专利名称：电路板的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电路板，且特别是涉及一种在确保焊料不会发生桥接短路的情况下，可增加元件接脚与孔环之间焊接品质，以提升电子产品的良率的电路板。
背景技术：
随着电子产品愈来愈朝轻、薄、短、小的方向发展，装设于电子产品中的电路板以及电子元件也朝高密度、微小化的方向发展。传统上，电路板的孔环与电子元件的接脚可通过焊料彼此电连接，而传统的焊料以波焊的方式附着在孔环及孔环中的接脚上，多使用含铅锡膏做为焊料，其中又以Sn/Pb百分比63/37的焊料为主，原因是含铅锡膏具较低的熔化温度，同时在沾锡性(Wetting)、锡扩散性(Spreading)、与焊锡性(Solderability)上,都有非常优异的表现。然而，铅已被列为前十大的环保毒物，对儿童的成长发育与人体的健康，会造成重大的威胁，故欧盟与日本等国均已明确制定各项规范(WEEE &RoHS)，且于2006年起禁用有铅焊料与其相关产品，而电路板当然也无法自外于这股无铅化的浪潮。然而，无铅锡膏除了有熔度温度高的问题外(约介于220 240度)，一般常见的无铅焊接材料有:锡银铜(锡96.5%银3%铜0.5% )无铅锡膏熔解217-220度C，最高温度至245度C或260度C接触时间约10-30秒；锡棒(锡96.5%银3%铜0.5% )最高温度至260接触时间约4_10秒；锡棒(锡铜合金)最高温度至 270度C接触时间约4-10秒。由于材料本身具有高内聚力及流动性差的特性，常导致焊锡桥接短路的问题，且其熔点温度高，使得通孔在热胀冷缩的过程中受到破坏而造成孔内的镀铜层被拉扯而断裂。此外，使用焊接工具加热维修时，由于铜箔(孔环)容易被无铅焊料的锡溶解而造成孔环的厚度不足或容易剥落等问题，故焊接的品质受到影响。请参照图1A及图1B，其分别绘示电路板进行波峰焊时发生锡桥短路的1-1线剖面示意图及底面示意图。当电路板11的底面进行波峰焊时，高温液态的焊锡向上涌出并形成一波峰，此波峰与沿行进方向移动的电路板11的底面接触，常常会发生接脚10之间焊锡12桥接短路的现象，必须通过人工以烙铁断开锡桥来排除短路。如图1B所示，由于兀件的接脚10通常是一排一排平行排列，并与电路板11的行进方向(Y座标方向)垂直，相邻两行的两个接脚10在水平方向(X座标方向)上同时接触到焊锡12的波峰而容易发生焊锡12桥接短路的现象。此外，在图1B中，当焊锡12的波峰接触到最后一排的接脚10时，由于受到沾锡量增加及焊锡12回流的影响，也容易造成在垂直方向(Y座标方向)上相邻的两个接脚10之间发生焊锡12桥接短路的现象，故焊接的品质受到影响，有待进一步解决。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电路板，其可在确保焊锡不会发生桥接短路的情况下，让孔环具有足够的沾锡面积，还可有效压制孔环，以防止孔环沾附焊锡后被拉扯而剥落或被焊锡溶解，进而提闻焊接的品质。
为达上述目的,根据本发明的一方面，提出一种电路板，包括一板体、一电镀层以及一防焊层。板体具有一通孔，以供插置一接脚于板体中。通孔贯穿板体的一表面，且通孔周围于板体的表面覆盖有一孔环。电镀层形成于通孔中，且电连接孔环。防焊层覆盖板体的表面以及孔环的部分外环，且通孔以及孔环的部分外环显露于防焊层的一开口中。根据本发明的另一方面，提出一种电路板，包括一板体、一电镀层以及一防焊层。板体具有一第一通孔以及一第二通孔，以供插置两个接脚于板体中。第一与第二通孔分别贯穿板体的一表面，且第一与第二通孔周围于板体的表面分别覆盖有一第一孔环与一第二孔环。电镀层分别形成于第一与第二通孔中，以电连接第一与第二孔环。防焊层覆盖板体的表面以及第一及第二孔环的部分外环，且第一通孔以及第一孔环的部分外环显露于防焊层的一第一开口中，第二通孔以及第二孔环的部分外环显露于防焊层的一第二开口中。为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下:
