CN113677102B - 电路板的制备方法以及电路板 - Google Patents

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CN113677102B CN202010404399.5A CN202010404399A CN113677102B CN 113677102 B CN113677102 B CN 113677102B CN 202010404399 A CN202010404399 A CN 202010404399A CN 113677102 B CN113677102 B CN 113677102B
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Abstract

一种电路板的制备方法，包括以下步骤：提供一线路基板，所述线路基板包括基层以及形成于所述基层相对两表面的第一外层线路层和第二外层线路层，所述线路基板设有通孔区，所述通孔区开设有微通孔，所述微通孔贯穿所述第一外层线路层、所述基层以及所述第二外层线路层，所述第一外层线路层包括对应所述通孔区的焊垫；于所述通孔区靠近所述焊垫的一侧注入焊料，部分所述焊料凸出所述焊垫以形成焊球；将一电子元件置于所述焊球的表面；以及采用全波长光线照射所述第二外层线路层一侧，通过位于所述微通孔内的焊料的热传导使得所述焊球熔融并与所述电子元件电性连接，得到所述电路板。本申请还提供一种电路板的制备方法制备的电路板。

Description

电路板的制备方法以及电路板
技术领域
本申请涉及电路板制作领域，尤其涉及一种电路板的制备方法以及电路板。
背景技术
电子产品不断向轻型化、高频化、高密度化以及高性能化方向发展，在一些特定场景下，特殊元器件(例如热敏性电子元件)逐步显现其应用价值。
其中，热敏性电子元件与线路板的焊接一直存在各种问题，虽然业界不断从低温锡膏、激光焊接等方面进行开发测试。但采用低温锡膏焊接温度至少也需要165℃，在此温度下，也会对热敏性电子元件造成损坏，同时，采用低温锡膏焊接还具有低效、低良率、低可靠度等问题；采用激光焊接成本高、效率低，同时在焊接过程中较小的偏差就会产生较大的加工误差。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种高效、可靠度高且不损坏电子元件的电路板的制备方法，以解决上述问题。
另，还有必要提供一种所述电路板的制备方法制备的电路板。
一种电路板的制备方法，包括以下步骤：
提供一线路基板，所述线路基板包括基层以及形成于所述基层相对两表面的第一外层线路层和第二外层线路层，所述线路基板设有通孔区，每个通孔区开设有微通孔，所述微通孔贯穿所述第一外层线路层、所述基层以及所述第二外层线路层，所述第一外层线路层包括对应所述通孔区的焊垫；
于所述通孔区靠近所述焊垫的一侧注入焊料，部分所述焊料凸出所述焊垫以形成焊球；
将一电子元件置于所述焊球的表面；以及
采用全波长光线照射所述第二外层线路层一侧，通过位于所述微通孔内的焊料的热传导使得所述焊球熔融并与所述电子元件电性连接，得到所述电路板。
在本申请一实施方式中，所述线路基板还包括至少一内层线路层，所述内层线路层设置于所述第一外层线路层以及所述第二外层线路层之间。
在本申请一实施方式中，所述线路基板还包括防焊层，部分所述第一外层线路层暴露于所述防焊层以形成所述焊垫。
在本申请一实施方式中，所述线路基板还包括导电层，所述导电层位于形成所述微通孔的孔壁上，所述导电层用于电性连接所述第一外层线路层以及所述第二外层线路层。
在本申请一实施方式中，所述线路基板还包括覆盖层，所述覆盖层覆盖所述第一外层线路层、所述第二外层线路层以及所述导电层的表面。
一种电路板，所述电路板包括线路基板、焊料、焊球以及电子元件，所述线路基板包括基层以及形成于所述基层相对两表面的第一外层线路层和第二外层线路层，所述线路基板设有通孔区，所述通孔区开设有微通孔，所述微通孔贯穿所述第一外层线路层、所述基层以及所述第二外层线路层，所述第一外层线路层包括对应所述通孔区的焊垫；所述焊料位于所述微通孔中；所述焊球电性连接所述焊垫；所述电子元件电连接所述焊球。
