基于板间垂直互联印制板组件的焊接装置及其焊接方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电子装备技术领域，公开了一种基于板间垂直互联印制板组件的焊接装置及其焊接方法，本发明专利技术提供的焊接装置，包括定位板、支撑板、销钉和螺钉，定位板在印制板上方，支撑板在印制板下方，三者通过销钉定位，通过螺钉固定在一起；本发明专利技术采用焊接装置对印制板组件上表贴连接器进行贴装和定位，控制印制板焊接过程的翘曲变形，实现基于板间垂直互联的表贴连接器精确定位和可靠焊接，解决印制板组件上表贴连接器位置偏移、连接器倾斜、浮高和印制板翘曲变形等问题，从而提高板间垂直互联的可实现性、可靠性。

【技术实现步骤摘要】
基于板间垂直互联印制板组件的焊接装置及其焊接方法
本专利技术涉及电子设备领域，尤其涉及印制板组件电气互联领域，具体涉及一种基于板间垂直互联印制板组件的焊接装置及其焊接方法。
技术介绍
印制板组件之间的低频、高频信号传输一般是通过电缆组件、通孔插装连接器或绝缘子等连接。然而随着印制板组件之间的垂直互联的信号数量增加，传统的垂直互联结构存在着体积大，装配复杂，成本高等问题。在此情况下，采用表贴连接器实现板间垂直互联的结构应运而生。这种多层垂直互联结构具有体积小、互联密度高、无电缆化、可阵列化等优点。传统印制板组件上表贴连接器与印制板的连接一般是采用传统的SMT焊接工艺，主要通过焊膏印刷、手工贴装、回流焊接工序完成焊接。基于板间垂直互联的印制板组件含有几个至上百个表贴连接器，而所有表贴连接器在后续板间垂直互联时需要一次性盲插到位。按传统SMT焊接方法焊接基于板间垂直互联的印制板组件，焊接后容易出现表贴连接器位置偏移、连接器倾斜、浮高、印制板翘曲变形等问题，进而影响板间表贴连接器插合，降低板间垂直互联的可靠性，影响电信号传输的稳定性。因此如何焊接基于板间垂直互联的印制板组件，保证表贴连接器位置精度，控制印制板翘曲变形，实现可靠的板间垂直互联成为了亟待解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种基于板间垂直互联的印制板组件焊接装置及其焊接方法，以解决印制板上表贴连接器位置偏移、连接器倾斜、浮高和印制板翘曲变形等问题，从而提高板间垂直互联的可实现性、可靠性。本专利技术采用的技术方案如下：一方面，本专利技术提供一种基于板间垂直互联印制板组件的焊接装置，包括：定位板和支撑板，在对印制板组件进行焊接时，所述定位板和支撑板分别位于印制板组件两面，三者通过定位销实现定位，通过螺钉固定在一起；所述定位板和所述支撑板上均设置有定位孔，通过定位销配合定位孔，实现定位板、支撑板和印制板组件三者之间的定位；所述定位板设有与印制板组件上表贴连接器对应的限位孔，所述限位孔的尺寸与对应的表贴连接器外形尺寸相匹配；所有限位孔的设计基准统一，限位孔的形状公差和位置公差应满足表贴连接器盲插要求，限位孔深度应满足SMT工艺要求，一般地，限位孔深度等于表贴连接器高度与焊料厚度之和，限位孔口设有倒角，用于对表贴连接器装配导向；所述限位孔底部设有用于表贴连接器焊端侧面爬锡的凹槽；限位孔内设置凹槽部分的直径应大于印制板焊盘直径1mm以上，凹槽的高度≥0.5mm；所述定位板和所述支撑板均设有热交换通道和热交换通孔，以保证回流焊接的热交换效率和焊接温度的均匀性，其中，热交换通道长度应保证贯通整个定位板或支撑板，通道宽度、通道高度、通道间距应根据机械强度要求和焊接热均匀分布要求综合确定；热交换孔直径、间距应根据机械强度要求和焊接热均匀分布要求综合确定。进一步的，所述支撑板设有元器件避让通孔，以保证元器件在回流焊接过程均匀受热。元器件避让通孔位置与元器件位置一致，通孔孔壁与元器件边缘的距离≥1mm。进一步的，所述支撑板设有元器件加固胶避让孔，加固胶避让孔位置应靠近需加固元器件的四角位置，加固胶避让孔一般为圆形，孔径与加固胶的尺寸匹配。进一步的，定位板设有多个螺纹孔，用于安装螺钉，其直径与印制板组件上对应的螺钉过孔匹配，螺纹孔位置与印制板组件上对应的螺钉过孔位置一致。支撑板设有螺钉过孔，用于安装螺钉，其直径与印制板上对应的螺钉过孔匹配，螺纹孔位置与印制板上对应的螺钉过孔位置一致。进一步的，所述定位板和所述支撑板均设有Mark点避让通孔，以保证贴片机能够识别到印制板组件上的Mark点。Mark点避让通孔直径、位置与印制板组件上Mark点直径、位置匹配。进一步的，所述定位板和所述支撑板应设有加强隔筋，以保证定位板和支撑板与印制板均匀接触，减小印制板焊接变形。进一步的，根据定位板和支撑板尺寸大小，定位板和支撑板与印制板组件的整个接触面的平面度≤0.1mm。本专利技术还提供一种基于板间垂直互联印制板组件的焊接方法，包括如下步骤：步骤1：根据印制板组件上元器件的尺寸及元器件的布局情况，预先制作焊接装置和焊膏印刷用网板；步骤2：利用自动印刷机和网板，在需要焊接表贴连接器的印制板组件上印刷焊膏，焊膏覆盖焊盘面积应达到75％以上；步骤3：利用焊接装置对表贴连接器进行贴装，具体包括：先将表贴连接器一一装入定位板的限位孔内底部；然后将印制板组件已经印刷好焊膏的一面朝向定位板，印制板组件与定位板方向保持一致，通过定位销和定位孔将印制板组件贴合到定位板上；再将支撑板对准定位板，通过定位销和定位孔将支撑板贴合到印制板组件上；最后用螺钉紧固定位板、印制板组件和支撑板，保证三者之间紧密贴合；步骤4：对贴装好表贴连接器的印制板组件进行回流焊接，在进行焊接前，用试验板对焊接温度曲线进行检测和优化，获得合理的焊接工艺参数，选择该焊接工艺参数进行回流焊接；回流焊接方式优先选择真空气相焊，次选热风回流焊；焊接工艺参数的要求如下：预热和焊接过程的升温速率、冷却过程的降温速率应尽可能小，一般≤3℃/s；预热和焊接结束时，印制板上最大热容量处与最小热容量处的温度差应尽≤10℃；焊接设置温度与印制板组件上的实际温度之间差值≤30℃。步骤5：待印制板组件自然冷却至室温后，依次拆卸螺钉、支撑板和定位板。进一步的，若印制板组件的两面都要焊接表贴连接器，则所述焊接方法还包括：步骤6：在印制板组件完成第一面焊接后，对所有表贴连接器对称点胶固定，防止印制板组件第二面回流焊接表贴连接器掉落或位置偏移；步骤7：重复步骤2-5，完成对印制板组件第二面表贴连接器的焊接。与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：(1)在焊接装置的定位板上设计了限位孔，可以保证表贴连接器焊接位置准确，连接器位置精度达到X≤±0.05mm，Y≤±0.05mm，Z≤±0.02mm，解决了表贴连接器位置偏移，连接器倾斜、浮高的问题，既保证了板间垂直互联成功率100％，又保证了板间垂直互联的信号传输质量。(2)利用焊接装置可以实现无法采用贴片机贴装的表贴连接器的精准贴装。(3)利用焊接装置可以控制印制板组件焊接过程的翘曲变形，焊接后的印制板组件平面度≤0.1mm，减小了后续印制板组件安装过程的外应力，提高了板间垂直互联的高可靠性。(4)通过对带焊接装置的印制板组件焊接温度曲线检测和优化，获得了合理的焊接工艺参数，保证了表贴连接器焊接质量和板间垂直互联的可靠性。附图说明图1是板间垂直互联结构示意图；图2是印制板组件一面的示意图；图3是印制板组件另外一面的示意图；图4是焊接装置的立体结构示意图；图5是焊接装置中定位板的立体结构示意图；图6是焊接装置中支撑板的立体结构示意图；图7是焊接装置中销钉的立体结构示意本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于板间垂直互联印制板组件的焊接装置，其特征在于，包括：定位板和支撑板，在对印制板组件进行焊接时，所述定位板和支撑板分别位于印制板组件两面；/n所述定位板和所述支撑板上均设置有定位孔，通过定位销配合定位孔，实现定位板、支撑板和印制板组件三者之间的定位；/n所述定位板设有与印制板组件上表贴连接器对应的限位孔，所述限位孔的尺寸与对应的表贴连接器外形尺寸相匹配；/n所述限位孔底部设有用于表贴连接器焊端侧面爬锡的凹槽；/n所述定位板和所述支撑板均设有热交换通道和热交换通孔，以保证回流焊接的热交换效率和焊接温度的均匀性。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于板间垂直互联印制板组件的焊接装置，其特征在于，包括：定位板和支撑板，在对印制板组件进行焊接时，所述定位板和支撑板分别位于印制板组件两面；
所述定位板和所述支撑板上均设置有定位孔，通过定位销配合定位孔，实现定位板、支撑板和印制板组件三者之间的定位；
所述定位板设有与印制板组件上表贴连接器对应的限位孔，所述限位孔的尺寸与对应的表贴连接器外形尺寸相匹配；
所述限位孔底部设有用于表贴连接器焊端侧面爬锡的凹槽；
所述定位板和所述支撑板均设有热交换通道和热交换通孔，以保证回流焊接的热交换效率和焊接温度的均匀性。


