CN101562947A

CN101562947A - 焊接构造和焊接方法

Info

Publication number: CN101562947A
Application number: CNA2008100668351A
Authority: CN
Inventors: 黄柏山; 郑嘉雄
Original assignee: Innolux Shenzhen Co Ltd; Innolux Display Corp
Current assignee: Innolux Shenzhen Co Ltd; Innolux Corp
Priority date: 2008-04-18
Filing date: 2008-04-18
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2028-04-18
Also published as: CN101562947B

Abstract

本发明提供一种焊接构造。该焊接构造包括一基板、一焊接对象、多个焊块和一支撑结构。该基板包括多个第一焊接端子。该焊接对象包括多个第二焊接端子。该焊块对应设置在该第一焊接端子和该第二焊接端子之间。该焊接对象通过该焊块与该基板进行电性连接。该支撑结构设置在该基板表面，并支撑该焊接对象以使该焊接对象与该基板保持一设定的间距。本发明同时还提供一种焊接方法。

Description

焊接构造和焊接方法

技术领域

本发明是关于一种焊接构造和焊接方法。

背景技术

通常电子元件是直接安装在一电路基板(如印刷电路板等)以形成一电子电路。该电子电路可通过一与该电路基板相连接的软性电路板实现其与其它电路之间的信号传输。为使该电路基板与该软性电路板相互电性连接，目前业界大多采用热压焊接方法将该软性电路板焊接到该电路基板。

传统的热压焊接方法具体如下所述：

首先，请参阅图1，提供一印刷电路板110。该印刷电路板110作为一电路基板，其包括一焊接区119。该焊接区119包括多个焊接端子111。

其次，请参阅图2，在该焊接端子111表面设置锡球112，且每一锡球112分别对应一焊接端子111。

再次，提供一软性电路板120。该软性电路板120包括多个与该焊接端子111相对应的焊盘122。

最后，请参阅图3，将该软性电路板120与该印刷电路板110进行热压，从而使得该焊盘122通过该锡球112对应贴合到该焊接端子111。具体而言，首先，将该软性电路板120与该印刷电路板110相对，并施加外力使得该焊盘122挤压其对应的锡球112。接着，加热使该锡球112熔化。最后，冷却使该锡球112重新固化。该锡球112固化后便使得该焊盘122与该焊接端子111相互电性连接。至此，该软性电路板120便焊接到该印刷电路板110，并形成一焊接构造100。

但是，通过上述热压焊接方法将该软性电路板120焊接到该印刷电路板110的过程中，该热压头所施加的压力和各锡球112的受热均匀度通常难以控制，因此该焊接端子111与该焊盘122之间的间距很难精确控制。由于每一焊接端子111表面的锡球112的锡量一定，因而采用上述热压焊接方法容易产生以下问题：当该焊接端子111与该焊盘122之间的间距过窄时，该锡球112熔化后可能溢流到相邻的焊接端子111表面而发生短路。当该焊接端子111与该焊盘122之间的间距过宽时，该焊接端子111可能与其对应的焊盘122贴合不佳而发生断路。因此采用该热压焊接方法所制得的焊接构造100的产品良率较低。

另外，采用上述热压焊接方法所制得的焊接构造100中，该焊接端子111与该焊盘122的间距是由该锡球112决定的。由于通常该锡球112熔点较低，其状态比较不稳定。当该焊接构造100工作在高温状态时，该锡球112在受热下可能发生形变而导致该焊接端子111与该焊盘122之间的间距发生变化，进而影响两者之间的电性连接。因此，采用上述热压焊接方法所得到的焊接构造100的可靠性较低。

发明内容

为解决现有技术焊接构造可靠性较低的问题，有必要提供一种高可靠性的焊接构造。

同时有必要提供一种用于制造上述焊接构造的焊接方法。

一种焊接构造，其包括一基板、一焊接对象、多个焊块和一支撑结构。该基板包括多个第一焊接端子。该焊接对象包括多个第二焊接端子。该焊块对应设置在该第一焊接端子和该第二焊接端子之间。该焊接对象通过该焊块与该基板进行电性连接。该支撑结构设置在该基板表面，并支撑该焊接对象以使该焊接对象与该基板保持一设定的间距。

