板級立體封裝中板間連接電阻熱焊方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種板級立體封裝中板間連接電阻熱焊方法，其步驟為：（1）將上下電路板的板間引出線匯集到電路板的兩側，通過孔金屬化將板正反面引線焊盤連通；（2）焊好上下電路板；（3）將轉接板植滿球；（4）將轉接板與上下電路板對正疊加；（5）在上電路板上方設置帶有正極觸頭的上電極板，在下電路板的下方設置帶有負極觸頭的下電極板，將正極觸頭的下端、負極觸頭的上端與引線焊盤陣列壓緊；（6）打開焊接電源，產生電阻熱將上下兩個電路板與轉接板焊接在一起。本發(fā)明利用電阻熱原理將兩電路板與雙面凸點連接板焊接起來，其優(yōu)點是二次局部加熱焊接，無需改變電路板原有工藝和焊接參數；在板與板連接過程中，對原電路板幾乎不產生影響。
【專利說明】板級立體封裝中板間連接電阻熱焊方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種板級立體組裝方法。
【背景技術】
[0002]立體組裝指把二維平面電路疊裝，利用平面電路的底面或側面邊緣互聯(lián)的組裝方式。
[0003]立體組裝可分為板級立體組裝和芯片級立體組裝兩大類。其中，板級立體組裝指在印制板之間，采用垂直、凸點、側向等互聯(lián)技術，既實現電氣連通，又實現機械連接的組裝技術。
[0004]與傳統(tǒng)組裝技術相比，立體組裝的最大特點就是可以大為減少產品的體積和重量(甚至可以減少90%)，同時改善了電路性能，減少了信號延遲、降低了噪聲和功率損耗，提高了運算速度和帶寬。
[0005]隨著武器裝備不斷向小型化、輕量化、高速度發(fā)展，采用二維的組裝技術已經無法滿足許多武器裝備發(fā)展的需求。采用立體組裝技術可有效的利用電子裝備內有限的空間，增加元器件的組裝密度，達到進一步縮小武器裝備體積和重量，提高性能的目的。目前已在機載、星載相控陣雷達的接收機模塊，以及新型飛機機載電臺上獲得應用。
[0006]利用雙面凸點連接板作為板間連接，是板級立體封裝研究中重要的一種連接方法，如圖1和圖2所示。
[0007]—、若想板級立體結構一次同步焊接，需將上下兩塊貼完器件電路板件和貼滿錫球雙面凸點連接板對準疊放入再流焊爐，經一次焊接全部完成，目前該方法的實施主要存在以下技術難題和隱患:
(1)雙面凸點連接板上未焊的雙層錫球在移動和與電路板對準過程中難以保證不移位和掉落；
(2)兩電路板之間間距極小，再加上器件眾多阻礙熱風，再流焊過程中極易導致位于電路板內側的元器件冷焊虛焊；
(3 )由于上面電路板的遮蓋，下面的電路板無法進行焊后質量檢測。
[0008]二、若想板級立體結構分兩次焊接，即上下兩塊電路板依常規(guī)焊完，雙面凸點連接板也將雙層錫球焊好形成凸點，將三者對準后進行第二次焊接，這種方法基本解決了一次同步焊接的難題，但同時又帶來了新的問題:
(O電路板要承受二次焊接，在解焊過程中，元器件有移位掉落的可能；
(2)經歷過二次焊接的下面電路板同樣無法進行焊后質量檢測。

【發(fā)明內容】

[0009]針對現有板級立體封裝方法存在的不足，本發(fā)明提供了一種焊接工藝簡單可靠的板級立體封裝中板間連接電阻熱焊方法。
[0010]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現的:一種板級立體封裝中板間連接電阻熱焊方法，其具體步驟為:1)將上下電路板的板間引出線匯集到電路板的兩側，均勻排列，通過孔金屬化將板正反面引線焊盤連通。引線焊盤陣列排布和間距與轉接板錫球位置完全一致，一一對應。
[0011](2)依常規(guī)焊好上下電路板；
(3)利用激光植球或再流焊工藝將轉接板植滿球；
(4)將轉接板與上下電路板對正疊加；
(5)在上電路板上方設置帶有正極觸頭的上電極板，在下電路板的下方設置帶有負極觸頭的下電極板，將正極觸頭的下端與上電路板引線焊盤陣列壓緊，將負極觸頭的上端與下電路板引線焊盤陣列壓緊；
(6)打開焊接電源，電流由正極觸頭依次經上電路板引線焊盤、轉接板上錫球、轉接板銅柱、轉接板下錫球、下電路板引線焊盤流過，錫球與上下電路板引線焊盤間接觸電阻相對大，由此產生電阻熱直至轉接板錫球熔化，從而將上下兩個電路板與轉接板焊接在一起。
[0012]本發(fā)明利用電阻熱原理將兩電路板與雙面凸點連接板焊接起來，其優(yōu)點是二次局部加熱焊接，無需改變電路板原有工藝和焊接參數；在板與板連接過程中，對原電路板幾乎不產生影響。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為板級立體封裝構成示意圖； 圖2為封裝好后的板級立體封裝剖面示意圖；
圖3為上下電路板與轉接板焊接原理剖面示意圖；
圖4為焊接過程示意圖；
圖5為轉接板凸臺示意圖；
圖6為焊接后錫球形貌與凸臺示意圖；