在本申请一实施方式中，所述线路基板还包括导电层，所述导电层位于形成所述通孔的孔壁上，所述导电层用于电性连接所述第一外层线路层以及所述第二外层线路层。
在本申请一实施方式中，所述线路基板还包括覆盖层，所述覆盖层覆盖所述第一外层线路层、所述第二外层线路层以及所述导电层的表面。
在本申请一实施方式中，所述线路基板还包括至少一内层线路层，所述内层线路层设置于所述第一外层线路层以及所述第二外层线路层之间。
在本申请一实施方式中，所述线路基板还包括防焊层，部分所述第一外层线路层暴露于所述防焊层以形成所述焊垫。
本申请提供的电路板的制备方法，通过采用全波长光线照射，采用热传导以及热对流的原理，在极短的时间内使所述焊料熔融，同时利用金属与非金属导热性的差异，热量几乎不被非金属材质吸收，而全部由露出的金属吸收并传递给熔点较低的焊料，实现对电子元件的无损焊接；另外，还可以采用全波长光线同时对多个线路基板进行照射，同时实现多个电子元件与多个线路基板的电连接，提升了焊接效率。
附图说明
图1为本申请实施例提供的线路基板的截面示意图。
图2为在图1所示的线路基板的微通孔中注入焊料并形成第一焊球以及第二焊球的截面示意图。
图3为在图2所示的线路基板的第一焊球以及第二焊球的表面放置一电子元件后的截面示意图。
图4为采用全波长光线照射图3所示的线路基板的表面后所述电子元件与所述线路基板连接形成的电路板的截面示意图。
主要元件符号说明
电路板 100
线路基板 10
通孔区 12
微通孔 13
孔壁 132
绝缘层 142
基层 144
第一外层线路层 152
内层线路层 154
第二外层线路层 156
胶层 16
防焊层 17
导电层 18
覆盖层 19
焊料 20
第一焊球 21
第二焊球 22
第一焊垫 23
第二焊垫 24
电子元件 30
引脚 32
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的所有的和任意的组合。
在本申请的各实施例中，为了便于描述而非限制本申请，本申请专利申请说明书以及权利要求书中使用的术语“连接”并非限定于物理的或者机械的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“上方”、“下方”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
请参阅图1至图4，本申请实施例提供一种电路板100的制备方法，包括以下步骤：
步骤S1：请参阅图1，提供一线路基板10，所述线路基板10包括基层144和形成于所述基层144相对两表面的第一外层线路层152和第二外层线路层156。所述线路基板10包括至少两个通孔区，每一所述通孔区包括至少两个微通孔13，每一所述微通孔13贯穿所述第一外层线路层152、所述基层144以及所述第二外层线路层156。
在一些实施方式中，所述线路基板10可以为软板、硬板或者软硬结合板、覆晶薄膜(COF)或者IC封装载板。
所述基层144的材质可以为聚酰亚胺(PI)、玻璃纤维环氧树脂(FR4)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)以及聚乙烯(PE)等材料中的一种。
所述线路基板10可为双层线路基板或多层线路基板。即，所述线路基板10的线路层的数量可以为两个或多个。
在一具体实施方式中，所述线路基板10为多层线路基板。所述线路层包括形成于所述基层144一侧的第一外层线路层152、至少一内层线路层154以及形成于所述基层144相对另一侧的第二外层线路层156，即所述线路层的数量为三个。其中，内层线路层154和第一外层线路层152之间设有胶层16和绝缘层142。所述胶层16位于所述第一外层线路层152和所述内层线路层154之间。其中，所述绝缘层142的材质可以为聚酰亚胺、玻璃纤维环氧树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯以及聚乙烯等材料中的一种。
