CN105163501B - 一种焊盘开窗方法及pcb板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种焊盘开窗方法及PCB板，包括步骤：在菲林胶片上设置遮光区，包括用于遮盖焊盘的焊盘遮光区和环绕焊盘遮光区的缓冲区；焊盘具有接线边和非接线边，焊盘遮光区具有与接线边对应的遮光区接线边和与非接线边对应的遮光区非接线边，以遮光区接线边为内边缘的缓冲区的宽度＜以遮光区非接线边为内边缘的缓冲区的宽度；将菲林胶片与设计有焊盘的PCB板对齐后，对PCB板进行曝光显影，使焊盘完全外露，完成焊盘开窗。本发明的焊盘开窗方法，曝光显影后露出的线路长度短，线路对焊盘中心的影响小，当焊盘与管脚通过锡膏焊接时，微型电子器件通过管脚被锡膏拉偏的情形得到大大改善，而且管脚发生扭曲变形的情形也得到缓解。

Description

一种焊盘开窗方法及PCB板

技术领域

本发明涉及一种焊盘开窗方法及PCB板，属于PCB板的焊盘开窗方法技术领域。

背景技术

为扩展PCB产品功能，有时需要在PCB板上增设与PCB板电导通的微型电子器件，现有实现微型电子器件与PCB板之间电导通的方式一般是在微型电子器件上设置管脚，在PCB板上设置与管脚相对应的焊盘，通过将管脚与焊盘焊接实现微型电子器件与PCB板的电导通。在PCB板的生产过程中，设置在PCB板上的焊盘往往被绝缘油墨覆盖（即常说的绿油或绿漆），为使被绝缘油墨覆盖的焊盘重新外露，需要将覆盖在焊盘上的绝缘油墨除去，这种将覆盖在焊盘上的绝缘油墨除去的工艺就是焊盘开窗。

现有技术中存在一种对设计在PCB板上的焊盘进行开窗的焊盘开窗方法，这种开窗方法需要首先在菲林胶片上设置遮光区域和透光区域，并使遮光区域与设计在PCB板上的焊盘位置相对，为使设计在PCB板上的焊盘完全外露，上述遮光区域的设置面积通常要大于焊盘的面积，然后采用菲林胶片对PCB板进行曝光，最后使用显影化学药水对PCB板进行清洗，将被遮光区域遮住的PCB板区域（焊盘位于这部分区域内）内的绝缘油墨洗去，从而使设计在PCB板上的焊盘完全外露。

采用上述焊盘开窗方法对PCB板进行开窗使焊盘外露后，在使用锡膏将管脚和焊盘焊接到一起的过程中，发明人发现有时管脚会将上述微型电子器件拉偏，有时管脚在微型电子器件上的弯曲角度会增大或缩小，并导致管脚在PCB板上的排列不够整齐，这两种情况都会影响微型电气器件与PCB板之间的电导通质量，进而影响信号传输质量，导致PCB产品品质降低。

发明人经过长时间的观察研究后发现，在使用锡膏对管脚和焊盘进行焊接时，锡膏会将与每一个管脚相对的焊盘填满，并将每一个管脚拉向与其相对的焊盘的中心。当与一排管脚相对的一排焊盘的中心都朝一侧偏移时，锡膏就会通过管脚将微型电子器件拉偏，当与一排管脚相对的一排焊盘的中心朝不同方向偏移时，锡膏对管脚的拉扯就会导致管脚在微型电子器件上弯曲角度的变化。发明人还发现，焊盘是与设计在PCB板上的线路相连接的，当在菲林胶片上设置遮光区域的面积大于焊盘的面积，并采用曝光显影的方式对PCB板进行处理时，一部分与焊盘相连的线路也外露了出来，并成为了焊盘的一部分，由于一排焊盘包含有多个独立的焊盘，而与每一个焊盘分别相连的线路并不是从一排焊盘的同一侧与焊盘接触的，这造成外露的线路部分分布在焊盘的不同位置，这必然改变焊盘的中心，进而在焊盘与管脚通过锡膏焊接时出现管脚弯曲角度发生变化的情况。

