CN102054059B - 表面粘着型态的电路板的焊垫布局方法及其表面粘着型态的电路板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种表面粘着型态的电路板的焊垫布局方法及其表面粘着型态的电路板，其布局方法的步骤首先取得电路板及表面粘着元件的热膨胀系数，而电路板上已预设有多个预定布局位置。接着决定表面粘着元件结合在电路板的工作温度，并量测取得环境室温。根据d＝(CTEa-CTEb)×(Ts-Tr)决定电路板上的多个实际布局位置，d为实际布局位置与预定布局位置的间的偏移距离。最后，布局多个焊垫在实际布局位置上，使焊垫形成在电路板上。

Description

表面粘着型态的电路板的焊垫布局方法及其表面粘着型态的电路板

技术领域

本发明是有关于一种电路板的焊垫布局方法及其电路板结构，特别是一种表面粘着型态的电路板的焊垫布局方法及其表面粘着型态的电路板，以避免表面粘着元件及电路板发生弯曲变形。

背景技术

塑料原料大致可分为热塑性塑料(Thermoplastic)及热固性塑料(Thermosetting)。而目前电连接器产业所使用的塑料材料多为热塑性塑料，其特性在常温下通常为颗粒状，加热到一定温度后变成熔融的状态，将其冷却后则射出固化成型，若再次加热则又会软化变成熔融的状态，而可进行再次的塑化成型。因此，热塑性塑料可经由加热熔融而反复固化成型。

然而，一般较为长形的电连接器，例如应用于双行内存模块(dual in-linememory module，DIMM)的电连接器，或是应用单直插内存模块(single in-linememory module，SIMM)的电连接器，在进行表面粘着技术(Surface MountTechnology，SMT)时，由于内存模块连接器的尺寸长度较长，将其放在电路板上经过一热风机(fan convection)或是一红外线回焊炉(IR-reflow)的烘烤后，会使得内存模块连接器呈现一软化的现象。

换句话说，在表面粘着技术中，通常热风机(fan convection)或红外线加热设备所释出的热气位于内存模块连接器的上方，导致连接器的塑料本体上方受热的温度较高，相对的，塑料本体下方所受热的温度则较低。由于塑料本体的上、下半部所受的温度各不相同，所以容易造成塑料本体在上半部的热膨胀速度会比下半部的热膨胀速度还要来的快，或者是下半部的热膨胀速度会比上半部的热膨胀速度还要来的快，导致塑料本体的中央部位向上或是向下拱起，进而造成连接器结构的弯曲变形。

如此一来，塑料本体因受热不均匀，容易产生膨胀程度不一致的现象，而在结构上产生变形(即塑料本体弯曲成正U型或是倒U型)，使得塑料本体所插设的接脚端子离开电路板上的焊垫(pad)。换句话说，原本已对正的接脚端子及电路板上的焊垫，因塑料本体各部的热膨胀情形不同，而造成接脚端子无法与焊垫确实接触甚至产生错位现象，使得焊垫无法准确焊固接脚端子，而导致发生空焊或是吃锡不足等问题。且焊接的固持强度也不足，甚至有接脚端子焊错电路板的焊垫位置而造成短路等严重问题。因此，有必要寻求一防制方式来解决此种热膨胀不一的问题。

发明内容

鉴于以上的问题，本发明提供一种表面粘着型态的电路板的焊垫布局方法及其表面粘着型态的电路板，以改良惯用电连接器的塑料本体因受热不均匀，而导致塑料本体弯曲变形，并以此防止电连接器的接脚端子与电路板的焊垫产生错位，而造成接脚端子空焊或是吃锡不足等问题。

本发明所公开表面粘着型态的电路板的焊垫布局方法，首先取得电路板的热膨胀系数CTEa及表面粘着元件的热膨胀系数CTEb，且电路板上具有多个预定布局位置。接着，决定表面粘着元件结合在电路板的工作温度Ts，并量测得到环境室温Tr。根据d＝(CTEa-CTEb)×(Ts-Tr)决定电路板上的多个实际布局位置，而d为实际布局位置与预定布局位置之间的偏移距离。最后，布局多个焊垫在实际布局位置上，使焊垫形成在电路板上。

