专利名称：一种柔性印刷线路板与印刷电路板的连接方法
技术领域：
本发明涉及印刷电路板的锡钎焊，尤其是涉及一种柔性印刷线路板与印刷电路板的连接方法。
背景技术：
印刷电路板(Printed Circuit Board，简称PCB)的连接器件，主要有柔性印刷线路板(Flexible Printed Circuit board，简称FPC)、导电胶条、导电纸、热压纸即斑马纸、自动接合卷带(Tape Automated Bonding，TAB)和金属引脚等。现有的FPC与PCB之间的连接有焊锡连接方法和各向异性导电膜(Anisotropic Conductive Film，简称ACF)连接方法。焊锡连接方法简单易行，采用热压焊接设备进行操作时，通过预加焊锡的方式解决焊点上锡，对设计有诸多限制，对预加焊锡的上锡厚度和平整度等主要参数的控制要求严格，还要求导电引脚间距Pitch至少在0.7mm以上。而导电引脚间距在0.7mm以下的PCB，难以达到过高的热压参数要求，一般都没有采用焊锡法连接，而通常是采用ACF热压连接方法。ACF热压连接方法是通过热压技术压破ACF中的导电粒子，达到导通的目的。FPC导电引脚与PCB导电引脚用二次热压ACF的连接结构如图1所示。图中1是FPC，2是ACF，3是PCB导电引脚，4是PCB。虽然ACF在FPC的连接中得到广泛应用，但是，ACF依赖从国外进口，价格比较贵，制造成本高，要实现导通，至少要经过两次压贴，工序复杂，而且，在ACF连接工序产生的不良品返修时，拆下的FPC会变形，无法重复利用，必须换用新的FPC，使返修效率降低，这也是造成生产线不良率高的原因之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是弥补现有技术的缺陷，提出一种柔性印刷线路板与印刷电路板的连接方法，对现有的焊锡连接法和ACF连接方法进行改进，能够采用焊锡连接方法将导电引脚间距小至0.3mm的PCB与FPC可靠地连接，实现低导通电阻的导通。
本发明的技术问题是这样加以解决的这种柔性印刷线路板与印刷电路板的连接方法，其特点是包括预加焊锡和快速冷却步骤所述预加焊锡步骤是，先通过预加焊锡的方式在PCB导电引脚的焊接面积上均布厚度为0.03mm～0.04mm的焊锡，再涂助焊剂；只要正确控制上锡量，就能够采用焊锡连接方法将导电引脚间距小至0.3mm的PCB与FPC可靠地连接。
所述快速冷却步骤是，在热压时间结束而热压头尚未提起时，启动冷却装置对FPC导电引脚与PCB导电引脚的连接点进行快速冷却，将温度降低至120℃～150℃，使焊锡快速冷却凝固，以确保导电引脚间距小至0.3mm的PCB与FPC准确地一对一连接，不会发生相邻导电引脚短路现象；温度高于150℃，不利于焊锡凝固，温度低于120℃，影响热压连接效率。
本发明的技术问题可以是这样进一步地加以解决的这种柔性印刷线路板与印刷电路板的连接方法，其特点是在预加焊锡和快速冷却步骤之间有对位接触、低温预热和热压连接步骤所述对位接触步骤是，将PCB导电引脚与FPC导电引脚对位接触；所述低温预热步骤是，在脉冲电源热压焊接设备中通过热压头将FPC低温预热至100℃～120℃，并持续保温2±0.2秒钟，热压头的压力为3±0.25kg，使FPC的聚酰亚胺薄膜(polyimide film，简称PI)层不致被烧焦；所述热压连接步骤是，再在脉冲电源热压焊接设备中通过热压头将加热温度升高至260℃～270℃，并持续保温8±0.5秒钟，热压头的压力仍然为3±0.25kg，使PCB导电引脚上的焊锡熔化与已低温预热的FPC导电引脚热压连接。
