电路板焊垫结构及其制造方法

文档序号:8144427阅读:213来源:国知局
专利名称:电路板焊垫结构及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种电路板结构及其制造方法,特别涉及一种应用于 电路板的焊垫的结构及其制造方法。
背景技术
随着集成电路制作技术的进步,电子元件的设计与制作持续朝着
细微化的趋势发展,且由于其具备更大规模、高集成度的电子线路, 因此其产品功能亦更加完整。
但是,传统利用插入式组装技术(Pin Through Hole Technology, PTHT)进行接置的电子元件,由于尺寸无法进一步縮小,
因而占用电路板大量的空间,再加上插入式组装技术需要对应每个电 子元件的每支接脚位置而于电路板上实施钻孔,工序复杂,且该电子 元件接脚实际占用电路板两面的空间,影响其它电子元件与该位置处 的布设及增加电子线路布局的难度。因此,现在的电子元件组装制造 过程中,大量采用表面黏着技术(Surface Mount Technology, SMT),
以有效提供电子元件组装于电路板上。
采表面黏着技术(SMT)的电子元件,由于其电性连接端(如焊垫) 是焊接至与电子元件同一面的电路板上,从而可在电路板两面可同时
都能组装电子元件,相比于现有插入式组装技术中于载电路板中实施 钻孔的方式,大幅提升电路板的空间利用率。此外,由于表面黏着技
术的电子元件体积较小,相比于现有插入式组装技术的电子元件,可 设置于电路板上的数量亦较为密集。另外,表面黏着技术的电子元件 的造价也较便宜,因此已跃升为现今印刷电路板、电路板及基板上组 装电子元件的主流。
但是,随着电子元件的体积持续细微化,表面黏着技术的应用也
产生许多问题待以解决。以较为常见的贴片式二极管或三极体的电子 元件为例,其包括有本体及多个接脚,其中该本体的对应电路板的一
侧具有一面积较大的焊接面(或焊垫),其尺寸大小一般大于3ramX3mm, 相应地,于该电路板上同样设有用以接置该电子元件且尺寸与焊接面 对应的焊垫,且该电路板上的焊垫为一整块具较大尺寸的焊锡。于利 用SMT制造方法进行焊接时,其无论是做有铅制造方法还是做无铅制
5 造方法,当电子元件的焊接面的尺寸比较大的时候(大于3mmX3mm)或 者PCB上焊垫表面不光滑(有很细微的凹面)时,进行锡膏印刷后再 经过高温(大约215 235摄氏度)回焊之后,因该电子元件与该电路 板的焊垫的焊接接触面面积过大,透气性效果不佳,即焊接接触面于 焊接过程中所产生的气体无法有效自内部排出至外界,致使焊接接触
io 面处就会产生较大区域或较多数量的气泡。
此外,该电子元件焊垫表面的不光滑或存在于该电子元件焊垫表 面的杂质,亦会造成于前述高温回焊制造方法后,于该焊接接触面处 产生较大区域或较多数量的气泡。
再者,若该悍膏为无铅焊膏或高锡比例的焊膏,则因无铅或低铅
15 制造方法中的回焊温度较前述的温度为高(大约240 260摄氏度),且 因无铅或低铅焊膏的流动性与含铅或高铅的焊膏相对较低,气体受热 膨胀更大且更不易排出,故导致上述的气泡问题更加严重。
承前所述,该些所产生的气泡将会直接影响到电子元件与电路板 之间的黏着牢固度及与电路板间信号的导通接触面积,影响系统的稳
20 定性和产品质量,且若该电路板长期处于较高的工作温度环境下,前 述的气泡容易导致零件老化及/或脱落。另外,前述电子元件的焊接面 的尺寸及电路板上对应的焊垫的尺寸越大时,则二者的焊接接触面亦 越大,造成后续焊接过程中产生气泡的几率越大,且由该产生的气泡 所引起的电路板缺陷程度亦会越严重,电路板的电子元件的质量亦会
25 越差。
因此,如何克服上述现有技术的缺陷,进而提供一种得以解决上 述现有技术缺点的电路板焊垫结构,从而于不增加电路板的制造复杂 度及成本的前提下,即可提高其透气性避免产生气泡,进而提高电子 元件焊接至电路板的牢固度,同时增强电子元件的信号导通性及改善 30 信号传输效率,提升电路板的稳定性及产品质量,实为目前本领域亟 待解决的技术问题。

发明内容
为解决前述现有技术的种种缺陷,本发明提供一种电路板焊垫结 构及其制造方法,能于不增加电路板的制造复杂度及成本的前提下, 5即可提高其透气性避免产生气泡,进而提高电子元件焊接至电路板的 牢固度,同时增强电子元件的信号导通性及改善信号传输效率,提升 电路板的稳定性及产品质量。
本发明的电路板焊垫结构,主要包括芯层,设置于该芯层上的 焊垫,覆盖于该芯层与部份的焊垫上的拒焊层,其中,覆盖于部份的
10焊垫上的拒焊层将该焊垫划分为至少二个子焊垫区域。
