CN112614821A - 封装结构及其制备方法、电子设备 - Google Patents

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CN112614821A CN202011490508.6A CN202011490508A CN112614821A CN 112614821 A CN112614821 A CN 112614821A CN 202011490508 A CN202011490508 A CN 202011490508A CN 112614821 A CN112614821 A CN 112614821A
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Abstract

本申请公开一种封装结构及其制备方法、电子设备。其中,封装结构包括基板和表面贴装器件,基板具有安装面,安装面具有若干阵列分布的第一焊盘;表面贴装器件具有贴装面,贴装面具有若干阵列分布的第二焊盘,贴装面与安装面相对设置,若干第二焊盘与若干第一焊盘一一对应并通过焊接材料焊接;其中,至少一对第一焊盘和第二焊盘之间夹设有垫片。本申请的技术方案可降低基板和表面贴装器件之间的信号通信出现异常的几率。

Description

封装结构及其制备方法、电子设备
技术领域
本申请涉及电子产品技术领域,特别涉及一种封装结构及其制备方法、电子设备。
背景技术
针对采用栅格阵列封装(Land Grid Array,LGA)工艺进行封装的表面贴装器件,由于基板与表面贴装器件普遍存在着热膨胀系数不一致的缺陷,在高温下(例如在回流焊接时),两者的膨胀程度不一样,就会导致表面贴装器件出现翘曲的现象。一旦出现翘曲,就极有可能导致虚焊、连锡等不良,导致基板和表面贴装器件之间的信号通信出现异常。
发明内容
本申请的主要目的是提供一种封装结构及其制备方法、电子设备,旨在降低基板和表面贴装器件之间的信号通信出现异常的几率。
本申请的一实施例提出一种封装结构,该封装结构包括:
基板,所述基板具有安装面,所述安装面具有若干阵列分布的第一焊盘;和
表面贴装器件,所述表面贴装器件具有贴装面,所述贴装面具有若干阵列分布的第二焊盘,所述贴装面与所述安装面相对设置,若干所述第二焊盘与若干所述第一焊盘一一对应并通过焊接材料焊接;
其中,至少一对第一焊盘和第二焊盘之间夹设有垫片。
本申请的一实施例提出一种封装结构的制备方法,该制备方法包括以下步骤:
提供一基板;
在所述基板的安装面上涂布焊接材料,以使阵列分布于所述安装面的若干第一焊盘表面均覆盖有焊接材料;
在所述焊接材料上布置垫片;
将表面贴装器件贴附在所述焊接材料上,并将所述表面贴装器件压紧,以使阵列分布于所述表面贴装器件的贴装面的若干第二焊盘与若干所述第一焊盘一一对应并通过焊接材料连接,且使所述垫片支撑在成对的第一焊盘与第二焊盘之间,得到待焊接组件;
对所述待焊接组件进行焊接。
本申请的一实施例提出一种电子设备;
该电子设备包括封装结构,该封装结构包括:
基板,所述基板具有安装面,所述安装面具有若干阵列分布的第一焊盘;和
表面贴装器件,所述表面贴装器件具有贴装面,所述贴装面具有若干阵列分布的第二焊盘,所述贴装面与所述安装面相对设置,若干所述第二焊盘与若干所述第一焊盘一一对应并通过焊接材料焊接;
其中,至少一对第一焊盘和第二焊盘之间夹设有垫片;
或者,该电子设备包括由封装结构的制备方法制备得到的封装结构,该制备方法包括以下步骤:
提供一基板;
在所述基板的安装面上涂布焊接材料,以使阵列分布于所述安装面的若干第一焊盘表面均覆盖有焊接材料;
在所述焊接材料上布置垫片;
将表面贴装器件贴附在所述焊接材料上,并将所述表面贴装器件压紧,以使阵列分布于所述表面贴装器件的贴装面的若干第二焊盘与若干所述第一焊盘一一对应并通过焊接材料连接,且使所述垫片支撑在成对的第一焊盘与第二焊盘之间,得到待焊接组件;
对所述待焊接组件进行焊接。
