一種電能表電路板結(jié)構(gòu)及該結(jié)構(gòu)的加工工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電能表電路板結(jié)構(gòu)及該結(jié)構(gòu)的加工工藝，通過采用單邊背光支架與單邊液晶，可實現(xiàn)將原分布于電路板背面的大部分插裝器件盡可能的設(shè)置于單面背光支架的下方，實現(xiàn)插裝器件的插裝方向與單面背光支架及單面液晶方向一致，使得90%以上的插裝器件均位于電路板正面上，便于后續(xù)同時進(jìn)行波峰焊接固定，降低人工焊接的工作量，提高工作效率，降低加工成本，保證焊接質(zhì)量。同時，通過將卡口抗攻擊器件集成于抗攻擊器件電路板上，并采用插接方式將抗攻擊器件電路板與電路板連接固定，保證卡座與電路板間電氣連接的穩(wěn)定性與可靠性，提高生產(chǎn)效率。
【專利說明】一種電能表電路板結(jié)構(gòu)及該結(jié)構(gòu)的加工工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于智能電能表加工制造【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種電能表電路板結(jié)構(gòu)及該結(jié)構(gòu)的加工工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國智能電網(wǎng)建設(shè)工程不斷向前推進(jìn)，智能電表作為智能電網(wǎng)終端的一環(huán)，安裝規(guī)模也在不斷的擴大，2011年和2012年國家電網(wǎng)智能電表計劃招標(biāo)量都超過了 5000萬只，2013年國家電網(wǎng)智能電表計劃招標(biāo)量也將在5000萬只以上，目前傳統(tǒng)電能表市場已經(jīng)從高速增長期進(jìn)入適度增長期，整個行業(yè)競爭更加激烈，行業(yè)利潤率下降，而且隨著中國勞動力及材料成本的提高，智能電表行業(yè)公司產(chǎn)品毛利正在逐漸被壓縮，在制材料成本空間越來越小的情況下，控制用工成本、提高生產(chǎn)效率是提高產(chǎn)品毛利率最有效的手段。
[0003]目前智能電表結(jié)構(gòu)比較緊湊，按照其功能模塊分為以下幾個部分:液晶顯示模塊、CPU控制單元、負(fù)荷控制單元、電能計量單元、IC卡接口單元、數(shù)據(jù)通訊單元(載波通訊、紅外通訊、485通訊、秒脈沖及計量脈沖輸出)以及電源單元。
[0004]由于“單相智能電能表形式規(guī)范”中明確規(guī)定了液晶顯示模塊、IC卡接口及載波通訊接口的位置，從電表各個電路單元的布局來說，只能在有限的空間內(nèi)做最優(yōu)化的布局。
[0005]目前多數(shù)智能電表供應(yīng)商采取的結(jié)構(gòu)形式上差不多，液晶顯示單元普遍采用雙排針的方式，此種方式在液晶焊接完畢后，液晶下方不能再放置其他插接器件，而且由于空間限制，液晶位置以外的其他空間能放置體積較大器件的空間也很有限，從而使得整板的插接器件分布在PCB線路板兩面，在后期的波峰焊固定時，先將一面上的插裝器件插接于電路板上，后在波峰焊機上走一遍波峰焊，然后將電路板另一面的插裝器件插裝于電路板上，由于之前一面上已焊接有插裝器件，無法進(jìn)行波峰焊，所以另一面的插裝器件只能采用人工手工焊接，從而在生產(chǎn)過程中增加人工、增加工序，既增加工時長又增加加工成本，生產(chǎn)效率較低，且焊接質(zhì)量較差。
[0006]IC卡接口單元多數(shù)采用焊接或者引線連接的電氣連接方式，不適宜批量生產(chǎn)，無法做到智能電能表電路板的規(guī)格統(tǒng)一，由于產(chǎn)品生產(chǎn)品種較多存在成品庫存的壓力。而且IC卡接口與電路板間連接的穩(wěn)定性與可靠性較差。
