专利名称：印刷线路板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种印刷线路板，更具体地说，涉及一种印刷线路板的改进，这种印刷线路板上具有虚设的导体焊盘(coudnctiveland)，以便在用射流焊设备焊接表面安装器件(SMD)时，防止焊料短路。
目前，由于要求缩小电子器件的尺寸，因此，安装在电子器件中的印刷线路板的尺寸也要求要小。从而在现有技术中，使用许多表面安装器件(下面称为SMD)来使得电子元件能高密度地安装在印刷线路板上，这些表面安装器件(SMD)不用通孔而被安装在印刷线路板的焊接面上。
通常，上述SMD做成超小型的方形形状(正方形或者矩形)，其中集成了许多电子元件，例如电阻、电容、二极管、三极管、滤波器和互感器。
在SMD的侧边以凸出的方式集中设置了许多引线，这样，相邻引线之间的间隙就非常小。
这些引线被焊接到相应排列的导体焊盘上，例如，由铜箔形成的导体焊盘(下面称为铜箔焊盘)，这些焊盘预先形成在印刷线路板的焊接面上，在该焊接面上安装上述SMD;从而，在其引线被焊接在焊接面上而使该器件被安装在该焊接面上之后，就成为所谓的表面安装器件(SMD)。
下面结合图1至图5，对安装在已有技术的印刷线路板焊接面上的SMD的焊接进行说明。
图1是侧视图，用来说明现有技术中，用射流焊设备对安装有SMD和电子元件的印刷线路板进行焊接的情况。
图2是现有技术中印刷线路板焊接面的底部透视图，其上具有铜箔焊盘用来在射流焊过程中防止焊料短路。
如图1所示，通常，电子元件10如电阻、二极管、三极管、滤波器和互感器被安装在印刷线路板1A的元件安装面1a上，这些电子元件10的引线11插在通孔(未示出)中，通孔的周围设有铜箔焊盘(未示出)。
另一方面，具有许多端子13的SMD12被安装在印刷线路板1A的焊接面16上的预定位置上，其引线13用粘结剂(binder)固定在铜箔焊盘(未示出)上。
当上述带有电子元件10和SMD12的印刷线路板1A的焊接面1b面向由射流焊设备20的焊料喷嘴21所喷出的熔融焊料22，并且沿箭头X的方向传送时，熔融焊料22与电子元件10和SMD12的引线11和13接触，这样就完成了焊接过程，这时，印刷线路板的传输方向向上倾斜，其传输方向与球状熔融焊料22的顶面切线之间的夹角大约为5°，其中，由于印刷线路板1A的倾斜作用以及熔融焊料本身的重力，因此，没有焊接到印刷线路板1A的焊接面1b上的其余熔融焊料22又回到射流焊设备20中。
熔融焊料22的温度保持在大约250℃，但是，SMD12的封装材料是由防热材料制成的，因此，集成在SMD12中的元件不会损坏。
一旦将电子元件10和SMD12的引线11和13与铜箔焊盘11和13用射流焊设备20焊接起来，则两种引线11和13就立即被焊接固定在铜箔焊盘上。这时，容易因焊接而在相互邻接的引线13之间产生短路5(以下称为焊料桥5)，尤其是相对于印刷线路板1A，31A的传输方向X来说，位于SMD12后部的引线13(尾部引线)之间更容易产生短路5，如图3所示。
下面讨论在印刷线路板1A，31A的传输方向后部容易产生焊料桥5的原因。
当印刷线路板1A，31A沿X方向传输时，如图1和图3所示，从位于传输方向X前端的引线13开始，SMD12的引线13一个接一个地与熔融焊料22接触并焊接到铜箔焊盘(未示出)上，其中，由于印刷线路板1A是倾斜的，因此，在X传输方向上，涂覆前面引线13的多余熔融焊料22流向尾部引线13(图1中位于左边的引线)。然而，当印刷线路板1A的焊接面离开射流焊设备20的熔融焊料22时，涂覆引线13的多余熔融焊料22就慢慢聚集到尾部的(相对于X传输方向而言)引线13之间的狭窄间隔内，并且凝固，从而在尾部的引线13之间形成焊料堆或焊料桥5，使得尾部的引线13之间通过焊料而短路。
在日本公开专利文献27183/1992中，公开了一种印刷线路板，其一面为元件安装面1a，另一面为焊接面1b，如图2所示，在焊接面1b上，按照预定的正方形排列设置了一组方形铜箔焊盘2，这些焊盘2与正方形的SMD12上的引线13的位置相对应。在这组铜箔焊盘2中，所述正方形的每个角上的两个相邻的铜箔焊盘2a，2b都分别有斜切部分2a1，2b1，使得斜切部分2a1，2b1之间的间隔变宽，这能够减少多余熔融焊料在斜切部分2a1和2b1之间的堆积，更具体地说，是减少SMD12A的尾部引线(相对于X传输方向而言)之间的焊料堆积。
