专利名称：堆叠式基板结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基板结构，尤指一种用于印刷电路板的堆叠式基板结构。
背景技术：
随着电子消费产品的快速发展，各种根据消费者不同需求的电子产品也跟着不断地推陈出新。为了使一般电子产品的功能更加强大，并进一步吸引消费者购买欲望，电子产品将逐渐朝轻薄短小化发展，因而所使用的印刷电路板也就朝向高密度设计布局、堆栈多层结构、微缩尺寸、不断增加功能及薄板化来设计。所以如何在印刷电路板设计过程中充分考虑到电性连接的良好性，以及确保讯号完整，不会产生电路异常或讯号传送不良，已经成为现在印刷电路板的重点。请参考图1所示，第一基板11及第二基板12上设计布局出多个电子元件13，当第一基板11及第二基板12进行堆栈时，为防止第一基板11的电子元件13与第二基板12的电子元件13产生接触而造成电路短路，此时会在第一基板11及第二基板12之间设置一框体14，框体14的形状为中空形状，以使该第一基板11及第二基板12之间具有一容置空间，让第一基板11的电子元件13与第二基板12的电子元件13容置于其中。并且框体14上下分别具有多个焊垫15，第一基板11透过焊垫15、焊锡16及框体14而与第二基板12达成电性连接。在现有的的密合式遮罩(conformal shielding)技术中，将第一基板11与框体14结合及第二基板12与框体14结合且设置封装层后(未标示封装层)，为防止后续的导电层涂布工艺时，导电物质渗透进入第一基板11与框体14之间及第二基板12与框体14之间，因此会在第一基板11与框体14之间及第二基板12与框体14之间注入绝缘的胶体17，胶体17可为环氧树脂或热固性胶体等，以使胶体17封闭焊垫15的外围及第一、第二基板11、12与框体14之间的缝隙，而达到阻绝后续的导电层涂布工艺时导电物质与焊垫15接触。然而，由于注入胶体17的工艺，需`多花几道工艺步骤，不符合经济成本，且注胶过程中需掌控注胶的进行，过程不容易控制。因此，提出能简化工艺步骤及不用注胶的工艺，将能大幅提闻生广效率。
发明内容
本发明目的在于提供一种堆叠式基板结构，使用焊垫围设于基板与框体之间，来取代现有技术的胶体，如此一来即可不需另外进行注胶的工艺，可简化工艺步骤，增加生产的效率。本发明提出一种堆叠式基板结构，包含一基板单元、一第一框体、一导电体单元及一阻挡体单元。基板单元具有一第一基板及一第二基板，第一基板及第二基板分别具有多个电子元件，第一框体位于第一基板及第二基板之间。导电体单元具有多个第一导电体及多个第二导电体，第一导电体连接第一基板及第一框体，第二导电体连接第二基板及第一框体，第一导电体则电性连接第二导电体。阻挡体单元具有一第一阻挡体及一第二阻挡体，第一阻挡体围绕多个第一导电体的外围，第二阻挡体围绕多个第二导电体的外围，且第一阻挡体通过焊锡与第一导电体密合于第一基板与第一框体之间，第二阻挡体通过焊锡与第二导电体密合于第二基板与第一框体之间。本发明使用焊锡(如含有锡、银或铜之金属合金)并通过基板上第一导电体及第二导电体，与框体上的第一导电体及第二导电体，经SMT(表面组装技术)工艺电性连接而成。本发明另提出一种堆叠式基板结构，包含一第一基板、一第一框体、多个第一导电体及一第一阻挡体，第一基板具有多个电子元件，第一框体位于第一基板的一侧，多个第一导电体连接第一基板及第一框体，第一阻挡体围绕多个第一导电体的外围，且第一阻挡体通过焊锡而密合于第一基板与第一框体之间。本发明使用焊锡(如含有锡、银或铜之金属合金)并通过基板上第一导电体，与框体上的第一导电体，经SMT工艺电性连接而成。综上所述，本发明的堆叠式基板结构由于将阻挡体设置于基板及框体之间，可充分防止在后续的导电层涂布工艺中，导电物质渗透进入基板及框体之间，可减少电路短路或异常的情况发生。另外，阻挡体及导电体可于同一工艺中制作，以取代现有技术的胶体，因此可不需另外进行注胶的工艺，可简化工艺步骤，并能大幅提高生产效率。为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
