基板、电路板组件及电子设备的制作方法

文档序号:26262722发布日期:2021-08-13 16:24阅读:112来源:国知局
基板、电路板组件及电子设备的制作方法

本申请涉及电子电路技术领域,特别涉及一种基板、电路板组件及电子设备。



背景技术:

随着科技水平的快速发展,高密度小型化成为了电子产品的一大发展趋势。同时,为了在相同单位面积的基板上集成更多的部件以实现更多的产品应用方向,电子产品不断地将内部器件朝高度方向堆叠,因而目前出现了很多小面积超高度的封装形式。

现有技术中,在实际制作基板时,通常是先在绝缘板上先布置线路层,例如在绝缘板上至少附着一层图形化的导电层,并布有孔(如元件孔、紧固孔、金属化孔等),用来代替以往装置电子元器件的底盘,并实现电子元器件之间的相互连接。线路层完成后在基板的整个面上铺盖油膜层,油膜层能够起到绝缘和隔离的作用。接着对指定区域(即需要开设焊盘的区域)的油膜层进行曝光显影,去除油膜层以露出走线,最后在该露出走线的区域进行表面处理形成焊盘。

然而,上述基板在实际生产及应用过程中,容易发生焊接失效的问题,可靠性较低。



技术实现要素:

本申请实施例提供一种基板、电路板组件及电子设备,有助于改善焊接失效的问题,在一定程度上提高了焊点可靠性。

本申请实施例第一方面提供一种基板,包括:基板本体以及设置在所述基板本体上的至少一个焊盘结构;所述焊盘结构包括焊盘部,所述焊盘部上具有凸台;所述凸台在竖直方向上的投影区域位于所述焊盘部在竖直方向上的投影区域内。

本申请实施例提供的基板,通过设置该凸台,当基板与电路板通过焊料进行焊接时,能够增加基板的焊盘部与焊料的结合面积,从而能够提升焊点的可靠性,避免基板在应用过程中发生焊接失效的问题,在极大程度上提高了工艺可靠性。

在一种可能的实现方式中,所述焊盘部上具有至少两个凸台,且相邻两个所述凸台之间形成第一间隙。

这样,相邻两个凸台之间形成的第一间隙可以作为排气通道,排气通道能够有效的减少焊料与焊盘结构结合时的空洞,空洞率降低能够在很大程度上提升焊接效率,同时还能够确保焊接的可靠性。

在一种可能的实现方式中,靠近所述焊盘部边缘的所述凸台的至少一个侧壁所在的平面与所述焊盘部的位于同一侧的侧壁所在的平面之间具有预设距离;且所述预设距离大于0。

这样,在实际生产过程中,靠近焊盘部边缘的凸台的侧壁能够便于生产人员从侧壁直接观察焊料的包覆情况,方便在线检测基板的焊盘结构与焊料之间的结合状况,即可以通过观察凸台的侧壁上的焊料来判断基板的焊盘机构与焊料之间的结合状况,从而能够在很大程度上提高工作效率。

在一种可能的实现方式中,所述凸台在水平方向上的横截面为矩形;

或者,所述凸台在水平方向上的横截面为圆形。

在一种可能的实现方式中,所述凸台采用蚀刻工艺形成在所述焊盘部上;或者,所述凸台采用电镀工艺形成在所述焊盘部上;或者,所述凸台采用机械铣槽工艺形成在所述焊盘部上。

在一种可能的实现方式中,还包括:第一绝缘层;相邻两个所述焊盘结构之间具有第二间隙,所述第一绝缘层设在所述第二间隙中。第一绝缘层能够起到绝缘和隔离的作用。

在一种可能的实现方式中,所述焊盘部包括:第一焊盘部以及与所述第一焊盘部相连的第二焊盘部;所述第一绝缘层靠近所述焊盘结构中的至少部分第二焊盘部,且所述第一绝缘层覆盖至少部分所述第二焊盘部。