在本申请的技术方案中,由于垫片的存在,在封装结构的制备过程中,在焊接材料涂布完成、垫片布置完成、表面贴装器件对位贴附完成后,即使利用治具在表面贴装器件的背向基板的表面上施加压力,在以垫片为中心的一定范围内,基板的安装面与表面贴装器件的贴装面之间的距离也将被垫片的厚度限定在一定的大小,从而避免了该范围内基板与表面贴装器件之间的距离过度减小,保障了该范围内成对的第一焊盘和第二焊盘之间的距离的一致性,使得该范围内的焊接材料不会被挤出焊盘区域而在融化后出现连锡的现象。并且,由于垫片的存在,实现了在表面贴装器件的背向基板的表面上施加压力以控制表面贴装器件在高温下(例如在回流焊接时)形变的目的,使表面贴装器件在高温下的形变量得以减少,从而使表面贴装器件翘曲的现象得以改善,使表面贴装器件虚焊的现象得以改善。
综上,便可降低封装结构中虚焊、连锡等不良出现的几率,降低基板和表面贴装器件之间的信号通信出现异常的几率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本申请封装结构第一实施例的结构示意图;
图2为图1中基板的俯视图;
图3为图1中表面封装器件的仰视图;
图4为本申请垫片第一实施例的结构示意图;
图5为图4中垫片与第一焊盘和第二焊盘采用第一种配合形式的结构示意图;
图6为本申请垫片第二实施例的结构示意图;
图7为本申请垫片第三实施例的结构示意图;
图8为本申请垫片第四实施例的结构示意图;
图9为本申请垫片第五实施例的结构示意图;
图10为图9中垫片与第一焊盘和第二焊盘采用第一种配合形式的结构示意图;
图11为图4中垫片与第一焊盘和第二焊盘采用第二种配合形式的结构示意图;
图12为图9中垫片与第一焊盘和第二焊盘采用第二种配合形式的结构示意图;
图13为图9中垫片与第一焊盘和第二焊盘采用第三种配合形式的结构示意图
图14为图9中垫片与第一焊盘和第二焊盘采用第四种配合形式的结构示意图;
图15为本申请封装结构的制备方法第一实施例的流程示意图;
图16为本申请封装结构的制备方法第一实施例的流程示意图
图17为本申请封装结构的制备方法第一实施例的流程示意图。
附图标号说明:
标号 名称 标号 名称
100 封装结构 31 第二焊盘
10 基板 311 第二外圈焊盘
11 第一焊盘 313 第二中部焊盘
111 第一外圈焊盘 31a 第二限位孔
113 第一中部焊盘 33 第二基材层
11a 第一限位孔 35 第二阻焊层
13 第一基材层 50 焊接材料
15 第一阻焊层 70 垫片
30 表面贴装器件 71 贯通孔
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
针对采用栅格阵列封装(Land Grid Array,LGA)工艺进行封装的表面贴装器件,由于基板与表面贴装器件普遍存在着热膨胀系数不一致的缺陷,在高温下(例如在回流焊接时),两者的膨胀程度不一样,就会导致表面贴装器件出现翘曲的现象。一旦出现翘曲,就极有可能导致虚焊、连锡等不良,导致基板和表面贴装器件之间的信号通信出现异常。
针对上述技术问题,本申请提出一种封装结构100,旨在降低基板10和表面贴装器件30之间的信号通信出现异常的几率。
可以理解地,本申请提出的封装结构100可以应用于电子设备,该电子设备可以是但并不限于手机、平板电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)、电子书阅读器、MP3(动态影像专家压缩标准音频层面3,Moving Picture Experts Group AudioLayer III)播放器、MP4(动态影像专家压缩标准音频层面4,Moving Picture ExpertsGroup Audio Layer IV)播放器、可穿戴设备、导航仪、掌上游戏机等。
下面将在具体实施例中对本申请封装结构100的具体结构进行说明:
如图1至图3所示,在本申请封装结构100一实施例中,该封装结构100包括基板10和表面贴装器件30;所述基板10具有安装面,所述安装面具有若干阵列分布的第一焊盘11;所述表面贴装器件30具有贴装面,所述贴装面具有若干阵列分布的第二焊盘31,所述贴装面与所述安装面相对设置,若干所述第二焊盘31与若干所述第一焊盘11一一对应并通过焊接材料50焊接;其中,至少一对第一焊盘11和第二焊盘31之间夹设有垫片70。