图1为现有技术的堆叠式基板结构的剖面示意图。图2为本发明的堆叠式基板结构第一实施例的分解示意图。图3为本发明的堆叠式基板结构第一实施例的剖面示意图。图4A为本发明的堆叠式基板结构的印制焊锡于第二基板的第二导电体及第二阻挡体上的剖面示意图。图4B为本发明的堆叠式基板结构的组合第一框体及第二基板之后的剖面示意图。图4C为本发明的堆叠式基板结构的印制焊锡于第一框体的第一导电体及第一阻挡体上的剖面示意图。图4D 为本发明的堆叠式基板结构的组合第一框体及第一基板之后的剖面示意图。图5为本发明的堆叠式基板结构的增加封装层的剖面示意图。图6为本发明的堆叠式基板结构的增加电磁屏蔽单元的剖面示意图。图7为本发明的堆叠式基板结构第二实施例的分解示意图。图8为本发明的堆叠式基板结构第二实施例的剖面示意图。图9为本发明的堆叠式基板结构第三实施例的分解示意图。图10为本发明的堆叠式基板结构第三实施例的剖面示意图。其中，附图标记说明如下:[现有技术]I 堆叠式基板结构11 第一基板
12第二基板13电子元件14框体15焊垫16焊锡17胶体[本发明]2堆叠式基板结构20基板单元21第一基板22第二基板23第二基板24电子元件25第一框体26第二框体27导电体单元271第一导电体272第二导电体273第三导电体28阻挡体单元281第一阻挡体282第二阻挡体283第三阻挡体29焊锡30封装层40电磁屏蔽单元
具体实施例方式[第一实施例]请参考图2及图3所示，一种堆叠式基板结构2，其包含一基板单元20、一第一框体25、一导电体单元27及一阻挡体单元28。首先，基板单元20具有一第一基板21及一第二基板22，如图2(a)所示即为第一基板21，图2 (c)所示即为第二基板22，第一基板21位于第二基板22的上方，第一基板21及第二基板22上分别具有多个电子元件24，第一基板21及第二基板22可为印刷电路板。其中，可于第一基板21及第二基板22之间设置一第一框体25,如图2(b)所不即为第一框体25,也就是 说,第一基板21堆栈于第一框体25的上方,第二基板22设置于第一框体25的下方，而形成迭层的结构。在本实施例中，第一框体25可为方形的形状，然而第一框体25也可为多边形或圆弧形，第一框体25的形状并不加以限定。并且，第一框体25为中空的型态，因此第一基板21与第二基板22之间会经由第一框体25而架设出一容置空间，以容置第一基板21及第二基板22的电子元件24，且第一框体25可因实际需求而设计成使第一基板21及第二基板22电性连接。导电体单兀27具有多个第一导电体271及多个第二导电体272,多个第一导电体271位于第一基板21及第一框体25之间，多个第二导电体272位于第二基板22及第一框体25之间，因此,第一导电体271电性连接第一基板21及第一框体25,第二导电体272电性连接第二基板22及第一框体25。其中，第一基板21上的第一导电体271及第二基板上的第二导电体272分别以焊锡29 (含有锡、银或铜的金属合金)与第一框体25上下两侧的第一导电体271与第二导电体272,经SMT (表面组装技术)工艺电性连接而成,第一导电体271及第二导电体272例如可为焊垫。另外，由于第一框体25具有导电及讯号传输的性质，以使得第一导电体271电性连接第二导电体272。因此，当电路讯号从第一基板21传输出来，透过第一导电体271到达第一框体25,再经由第一框体25将电路讯号传输至第二导电体272,最后由第二导电体272将电路讯号传输至第二基板22上。然而,也可为另一种方向的电路讯号传输方式,亦即电路讯号可从第二基板22传输出来,再依序通过第二导电体272、第一框体25及第一导电体271而到达第一基板21。除此之外，第一框体25也可具有电路设计的功能，以使得第一框体25可同时具有电路讯号传输及电路设计的效果，然而第一框体25的功能不加以限定。阻挡体单元28具有第一阻挡体281及第二阻挡体282，本发明第一阻挡体281及第二阻挡体282为环绕框体与基板四周连续型态的焊垫。