[0007]因此，鑒于以上問題，有必要提出一種新型的電能表電路板結(jié)構(gòu)及加工工藝，以實現(xiàn)對電路板上的元器件進(jìn)行合理的排布，使得大部分的插裝器件均位于電路板一面上，便于后續(xù)的波峰焊接固定，降低人工焊接的工作量，提高工作效率，降低加工成本，保證焊接質(zhì)量，同時改善IC卡接口的電氣連接方式，保證IC卡接口與電路板間連接的穩(wěn)定性與可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為解決現(xiàn)有技術(shù)中插裝器件分布于電路板兩面上，在一面的插裝器件波峰焊接后，無法對另一面也進(jìn)行波峰焊，只能采用人工手工焊接，既增加工時長又增加加工成本，存在生產(chǎn)效率較低，焊接質(zhì)量較差等問題。本發(fā)明提供了一種電能表電路板結(jié)構(gòu)及該結(jié)構(gòu)的加工工藝，以實現(xiàn)對電路板上的元器件進(jìn)行合理的排布，使得大部分的插裝器件均位于電路板一面上，便于后續(xù)的波峰焊接固定，降低人工焊接的工作量，提高工作效率，降低加工成本，保證焊接質(zhì)量。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的目的提出的一種電能表電路板結(jié)構(gòu)，包括電路板、焊接固定于所述電路板背面上的貼片元件，插裝固定于所述電路板正面的背光支架與液晶，所述液晶固定于所述背光支架上；
[0010]所述電路板上還設(shè)置有插裝器件，所述一部分插裝器件位于所述背光支架的下方，該部分插裝器件的插裝方向與所述背光支架以及液晶的插裝方向一致。
[0011]優(yōu)選的，所述背光支架與所述液晶分別為單排引腳設(shè)計，形成單邊背光支架與單排液晶。
[0012]優(yōu)選的，所述背光支架下方的插裝器件包括電解電容、鋰電池、蜂鳴器與ESAM插座。
[0013]優(yōu)選的，所述電解電容包括電源濾波輸入電容、載波電源輸出電容、以及單片機系統(tǒng)5V電源輸出電容。
[0014]優(yōu)選的，所述電路板的一側(cè)還固定連接有卡座，所述卡座包括卡座主體與固定于所述卡座主體上的抗攻擊器件電路板，所述抗攻擊器件電路板上集成有卡口抗攻擊器件，所述抗攻擊器件電路板與所述電路板間電連接固定。
[0015]優(yōu)選的，所述抗攻擊器件電路板與所述電路板焊接固定或插裝固定。
[0016]一種電能表電路板結(jié)構(gòu)的加工工藝，具體工藝流程如下:
[0017](一)、PCB 板的加工；`
[0018](二)、在PCB板的背面進(jìn)行貼片焊接:將貼片兀件的引腳上粘上含有錫粉的粘貼膠，使用貼裝機將貼片元件粘貼固定于電路板上，然后加熱使錫粉融化焊接；
[0019](三)、正面插裝固定:將電路板正面上分布的插裝器件與原設(shè)定分布于電路板背面上的插裝器件中的一部分插裝固定于電路板正面上，其中，該部分插裝器件如:電解電容、鋰電池、蜂鳴器與ESAM插座集中插裝固定于電路板一端上；
[0020](四)、將單邊液晶安裝固定于單邊背光支架上，之后將單邊背光支架插裝固定于電路板正面上，電解電容、鋰電池、蜂鳴器與ESAM插座均位于單邊背光支架下方內(nèi)側(cè)；
[0021](五)、對電路板正面上的插裝器件進(jìn)行焊接固定；
[0022](六)、將電路板背面上的部分插裝器件插接于電路板上，后采用人工手工焊接固定。
[0023]優(yōu)選的，第五步驟中采用波峰焊接固定方式。
[0024]優(yōu)選的，所述電路板上與所述插裝器件對應(yīng)位置處設(shè)置有插裝孔。
[0025]優(yōu)選的，電路板加工時還采用焊接工裝，在波峰焊接前將設(shè)置有元器件的電路板放于所述焊接工裝上，所述焊接工裝上與所述電路板上各插裝器件的引腳對應(yīng)位置處設(shè)置有通孔，所述焊接工裝還用于支撐電路板，防止焊接時的高溫變形。
[0026]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開的電能表電路板結(jié)構(gòu)及該結(jié)構(gòu)的加工工藝的優(yōu)點是:通過采用單邊背光支架與單邊液晶，可實現(xiàn)將原分布于電路板背面的大部分插裝器件盡可能的設(shè)置于單面背光支架的下方，實現(xiàn)插裝器件的插裝方向與單面背光支架及單面液晶方向一致，使得90%以上的插裝器件均位于電路板正面上，便于后續(xù)同時進(jìn)行波峰焊接固定，降低人工焊接的工作量，提高工作效率，降低加工成本，保證焊接質(zhì)量。同時，通過將卡口抗攻擊器件集成于抗攻擊器件電路板上，并采用插接方式將抗攻擊器件電路板與電路板連接固定，保證IC卡卡座與電路板間電氣連接的穩(wěn)定性與可靠性，提高生產(chǎn)效率。