可以理解地,由于采用的是栅格阵列封装工艺,阵列分布于基板10安装面的若干第一焊盘11,与阵列分布于表面贴装器件30贴装面的若干第二焊盘31,具备一一对应的关系,以构成若干对焊盘,每一对焊盘均通过焊接材料50焊接在一起。并且,这若干对焊盘中,至少一对焊盘之间夹设有垫片70;即,垫片70具有背对设置的底面和顶面,底面与这对焊盘中的第一焊盘11的表面抵接,顶面与这对焊盘中的第二焊盘31的表面抵接。
可以理解地,由于垫片70的存在,在封装结构100的制备过程中,在焊接材料50涂布完成、垫片70布置完成、表面贴装器件30对位贴附完成后,即使利用治具在表面贴装器件30的背向基板10的表面上施加压力,在以垫片70为中心的一定范围内,基板10的安装面与表面贴装器件30的贴装面之间的距离也将被垫片70的厚度限定在一定的大小,从而避免了该范围内基板10与表面贴装器件30之间的距离过度减小,保障了该范围内成对的第一焊盘11和第二焊盘31之间的距离的一致性,使得该范围内的焊接材料50不会被挤出焊盘区域而在融化后出现连锡的现象。并且,由于垫片70的存在,实现了在表面贴装器件30的背向基板10的表面上施加压力以控制表面贴装器件30在高温下(例如在回流焊接时)形变的目的,使表面贴装器件30在高温下的形变量得以减少,从而使表面贴装器件30翘曲的现象得以改善,使表面贴装器件30虚焊的现象得以改善。
综上,便可降低封装结构100中虚焊、连锡等不良出现的几率,降低基板10和表面贴装器件30之间的信号通信出现异常的几率。
需要说明的是,基板10可以采用印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)或者其他可用于封装电子元器件的板材。
表面贴装器件30可以是中央处理器、图形处理器、5G模块、传感器等。
焊接材料50可以采用焊锡膏,也称锡膏,是随表面贴装技术(Surface MountTechnology,SMT)应运而生的一种新型焊接材料,是由焊锡粉、助焊剂以及其它助剂混合而形成的膏状混合物。
垫片70可以采用金属材料、玻璃材质、陶瓷材质、耐高温塑料材质等。
一般地,焊接材料50的涂布厚度在80μm到100μm之间,经过焊接(例如回流焊接)后的厚度在60μm到80μm之间。因此,可以将垫片70的厚度设计在60μm到80μm之间,以保障焊接的稳定性。
进一步地,对于垫片70的具体设置形式,则至少存在以下几种:
(1)如图4和图5所示,在本申请封装结构100一实施例中,所述垫片70开设有贯通孔71,所述贯通孔71内填充有焊接材料50,用于连接所述垫片70两侧的第一焊盘11和第二焊盘31;其中,第一基材层13、第一焊盘11、第一组焊层依次层叠设置,第二基材层33、第二焊盘31、第二组焊层依次层叠设置。
具体地,垫片70的形状和大小可以与焊盘的形状和大小相适配,例如:焊盘为圆形焊盘时,垫片70为环形垫片70;圆形焊盘表面的外轮廓所环绕的区域的面积,与环形垫片70底面的外轮廓所环绕的区域的面积一致。当然,垫片70和焊盘还可以采用其他合理的设置形式,本领域技术人员可以根据实际应用场景进行合理的配置,在此不再一一赘述。
垫片70上的贯通孔71可以设置一个(如图4所示),也可以设置多个(如图6和图7所示)。贯通孔71的形状,既可以是圆形(如图4所示)、方形、矩形、菱形等,也可以是其他不规则的形状(如图6和图7所示)。贯通孔71既可以为周向“全封闭”的结构形式(如图4所示),也可以为周向“半封闭”的结构形式(如图8所示)。
本实施例中,垫片70的横截面为环形。因此,环形底面与第一焊盘11抵接,环形顶面与第二焊盘31抵接,从而实现支撑作用。垫片70的中部具有圆形的贯通孔71,焊接材料50填充在其中(具体地,可以通过对垫片70施加朝向第一焊盘11的压力,从而将涂布在第一焊盘11上的焊接材料50挤到贯通孔71中),并与第一焊盘11和第二焊盘31连接。在高温下(例如在回流焊接时),焊接材料50融化,产生的部分高温水汽通过基板10与表面贴装器件30之间的间隙逸出。冷却后,焊接材料50凝固,第一焊盘11与第二焊盘31完成物理连接和电气连接,基板10与表面贴装器件30完成物理连接和电气连接。
