[发明专利]管脚结构制造方法

说明书

发明领域

本发明涉及一种管脚结构的制造方法，所述管脚结构具有许多通过焊接安装在印刷电路板(以下称作PCB)上的电子元件，还涉及一种管脚结构。更为具体地说，本发明涉及一种具有通过回流焊接焊接在PCB的至少一面上的电子元件的管脚结构的制造方法，还涉及一种管脚结构。

发明背景

焊接一般用于将许多电子元件安装在PCB上。下面，将通过示意图描述通过焊接安装电子元件的方法。

首先参照图1A-1F，用一个例子来说明通过回流焊接将电子元件安装到PCB的两个表面上的过程。

首先，用一块只在对应于焊接区的位置有开口的印刷掩膜(未示出)将焊料膏81印在PCB 80的某位置(未示出)上。其次，将表面安装元件82如芯片元件、QFP(四列扁平封装件)、SOP(小外形封装件)等放置在印刷到焊接区上的焊料膏81上(图1B)。

然后，通过使带有表面安装元件82的PCB 80通过高温炉将焊料膏81熔化来焊接带有PCB 80的铜箔的表面安装元件82的引线(图1C)。通过上述各步骤，表面安装元件82通过回流被焊接在PCB 80的一个面上。

接下来，翻转PCB 80，将焊料膏83印在PCB 80的没有安装电子元件的另一面上(图1D)。表面安装元件84通过在图1A、1B中描述的相似步骤被放置在焊料膏83上(图1E)。随后，采用图1C(图1F)描述的相似方法通过使PCB 80通过熔炉来焊接表面安装元件84。

不能经受上面提到的回流加工中熔炉高温的电子元件，需要在回流加工结束后进行手工焊接。

参照图2，用一个例子说明在PCB的一面上用回流方法焊接电子元件，然后用流动方法在PCB的另一面上焊接电子元件的回流/流动复合方法。

首先，按照与图1A、1B相似的步骤，印刷焊料膏81(图2A)，将表面安装元件82放置在PCB 80的一面上的焊料膏81上(图2B)。然后，按与图1C(图2C)类似的步骤使PCB 80通过一个熔炉来焊接表面安装元件82。通过上述各步骤，就已使表面安装元件82通过回流而焊接在PCB80的一面上。

接着，从安装有安装元件82的PCB 80的一面上，将电子元件85(以下称作穿孔件85)的引线穿过PCB 80的通孔来负载穿孔件85(图2D)。

随后使其上载有穿孔件85的PCB 80通过熔炉内的一个焊锡槽。然后将熔化的焊锡86从焊锡槽中喷向PCB 80另一面上的穿孔件85的引线，以将穿孔件85的引线与PCB 80的铜箔焊在一起(图2E)。

不能经受上面提到回流加工中熔炉高温的电子元件，以及通过流动加工安装有困难的电子元件，需要在流动加工结束后进行手工焊接。

在常规的将电子元件安装到PCB上的工艺中，一般使用Sn-Pb焊料作为焊料膏。由于Sn-Pb焊料包含有毒的重金属Pb，若包含这些PCB的电子器件使用后没有进行适当的处理，就会对环境产生不利影响。由于这个原因，最近有在PCB上使用无Pb的焊接材料的需求，以便防止环境污染。

通常，Sn-Ag焊料是众所周知的无铅焊料。由于Sn-Ag焊料显示出相对稳定的特性，当用Sn-Ag焊料将电子元件安装到PCB上时，与用Sn-Pb焊料一样可靠。Sn-Ag焊料所存在的一个问题是，其熔点大约为220℃，较熔点大约为183℃的Sn-Pb焊料要高。因此，很难直接利用使用Sn-Pb焊料的安装设备和安装方法用Sn-Ag焊料来焊接电子元件。特别是，由于一般电子元件具有约为230℃的耐热温度，若将Sn-Ag焊料在回流炉中进行熔化来焊接电子元件，电子元件的温度有可能达240℃或更高。因此，用Sn-Ag焊料安装大量电子元件意味着电子元件需要能够经受更高的温度。

另一种无Pb焊料是Sn-Zn焊料，它不像Sn-Ag焊料那样具有高熔点，它的熔点略低于200℃。因此，当Sn-Zn焊料被用来安装电子元件时，能够使用传统的设备和电子元件。

然而，与传统Sn-Pb焊料相比，前述Sn-Zn焊料的缺点是Zn非常容易氧化，并且润湿性差。这使得如果利用传统设备和安装方法，用Sn-Zn焊料安装电子元件，很难保证与以前相似的焊接质量和可靠性。

作为一种改善Sn-Zn焊料润湿性的方法，通常是在Sn-Zn焊料中加入Bi。应用这种Sn-Zn-Bi焊料进行回流加工的技术已在某些地方公开了。