其中，所述微通孔13依次贯穿所述第一外层线路层152、所述绝缘层142、所述胶层16、所述内层线路层154以及所述第二外层线路层156。
进一步地，所述线路基板10还包括防焊层17，部分所述第一外层线路层152暴露于所述防焊层17以形成第一焊垫23和第二焊垫24。
所述通孔区的数量大于或等于2，每个通孔区的微通孔的数量大于或等于2。所述通孔区的数量可以根据需要进行设置，每个所述通孔区的微通孔13的数量可以根据需要进行设置。在本实施例中，所述通孔区的数量为2个，每个所述通孔区的微通孔的数量为2个。
所述微通孔13的尺寸可以根据需要进行设置。在一具体实施方式中，所述微通孔13的直径为0.1mm-0.3mm。以上仅为举例说明，并不以此为限。
每个微通孔13穿过所述第一焊垫23或所述第二焊垫24。在本实施例中，每个微通孔13还依次穿过所述第一外层线路层152、所述绝缘层142、所述胶层16、所述内层线路层154、基层144以及所述第二外层线路层156。
进一步地，所述线路基板10还包括导电层18，所述导电层18设置于形成所述微通孔13的孔壁132上。所述导电层18电性连接所述第一外层线路层152、内层线路层154和第二外层线路层156。
进一步地，在另一实施例中，所述制备方法还包括对所述第一外层线路层152以及第二外层线路层156进行表面处理的步骤，从而在所述线路基板10的导电层18、内层线路层154以及显露于所述防焊层17的第一外层线路层152和第二外层线路层156的表面形成覆盖层19。其中，所述第一焊垫23和所述第二焊垫24的表面也形成所述覆盖层19。表面处理的方式包括但不限于化金、镀金以及化锡等。
步骤S2：请参阅图2，注入焊料20于所述多个微通孔13中，部分所述焊料20凸出所述第一焊垫23和所述第二焊垫24以分别形成第一焊球21和第二焊球22。
具体地，在本实施例中，将焊料20(例如锡膏)从所述微通孔13靠近所述第一焊垫23和所述第二焊垫24的一端注入，所述微通孔13的直径较小，使得所述焊料20在毛细现象的作用下扩散至所述微通孔13的另一端。其中，位于所述第一焊垫23周围的两个所述微通孔13的所述焊料20相汇聚，固化后形成所述第一焊球21；位于所述第二焊垫24周围的两个所述微通孔13的所述焊料20相汇聚，固化后形成所述第二焊球22。可以理解的，所述第一焊球21、第二焊球22与所述焊料20的材质一样。
可以理解的，在其他实施例中，也可以从所述微通孔13远离所述第一焊垫23和所述第二焊垫24的一端注入焊料20。
步骤S3：请参阅图3，将一电子元件30置于所述第一焊球21以及所述第二焊球22的表面。
具体地，所述电子元件30的一个表面设置有引脚32。将所述电子元件30设置有所述引脚32的表面朝向所述第一焊球21以及所述第二焊球22设置，所述引脚32与所述第一焊球21以及所述第二焊球22接触。其中，所述电子元件30包括但不限于热敏性电子元件。
步骤S4：请参阅图4，采用全波长光线照射所述线路基板10背对所述第一焊球21以及所述第二焊球22的表面，所述第一焊球21以及所述第二焊球22熔融后固化，分别与所述第一焊垫23以及所述第二焊垫24电性连接，从而将所述电子元件30与所述线路基板10电性连接，得到所述电路板100。
具体地，在本实施例中，所述全波长光线照射所述线路基板10的表面时，位于表面的金属材质(例如所述覆盖层19)快速吸收热量，通过热传导以及热对流的原理，热量向位于所述线路基板10内部的金属材质(例如第二外层线路层156、焊料20、内层线路层154以及第一外层线路层152)传递，并传递至所述线路基板10的另一表面的金属材质(例如覆盖层19、第一焊球21以及第二焊球22)，其中，由于第一焊球21、第二焊球22以及焊料20的熔点远低于所述第一外层线路层152、内层线路层154、第二外层线路层156以及覆盖层19的熔点，且由于绝缘材质(包括基层144以及绝缘层142)的传热慢，传热速率远低于金属材质，绝缘材质的温度的升高可忽略不计，因此，所述第一焊球21、第二焊球22以及所述焊料20在极短的时间(毫秒级)内熔融后固化，而此时，所述第一外层线路层152、内层线路层154、第二外层线路层156以及覆盖层19并不会熔融。