专利名称：在电路板上焊接元件的方法和相应的电路板的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于在电路板上焊接元件的配置。通过特别关注于本发明可能用于在诸如印刷电路板(PCB)的电路板上焊接配备有引脚的元件，该引脚具有由涂层覆盖的近侧部分(即引脚的接近元件主体的部分)，设计 了本发明。元件主体和引脚的近侧部分上被漆覆盖的陶瓷元件是该元件的示例。
背景技术：
在将前文考虑的类型的元件焊接到电路板上时，为插入引脚而在板中钻开的孔可 能被覆盖引脚的远侧部分的涂层所堵塞。如果元件被安置为与板足够接近则可能发生此不 期望的事件，造成涂层与孔接触并使孔堵塞(栓塞)，因此未留下可用于使空气在焊接工艺 期间离开孔的空间。基于被称为“多孔焊接(blown soldering) ”的不期望的现象，一旦焊料(例如， 锡)固化，在焊料中有被截留的空气。这是由于空气被截留并因此保持介于焊料和电路板 上的金属连接之间而引起的不完全的焊接。由于多孔焊接阻碍元件与相应电路的良好的电连接，因此已知多孔焊接在质量方 面是有害的。通常很难检测有缺陷的多孔焊接。在被机器安装(即自动安装)到电路板上的元件的情况中，适当避免多孔焊接是 特别重要的。在该情况中，典型地在板中钻开较大的孔，以便易于将元件引脚插入其中。有 缺陷的多孔焊接因跨越焊锡的较高的电流密度而引起另外的问题。迄今为止为解决前文概述的问题而进行的尝试包括使用预先形成的元件，即配备 有以如下方式适当成型(例如根据通常的S形或Z形)的引脚的元件防止引脚的近端，并 因此防止其上涂覆的涂层(例如漆)与电路板中钻开的孔接触，因此避免该孔可能被涂层 /漆不期望地堵塞的任何风险。只要不存在有关例如，元件高度、与电路板上的其他元件的间距、射频干扰(RFI) 问题等的必须考虑的特定约束，该方法提出了一种可行的解决方案。
发明内容
以上讨论指出了，意识到仍需要如下配置，一方面，该配置可以防止发生诸如多孔 焊接的不期望的现象，以及另一方面，该配置不会强加关于待安装在电路板上的元件的特 性的任何特定约束和/或在板上安装元件时要遵守的要求。本发明的目的在于提供该解决方案。根据本发明，借助于具有如所附权利要求中阐述的特征的方法实现了该目的。本 发明还涉及相应的电路板(诸如例如印刷电路板或PCB)。权利要求是如此处提供的本发明的公开内容的不可分割的部分。因此本发明的一个实施例是一种在电路板上安装具有至少一个引脚的元件的方法，该至少一个引脚从元件延伸，用于插入到在电路板中提供的相应的孔中，其中所述元件 具有在所述至少一个引脚的近端上延伸的涂层，涂层的所述延伸部具有圆形的横截面，并 且其中该方法包括将所述相应的孔形成为非圆形的孔的步骤。本发明的实施例在花费于质量检查上的时间方面导致了显著的优点，不论该质量 检查是手动执行的还是通过光学仪器执行的。再者，在定位和检测多孔焊接(其常常具有 与正常焊接相同的外观)中遇到的固有困难可被避免。本发明的实施例不会连累机械组件，因为电路板中的孔的形状还易于使元件插入 电路板(特别是在机械地执行的情况中)。针对甚至大量的电路，迄今为止由本申请人获得的实验结果示出了没有失败的 100%的重复性。在传统的圆形钻孔并随后进行生产的自动或手动视觉控制的情况中，通常 不能保证该结果。如此处描述的焊接工艺导致整体电气产品的更好的最终质量好的焊接事实上导 致了改进的随时间的产品可靠性以及增大的其使用中的安全性。此外，由于可以使用标准的、非预先形成的元件，因此可以避免在成本方面不利的 对“预先形成的”元件的依赖。此处描述的配置可以扩展至具有相同的前述特性并因此受多孔焊接的影响的其 他元件。
