一种焊盘结构、PCB电路板及环形天线的制作方法

一种焊盘结构、pcb电路板及环形天线
技术领域
1.本实用新型涉及电子产品的设计及加工技术领域，具体涉及一种焊盘结构、pcb电路板及环形天线。


背景技术：

2.随着电子技术的发展，越来越多的电子电路采用表面贴装技术，器件的焊盘固定在基材上，表面贴装器件一般在其引脚处通过焊接金属与焊盘固定连接，以此实现将表面贴装器件在基材上进行固定。一般而言，微小的表面贴装器件能够通过焊盘在基材上牢固固定，但是对于较大的表面贴装器件而言，当安装有较大表面贴装器件的产品跌落时，往往发生较大表面贴装器件脱落的问题。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于解决较大表面贴装器件与基材之间的连接不牢固的问题。
4.本实用新型提供一种焊盘结构，能够使表面贴装器件与基材之间的连接更稳固。
5.为解决上述技术问题，本实用新型的实施方式提供一种焊盘结构，用于将表面贴装器件的引脚焊接在基材上，焊盘结构包括焊盘和设置于焊盘下方用以支承焊盘的基材部分，其中，焊盘设于表面贴装器件的引脚的下方，焊盘和基材部分上设有过孔，过孔设置于表面贴装器件的引脚的安装位置的正下方和其边沿下方，过孔的上方设有焊接金属，焊接金属之间留有空隙。
6.采用上述技术方案，预设在焊盘之上的焊接金属在焊接时能够流入过孔中，从而将表面贴装器件的引脚稳固于焊盘结构，同时焊接金属还能将焊盘稳固于基材。
7.进一步地，过孔设置有多个，多个过孔呈阵列式排布。
8.进一步地，当表面贴装器件的引脚为圆形时，过孔以表面贴装器件的引脚的圆心在焊盘上的投影为中心呈放射状排布；或者，当表面贴装器件的引脚为矩形时，过孔呈矩形或菱形排布。
9.进一步地，表面贴装器件的引脚正下方的焊接金属的表面积小于表面贴装器件的引脚边沿下方的焊接金属的表面积。
10.进一步地，过孔的数量n按以下公式计算：n＝(1/m)
·
(s/r)；其中，s为表面贴装器件的引脚面积，单位为平方毫米(mm2)；r为过孔的直径，单位为毫米(mm)；m为调整系数，取值范围为3～12，n取整数值。
11.进一步地，m的取值为7。
12.进一步地，过孔的孔径大于0.3mm。
13.进一步地，过孔的孔径为0.5mm时，过孔之间的间距为2.5mm2～4mm2。
14.进一步地，过孔为通孔式过孔。
15.进一步地，过孔为双面非塞孔式或过孔在非焊接面设有阻焊层。
16.本实用新型的实施方式还提供一种pcb电路板，包括上述焊盘结构。
17.本实用新型的实施方式还提供一种环形天线，包括上述pcb电路板，环形天线两端各具有一个引脚，引脚设于焊盘结构上方，并通过焊盘结构焊接在基材上。
附图说明
18.图1是现有技术中较大的表面贴装器件从基材脱落示意图；
19.图2是本实用新型一实施例的焊盘结构的剖视图；
20.图3a、图3b、图3c、图3d是本实用新型一实施例的焊盘结构的分层俯视图；
21.图4是采用本实用新型一实施例的焊盘结构用于固定表面贴装器件后的俯视图；
22.图5是采用本实用新型一实施例的焊盘结构用于固定环形天线的剖视图；
23.上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：
[0024]1‑
基材部分，2
‑
焊盘，3
‑
表面贴装器件的引脚，4
‑
焊接金属，5
‑
过孔，51
‑
表面贴装器件引脚边沿下方的过孔，52
‑
表面贴装器件引脚正下方的过孔，6
‑
过孔焊盘，7
‑
环形天线，71
‑
环形天线引脚边沿下方的过孔，73
‑
环形天线的引脚，8
‑
焊盘结构。
具体实施方式
[0025]
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。虽然本实用新型的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此实用新型的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作实用新型介绍的目的是为了覆盖基于本实用新型的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本实用新型的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本实用新型也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本实用新型的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0026]
