CN103369832A - 电路板 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种电路板，其包括一底材、一垫高层及一电子元件。垫高层形成于底材上。电子元件设于垫高层上，以与底材间隔一距离。
Description
技术领域
本发明涉及一种电路板，且特别是涉及一种其电子元件被垫高的电路板。
背景技术
传统的电路板设有许多电子元件，此些电子元件有的以表面粘贴技术(Surface Mount Technology;SMT)设于电路板上，有的以焊接方式设于电路板上。以石英震荡器来说，石英震荡器插置于电路板后，以导线套住且导线的二端插入于电路板的导孔，随后电路板经过锡焊炉的液态焊接材料，使液态焊接材料通过毛细现象进入电路板的导孔，而将导线焊合在电路板的导孔内，以固定住石英震荡器。
然而，液态焊接材料是高温流体（高于摄氏260度），其热量经由导线及电路板本身传导至石英震荡器，使石英震荡器吸收高温，如此反而破坏了设于石英震荡器内部的石英晶体。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电路板，可改善或避免电子元件设于电路板的过程中，因高温而破坏的问题。
为达上述目的，根据本发明的一实施例，提出一种电路板。电路板包括一底材、一垫高层及一电子元件。垫高层形成于底材上。电子元件设于垫高层上，以与底材间隔一距离。
为了对本发明的上述及其他方面有更佳的了解，下文特举实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：
附图说明
图1为本发明一实施例的电路板的外观图；
图2为图1的电子元件的侧视图；
图3为图1中底材的俯视图。
主要元件符号说明
100：电路板
110：底材
111：导电孔
120：电子元件
121：导热壳
122：信号线
123：石英晶体
130：垫高层
131：防焊层
132：文字漆层
133：镂空部
140：导线
150：接地层
160：液态焊接材料
h1、h2：高度
H：距离
具体实施方式
请参照图1，其绘示依照本发明一实施例的电路板的外观图。电路板100可用于各种电子装置上，此电子装置例如是电脑、家电或打印机等。本实施例中，电路板100是印刷电路板（Printed Circuit Board,PCB），其可作为电脑的主机板。电路板100包括底材110、电子元件120及垫高层130。
请参照图2，其绘示图1的电子元件的侧视图。为了表示底材110的结构，图2有绘示底材110的剖视图。电子元件120例如是被动元件，例如是石英震荡器。本实施例中，电子元件120例如是具有插脚的石英震荡器，其包括导热圆柱壳121、信号线122及石英晶体123。另该导热壳也可以是导热方型壳。导热圆柱壳121可直接设于垫高层130上，例如是以横放方式直接设于垫高层130上，其中心轴实质上平行于底材110的平面延伸方向。
信号线122插置于底材110的导电孔111内，以电连接底材110内的线路层（未绘示）。在炉焊制作工艺中，当底材110在焊炉内接触液态焊接材料160时，液态焊接材料160通过毛细现象填入信号线122与导电孔111之间的间隙，进而焊合信号线122于导电孔111内。
石英晶体123是电子元件120中重要元件，若欲维持其正常运作，则邻近区域的导热圆柱壳121的温度不能高于一定温度，此温度例如是摄氏170度，否则将会影响甚至破坏电子元件120的重要元件的功能。本实施例中，通过电子元件120设于垫高层130上而与底材110间隔一距离H，因此拉大液态焊接材料与电子元件120的距离，进而可避免过多的热量（来自于焊炉内的液态焊接材料）传导至电子元件120而破坏电子元件120的石英晶体123。另一实施例中，电子元件120可以是石英震荡器以外的元件种类，其重要元件就不限于是石英晶体123，在此情况下，依据本发明实施例的精神仍可避免石英震荡器以外种类的电子元件120的温度过高而破坏。
本实施例中，在无铅制作工艺的波峰焊炉内，液态焊接材料160的组成例如是锡、银及铜，其分别占总成份的96.5%、3%及0.5％，在此成分下，液态焊接材料160的温度高达摄氏260度，以维持液态焊接材料160良好的流动性。另一实施例中，液态焊接材料160包含锡及铜，其成分分别为99%及0.7%。又一实施例中，液态焊接材料160的锡、银及铜的成份比例可以是其它比例，本实施例并不限制液态焊接材料160的组成成分及其比例，只要在焊炉内加热至一适当温度使其维持良好的流动性即可。其它实施例中，液态焊接材料160的成分也可包含锡、银、铜以外的元素，或者省略锡、银与铜其中几种。
本实施例中，由于电子元件120不致吸收到过多的热量而导致电子元件120的重要元件破坏，故液态焊接材料160的合金成分的比例可更有弹性地调整。详细而言，在液态焊接材料160的特定合金成份及比例下，即使液态焊接材料160在焊炉内需加热到摄氏270度（或更高），通过本实施例的技术特征仍不致使电子元件120吸收到过多的热量而导致电子元件120的重要元件损坏。
如图2所示，电路板100还包括至少一导线140（一般也称”跳线”），其套设于电子元件120上且导线140的两端分别穿设于底材110的两导电孔111内。导线140套设于电子元件120上可固定住电子元件120，避免电子元件120晃动。当底材110在焊炉内接触液态焊接材料160时，液态焊接材料160通过毛细现象填入导线140与导电孔111之间的间隙，进而焊合导线140。
