用于在回流工艺期间减轻电路板翘曲的装置、系统和方法与流程

电子部件(诸如集成电路)经常通过被称为回流焊接的工艺而被焊接到电路板。例如，在回流工艺之前，焊膏可以被设置在位于电路板上的接触焊盘上，然后电子部件可以被放置在焊膏的顶部上，该焊膏将电子部件保持在其对应的接触焊盘顶上的位置。在电子部件已经被放置到位后，电路板可以经过回流工艺，该回流工艺将焊膏加热到一定温度。温度必须足够热以熔化焊膏，使得一旦冷却，焊料就在电子部件及其对应的接触焊盘之间形成永久连接接头。

遗憾的是，在焊接工艺期间，电路板可能提出和/或表现出重大挑战。例如，回流工艺可能施加如此多的热量以致电路板翘曲。这种翘曲可能使电路板弯曲，使得永久连接接头不能在某些电子部件上的连接端子和电路板上的对应接触焊盘之间形成。其结果是，那些电子部件可能无法实现与布置在电路板上的其余部件的完全连接。在没有完全连接的情况下，电路板可能无法按预期工作，使得其中安装电路板的计算设备不能用于其预期目的。

因此，本公开确定并提出了对用于在回流工艺期间减轻电路板翘曲的装置、系统和方法的需求。

技术实现要素：

如下文更详细描述的，本公开总体上涉及用于在回流工艺期间减轻电路板翘曲的装置、系统和方法。在一个示例中，一种用于完成这种任务的装置可以包括：(1)可移除的加强支架，该可移除的加强支架(a)在回流工艺期间与电路板的底部表面临时接合，在回流工艺中至少一个部件被焊接到电路板，并且(b)为电路板提供结构支撑，以防止电路板在回流工艺期间翘曲；以及(2)至少一个紧固件，在回流工艺期间将可移除的加强支架紧固到电路板的底部表面。

类似地，一种包含上文所描述的装置的翘曲减轻系统可以包括：(1)可移除的加强支架，该可移除的加强支架(a)在回流工艺期间与电路板的底部表面临时接合，在回流工艺中至少一个部件被焊接到电路板，并且(b)为电路板提供结构支撑，以防止电路板在回流工艺期间翘曲，并且(c)包括通过形成在电路板中的孔而被插入的至少一个销钉；以及(2)至少一个紧固件，通过将通过孔插入的销钉锁定到电路板的顶部表面来在回流工艺期间将可移除的加强支架紧固到电路板的底部表面。

一种对应的方法可以包括：(1)在回流工艺期间将可移除的加强支架与电路板的底部表面临时接合，在回流工艺中至少一个部件被焊接到电路板；(2)通过至少一个紧固件将可移除的加强支架紧固到电路板的底部表面；以及(3)通过可移除的加强支架为电路板提供结构支撑，以防止电路板在回流工艺期间翘曲。

按照本文中所描述的一般原理，来自上文所描述的实施例中的任一实施例的特征可以彼此组合使用。在结合附图和权利要求阅读以下具体实施方式之后，这些和其他实施例、特征和优点得以更全面地理解。

附图说明

附图图示了若干个示例性实施例，并且是说明书的一部分。这些附图与以下具体实施方式一起演示并解释了本公开的各种原理。

图1是用于在回流工艺期间减轻电路板翘曲的示例性装置的框图。

图2是用于在回流工艺期间减轻电路板翘曲的装置的示例性实现方式的框图。

图3是用于在回流工艺期间减轻电路板翘曲的装置的附加示例性实现方式的框图。

图4是用于在回流工艺期间减轻电路板翘曲的装置的进一步的示例性实现方式的框图。

图5是用于在回流工艺期间减轻电路板翘曲的装置的另一示例性实现方式的框图。

图6是用于在回流工艺期间减轻电路板翘曲的示例性方法的流程图。

在整个附图中，相同的附图标记和描述指示相似但不一定相同的元件。尽管本文中所描述的示例性实施例易于进行各种修改和备选形式，但是在附图中已经通过示例示出了特定实施例，并且将在本文中对其进行详细描述。然而，本文中所描述的示例性实施例不旨在限于所公开的特定形式。相反，本公开涵盖落入所附权利要求范围内的所有修改、等同物和替代物。