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0028]圖1本發(fā)明公開的一種電能表電路板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖2為本發(fā)明公開的卡座的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖3為本發(fā)明公開的卡座與電路板連接的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖中的數(shù)字或字母所代表的相應(yīng)部件的名稱:
[0032]1、底殼2、電路板3、單邊背光支架4、單邊液晶5、電解電容6、鋰電池7、蜂鳴器8、ESAM插座9、卡座本體10、抗攻擊器件電路板11、卡口抗攻擊器件12、排針13、排母
【具體實施方式】
[0033]目前多數(shù)智能電表供應(yīng)商采取的結(jié)構(gòu)形式上差不多，液晶顯示單元普遍采用雙排針的方式，此種方式在液晶焊接完畢后，液晶下方不能再放置其他插接器件，而且由于空間限制，液晶位置以外的其他空間能放置體積較大器件的空間也很有限，從而使得整板的插接器件分布在PCB線路板兩面，兩面各有大致50%的插裝器件，在加工電路板時，先將正面上的插裝器件插裝固定于電路板上，焊接固定時，將電路板放置于波峰焊接機上走一遍波峰焊，正面加工完成后，將背面上的插裝器件插裝固定于電路板上，采用人工手工焊接的方式進(jìn)行固定，既增加工時長又增加加工成本，生產(chǎn)效率較低。
[0034]現(xiàn)有技術(shù)中公開了一種多功能電能表液晶背光支架(專利號:201220495081.3)，該專利中提出一種單邊背光支架，通過單邊引腳插裝固定于電路板上，背光支架的一側(cè)敞開，在此專利的基礎(chǔ)上，本發(fā)明提出了 一種電路板上插裝器件的排布方法，可將電路板上原分布于背面的大部分插裝器件設(shè)置于背光支架的下方，使得90%以上的插裝部件均集中于電路板的同一側(cè)，在將插裝器件插裝于電路板上后可采用波峰焊進(jìn)行快速焊接固定，電路板的背面為少量的插裝器件，可人工手工焊接，提高了工作效率，保證了焊接質(zhì)量。
[0035]下面將通過【具體實施方式】對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0036]如圖1所示，一種電能表電路板結(jié)構(gòu)，包括電路板2、焊接固定于電路板2背面上的貼片元件(未示出)，插裝固定于電路板2上的背光支架與液晶，液晶固定于背光支架上。
[0037]電路板2上還設(shè)置有插裝器件，一部分插裝器件位于背光支架的下方，該部分插裝器件的插裝方向與背光支架以及液晶的插裝方向一致。通過將大部分插裝器件設(shè)置于背光支架及液晶同一側(cè)，便于后期同時進(jìn)行波峰焊接固定，背面少量的插裝器件可采用手工焊接，提聞焊接效率與焊接質(zhì)量。
[0038]其中，背光支架與液晶分別為單排引腳設(shè)計，形成單邊背光支架3與單排液晶4。采用單排引腳設(shè)計便于將插裝器件放置于背光支架的下方，此外，也有可能在雙排液晶及雙排背光支架的結(jié)構(gòu)形式下完成插裝器件與背光支架及液晶插裝一個層面的設(shè)計，具體方式根據(jù)需要而定。
[0039]背光支架下方的插裝器件包括電解電容5、鋰電池6、蜂鳴器7與ESAM (嵌入式安全控制模塊)插座8。由于采用單邊背光支架與單邊液晶，可在單邊背光支架與單邊液晶敞開的一側(cè)下方設(shè)置插裝器件，通過將該類插裝器件先一步的插裝固定于單邊背光支架3的下方可有效的利用電路板上的位置空間，將電路板上的大部分的插裝器件集中于同一面上，便于后期的焊接固定，提高工作效率，降低加工成本，保證焊接質(zhì)量。
[0040]電解電容5包括電源濾波輸入電容(2200uf/35V)、載波電源輸出電容(2200uf/16V)、以及單片機系統(tǒng)5V電源輸出電容。
[0041]其中，插裝器件的體積一般較大，通過將插裝器件固定于單邊背光支架與單邊液晶的下方，有效的節(jié)省空間占用率。