这样,通过在相邻两个焊盘结构之间的第二间隙中设置第一绝缘层,第一绝缘层靠近焊盘结构中的至少部分第二焊盘部,且第一绝缘层覆盖至少部分第二焊盘部,使得基板本体上设置凸台的位置以外的其它区域全部被第一绝缘层覆盖,能够避免焊盘结构与焊料接触时焊料进入相邻两个焊盘结构之间的第二间隙,从而避免影响到第一绝缘层的隔离效果。

在一种可能的实现方式中,所述第一绝缘层的厚度大于所述焊盘结构的厚度。这样,第一绝缘层可以在水平方向上起到保护焊盘结构的作用。

本申请实施例第二方面提供一种电路板组件,至少包括:电路板以及上述任一所述的基板;所述电路板包括电路板本体以及设置在所述电路板本体上的至少一个电路板焊盘;所述基板的焊盘结构与所述电路板的所述电路板焊盘通过焊料连接,以实现所述基板与所述电路板的连接;所述焊盘结构的凸台被包覆在所述焊料内。

本申请实施例提供的电路板组件,通过在电路板组件中设置上述的基板,当基板与电路板连接时,基板的焊盘结构与电路板的电路板焊盘通过焊料连接,通过在焊盘部设置凸台,凸台能够被包覆在焊料内,从而能够增加基板的焊盘部与焊料的结合面积,进而能够提升焊点的可靠性,避免基板在应用过程中发生焊接失效的问题,在极大程度上提高了工艺可靠性。

本申请实施例第三方面提供一种电子设备,该电子设备至少包括:上述所述的电路板组件。

本申请实施例提供的电子设备,通过在电子设备中设置上述的电路板组件,该电路板组件至少包括:电路板以及上述的基板,当基板与电路板连接时,基板的焊盘结构与电路板的电路板焊盘通过焊料连接,通过在焊盘部设置凸台,凸台能够被包覆在焊料内,从而能够增加基板的焊盘部与焊料的结合面积,进而能够提升焊点的可靠性,避免基板在应用过程中发生焊接失效的问题,在极大程度上提高了工艺可靠性。通过在电子设备中设置上述电路板组件,能够优化电子设备的体验效果。与此同时,也保证了电子设备中信号传输的稳定性,确保电子设备的正常工作。

结合附图,根据下文描述的实施例,示例性实施例的这些和其它方面、实施形式和优点将变得显而易见。但应了解,说明书和附图仅用于说明并且不作为对本申请实施例的限制的定义,详见随附的权利要求书。本申请实施例的其它方面和优点将在以下描述中阐述,而且部分将从描述中显而易见,或通过本申请实施例的实践得知。此外,本申请实施例的各方面和优点可以通过所附权利要求书中特别指出的手段和组合得以实现和获得。

附图说明

图1为本申请实施例提供的基板的第一种结构示意图;

图2为本申请实施例提供的基板中焊盘结构的第一种结构示意图;

图3为本申请实施例提供的基板中焊盘结构的第二种结构示意图;

图4为本申请实施例提供的基板中焊盘结构的第三种结构示意图;

图5为本申请实施例提供的基板中焊盘结构的第四种结构示意图;

图6为本申请实施例提供的基板的第二种结构示意图;

图7a为本申请实施例提供的基板的制作方法(蚀刻工艺)中在基板本体上形成焊盘结构的结构示意图;

图7b为本申请实施例提供的基板的制作方法(蚀刻工艺)中在形成有焊盘结构的基板本体上覆盖膜层的结构示意图;

图7c为本申请实施例提供的基板的制作方法(蚀刻工艺)中在膜层上设定第一曝光区域并将第一曝光区域内的膜层去除的结构示意图;

图7d为本申请实施例提供的基板的制作方法(蚀刻工艺)中将第一曝光区域正下方的焊盘部进行部分蚀刻的结构示意图;

