专利名称：减少电路板组装翘曲的方法
技术领域：
本发明涉及一种电路板组装的方法，特别是涉及一种减少电路板组装翘曲的方法。
背景技术：
现有的电路板组装的方法中，元件于印刷电路板(printed circuitboard,PCB)上 的构装工艺(或称为工艺)技术主要可分为表面粘着技术(surface mount technology, SMT)及芯片粘着技术(die bonding)两种。参阅图1，以覆晶(Flip Chip)或是球栅式阵列(Ball Grid Array)构装形态的芯 片为例，其表面粘着技术是将已结合多个焊锡11的一个芯片12，依所述焊锡11的位置放置 于一个印刷电路板13上相对应欲连接电路的多个金属接点131上，所述金属接点131可视 工艺需求先行涂布锡膏(solder paste)或是助焊剂(flux)等材料，接着经过回焊炉的高 温烘烤后，使所述焊锡11分别熔化于该芯片12与所述金属接点131间，于冷却后，所述焊 锡11固化而使该芯片12固定于该印刷电路板13上并与相对应的所述金属接点131形成 电连接，最后，经过冷却后以进行后续处理。参阅图2、3，而在芯片粘着技术部分，以长二十多公分大小(也就是一般A4文件的 大小)的印表头芯片(发光二极管阵列或是喷墨芯片)粘着为例，先将银胶(图未示)涂 布于一个印刷电路板15上，再将多个芯片14置放于银胶上后，置于烤箱中经过一段时间的 高温烘烤，使银胶于高温固化后而将所述芯片14粘固于该印刷电路板15上，最后于冷却后 所得到的产物就可进行后续如打线(Wire Bonding)的工艺处理。然而，在前述两种技术中，由于印刷电路板的铜箔材料主要是吸热与储存热能的 材料，因此在冷却过程中，印刷电路板于未安装芯片的一侧，由于铜箔直接暴露于空气的面 积较大，因此表面散热效果较好，使该侧的冷却收缩的速度较快，而印刷电路板于安装芯片 的一侧，热必须经由焊锡与芯片的表面传递，因此散热效果较差，使该侧的冷却收缩的速度 较慢，以芯片粘着技术为例，就会使该印刷电路板15相对一条基准线I产生翘曲的现象 (见图3)。因此，在进行后续的工艺处理前，往往需施加外力或是治具使冷却后的印刷电路 板变的较为平坦，以利后续工艺加工，然而此方法却容易造成芯片或是焊点的破坏，以发光 二极管阵列(LED Array)为例，所产生翘曲的部分也会使光学元件在进行光学对准或是量 测时造成组装或是量测上的误差，严重影响产品品质，除生产成本的增加，也降低了产品的 良率。
发明内容
本发明的目的是在提供一种可以减少电路板组装翘曲的方法。本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出 的一种减少电路板组装翘曲的方法，该方法包含下列步骤步骤一、提供一个温度量测模组及一个翘曲量测模组以量测一个电路板于温度下降时的一组温度及翘曲资料，并记录于一 个记录模组中；步骤二、运算该温度及翘曲资料以产生使该电路板的预期翘曲大小低于一 个目标翘曲值的一组温度调控命令；以及步骤三、运用一个控制模组以驱使位于该电路板 的二个相反表面的外侧的二个对流模组以该温度调控命令运作，以使该电路板的翘曲大小 低于该目标翘曲值。本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。较佳地，前述的减少电路板组装翘曲的方法，其中依序施行该步骤一及该步骤二 后，反复施行该步骤三。较佳地，前述的减少电路板组装翘曲的方法，其中该步骤一的该温度量测模组具 有多个量测该电路板不同位置的温度感测器，该翘曲量测模组具有多个相对应于所述温度 感测器设置以量测该电路板的翘曲大小的位移感测器。较佳地，前述的减少电路板组装翘曲的方法，其中该温度调控命令具有分别驱使 所述对流模组运作的二种模式。较佳地，前述的减少电路板组装翘曲的方法，其中在该步骤一与该步骤二之间，还 包含一个重新加热该待处理单元到冷却前的温度的步骤。本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明 减少电路板组装翘曲的方法至少具有下列优点及有益效果所述对流模组用以控制该电路 板于冷却时维持二个相反表面的收缩速率，以减少翘曲现象的发生。