专利名称：一种印刷电路板的布局方法
技术领域：
本发明涉及集成电路制造技术领域，尤其涉及一种印刷电路板的布局方法。
背景技术：
随着集成电路越来越密集,印刷电路板(Printed circuit board,简称PCB)布件的要求越来越高，小巧密集且可靠性高的电路布局会给企业带来越来越高的价值。目前大部分电子产品仍然需要使用各种接插件，而波峰焊接是使用了几十年的电子装配工艺，因此，在电子产品生产中，波峰焊仍然占据重要地位。
插件焊接需要焊盘和波峰焊治具，其中，所述焊盘用于固定所述插件，所述波峰治具用于在波峰焊接时，保护焊接面的器件，防止器件短路、开路或破坏。波峰焊接的理想状态是:液锡流动的速度和波峰治具移动的速度相等，在波峰焊接时，波峰治具与锡波相对静止，液锡由于焊脚的毛细血管作用垂直上锡。但是，现有技术中在波峰焊接时，由于设计不合理，导致印刷电路板布局完成后，或空间浪费较大，或易出现空焊和上锡不良的问题。发明内容
为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种印刷电路板的布局方法，以解决波峰焊接时，出现空焊和上锡不良的问题的同时，实现印刷电路板空间的合理利用，避免印刷电路板空间的浪费。
为解决上述问题，本发明实施例提供了如下技术方案:
一种印刷电路板的布局方法，包括:
在所述印刷电路板上确定各焊盘和波峰治具的位置，所述波峰治具包括竖直部，倾斜部和水平部；
根据所述波峰治具倾斜部的延长线与所述印刷电路板的交界点、与所述焊盘相对应的周围器件和印刷电路板的交界点，以及所述波峰治具水平部和倾斜部的交界点三点确定直角三角形，其中，所述波峰治具倾斜部的延长线与所述印刷电路板的交界点以及所述波峰治具水平部和倾斜部的交界点两点构成的线段为所述直角三角形的斜边；
根据所构造的直角三角形，利用三角函数计算，确定各焊盘周围的禁布区；
依据所述禁布区，指导设计印刷电路板上各周围器件的布局。
优选的，根据所述直角三角形，利用三角函数计算，确定各焊盘周围的禁布区包括:
计算所述直角三角形垂直于所述印刷电路板的直角边长度、所述直角三角形的斜边与其平行于所述印刷电路板平面的直角边所成的锐角角度；
利用余切三角函数，确定各插件焊盘与其周围器件的之间的距离，得到禁布距离；
以插件焊盘为中心，所述禁布距离为半径，确定各焊盘周围的禁布区。
优选的，所述直角三角形垂直于所述印刷电路板的直角边长度的计算包括:
已知与待焊接处焊盘相对应的周围器件的高度、所述周围器件与波峰治具的水平部之间的预留间隙、所述波峰治具的厚度及其制作公差；
对与待焊接处焊盘相对应的周围器件的高度、所述周围器件与波峰治具的水平部之间的预留间隙以及所述波峰治具的厚度及其制作公差求和，计算得到所述直角三角形垂直于所述印刷电路板的直角边长度。
优选的，利用余切三角函数，确定各插件焊盘与其周围器件的之间的距离，得到禁布距离包括:
根据公式L=Cot Θ.(H+a+b+t)，确定各插件焊盘与其周围器件的之间的距离，得到禁布距离；
其中，L表不禁布距尚；H表不与待焊接处焊盘相对应的周围器件的闻度；a表不所述周围器件与波峰治具水平部之间的预留间隙；b表示所述波峰治具的厚度；t表示所述波峰治具的制作公差；Θ表示所述直角三角形的斜边与平行于所述印刷电路板平面的直角边所成的锐角角度。
优选的，所述周围器件与波峰治具水平部之间的预留间隙a的取值范围为:0.lmm-1.0mm,包括端点值。
优选的，所述直角三角形的斜边与其平行于所述印刷电路板平面的直角边所成的锐角角度Θ的取值范围为0° -90°，不包括端点值。