现将仅借助于示例，参照附图对本发明进行描述，在附图中图1是概略示出安装到电路板上的元件的透视图，图2和图3是描绘此处描述的配置的基本原理的两个示意图，图4进一步示出了此处描述的配置的操作，以及图5示意性地描绘了此处描述的配置的某些特征。
具体实施例方式如所指出的，图1概略描绘了将诸如例如电阻器、电容器等电气元件安装到电路 板12上，电路板12典型地具有印刷电路板或PCB的形式。元件10配备有一个或更多个接触引脚14(图1的示例性实施例中示出了两个引 脚)，引脚14将被插入到在电路板12中提供(钻开)的各个孔16中。一旦引脚14被插入各个孔16，例如借助于“波峰焊”技术，施加诸如锡的焊料S(仅 在图4上示意性地示出)以提供元件10与板12的机械连接以及引脚14与例如其下方的 在板12上提供的传导带/层(图中未详细示出)的电连接。示例性元件10是其上具有涂层的元件，如同所谓的“陶瓷”元件的情况。作为涂 覆工艺的结果，施加到元件10上的涂层通常还将在引脚14的近侧部分上延伸，即在引脚14 的接近元件10的主体的末端上延伸。在图1的示例性描绘中，附图标记18表示在元件10上施加并且在引脚14的近侧 部分上延伸的涂层(例如漆)的两个延伸部。由于当前使用的施加该涂层/漆(即随后固化的流体/可流动涂料)的工艺，每
4个延伸部18通常将具有基本上圆形的横截面(即在大概与引脚14的延伸方向垂直的平面中截取的截面)。图2和图3中示出了该圆形形状，其可被视为描绘了在延伸部18的最外 自由端附近的位置处的延伸部18的横截面的外部轮廓。本领域的技术人员将另外认识到，为了更好的突出结构细节，图中示出的各种元 件/部件并未依精确的比例绘制。这同样适用于在图1和4中概略示出的具有无限长度的 引脚14。在此处描述的配置的实施例中，孔16的轮廓或外形是“非圆形的”。如此处描述的，将假设孔16在其穿过电路板12的整个延伸范围上具有该轮廓或 外形，即在与孔16的轴(基本上对应于引脚14的延伸穿过孔16的部分的轴)垂直的平面 族中具有该横截面形状。因此此处考虑的示例性孔16通常将具有沿穿过电路板12的孔16的整个延伸范 围的恒定的、一致的横截面。然而，本领域的技术人员将立即认识到，这一要求不是强制性 的，如图2和3中的虚线示意性示出的，因为“非圆形”特征可以仅存在于孔16的口部分处。该非圆形孔的形状将在任何情况中排除在孔16和涂层18的基本上圆形的横截面 之间的精确匹配状况。不存在该匹配状况将确保在任何情况中，即使与电路板12接触，并 因此与孔16的口部分接触，涂层18仍将在本质上不能堵塞孔16。结果，概略标明为20的逸出路径将总是存在，允许空气在焊接工艺期间从孔16逸 出，因此防止发生不期望的“多孔焊接”。如此处使用的，“非圆形”意在涵盖不同于圆形的任何形状。圆形是包括与公共中心距离均相同的点的曲线的形状。非圆形的形状将因此包括多边形形状、叶状形状(诸如花状形状)、心状形状、卵 形形状或者如此处示出的椭圆形形状。所有这些形状具有共同的如下特征，由包括未能呈 现与公共中心距离相同的点的曲线所限定。不论相对尺寸如何，该非圆形的形状将不能提供与圆形形状的精确匹配并且因此 将不可避免地留下它们之间的缝隙，该缝隙适于限定图中示出的逸出路径20。如此处描述的板12中的非圆形孔16解决了多孔焊接的问题，还避免了任何不期 望的不完全的焊接。事实上，在引脚14上延伸的涂层的延伸部18在任何情况中将不能阻 塞非圆形的孔16 ；因此将总是存在逸出路径20，允许空气在焊接工艺期间从孔16逸出。将认识到，不论所牵涉的部件的相对尺寸如何，都保持该配置的优点。在此处示出的示例性实施例中，孔16具有卵形/椭圆形的形状。