本发明所公开表面粘着型态的电路板，其电路板具有多个预定布局位置，以供至少一表面粘着元件电性设置在电路板上。本发明的电路板包括有一基板及多个焊垫，其中基板具有多个实际布局位置，焊垫分别设置在实际布局位置上，而实际布局位置与预定布局位置之间具有一偏移距离，此一偏移距离根据d＝(CTEa-CTEb)×(Ts-Tr)决定。其中，d为实际布局位置与预定布局位置之间的偏移距离；CTEa为基板的热膨胀系数；CTEb为表面粘着元件的热膨胀系数；Ts为表面粘着元件结合在电路板的工作温度；Tr为环境室温。

本发明的效果在，根据上述的方程式计算电路板的实际布局位置与预定布局位置之间的偏移距离，以些微改变焊垫设置在电路板上的布局位置，有效补偿因表面粘着元件与电路板的热膨胀系数不同所产生的变形量，避免电路板或是表面粘着元件受热不匀而导致弯曲、变形，进而防止表面粘着元件的接脚端子自电路板的焊垫脱离的现象发生，大幅提高工序的稳定性。

以上的关于本发明内容的说明及以下的实施方式的说明用以说明与解释本发明的原理，并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。

附图说明

图1为本发明的步骤流程图；以及

图2A至图2F为本发明的焊垫布局方法的步骤示意图。

附图标记说明：

步骤110取得电路板的热膨胀系数

步骤120取得表面粘着元件的热膨胀系数

步骤130决定表面粘着元件结合在电路板的工作温度

步骤140量测环境室温

步骤150决定电路板的实际布局位置

步骤160布局多个焊垫在实际布局位置上

200  电路板

210  基板

211  预定布局位置

212  实际布局位置

220  焊垫

300  表面粘着元件

310  接脚端子

400  印刷钢板

410  开孔

具体实施方式

图1为本发明一实施例的步骤流程图，以及图2A至图2F为本发明一实施例的分解步骤示意图。

如图1所示，并请配合图2A及图2B一并参考，本发明所公开的表面粘着型态的电路板的焊垫布局方法，步骤110，首先提供一电路板200，并且根据电路板200所选用的制造材质，以取得电路板200的热膨胀系数CTEa，且通过例如计算机程序计算方法而在电路板200的一表面上先行设计有多个预定布局位置211。这些预定布局位置211为电路板200上的原始设计布局位置，其属于虚拟位置的设定，而惯用电路板200的各个预定布局位置211之间以等间距排列。

本实施例的电路板200为表面粘着型态(Surface Mount)的电路基板，以后续进行表面粘着技术(Surface Mount Technology，SMT)，并且本实施例的电路板200的材质为环氧树脂材料(FR4)，其热膨胀系数约为CTEa＝18.8ppm/℃，然而本领域普通技术人员，也可选用不同材质的电路板200，并不以本实施例所公开的电路板种类为限。

步骤120，接着，提供一表面粘着元件300(surface mounted component)，并且根据表面粘着元件300所选用的制造材质，以取得表面粘着元件300的热膨胀系数CTEb。表面粘着元件300具有多个接脚端子310。本实施例的表面粘着元件300的热膨胀系数约为CTEa＝12.8ppm/℃，然而本领域普通技术人员，也可根据实际需求而选用不同材质的表面粘着元件300，并不以本实施例为限。

步骤130，接着，根据表面粘着技术(SMT)的实际工序参数，以决定表面粘着元件300结合在电路板200上的工作温度Ts。本实施例所采用的工作温度(或称焊接温度)约为摄氏220度(220℃)，但并不以此一工作温度为限。并且，步骤140，量测环境室温Tr，而此一环境室温指工作环境场所的温度，较佳的室温约为摄氏25度(25℃)。

步骤150，如图1所示，并请配合图2C一并参考。根据d＝(CTEa-CTEb)×(Ts-Tr)决定电路板200的多个实际布局位置212，其中d为实际布局位置212与预定布局位置211之间的偏移距离。以本实施例的表面粘着技术参数进行详细说明，将各制程参数代入上述的方程式，(18.8ppm/℃-12.8ppm/℃)×(220℃-25℃)，即得到实际布局位置212与预定布局位置211之间的偏移距离d＝1170ppm＝1.17毫米(mm)，使电路板200的焊垫布局位置为最佳的设计位置。上述的参数数据可依据实际使用的基板210的材质、表面粘着元件300的种类、或是实际回焊温度设定等情况而对应改变，并不以本实施例为限。