与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点:
由于所述波峰治具倾斜部的延长线与印刷电路板的交界点，位于与所述焊盘的外边缘位置，即所述焊盘远离焊孔的一侧，而且，在波峰焊接时，所述波峰治具的水平部平行于印刷电路板，倾斜部平行于液锡流动的方向，所以，所述直角三角形的斜边与其平行于所述印刷电路板平面的直角边所成的锐角角度等于液锡流动方向与所述波峰治具水平部所成的锐角角度。因此，本发明实施例所提供的技术方案中，利用根据所述波峰治具倾斜部的延长线与所述印刷电路板的交界点、与所述焊盘相对应的周围器件和印刷电路板的交界点，以及所述波峰治具水平部和倾斜部的交界点三点确定的直角三角形，来确定所述焊盘的禁布区，可以避免波峰焊接时，波峰治具挡住焊脚的可能，且为防止波峰焊接时出现空焊和上锡不良的问题的最小禁布区，所以，利用本发明所提供的根据所述焊盘的禁布区，来完成该印刷电路板的布局的方法，能够在解决了波峰焊接时，出现空焊和上锡不良问题的同时，实现印刷电路板空间的合理利用，避免印刷电路板空间的浪费。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的印刷电路板的布局方法的流程示意图2为本发明实施例所提供的印刷电路板的布局方法中，波峰焊接时的结构示意图3为本发明实施例所提供的印刷电路板的布局方法中，步骤3的流程示意图。
具体实施方式
正如背景技术部分所述，现有技术中在波峰焊接时，由于设计不合理，导致印刷电路板布局完成后，或空间浪费较大，或易出现空焊和上锡不良的问题。
发明人研究发现，在波峰焊接时，波峰焊接面通常需要考虑插件焊盘(即焊盘)与周围器件之间的距离，两者距离太近，会导致波峰焊接不良，距离太远，会造成空间浪费等PCB布局不合理的问题。而目前行业内在进行PCB布局时，没有统一的一种计算方法去计算波峰焊接面上焊盘与周围器件之间的距离，PCB设计布局是否合理，只能通过设计人员的工艺经验或设计经验进行判断，并无合理的理论支持，精度较低，易出现空焊或焊接不良，或空间浪费较大的问题。
发明人进一步研究发现，在进行波峰焊接时，波峰治具的厚度需要根据焊接面上器件的高度进行设计，器件的高度越高，波峰治具的凸起就越高。当波峰治具的凸起较高时，如果焊盘与周围器件的距离太近，波峰治具可能会挡住焊脚，使得锡波与焊脚无法接触，造成空焊或上锡不良，即产生“阴影效应”；如果焊盘与周围器件的距离太远，会造成空间浪费较大等布局不合理的问题。
有鉴于此，本发明实施例提供了一种印刷电路板的布局方法，包括:在所述印刷电路板上确定各焊盘和波峰治具的位置，所述波峰治具包括竖直部，倾斜部和水平部；根据所述波峰治具倾斜部的延长线与所述印刷电路板的交界点、与所述焊盘相对应的周围器件和印刷电路板的交界点，以及所述波峰治具水平部和倾斜部的交界点三点确定直角三角形，其中，所述波峰治具倾斜部的延长线与所述印刷电路板的交界点以及所述波峰治具水平部和倾斜部的交界点两点构成的线段为所述直角三角形的斜边；根据所构造的直角三角形，利用三角函数计算，确定各焊盘周围的禁布区；依据所述禁布区，指导设计印刷电路板上各周围器件的布局。
本发明所提供的印刷电路板的布局方法，可以实现焊盘和周围器件之间合理布局，使得焊盘和周围器件既不会因距离太近，产生“阴影效应”，造成空焊或上锡不良，也不会因距离太远，造成空间浪费等PCB布局不合理的问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具实施方式做详细的说明。
