專利名稱：電路組件及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路組件，包括電路板、通過(guò)絲焊被連接到電路板的至少一個(gè)電路元件、和其上安裝電路板的基板。這樣的電路組件被使用于RF技術(shù)，例如在微波發(fā)射機(jī)/接收機(jī)中，其中工作在低頻到中頻的電路元件常常被組裝在印刷電路板上，而對(duì)于工作在微波頻率的電路元件，最好是用陶瓷基片。
在低頻到中頻的電路元件與高頻電路元件之間的信號(hào)連接通過(guò)從IC制造獲知的絲焊技術(shù)制成。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在電路板與RF電路元件之間的焊接產(chǎn)生差質(zhì)量的焊接連接，具有高轉(zhuǎn)移阻抗和/或小的機(jī)械強(qiáng)度。如果包含這樣差的焊接的電路組件從開始就不工作，則這在質(zhì)量檢查期間被發(fā)現(xiàn)，以及該組件可被丟棄，或者故障必須被定位和被校正。在這樣的情形下，修理或交換被認(rèn)為是更麻煩的，因?yàn)榈湫偷乇仨毎丫S修技師指派到用戶處，以便找出故障的原因，去除相關(guān)的組件等等。
所以，本發(fā)明的目的是提供具有改進(jìn)的可靠性的電路組件和允許以良好的產(chǎn)量制造這樣的組件的方法。
該目的是分別通過(guò)具有權(quán)利要求1的特性的電路組件和具有權(quán)利要求10的特性的制造方法達(dá)到的。
上述制造方法的特征在于，在將電路板和至少一個(gè)電路元件放置在基板的傳統(tǒng)步驟與在電路元件與電路板的焊接區(qū)之間進(jìn)行至少一次絲焊的步驟之間，把可硬化的材料引入它們之間的縫隙中。縫隙是在把電路板固定于基板時(shí)引起的內(nèi)部張力產(chǎn)生的。通過(guò)固化縫隙中的材料，形成電路板與基板之間的可靠的和整體的連接。
本方法是基于這樣的觀點(diǎn)，電路板和基板通常沒(méi)有以需要的平坦度互相接觸，這樣，在焊接區(qū)下面在電路板與基板之間存在縫隙，這允許電路板在焊接工具的壓力下彎曲或震動(dòng)。在超聲焊接時(shí)，電路板可能被焊接工具施加的超聲激勵(lì)而震動(dòng)，這個(gè)問(wèn)題尤其嚴(yán)重。這可阻礙在焊接區(qū)與焊線之間形成可靠的導(dǎo)電連接。
使得焊接困難的不夠的平坦度具體地是由于電路板被固定到基板的方式造成的。具體地，如果電路板被螺釘固定到基板，它往往只在螺釘?shù)泥徑鼌^(qū)域接觸基板以及在中間區(qū)域翹離基板。按照本發(fā)明，通過(guò)至少在選擇的位置填充可硬化的材料(在一個(gè)實(shí)施例中是導(dǎo)電膠)，電路板在這些位置處被固定到基板，這樣，它既不在焊接工具的壓力下彎曲，而且在填充的材料被硬化時(shí)也不震動(dòng)。
優(yōu)選地，一方面在電路板與基板之間的毛細(xì)管力以及另一方面可硬化的材料被用來(lái)把材料引入到縫隙，材料在引入期間仍舊處在流體形式。
縫隙例如可以從電路板的邊緣處被填充。優(yōu)選地，材料通過(guò)電路板上的孔被引入，因?yàn)檫@樣的孔可以形成在電路板上希望用填充體支撐電路板的基本上任何位置處，不管它離邊緣有多遠(yuǎn)。填充體延伸到孔的邊緣給出堅(jiān)固的耐負(fù)荷的支撐。
孔的金屬化是不必要的，這樣，為實(shí)現(xiàn)它們所必須的電路板表面是最小的。
當(dāng)可硬化的材料是也用于把電路元件粘結(jié)到它上面的電路板的組裝程序中使用的粘接劑時(shí)，該方法可以容易地實(shí)行。優(yōu)選地，粘接劑用于粘結(jié)這些電路元件和引入到縫隙的應(yīng)用在電路板的自動(dòng)組裝期間的一個(gè)步驟中實(shí)行。
如果填充體位于以這種方式固定的焊接區(qū)附近，則這是特別有效的。優(yōu)選地，至少兩個(gè)填充體被提供在焊接區(qū)的不同側(cè)。
通過(guò)參照附圖從實(shí)施例的以后的說(shuō)明作為例子將明白本發(fā)明另外的特性和優(yōu)點(diǎn)。


圖1是按照本發(fā)明的電路組件的立體等角圖；以及圖2A到2D是在組件的各個(gè)制造階段時(shí)沿圖1的線II-II的圖1的電路組件的截面。
圖1的立體圖所顯示的組件包括金屬的基板1，在其上藉助于螺釘3安裝印刷電路板2。某些SMD元件4和連接器5作為被安裝在電路板2上的元件的例子被顯示。
在電路板2的缺口6中，兩個(gè)RF電路元件7通過(guò)粘結(jié)直接安裝在基板1上。在缺口6的邊緣，靠近RF電路元件7處，幾個(gè)焊接區(qū)8被形成在電路板2上，焊線9從焊接區(qū)延伸到電路元件7的相應(yīng)的焊接區(qū)10。在兩側(cè)，電路板2的焊接區(qū)8被孔11包圍，該孔11沒(méi)有被金屬化和不接觸電路板2的任何導(dǎo)體?？?1被填充以相同的導(dǎo)電膠，它被使用來(lái)粘接RF電路元件7到基板1。為了能夠按壓焊接區(qū)8密切頂住基板1，某些螺釘3被布置在靠近焊接區(qū)8處，例如，在兩組焊接區(qū)8之間和/或在一組焊接區(qū)8的與缺口6相反的一側(cè)。