(2)如图9和图10所示,在本申请封装结构100一实施例中,所述垫片70一侧的第一焊盘11的部分表面显露于所述垫片70的外侧,所述垫片70另一侧的第二焊盘31的部分表面显露于所述垫片70的外侧,所述垫片70的外侧设有焊接材料50,用于连接所述垫片70两侧的第一焊盘11和第二焊盘31;其中,第一基材层13、第一焊盘11、第一组焊层依次层叠设置,第二基材层33、第二焊盘31、第二组焊层依次层叠设置。
即,垫片70底面的外轮廓所环绕的区域仅占据第一焊盘11的部分表面,相应地,垫片70顶面的外轮廓所环绕的区域仅占据第二焊盘31的部分表面;第一焊盘11的剩余表面与第二焊盘31的剩余表面通过焊接材料50连接。
例如:垫片70为柱状结构,该柱状结构的底面仅占据第一焊盘11表面的中央部分,第一焊盘11表面的外圈部分未被该柱状结构占据而得以显露;相应地,该柱状结构的顶面仅占据第二焊盘31表面的中央部分,第二焊盘31表面的外圈部分未被该柱状结构占据而得以显露;此时,焊接材料50设置在第一焊盘11表面的外圈部分与第二焊盘31表面的外圈部分之间,以实现第一焊盘11与第二焊盘31的物理连接和电气连接。
具体地,垫片70的形状可以与焊盘的形状相同,但是垫片70的大小却要小于焊盘的大小,例如:焊盘为圆形焊盘时,垫片70为圆形垫片70;圆形焊盘的面积,大于圆形垫片70底面的面积。当然,垫片70和焊盘还可以采用其他合理的设置形式,本领域技术人员可以根据实际应用场景进行合理的配置,在此不再一一赘述。
此外,为了进一步提高第一焊盘11与第二焊盘31物理连接的稳定性,以及电气连接的稳定性,焊接材料50可以包覆垫片70的整个侧壁。即,焊接材料50为套筒状结构,该套筒状结构的底面和顶面分别与第一焊盘11和第二焊盘31连接,垫片70收容在该套筒状结构内(如图10所示)。
(3)如图4和图11所示,在本申请封装结构100一实施例中,也可以将前述两种实施方式进行组合,即:垫片70底面的外轮廓所环绕的区域仅占据第一焊盘11的部分表面,相应地,垫片70顶面的外轮廓所环绕的区域仅占据第二焊盘31的部分表面;并且,垫片70还开设有贯通孔71;第一焊盘11的未被垫片70覆盖的表面与第二焊盘31的未被垫片70覆盖的表面之间连接有焊接材料50;其中,第一基材层13、第一焊盘11、第一组焊层依次层叠设置,第二基材层33、第二焊盘31、第二组焊层依次层叠设置。
可以理解地,实际应用时,焊盘可以是其他形状,如方形、菱形等。
在前述多种实施方式中,垫片70是直接放置在第一焊盘11的表面上的,第二焊盘31的表面也是直接与垫片70的顶面接触的。在此结构的基础上,为了进一步提高垫片70设置的稳定性,避免垫片70滑移而带来虚焊、连锡等不良,还可以对第一焊盘11进行优化设计,如图12所示,在本申请封装结构100一实施例中:
所述垫片70一侧的第一焊盘11的表面设有第一限位孔11a,所述垫片70部分收容于所述第一限位孔11a内。
具体地,第一焊盘11的表面的面积大于垫片70底面的外轮廓所环绕的区域的面积;这样,便可在第一焊盘11的表面的中部形成与垫片70底部相适配的第一限位孔11a,从而将垫片70的底部收容在第一限位孔11a内。
可以理解地,第一限位孔11a的形状和大小可以与垫片70底部的形状和大小相适配,例如:第一限位孔11a为圆形孔时,垫片70为圆形垫片70;第一限位孔11a的孔壁所环绕的区域的面积,与圆形垫片70底面的外轮廓所环绕的区域的面积一致,从而使垫片70的底部刚好收容在第一限位孔11a内。当然,第一限位孔11a和垫片70还可以采用其他合理的设置形式,本领域技术人员可以根据实际应用场景进行合理的配置,在此不再一一赘述。
此外,需要说明的是,第一限位孔11a的深度既可以小于第一焊盘11的厚度,即第一限位孔11a并未贯通第一焊盘11(具体可参阅图12,图中第一基材层13、第一焊盘11、第一组焊层依次层叠设置);第一限位孔11a的深度也可以等于第一焊盘11的厚度,即第一限位孔11a为通孔,贯通至第一焊盘11下方的第一基材层13,即基板10的基材层(具体可参阅图13,图中第一基材层13、第一焊盘11、第一组焊层依次层叠设置);第一限位孔11a的深度还可以大于第一焊盘11的厚度,即第一限位孔11a的底部还贯通第一基材层13的部分厚度(具体可参阅图14,图中第一基材层13、第一焊盘11、第一组焊层依次层叠设置)。