一种焊接构造，其包括一基板、一焊接对象、多个焊块和一支撑结构。该基板包括多个第一焊接端子，该焊接对象包括多个第二焊接端子，该焊块对应设置在该第一焊接端子和该第二焊接端子之间。该支撑结构设置在该基板表面，并抵接该焊接对象。该焊接对象通过该焊块焊接到该基板。

一种焊接方法，其包括以下步骤：提供一基板，其包括一焊接区；在该基板的焊接区表面形成一支撑结构；在该基板的焊接区表面涂覆焊剂；提供一焊接对象；通过该焊剂将该焊接对象焊接到该基板的焊接区，且焊接过程中该支撑结构支撑该焊接对象以使该焊接对象与该基板保持一设定的间距。

相较于现有技术，本发明的焊接构造包括设置在该基板与该焊接对象之间的支撑结构。在该支撑结构的支撑作用下，该焊接对象与该基板之间保持一设定的间距，因而该基板与该焊接对象之间的间距比较稳定，从而有效保证该第一焊接端子与该第二焊接端子的电性连接。因此，本发明的焊接构造的可靠性较高。

相较于现有技术，本发明的焊接方法增加在该基板的焊接区表面形成支撑结构的步骤。该支撑结构使得后续对该焊接对象和该基板所进行的焊接过程中，该焊接对象与该基板之间始终保持一设定的间距。因此采用该焊接方法有效减小该第一焊接端子与该第二焊接端子之间发生短路或断路的可能性，从而提高产品的良率。

附图说明

图1是一种现有技术热压焊接方法所采用的电路基板的结构示意图。

图2是图1所示的电路基板涂覆锡膏并与一软性电路板对准的剖面示意图。

图3是图2所示的电路基板与软性电路板相互贴合的剖面示意图。

图4是本发明焊接构造一较佳实施方式的剖面结构示意图。

图5是图4所示的焊接构造的电路基板的立体结构示意图。

图6是图4所示的焊接构造的焊接对象的倒置示意图。

图7是本发明焊接方法一较佳实施方式的流程图。

图8是图7所示的焊接方法中所采用的电路基板的剖面示意图。

图9是图7所示的焊接方法中在该电路基板表面设置间隔物的剖面示意图。

图10是图7所示的焊接方法中在该电路基板表面涂覆锡膏的剖面示意图。

图11是图7所示的焊接方法中该电路基板涂覆锡膏后的平面示意图。

图12是图7所示的焊接方法中所采用的焊接对象的结构示意图。

图13是图7所示的焊接方法中将该焊接对象压合到该电路基板的剖面示意图。

图14是图4所示的焊接构造中该焊接对象发生形变的剖面示意图。

具体实施方式

请参阅图4，是本发明焊接构造一较佳实施方式的剖面结构示意图。该焊接构造200包括一电路基板210、一焊接对象220和多个焊块230。其中，该焊块230用于实现该电路基板210与该焊接对象220之间的电性连接。

请一并参阅图5，是该电路基板210的立体结构示意图。该电路基板210为一印刷电路板，其包括一元件区218和一焊接区219。该元件区218设置在该电路基板210的中间区域，其包括多个设置在其表面的电子元件(图未示)，且该多个电子元件通过该电路基板210的内部连线(图未示)相互连接而形成一电子电路。

该焊接区219设置在该电路基板210的边缘区域，其包括多个第一焊接端子211。该第一焊接端子211连接到该电子电路，且其是采用金手指的形式设置在该焊接区219表面。具体而言，该多个第一焊接端子211为相互平行设置的条形结构，其可由铜、铝、银等金属材料制得。

该电路基板210的焊接区219设置有一支撑结构270。该支撑结构270包括一第一间隔物271和一第二间隔物272。该第一间隔物271和该第二间隔物272分别具有一带状结构，两者相互平行并垂直于该第一焊接端子211。其中，该第一间隔物271设置在该焊接区219远离该元件区218的一侧，即其位于该焊接区219的边缘区域。该第二间隔物272设置在该焊接区219邻近该元件区218的一侧。该第一间隔物271和该第二间隔物272可采用绝缘油漆或绝缘胶带制作而成，且其分别与该第一焊接端子211部分重叠。