第一阻挡体281围绕在多个第一导电体271的外围，且第一阻挡体281通过焊锡29密合于第一基板21与第一框体25之间。第二阻挡体282围绕在多个第二导电体272的外围，且第二阻挡体282通过焊锡29密合于第二基板22与第一框体25之间。通过第一阻挡体281及第二阻挡体282与焊锡29的结合，可使得第一基板21及第二基板22 与第一框体25之间呈现为封闭的状态，以阻绝其它物质渗透进入。堆叠式基板结构2的制造方式，首先，请再参考图2所示，将第一导电体271及第一阻挡体281形成于第一基板21的下侧面，且第一导电体271及第一阻挡体281亦形成于第一框体25的上侧面。以及，将第二导电体272及第二阻挡体282形成于第一框体25的下侧面(图未标示)，第二导电体272及第二阻挡体282亦形成于第二基板22的上侧面。其中，形成上述导电体及阻挡体的方式，是分别于基板或框体的周边位置上印制焊锡29，焊锡29位于基板及框体上的位置相互对应，再将上述第一及第二导电体271、272与第一及第二阻挡体281、282接合于焊锡29上，因此第一及第二导电体271、272的位置可分别相互对应，第一及第二阻挡体281、282的位置也可分别相互对应，之后经由回焊(Reflow)工艺使得焊锡29形成固态，即可将导电体与阻挡体固定于基板及框体的预定位置上。接下来，印制焊锡29与组装基板及框体的方式可参考下列所述，然而印制焊锡29与组装基板及框体的方式不以下列所述为限。请参考图4A所示，可先在第二基板22上的第二导电体272的表面及第二阻挡体282的表面印制焊锡29。接下来，如图4B所示，将第二基板22及第一框体25进行堆栈，让第二导电体272及第二阻挡体282分别透过焊锡29接合。之后，进行回焊工艺，亦即将其置入高温炉(例如可为IR炉)内加热，以温度范围150°C至300°C之间，较佳温度为230°C进行回焊工艺，而后再冷却至室温。透过回焊工艺及冷却至室温后，可使得焊锡29形成为固态，以使第二导电体272透过焊锡29达成连接第二基板22及第一框体25，以及第二阻挡体282透过焊锡29达成密合于第二基板22及第一框体25之间。请参考图4C所示，接下来，可于第一框体25上的第一导电体271的表面及第一阻挡体281的表面印制焊锡29。再来，请参考图4D所示，将第一基板21及第一框体25进行堆栈，让第一导电体271及第一阻挡体281分别透过焊锡29接合。之后，透过回焊工艺及冷却至室温后，可使得焊锡29形成为固态，以使第一导电体271通过焊锡29连接第一基板21及第一框体25，以及第一阻挡体281通过焊锡29密合于第一基板21及第一框体25之间。然而，亦可改变顺序，依序为先印制焊锡29于第一基板21上的第一导电体271及第一阻挡体281，再堆栈第一基板21及第一框体25并进行回焊工艺，接下来进行印制焊锡29于第一框体25上的第二导电体272及第二阻挡体282,之后堆栈第二基板22及第一框体25并进行回焊工艺，然而其顺序并不加以限定。由第一实施例可得知，举凡于印刷电路板上的基板与框体之间使用阻挡体，以防止后续导电层涂布工艺 中的导电物质渗透进入，皆为第一实施例的延伸，然而并不限定基板及框体的数量，亦不限定基板及框体位于印刷电路板的相对位置。除此之外，如图5所示，更可在第一基板21上设置一封装层30以保护第一基板21及电子元件24，封装层30可为不同种类的封装材料，例如:热固性胶体或环氧树脂等。之后，如图6所示，可设置电磁屏蔽单元40于封装层30的外表面及堆叠式基板结构2的侧表面，其中电磁屏蔽单元40为导电物质，其可通过溅镀、化学镀膜、电镀、气相沉积或涂布的工艺而形成，其可以达到电磁屏蔽的效果。[第二实施例]请参考图7及图8所示，第二实施例的堆叠式基板结构2可由第一实施例延伸而出，亦即可于第一实施例的结构再继续堆栈一层基板及框体，所以第二基板22的下方可再设置一第二框体26及一第三基板23，以使得堆叠式基板结构2为三层基板及二个框体所堆栈而成。如图7(a)所示即为第一基板，图7(b)所示即为第一框体，图7(c)所示即为第二基板，图7(d)所示即为第二框体，图7(e)所示即为第三基板。