理论上，当焊盘面积足够大时，这种外露的线路对于焊盘中心的影响会非常小，甚至可以忽略，然而增加焊盘面积必然导致产品体积增大，这不符合当下电子产品小型多功能化的潮流趋势；由于PCB板在生产过程中存在微量拉伸变形，因此盲目缩小设在菲林胶片上的遮光区域，又会增加无法将覆盖在焊盘上的绝缘油墨完全清除的风险（如果无法完全清除绝缘油墨，则焊盘中心的变化将更加明显）。

因此，如何设计一种能够将覆盖在焊盘上的绝缘油墨完全去除，并使去除绝缘油墨后的焊盘在与管脚通过锡膏焊接时，能够减缓管脚发生扭曲变形和提高管脚排列均匀性的焊盘开窗方法，是长期困扰本领域技术人员的技术难题。

发明内容

因此，本发明的目的在于克服现有技术中的焊盘开窗方法在将覆盖在焊盘上的绝缘油墨去除后，使用锡膏焊接焊盘与管脚时，管脚容易发生扭曲变形和/或拉偏微型电子器件，以致PCB板产品性能严重下降的技术缺陷，从而提供一种能够将覆盖在焊盘上的绝缘油墨完全去除，且使焊盘在与管脚通过锡膏焊接时，能够减缓管脚发生扭曲变形的情形并提高管脚排列均匀性的焊盘开窗方法。

本发明的另一目的在于提供一种采用上述焊盘开窗方法制作而成的PCB板产品。

为此，本发明提供一种焊盘开窗方法，包括如下步骤：

在菲林胶片上设置遮光区，所述遮光区包括用于遮盖焊盘的焊盘遮光区和环绕所述焊盘遮光区的缓冲区；所述焊盘具有与线路连接的接线边和不与线路连接的非接线边，所述焊盘遮光区具有与所述接线边对应的遮光区接线边和与所述非接线边对应的遮光区非接线边，以所述遮光区接线边为内边缘的缓冲区的宽度＜以所述遮光区非接线边为内边缘的缓冲区的宽度；

将所述菲林胶片与设计有所述焊盘的PCB板对齐，使所述焊盘遮光区与所述焊盘正对后，对所述PCB板进行曝光显影，使所述焊盘完全外露，完成焊盘开窗。

设置以所述遮光区接线边为内边缘的缓冲区的宽度均匀一致，设置以所述遮光区非接线边为内边缘的缓冲区的宽度均匀一致。

将以所述遮光区接线边为内边缘的缓冲区的宽度设置为以所述遮光区非接线边为内边缘的缓冲区的宽度的1/5～1/3。

设置以所述遮光区接线边为内边缘的缓冲区的宽度为0.5～1mil。

设置以所述遮光区非接线边为内边缘的缓冲区的宽度为1.5～5mil。

在所述菲林胶片上设置的相邻两个遮光区之间阻焊桥的宽度≥2.5mil。

所述遮光区的形状为方形、或者方形与弧形的结合。

采用对位曝光机对所述菲林胶片和设计有所述焊盘的PCB板进行对位，控制对位精度＜以所述遮光区接线边为内边缘的缓冲区的宽度。

本发明还提供一种PCB板，所述PCB板上的焊盘开窗，采用上述任一项所述的焊盘开窗方法制作而成。

本发明的一种焊盘开窗方法及PCB板具有以下优点：

1.本发明的焊盘开窗方法，在菲林胶片上设置以遮光区接线边为内边缘的缓冲区的宽度＜以遮光区非接线边为内边缘的缓冲区的宽度，当使用上述设置的菲林胶片对PCB板进行曝光显影时，以遮光区接线边为内边缘的缓冲区部分所遮挡的PCB板部分宽度较窄，曝光显影后所露出的与焊盘相接的线路长度也就相应较短，由于较短长度的线路对焊盘中心的影响很小，因而当焊盘与管脚通过锡膏焊接时，锡膏将管脚拉向焊盘中心时，微型电子器件通过管脚被锡膏拉偏的情形得到大大改善，而且管脚发生扭曲变形的情形也得到缓解，并同时提高了管脚在PCB板上的排列均匀性。

2.本发明的焊盘开窗方法，将以遮光区接线边为内边缘的缓冲区的宽度设置为均匀一致，并将以遮光区非接线边为内边缘的缓冲区的宽度设置为均匀一致，当使用上述设置的菲林胶片对PCB板进行曝光显影时，可以在焊盘周围形成宽度均匀的缓冲显影区，缓冲显影区的存在能够保证焊盘的完全外露；缓冲显影区的宽度均匀可以保证开窗的形状规则，在开窗部位设置锡膏时，锡膏更容易在形状规则的开窗内部填充且不易外溢，从而能够提高焊盘与管脚之间的焊接品质。