然而，当斜切部分2a1，2b1之间聚集了较多的多余熔融焊料22时，就很难完全防止引线13之间产生焊料桥5，亦即可能会短路。
图3中公开了现有技术中防止上述焊料桥产生的另一种印刷线路板31A。
图3是表示印刷线路板31A的焊接面的底部透视图，在该焊接面上具有虚设的铜箔焊盘3，以便在SMD12A，12B安装在印刷线路板上并焊接到铜箔焊盘2上时，防止由焊料桥5产生的短路。
用来防止焊料桥5产生的虚设铜箔焊盘3与用来焊接SMD12A和SMD12B的引线13的铜箔焊盘2一起预先设置在印刷线路板31A的焊接面1b上，SMD12A的形状为正方形，SMD12B的形状为矩形。就印刷线路板的X传输方向来说，虚设的铜箔焊盘3位于用来焊接尾部的引线的铜箔焊盘2的后面，从而，利用多余熔融焊料的表面张力，而将多余熔融焊料22从引线13上吸收到虚设铜箔焊点3上。
图4(A)到图4(F)和图5(A)到图5(E)是底部平面图，分别表示SMD的形状以及各种虚设铜箔焊盘的形状，它们都设置在印刷线路板的焊接面，其位置取决于印刷线路板的传输方向X。
如图3，图4(A)-4(F)和图5(A)-5(E)所示，设计了多种形状的铜箔焊盘3来防止焊料桥，然而却难以完全防止在SMD12A，12B的相邻引线13之间产生焊料桥5。因而，在生产过程中需要很多时间来消除上述焊料桥5。
鉴此，本发明的根本目的是提供一种克服了上述缺点的印刷线路板。
本发明的更具体的目的是提供一种印刷线路板，其一面为元件安装面，另一面为焊接面;元件安装面用来安装带一般引线的电子元器件，所述的一般引线穿过印刷线路板上的通孔;焊接面上具有导体焊盘，用来焊接上述电子元器件的一般引线以及安装在该焊接面上的表面安装器件(SMD)的一组引线;在焊接过程中，这种印刷线路板沿着传输方向被传送，其焊接面与射流焊设备的喷嘴喷出的熔融焊料相接触;在这种印刷线路板的焊接面上有虚设的导体焊盘，相对于传输方向来说，虚设的导体焊盘位于用来焊接表面安装器件后部的引线的导体焊盘后面;在虚设的焊盘上设有一个实体结构，它对熔融焊接料具有润湿性，从而在焊接过程中吸收与表面安装器件的引线接触过的多余熔融焊料。
从下面结合附图更详细的说明中，可以明显地看出本发明的其它目的和进一步的特征。
下面参照
本发明的实施例，附图中图1是侧视图，用来说明现有技术中，用射流焊设备对安装有SMD和电子元件的印刷线路板进行焊接的情况;
图2是现有技术中印刷线路板焊接面的底部透视图，其上具有铜箔焊盘用来在射流焊过程中防止焊料短路;
图3是表示印刷线路板焊接面的底部透视图，在该焊接面上具有虚设的铜箔焊盘，以便在SMD安装在印刷线路板上并焊接到铜箔焊盘上时，防止由于焊料堆积而发生短路。
图4(A)到4(F)和图5(A)到5(E)是底部平面图，分别表示SMD的形状以及各种虚设铜箔焊盘的形状，这些虚设焊盘与SMD上凸出的引线行的方向有关。
图6是底部透视图，表示本发明的印刷线路板的一个实施例，其中，在印刷线路板还没有焊接时，将本发是的主要部分的三维结构体与SMD一起安装在印刷线路板的焊接面上。
图7是图6所示印刷线路板的部分侧视图，用来说明本发明中安装了SMD和三维结构体的印刷线路板用射流焊来焊接的情况。
图8是底部透视图，表示本发明中与SMD一起安装在印刷线路板上的各种三维结构体的实例。
参照图6到8，说明本发明的印刷线路板1的一个实施例，其中，同样的参考标号/标记表示与已说明的相关技术中相同的或对应的部分，为了简便起见，不再作进一步地说明。
图6是底部透视图，表示本发明的印刷线路板的一个实施例，其中，在印刷线路板还没有焊接时，将本发明的主要部分的三维结构体与SMD一起安装在印刷线路板的焊接面上。
参见图6，SMD12A，12B的形状分别为正方形和矩形，在其侧边都有一组伸出的引线13，它们都被安装在印刷线路板1的焊接面1b上，其引线13用粘结剂固定在印刷线路板1的焊接面1b上的一组铜箔焊盘2上。