图1A及图1B分别为电路板进行波峰焊时发生锡桥短路的1-1线剖面示意图及底面示意图；图2A及图2B分别为本发明一实施例的电路板的示意图及沿着A-A线的剖面示意图；图3A及图3B分别为防焊层覆盖在板体及孔环上的两实施例的示意图；图4A 图4C分别为覆盖部等间距排列的实施例的示意图；图5为板体的两通孔相邻并以防焊层增加两孔环间有效距离的示意图；图6A及图6B分别为防焊层覆盖在板体及孔环上的两实施例的示意图；图7A 图7C分别为覆盖部等间距排列的实施例的示意图；图8绘示板体的两通孔相邻并以防焊层增加两个孔环间有效距离的示意图；图9A及图9B为防止电路板进行波峰焊时发生锡桥短路的C-C线剖面示意图及底面示意图。主要元件符号说明10、20:接脚11、21:电路板12、22:焊锡100、200:电路板110、210:板体111,211:通孔112、212:孔环112a、212a:覆盖部112b、212b:显露部113、213:表面114、214:板体显露部120:电镀层
130、230:防焊层132、232:开口D1、D2、D3:幅度S1、S2、S3:距离
具体实施例方式本实施例的电路板，以防焊层覆盖孔环的部分外环，另一部分外环则显露于防焊层的开口中。除了可降低焊锡桥接短路的机率，更可以防焊层有效压制铜箔(孔环)，以防止工作人员以烙铁加热维修时，铜箔沾附焊锡后被拉扯而剥落。此外，孔环的部分外环被防焊层覆盖也可有效防止铜箔容易被焊锡所溶解，以提高焊接的品质。以下提出实施例进行详细说明，实施例仅用以作为范例说明，并非用以限缩本发明欲保护的范围。第一实施例图2A及图2B分别绘示依照本发明一实施例的电路板的示意图及沿着A-A线的剖面不意图。电路板100包括一板体110、一电镀层120以及一防焊层130。板体110为电性绝缘体，其具有一通孔111，以供插置一接脚于板体110中。通孔111的直径约为40密尔(mil)，且通孔111内可形成厚度约I密尔的电镀层120，电镀层120的材质较佳为铜，但不以此为限。此外，通孔111贯穿板体110的一表面113，且通孔111周围于板体110的表面113覆盖有一孔环112，例如是铜箔环。孔环112的内壁与电镀层120电连接而相互导通，而孔环112的外表面由通孔111的侧壁向外延伸预定的幅度Dl，例如为6密尔，以使孔环112的外表面具有足够的沾锡面积。在图2B中，虽未绘示元件的接脚,但如图9A所绘示的方式，元件的接脚20由板体110的上方穿过板体110的通孔111而凸出于板体110的底面，并进行波峰焊沾锡制作工艺，以使焊锡22附着在孔环112上，且元件的接脚20可通过焊锡22固着在通孔111内，并与孔环112电连接。焊锡22可为有铅焊料或无铅焊料，较佳为含锡银铜合金的无铅焊料，以符合环保规范。请参照图2A，防焊层130覆盖板体110的表面113，但仅覆盖孔环112的部分外环，另一部分外环则显露于防焊层130的开口 132中。在图2B中所绘示的为孔环112的部分外环被防焊层130覆盖，其中孔环112的外环被防焊层130覆盖的部分(即覆盖部112a)于孔环112的径向上的幅度D2约为孔环112的幅度Dl的一半。举例来说，孔环112的幅度Dl为6密尔，覆盖部112a于孔环112的径向上的幅度D2约为2 3密尔。在本实施例中，防焊层130覆盖在孔环112上，除了可降低焊锡桥接短路的机率，更可有效压制铜箔(孔环112)，以防止铜箔沾附焊锡时被拉扯而脱落。此外，孔环112的部分外环被防焊层130覆盖也可有效防止铜猜容易被无铅焊料的锡所溶解，以提闻焊接的品质。请参照图3A及图3B，其绘示防焊层130覆盖在板体110及孔环112上的两实施例的示意图。孔环112的外环被防焊层130覆盖的部分被分为四个等间距的覆盖部112a，孔环112的外环被开口 132显露的部分被分为四个等间距的显露部112b。此些覆盖部112a与此些显露部112b交错配置，也就是说，覆盖部112a位于左右两侧的显露部112b之间。各个覆盖部112a及各个显露部112b占孔环112的外环周长的比例可依照实际需求调整，较佳是占孔环112的外环周长的1/4 1/16。举例来说，在图3A中，各个覆盖部112a占孔环112的外环周长的1/6，而各个显露部112b占孔环112的外环周长的1/12。然而，当覆盖部112a并非为四个(例如一个或两个)时，其所占的比例也会有所不同，故上述的比例范围仅为其中一实施例，本发明对此不加以限制。