3.本发明的焊盘开窗方法，将以遮光区接线边为内边缘的缓冲区的宽度设置为以遮光区非接线边为内边缘的缓冲区的宽度的1/5～1/3，不仅能够保证焊盘的完全外露，还能尽量缩短外露线路的长度，降低线路对焊盘中心的影响。作为一种优选，可以设置以遮光区接线边为内边缘的缓冲区的宽度为0.5～1mil；以遮光区非接线边为内边缘的缓冲区的宽度为1.5～5mil，能够最大程度缩短外露线路的长度，最大程度降低线路对焊盘中心的影响。

4.本发明的焊盘开窗方法，设置相邻两个遮光区之间阻焊桥的宽度≥2.5mil，能够在保证焊盘设置密度的前提下，防止位于相邻两个焊盘上的焊料混合，避免发生锡搭桥短路，保证焊接质量。

5.本发明的焊盘开窗方法，将遮光区的形状设置为方形、或者方形与弧形的结合，上述形状的遮光区，能够在PCB板上形成方形、或者方形与弧形的结合样式的开窗，这不仅能够保证开窗形状的规则有序，还有利于将缓冲区的宽度设置为均匀宽度。

6.本发明的焊盘开窗方法，使用对位曝光机对菲林胶片和PCB板进行对位，并控制对位精度＜以遮光区接线边为内边缘的缓冲区的宽度，这种设置是为了避免因出现对位误差造成遮光区不能完全遮挡焊盘的情况，由于以遮光区接线边为内边缘的缓冲区宽度最小，保证对位精度小于以遮光区接线边为内边缘的缓冲区的宽度，即使对位出现误差，也能保证遮光区对焊盘的完全遮挡。

7.本发明还提供了一种PCB板，这种PCB板上的焊盘开窗，采用上述的焊盘开窗方法制备而成；由于本发明PCB板上的焊盘采用上述焊盘开窗方法制备而成，因而本发明的PCB板具有因采用上述焊盘开窗的制备方法而具有的所有优点。

附图说明

图1是菲林胶片覆盖在设计有焊盘的PCB板上的结构原理示意图。

图2是图1中G部分的结构放大示意图。

图中附图标记表示为：1-焊盘遮光区，10-遮光区非接线边，11-遮光区接线边，2-缓冲区，3-线路，4-焊盘，40-非接线边，41-接线边；A-以遮光区接线边为内边缘的缓冲区的宽度，B-以遮光区非接线边为内边缘的缓冲区的宽度，C-相邻两个遮光区之间阻焊桥的宽度。

具体实施方式

下面结合附图对本发明提供的一种焊盘开窗方法及PCB板做进一步的详细说明。

实施例1

本实施例提供一种焊盘开窗方法，包括如下步骤：

1）在菲林胶片上设置遮光区，如图1-2所示，所述遮光区包括用于遮盖焊盘4的焊盘遮光区1和环绕所述焊盘遮光区1的缓冲区2；所述焊盘4具有与线路3连接的接线边41和不与线路3连接的非接线边40，所述焊盘遮光区1具有与所述接线边41对应的遮光区接线边11和与所述非接线边40对应的遮光区非接线边10，设置以所述遮光区接线边11为内边缘的缓冲区的宽度A为0.6mil，设置以所述遮光区非接线边10为内边缘的缓冲区的宽度B为2.35mil；相邻两个遮光区之间的间隔距离为3mil；

2）调整对位曝光机的对位精度小于0.6mil，然后采用对位曝光机将所述菲林胶片与设计有所述焊盘4的PCB板对齐，使所述焊盘遮光区1与所述焊盘4正对后，对所述PCB板进行曝光显影，使所述焊盘4完全外露，完成焊盘开窗。