请一并参阅图6，是该焊接对象220的倒置示意图。该焊接对象220可为软性电路板等厚度较小的耐压耐温并可传导热量的元件。具体而言，上述厚度较小是指该焊接对象220的厚度小于300微米，上述耐压是指其至少可承受一般热压焊接技术中由热压头所施加的压力，上述耐温是指其至少可承受加热到使该焊块230熔化的温度。该焊接对象220包括多个第二焊接端子222，其可采用金手指或焊盘的形式设置在该焊接对象220边缘部分的表面，且该第二焊接端子222的材料与该第一焊接端子211相同。其中，每一第二焊接端子222分别对应一第一焊接端子211。

该焊块230是由锡膏固化而成，其厚度由该第一间隔物271和该第二间隔物272共同决定。在该焊接构造200中，该焊接对象220是通过该焊块230焊接到该电路基板210。每一第二焊接端子222分别通过一焊块230实现与其对应的第一焊接端子211相互之间的电性连接，且该电路基板210的第一间隔物271和第二间隔物272抵接并支撑该焊接对象220，从而使得该焊接对象220与该电路基板210之间保持一定间距，即保持一大小等于该支撑结构270高度的间距。

该焊接构造200可通过以下焊接方法制造而成。请参阅图7，是本发明焊接方法一较佳实施方式的流程图。该焊接方法包括以下步骤：步骤S11，提供一电路基板210，其包括一焊接区219；步骤S12，在该电路基板210的焊接区219表面形成支撑结构270；步骤S13，在该电路基板210的焊接区219表面涂覆锡膏290；步骤S14，提供一焊接对象220；步骤S15，将该焊接对象220焊接到该电路基板210的焊接区219，并加热使该锡膏290熔化；步骤S16，冷却使该锡膏290固化成多个焊块230。

该步骤S11中，该电路基板210的焊接区219的剖面结构如图8所示。其中，该焊接区219包括多个第一焊接端子211。

请参阅图9，在该步骤S12中，分别在该第一焊接端子211两侧形成部分覆盖在其表面的第一间隔物271和第二间隔物272。其中，该第一间隔物271和该第二间隔物272可采用绿漆或白漆等绝缘油漆印刷而成，并在该电路基板210表面覆盖绝缘保护层的过程中同时形成；或采用绝缘胶带贴附而成，并在该电路基板210表面覆盖绝缘保护层之后进一步形成。该步骤S12完成之后，该第一间隔物271和该第二间隔物272相互配合而作为该焊接区219的支撑结构270。

请一并参阅图10和图11，该步骤S13中，将该锡膏290涂覆在该第一间隔物271和该第二间隔物272之间，并使其覆盖所有第一焊接端子211。该锡膏290为呈胶状的条形物，其包括以一定比例相互混合的锡粉和助焊剂。其中该锡粉可为由锡或锡合金，如锡铅合金(Sn-Pb)、锡铜合金(Sn-Cu)、锡银合金(Sn-Ag)、锡银铜合金(Sn-Ag-Cu)或锡银铋合金(Sn-Ag-Bi)等。该助焊剂包括松香和化学溶剂，该化学溶剂用来控制该锡膏的粘稠度和流动性。

该步骤S14中，该焊接对象220为一软性电路板，其剖面结构如图12所示，且其包括多个第二焊接端子222。

请参阅图13，该步骤S15具体如下：第一，将该焊接对象220与该电路基板210相对。第二，提供一热压头(图未示)，并通过该热压头施加外力使该焊接对象220挤压该锡膏290。在此过程中，该第一间隔物271和该第二间隔物272支撑该焊接对象220，从而使得该焊接对象220与该电路基板210之间保持一设定的间距。第三，通过该热压头对该锡膏290进行加热。此时，该热压头的温度是通过该焊接对象220传递到该锡膏290，且该锡膏290在受热下发生熔化。由于该锡膏290与铜、银、铝等金属材料的附着力较大，受上述附着力和该锡膏290本身的表面张力共同作用下，该锡膏290熔化之后发生流动并自动分散到该第一焊接端子211和该第二焊接端子222之间。

该步骤S16中，对该锡膏290进行冷却。该锡膏290冷却后便形成多个焊块230，且该焊块230的高度与该第一间隔物271和该第二间隔物272的高度相等。该焊块230使得该第一焊接端子211和该第二焊接端子222相互贴合并电性连接。至此，该焊接对象220便焊接到该电路基板210，从而制得图4所示的焊接构造200。