此外，在图3B中，防焊层130的开口 132除了显露通孔111以及孔环112的部分外环之外，更显露出孔环112的外环周围的部分板体表面113。其中，孔环112的外环周围被开口 132显露的部分表面(即板体显露部114)于孔环112的径向上的幅度D3约为孔环112的幅度Dl的一半。举例来说，孔环112的幅度Dl为6密尔，板体显露部114于孔环112的径向上的幅度D3约为2 3密尔，相当于防焊层130相对于孔环112的对位误差的最大容许值。在本实施例中，当防焊层130于板体110上的对位精度发生偏移时，例如偏移2密尔(如虚线所示，防焊层130的开口 132未对齐通孔111的中心点)，孔环112的部分外环仍可显露于偏移后的开口 132的预留区(也就是原先显露板体110部分表面113的区域)中，故可避免孔环112被防焊层130覆盖的面积增加而造成吃锡量不足或冷焊的问题。也由于本实施例预留开口 132可能偏移的区域，故孔环112仍有足够的沾锡面积让焊锡容易沿着接脚爬升，故可增加焊接的品质。在图3A及图3B中，以四个覆盖部112a等间距排列时，两相邻的覆盖部112a之间的相位角分别为90度。当然，本发明不限定以四个覆盖部112a等间距排列，也可任意数量的覆盖部112a等间距排列或不等间距排列。请参照图4A 图4C，其中图4A绘示为孔环112的两个覆盖部112a以180度相位角等间距排列，图4B绘示为孔环112的六个覆盖部112a以60度相位角等间距排列，而图4C绘示为孔环112的八个覆盖部112a以45度相位角等间距排列。各个覆盖部112a及各个显露部112b占孔环112的外环周长的比例可依照实际需求调整，较佳是占孔环112的外环周长的1/4 1/16，在此不再详述。请参照图5，其绘示板体110的两个通孔111相邻并以防焊层130增加两个孔环112间有效距离的示意图。板体110具有两个通孔111 (即第一通孔与第二通孔)，此两个通孔111之间的距离SI例如为100密尔。此两个通孔111周围于板体110的表面113覆盖有两个孔环112 (即第一孔环与第二孔环)，且此两个孔环112之间最短直线距离S2例如为48密尔，约为锡桥发生短路的距离。防焊层130覆盖在两个孔环112之间最短直线距离的板体表面113及两个孔环112的部分外环(即覆盖部112a)上，以增加两个孔环112之间的有效距离S3，使其大于锡桥短路距离，故可有效降低两个孔环112之间发生焊锡桥接短路的机率。第二实施例请参照图6A及图6B，其分别绘示防焊层覆盖在板体及孔环上的两个实施例的示意图。孔环212的外环被防焊层230覆盖的部分被分为四个等间距的覆盖部212a，呈叶片状，与第一实施例中呈长条状的覆盖部112a略有不同。孔环212的外环被开口 232显露的部分被分为四个等间距的显露部212b。此些覆盖部212a与此些显露部212b交错配置，也就是说，覆盖部212a位于左右两侧的显露部212b之间。各个覆盖部212a及各个显露部112b占孔环212的外环周长的比例可依照实际需求调整，较佳是占孔环212的外环周长的1/4 1/16。举例来说，在图6A中，各个覆盖部212a占孔环212的外环周长的1/8，而各个显露部212b占孔环112的外环周长的1/8。然而，当覆盖部212a并非为四个(例如一个或两个)时，其所占的比例也会有所不同，故上述的比例范围仅为其中一实施例，本发明对此不加以限制。此外，在图6B中，防焊层230的开口 232除了显露通孔211以及孔环212的部分外环之外，还显露出孔环212的外环周围的部分板体表面213。其中，孔环212的外环周围被开口 132显露的部分表面(即板体显露部214)在孔环212的径向上的幅度D4约为孔环212的幅度Dl的一半。举例来说，孔环212的幅度Dl为6密尔，板体显露部214于孔环212的径向上的幅度D4约为2 3密尔，相当于防焊层230相对于孔环212的对位误差的最大容许值。在本实施例中，当防焊层230于板体210上的对位精度发生偏移时，例如偏移2密尔(如虚线所示，防焊层230的开口 232未对齐通孔211的中心点)，孔环212的部分外环仍可显露于偏移后的开口 232的预留区(也就是原先显露板体210部分表面的区域)中，故可避免孔环212被防焊层230覆盖的面积增加而造成吃锡量不足或冷焊的问题。