[0042]電路板2的一側(cè)還固定連接有卡座，卡座包括卡座主體9與固定于卡座主體9上的抗攻擊器件電路板10，抗攻擊器件電路板10上集成有卡口抗攻擊器件11，抗攻擊器件電路板10與電路板2間電連接固定。通過將卡口抗攻擊器件11集成于抗攻擊器件電路板10上，做到電路板的規(guī)格單一化，單相遠(yuǎn)程費控智能電能表可以通過插裝卡座轉(zhuǎn)換成單相本地費控智能電能表，可實現(xiàn)智能電能表單相遠(yuǎn)程與單相本地間的靈活轉(zhuǎn)換。在生產(chǎn)時只需生產(chǎn)單相遠(yuǎn)程費控智能電能表，降低因品種多而造成的成品庫存壓力。
[0043]其中，抗攻擊器件電路板10與電路板2可焊接固定或插裝固定。其中插裝方式可為插座線連接或排針排母插接固定等。
[0044]插座線連接方式:抗攻擊器件電路板10與電路板2間連接有引線，引線的兩端設(shè)置有插頭，抗攻擊器件電路板與電路板上均對應(yīng)的設(shè)置有插座，通過引線將卡座與電路板電氣連接固定。
[0045]排針排母連接方式:抗攻擊器件電路板10上設(shè)置有排針12，電路板2上設(shè)置有排母13，抗攻擊器件電路板10與電路板2間插接固定，完成卡座與電路板的電氣連接。在連接時，通過專用插件機完成抗攻擊器件電路板與電路板間的插裝固定?？构羝骷娐钒迳系目诳构羝骷c排針均通過波峰焊接方式固定于抗攻擊器件電路板10上，適宜批量化生產(chǎn)，效率較高。插裝速度相較以往的焊接方式連接提高效率在5倍以上，降低人工及焊接材料成本。且安裝與拆卸方便，便于維修。而且在生產(chǎn)流程中，電路板和卡座部件可以分別測試，便于電路板生產(chǎn)，在工序最后完成卡座插裝，便于電路板的周轉(zhuǎn)。
[0046]—種電能表電路板結(jié)構(gòu)的加工工藝，具體工藝流程如下:
[0047](一)、PCB 板的加工。
[0048](二)、在PCB板的背面進(jìn)行貼片焊接:將貼片兀件的引腳上粘上含有錫粉的粘貼膠，使用貼裝機將貼片元件粘貼固定于電路板上，然后加熱使錫粉融化焊接。隨著電子產(chǎn)品小型化和元器件集成化的發(fā)展，以短差、小、輕、薄為特點的表面安裝器件的應(yīng)用越來越廣泛，對其安裝主要采用表面貼裝技術(shù)進(jìn)行自動安裝，即在元件的引腳上粘上特制的含錫粉的粘貼膠，使用貼裝機將器件粘貼在電路板上，然后加熱使錫粉熔化焊接。
[0049](三)、正面插裝固定:將電路板正面上分布的插裝器件與原設(shè)定分布于電路板背面上的插裝器件中的一部分插裝固定于電路板正面上，其中，該部分插裝器件如:電解電容、鋰電池、蜂鳴器與ESAM插座集中插裝固定于電路板一端上。
[0050](四)、將單邊液晶安裝固定于單邊背光支架上，之后將單邊背光支架插裝固定于電路板正面上，電解電容、鋰電池、蜂鳴器與ESAM插座均位于單邊背光支架下方內(nèi)側(cè)。
[0051](五)、對電路板正面上的插裝器件進(jìn)行焊接固定。
[0052](六)、將電路板背面上的部分插裝器件插接于電路板上，后采用人工手工焊接固定。
[0053]第四步驟中采用波峰焊接固定方式。波峰焊是讓插件板的焊接面直接與高溫液態(tài)錫接觸達(dá)到焊接目的，其高溫液態(tài)錫保持一個斜面，并由特殊裝置使液態(tài)錫形成一道道類似波浪的現(xiàn)象，所以叫“波峰焊”。波峰焊接具有以下優(yōu)勢:
[0054]1、電路板接觸高溫焊錫工夫短，可以減輕電路板的翹曲變形。
[0055]2、熔焊錫的外表浮層抗氧化劑隔離空氣，只要焊錫波峰表露在空氣中，削減了氧化的時機，可以削減氧化渣帶來的焊錫浪費。
[0056]3、波峰焊機的焊料充沛活動，有利于進(jìn)步焊點質(zhì)量。
[0057]4、波峰焊機在焊錫泵的效果下，整槽熔融焊錫輪回活動，使焊料成分平均一致。
[0058]電路板上與插裝器件對應(yīng)位置處設(shè)置有插裝孔，便于插裝器件的引腳穿過。
[0059]電路板加工時還采用焊接工裝，在波峰焊接前將設(shè)置有元器件的電路板放于所述焊接工裝上，所述焊接工裝上與所述電路板上各插裝器件的引腳對應(yīng)位置處設(shè)置有通孔，所述焊接工裝還用于支撐電路板，防止焊接時的高溫變形。
[0060]本發(fā)明公開了一種電能表電路板結(jié)構(gòu)及該結(jié)構(gòu)的加工工藝，通過采用單邊背光支架與單邊液晶，可實現(xiàn)將原分布于電路板背面的大部分插裝器件盡可能的設(shè)置于單面背光支架的下方，實現(xiàn)插裝器件的插裝方向與單面背光支架及單面液晶方向一致，使得90%以上的插裝器件均位于電路板正面上，便于后續(xù)同時進(jìn)行波峰焊接固定，降低人工焊接的工作量，提高工作效率，降低加工成本，保證焊接質(zhì)量。