相较于现有技术，本发明的焊接方法中增加了在该电路基板210的焊接区219表面形成支撑结构270的步骤。在该支撑结构270的支撑作用下，后续对该焊接对象220和该电路基板210所进行的加热压合过程中，该焊接对象220与该电路基板210之间始终保持一设定的间距。因此，采用本发明的焊接方法可有效减小该第一焊接端子211与该第二焊接端子222之间发生短路或断路的可能性，因而通过该焊接方法所制得的焊接构造200的良率较高。

另外，通过该焊接方法所制得的焊接构造200中，该电路基板210与该焊接对象220之间的间距是由该支撑结构270决定的。由于该支撑结构270的第一间隔物271和第二间隔物272的状态比较稳定，因而该电路基板210与该焊接对象220之间的间距也比较稳定，从而有效保证该第一焊接端子211与该第二焊接端子222的电性连接。因此，本发明的焊接构造200的可靠性较高。

本发明的焊接构造200并不局限在以上实施方式所述。如，该支撑结构270还可为多个设置在该第一焊接端子211表面的间隔粒子，且该间隔粒子可为球状、棒状或台状的固态粒子。该第一间隔物271或该第二间隔物272还可为内部具有一收容空间的空心结构，且该收容空间可在该锡膏290熔化后收容多余的锡膏290，从而进一步降低锡膏溢流的可能性。另外，由于该焊接对象220是一软性电路板，在压合过程中通过上述热压头对其局部施加压力可使其发生形变而下凹成一截面为弧形的结构(如图14所示)，从而导致部分焊块230的厚度稍小于该支撑结构270的高度。再如，该焊接对象220还可为一印刷电路板等。

本发明的焊接方法也不局限在以上实施方式所述。如，在该步骤S13中，该锡膏290还可采用其它材料制得的焊剂代替，且该锡膏290还可以利用钢网印刷法形成在该第一焊接端子211表面。又如，若该第一间隔物271和该第二间隔物272是由绝缘胶带贴附而成，其在该步骤S16之后其可进一步撕除。

Claims

1.一种焊接构造，其包括一基板、一焊接对象和多个焊块，该基板包括多个第一焊接端子，该焊接对象包括多个第二焊接端子，该焊块对应设置在该第一焊接端子和该第二焊接端子之间，且该焊接对象通过该焊块与该基板电性连接，其特征在于：该焊接构造还包括一支撑结构，该支撑结构设置在该基板表面，并支撑该焊接对象以使其与该基板保持一设定的间距。

2.如权利要求1所述的焊接构造，其特征在于：该支撑结构包括一第一间隔物和一第二间隔物，该第一间隔物设置在该基板的边缘区域，并位于该多个第一焊接端子的一侧，该第二间隔物位于该多个第一焊接端子的另一侧。

3.如权利要求2所述的焊接构造，其特征在于：该第一间隔物和该第二间隔物分别部分覆盖该第一焊接端子。

4.如权利要求3所述的焊接构造，其特征在于：该第一间隔物和该第二间隔物均具有空心结构。

5.如权利要求1所述的焊接构造，其特征在于：该间隔物包括多个设置在该第一焊接端子表面的间隔粒子。

6.一种焊接构造，其包括一基板、一焊接对象和多个焊块，该基板包括多个第一焊接端子，该焊接对象包括多个第二焊接端子，该焊块对应设置在该第一焊接端子和该第二焊接端子之间，且该焊接对象通过该焊块焊接到该基板，其特征在于：该焊接构造还包括一支撑结构，该支撑结构设置在该基板表面，并抵接该焊接对象。

7.一种焊接方法，其包括以下步骤：提供一基板，其包括一焊接区；在该基板的焊接区表面设置一支撑结构；在该基板的焊接区表面涂覆焊剂；提供一焊接对象；通过该焊剂将该焊接对象焊接到该基板的焊接区，且焊接过程中该支撑结构支撑该焊接对象以使其与该基板保持一设定的间距。

8.如权利要求7所述的焊接方法，其特征在于：该基板的焊接区包括多个第一焊接端子，该支撑结构部分覆盖该第一焊接端子。

9.如权利要求8所述的焊接方法，其特征在于：该支撑结构包括一第一间隔物和一第二间隔物，该第一间隔物设置在该基板的边缘区域，并位于该多个第一焊接端子的一侧，该第二间隔物设置在该多个第一焊接端子的另一侧。

10.如权利要求9所述的焊接方法，其特征在于：该第一间隔物和该第二间隔物是采用绝缘油漆印刷而成或采用绝缘胶带贴附而成。