由于菲林胶片的设置大小与PCB板最初的设置大小是相同的，而PCB板在加工过程中会历经多次加热和冷却过程，板面非常容易发生变形，菲林胶片上缓冲区2的设置就是为了保证即便是PCB板发生变形后，包含有缓冲区2的焊盘遮光区1也能对焊盘4进行完全遮光，从而在曝光显影后将焊盘4完全暴露出来。本实施例设置以遮光区接线边11为内边缘的缓冲区2的宽度A＜以遮光区非接线边10为内边缘的缓冲区2的宽度B，是考虑到焊盘4在PCB板上是成排分布的，因而设置有焊盘4的PCB板区域，沿焊盘4排列方向的长向（图1示E向）长度较长，沿与焊盘4排列方向垂直的横向（图1示F向）长度很短，因此沿焊盘4排列方向的长向，设置有焊盘4的PCB板区域内每一部分的微小变形累加起来后就会形成较大的变形量，从而导致焊盘4位置的较大变动，设置具有较大宽度的缓冲区2能够保证焊盘4的完全外露；而沿与焊盘4排列方向垂直的横向方向，PCB板的变形量很小，且接线边41均是与这个方向的焊盘4边缘相接，因此设置具有较小宽度的缓冲区2就能满足PCB变形后对于焊盘的遮光需要，而且较小宽度的缓冲区2还能缩短对线路3的遮光长度，从而缩短曝光显影后线路3的暴露长度，并进而减小暴露出的线路3对与焊盘4中心的影响。

作为对本实施例的变形，上述以遮光区接线边11为内边缘的缓冲区的宽度A还可以为0.5～1mil范围内的任何数值，如0.5mil，0.7mil，0.8mil，0.9mil，1mil等；以遮光区非接线边10为内边缘的缓冲区的宽度B在焊盘间距允许的情况下还可以为1.5～5mil范围内的任何数值，如1.5mil，1.6mil，1.8mil，2mil，2.4mil，2.6mil，2.8mil，3mil，3.2mil，3.5mil，3.8mil，4mil，4.1mil，4.3mil，4.5mil，4.7mil，4.9mil，5mil等；相邻两个遮光区之间阻焊桥的宽度为≥2.5mil，如2.5mil，2.6mil，2.7mil，2.8mil，2.9mil，3.1mil，3.2mil，3.3mil，3.4mil，3.5mil，4mil，4.5mil，5mil等。

作为对本实施例的一种改进，设置以遮光区接线边为内边缘的缓冲区的宽度A均匀一致，设置以遮光区非接线边10为内边缘的缓冲区的宽度B均匀一致。缓冲区的宽度均匀可以保证开窗的形状规则，在开窗部位设置锡膏时，锡膏更容易在形状规则的开窗内部填充且不易外溢，从而能够提高焊盘与管脚之间的焊接品质。

在本实施例中，上述遮光区的形状为方形，作为一种变形，还可以将遮光区的形状设置为方形与弧形的结合，即将方形的四个尖角处设置为圆弧形。

本实施例中的对位曝光机采用川宝10KW对位曝光机，本领域的技术人员还可以采用其他类型的对位曝光机，只要能够实现对位的功能即可，如还可以采用LDI-20SM曝光机。为进一步保证对位效果，可设置对位曝光机的对位精度小于以遮光区接线边11为内边缘的缓冲区的宽度A。

实施例2

本实施例提供一种焊盘开窗方法，是在实施例1基础上的变形，具体包括如下步骤：

1）将包含有缓冲区2且缓冲区2的宽度为2.4mil的菲林胶片数据信息读入Genesis/Incam设计软件系统，缓冲区包括以遮光接线边11为内边缘的缓冲区和以遮光区非接线边10为内边缘的缓冲区，本步骤中，调整以遮光接线边11为内边缘的缓冲区的宽度A为0.6mil；

2）调整对位曝光机的对位精度小于0.6mil，然后采用对位曝光机将所述菲林胶片与设置有所述焊盘4的PCB板对齐，使所述焊盘遮光区1与所述焊盘4正对后，对所述PCB板进行曝光显影，使所述焊盘4完全外露，完成焊盘开窗。

本实施例的焊盘开窗方法，是基于已经按照现有技术的设计方法制作完毕的菲林胶片，对其进行二次设计，改变其遮光区的设置，从而达到本发明缩短与焊盘4相连的线路3的暴露长度，并进而减小线路3对焊盘4中心影响的目的。