更进一步地说，可在第二基板22的下侧面设置第二导电体272及焊锡29连接第二框体26，第二框体26再通过第三导电体273及焊锡29连接第三基板23，而形成迭层的结构。其中，在第二基板22及第二框体26之间设置第二阻挡体282及焊锡29，其围绕在多个第二导电体272的外围，第二框体26及第三基板23之间设置第三阻挡体283及焊锡29，其围绕在多个第三导电体273的外围，以使第二实施例的堆叠式基板结构2的基板与框体之间皆有阻挡体以阻绝其它物体渗入。本实施例中第三阻挡体283为环绕基板与框体四周连续型态的焊垫。其中，第二实施例的堆叠式基板结构2的制造方式可参考第一实施例，亦即可将第一导电体271、第二导电体272及第三导电体273分别设置于框体及基板上，且第一阻挡体281、第二阻挡体282及第三阻挡体283分别设置于框体及基板上。再通过选择性地于第一导电体271的表面、第二导电体272的表面及第三导电体273的表面印制焊锡29，以及选择性地于第一阻挡体281的表面、第二阻挡体282的表面及第三阻挡体283的表面印制焊锡29，之后进行堆栈第一基板21、第二基板22及第三基板23，然而其堆栈顺序并不加以限定。接下来通过回焊工艺之后冷却至室温使得焊锡29形成固态，以使第一导电体271、第二导电体272及第三导电体273通过焊锡29分别连接基板及框体，第一阻挡体281、第二阻挡体282及第三阻挡体283则分别围绕在多个第一导电体271、多个第二导电体272及多个第三导电体273的外围，并通过焊锡29密合于基板及框体之间。因此，可由第二实施例延伸而出其它实施例，亦即可于第三基板23再继续堆栈至少一个以上的基板及框体，以形成堆栈四层以上基板的堆叠式基板结构2，并且堆栈基板的数量可视需求来决定，并不予以限定。之后，更可在第一基板21上设置一封装层30以保护第一基板21及第三基板23，封装层30可为不同种类的封装材料，例如:热固性胶体或环氧树脂等。并且可再设置电磁屏蔽单元40于封装层30的外表面及堆叠式基板结构2的侧表面，其中电磁屏蔽单元40为导电物质，其可透过溅镀、化学镀膜、电镀、气相沉积或涂布的工艺而形成，其可以达到电磁屏蔽的效果。[第三实施例]请参考图9及图10所示，第三实施例的堆叠式基板结构2包含一第一基板21、一第一框体25、多个第一导电体271及一第一阻挡体281。如图9(a)所不为第一基板，图9(b)所不为第一框体。首先，第一基板21可为印刷电路板,第一框体25位于第一基板21的一侦牝第一框体25可为中空形状，故能容置第一基板21的电子元件24，且第一框体25可具有导电及讯号传输的性质。其中，多个第一导电体271连接第一基板21及第一框体25,第一导电体271通过焊锡29 (含有锡、银或 铜的金属合金)与第一框体25上的第一导电体271，经SMT工艺电性连接而成，第一导电体271可为焊垫。另外，第一阻挡体281则围绕在多个第一导电体271的外围，因而第一阻挡体281是通过焊锡29密合于第一基板21及第一框体25之间，且本实施例中第一阻挡体281为环绕基板与框体四周连续型态的焊垫。第三实施例的堆叠式基板结构2的制造方式可参考第一实施例，亦即可将第一导电体271分别设置于第一基板21及第一框体25上,且第一阻挡体281分别设置于第一基板21及第一框体25上。之后，选择性地于第一导电体271的表面印制焊锡29，以及选择性地于第一阻挡体281的表面印制焊锡29，再堆栈第一基板21及第一框体25，接下来通过回焊工艺之后冷却至室温使得焊锡29形成固态，以使第一导电体271透过焊锡29连接第一基板21及第一框体25，第一阻挡体281则围绕在多个第一导电体271的外围，并且通过焊锡29密合于第一基板21及第一框体25之间。之后，更可在第一基板21上设置一封装层30以保护第一基板21及电子元件24，封装层30可为不同种类的封装材料，例如:热固性胶体或环氧树脂等。并且可再设置电磁屏蔽单元40于封装层30的外表面及堆叠式基板结构2的侧表面，其中电磁屏蔽单元40为导电物质，其可透过溅镀、化学镀膜、电镀、气相沉积或涂布的工艺而形成，其可以达到电磁屏蔽的效果。综上所述，本发明具有下列优点:1、本发明的堆叠式基板结构由于将阻挡体设置于基板及框体之间，可充分防止在后续的导电层涂布工艺中，导电物质渗透进入基板及框体之间，可减少电路短路或异常的情况发生。2、本发明由于将阻挡体及导电体可于同一工艺中制作，取代现有技术的胶体，因此可不需另外进行注胶的工艺，可简化工艺步骤，并能大幅提高生产效率。 以上所述仅为本发明的较佳实施例，非意欲局限本发明的专利保护范围，故举凡运用本发明说 明书及附图内容所为的等效变化，均同理皆包含于本发明的权利保护范围内。