圖2A藉助于沿圖1的線II-II的局部截面圖顯示圖1的電路組件的制造過(guò)程的第一階段。在這個(gè)階段，電路板2被松弛地放置在基板1上。由于基板1與電路板2的兩個(gè)面對(duì)的表面決不是理想的平面，在二者之間存在窄的縫隙。截面圖顯示兩個(gè)孔11以及在它們之間在電路板2的上側(cè)的三個(gè)焊接區(qū)8。
圖2B顯示在藉助于螺釘3把電路板固定在接地板1的階段與圖2A相同的截面。螺釘3的頭在電路板2上局部施加高的壓力，這使得電路板2在螺釘3的附近區(qū)域接觸基板1，電路板2局部翹曲，這樣，在離螺釘較大的距離處，縫隙12甚至變得更寬。如果打算把焊線通過(guò)超聲焊接到焊接區(qū)8，則必須按壓電路板2使之在焊接區(qū)8的位置平坦地頂住基板1，以便防止它在超聲的影響下震動(dòng)。然而，這樣的壓力不能通過(guò)使用焊接工具被加上，因?yàn)檫@會(huì)造成焊線在焊接區(qū)8的表面處斷裂，這樣，不產(chǎn)生抗應(yīng)力的接點(diǎn)。
圖2C顯示在通過(guò)配料器的尖13用粘接劑14填充孔11后相同的截面。通過(guò)毛細(xì)管作用，粘接劑從孔11橫向進(jìn)到縫隙12以及部分地填充它。在硬化后，即，固化粘接劑14后，電路板2通過(guò)粘接劑被可靠地支撐在基板1上。沒(méi)有被粘接劑直接支撐的電路板區(qū)域，諸如圖2C上的中央焊接區(qū)8，至少被做成足夠剛性的，它們不再顯著地震動(dòng)。
焊線可以重復(fù)地并以良好的質(zhì)量被接觸，如圖2D所示。
也用于把元件4或5固定在電路板2的相同的導(dǎo)電膠被使用于把電路板2支撐在基板1上不是必須的。如果在電路板2和基板1的底側(cè)的導(dǎo)電接地層在足夠大的區(qū)域處以低阻抗接觸，則有可能使用便宜的電絕緣膠。也有可能把代替粘接劑的焊料注入到孔11。
權(quán)利要求
1.電路組件，包括電路板(2)、通過(guò)絲焊被連接到電路板(2)的至少一個(gè)電路元件(7)、和其上固定電路板(2)的基板(1)，其特征在于，在基板(1)與被固定在其上的電路板(2)之間的縫隙(12)至少局部地用在縫隙(12)中硬化的材料的填充體(14)填充。
2.按照權(quán)利要求1的電路組件，其特征在于，填充體(14)位于電路板(2)上的孔(11)中。
3.按照權(quán)利要求1的電路組件，其特征在于，填充體(14)接合孔(11)。
4.按照權(quán)利要求2號(hào)3的電路組件，其特征在于，填充體(14)延伸到孔(11)的邊緣以外的縫隙(12)中。
5.按照任何前述權(quán)利要求的電路組件，其特征在于，孔(11)未進(jìn)行金屬化。
6.按照任何前述權(quán)利要求的電路組件，其特征在于，硬化的材料是粘接劑。
7.按照權(quán)利要求6的電路組件，其特征在于，粘接劑是導(dǎo)電的。
8.按照任何前述權(quán)利要求的電路組件，其特征在于，至少一個(gè)填充體(14)位于至少一個(gè)焊接區(qū)(8)旁邊。
9.按照權(quán)利要求8的電路組件，其特征在于，至少兩個(gè)填充體(14)位于焊接區(qū)(8)的不同側(cè)。
10.用于制造電路組件的方法，包括以下步驟a)把電路板(2)和至少一個(gè)電路元件(7)固定在基板(1)上，b)在電路元件(7)與電路板(2)的焊接區(qū)(8)之間施加至少一條焊線(9)，以及其特征在于，在步驟a)與b)之間，可硬化的材料被引入到在電路板(2)與基板(1)之間的縫隙中，以及在縫隙(12)中硬化。
11.按照權(quán)利要求10的方法，其特征在于，借助毛細(xì)管力把可硬化的材料引入到縫隙(12)中。
12.按照權(quán)利要求10或11的方法，其特征在于，把可硬化的材料通過(guò)電路板(2)上的孔(11)引入到縫隙(12)。
13.按照權(quán)利要求10，11或12的任一項(xiàng)的方法，其特征在于，可硬化的材料是粘接劑，它也被用于把元件(4，5，7)粘結(jié)到電路板(2)和/或基板(1)，以及粘接劑被引入到縫隙(12)中，以及在同一個(gè)步驟被加到電路板(2)和/或基板(1)，用于粘結(jié)元件(4，5，7)。
14.按照權(quán)利要求10到13的方法，其特征在于，焊線(9)通過(guò)超聲焊接安裝。
全文摘要
電路組件，包括電路板(2)、通過(guò)絲焊被連接到電路板(2)的至少一個(gè)電路元件(7)、和其上固定電路板(2)的基板(1)。在基板(1)與被固定在其上的電路板(2)之間的縫隙(12)至少局部地用在縫隙(12)中硬化的材料制成的填充體(14)填充。
文檔編號(hào)H05K1/02GK1810066SQ200480017125
公開日2006年7月26日 申請(qǐng)日期2004年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月18日
發(fā)明者R·施米特, W·康拉特, K·肖爾, H·施梅爾赫爾 申請(qǐng)人:馬科尼通訊股份有限公司