作为对本实施例的变形，上述以遮光区接线边11为内边缘的缓冲区的宽度A还可以为0.5～1mil范围内的任何数值，如0.5mil，0.7mil，0.8mil，0.9mil，1mil等；以遮光区非接线边10为内边缘的缓冲区的宽度B在焊盘间距允许的情况下还可以为1.5～5mil范围内的任何数值，如1.5mil，1.6mil，1.8mil，2mil，2.4mil，2.6mil，2.8mil，3mil，3.2mil，3.5mil，3.8mil，4mil，4.1mil，4.3mil，4.5mil，4.7mil，4.9mil，5mil等；相邻两个遮光区之间阻焊桥的宽度≥2.5mil，如2.5mil，2.6mil，2.7mil，2.8mil，2.9mil，3.1mil，3.2mil，3.3mil，3.4mil，3.5mil，4mil，4.5mil，5mil等。

作为对本实施例的一种改进，设置以遮光区接线边为内边缘的缓冲区的宽度A均匀一致。缓冲区的宽度均匀可以保证开窗的形状规则，在开窗部位设置锡膏时，锡膏更容易在形状规则的开窗内部填充且不易外溢，从而能够提高焊盘与管脚之间的焊接品质。

在本实施例中，上述遮光区的形状为方形，作为一种变形，还可以将遮光区的形状设置为方形与弧形的结合，即将方形的四个尖角处设置为圆弧形。

本实施例中的对位曝光机采用川宝10KW对位曝光机，本领域的技术人员还可以采用其他类型的对位曝光机，只要能够实现对位的功能即可，如还可以采用LDI-20SM曝光机。为进一步保证对位效果，可设置对位曝光机的对位精度小于以遮光区接线边11为内边缘的缓冲区的宽度A。

实施例3

本实施例提供一种PCB板，本实施例PCB板的焊盘采用实施例1或实施例2中的焊盘开窗方法制备而成。

由于本实施例PCB板上的焊盘采用上述焊盘开窗方法制备而成，因而本发明的PCB板具有因采用上述焊盘开窗的制备方法而具有的所有优点。

显然，上述实施例仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.一种焊盘开窗方法，其特征在于：包括如下步骤：

在菲林胶片上设置遮光区，所述遮光区包括用于遮盖焊盘(4)的焊盘遮光区(1)和环绕所述焊盘遮光区(1)的缓冲区(2)；所述焊盘(4)具有与线路(3)连接的接线边(41)和不与线路(3)连接的非接线边(40)，所述焊盘遮光区(1)具有与所述接线边(41)对应的遮光区接线边(11)和与所述非接线边(40)对应的遮光区非接线边(10)，以所述遮光区接线边(11)为内边缘的缓冲区的宽度(A)＜以所述遮光区非接线边(10)为内边缘的缓冲区的宽度(B)；

将所述菲林胶片与设计有所述焊盘(4)的PCB板对齐，使所述焊盘遮光区(1)与所述焊盘(4)正对后，对所述PCB板进行曝光显影，使所述焊盘(4)完全外露，完成焊盘开窗。

2.根据权利要求1所述的焊盘开窗方法，其特征在于：设置以所述遮光区接线边(11)为内边缘的缓冲区的宽度(A)均匀一致，设置以所述遮光区非接线边(10)为内边缘的缓冲区的宽度(B)均匀一致。

3.根据权利要求2所述的焊盘开窗方法，其特征在于：将以所述遮光区接线边(11)为内边缘的缓冲区的宽度(A)设置为以所述遮光区非接线边(10)为内边缘的缓冲区的宽度(B)的1/5～1/3。

4.根据权利要求3所述的焊盘开窗方法，其特征在于：设置以所述遮光区接线边(11)为内边缘的缓冲区的宽度(A)为0.5～1mi l。

5.根据权利要求4所述的焊盘开窗方法，其特征在于：设置以所述遮光区非接线边(10)为内边缘的缓冲区的宽度(B)为1.5～5mi l。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的焊盘开窗方法，其特征在于：在所述菲林胶片上设置的相邻两个遮光区之间阻焊桥的宽度(C)≥2.5mi l。

7.根据权利要求6所述的焊盘开窗方法，其特征在于：所述遮光区的形状为方形、或者方形与弧形的结合。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的焊盘开窗方法，其特征在于：采用对位曝光机对所述菲林胶片和设计有所述焊盘(4)的PCB板进行对位，控制对位精度＜以所述遮光区接线边(11)为内边缘的缓冲区的宽度(A)。

9.一种PCB板，其特征在于：所述PCB板上的焊盘开窗，采用如权利要求1-8中任一项所述的焊盘开窗方法制作而成。