并且,为了进一步提高垫片70设置的稳定性,避免垫片70滑移而带来虚焊、连锡等不良,还可以对第二焊盘31进行优化设计,如图12所示,在本申请封装结构100一实施例中:
所述垫片70另一侧的第二焊盘31的表面设有第二限位孔31a,所述垫片70部分收容于所述第二限位孔31a内。
具体地,第二焊盘31的表面的面积大于垫片70顶面的外轮廓所环绕的区域的面积;这样,便可在第二焊盘31的表面的中部形成与垫片70顶部相适配的第二限位孔31a,从而将垫片70的顶部收容在第二限位孔31a内。
可以理解地,第二限位孔31a的形状和大小可以与垫片70顶部的形状和大小相适配,例如:第二限位孔31a为圆形孔时,垫片70为圆形垫片70;第二限位孔31a的孔壁所环绕的区域的面积,与圆形垫片70顶面的外轮廓所环绕的区域的面积一致,从而使垫片70的顶部刚好收容在第二限位孔31a内。当然,第二限位孔31a和垫片70还可以采用其他合理的设置形式,本领域技术人员可以根据实际应用场景进行合理的配置,在此不再一一赘述。
此外,需要说明的是,第二限位孔31a的深度既可以小于第二焊盘31的厚度,即第二限位孔31a并未贯通第二焊盘31(具体可参阅图12,图中第二基材层33、第二焊盘31、第二组焊层依次层叠设置);第二限位孔31a的深度也可以等于第二焊盘31的厚度,即第二限位孔31a为通孔,贯通至第二焊盘31下方的第二基材层33,即表面贴装器件30的基板的基材层(具体可参阅图13,图中第二基材层33、第二焊盘31、第二组焊层依次层叠设置);第二限位孔31a的深度还可以大于第二焊盘31的厚度,即第二限位孔31a的底部还贯通第二基材层33的部分厚度(具体可参阅图14,图中第二基材层33、第二焊盘31、第二组焊层依次层叠设置)。
实际应用时,可利用钢网印刷焊接材料50,之后布置垫片70。在高温下(例如在回流焊接时),焊接材料50融化后便会沿着垫片70的侧壁上爬,最后将第一焊盘11、第二焊盘31、垫片70固定在一起,实现基板10与表面贴装器件30完成物理连接和电气连接。
下面将对垫片70在阵列分布的若干第一焊盘11中的布置位置进行说明:
如图2和图3所示,在本申请封装结构100一实施例中,若干所述第一焊盘11包括多个第一外圈焊盘111,多个所述第一外圈焊盘111沿所述贴装面的外缘依次间隔设置,若干所述第二焊盘31包括多个第二外圈焊盘311,多个所述第二外圈焊盘311沿所述贴装面的外缘依次间隔设置;
至少一对第一外圈焊盘111和第二外圈焊盘311之间夹设有垫片70。
具体地,焊接材料50、垫片70以及焊盘之间的配置关系,可参照前述实施方式进行实施,在此不再赘述。
可以理解地,表面贴装器件30在高温下(例如在回流焊接时),贴装面的边缘是较容易发生形变的位置。因此,本实施例的技术方案,在至少一对外圈焊盘之间设置有垫片70;这样,垫片70存在的位置更加靠近贴装面的边缘,压力可覆盖的范围也随垫片70更加靠近贴装面的边缘,从而可对抗贴装面的边缘所发生的形变,使表面贴装器件30翘曲的现象得以改善,使表面贴装器件30虚焊、连锡等现象得以改善,进而使基板10和表面贴装器件30之间的信号通信出现异常的几率进一步降低。
需要说明的是,对于阵列分布的若干第一焊盘11,既可以是最外侧的一圈第一焊盘11成为本实施例中的多个第一外圈焊盘111,也可以最外侧的两圈、三圈或更多圈成为本实施例中的多个第一外圈焊盘111;而除去多个第一外圈焊盘111,剩余的第一焊盘11则成为后续描述中的第一中部焊盘113。相似地,对于阵列分布的若干第二焊盘31,既可以是最外侧的一圈第二焊盘31成为本实施例中的多个第二外圈焊盘311,也可以最外侧的两圈、三圈或更多圈成为本实施例中的多个第二外圈焊盘311;而除去多个第二外圈焊盘311,剩余的第二焊盘31则成为后续描述中的第二中部焊盘313。