于本发明的一种形式中,该子焊垫区域上设置有导电材料。 于本发明的一种形式中,该导电材料与电子元件电性连接,其中, 该拒焊层的高度低于该导电材料的高度。
前述本发明的电路板焊垫结构的制造方法包括以下步骤置备芯 15层;于该芯层上设置焊垫;以及于该芯层与部份的焊垫上覆盖拒焊层, 其中,覆盖于部份的焊垫上的拒焊层将该焊垫划分为至少二个子焊垫 区域。
于本发明的一种形式中,还包括于该子焊垫区域上设置导电材料。 于本发明的一种形式中,还包括令该导电材料与电子元件电性连 20 接,其中,该拒焊层的高度低于该导电材料的高度。
相比于现有的电路板焊垫结构,通过本发明的电路板焊垫结构, 当设置于该子焊垫区域上的导电材料与电子元件电性连接并执行高温 回焊时,能通过覆盖于部份的焊垫上的该拒焊层、该导电材料与该电 子元件间所形成之间隙,将该电子元件与导电材料间因高温所产生的 25 气泡导入该间隙,从而解决因气泡导致电路板与电子元件焊接牢固度 不足,而影响电子元件的稳定与质量的问题。


图la为本发明的电路板焊垫结构的剖面示意图; 30 图lb为本发明的电路板焊垫结构的俯视图;以及
图2为通过前述本发明的电路板焊垫结构电性连接电子元件的剖 面示意图;以及
图3a与图3b为本发明的电路板焊垫结构的第二实施例的应用示 意图。
附图标记说明
1电路板焊垫结构
10心层
11燥垫
12拒焊层
13子焊垫区域
14导电材料
15电子元件
16间隙
22拒焊层
23子焊垫区域
25电子元件
250焊接面
251窗口
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具体实施例方式
以下通过特定的具体实施例说明本发明的实施方式,本领域技术 人员可由本说明书所公开的的内容轻易地了解本发明的其它优点与功 效。本发明亦可通过其它不同的具体实施例加以施行或应用,本说明 书中的各项细节亦可基于不同观点与应用,在不背离本发明的精神下 25 进行各种修饰与变更。 第一实施例
请参阅图la,其为本发明的电路板焊垫结构的剖面示意图。如图 la所示,本发明的电路板焊垫结构1包括芯层10、焊垫11以及拒悍 层12。
30 该芯层10可为环氧树脂(Epoxy resin)、聚乙酰胺(Polyimide)、
氰脂(Cyanate ester)、玻璃纤维、双顺丁烯二酸酰亚胺/三氮阱(BT,
Bismaleimide triazine)或混合环氧树脂与玻璃纤维(FR5)等材料构 成。
焊垫11,设置于该芯层10上。该焊垫11的组成通常以导电性较 佳的铜(Cu)为主,以作为电路板传递信号的导线材料。该焊垫ll可例
5如为利用现有的印刷方式设置于该芯层10上。
拒焊层12,覆盖于该芯层10与部份的焊垫11上。请并同参阅图 lb,其为本发明的电路板焊垫结构的俯视图。如图lb所示,于本实施 例中,覆盖于部份的焊垫11上的拒焊层12将该焊垫11划分为四个子 焊垫区域13。该拒焊层12可由例如绿漆、黄漆、白漆、红漆或蓝漆等
io防焊漆,通过现有图案化的方式覆盖于该芯层10与部份的焊垫11上。 需补充说明,该子焊垫区域13的数量与形状结构,可视实际需求或电 子元件的焊垫结构予以图案化。
须补充说明的,于实际的电路板焊垫结构中,该焊垫ll的表面还 覆设有用以防止该焊垫11与外界空气接触而产生氧化的抗氧化层(未
15 图示)。该抗氧化层可例如为由惰性金属及/或有机膜(Organic Solderability Preservatives, OSP)构成。该惰性金属可例如为金、 银或锡等。至于该抗氧化层的覆设方式则可例如为通过现有表面涂布 等表面处理技术予以形成。由于形成于该焊垫11表面上的该抗氧化层 结构为现有技术,为避免模糊本案技术特征的所在,故不另文赘述的。
请参阅图2,其为通过前述本发明的电路板焊垫结构电性连接电子
元件的剖面示意图。如图所示,于本实施例中,该四个子焊垫区域13 上还设置有导电材料,该导电材料14可例如为具有导电效果的焊膏; 以及电子元件15,该电子元件15是通过该导电材料14与本发明的电 路板焊垫结构l电性连接。更具体地,于该电子元件15接置在该导电
材料14上时,通过高温回焊制造方法,将该电子元件15通过该导电 材料14电性的固接于本发明的电路板焊垫结构1上。
需特别说明的,当设置于该子焊垫区域13上的导电材料14与电 子元件15电性连接并执行高温回焊的过程中,能通过覆盖于部份的焊 垫11上的该拒焊层12、该导电材料14与该电子元件15间所形成的间