在焊接时，印刷线路板1沿着箭头X所示的方向传送，它与熔融焊料22之球面的切面之间的倾斜角大约为5°，如图7所示，从而，印刷线路板1与射流焊设备20的焊料喷嘴21的所喷出的球面熔融焊料22接触，所以，焊接过程与现有技术是相同的。
下面，对正方形SMD12A进行说明。
SMD12A的侧边12b-12e中的每一个上都有一组伸出的引线13，将SMD12A以如下的方式安装在印刷线路板1的焊接面1b上，即通过SMD12A的角12a的对角线12x的方向与印刷线路板1的传输方向X大致平行。另一方面，在印刷线路板1的焊接面1b上设有一组铜箔焊盘2。其位置与SMD12A的引线13相对应。这样，在焊接时，相对于传输方向X来说，与SMD12A前面位置上的引线13接触过的多余熔融焊料22渐渐地流到SMD12A后面位置上的尾部引线13上。
而且，虚设的铜箔焊盘3正好位于角12a的后面，并且正好位于尾部引线13(相对于传输方向X而言)之间，换句话说，虚设铜箔焊盘3在焊接面1b上的位置正好是在焊接时多余熔融焊料22流向和聚集的位置。
更进一步地，在焊接之前，将三维结构体4设置在虚设的铜箔焊盘3上，这种三维结构体4是本发明的主要部分，由金属块构成，对熔融的焊料22具有优异的润湿性，从而，没有焊接到后部引线13(相对于传输方向X而言)上的多余熔融焊料22将流到三维结构体上而聚集起来。
下面，对矩形SMD12B进行说明。
SMD12B的两个长边侧12g和12i上具有一组伸出的引线13，将SMD12B以如下的方式安装在印刷线路板1的焊接面1b上，即SMD12B的长度方向，即引线13行的方向与印刷线路板1的传输方向X大致平行。另一方面，在印刷线路板1的焊接面1b上设有一组铜箔焊盘2，其位置与SMD12B的引线13相对应。这样，在焊接时，相对于传输方向X来说，没有焊接到SMD12B的前面引线13上的多余熔融焊料渐渐地流到后面的引线13上。
而且，一对虚设铜箔焊盘3、3正好位于SMD12B的尾部引线13、13的后面，即正好位于用来焊接尾部引线13(相对于传输方向X而言)的后端铜箔焊盘2、2的后面，换句话说，虚设铜箔焊盘3、3在印刷线路板1的焊接面1b上的位置正好是在焊接时多余熔融焊料22流向和聚集的位置。
更进一步地，在焊接之前，将三维结构体4、4设置在虚设的铜箔焊盘3、3上，这种三维结构体4、4是本发明的主要部分，由金属块构成，对熔融的焊料22具有优异的润湿性，从而，没有焊接到尾部引线13(相对于传输方向X而言)上的多余熔融焊料22将流到三维结构体上而聚集起来。
作为三维结构体4，例如一个铜块，可以采用2mm长，1.25mm宽的虚设SMD(称为2125型SMD)，或者3.2mm长，1.6mm宽的虚设SMD(称为3216型SMD)。换句话说，三维结构体4可以是任意形状的三维结构，只要它具有优异的润湿性即可。而且，需要时，可以在虚设铜箔焊盘3上设置一组三维结构体4。
通常，如图7所示，本发明的三维结构体4的高度定为等于或高于SMD 12A、12B的引线13的高度h1，而低于SMD 12A，12B的高度h2。
下面参照图7说明印刷线路板1的焊接过程。
图7是图6所示印刷线路板的部分侧视图，用来说明本发明中安装了SMD和三维结构体的印刷线路板用射流焊来焊接的情况。
在SMD12A、12B和三维结构体4安装到印刷线路板1的焊接面1b上之后，用射流焊设备20对印刷线路板进行焊接，其方式为将印刷线路板1沿传输方向X传送，印刷线路板与熔融焊料22之球面的切面之间的倾斜角大约为5°，印刷线路板1的焊接面1b与射流焊设备20的焊料喷嘴21所喷出的球面熔融焊料22接触，从而，例如SMD12B的引线13从前面的引线13(相对于传输方向X而言)开始，一个接一个地被焊接。这时，没有焊接到其上的多余熔融焊料22渐渐地流到尾部(相对于传输方向X而言)的引线13上。
当多余熔融焊料22到达SMD12B后部的尾部引线13上时，由于该熔融焊料22的表面张力及其自身的重力而被高于引线13的三维结构体4吸收和集聚，从而，多余的熔融焊料不会在后部的尾部引线13之间的狭窄间隔上堆积。这样，就防止了在引线13之间产生如图3所示的焊料桥或短路。