具体实施方式

本公开描述了用于在回流工艺期间减轻电路板翘曲的各种装置、系统和方法。如下文更详细解释的，本公开的实施例可以涉及：在回流工艺之前将可移除的加强支架与电路板的底部表面临时接合，在回流工艺中至少一个部件被焊接到电路板。这些实施例还可以涉及：通过一个或多个紧固件将可移除的加强支架紧固到电路板的底部表面。通过以这种方式将可移除的加强支架紧固到电路板，这些实施例可以使得可移除的加强支架能够为电路板提供结构支撑，从而防止电路板在回流工艺期间翘曲。

因此，这些实施例可以有效地确保在完成回流工艺之后，位于可移除的加强支架上方的电路板的顶部表面上的部件实现与其余部件的完全连接。通过完全连接，电路板可以包括、创建和/或维护按预期工作的一个或多个闭式电路，使得电路板所在的计算设备可操作用于其预期目的。

换句话说，部件上的连接端子和/或引线与电路板上的对应接触焊盘之间的焊点均不会受到干扰和/或损害电路板的通信完整性的缺陷的影响。这种焊点缺陷包括但不限于非沾锡开放缺陷(non-wetopendefect)、枕头缺陷(head-on-pillowdefect)、桥接焊点、拉伸焊点、枕头开放缺陷、其中一个或多个的组合和/或变化、和/或任何其他焊点缺陷。

参考图1至图5，以下将提供有助于减轻电路板在回流工艺期间翘曲的装置和/或对应的部件和实现方式的示例。另外，参考图6，以下将提供用于减轻电路板在回流工艺期间翘曲的方法的示例。

图1示出了用于减轻电路板在回流工艺期间翘曲的示例性装置100。如图1所图示的，装置100可以包括和/或表示可移除的加强支架102和紧固件104(1)至(n)。如本文中所使用的，术语“加强支架”通常是指与电路板的表面接合和/或紧固到电路板的表面的任何类型或形式的物理材料、结构和/或支撑特征。在一个示例中，可移除的加强支架102可以包括和/或表示在回流工艺之前被固定到电路板的底部表面的片、板和/或框架。在该示例中，可移除的加强支架102可以被放置和/或定位在电路板的底侧上，该电路板在位于该电路板的顶部表面上的一个或多个部件的下面和/或与该一个或多个部件相对。

可移除的加强支架102可以包括和/或形成任何合适的形状。在一些示例中，可移除的加强支架102可以形成正方形、圆形和/或矩形。由可移除的加强支架102形成的形状的附加示例包括但不限于三角形、五边形、六边形、八边形、椭圆形、菱形、平行四边形、其中一个或多个的组合或变化、和/或任何其他合适的形状。

在一些示例中，可移除的加强支架102可以被形成为相对于其边缘向上和/或向下弯曲。换句话说，可移除的加强支架102可以表示弯曲基部，该弯曲基部并非与电路板202均匀平行。在一个示例中，作为实心材料件的替代，可移除的加强支架102可以具有桁架结构和/或梁结构。附加地或备选地，可移除的加强支架102可以包括和/或表示多层设计，包含具有不同热膨胀的不同金属。可移除的加强支架102可以根据需要采用和/或体现这些质量和/或特点中的任一个或全部，以实现对于给定电路板和/或配置的最佳翘曲控制。

另外，可移除的加强支架102可以是任何合适的尺寸。在一个示例中，可移除的加强支架102可以涵盖和/或跟随部件(例如，无罩集成电路)的封装的周边，该部件在回流工艺开始之前位于电路板的顶部表面上的焊盘顶上。在另一示例中，可移除的加强支架102可以涵盖和/或跟随一组部件的外周边，该组部件在回流工艺开始之前位于电路板的顶部表面上的焊盘顶上。

可移除的加强支架102可以包括和/或包含多种材料中的任一种材料。这些材料的示例包括但不限于塑料、陶瓷、聚合物、金属、复合材料、其中一种或多种的组合或变化、和/或任何其他合适的材料。