这种柔性印刷线路板与印刷电路板的连接方法，其特点是在快速冷却步骤之后是提起热压头步骤，FPC导电引脚与PCB导电引脚以表面贴装技术中的回流焊接方式在均布焊接面积的焊锡中实现永久性导通连接。尚未凝固在PCB上的FPC不会连带提起。
本发明的技术问题还可以是这样进一步地加以解决的所述预加焊锡的均布厚度是由PCB焊锡金手指的尺寸和相应的FPC的焊接面积决定的。适量增加焊锡的均布厚度，可以使FPC前端和后端的连接更加可靠。
本发明的技术问题可以是这样更进一步的加以解决的所述预加焊锡是采用表面贴装技术SMT中通用的钢网印锡，以确保在焊接面积上均布焊锡的厚度精确。
所述钢网印锡的钢网的规格和开口率是由预加焊锡的均布厚度决定的，也是由PCB焊锡金手指的尺寸和相应的FPC的焊接面积决定的。
本发明方法采取在热压参数可分段设定控制的脉冲电源热压焊接设备，用焊锡和一次热压进行连接，具有以下的优点1.能采用焊锡连接方法将导电引脚间距小至0.3mm的PCB与FPC可靠地连接，由于FPC导电引脚与PCB导电引脚的接触面积比较大，还可以实现低导通电阻的导通；2.可以节省设备和时间，显著提高制造效率；3.FPC导电引脚与PCB导电引脚之间的连接费用可以降低约1/10；4.在热压连接步骤产生的不良品可以多次返修，降低不良率，而且返修时用烙铁、热压设备加温拆下的FPC，可以再重复热压利用。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。
图1是FPC导电引脚与PCB导电引脚用二次热压ACF的连接结构示意图。
图2是FPC导电引脚与PCB导电引脚用焊锡连接一次热压的连接结构示意图。
具体实施例方式
图2示出了采用本发明的连接方法的FPC1导电引脚与PCB4导电引脚的连接结构。连接方法依次有以下步骤先通过预加焊锡的方式将间距小至0.3mm的PCB导电引脚3先上焊锡5，再涂助焊剂，预加焊锡是采用表面贴装技术中通用的钢网印锡在焊接面积上均布厚度为0.04mm的焊锡，焊接面积为长×宽＝1.3mm×0.18mm＝0.234cm2所述钢网印锡的钢网的规格和开口率是由预加焊锡的均布厚度决定的，也是由PCB焊锡金手指的尺寸和相应的FPC的焊接面积决定的。钢网厚度为0.1mm，网眼宽度为0.2mm，网眼长度为0.45mm。
然后将PCB导电引脚3与FPC1导电引脚对位接触；
在脉冲电源热压焊接设备中通过热压头将FPC1低温预热至110℃，并持续保温2秒钟，热压头的压力为3kg，热压面积为长×宽＝3cm×0.2cm＝0.6cm2，使FPC1的PI层不致被烧焦；再在脉冲电源热压焊接设备中通过热压头将加热温度升高至265℃，并持续保温8秒钟，热压头的压力仍然为3kg，热压面积仍然是0.6cm2，使PCB导电引脚3上的焊锡5熔化与已低温预热的FPC1导电引脚热压连接；在热压时间结束而热压头尚未提起时，启动吹风冷却装置对FPC1导电引脚与PCB导电引脚3的连接点进行快速冷却至140℃，使在通常情况下不易凝固的焊锡5快速冷却凝固。以上实温是将温度表的感温头放置在FPC1导电引脚与PCB导电引脚3之间测量的数据。
最后，提起热压头，FPC1导电引脚与PCB导电引脚3以表面贴装技术中的回流焊接方式在均布焊接面积的焊锡5中实现永久性导通连接。尚未凝固在PCB4上的FPC1不会连带提起。
采用原先热压两次的连接方法，FPC导电引脚与PCB导电引脚之间由ACF内的导电球导通连接，由于导电球与导电球之间存在距离，它们之间的导通电阻比较大，约为0.4欧姆。本具体实施方式
用焊锡连接一次热压连接方法，FPC导电引脚与PCB导电引脚以表面贴装技术中的回流焊接方式在均布焊接面积的焊锡5中实现永久性导通连接，可以实现低导通电阻的导通，它们之间的导通电阻降低至约为0.2欧姆。