此外,实际应用时,除了只在一对外圈焊盘之间布置垫片70的实施方式外,也可以在每一对外圈焊盘其各自的内部(即成对的两焊盘之间)布置垫片70;当然,也可以仅选取几个特殊位置进行布置,例如处于阵列的四个角的四对外圈焊盘,在其各自的内部(即成对的两焊盘之间)布置垫片70。本领域技术人员可以根据实际表面贴装器件30的类型和先前封装得到的曲翘位置经验,合理选择容易发生曲翘的位置进行垫片70的布置,从而利用压力对抗形变,在此不再一一赘述。
另外,还需要说明的是,由于垫片70的大小有限,其能够支撑的区域也是有限的;此时,若在表面贴装器件30的背向基板10的整个表面均施加压力作用,则会带来不必要的形变。因此,一个垫片70的布置后,一般仅会在表面贴装器件30上以该垫片70为中心的一定区域范围内施加压力作用,一般也仅用于对抗该区域范围内的表面贴装器件30所发生的形变。所以,垫片70的布置数量和布置位置,可根据实际情况进行调整,一般优先考虑容易发生曲翘的位置(例如贴装面的边缘和某些中间处置)。
因此,为了进一步使表面贴装器件30翘曲的现象得以改善,使表面贴装器件30虚焊、连锡等现象得以改善,从而使基板10和表面贴装器件30之间的信号通信出现异常的几率进一步降低,可以使垫片70和压力作用覆盖到更多的位置,如图2和图3所示:
若干所述第一焊盘11还包括位于多个所述第一外圈焊盘111内侧的多个第一中部焊盘113,若干所述第二焊盘31还包括位于多个所述第二外圈焊盘311内侧的多个第二中部焊盘313;
至少一对第一中部焊盘113和第二中部焊盘313之间夹设有垫片70。
具体地,焊接材料50、垫片70以及焊盘之间的配置关系,可参照前述实施方式进行实施,在此不再赘述。
可以理解地,表面贴装器件30在高温下(例如在回流焊接时),除贴装面的边缘较容易发生形变外,贴装面的某些中间位置也容易发生形变。因此,在至少一对中部焊盘之间设置垫片70;这样,增设的垫片70的存在位置得以靠近贴装面的中心,压力可覆盖的范围也随垫片70得以靠近贴装面的中心,从而可对抗贴装面的某些中间位置所发生的形变,使表面贴装器件30翘曲的现象得以改善,使表面贴装器件30虚焊、连锡等现象得以改善,进而使基板10和表面贴装器件30之间的信号通信出现异常的几率进一步降低。
实际应用时,除了只在一对中部焊盘之间布置垫片70的实施方式外,也可以在每一对中部焊盘其各自的内部(即成对的两焊盘之间)布置垫片70;当然,也可以仅选取几个特殊位置进行布置,例如处于阵列的正中心的两对中部焊盘,在其各自的内部(即成对的两焊盘之间)布置垫片70。本领域技术人员可以根据实际表面贴装器件30的类型和先前封装得到的曲翘位置经验,合理选择容易发生曲翘的位置进行垫片70的布置,从而利用压力对抗形变,在此不再一一赘述。
本申请还提出一种封装结构的制备方法。
如图15所示,是本申请封装结构的制备方法的第一实施例。该实施例中,封装结构的制备方法包括以下步骤:
步骤S100,提供一基板;
步骤S200,在所述基板的安装面上涂布焊接材料,以使阵列分布于所述安装面的若干第一焊盘表面均覆盖有焊接材料;
步骤S300,在所述焊接材料上布置垫片;
步骤S400,将表面贴装器件贴附在所述焊接材料上,并将所述表面贴装器件压紧,以使阵列分布于所述表面贴装器件的贴装面的若干第二焊盘与若干所述第一焊盘一一对应并通过焊接材料连接,且使所述垫片支撑在成对的第一焊盘与第二焊盘之间,得到待焊接组件;
步骤S500,对所述待焊接组件进行焊接。
可以理解地,由于垫片的存在,在封装结构的制备过程中,在焊接材料涂布完成、垫片布置完成、表面贴装器件对位贴附完成后,即使利用治具在表面贴装器件的背向基板的表面上施加压力,在以垫片为中心的一定范围内,基板的安装面与表面贴装器件的贴装面之间的距离也将被垫片的厚度限定在一定的大小,从而避免了该范围内基板与表面贴装器件之间的距离过度减小,保障了该范围内成对的第一焊盘和第二焊盘之间的距离的一致性,使得该范围内的焊接材料不会被挤出焊盘区域而在融化后出现连锡的现象。并且,由于垫片的存在,实现了在表面贴装器件的背向基板的表面上施加压力以控制表面贴装器件在高温下(例如在回流焊接时)形变的目的,使表面贴装器件在高温下的形变量得以减少,从而使表面贴装器件翘曲的现象得以改善,使表面贴装器件虚焊的现象得以改善。