在一些示例中，可移除的加强支架102可以用作基座和/或基部，在回流工艺期间为电路板提供结构支撑、张力和/或完整性。在一个示例中，可移除的加强支架102可以与电路板临时接合。例如，可移除的加强支架102可以在回流工艺之前抵靠电路板的底部表面而被放置和/或定位，在回流工艺中各种部件被焊接到电路板的顶部表面。在该示例中，可移除的加强支架102可以在回流工艺期间位于电路板的底侧上。当位于电路板的底侧上时，可移除的加强支架102可以为电路板提供结构支撑，以减轻电路板在回流工艺期间遭受的翘曲。

如本文中所使用的，术语“底部表面”和“顶部表面”通常在本质上是相对的。例如，当电路板上下翻转和/或倒置时，底部表面可以变成顶部表面，反之亦然。术语“底部表面”和“顶部表面”主要用于将电路板的一侧与另一侧区分开和/或描述可移除的加强支架102在回流工艺期间如何相对于电路板定向。

在一些示例中，可移除的加强支架102可以包括和/或形成一个或多个孔和/或接收部，被设计为接受、接收和/或与紧固件104(1)至(n)配合。在一个示例中，这些孔和/或接收部可以带有螺纹。通过接受、接收和/或与紧固件104(1)至(n)配合，这些孔和/或接收部可以使得紧固件104(1)至(n)能够将可移除的加强支架102抵靠电路板而紧固和/或保持就位。

附加地或备选地，可移除的加强支架102可以包括和/或形成一个或多个插入件或销钉，装配在电路板上的孔中。在一个示例中，这些插入件或销钉可以包括和/或形成孔和/或接收部，被设计为接受、接收和/或与紧固件104(1)至(n)配合。在该示例中，插入件或销钉可以被形成为精确地和/或贴合地装配在电路板上的孔内，从而引起结构张力，该结构张力有效地将可移除的加强支架102相对于电路板保持和/或紧固就位。

如本文中所使用的术语“紧固件”通常是指任何类型或形式的连接器、机构和/或硬件，将加强支架机械地紧固和/或附接到电路板。在一个示例中，紧固件104(1)至(n)可以各自表示联接器、装配件和/或组件的一侧或两侧，其便于将可移除的加强支架102物理地安装、附接、连接和/或接合到电路板。紧固件104(1)至(n)的示例包括但不限于螺钉、销钉、弹簧加载锁定机构、粘合剂、螺栓、锁闩、锚固件、系带、带、其中一个或多个的各部分、其中一个或多个的组合和/或变化、和/或任何其他合适的紧固件。

紧固件104(1)至(n)可以各自包括和/或形成任何合适的形状。在一些示例中，紧固件104(1)至(n)可以形成圆形、椭圆形、正方形、立方体、圆柱体、其中一个或多个的各部分、和/或其中一个或多个的变化或组合。附加地或备选地，紧固件104(1)至(n)可以各自包括和/或形成螺纹，该螺纹沿着表面行进。该螺纹可以便于将紧固件104(1)至(n)紧固和/或锁定到孔和/或接收部上。

紧固件104(1)至(n)可以各自包括和/或包含多种材料中的任一种材料。这些材料的示例包括但不限于金属、塑料、陶瓷、聚合物、复合材料、其中一种或多种的组合或变化、和/或任何其他合适的材料。另外，紧固件104(1)至(n)可以各自为任何合适的尺寸。

图2示出了图1的装置100的示例性实现方式200。如图2所图示的，实现方式200可以包括和/或涉及可移除的加强支架102和紧固件104(1)至(n)。另外，实现方式200可以包括和/或涉及电路板202和部件204。在该示例中，部件204可以被放置在电路板202的顶部表面上的一个或多个对应焊盘顶上，准备进行回流焊接工艺。

部件204的示例包括但不限于asic、集成电路、无罩集成电路、微处理器、微控制器、中央处理单元(cpu)、现场可编程门阵列(fpga)、存储器设备、高带宽存储器(hbm)、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、闪存、高速缓存、其中一个或多个的各部分、其中一个或多个的变化或组合、和/或任何其他合适的组件。