也由于本实施例预留开口 232可能偏移的区域，故孔环212仍有足够的沾锡面积让焊锡容易沿着接脚爬升，故可增加焊接的品质。在图6A及图6B中，以四个覆盖部212a等间距排列时，两相邻的覆盖部212a之间的相位角分别为90度。当然，本发明不限定以四个覆盖部212a等间距排列，也可任意数量的覆盖部212a等间距排列或不等间距排列。请参照图7A 图7C，其中图7A绘示为孔环212的三个覆盖部212a以120度相位角等间距排列，图7B绘示为孔环212的六个覆盖部212a以60度相位角等间距排列，而图7C绘示为孔环212的八个覆盖部212a以45度相位角等间距排列。各个覆盖部212a及各个显露部212b占孔环212的外环周长的比例可依照实际需求调整，较佳是占孔环212的外环周长的1/4 1/16，在此不再详述。请参照图8，其绘示板体210的两个通孔211相邻并以防焊层230增加两个孔环212间有效距离的示意图。板体210具有两个通孔211 (即第一通孔与第二通孔)，此两个通孔211之间的间隔SI例如为100密尔。此两个通孔211周围于板体210的表面覆盖有两个孔环212 (即第一孔环与第二孔环)，且此两个孔环212之间最短直线距离S2例如为48密尔，约为锡桥发生短路的距离。防焊层230覆盖在两个孔环212之间最短直线距离的板体表面及两个孔环212的部分外环(即覆盖部212a)上，以增加两个孔环212之间的有效距离S3，使其大于锡桥短路距离，故可有效降低两个孔环212之间发生焊锡桥接短路的机率。请参照图9A及图9B，其绘示防止电路板21进行波峰焊时发生锡桥短路的C-C线剖面示意图及底面示意图。当电路板21的底面进行波峰焊时，孔环212的部分外环在水平方向(X座标方向)上被防焊层230覆盖，使得两个孔环212之间的有效距离增加，故相邻两行的两个接脚20之间即使同时接触到焊锡22的波峰，两个接脚20之间仍有足够的间距避免发生焊锡22桥接短路的现象。此外，在图9B中，当焊锡22的波峰接触到最后一排的接脚20时，由于孔环212的部分外环在垂直方向(Y座标方向)上被防焊层230覆盖，故可避免受到沾锡量增加及焊锡回流的影响，减少在垂直方向(Y座标方向)上相邻的两个接脚20之间发生焊锡22桥接短路的机率，故焊接的品质相对提升。在图9B中，部分孔环212只有单一侧被防焊层230覆盖，或部分孔环212的相对两侧被防焊层230覆盖，或部分孔环212的相邻两侧被防焊层130覆盖，故孔环212的外环被防焊层230覆盖的部分(或数量)可依照所在的位置调整，并在确保焊锡22不会发生桥接短路的情况下，减少防焊层230覆盖的面积，以提高孔环212的沾锡面积。举例来说，第一排与第二排的孔环212间的焊锡回流量相对较小，比较不容易发生焊锡22桥接短路的现象，此时，可减少防焊层230覆盖在垂直方向(Y座标方向)上相邻两个孔环212的面积(以虚线表示防焊层230未覆盖的部分)，以提闻焊接的品质。综上所述，虽然结合以上较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定者为准。
权利要求
1.一种电路板,包括: 板体，具有通孔，以供插置一接脚于该板体中，该通孔贯穿该板体的一表面，且该通孔周围于该板体的该表面覆盖有孔环； 电镀层，形成于该通孔中，且电连接该孔环；以及 防焊层，覆盖该板体的该表面以及该孔环的部分外环，且该通孔以及该孔环的部分外环显露于该防焊层的一开口中。
2.如权利要求1所述的电路板，其中该防焊层的该开口还显露出该孔环的外环周围的部分该表面。
3.如权利要求2所述的电路板，其中该孔环的外环被该防焊层覆盖的部分具有覆盖部，该孔环的外环显露于该开口的部分具有两个显露部，该覆盖部位于左右两侧的该两显露部之间。
4.如权利要求3所述的电路板，其中该孔环的外环周围的该表面显露于该开口的部分具有两个板体显露部，该覆盖部位于左右两侧的该两板体显露部之间。
5.如权利要求3所述的电路板，其中该覆盖部于该孔环的径向上的幅度约为该孔环的幅度的一半。
6.如权利要求4所述的电路板，其中该两板体显露部于该孔环的径向上的幅度约为该孔环的幅度的一半。
7.如权利要求4所述的电路板，其中该板体显露部于该孔环的径向上的幅度相当于该防焊层相对于该孔环的对位误差的最大容许值。