采用原先热压两次的连接方法，第一次将ACF预压于PCB，时间约为3秒，第二次将FPC主压于ACF与PCB，时间约为15秒，共计约为18秒，需要采用两台脉冲电源热压接设备。本具体实施方式
采用焊锡连接一次热压连接方法，在PCB导电引脚上焊锡、涂助焊剂，时间约为3秒，将FPC热压于PCB，时间约为10秒，共计约为13秒，只需要采用一台脉冲电源热压接设备。可以节约一台设备，每次节约连接时间约为5秒。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
权利要求
1.一种柔性印刷线路板FPC与印刷电路板PCB的连接方法，其特征在于包括预加焊锡和快速冷却步骤所述预加焊锡步骤是，先通过预加焊锡的方式在PCB导电引脚的焊接面积上均布厚度为0.03mm～0.04的焊锡，再涂助焊剂；所述快速冷却步骤是，在热压时间结束而热压头尚未提起时，启动冷却装置对FPC导电引脚与PCB导电引脚的连接点进行快速冷却，将温度降低至120℃～150℃。
2.按照权利要求1所述的柔性印刷线路板与印刷电路板的连接方法，其特征在于所述预加焊锡是采用表面贴装技术中通用的钢网印锡。
3.按照权利要求1或2所述的柔性印刷线路板与印刷电路板的连接方法，其特征在于所述预加焊锡的均布厚度是由PCB焊锡金手指的尺寸和相应的FPC的焊接面积决定的。
4.按照权利要求3所述的柔性印刷线路板与印刷电路板的连接方法，其特征在于所述冷却装置是吹风冷却装置。
5.按照权利要求4所述的柔性印刷线路板与印刷电路板的连接方法，其特征在于在预加焊锡和快速冷却步骤之间有对位接触、低温预热和热压连接步骤所述对位接触步骤是，将PCB导电引脚与FPC导电引脚对位接触；所述低温预热步骤是，在脉冲电源热压焊接设备中通过热压头将FPC低温预热至100～120℃，并持续保温2±0.2秒钟，热压头的压力为3±0.25kg；所述热压连接步骤是，再在脉冲电源热压焊接设备中通过热压头将加热温度升高至260℃～270℃，并持续保温8±0.5秒钟，热压头的压力仍然为3±0.25kg，使PCB导电引脚上的焊锡熔化与已低温预热的FPC导电引脚热压连接。
6.按照权利要求5所述的柔性印刷线路板与印刷电路板的连接方法，其特征在于所述低温预热步骤是，在脉冲电源热压焊接设备中通过热压头将FPC低温预热持续保温2秒钟，热压头的压力为3kg。
7.按照权利要求5所述的柔性印刷线路板与印刷电路板的连接方法，其特征在于所述热压连接步骤是，再在脉冲电源热压焊接设备中通过热压头将加热温度升高持续保温8秒钟，热压头的压力为3kg。
8.按照权利要求1或5所述的柔性印刷线路板与印刷电路板的连接方法，其特征在于在快速冷却步骤之后是提起热压头步骤，FPC导电引脚与PCB导电引脚以表面贴装技术中的回流焊接方式在均布焊接面积的焊锡中实现永久性导通连接。
全文摘要
本发明公开了一种柔性印刷线路板FPC与印刷电路板PCB的连接方法，其特征在于包括预加焊锡和快速冷却步骤。所述预加焊锡步骤是，先通过预加焊锡的方式在PCB导电引脚的焊接面积上均布厚度为0.03mm～0.04mm的焊锡，再涂助焊剂；所述快速冷却步骤是，在热压时间结束而热压头尚未提起时，启动冷却装置对FPC导电引脚与PCB导电引脚的连接点进行快速冷却，将温度降低至120℃～150℃。本发明能采用焊锡连接方法将导电引脚间距小至0.3mm的PCB与FPC可靠地连接，可以实现低导通电阻的导通，还可以节省设备和时间，显著提高制造效率，且连接费用可以降低约1/10，在热压连接步骤产生的不良品可以多次返修，降低不良率。
文档编号H05K3/00GK1787727SQ20041008149
公开日2006年6月14日 申请日期2004年12月9日 优先权日2004年12月9日
发明者杨庆省 申请人:比亚迪股份有限公司