如图2所图示的，电路板202可以包括和/或形成孔206。在该示例中，孔206可以使得紧固件104(1)至(n)能够穿过电路板。例如，孔206可以便于紧固件104(1)至(n)从电路板202的顶侧通向电路板202的底侧。紧固件104(1)至(n)可以进入和/或被拧紧到电路板202的底侧上的可移除的加强支架102的螺纹孔和/或接收部。通过这样做，紧固件104(1)至(n)可以有效地将可移除的加强支架102紧固和/或固定到电路板202的底侧。

在一些示例中，在完成回流工艺之后，孔206还可以用于附接和/或紧固部件204顶上的散热器。例如，在完成回流工艺并移除加强支架102之后，自动系统或人类技术人员可以在部件204的顶上设置散热器，然后使一个或多个螺钉穿过孔206，以便于将散热器紧固在部件204的顶上。

图3示出了图1的装置100的示例性实现方式300的横截面。如图3所图示的，实现方式300可以包括和/或涉及可移除的加强支架102、紧固件104(1)至(2)、电路板202和/或部件204。在一个示例中，可移除的加强支架102可以在回流工艺之前与电路板202的底部表面临时接合，在回流工艺中元件204被焊接到电路板202。在该示例中，可移除的加强支架102可以通过至少紧固件104(1)至(2)而被紧固和/或固定到电路板202的底部表面。这样，可移除的加强支架102可以在回流工艺期间为电路板202提供结构支撑。其结果是，可移除的加强支架102可以防止电路板202在回流工艺期间翘曲。

如图3所图示的，可移除的加强支架102可以包括插入件或销钉，装配在电路板202上的孔内，以提供结构张力或支撑和/或确保可移除的加强支架102保持贴合地固定和/或紧固到电路板202的底部表面。在一个示例中，紧固件104(1)至(2)可以通过锁定装配在电路板202上的孔内的和/或通过电路板202上的孔插入的插入件或销钉来将可移除的加强支架102紧固到电路板202的底部表面。

在一个示例中，自动系统和/或机器人可以通过紧固件104(1)至(2)将可移除的加强支架102放置和/或紧固到电路板202的底部表面。备选地，人类技术人员可以通过紧固件104(1)至(2)将可移除的加强支架102放置和/或紧固到电路板202的底部表面。

在一个示例中，贴片机(pick-and-placemachine)可以用各种电气和/或电子部件(包括部件204)来填充电路板202。备选地，人类技术人员可以使用某些工具来用包括部件204在内的各种电气和/或电子部件填充电路板202。

在一些示例中，可移除的加强支架102可以仅在回流工艺之前和期间保持固定和/或紧固到电路板202的底部表面。在一个示例中，电路板202的制造商可以把可移除的加强支架102应用于电路板202。备选地，负责组装和/或填充电路板202的计算设备组装商和/或供应商可以把可移除的加强支架102应用于电路板202。

在完成回流工艺之后，可移除的加强支架102可以从电路板202被移除。例如，一旦回流工艺完成和/或电路板202冷却，自动系统和/或机器人就可以从电路板202上取下加强支架102。备选地，一旦回流工艺完成和/或电路板202冷却，人类技术人员就可以从电路板202上取下加强支架102。

在一个示例中，部件204可以要求和/或需要吸收热量和/或促进热传递的散热器。例如，部件204可以包括和/或表示无罩集成电路。在该示例中，在加强支架102移除之后，散热器被放置和/或定位在无罩集成电路顶上，使得散热器与无罩集成电路的芯片进行物理接触和/或热接触。另外，螺钉可以穿过散热器和/或孔206，以便于将散热器紧固和/或附接到无罩集成电路的芯片上。

在一个示例中，自动系统和/或机器人可以将散热器放置在无罩集成电路顶上和/或经由螺钉将散热器紧固到无罩集成电路上。备选地，人类技术人员可以将散热器放置在无罩集成电路顶上和/或经由螺钉将散热器紧固到无罩集成电路上。

在一个示例中，紧固件104(1)至(2)可以各自包括和/或表示弹簧加载锁定机构。在该示例中，弹簧加载锁定机构可以使得在回流工艺期间可移除的加强支架102能够在一温度范围内向电路板施加一定量的张力。如此，弹簧加载锁定机构可以有效地减轻电路板202的翘曲，即使电路板202在回流工艺期间经历宽的温度范围。