应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0027]
在本实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0028]
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。
[0029]
申请人发现，较大的器件通常采用表面贴装方式焊接固定于作为焊盘的铜箔，而铜箔是附在基材上的，在产品受到外力时，可能导致铜箔剥落引起较大器件脱落。
[0030]
图1是现有技术中较大的表面贴装器件从基材脱落示意图。如图1所示，焊盘2是表面贴装装配的基本构成单元，用于构成基材1上的焊盘图案。现有技术中焊盘2通过表面贴装方式与基材1固定，表面贴装器件的引脚3通过焊接金属4与焊盘2固定连接。但往往因较大表面贴装器件的自身重量过重，很容易将与表面贴装器件的引脚3焊接固定的焊盘2从所
附基材1上带离，导致焊盘2和表面贴装器件的脱落。
[0031]
在本实用新型提供的实施例中，基材为pcb电路板的绝缘底板。本实用新型是针对焊盘以及位于焊盘下方的基材进行改进，由于基材往往明显大于焊盘，为了更清楚地描述本实用新型提供的焊盘结构，本实用新型将位于焊盘下方的基材描述为基材部分，以示与基材整体的区别。
[0032]
图2是本实用新型一实施例的焊盘结构的剖视图。如图2所示，本实用新型一实施例提供一种焊盘结构8，用于将表面贴装器件的引脚3固定于基材上，焊盘结构8包括焊盘2和设置于焊盘2下方用以支承焊盘2的基材部分1，其中，焊盘2设于表面贴装器件的引脚3的下方，焊盘2和基材部分1上设有过孔5，过孔5设置于表面贴装器件的引脚3的安装位置的正下方和其边沿下方，过孔5的上方设有焊接金属4，焊接金属4之间留有空隙。
[0033]
当应用上述焊盘结构8将表面贴装器件的引脚3固定于基材部分1上时，预设在焊盘2之上的焊接金属4在焊接时处于熔融状态，此时可以流入过孔5中，冷凝后，不仅像现有技术那样可以在上下方向上将表面贴装器件的引脚3与焊盘2固定连接，还从左右方向上将焊盘2和基材部分1固定连接，由此实现了表面贴装器件的引脚3、焊盘2和基材部分1之间的稳固连接。
[0034]
为了方便焊接，在每个过孔5的上方设有焊接金属4。此外，各过孔5上方的焊接金属4之间可以留有空隙。焊接金属4在焊接熔化时的高温能使空气膨胀，焊接时留出的空隙使熔融的焊接金属4在流动的同时排除膨胀空气，如此，便使流动更为顺利。如果各过孔5上方的焊接金属4之间不留空隙，即各过孔5上方的焊接金属4是一个整体时，则会因热空气无法从焊接金属4中排除而导致表面贴装器件的引脚3发生引脚飘移的后果。
[0035]
在本实施例中，过孔5可以设置于表面贴装器件的引脚3的安装位置的正下方(如表面贴装器件引脚正下方的过孔52所示)和其边沿下方(如表面贴装器件引脚边沿下方的过孔51所示)。相对于其它位置的过孔5，在焊接后，形成在表面贴装器件的引脚3正下方的过孔52使得流进其内并凝固的焊接金属4与位于表面贴装器件的引脚3和焊盘2之间的焊接金属4形成一整体，因此连接更稳固。形成在表面贴装器件的引脚3边沿下方的过孔51不仅可以与位于表面贴装器件的引脚3和焊盘2之间的焊接金属4形成一整体，还可以与堆积在表面贴装器件的引脚3侧边的焊接金属块4形成较大的接触，形成更为稳固的连接。
[0036]
此外，过孔5也可以设置多个，多个过孔5相互间隔、有序排列，呈阵列式排布。其中，阵列式排布应当理解为多个过孔5之间形成了规则的平面几何图形，比如圆形、矩形、菱形等。表面贴装器件的引脚3的焊盘2下加的过孔5的排布还可根据表面贴装器件的引脚3的形状设计。具体而言，如果表面贴装器件的引脚3为圆形，则表面贴装器件的引脚3的下方所设置的过孔5(即表面贴装器件引脚正下方的过孔52)可以表面贴装器件的引脚3的圆心在焊盘2上的投影为中心呈现放射状分布；如果表面贴装器件的引脚3的形状为矩形，则表面贴装器件的引脚3下方所设置的过孔5(即表面贴装器件引脚正下方的过孔52)的排列可呈现规则的矩形或菱形，或其他规则的平面几何图形。在表面贴装器件的引脚3的边沿可错开一定的间距设置过孔5，即表面贴装器件引脚边沿下方的过孔51可错开一定的间距进行设置。这样的规则排布更利于加工，而且有利于对表面贴装器件的引脚3形成均匀的附着力。本领域技术人员可以根据实际需要进行合理的选择和设置。