图8a为本申请实施例提供的基板的制作方法(电镀工艺)中在基板本体上形成焊盘结构的结构示意图;

图8b为本申请实施例提供的基板的制作方法(电镀工艺)中在形成有焊盘结构的基板本体上覆盖膜层的结构示意图;

图8c为本申请实施例提供的基板的制作方法(电镀工艺)中在膜层上设定第二曝光区域,将第二曝光区域内的膜层去除的结构示意图;

图8d为本申请实施例提供的基板的制作方法(电镀工艺)中在第二曝光区域下方的焊盘部上进行电镀的结构示意图;

图9a为本申请实施例提供的基板的制作方法(机械铣槽工艺)中在基板本体上形成焊盘结构的结构示意图;

图9b为本申请实施例提供的基板的制作方法(机械铣槽工艺)中在焊盘部上设定镂空区域并采用机械铣槽工艺将第三曝光区域的焊盘部材料去除的结构示意图;

图10为本申请实施例提供的电路板组件的结构示意图。

附图标记说明:

100-电路板组件;1-基板;10-基板本体;20-焊盘结构;201-焊盘部;2011-第一焊盘部;2012-第二焊盘部;2013-镂空区域;202-凸台;2021-侧壁;203-第一间隙;l1-预设距离;30-第一绝缘层;40-第二间隙;50-膜层;501-第一曝光区域;502-第二曝光区域;2-电路板;21-电路板本体;22-电路板焊盘;23-第二绝缘层;3-焊料。

具体实施方式

本申请的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释,而非旨在限定本申请,下面将结合附图对本申请实施例的实施方式进行详细描述。

随着人们生活水平的不断提高,电子产品得到了极为快速的发展,而高密度小型化的电子产品成为了消费者的一大青睐。目前,为了实现更多的产品应用方向,一般是在相同单位面积的基板上集成更多的部件,以使电子产品不断地将内部器件朝高度方向堆叠。

现有技术中,通常是先在绝缘板上布置线路层,例如先在绝缘板上至少附着一层图形化的导电层,并布有孔(如元件孔、紧固孔、金属化孔等),用来代替以往装置电子元器件的底盘,并实现电子元器件之间的相互连接。线路层(即导电层)完成后,再在基板(即设置有线路层的绝缘板)的整个面上铺盖油墨,油墨能够起到绝缘和隔离的作用。接着对指定区域(即需要开设焊盘的区域)的油膜层进行曝光显影,去除油膜层以露出走线,最后在该露出走线的区域进行表面处理形成焊盘即可形成所需要的基板。

然而,上述基板的焊盘面积较小,在与电路板通过焊料进行焊接时,焊盘与焊料之间的结合面积较小,因而在实际生产及应用过程中,容易发生焊接失效的问题,可靠性较低。

基于此,本申请实施例提供一种基板,通过在焊盘部上设置凸台,且凸台在竖直方向上的投影区域位于焊盘部在竖直方向上的投影区域内,增大了焊盘与焊料之间的结合面积,从而解决或减轻了焊接失效的问题,在极大程度上提高了工艺可靠性。

下面对该基板的具体结构和基板的制作方法等进行介绍。

实施例一

参照图1所示,本申请实施例提供一种基板1,该基板1可以包括:基板本体10以及设置在基板本体10上的至少一个焊盘结构20,该焊盘结构20可以包括焊盘部201,焊盘部201上具有凸台202,凸台202在竖直方向上的投影区域位于焊盘部201在竖直方向上的投影区域内。通过设置该凸台202,当基板1与电路板通过焊料进行焊接时,能够增加基板1的焊盘部201与焊料的结合面积,从而能够提升焊点的可靠性,避免基板1在应用过程中发生焊接失效的问题,在极大程度上提高了工艺可靠性。

另外,在实际生产过程中,凸台202还能够便于生产人员从侧壁直接观察焊料的包覆情况,方便在线检测基板1的焊盘结构20与焊料之间的结合状况,示例性地,如图2所示,可以通过观察凸台202的侧壁2021上的焊料来判断基板1的焊盘机构与焊料之间的结合状况,能够在很大程度上提高工作效率。