图4示出了图1的装置100的示例性实现方式400。更具体地，图4示出了电路板202的顶部表面的俯视图，其包含图1的装置100。如图4所图示的，实现方式400可以包括和/或涉及部件204(1)和204(2)，被放置和/或定位在电路板202的顶部表面上。在该示例中，部件204(1)可以位于孔206(1)至(4)附近的焊盘(图4中不可见)顶上，而部件204(2)可以位于孔206(5)至(8)附近的焊盘(图4中不可见)顶上。

尽管在图4中不可见，但是可移除的加强支架可以分别被放置和/或定位在部件204(1)和204(2)的下面和/或与部件204(1)和204(2)相对的电路板202的底侧上。在该示例中，紧固件可以通过电路板202中的孔206(1)至(8)而被应用于可移除的加强支架中的接收部。这些紧固件可以有效地将可移除的加强支架抵靠电路板202的底部表面紧固和/或固定就位。其结果是，可移除的加强支架能够减轻电路板202(尤其是在部件204(1)至(2)周围的区域中)在回流工艺期间所经历的翘曲量。

图5示出了图1的装置100的示例性实现方式500。更具体地，图5示出了电路板202的顶部表面的俯视图，其包含图1的装置100。如图5所图示的并且类似于图4中的实现方式400，实现方式500可以包括和/或涉及被放置和/或定位在电路板202的顶部表面上的部件204(1)和204(2)。在该示例中，部件204(1)可以位于孔206(1)至(4)附近的焊盘顶上，而部件204(2)可以位于孔206(5)至(8)附近的焊盘顶上。

然而，与图4中的实现方式400不同，实现方式500可以包括和/或涉及支撑框架402(1)至(2)。本文中所使用的术语“支撑框架”通常是指任何类型或形式的物理材料、结构和/或支撑特征，其与电路板的表面接合和/或固定到电路板的表面。在一个示例中，支撑框架402(1)至(2)可以各自包括和/或表示在回流工艺之前被固定到电路板的顶部表面的片、板和/或边界。支撑框架402(1)至(2)可以被放置和/或定位为在电路板202的顶侧上，分别围绕和/或涵盖部件204(1)至(2)。

支撑框架402(1)至(2)可以包括和/或形成任何合适的形状。在一些示例中，支撑框架402(1)至(2)可以形成正方形、圆形和/或矩形。由支撑框架402(1)至(2)形成的形状的其他示例包括但不限于三角形、五边形、六边形、八边形、椭圆形、菱形、平行四边形、其中一个或多个的组合或变化、和/或任何其他合适的形状。

另外，支撑框架402(1)至(2)可以为任何合适的尺寸。在一个示例中，支撑框架402(1)至(2)可以分别涵盖和/或跟随部件204(1)至(2)的封装的周边。

支撑框架402(1)至(2)可以包括和/或包含多种材料中的任一种材料。这些材料的示例包括但不限于塑料、陶瓷、聚合物、金属、复合材料、其中一种或多种的组合或变化、和/或任何其他合适的材料。

在一些示例中，支撑框架402(1)至(2)可以位于电路板202的顶部表面和用于将可移除的加强支架紧固到电路板202的底部表面的紧固件之间。例如，支撑框架402(1)可以被保持在电路板202的顶侧上的部件204(1)周围的位置中，而支撑框架402(2)可以被保持在电路板202的顶侧上的部件204(2)周围的位置中。

在一个示例中，支撑框架402(1)至(2)可以为电路板202提供附加结构支撑，以防止电路板202在回流工艺期间翘曲。其结果是，支撑框架402(1)至(2)可以与可移除的加强支架一起能够减轻电路板202(尤其是在部件204(1)至(2)周围的区域中)在回流工艺期间所经历的翘曲量。

在一个示例中，自动系统和/或机器人可以通过紧固件104(1)至(2)将支撑框架402(1)至(2)放置和/或紧固到电路板202的顶部表面。备选地，人类技术人员可以通过紧固件104(1)至(2)将支撑框架402(1)至(2)放置和/或紧固到电路板202的顶部表面。

在一些示例中，支撑框架402(1)至(2)可以仅在回流工艺之前和期间保持固定和/或紧固到电路板202的顶部表面。在一个示例中，电路板202的制造商可以把支撑框架402(1)至(2)应用于电路板202。备选地，负责组装和/或填充电路板202的计算设备组装商和/或供应商可以把支撑框架402(1)至(2)应用于电路板202。