上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段， 而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够 更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1是现有的表面粘着技术中，一个芯片安装于一个印刷电路板的示意图。图2是现有的芯片粘着技术中，一个芯片安装于该印刷电路板的俯视图。图3是现有的芯片粘着技术中，该印刷电路板于冷却后的示意图。图4是本发明减少电路板组装翘曲的方法的一个较佳实施例的流程图。图5是该较佳实施例于量测阶段中且于冷却前的示意图。图6是该较佳实施例于量测阶段中且于冷却后的示意图。图7是该较佳实施例于量测阶段中的系统示意图。图8是该较佳实施例于冷却阶段的系统示意图。
具体实施例方式为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合 附图及较佳实施例，对依据本发明提出的减少电路板组装翘曲的方法其具体实施方式
、步 骤、特征及其功效，详细说明如后。请参阅图4、5、6所示，分别是本发明减少电路板组装翘曲的方法的一个较佳实施 例的流程图；该较佳实施例于量测阶段中且于冷却前的示意图；该较佳实施例于量测阶段 中且于冷却后的示意图。本发明较佳实施例的减少电路板组装翘曲的方法包含下列步骤20 洸。在步骤20中，自前段工艺取出仍处于高温状态的待处理单元3，该待处理单元3包 括已粘合完毕而待冷却的多个芯片31及一个长形的电路板32。在本实施例中，该待处理单 元3为一种印表头的电路，利用芯片粘着技术将各二十六个发光二极管阵列30与相对应驱 动所述发光二极管阵列30的芯片31 (Driver IC)以银胶固定于该电路板32上(见图7)， 并于烤箱烘烤后而取出。值得一提的是，该待处理单元3也可为利用表面粘着技术而粘合 的芯片及电路板，并于回焊炉烘烤后取出(图未示)。该电路板32并与一个量测单元4相连接，该量测单元4包括分别粘贴于该电路板 32的表面上的一个温度量测模组41及一个翘曲量测模组42，及一个分别电连接该温度量 测模组41与该翘曲量测模组42的记录模组43。参阅图4、5、7，该温度量测模组41具有十个粘贴于该电路板32的二个表面以分别 量测温度的温度感测器411，该翘曲量测模组42具有十个设置于该电路板32且分别相对应 所述温度感测器411设置以量测该电路板32的翘曲大小的位移感测器421，该电路板32的 每一个表面分别安装沿长方向间隔设置的五个温度感测器411与五个位移感测器421。在 本实施例中，所述温度感测器411分别为热电偶，也可以是非接触式的红外线感测器，所述 位移感测器421分别为应变计。参阅图4、5、6，接下来在步骤21中，分别利用该温度量测模组41的所述温度感测 器411及该翘曲量测模组42的所述位移感测器421以量测该电路板32在空气中自高温自 然冷却到21 ^TC时的温度及翘曲资料以及相对应的时间资料，并记录于该记录模组43 中。接着重复进行该步骤21直到冷却完毕，此时，该电路板32相对一条基准线L产生翘曲 (见图6)，接着进行步骤22。在该步骤22中，重新利用一个加热器(图未示)将该待处理单元3加热到冷却前 的温度。接下来进行步骤23，对前述在冷却时所得到的温度及翘曲资料进行模拟演算，该 模拟演算用以计算出当要使该电路板32相邻所述芯片31的一面与相反所述芯片31的一 面能有相同的冷却收缩速率时，二个表面分别所需要的温度调控命令，进而使该电路板32 的预期翘曲大小低于一个目标翘曲值。要说明的是，该温度调控命令是具有分别用于该电 路板32的二个表面的二种模式。在本实施例中，该温度调控命令是随时间的推移而变化的 序列，且是一种利用程序撰写的控制命令。参阅图4、8，接着进行步骤M，将该待处理单元3移至一个冷却单元5中，此时，该 量测单元4仍然连接于该电路板32上(图未示)，该冷却单元5包括一个控制模组51，及 二个分别电连接该控制模组51且分别位于该电路板32的二个相反表面的外侧的对流模组 52。