隙16,将该电子元件15与导电材料14间因高温所产生的气泡导入该 间隙16,从而解决因气泡导致电路板与电子元件焊接牢固度不足,而
影响电子元件的稳定与质量的问题。
此外,考虑本发明的电路板焊垫结构1于后续制造方法中,通过
导电材料14与电子元件15电性连接时的接触面积必须令电子元件15 能够稳固的通过该导电材料14接置于本发明的电路板焊垫结构1上, 5故较佳地,该覆盖于部份的焊垫11上的该拒焊层12的宽度为0. 45mm。 但是,实际上,可因本发明的电路板焊垫结构与电子元件的尺寸予以 调整。
第二实施例
请一同参阅图2、图3a与图3b,其为本发明的电路板焊垫结构的 io 第二实施例的应用示意图。如图3a所示,本实施例与第一实施例不同 之处在于该电子元件25用以与该导电材料14电性连接的焊接面250 开设有窗口 251,由于该窗口 251的周边,在高温回焊制造方法中较容 易产生气泡。故如图3b所示,于该焊垫11上相应于该窗口 251的位 置亦覆盖有该拒焊层22,以形成五个子焊垫区域23,于该拒焊层22、 15 该导电材料14与该窗口 251间形成如图2所示的能排出气泡的间隙 16。
综上所述,通过本发明的电路板焊垫结构,当设置于该子焊垫区 域上的导电材料与电子元件电性连接并执行高温回焊时,能通过覆盖 于部份的焊垫上的该拒焊层、该导电材料与该电子元件间所形成的间 20 隙,将该电子元件与导电材料间因高温所产生的气泡导入该间隙,从 而解决因气泡导致电路板与电子元件焊接牢固度不足,而影响电子元 件的稳定与质量的问题。
上述实施例仅为例示性说明本发明的原理及其功能,而非用于限
25 制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下,
对上述实施例进行修饰与变化。因此,本发明的权利保护范围,应如 前述的权利要求书所列。
权利要求
1.一种电路板焊垫结构,其特征在于,包括芯层;焊垫,设置于该芯层上;以及拒焊层,覆盖于该芯层与部份的焊垫上,其中,覆盖于部份的焊垫上的拒焊层将该焊垫划分为至少二个子焊垫区域。
2. 根据权利要求1所述的电路板焊垫结构,其特征在于,该子焊10 垫区域上设置有导电材料。
3. 根据权利要求2所述的电路板焊垫结构,其特征在于,该导电 材料与电子元件电性连接。
4.根据权利要求3所述的电路板焊垫结构,其特征在于,该拒焊层的高度低于该导电材料的高度。
5. 根据权利要求1所述的电路板焊垫结构,其特征在于,该芯层 为环氧树脂、聚乙酰胺、氰脂、玻璃纤维、双顺丁烯二酸酰亚胺/三氮阱或混合环氧树脂与玻璃纤维。
6. 根据权利要求1所述的电路板焊垫结构,其特征在于,该焊垫 与该拒焊层间还覆设有抗氧化层。
7.—种电路板焊垫结构的制造方法,其特征在于,包括以下步骤:30于该芯层上设置焊垫;以及于该芯层与部份的焊垫上覆盖拒焊层,其中,覆盖于部份的焊垫 上的拒焊层将该焊垫划分为至少二个子焊垫区域。
8.根据权利要求7所述的电路板焊垫结构的制造方法,其特征在 于,还包括于该子焊垫区域上设置导电材料。
9. 根据权利要求8所述的电路板焊垫结构的制造方法,其特征在 于,还包括令该导电材料与电子元件电性连接。
10. 根据权利要求9所述的电路板焊垫结构的制造方法,其特征 在于,该拒焊层的高度低于该导电材料的高度。
11. 根据权利要求7所述的电路板焊垫结构的制造方法,其特征 在于,该芯层为环氧树脂、聚乙酰胺、氰脂、玻璃纤维、双顺丁烯二酸酰亚胺/三氮阱或混合环氧树脂与玻璃纤维。
12. 根据权利要求7所述的电路板焊垫结构的制造方法,其特征 在于,于该芯层与部份的焊垫上覆盖拒焊层的制造方法步骤前,还包括于该焊垫上覆设抗氧化层。
全文摘要
一种电路板焊垫结构及其制造方法,其包括芯层,设置于该芯层上的焊垫,覆盖于该芯层与部份的焊垫上的拒焊层,其中,覆盖于部份的焊垫上的拒焊层将该焊垫划分为至少二个子焊垫区域。通过该电路板焊垫结构,当设置于该子焊垫区域上的导电材料与电子元件电性连接并执行高温回焊时,能通过覆盖于部份的焊垫上的该拒焊层、该导电材料与该电子元件间所形成的间隙,将该电子元件与导电材料间因高温所产生的气泡导入该间隙,从而解决因气泡导致电路板与电子元件焊接牢固度不足,而影响电子元件的稳定与质量的问题。
文档编号H05K1/00GK101198209SQ20061016338
公开日2008年6月11日 申请日期2006年12月4日 优先权日2006年12月4日
发明者曹双林, 范文纲 申请人:英业达股份有限公司
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