[0037]
图3a、图3b、图3c、图3d是本实用新型一实施例的焊盘结构的分层俯视图。其中图
3a仅显示基材部分1，图3b在图3a的基础上增加了焊盘2，图3c在图3b的基础上增加了固态的焊接金属4，图3d在图3c的基础上增加了表面贴装器件的引脚3。
[0038]
如图3a、图3b、图3c、图3d所示，在本实用新型的实施例中，表面贴装器件的引脚3正下方的焊接金属4的表面积小于表面贴装器件的引脚3边沿下方的焊接金属4的表面积。即，表面贴装器件引脚正下方的过孔52上方的焊接金属4的表面积小于表面贴装器件引脚边沿下方的过孔51上方的焊接金属4的表面积。在焊接热熔时，设于表面贴装器件引脚正下方的过孔52上方的焊接金属4和设于表面贴装器件引脚边沿下方的过孔51上方的焊接金属4均被熔化，表面贴装器件引脚正下方的过孔52上方的焊接金属4会与设于表面贴装器件引脚边沿下方的过孔51上方的焊接金属4熔为一体，将表面贴装器件引脚正下方的过孔52上方的焊接金属4的表面积设置为更小，便于焊接金属4从表面贴装器件引脚3边沿部向表面贴装器件引脚3正下方流动，即，便于焊接金属4从表面贴装器件引脚3的边沿部向中心部流动，用于防止焊接金属4热焊熔为一体时溢出焊盘2。这样的设计是为了给焊接金属4在熔融状态时留出更多的流动空间，避免对稳固焊接没有帮助的焊接金属4的堆积。焊接后的示意图如图4所示。
[0039]
此外，通过钢网开窗，在焊盘2上设置焊接金属4时，尽量加大有过孔5处的钢网开窗，即，在有过孔5处的焊盘2上，增加焊接金属4的预设量，避免焊接金属4流入过孔5进行焊接时，所引起的焊接金属4不足的情况。
[0040]
在本实用新型的实施例中，过孔的数量n可以按照公式计算得出：n＝(1/m)
·
(s/r)；其中，s为所述表面贴装器件的引脚面积，单位为平方毫米(mm2)；r为所述过孔的直径，单位为毫米(mm)；m为调整系数，取值范围为3～12，当大器件的质量较大，需要设置更多的过孔时，可以减小m的取值，当大器件的质量较小，需要设置更少的过孔时，可以增大m的取值。一般情形下建议取中值即m＝7计算过孔的数量。n取整数值，具体而言，n通过四舍五入取整数值。
[0041]
在将环形天线7通过焊盘结构8固定于基材1的实施例中，环形天线的引脚73面积s为21mm2；环形天线引脚边沿下方的过孔71的直径r为0.5mm；调整系数m的取值为7；通过计算过孔的数量的公式：n＝(1/m)
·
(s/r)，得出n＝(1/7)
·
(21/0.5)，所以n为6，即环形天线的引脚73下方设有6个过孔5。
[0042]
在本实用新型的实施例中，过孔5为通孔式过孔，此通孔式过孔为双面非塞孔。在另一实施例中，通孔式过孔也可以在非焊接面盖油，也即，通孔式过孔在单侧非焊接面设有阻焊层，即其非焊接面阻焊不开窗。具体地，此通孔式过孔单侧设有阻焊层，即此通孔式过孔在底层单侧非焊接面使用绿油盖孔，这样可以减少漏过基材1的焊接金属4的量。
[0043]
过孔5的孔径大于0.3mm。通常的焊接金属4为锡膏，大于0.3mm的孔径有利于熔融状态的焊接金属4克服表面张力顺利流入过孔5。当过孔5的孔径为0.5mm时，过孔5之间的间距为2.5mm2～4mm2，以防止过孔5设置过密。可以根据表面贴装元器件的引脚3的尺寸设置相应数量的过孔5，以满足表面贴装元器件的引脚3在焊盘2和基材1上的稳固固定。
[0044]
本实用新型的实施方式还提供一种pcb电路板，包括上述焊盘结构。
[0045]
如图5所示，本实用新型的实施方式还提供一种环形天线7，包括上述pcb电路板，环形天线的两端各具有一个引脚73，环形天线的引脚73设于焊盘结构8上方，并通过焊盘结构8焊接在基材1上。虽图中未示出设于引脚正下方的过孔52，但本实用新型提供的环形天
线7同前所述也可以在引脚正下方设置引脚正下方的过孔52。
[0046]
由于采用了上述焊盘结构8，本实用新型提供的pcb电路板以及环形天线7，可以避免在跌落时安装其内的较大表面贴装器件或者环形天线7基于前述原因脱落。
[0047]
虽然通过参照本实用新型的某些优选实施方式，已经对本实用新型进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本实用新型的精神和范围。