在一些实施例中,参照图3和图6所示,焊盘部201上可以具有至少两个凸台202,且相邻两个凸台202之间形成第一间隙203。这样,相邻两个凸台202之间形成的第一间隙203可以作为排气通道,排气通道能够有效的减少焊料与焊盘结构20结合时的空洞,空洞率降低能够在很大程度上提升焊接效率,同时还能够确保焊接的可靠性。

进一步地,当焊盘部201上具有多个凸台202时,靠近焊盘部201边缘的凸台202的至少一个侧壁所在的平面与焊盘部201的位于同一侧的侧壁所在的平面之间可以具有预设距离l1,该预设距离l1大于0。例如,继续参照图3所示,该焊盘结构20具有四个凸台202,靠近焊盘部201边缘的凸台202的侧壁(例如图3中的侧壁2021)所在的平面与焊盘部201的位于同一侧的侧壁所在的平面之间可以具有预设距离l1,该预设距离l1大于0。

这样,在实际生产过程中,靠近焊盘部201边缘的凸台202的侧壁2021能够便于生产人员从侧壁直接观察焊料的包覆情况,方便在线检测基板1的焊盘结构20与焊料之间的结合状况,即可以通过观察凸台202的侧壁2021上的焊料来判断基板1的焊盘机构与焊料之间的结合状况,从而能够在很大程度上提高工作效率。

需要说明的是,可以是靠近焊盘部201边缘的一个凸台202的侧壁所在的平面与焊盘部201的位于同一侧的侧壁所在的平面之间具有预设距离l1,也可以是靠近焊盘部201边缘的两个凸台202的侧壁所在的平面与焊盘部201的位于同一侧的侧壁所在的平面之间具有预设距离l1,还可以是靠近焊盘部201边缘的多个凸台202的侧壁所在的平面与焊盘部201的位于同一侧的侧壁所在的平面之间具有预设距离l1,本申请实施例对此并不加以限定,具体可以根据实际应用场景的需求进行灵活设定。

而且,可以是靠近焊盘部201边缘的任意一个凸台202的其中一个侧壁所在的平面与焊盘部201的位于同一侧的侧壁所在的平面之间可以具有预设距离l1,也可以是靠近焊盘部201边缘的任意一个凸台202的其中两个侧壁所在的平面与焊盘部201的位于同一侧的侧壁所在的平面之间可以具有预设距离l1,还可以是靠近焊盘部201边缘的任意一个凸台202的多个侧壁所在的平面与焊盘部201的位于同一侧的侧壁所在的平面之间可以具有预设距离l1,本申请实施例对此并不加以限定,具体可以根据实际应用场景的需求进行灵活设定。

在本申请实施例中,凸台202的形状可以包括但不限于限于以下几种可能的实现方式:

一种可能的实现方式为:如图3所示,凸台202在水平方向上的横截面可以为矩形。

另一种可能的实现方式为:如图4所示,凸台202在水平方向上的横截面可以为圆形。

当然,在其它的一些实施例中,凸台202在水平方向上的横截面还可以为菱形,三角形,多边形等,本申请实施例对此并不加以限定,也不限于上述示例。

而且,可以理解的是,本申请实施例对凸台202的具体设置数量、具体尺寸以及排布方式也不加以限定,例如,为了进一步增大基板1的焊盘结构20与焊料之间的结合面积,可以通过减小凸台202的尺寸以使凸台202可以更加密集的设置在焊盘部201上。例如,如图5所示,凸台202设置在焊盘部201上的密集程度大于图3中所示的凸台202设置在焊盘部201上的密集程度。

参照图6所示,在本申请实施例中,该基板1还可以包括:第一绝缘层30,其中,相邻两个焊盘结构20之间具有第二间隙40,第一绝缘层30可以设在第二间隙40中,第一绝缘层30能够起到绝缘和隔离的作用。