应该指出的是，没有焊接到前部引线13(相对于传输方向X而言)上的多余熔融焊料22很容易向后流，因此，位于SMD12B前部的引线13之间也避免了短路的发生。
一部分由三维结构体4吸附的多余熔融焊料落入射流焊设备20的熔融焊料槽中，而另一部分仍聚集在三维结构体4上。
下面说明在本发明的印刷线路板1上安装的三维结构体4的改进方案。
图8是底部透视图，表示在本发明的印刷线路板上与SMD一起安装的三维结构体的改进方案。
参照图8，标号4a和4b代表本发明的改进的三维结构体4，其中的每个三维结构体4对熔融焊料22都具有非常优异的润湿性。
三维结构体4a的外形为长方形，其内部是空心的，由润湿性优异的金属板弯曲而成。
另一种三维结构体4b由圆柱体构成，其中具有一个圆柱形孔4b1，对熔融焊料22的润湿性很好。
如上所述，三维结构体4a、4b的高度定为等于或高于SMD 12A，12B的引线13的高度，并低于SMD12A，12B的高度h2。
具有空心壁4a1的三维结构体4a和具有圆柱形孔4b1的三维结构体4b代替了本发明中由金属块构成(如图6所示)的三维结构体4，从而，为简便起见，对安装了三维结构体4a、4b的印刷线路板(如图8所示)就不再赘述。
在焊接时，与前面所述一样，当多余熔融焊料22到达SMD12a后部(相对于传输方向X而言)的引线13上时，由于熔融焊料22的表面张力和三维结构体4a和4b的广大表面面积而使得多余熔融焊料被三维结构体4a和4b吸收，并聚集在其空心部分4a1和圆柱形孔4b1中，从而，多余的熔融焊料不会在后部引线13之间的狭窄间隔上堆积。这样，就成功地防止了在引线13之间产生焊料桥5或短路。
权利要求
1.一种印刷线路板，其一面为元件安装面，另一面为焊接面，元件安装面用来安装带一般引线的电子元器件，所述的一般引线穿过印刷线路板上的通孔；焊接面上具有导体焊盘，用来焊接上述电子元器件的一般引线以及安装在该焊接面上的表面安装器件(SMD)的一组引线；在焊接过程中，这种印刷线路板沿着传输方向被传送，其焊接面与射流焊设备的喷嘴喷出的熔融焊料相接触；其特征在于在该印刷线路板的焊接面上有虚设的导体焊盘，它相邻于用来焊接表面安装器件的一组引线中的后部(相对于传输方向而言)引线的导体焊盘；以及上述虚设导体焊盘上设有三维结构体，该三维结构体对熔融焊料具有润湿性，在焊接过程中，吸收与表面安装元件的至少一部分引线接触过的多余熔融焊料。
2.根据权利要求1所述的印刷线路板，其特征在于，所述的三维结构体的高度等于或高于表面安装器件的引线高度，而低于表面安装器件的高度。
3.根据权利要求1所述的印刷线路板，其特征在于所述的三维结构体具有一个空心部分，用来在射流焊设备焊接印刷线路板时聚集多余的熔融焊料。
4.根据权利要求1所述的印刷线路板，其特征在于，预先安装了三维结构体的虚设导体焊盘设置在表面安装器件的一组引线的后面(相对于传输方向而言)。
5.根据权利要求1所述的印刷线路板，其特征在于，预先安装了三维结构体的虚设导体焊盘位于熔融焊料流的下游(相对于传输方向而言)。
6.根据权利要求1所述的印刷线路板，其特征在于，预先安装了三维结构体的虚设导体焊盘位于印刷线路板的尾部区域内(相对于传输方向而言)。
7.一种印刷线路板，用来安装带引线的元器件，该印刷线路板有一个焊接面，该焊接面上设有导体焊盘，用来焊接引线装置，其特征在于，在某些导体焊盘上设有三维结构体，用来在射流焊过程中吸收多余的熔融焊料。
全文摘要
印刷线路板的一面为元件安装面，安装带引线的电子元器件，引线穿过线路板上的通孔；另一面为焊接面，具有导体焊盘，焊接电子元器件的引线及安装在焊接面上SMD的一组引线；在焊接过程中线路板沿传输方向传送，焊接面与射流焊设备喷嘴喷出的熔融焊料接触；而且焊接面上至少有一个虚设的导体焊盘，相邻SMD的一组引线的尾部(相对于传输方向)引线；此外对熔融焊料有润湿性的三维结构体设在虚设导体焊盘上，吸收与SMD的引线接触的多余熔融焊料。
文档编号H05K1/11GK1089423SQ9311963
公开日1994年7月13日 申请日期1993年9月22日 优先权日1992年9月22日
发明者原才平, 山本刚, 小野寺清隆 申请人:日本胜利株式会社