2.根据权利要求1所述的一种基于板间垂直互联印制板组件的焊接装置，其特征在于，所述支撑板设有用于避让印制板组件元器件的避让通孔。


3.根据权利要求1所述的一种基于板间垂直互联印制板组件的焊接装置，其特征在于，所述支撑板设有元器件加固胶避让孔。


4.根据权利要求1所述的一种基于板间垂直互联印制板组件的焊接装置，其特征在于，所述定位板和所述支撑板设有加强隔筋。


5.根据权利要求1所述的一种基于板间垂直互联印制板组件的焊接装置，其特征在于，所述定位板上设置有螺纹孔，所述支撑板上对应螺纹孔的位置设有螺钉过孔。


6.根据权利要求1所述的一种基于板间垂直互联印制板组件的焊接装置，其特征在于，所述定位板和所述支撑板上皆设置有Mark点避让通孔。


7.根据权利要求1所述的一种基于板间垂直互联印制板组件的焊接装置，其特征在于，所述定位板和所述支撑板与印制板组件的整个接触面的平面度≤0.1mm。


8.一种基于板间垂直互联印制板组件的焊接方法，其特征在于，包括：
步骤1...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，胡雅婷，周凤龙，李竹影，陈雨，李亮，常义宽，李立，周俊，黄福清，向华，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十九研究所，
类型：发明
国别省市：四川;51