作为一种可选的实施方式,该第一绝缘层30可以为油墨层。例如,该第一绝缘层30可以为绿漆。

在本申请实施例中,继续参照图6所示,焊盘部201可以包括:第一焊盘部2011以及与第一焊盘部2011相连的第二焊盘部2012,其中,第一绝缘层30靠近焊盘结构20中的至少部分第二焊盘部2012,且第一绝缘层30覆盖至少部分第二焊盘部2012。通过在相邻两个焊盘结构20之间的第二间隙40中设置第一绝缘层30,第一绝缘层30靠近焊盘结构20中的至少部分第二焊盘部2012,且第一绝缘层30覆盖至少部分第二焊盘部2012,使得基板本体10上设置凸台202的位置以外的其它区域全部被第一绝缘层30覆盖,能够避免焊盘结构20与焊料接触时焊料进入相邻两个焊盘结构20之间的第二间隙40,从而避免影响到第一绝缘层30的隔离效果。

在本申请实施例中,第一绝缘层30的厚度可以大于焊盘结构20的厚度。这样,第一绝缘层30可以在水平方向上起到保护焊盘结构20的作用。

以上是对基板1的结构的介绍,下面对基板1的制作方法进行介绍。

需要说明的是,在本申请实施例中,凸台202的设置方式包括但不限于以下三种可能的实现方式:

第一种可能的实现方式为:凸台202可以采用蚀刻工艺形成在焊盘部201上。蚀刻(etching)是将材料使用化学反应或物理撞击作用而移除的技术,通常蚀刻也称光化学蚀刻(photochemicaletching),指通过曝光制版、显影后,将要蚀刻区域的保护膜去除,在蚀刻时接触化学溶液,达到溶解腐蚀的作用,形成凹凸或者镂空成型的效果。

第二种可能的实现方式为:凸台202可以采用电镀工艺形成在焊盘部201上。电镀(electroplating)是指利用电解原理在某些金属表面上镀上一薄层其它金属或合金的过程,是利用电解作用使金属或其它材料制件的表面附着一层金属膜的工艺从而起到防止金属氧化(如锈蚀),提高耐磨性、导电性、反光性、抗腐蚀性(硫酸铜等)及增进美观等作用。

第三种可能的实现方式为:凸台202可以采用机械铣槽工艺形成在焊盘部201上。机械铣槽是指通过特定的刀具切削需要的槽,换句话说就是采用带有底刃刀具,切削成一个槽。

当采用蚀刻工艺将凸台202形成在焊盘部201上时,参照图7a至图7d所示,基板1的制作方法具体如下:

s101:如图7a所示,在基板本体10上形成焊盘结构20。

s102:如图7b所示,在形成有焊盘结构20的基板本体10上覆盖膜层50,且膜层50的高度大于焊盘结构20的高度。

s103:如图7c所示,曝光显影;在膜层50上设定第一曝光区域501,将第一曝光区域501内的膜层50去除。

s104:如图7d所示,将第一曝光区域501正下方的焊盘部201进行部分蚀刻,例如,采用半蚀刻工艺将第一曝光区域501正下方的焊盘部201蚀刻掉一半(参见图7d)。

s105:将剩余的所有膜层50去除,以形成如图1所示的基板1。

接着,还可以对图1中的基板1进行表面处理,即在图1中的基板1表面设置第一绝缘层30,以形成如图6所示的基板1。

当采用电镀工艺将凸台202形成在焊盘部201上时,参照图8a至图8d所示,基板1的制作方法具体如下:

s201:如图8a所示,在基板本体10上形成焊盘结构20。

s202:如图8b所示,在形成有焊盘结构20的基板本体10上覆盖膜层50,且膜层50的高度大于焊盘结构20的高度。

s203:如图8c所示,曝光显影;在膜层50上设定第二曝光区域502,将第二曝光区域502内的膜层50去除。

s204:如图8d所示,在第二曝光区域502下方的焊盘部201上进行电镀,例如,采用加法电镀工艺在第二曝光区域502下方的焊盘部201上进行电镀,以形成凸台202(参见图8d)。