[0061]同時，通過將卡口抗攻擊器件集成于抗攻擊器件電路板上，并采用插接方式將抗攻擊器件電路板與電路板連接固定，保證卡座與電路板間電氣連接的穩(wěn)定性與可靠性，提高生產(chǎn)效率。
[0062]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電能表電路板結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括電路板、焊接固定于所述電路板背面上的貼片元件，插裝固定于所述電路板正面的背光支架與液晶，所述液晶固定于所述背光支架上； 所述電路板上還設(shè)置有插裝器件，所述一部分插裝器件位于所述背光支架的下方，該部分插裝器件的插裝方向與所述背光支架以及液晶的插裝方向一致。
2.如權(quán)利要求1所述的電能表電路板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述背光支架與所述液晶分別為單排引腳設(shè)計，形成單邊背光支架與單排液晶。
3.如權(quán)利要求1所述的電能表電路板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述背光支架下方的插裝器件包括電解電容、鋰電池、蜂鳴器與ESAM插座。
4.如權(quán)利要求3所述的電能表電路板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電解電容包括電源濾波輸入電容、載波電源輸出電容、以及單片機系統(tǒng)5V電源輸出電容。
5.如權(quán)利要求1所述的電能表電路板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述電路板的一側(cè)還固定連接有卡座，所述卡座包括卡座主體與固定于所述卡座主體上的抗攻擊器件電路板，所述抗攻擊器件電路板上集成有卡口抗攻擊器件，所述抗攻擊器件電路板與所述電路板間電連接固定。
6.如權(quán)利要求5所述的電能表電路板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述抗攻擊器件電路板與所述電路板焊接固定或插裝固定。
7.一種電能表電路板結(jié)構(gòu)的加工工藝，其特征在于，具體工藝流程如下: (一)、PCB板的加工； (二)、在PCB板的背面進(jìn)行貼片焊接:將貼片元件的引腳上粘上含有錫粉的粘貼膠，使用貼裝機將貼片元件粘貼固定于電路板上，然后加熱使錫粉融化焊接； (三)、正面插裝固定:將電路板正面上分布的插裝器件與原設(shè)定分布于電路板背面上的插裝器件中的一部分插裝固定于電路板正面上，其中，該部分插裝器件如:電解電容、鋰電池、蜂鳴器與ESAM插座集中插裝固定于電路板一端上； (四)、將單邊液晶安裝固定于單邊背光支架上，之后將單邊背光支架插裝固定于電路板正面上，電解電容、鋰電池、蜂鳴器與ESAM插座均位于單邊背光支架下方內(nèi)側(cè)； (五)、對電路板正面上的插裝器件進(jìn)行焊接固定； (六)、將電路板背面上的部分插裝器件插接于電路板上，后采用人工手工焊接固定。
8.如權(quán)利要求7所述的電能表電路板結(jié)構(gòu)加工工藝，其特征在于，第五步驟中采用波峰焊接固定方式。
9.如權(quán)利要求7所述的電能表電路板結(jié)構(gòu)加工工藝，其特征在于，所述電路板上與所述插裝器件對應(yīng)位置處設(shè)置有插裝孔。
10.如權(quán)利要求8所述的電能表電路板結(jié)構(gòu)加工工藝，其特征在于，電路板加工時還采用焊接工裝，在波峰焊接前將設(shè)置有元器件的電路板放于所述焊接工裝上，所述焊接工裝上與所述電路板上各插裝器件的弓I腳對應(yīng)位置處設(shè)置有通孔，所述焊接工裝還用于支撐電路板，防止焊接時的高溫變形。
【文檔編號】H05K3/34GK103517555SQ201310433171
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】郭黎光 申請人:蘇州銀河龍芯科技有限公司