在以下描述中阐述了具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以多种不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广。因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
实施例一:
结合图1和图2所示，本发明实施例提供了一种印刷电路板的布局方法，包括:
步骤S1:在所述印刷电路板I上确定各焊盘2和波峰治具3的位置，所述波峰治具3包括竖直部31，倾斜部32和水平部33。其中，所述焊盘2和波峰治具3的位置，需要根据该印刷电路板I上具体待制作的电路版图而定。
步骤S2:根据所述波峰治具3倾斜部32的延长线与所述印刷电路板I的交界点A、与所述焊盘2相对应的周围器件4和印刷电路板I的交界点B，以及所述波峰治具3水平部33和倾斜部32的交界点C三点确定直角三角形ABC，其中，所述波峰治具3倾斜部33的延长线与所述印刷电路板I的交界点A以及所述波峰治具3水平部33和倾斜部32的交界点C两点构成的线段AC为所述直角三角形ABC的斜边。
如图2可知，所述焊盘2中心具有通孔，对应所述印刷电路板上的焊孔，用于放置待焊接插件5。所述波峰治具3倾斜部33的延长线，经过所述焊盘的外边缘，即所述焊盘2远离焊孔一侧的边缘位置，因此，所述直角三角形ABC的A点，即所述波峰治具3倾斜部32的延长线与所述印刷电路板I的交界点，为所述波峰治具3倾斜部32的延长线与焊盘2的交界点；
与所述焊盘2相对应的周围器件4垂直设置在所述印刷电路板I朝向所述波峰治具3的一侧，而所述周围器件4在平行于所述印刷电路板I方向上具有一定的长度，优选的，在本发明实施例中，所述直角三角形ABC的B点是指与所述焊盘2相对应的周围器件4和印刷电路板I的各交界点中靠近焊孔一侧的交界点；所述波峰治具3具有一定的厚度，优选的，在本发明实施例中，所述直角三角形ABC的C点是指所述波峰治具3的水平部33和倾斜部32的交界点中远离所述印刷电路板I 一侧的交界点。
需要说明的是，由于波峰焊接时，所述周围器件4垂直设置于所述印刷电路板I朝向所述波峰治具3的一侧，且所述波峰治具3的水平部33与倾斜部32的交界线与所述周围器件4靠近焊孔一侧的侧壁在同一竖直平面内，所以，三个顶点ABC确定的三角形为直角三角形，且所述波峰治具3倾斜部33的延长线与所述印刷电路板I的交界点A以及所述波峰治具3水平部33和倾斜部32的交界点C两点构成的线段AC为所述直角三角形ABC的斜边，所述波峰治具3倾斜部32的延长线与所述印刷电路板I的交界点A，以及与所述焊盘2相对应的周围器件4和印刷电路板I的交界点B两点构成的线段AB为所述直角三角形的一个直角边，也为波峰焊接过程中，可以避免空焊或焊接不良时，所述焊盘2四周禁止布局所述周围器件区域的最小半径。
步骤S3:根据所构造的直角三角形ABC，利用三角函数计算，确定各焊盘周围的禁布区。
确定所述焊盘2四周禁止布局所述周围器件区域的最小半径后，可以根据所述直角三角形ABC，利用三角函数定理，计算所述最小半径的具体数值，从而确定各焊盘周围的禁布区。
具体的，如图3所示，在本发明的一个实施例中，步骤S3包括:
步骤S301:计算所述直角三角形ABC垂直于所述印刷电路板I的直角边BC长度、以及所述直角三角形ABC的斜边AC与其平行于所述印刷电路板I平面的直角边AB所成的锐角角度Θ。
从图2中可知，所述直角三角形ABC的斜边，为所述波峰治具3倾斜部33的延长线与所述印刷电路板I的交界点A以及所述波峰治具3水平部33和倾斜部32的交界点C两点构成的线段，其具体长度不易测量或计算，因此，本发明实施例所提供的印刷电路板I的布局方法中，优选测量或计算所述直角三角形ABC垂直于所述印刷电路板I的直角边BC长度，即所述波峰治具3的水平部33和倾斜部32的交界点中远离所述印刷电路板I 一侧的交界点到所述印刷电路板I朝向所述波峰治具3 —侧平面的距离。
