通過熔化并且硬化在所述PCB的底部表面上被提供的焊膏而將所述PCB固定地耦合于所述外殼。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中在所述PCB將被安裝在其上的外殼的預(yù)先確定的區(qū) 域上執(zhí)行鍍敷，使得所述外殼被直接焊接于所述PCB。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中以凹槽形式的絕緣圖案預(yù)先被形成在所述PCB將被 安裝在其上的外殼的安裝區(qū)域中，所述安裝區(qū)域?qū)?yīng)于需要絕緣的區(qū)域。
4.如權(quán)利要求1至3中的任何一項權(quán)利要求所述的方法，其中所述焊膏具有與被用于 將部件焊接于所述PCB的焊膏的熔點相比更低的熔點。
5.如權(quán)利要求1至3中的任何一項權(quán)利要求所述的方法，其中當(dāng)在所述PCB的底部表 面上被提供的焊膏被熔化和硬化時，通過使用夾具來擠壓所述PCB以允許所述焊膏被完全 粘合于所述PCB以及所述外殼。
6.如權(quán)利要求1至3中的任何一項權(quán)利要求所述的方法，其中被用于將產(chǎn)生高溫度的 熱量的部件焊接于所述PCB的鉛具有與在所述PCB的底部表面上被提供的焊膏的熔點相比 更低或者相似的熔點。
7.如權(quán)利要求1至3中的任何一項權(quán)利要求所述的方法，其中將被安裝在所述PCB上 的部件之中產(chǎn)生高溫度的熱量的預(yù)先確定的部件以所述部件被插入所述PCB的預(yù)先確定 的通孔中的方式被安裝，使得當(dāng)所述PCB被焊接于所述外殼時所述部件的底部側(cè)被直接焊 接于所述外殼。
8.如權(quán)利要求2所述的方法，其中在所述外殼上所執(zhí)行的鍍敷是鍍錫。
全文摘要
提供了一種用于安裝印刷電路板(PCB)的方法。所述方法包括在所述PCB的底部表面的除需要絕緣的區(qū)域以外的預(yù)先確定的區(qū)域上提供焊膏，將所述PCB安裝在所述PCB將要被安裝在其上的外殼的安裝區(qū)域上，并且通過熔化并且硬化在所述PCB的底部表面上所提供的焊膏而將所述PCB固定地耦合于所述外殼。
文檔編號H05K3/34GK101978797SQ200980110112
公開日2011年2月16日 申請日期2009年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月18日
發(fā)明者金德龍, 金潤龍, 高熙成 申請人:Kmw株式會社