权利要求
1.一种堆叠式基板结构，其特征在于，包含: 一基板单元，具有一第一基板及一第二基板，该第一基板及该第二基板分别具有多个电子元件； 一第一框体，位于该第一基板及该第二基板之间； 一导电体单元，具有多个通过焊锡而达成连接该第一基板及该第一框体的第一导电体与多个通过焊锡而达成连接该第二基板及该第一框体的第二导电体，该多个第一导电体分别电性连接该多个第二导电体；以及 一阻挡体单元，具有一围绕该多个第一导电体的第一阻挡体及一围绕该多个第二导电体的第二阻挡体，且该第一阻挡体通过焊锡而密合于该第一基板与该第一框体之间，该第二阻挡体通过焊锡而密合于该第二基板与该第一框体之间。
2.如权利要求1所述的堆叠式基板结构，其特征在于，该第一基板及该第二基板为印刷电路板，该多个第一导电体及该多个第二导电体为焊垫，该第一阻挡体及该第二阻挡体为环绕框体与基板四周连续型态的焊垫。
3.如权利要求1所述的堆叠式基板结构，其特征在于，该第一框体为中空形状，以容置该第一基板及该第二基板的该多个电子元件，且该第一框体为具有电性连接及讯号传输的结构。
4.如权利要求1所述的堆叠式基板结构，其特征在于，该多个第一导电体及该多个第二导电体分别是通过回焊工艺的焊锡达成连接，该第一阻挡体及该第二阻挡体分别是通过回焊工艺的焊锡达成连接。
5.如权利要求1所述的堆叠式基板结构，其特征在于，还包含: 一设置于该第一基板上的 封装层；以及 一设置于该封装层的外表面及该堆叠式基板结构的侧表面的电磁屏蔽单兀。
6.一种堆叠式基板结构，其特征在于，包含: 一第一基板，具有多个电子元件； 一第一框体，位于该第一基板的一侧； 多个第一导电体，通过焊锡而达成连接该第一基板及该第一框体；以及 一第一阻挡体，围绕该多个第一导电体，且该第一阻挡体通过焊锡而密合于该第一基板与该第一框体之间。
7.如权利要求6所述的堆叠式基板结构，其特征在于，该第一基板为印刷电路板，该多个第一导电体为焊垫，该第一阻挡体为环绕框体与基板四周连续型态的焊垫。
8.如权利要求6所述的堆叠式基板结构，其特征在于，该第一框体为中空形状，以容置该第一基板的该些电子元件，且该第一框体为具有电性连接及讯号传输的结构。
9.如权利要求6所述的堆叠式基板结构，其特征在于，该多个第一导电体分别是通过回焊工艺的焊锡达成连接，该第一阻挡体是通过回焊工艺的焊锡达成连接。
10.如权利要求6所述的堆叠式基板结构，其特征在于，还包含: 一设置于该第一基板上的封装层；以及 一设置于该封装层的外表面及该堆叠式基板结构的侧表面的电磁屏蔽单兀。
全文摘要
本发明提出一种堆叠式基板结构，包含一基板单元、一第一框体、一导电体单元及一阻挡体单元。基板单元具有一第一基板及一第二基板，第一框体位于第一基板及第二基板之间，导电体单元具有多个第一导电体及多个第二导电体，多个第一导电体分别通过焊锡而达成连接第一基板及第一框体，多个第二导电体分别通过焊锡而达成连接第二基板及第一框体，第一导电体则电性连接第二导电体。阻挡体单元具有一第一阻挡体及一第二阻挡体，第一阻挡体围绕多个第一导电体的外围，第二阻挡体围绕多个第二导电体的外围，且第一阻挡体通过焊锡而密合于第一基板与第一框体之间，第二阻挡体通过焊锡而密合于第二基板与第一框体之间。
文档编号H05K5/06GK103249273SQ20121002808
公开日2013年8月14日 申请日期2012年2月8日 优先权日2012年2月8日
发明者郑宗荣 申请人:环旭电子股份有限公司, 环鸿科技股份有限公司