在完成回流工艺之后，可以从电路板202移除支撑框架402(1)至(2)。例如，一旦回流工艺完成和/或电路板202冷却，自动系统和/或机器人就可以从电路板202取下支撑框架402(1)至(2)。备选地，一旦回流工艺完成和/或电路板202冷却，人类技术人员就可以从电路板202上取下支撑框架402(1)至(2)。

图6是用于在回流工艺期间减轻电路板翘曲的示例性方法600的流程图。如图6所图示的，方法600可以包括步骤(610)：在回流工艺期间将可移除的加强支架与电路板的底部表面临时接合，在回流工艺中至少一个部件被焊接到电路板。该接合步骤可以以各种方式和/或在各种情况下执行。例如，自动系统和/或机器人可以在回流工艺开始之前将可移除的加强支架放置和/或定位在电路板的底部表面，在回流工艺中至少一个部件被焊接到电路板。备选地，人类技术人员可以在这种回流工艺开始之前将可移除的加强支架放置和/或定位在电路板的底部表面。

回到图6，方法600还可以包括步骤(620)：通过至少一个紧固件将可移除的加强支架紧固到电路板的底部表面。该紧固步骤可以以各种方式和/或在各种情况下执行。例如，自动系统和/或机器人可以通过将一个或多个紧固件拧入和/或拧紧到可移除的加强支架上的接收部中来将可移除的加强支架紧固到电路板的底部表面。备选地，人类技术人员可以通过将一个或多个紧固件拧入和/或拧紧到可移除的加强支架上的接收部中来将可移除的加强支架紧固到电路板的底部表面。

回到图6，方法600还可以包括步骤(630)：通过可移除的加强支架为电路板提供结构支撑，以防止电路板在回流工艺期间翘曲。该提供步骤可以以各种方式和/或在各种情况下执行。例如，一旦被紧固到电路板，可移除的加强支架就可以向电路板提供结构支撑和/或张力。如此，可移除的加强支架可以防止电路板在回流工艺期间翘曲。

其结果是，可移除的加强支架可以有效地确保位于可移除的加强支架上方的电路板的顶部表面上的部件在完成回流工艺之后实现与其余部件的完全连接。通过完全连接，电路板可以包括、创建和/或维护按预期工作的一个或多个闭式电路，使得电路板所在的计算设备可操作用于其预期目的。

虽然前述公开内容使用特定说明、流程图和示例阐述了各种实施例，但是本文中所描述和/或例示的每个图示部件、流程图步骤、操作和/或部件可以单独地和/或共同地使用各种硬件、软件或固件(或其任何组合)配置来实现。另外，由于可以实现许多其他体系架构以实现相同的功能，因此包含在其他部件内的部件的任何公开内容应当在本质上被认为是示例性的。

本文中所描述和/或说明的步骤的过程参数和顺序仅作为示例给出，并且可以根据需要改变。例如，虽然可以以特定顺序示出或讨论本文中所示出和/或描述的步骤，但是这些步骤不一定需要以所示或讨论的顺序执行。本文中所描述和/或示出的各种示例性方法还可以省略本文中所描述或示出的步骤中的一个或多个步骤，或者除了所公开的那些步骤之外还包括附加步骤。

提供前面的描述是为了使本领域的其他技术人员能够最好地利用本文中所公开的示例性实施例的各个方面。该示例性描述并非旨在穷举或限于所公开的任何精确形式。在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以进行许多修改和变化。本文中所公开的实施例应当在所有方面均被认为是说明性的而非限制性的。在确定本公开的范围时，应当参考所附权利要求及其等同物。

除非另有说明，否则在说明书和权利要求中使用的术语“连接到”和“联接到”(及其衍生物)应当被解释为准许直接和间接(即，经由其他元件或部件)连接。另外，在说明书和权利要求中使用的术语“一个(a)”或“一个(an)”应当被理解为“至少一个(atleastoneof)”。最后，为了便于使用，如说明书和权利要求书中所使用的术语“包括(including)”和“具有(having)”(和它们的衍生物)可以与“包括(comprising)”一词互换并具有相同的含义。