圖中，1-器件，2-上電路板，3-轉接板，4-激光雙面植球，5-銅焊盤，6-焊球，7-下電路板，8-正極觸頭，9-彈簧，10-導軌，11-上電極板，12-負極觸頭，13-下電極板，14-正極，15-負極，16-定位板，17-壓力，18-電源，19-導線。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本發(fā)明的技術方案作進一步的說明，但并不局限于此，凡是對本發(fā)明技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍中。
[0015]如圖4所示，本發(fā)明提供的板級立體封裝中板間連接電阻熱焊方法，其具體步驟為:
(I)上電路板2和下電路板7均將板間引出線匯集到電路板的兩側，均勻排列，通過孔金屬化將板正反面引線焊盤連通。引線焊盤陣列排布和間距與轉接板3錫球位置完全一
致，--對應。
[0016](2)依常規(guī)焊好上電路板2和下電路板7 ；
(3)利用激光植球或再流焊工藝將轉接板3植滿球；
(4)將轉接板3與上電路板2和下電路板7對正疊加，保證錫球陣列與電路板引線焊盤陣列 對應，無錯位；
(5 )在上電路板2上方設置上電極板11，下電路板7的下方設置下電極板13，將上電極板11和下電路板7對正夾緊；
(6)打開焊接電源，電流分別流過各通路，并產生電阻熱直至轉接板錫球熔化，從而將上電路板2和下電路板7與轉接板3焊接在一起。
[0017]如圖3所示，將上電極板11和下電極板13的一端與導軌10相連，上電極板11和下電極板13可沿導軌10上下移動。所述上電極板11上帶有多個正極觸頭8，正極觸頭8上套有彈簧9，彈簧9位于正極觸頭8下端與上電極板11之間，正極觸頭8與上電極板11間滑動配合，正極觸頭8可在上電極板11中上下滑動。所述下電極板13上帶有多個負極觸頭12，下極觸頭12上套有彈簧9，彈簧9位于負極觸頭12上端與下電極板13之間，負極觸頭12與下電極板13間滑動配合，負極觸頭12可在下電極板13中上下滑動。所述正極觸頭8和負極觸頭12的數量與排列、間距與轉接板3錫球一致。彈簧9的作用就是保證當夾緊電極板時，彈簧9可給電極觸頭一個力，保證在焊接過程中電極觸頭與電路板焊盤接觸良好，當錫球熔化后上電路板2和下電路板7與轉接板3之間的間距會縮小，不會導致電極與焊盤脫開。
[0018]如圖5和6所示，在焊接過程中當錫球由固體變?yōu)橐后w，在彈簧9的壓力下，上電路板2和下電路板7與轉接板3之間的間距會變小，不加限制，錫球會被壓扁，導致橋連(即錫球之間短接在一起)，因此在轉接板3兩端設計有兩面凸臺(即定位板16)，它會保證上電路板2和下電路板7與轉接板3之間的間距，焊接良好，錫球變形量不會形成橋連。
【權利要求】
1.一種板級立體封裝中板間連接電阻熱焊方法，其特征在于所述方法步驟如下:1)將上下電路板的板間引出線匯集到電路板的兩側，均勻排列，通過孔金屬化將板正反面引線焊盤連通； (2)依常規(guī)焊好上下電路板； (3)將轉接板植滿錫球； (4)將轉接板與上下電路板對正疊加； (5)在上電路板上方設置帶有正極觸頭的上電極板，在下電路板的下方設置帶有負極觸頭的下電極板，將正極觸頭的下端與上電路板引線焊盤陣列壓緊，將負極觸頭的上端與下電路板引線焊盤陣列壓緊； (6)打開焊接電源，電流由正極觸頭依次經上電路板引線焊盤、轉接板上錫球、轉接板銅柱、轉接板下錫球、下電路板引線焊盤流過，錫球與上下電路板引線焊盤間產生電阻熱直至轉接板錫球熔化，從而將上下兩個電路板與轉接板焊接在一起。
2.根據權利要求1所述的板級立體封裝中板間連接電阻熱焊方法，其特征在于所述引線焊盤陣列排布和間距與轉接板錫球位置一一對應。
3.根據權利要求1所述的板級立體封裝中板間連接電阻熱焊方法，其特征在于利用激光植球或再流焊工藝將轉接板植滿錫球。
4.根據權利要求1所述的板級立體封裝中板間連接電阻熱焊方法，其特征在于所述正極觸頭和負極觸頭的數量和位置均與轉接板上錫球數量與位置一一對應。
5.根據權利要求1或4所述的板級立體封裝中板間連接電阻熱焊方法，其特征在于所述正極觸頭上套有彈簧，彈簧位于正極觸頭下端與上電極板之間，正極觸頭可在上電極板中上下滑動。
6.根據權利要求1或4所述的板級立體封裝中板間連接電阻熱焊方法，其特征在于所述下極觸頭上套有彈簧，彈簧位于負極觸頭上端與下電極板之間，負極觸頭可在下電極板中上下滑動。
7.根據權利要求1、2、3或4所述的板級立體封裝中板間連接電阻熱焊方法，其特征在于所述轉接板兩端設計有定位板。
【文檔編號】B23K1/20GK104028869SQ201410303793
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權日:2014年6月30日
【發(fā)明者】田艷紅, 孔令超, 安榮
申請人:哈爾濱工業(yè)大學