值得注意的是，若所求得的实际布局位置212与预定布局位置211之间的偏移距离d为正值时，实际布局位置212即朝向电路板200的外侧方向偏移；若所求得的实际布局位置212与预定布局位置211之间的偏移距离d为负值时，实际布局位置212即朝向电路板200的内侧方向偏移。

另外，也可选择仅调整部分的实际布局位置212偏离于预定布局位置211，仅须将所计算得到的总偏移距离d除以表面粘着元件300的总接脚端子310数量(如图2B所示)，再乘以所欲偏移的实际布局位置212的数量，即可得到部分偏移的实际布局位置212的定位。

如图1所示，并请配合图2D及图2E一并参考。步骤160，接着，布局多个焊垫220在实际布局位置上，使焊垫220形成在基板210的一表面，而焊垫220与预定布局位置211之间的距离为上述所计算得到的偏移距离d。然而，焊垫220的位置仍位于如图2B所示的表面粘着元件300的各接脚端子310的尺寸范围内

本实施例的布局多个焊垫220的制程步骤，其以具有多个开孔410的印刷钢板400，通过网版印刷(screen printing)的方式将焊垫220形成在基板210上，以形成电路板200。其中，印刷钢板400的多个开孔410的开设位置根据实际布局位置212而决定，使焊垫220得以准确的形成在实际布局位置212上。

请参阅图2F所示，最后表面粘着元件300以表面粘着技术(SMT)固设在基板210上，且表面粘着元件300的各接脚端子310分别与焊垫220粘着，使表面粘着元件300与电路板200之间构成电性接触的连接关系。

本发明所公开的表面粘着型态的电路板的焊垫布局方法及其表面粘着型态的电路板，根据上述的方程式d＝(CTEa-CTEb)×(Ts-Tr)，以计算得知焊垫设置在电路板上的实际布局位置，有效补偿因表面粘着元件与电路板的热膨胀系数不同所产生的变形量，避免电路板或是表面粘着元件受热不匀而导致弯曲、变形现象，进而防止表面粘着元件的接脚端子自电路板的焊垫脱离的现象发生，大幅提高表面粘着元件于进行回焊制程时的稳定性。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的普通技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种表面粘着型态的电路板的焊垫布局方法，包括以下步骤：

取得一电路板的热膨胀系数CTEa，且该电路板上具有多个预定布局位置；

取得一表面粘着元件的热膨胀系数CTEb；

决定该表面粘着元件结合在该电路板的工作温度Ts；

量测一环境室温Tr；

根据d=(CTEa-CTEb)×(Ts-Tr)决定该电路板的多个实际布局位置，而d为该多个实际布局位置中的每一个与该多个预定布局位置之中与之一一对应的位置之间的偏移距离：以及

分别一一对应地布局多个焊垫在该多个实际布局位置上。

2.根据权利要求1所述的表面粘着型态的电路板的焊垫布局方法，其特征在于，布局该多个焊垫的步骤通过一印刷钢板以网版印刷方式形成在该电路板上。

3.根据权利要求2所述的表面粘着型态的电路板的焊垫布局方法，其特征在于，该印刷钢板具有多个开孔，根据该多个实际布局位置而分别一一对应开设。

4.一种表面粘着型态的电路板，该电路板具有多个预定布局位置，以供至少一表面粘着元件电性设置在其上，该电路板包括有：

一基板，该基板具有多个实际布局位置；以及

多个焊垫，分别一一对应地设置在该多个实际布局位置上，且该多个实际布局位置中的每一个与该多个预定布局位置之中与之一一对应的位置之间具有一偏移距离，该偏移距离根据一下式决定：

d=(CTEa-CTEb)×(Ts-Tr)

其中，d为该偏移距离；CTEa为该基板的热膨胀系数；CTEb为该表面粘着元件的热膨胀系数；Ts为该表面粘着元件结合在该电路板的工作温度；Tr为环境室温。

5.根据权利要求4所述的表面粘着型态的电路板，其特征在于，该多个焊垫通过一印刷钢板以网版印刷方式形成在该基板上。

6.根据权利要求5所述的表面粘着型态的电路板，其特征在于，该印刷钢板具有多个开孔，且该多个开孔的位置分别一一对应于该多个实际布局位置。

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