综上,便可降低封装结构中虚焊、连锡等不良出现的几率,降低基板和表面贴装器件之间的信号通信出现异常的几率。
需要说明的是,基板可以采用印制电路板(Printed Circuit Board,PCB)或者其他可用于封装电子元器件的板材。
表面贴装器件可以是中央处理器、图形处理器、5G模块、传感器等。
焊接材料可以采用焊锡膏,也称锡膏,是随表面贴装技术(Surface MountTechnology,SMT)应运而生的一种新型焊接材料,是由焊锡粉、助焊剂以及其它助剂混合而形成的膏状混合物。
垫片可以采用金属材料、玻璃材质、陶瓷材质、耐高温塑料材质等。
一般地,焊接材料的涂布厚度在80μm到100μm之间,经过焊接(例如回流焊接)后的厚度在60μm到80μm之间。因此,可以将垫片的厚度设计在60μm到80μm之间,以保障焊接的稳定性。焊接,是指焊接材料经过高温融化后、再冷却凝固,以将两侧焊盘连接的过程。
如图16所示,是本申请封装结构的制备方法的第二实施例。该实施例中,步骤S200之前,还包括:
步骤100a,对若干所述第一焊盘进行表面处理,以在至少一个所述第一焊盘的表面形成供垫片底部收容的第一限位孔。
此时,可对需要布置垫片的第一焊盘进行“挖孔”处理,具体可采用镭雕、化学蚀刻等工艺进行。这样便可利用第一限位孔对垫片底部的限位作用,提高垫片设置的稳定性,避免垫片滑移而带来虚焊、连锡等不良,从而进一步降低基板和表面贴装器件之间的信号通信出现异常的几率。
并且,除了上述第二实施例中,在基板制造完成后,在封装过程中,对第一焊盘进行表面处理以得到第一限位孔的方式外,还可以在基板的制造过程中,即线路层的形成过程中,就直接形成中部带来第一限位孔的第一焊盘,也即:所述提供一基板的步骤中,若干第一焊盘中,至少一个所述第一焊盘的表面形成有供垫片底部收容的第一限位孔。
如图17所示,是本申请封装结构的制备方法的第三实施例。该实施例中,步骤S400之前,还包括:
步骤S300a,对若干所述第二焊盘进行表面处理,以在至少一个所述第二焊盘的表面形成供垫片顶部收容的第二限位孔。
此时,可对需要布置垫片的第二焊盘进行“挖孔”处理,具体可采用镭雕、化学蚀刻等工艺进行。这样便可利用第二限位孔对垫片顶部的限位作用,提高垫片设置的稳定性,避免垫片滑移而带来虚焊、连锡等不良,从而进一步降低基板和表面贴装器件之间的信号通信出现异常的几率。
并且,除了上述第三实施例中,在表面贴装器件制造完成后,在封装过程中,对第二焊盘进行表面处理以得到第二限位孔的方式外,还可以在表面贴装器件的制造过程中,即在表面贴装器件的基板的线路层的形成过程中,就直接形成中部带来第二限位孔的第二焊盘,也即:所述将表面贴装器件贴附在所述焊接材料上的步骤中,若干第二焊盘中,至少一个所述第二焊盘的表面形成有供垫片顶部收容的第二限位孔。
本申请还提出一种电子设备,该电子设备包括前述的封装结构100(该封装结构100的具体实施方式参照前述实施例),或者包括由前述的封装结构100的制备方法制备得到的封装结构100(该封装结构100的制备方法的具体实施方式参照前述实施例)。由于本电子设备采用了前述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有前述所有实施例的全部技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
可以理解地,该电子设备可以是但并不限于手机、平板电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)、电子书阅读器、MP3(动态影像专家压缩标准音频层面3,Moving Picture Experts Group Audio Layer III)播放器、MP4(动态影像专家压缩标准音频层面4,Moving Picture Experts Group Audio Layer IV)播放器、可穿戴设备、导航仪、掌上游戏机等。
以上所述仅为本申请的可选实施例,并非因此限制本申请的专利范围,凡是在本申请的发明构思下,利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (13)