所述第一焊球21固化后与其对应的第一焊垫23电性连接，所述第二焊球22固化后与其对应第二焊垫24电性连接，所述第一焊球21以及所述第二焊垫固化后还与所述引脚32电性连接，从而将所述电子元件30固定连接于所述线路基板10上，得到所述电路板100。其中，所述第一焊球21、第二焊球22以及焊料20为二次熔融，且所述第一焊球21、第二焊球22以及焊料20的熔融过程是吸热过程，能够更好的控制热量的传导，减少电子元件30损伤的可能性。
进一步地，在一实施例中，所述第一焊球21与所述第一焊垫23之间以及第二焊球22与所述第二焊垫24之间还分别设置有所述覆盖层19。
请再次参阅图4，本申请还提供一种电路板100，所述电路板100包括线路基板10、焊料20、第一焊垫23、第二焊垫24、第一焊球21、第二焊球22以及电子元件30。
请一并参阅图1，所述线路基板10包括基层144和形成于所述基层144相对两表面的第一外层线路层152以及第二外层线路层156。所述线路基板10包括至少两个通孔区，每一所述通孔区包括至少两个微通孔13，每一所述微通孔13贯穿所述第一外层线路层152、所述基层144以及所述第二外层线路层156。
所述线路基板10可以为软板、硬板或者软硬结合板、覆晶薄膜(COF)或者IC封装载板。
所述线路基板10可为双层线路基板或多层线路基板。即，所述线路基板10的线路层的数量可以为两个或多个。
在一具体实施方式中，所述线路基板10为多层线路基板，即所述线路基板10还包括至少一内层线路层154。
具体地，所述线路基板10包括形成于所述基层144一侧的第一外层线路层152、至少一内层线路层154以及形成于所述基层144相对另一侧的第二外层线路层156。所述内层线路层154和第一外层线路层152之间设有胶层16和绝缘层142。所述胶层16位于所述第一外层线路层152和所述内层线路层154之间。其中，所述绝缘层142的材质可以为聚酰亚胺、玻璃纤维环氧树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚萘二甲酸乙二醇酯以及聚乙烯等材料中的一种。所述微通孔13依次贯穿所述第一外层线路层152、所述绝缘层142、所述胶层16、所述内层线路层154以及所述第二外层线路层156。
进一步地，所述线路基板10还包括防焊层17，部分所述第一外层线路层152暴露于所述防焊层17以形成所述第一焊垫23以及所述第二焊垫24。
进一步地，部分所述第二外层线路层156暴露于所述防焊层17。
所述通孔区的数量大于或等于2，每个通孔区的微通孔的数量大于或等于2。所述通孔区的数量可以根据需要进行设置，每个所述通孔区的微通孔13的数量可以根据需要进行设置。在本实施例中，所述通孔区的数量为2个，每个所述通孔区的微通孔的数量为2个。
所述微通孔13的尺寸可以根据需要进行设置。在一具体实施方式中，所述微通孔13的直径为0.1mm-0.3mm。以上仅为举例说明，并不以此为限。
进一步地，每个微通孔13穿过所述第一焊垫23或所述第二焊垫24。在本实施例中，每个微通孔13还依次穿过所述第一外层线路层152、所述绝缘层142、所述胶层16、所述内层线路层154以及所述第二外层线路层156。
进一步地，所述线路基板10还包括导电层18，所述导电层18设置于形成所述微通孔13的孔壁132上。所述导电层18电性连接所述第一外层线路层152、内层线路层154、基层144和第二外层线路层156。
所述焊料20填充于所述微通孔13中。
所述电子元件30的一个表面设置有引脚32。所述引脚32与所述第一焊球21以及所述第二焊球22连接，从而将所述电子元件30与所述线路基板10连接。其中，所述电子元件30包括但不限于热敏性电子元件。