在本发明的一个实施例中，所述直角三角形ABC的直角边BC长度的计算包括:
已知与待焊接处焊盘2相对应的周围器件4的高度H、所述周围器件4与波峰治具3的水平部33之间的预留间隙a、所述波峰治具3的厚度b及其制作公差t ；
对与待焊接处焊盘2相对应的周围器件4的高度H、所述周围器件4与波峰治具3的水平部33之间的预留间隙a以及所述波峰治具3的厚度b及其制作公差t求和，计算得到所述直角三角形ABC垂直于所述印刷电路板I的直角边BC的长度。
步骤S302:利用余切三角函数，确定各插件焊盘2与其周围器件4的之间的距离，得到禁布距离L ；
得到所述直角三角形垂直于所述印刷电路板I的直角边BC的长度后，根据三角函数定理，可以得到所述直角三角形平行于所述印刷电路板I的直角边AB的长度。
在本发明的一个具体实施例中，所述利用余切三角函数，确定各插件焊盘2与其周围器件4的之间的距离，得到禁布距离L包括:根据公式L=Cot Θ.(H+a+b+t)，确定各插件焊盘2与其周围器件4的之间的距离L，得到禁布距离。其中，L表示禁布距离；H表示与待焊接处焊盘2相对应的周围器件4的高度；a表示所述周围器件4与波峰治具3水平部33之间的预留间隙，优选的，所述周围器件与波峰治具水平部之间的预留间隙a的取值范围为:0.lmm-1.0mm,包括端点值；b表示所述波峰治具3的厚度；t表示所述波峰治具3的制作公差；Θ表示所述直角三角形的斜边AC与其平行于所述印刷电路板I平面的直角边AB所成的锐角角度。
由于所述波峰治具3倾斜部32的延长线与印刷电路板I的交界点，位于与所述焊盘2的外边缘位置，即所述焊盘2远离焊孔的一侧，而且，在波峰焊接时，所述波峰治具3的水平部33平行于印刷电路板，倾斜部平行于液锡流动的方向，所以，所述直角三角形的斜边与其平行于所述印刷电路板I平面的直角边AB所成的锐角角度等于液锡流动方向与所述波峰治具3水平部33所成的锐角角度。优选的，所述直角三角形的斜边与其平行于所述印刷电路板平面的直角边所成的锐角角度Θ的取值范围为0° -90°，不包括端点值。
根据上述公式可知，如果波峰治具3的加工工艺参数一定，液锡流动速度一定，即Θ 一定，则禁布距离L随着所述周围器件高度H的增加而增大。因此，在进行印刷电路板布局设计时，设计人员可以利用上述公式，依照所述周围器件的具体高度，进行PCB合理布局。
步骤S303:以所述插件焊盘2为中心，所述禁布距离L为半径，确定各焊盘周围的禁布区。
得到各焊盘周围的禁布距离L后，以所述插件焊盘2为中心，优选的，以所述波峰治具倾斜部延长线与所述印刷电路板的交界点A为中心，所述禁布距离L为半径的范围内，皆为所述焊盘的禁布区，即禁止布局所述周围器件的区域。
步骤S4:依据所述禁布区，指导设计印刷电路板上各周围器件的布局。
本发明实施例所提供的印刷电路板的布局方法中，利用根据所述波峰治具倾斜部的延长线与所述印刷电路板的交界点、与所述焊盘相对应的周围器件和印刷电路板的交界点，以及所述波峰治具水平部和倾斜部的交界点三点确定的直角三角形，来确定所述焊盘的禁布区，可以避免波峰焊接时，波峰治具挡住焊脚的可能，且为防止波峰焊接时，出现空焊和上锡不良的问题的最小禁布区，所以，利用本发明所提供的根据所述焊盘的禁布区，来完成该印刷电路板的布局的方法，能够在解决了波峰焊接时，出现空焊和上锡不良问题的同时，实现印刷电路板空间的合理利用，避免印刷电路板空间的浪费。