1.一种封装结构,其特征在于,包括:
基板,所述基板具有安装面,所述安装面具有若干阵列分布的第一焊盘;和
表面贴装器件,所述表面贴装器件具有贴装面,所述贴装面具有若干阵列分布的第二焊盘,所述贴装面与所述安装面相对设置,若干所述第二焊盘与若干所述第一焊盘一一对应并通过焊接材料焊接;
其中,至少一对第一焊盘和第二焊盘之间夹设有垫片。
2.如权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述垫片开设有贯通孔,所述贯通孔内填充有焊接材料,用于连接所述垫片两侧的第一焊盘和第二焊盘。
3.如权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述垫片一侧的第一焊盘的部分表面显露于所述垫片的外侧,所述垫片另一侧的第二焊盘的部分表面显露于所述垫片的外侧,所述垫片的外侧设有焊接材料,用于连接所述垫片两侧的第一焊盘和第二焊盘。
4.如权利要求1所述的封装结构,其特征在于,所述垫片一侧的第一焊盘的表面设有第一限位孔,所述垫片部分收容于所述第一限位孔内。
5.如权利要求4所述的封装结构,其特征在于,所述垫片另一侧的第二焊盘的表面设有第二限位孔,所述垫片部分收容于所述第二限位孔内。
6.如权利要求1至5中任一项所述的封装结构,其特征在于,若干所述第一焊盘包括多个第一外圈焊盘,多个所述第一外圈焊盘沿所述贴装面的外缘依次间隔设置,若干所述第二焊盘包括多个第二外圈焊盘,多个所述第二外圈焊盘沿所述贴装面的外缘依次间隔设置;
至少一对第一外圈焊盘和第二外圈焊盘之间夹设有垫片。
7.如权利要求6所述的封装结构,其特征在于,若干所述第一焊盘还包括位于多个所述第一外圈焊盘内侧的多个第一中部焊盘,若干所述第二焊盘还包括位于多个所述第二外圈焊盘内侧的多个第二中部焊盘;
至少一对第一中部焊盘和第二中部焊盘之间夹设有垫片。
8.一种封装结构的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供一基板;
在所述基板的安装面上涂布焊接材料,以使阵列分布于所述安装面的若干第一焊盘表面均覆盖有焊接材料;
在所述焊接材料上布置垫片;
将表面贴装器件贴附在所述焊接材料上,并将所述表面贴装器件压紧,以使阵列分布于所述表面贴装器件的贴装面的若干第二焊盘与若干所述第一焊盘一一对应并通过焊接材料连接,且使所述垫片支撑在成对的第一焊盘与第二焊盘之间,得到待焊接组件;
对所述待焊接组件进行焊接。
9.如权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述在所述基板的安装面上涂布焊接材料的步骤之前,还包括:
对若干所述第一焊盘进行表面处理,以在至少一个所述第一焊盘的表面形成供垫片底部收容的第一限位孔。
10.如权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述提供一基板的步骤中,若干第一焊盘中,至少一个所述第一焊盘的表面形成有供垫片底部收容的第一限位孔。
11.如权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述将表面贴装器件贴附在所述焊接材料上的步骤之前,还包括:
对若干所述第二焊盘进行表面处理,以在至少一个所述第二焊盘的表面形成供垫片顶部收容的第二限位孔。
12.如权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述将表面贴装器件贴附在所述焊接材料上的步骤中,若干第二焊盘中,至少一个所述第二焊盘的表面形成有供垫片顶部收容的第二限位孔。
13.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求1至7中任一项所述的封装结构,或者包括由权利要求8至12中任一项所述的封装结构的制备方法制备得到的封装结构。
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