进一步地，所述电路板还包括覆盖层19，所述覆盖层19位于所述导电层18、内层线路层154以及显露于所述防焊层17的第一外层线路层152和第二外层线路层156的表面。部分所述覆盖层19位于所述微通孔13中的部分覆盖层19位于所述导电层18以及所述焊料20之间，部分所述覆盖层19位于所述第一焊垫23与所述第一焊球21之间，部分所述覆盖层19位于所述第二焊垫24与所述第二焊球22之间。
本申请提供的电路板100的制备方法，通过采用全波长光线照射，采用热传导以及热对流的原理，在极短的时间内使所述焊料20熔融，同时利用金属与非金属导热性的差异，热量几乎不被非金属材质吸收，而全部由露出的金属吸收并传递给熔点较低的焊料20，实现对电子元件30的无损焊接；另外，还可以采用全波长光线同时对多个线路基板10进行照射，同时实现多个电子元件30与多个线路基板10的电连接，提升了焊接效率。
以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电路板的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供一线路基板，所述线路基板包括基层以及形成于所述基层相对两表面的第一外层线路层和第二外层线路层，所述线路基板设有通孔区，每个通孔区开设有微通孔，所述微通孔贯穿所述第一外层线路层、所述基层以及所述第二外层线路层，所述第一外层线路层包括对应所述通孔区的焊垫；
于所述通孔区靠近所述焊垫的一侧注入焊料，部分所述焊料凸出所述焊垫以形成焊球；
将一电子元件置于所述焊球的表面；以及
采用全波长光线照射所述第二外层线路层一侧，通过位于所述微通孔内的焊料的热传导使得所述焊球熔融并与所述电子元件电性连接，得到所述电路板。
2.根据权利要求1所述的电路板的制备方法，其特征在于，所述线路基板还包括至少一内层线路层，所述内层线路层设置于所述第一外层线路层以及所述第二外层线路层之间。
3.根据权利要求1所述的电路板的制备方法，其特征在于，所述线路基板还包括防焊层，部分所述第一外层线路层暴露于所述防焊层以形成所述焊垫。
4.根据权利要求1所述的电路板的制备方法，其特征在于，所述线路基板还包括导电层，所述导电层位于形成所述微通孔的孔壁上，所述导电层用于电性连接所述第一外层线路层以及所述第二外层线路层。
5.根据权利要求4所述的电路板的制备方法，其特征在于，所述线路基板还包括覆盖层，所述覆盖层覆盖所述第一外层线路层、所述第二外层线路层以及所述导电层的表面。
6.一种电路板，其特征在于，所述电路板包括：
线路基板，所述线路基板包括基层以及形成于所述基层相对两表面的第一外层线路层和第二外层线路层，所述线路基板设有通孔区，每一所述通孔区开设有至少两个微通孔，所述微通孔贯穿所述第一外层线路层、所述基层以及所述第二外层线路层，所述第一外层线路层包括对应所述通孔区的焊垫；
焊料，所述焊料位于所述微通孔中；
焊球，所述焊球电性连接位于同一所述通孔区且位于相邻的两个所述微通孔中的所述焊垫；以及
热敏性电子元件，所述热敏性电子元件电连接所述焊球；
其中，所述第二外层线路层的一侧为接受全波长光线照射的一侧，通过位于所述微通孔内的焊料的热传导使得所述焊球熔融并与所述电子元件电性连接。
7.根据权利要求6所述的电路板，其特征在于，所述线路基板还包括导电层，所述导电层位于形成所述通孔的孔壁上，所述导电层用于电性连接所述第一外层线路层以及所述第二外层线路层。
8.根据权利要求7所述的电路板，其特征在于，所述线路基板还包括覆盖层，所述覆盖层覆盖所述第一外层线路层、所述第二外层线路层以及所述导电层的表面。
9.根据权利要求6所述的电路板，其特征在于，所述线路基板还包括至少一内层线路层，所述内层线路层设置于所述第一外层线路层以及所述第二外层线路层之间。
10.根据权利要求6所述的电路板，其特征在于，所述线路基板还包括防焊层，部分所述第一外层线路层暴露于所述防焊层以形成所述焊垫。
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