本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其他部分的不同之处，各个部分之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
权利要求
1.一种印刷电路板的布局方法,其特征在于,包括: 在印刷电路板上确定各焊盘和波峰治具的位置，所述波峰治具包括竖直部，倾斜部和水平部； 根据所述波峰治具倾斜部的延长线与所述印刷电路板的交界点、与所述焊盘相对应的周围器件和印刷电路板的交界点，以及所述波峰治具水平部和倾斜部的交界点三点确定直角三角形，其中，所述波峰治具倾斜部的延长线与所述印刷电路板的交界点以及所述波峰治具水平部和倾斜部的交界点两点构成的线段为所述直角三角形的斜边； 根据所构造的直角三角形，利用三角函数计算，确定各焊盘周围的禁布区； 依据所述禁布区，指导设计印刷电路板上各周围器件的布局。
2.根据权利要求1所述的布局方法，其特征在于，根据所述直角三角形，利用三角函数计算，确定各焊盘周围的禁布区包括: 计算所述直角三角形垂 直于所述印刷电路板的直角边长度、所述直角三角形的斜边与其平行于所述印刷电路板平面的直角边所成的锐角角度； 利用余切三角函数，确定各插件焊盘与其周围器件的之间的距离，得到禁布距离； 以插件焊盘为中心，所述禁布距离为半径，确定各焊盘周围的禁布区。
3.根据权利要求2所述的布局方法，其特征在于，所述直角三角形垂直于所述印刷电路板的直角边长度的计算包括: 已知与待焊接处焊盘相对应的周围器件的高度、所述周围器件与波峰治具的水平部之间的预留间隙、所述波峰治具的厚度及其制作公差； 对与待焊接处焊盘相对应的周围器件的高度、所述周围器件与波峰治具的水平部之间的预留间隙以及所述波峰治具的厚度及其制作公差求和，计算得到所述直角三角形垂直于所述印刷电路板的直角边长度。
4.根据权利要求3所述的布局方法，其特征在于，利用余切三角函数，确定各插件焊盘与其周围器件的之间的距离，得到禁布距离包括: 根据公式L=Cot Θ.(H+a+b+t)，确定各插件焊盘与其周围器件的之间的距离，得到禁布距离； 其中，L表不禁布距尚出表不与待焊接处焊盘相对应的周围器件的闻度^表不所述周围器件与波峰治具水平部之间的预留间隙；b表示所述波峰治具的厚度；t表示所述波峰治具的制作公差；Θ表示所述直角三角形的斜边与平行于所述印刷电路板平面的直角边所成的锐角角度。
5.根据权利要求4所述的布局方法，其特征在于，所述周围器件与波峰治具水平部之间的预留间隙a的取值范围为:0.lmm-1.0mm，包括端点值。
6.根据权利要求1-5任一项所述的布局方法，其特征在于，所述直角三角形的斜边与其平行于所述印刷电路板平面的直角边所成的锐角角度Θ的取值范围为0° -90°，不包括端点值。
全文摘要
本发明实施例公开了一种印刷电路板的布局方法，包括在印刷电路板上确定各焊盘和波峰治具的位置，波峰治具包括竖直部，倾斜部和水平部；根据波峰治具倾斜部的延长线与印刷电路板的交界点、与焊盘相对应的周围器件和印刷电路板的交界点，以及波峰治具水平部和倾斜部的交界点三点确定直角三角形；根据所构造的直角三角形，利用三角函数计算，确定各焊盘周围的禁布区；依据所述禁布区，指导设计印刷电路板上各周围器件的布局，以解决波峰焊接时，出现空焊和上锡不良的问题的同时，实现印刷电路板空间的合理利用，避免印刷电路板空间的浪费。
文档编号H05K3/00GK103152991SQ20131010539
公开日2013年6月12日 申请日期2013年3月28日 优先权日2013年3月28日
发明者黄春舒 申请人:北京经纬恒润科技有限公司