这被发现在所采 用的用于在电路板12中提供该孔的工艺方面是特别有利的。图5是所采用的用于在电路板12中形成卵形/椭圆形的孔16的切割销钉22的 示意图。箭头A描绘了所采用的用于通过使用切割销钉22形成非圆形孔16的切割方向， 该切割销钉22具有相似地非圆形的横截面形状。在实施例中，切割/钻孔销钉22具有复 制(借助于相似扩大)孔16的形状的形状。关于孔16的非圆形的形状还被发现在以下方面是有利的，其改进了在将元件10 自动安装到板12上期间将引脚14插入孔10中的工艺。具体地，使元件10与载带(元件通常得自该载带)分离和/或将元件从载体(从 该载体提取元件10用于插入)踩脱的自动安装机械中的工具可以沿孔16的主方向(即，长轴)操作，即垂直于切割销钉22的操作的主方向操作。该配置被发现有利地放宽在安装 工具定位方面的要求。 在没有对本发明的基本原理的偏见的情况下，在不偏离如所附权利要求中限定的 本发明的范围的前提下，对于仅借助示例描述和示出的内容，细节和实施例可以变化，甚至 明显地变化。
权利要求
一种在电路板(12)上安装具有至少一个引脚(14)的元件(10)的方法，所述至少一个引脚(14)从所述元件(10)延伸，用于插入到在所述电路板(12)中提供的相应的孔(16)中，其中，所述元件(10)具有在所述至少一个引脚(14)的近端上延伸的涂层，涂层的所述延伸部(18)具有圆形的横截面，所述方法的特征在于其包括将所述相应的孔(16)形成为非圆形的孔的步骤。
2.如权利要求1所述的方法，其中，所述非圆形的孔是卵形或椭圆形的孔(16)。
3.如权利要求1或2所述的方法，包括提供切割工具(22)以切割所述电路板(12)中 的所述相应的孔(16)的步骤，其中，所述切割工具(22)是非圆形的。
4.如权利要求3所述的方法，其中，所述非圆形的切割工具(22)通过相似放大来复制 所述非圆形的孔(16)。
5.如权利要求3或4所述的方法，其中，通过使所述切割工具(22)在横穿过所述非圆 形的孔(16)的主尺寸的方向㈧上移动，在所述电路板(12)中切割所述非圆形的孔(16)。
6.如以前任一权利要求所述的方法，包括借助于沿所述非圆形的孔(16)的主尺寸的 相对移动将所述至少一个引脚(14)插入所述相应的孔(16)的步骤。
7.如以前任一权利要求所述的方法，包括将焊料(S)施加到插入所述非圆形的孔(16) 中的所述至少一个引脚(14)的步骤，其中，所述非圆形的孔(16)限定用于所述至少一个孔 中的空气的逸出路径(20)，由此在施加所述焊料(S)时防止其中截留空气。
8.如以前任一权利要求所述的方法，其中，所述涂层是施加到所述元件(10)上的漆。
9.一种用于在其上安装元件(10)的电路板(12)，所述板具有至少一个孔(16)，用于 待安装在所述板上的元件中的相应的引脚(14)的插入，其特征在于，所述至少一个孔(16) 是非圆形的孔。
10.如权利要求9所述的电路板，其中所述非圆形的孔是卵形或椭圆形的孔(16)。
全文摘要
一种用于安装具有引脚(14)的诸如陶瓷元件的元件(10)的诸如印刷电路板(PCB)的电路板(12)，引脚(14)从元件(10)延伸，用于插入在电路板(12)中提供的焊孔(16)。元件具有在引脚(14)的近端上延伸的诸如漆涂层的涂层。孔(16)被形成为非圆形的孔，不可能被涂层的圆形横截面所堵塞，由此防止不期望的多孔焊接。孔(16)的非圆形的形状也易于将元件(10)安装在板上。
文档编号H05K3/34GK101836516SQ200780101245
公开日2010年9月15日 申请日期2007年10月25日 优先权日2007年10月25日
发明者蒂齐亚诺·阿马里利 申请人:奥斯兰姆有限公司