在本实施例中，所述对流模组52分别为可调整风速的风扇。此时，运用该控制模组51以驱使所述对流模组52分别以该温度调控命令的二个 模式运作以进行冷却作业，如此一来，可使该电路板32的二个相反表面分别控制于相同的 温度，因此可使该电路板32相邻所述芯片31的一面与相反所述芯片31的一面能有相同的 冷却收缩速率，进而使该电路板32的翘曲大小低于该目标翘曲值。要说明的是，在冷却过 程中，并同时记录此产品的温度及翘曲资料以及相对应的时间资料。接着，在步骤25中，对量测到的翘曲大小与模拟演算结果作比对，若该电路板32的翘曲大小低于或等于该目标翘曲值，则进行步骤26，若不符合，则重新回到该步骤21并 于该步骤23进行模拟演算修正，并重复验证直到该电路板32的翘曲大小低于或等于该目 标翘曲值。在步骤沈中，是类似于该步骤对，其差异在于该待处理单元3是使用新的待处理 单元3，此时该量测单元4不需连接于该电路板32上。如此，在依序施行该步骤20到该步骤25后，就可借由反复施行该步骤沈直到该 待处理单元3完全被处理完毕。由于本发明是利用控制该电路板32 二个表面的温度变化而使该电路板32的预期 翘曲大小低于该目标翘曲值，而同样的温度调控命令可用于同样形式的该待处理单元3，进 而可省略其他步骤而只在该步骤26中大量批次处理，因此，相较于现有的电路板的组装方 式，还能降低翘曲的大小以增进良率。综上所述，借由应用所述对流模组52，该电路板32的二个表面温度可分别受到控 制，而在冷却时维持二个表面的收缩速率，以使该电路板32冷却后减少翘曲现象的发生， 所以确实能达成本发明的目的。以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽 然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人 员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰 为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对 以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种减少电路板组装翘曲的方法，其特征在于该方法包含下列步骤步骤一、提供一个温度量测模组及一个翘曲量测模组以量测一个电路板于温度下降时 的一组温度及翘曲资料，并记录于一个记录模组中；步骤二、运算该温度及翘曲资料以产生使该电路板的预期翘曲大小低于一个目标翘曲 值的一组温度调控命令；以及步骤三、运用一个控制模组以驱使位于该电路板的二个相反表面的外侧的二个对流模 组以该温度调控命令运作，以使该电路板的翘曲大小低于该目标翘曲值。
2.如权利要求1所述的减少电路板组装翘曲的方法，其特征在于依序施行该步骤一 及该步骤二后，反复施行该步骤三。
3.如权利要求2所述的减少电路板组装翘曲的方法，其特征在于该步骤一的该温度 量测模组具有多个量测该电路板不同位置的温度感测器，该翘曲量测模组具有多个相对应 于所述温度感测器设置以量测该电路板的翘曲大小的位移感测器。
4.如权利要求3所述的减少电路板组装翘曲的方法，其特征在于该温度调控命令具 有分别驱使所述对流模组运作的二种模式。
5.如权利要求1所述的减少电路板组装翘曲的方法，其特征在于在该步骤一与该步 骤二之间，还包含一个重新加热该待处理单元到冷却前的温度的步骤。
全文摘要
本发明是有关于一种减少电路板组装翘曲的方法，先以一个温度量测模组及一个翘曲量测模组量测一个电路板于温度下降时的一组温度及翘曲资料，接着运算该温度及翘曲资料以产生使该电路板的预期翘曲大小低于一个目标翘曲值的一组温度调控命令，最后运用一个控制模组以驱使位于该电路板的二个相反表面的二个对流模组以该温度调控命令运作，以使该电路板的翘曲大小低于该目标翘曲值。
文档编号H01L21/48GK102065640SQ20091022361
公开日2011年5月18日 申请日期2009年11月16日 优先权日2009年11月16日
发明者吴明哲 申请人:环旭电子股份有限公司, 环鸿科技股份有限公司