如图2所示，电路板100还包括接地层150，其电连接于一接地端（未绘示）。接地层150形成于底材110的内部，且连接于二导电孔111。电子元件120可通过导线140、导电孔111及接地层150电连接于接地端，如此可避免电子元件120在运作时受到电磁干扰。接地层150可以是底材110内部中多层线路层的其中一层结构。由于接地层150位于底材110的内部，其与电子元件120相隔一距离，使接地层150所吸收的热量不易传导到电子元件120，进而可避免电子元件120的重要元件受到高温的影响。
接地层150例如是高热导系数（heat transfer coefficient）的材料形成，例如是铜箔（copper foil）。由于接地层150具有一定的热容量，可吸收导线140的热量（来自于焊炉内的液态焊接材料160），如此可避免过多的热量传导至电子元件120而破坏电子元件120的重要元件。
本实施例中，接地层150的面积可大于电子元件120的面积。就导线140与石英晶体123间的距离与接地层150的面积的关系而言，导线140与石英晶体123间的距离可与接地层150的面积呈反比。详细来说，当导线140与石英晶体123的距离愈远时，表示愈多的热量可通过导热壳121散逸至外界，因此接地层150的面积可相对较小；反之，当导线140与石英晶体123的距离愈近时，表示愈少的热量通过导热壳121散逸至外界，因此接地层150的面积需要较大，以吸收更多的热量，避免此些热量传导至石英晶体123邻近的导热壳121。
当接地层150的面积愈大时，表示可吸收的热量愈多，此会导致填入导线140与导电孔111间的间隙的液态焊接材料160会因为温降而失去良好流动性，如此使液态焊接材料160无法充分填入导线140与导电孔111之间的间隙（”无法充分填入”指的是相对较少的液态焊接材料160填入导线140与导电孔111之间的间隙）。相反地，当接地层150的面积愈小时，表示可吸收的热量愈少，此可能导致过多的热量传导至电子元件120而破坏电子元件120的重要元件。一实施例中，接地层150的面积大于电子元件120的横截面积，如此可使液态焊接材料160充分填入导线140与导电孔111之间且电子元件120的温度又不致于过高而破坏其重要元件。
如图2所示，垫高层130形成于底材110上。垫高层130是由低热传导系数或绝热的材料制成。垫高层130是防焊层131与文字漆层132中至少一者，其中防焊层131例如是绿漆（solder mask）。本实施例中，垫高层130包括防焊层131及文字漆层132二者，其中防焊层131形成于底材110上，而文字漆层132形成于防焊层131上。另一实施例中，垫高层130也可省略防焊层131与文字漆层132中一者。
一实施例中，防焊层131的高度h1可介于0.4与1.0英丝（mil）之间，而文字漆层132的高度h2可介于0.4与1.0英丝之间。
请参照图3，其绘示图1中底材的俯视图。垫高层130具有镂空部133，其贯穿整个垫高层130，而露出底材110。其中，上述电子元件120的位置可对应镂空部133。由接地层150吸收的热量可经由底材110及镂空部133对流至外界，进而使接地层150吸收更多热量。综上可知，可通过适当地设计镂空部133的面积来控制电子元件120的温度。
如图3所示，本实施例中，镂空部133的形状类似葫芦形。另一实施例中，镂空部133的形状可以是圆形、椭圆形、多边形或其它曲线形。
本发明上述实施例所揭露的电路板，具有多项特征，以下仅列举部分特征说明如下：
1.一实施例中，通过电子元件设于垫高层上而与底材间隔一距离，不致使电子元件吸收到过多的热量而导致电子元件的重要元件损坏。
2.一实施例中，由于接地层位于底材的内部，其与电子元件相隔一距离，使接地层所吸收的热量不易传导到电子元件，而损坏电子元件的重要元件。
3.一实施例中，由于接地层具有一定的热容量，可吸收导线的热量（来自于焊炉内的液态焊接材料），如此可避免过多的热量传导至电子元件而破坏电子元件的重要元件。
综上所述，虽然结合以上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熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，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的为准。
Claims (10)
1.一种电路板，包括：
底材；
垫高层，形成于该底材上；以及
电子元件，设于该垫高层上，以与该底材间隔一距离。
2.如权利要求1所述的电路板，其中该电子元件是一被动元件。
3.如权利要求2所述的电路板，其中该被动元件是一石英震荡器。
4.如权利要求3所述的电路板，其中该石英震荡器包括：
导热壳，直接设于该垫高层上，该导热壳是一导热圆柱壳或一导热方型壳；以及
信号线，连接于该导热壳，且穿设于该底材。
5.如权利要求1所述的电路板，还包括：
接地层，形成于该底材的内部；
其中，该电子元件电连接于该接地层。
6.如权利要求5所述的电路板，其中该接地层的面积大于该电子元件的面积。
7.如权利要求5所述的电路板，其中该底材具有两个导电孔，该两个导电孔连接于该接地层，该电路板还包括：
导线，套设于该电子元件上且该导线的两端分别穿设于该两个导电孔内。
8.如权利要求1所述的电路板，其中该垫高层包括防焊层与文字漆层中至少一者。
9.如权利要求1所述的电路板，其中该垫高层包括：
防焊层，形成于该底材上；以及
文字漆层，形成于该防焊层上。
10.如权利要求1所述的电路板，其中该垫高层具有一镂空部，该电子元件的位置对应该镂空部。
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