8.如权利要求1所述的电路板，其中该孔环的外环被该防焊层分为多个等间距的覆盖部，且该孔环的外环被该开口分为多个等间距的显露部，该些覆盖部与该些显露部交错配置。
9.如权利要求8所述的电路板，其中各该覆盖部及各该显露部分别占该孔环的外环周长约1/4 1/16。
10.如权利要求8所述的电路板，其中该些覆盖部的数量为四个且该些显露部的数量为四个时，各该覆盖部及各该显露部分别占该孔环的外环周长约1/6 1/8。
11.如权利要求8所述的电路板，还包括一焊锡，其中该接脚通过该焊锡固着在该通孔内，并与该孔环电连接。
12.—种电路板,包括: 板体，具有第一通孔以及第二通孔，以供插置两个接脚于该板体中，该第一与第二通孔分别贯穿该板体的一表面，且该第一与第二通孔周围于该板体的该表面分别覆盖有第一孔环与第二孔环； 电镀层，分别形成于该第一与第二通孔中，以电连接该第一与第二孔环；以及 防焊层，覆盖该板体的该表面以及该第一及第二孔环的部分外环，且该第一通孔以及该第一孔环的部分外环显露于该防焊层的一第一开口中，该第二通孔以及该第二孔环的部分外环显露于该防焊 层的一第二开口中。
13.如权利要求12所述的电路板，其中该防焊层的该第一开口还显露出该第一孔环的外环周围的部分该表面，而该防焊层的该第二开口还显露出该第二孔环的外环周围的部分该表面。
14.如权利要求13所述的电路板，其中该第一孔环的外环与该第二孔环的外环被该防焊层覆盖的部分分别具有一覆盖部，该两个覆盖部位于该第一与第二孔环间最短直线距离的两端，且相隔一间距。
15.如权利要求14所述的电路板,其中该第一孔环的外环显露于该第一开口的部分具有两个显露部，且该第二孔环的外环显露于该第二开口的部分具有两个显露部，各该覆盖部对应位于左右两侧的各该两显露部之间。
16.如权利要求12所述的电路板，其中该第一孔环的外环周围的该表面显露于该第一开口的部分具有两个板体显露部，各该覆盖部对应位于左右两侧的各该两板体显露部之间。
17.如权利要求14所述的电路板，其中各该覆盖部于该第一及第二孔环的径向上的幅度约为该第一及第二孔环的幅度的一半。
18.如权利要求16所述的电路板，其中各该两板体显露部于该第一及第二孔环的径向上的幅度约为该第一及第二孔环的幅度的一半。
19.如权利要求16所述的电路板，其中各该两板体显露部于该第一及第二孔环的径向上的幅度相当于该防焊层相对于该第一及第二孔环的对位误差的最大容许值。
20.如权利要求12所述的电路板，其中该第一孔环的外环被该防焊层分为多个等间距的覆盖部，且该第一孔环的外环被该第一开口分为多个等间距的显露部，该些覆盖部与该些显露部交错配置。
21.如权利要求20所述的电路板，其中各该覆盖部及各该显露部分别占该第一孔环的外环周长约1/4 1/16。
22.如权利要求21所述的电路板，其中该些覆盖部的数量为四个且该些显露部的数量为四个时，各该覆盖部及各该显露部分别占该第一孔环的外环周长约1/6 1/8。
23.如权利要求12所述的电路板，其中该第二孔环的外环被该防焊层分为多个等间距的覆盖部，且该第二孔环的外环被该第二开口分为多个等间距的显露部，该些覆盖部与该些显露部交错配置。
24.如权利要求23所述的电路板，其中各该覆盖部及各该显露部分别占该第二孔环的外环周长约1/4 1/16。
25.如权利要求24所述的电路板，其中该些覆盖部的数量为四个且该些显露部的数量为四个时，各该覆盖部及各该显露部分别占该第二孔环的外环周长约1/6 1/8。
26.如权利要求12所述的电路板，还包括两焊锡，其中该两接脚分别通过各该焊锡固着在该第一及第二通孔内，并分别与该第一及第二孔环电连接。
全文摘要
本发明公开一种电路板，其包括一板体、一电镀层以及一防焊层。板体具有一通孔，以供插置一接脚于板体中。通孔贯穿板体的一表面，且通孔周围于板体的表面覆盖有一孔环。电镀层形成于通孔中，且电连接孔环。防焊层覆盖板体的表面以及孔环的部分外环，且通孔以及孔环的部分外环显露于防焊层的一开口中。
文档编号H05K1/11GK103179778SQ20121002933
公开日2013年6月26日 申请日期2012年2月10日 优先权日2011年12月20日
发明者姜义炎 申请人:恩斯迈电子(深圳)有限公司