s205:将剩余的所有膜层50去除,以形成如图1所示的基板1。

接着,还可以对图1中的基板1进行表面处理,即在图1中的基板1表面设置第一绝缘层30,以形成如图6所示的基板1。

当采用机械铣槽工艺将凸台202形成在焊盘部201上时,参照图9a至图9b所示,基板1的制作方法具体如下:

s301:如图9a所示,在基板本体10上形成焊盘结构20。

s302:如图9b所示,在焊盘部201上设定镂空区域2013,采用机械铣槽工艺将镂空区域2013内的焊盘部201材料去除,以形成如图1所示的基板1。

接着,还可以对图1中的基板1进行表面处理,即在图1中的基板1表面设置第一绝缘层30,以形成如图6所示的基板1。

实施例二

参照图10所示,本申请实施例提供一种电路板组件100,该电路板组件100至少包括:电路板2以及上述实施例一中的基板1,其中,电路板2包括电路板本体21以及设置在电路板本体21上的至少一个电路板焊盘22,基板1的焊盘结构20与电路板2的电路板焊盘22通过焊料3连接,以实现基板1与电路板2的连接,且焊盘结构20的凸台202被包覆在焊料3内(参见图10)。

在一种可能的实现方式中,继续参照图10所示,该电路板2还可以包括:第二绝缘层23,其中,相邻两个电路板焊盘22之间的缝隙内可以设有第二绝缘层23,第二绝缘层23能够起到绝缘和隔离的作用。

作为一种可选的实施方式,该第二绝缘层23可以为油墨层。例如,该第二绝缘层23可以为绿漆。

具体地,如图10所示,当基板1与电路板2连接时,基板1的焊盘结构20与电路板2的电路板焊盘22通过焊料3连接,通过在焊盘部201设置凸台202,凸台202能够被包覆在焊料3内(参见图10),从而能够增加基板1的焊盘部201与焊料3的结合面积,进而能够提升焊点的可靠性,避免基板1在应用过程中发生焊接失效的问题,在极大程度上提高了工艺可靠性。

实施例三

本申请实施例提供一种电子设备,该电子设备可以包括上述实施例二中的电路板组件100。

该电路板组件100至少包括:电路板2以及上述实施例一中的基板1,当基板1与电路板2连接时,基板1的焊盘结构20与电路板2的电路板焊盘22通过焊料3连接,通过在焊盘部201设置凸台202,凸台202能够被包覆在焊料3内,从而能够增加基板1的焊盘部201与焊料3的结合面积,进而能够提升焊点的可靠性,避免基板1在应用过程中发生焊接失效的问题,在极大程度上提高了工艺可靠性。

可以理解的是,该电路板组件100不仅可以用于对功率器件(例如高厚电感器件)中的焊盘进行优化,还可用于对其它电子产品(例如表贴大质量磁芯/铜柱/散热器等器件)的焊盘进行优化。

通过在电子设备中设置上述电路板组件100,能够优化电子设备的体验效果。与此同时,也保证了电子设备中信号传输的稳定性,确保电子设备的正常工作。

需要说明的是,本申请实施例提供的电子设备可以包括但不限于为手机、平板电脑、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobilepersonalcomputer,简称:umpc)、手持计算机、对讲机、上网本、po步骤s机、个人数字助理(personaldigitalassistant,简称:pda)、可穿戴设备、虚拟现实设备等具有上述电路板2的移动或固定终端。

在本申请实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

在本申请实施例或者暗示所指的装置或者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申请实施例的限制。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非是另有精确具体地规定。

本申请实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请实施例的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请实施例的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请实施例进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例各实施例技术方案的范围。

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