CN1146309C - 板状电子元件热膨胀调整方法及其构件 - Google Patents

Abstract

本发明是一种板状电子元件热膨胀调整方法及其构件，它是在电子元件导电部分周缘的适当位置设置由热熔胶或其他可热熔材料制成的调整件，该调整件可在电子元件在粘接步骤于其导电部分植接接合元件后，经定位调整步骤固接在电连接器与电路板的相对位置上以限制其相对位移，即可防止因电路板与电子元件在温度变化时的热膨胀情形不同所造成的错位应变现象，并代替端子承受伴随而来的剪切应力。

Description

板状电子元件热膨胀调整方法及其构件

【技术领域】

本发明关于一种板状电子元件热膨胀调整方法及其构件，尤其指一种于电路板与电子元件的热膨胀系数不同时，能限制并调整不同热膨胀系数的电子元件及电路板间电性连接位置的相对位移的热膨胀调整方法及其构件。

【背景技术】

目前，在电路板与芯片电子元件之间直接采用球状锡料(通称为锡球)加以焊接已越来越普遍。此时，电子元件的端子将配合形成一用来粘接球状锡料的接合末端，而且在电路板上则通过由圆盘状的接触垫取代传统设计的穿孔。所以，当粘有球状锡料的端子对正电路板的接触垫后，再经适当加热使球状锡料熔化即可将端子及接触垫电性接合在一起。但是，基于使用需求及构造设计上的差异，电子元件的绝缘部分及电路板必须采用不同的材质制成，而这些材质具有明显的热膨胀系数值的差别，因此热膨胀情形不相同，这样，在将电子元件焊接到电路板上的加热过程中，原已对正的电子元件端子及电路板接触垫将因电连接器绝缘部分及电路板的热膨胀情形的不同，而产生无法对正的错位现象，使球状锡料无法准确固接端子及接触垫而使焊接完成后的电性可靠度不好，且接合处的固持强度亦不足，甚至有焊错位置的短路情形发生。另外，即使所有端子都能够电性接合在电路板的接触垫上，然而在组接上芯片模块后因其高温的工作温度或其它环境温度变化的影响下，将使得电子元件的绝缘部分及电路板又会产生不同延伸情形的热膨胀，此种热膨胀错位应变的趋势将会在电子元件端子及电路板接触垫间的球状锡料接合处产生相当大的剪切应力，严重者甚至造成端子脱离而影响电讯传输的现象。因此，有必要寻求一解决这种热膨胀不一问题的方法。

【发明内容】

本发明的目的在于，提供一种板状电子元件热膨胀调整方法，该方法可用以限制并调整电连接器及电路板在热处理步骤或环境产生温度变化时的相对热膨胀情形，以有效防止端子焊接错位或在其接合处破裂脱离的现象产生。

本发明的又一目的在于，提供一种板状电子元件热膨胀调整构件，该调整构件可配合电子元件接合侧面的形状加以配置的，因此可在调整电子元件膨胀变形的同时承受大部分的变形剪应力，以避免并降低端子及电路板接合处所承受的应力，提高各端子接合前后的固接效果及电性可靠度，确保电路板与其上电子元件的接合效果及电性品质。

本发明板状电子元件热膨胀调整方法，其中电子组件通过其导电部分电性连接至电路板上，且其具有与电路板不同的热膨胀系数，其特征在于，该方法包括一制造步骤，即分别制成具有导电部分的板状电子组件及电路板，且在电路板上设有与电子组件导电部分相对应一接触垫，又在电子组件导电部分周侧设有调整件，一粘接步骤，即将用以电性接合电子组件的导电部分及电路板接触垫的接合组件预热粘接于电子组件的导电部分上而不破坏其构形，一定位调整步骤，即通过热处理方式将调整件部分熔融并固接在电子组件与电路板之间，以限制其相邻部位的电子组件及电路板产生相对位移及热处理步骤，该步骤将电子组件导电部分及电路板接触垫对正后抵靠在一起并同时置入加热炉中加热以借接合组件将导电部分及接触垫电性接合在一起。

本发明板状电子元件热膨胀调整方法的再一特征在于，制出电连接器及电路板的同时预先将一热熔胶或其它易熔材料制成的调整件置于该电子元件与电路板间的特定位置上，以在植接接合组件后的热处理过程中将电连接器与电路板固接在一起而限制其相对位移，以此即可防止因电路板与电子元件在温度变化时热膨胀情形不同所造成的错位应变现象，并代替端子承受伴随而来的剪应力。

本发明板状电子元件热膨胀调整方法的又一特征在于，该调整件是以一种热熔胶或其它易熔材料加以制造，其可在适当加热下熔化并产生固接或粘固的作用，其可配合电子元件及电路板的实际需要而设置，以确保电子元件实际进行电讯传输的电性接合部分的稳定性及可靠性。

依前述特征，本发明中该调整件的形态可根据实际需要设置，其可设定为若干柱状体以在其端部热处理后而将电子元件及电路板固接在一起。或者，其可设为框状或为板片状带孔的配置，于其上所设置的框口或孔位是对应于电子元件的导电部分位置而设置的，故可在热处理后通过调整件将电子元件导电部分周侧的电子元件及电路板部位加以固接。

因此，本发明通过在粘接步骤与热处理步骤之间增加一定位调整步骤，可达到有效防止因电路板与电子元件在温度变化时热膨胀情形不同所造成的错位应变现象的目的，且于定位调整步骤中采用的调整组件可配合电子元件及电路板的实际需要而设置，从而能确保电子元件实际进行电讯传输的电性接合部分的稳定性及可靠性。

【附图说明】

图1是本发明板状电子元件热膨胀调整方法的实施流程图。

图2本发明板状电子元件热膨胀调整方法实施于电连接器的第一实施例的立体分解图。

图3是本发明板状电子元件热膨胀调整方法实施于电连接器的第一实施例将电连接器固接在电路板前的侧剖视图。

图4是本发明板状电子元件热膨胀调整方法实施于电连接器的第一实施例将电连接器固接在电路板后的剖视图。

图5是本发明板状电子元件热膨胀调整方法实施于电连接器的第一实施例通过另一种方式将电连接器固接在电路板前的侧剖视图。

图6是本发明板状电子元件热膨胀调整方法实施于电连接器的第一实施例通过另一种方式将电子元件固接在电路板后的侧剖视图。

图7是本发明板状电子元件热膨胀调整方法实施于电连接器的第二实施例的立体分解图。

图8是本发明板状电子元件热膨胀调整方法实施于电连接器的第三实施例的立体分解图。

【具体实施方式】

请参阅图1及图2，是本发明板状电子元件热膨胀调整方法实施于电连接器10时的实施流程图。该电连接器10具有数组状排列的端子15且与芯片模块(未图示)对应组接而能提供芯片模块电性连接至电路板上的电性通路。依本发明方法实施于电连接器10时即依下列步骤加以进行。

一、制造步骤A：

请同时参阅图2，首先依实际运用需要及设计规格，分别制出电连接器10及与之组接的电路板34。其中电连接器10设有呈平面状板体的绝缘本体100，其一侧板面设为对接面11以供芯片模块(未图示)靠接其上，而其相对的另一侧板面则设有接合面13，以与电路板34相抵接。在对接面11及接合面13间的绝缘本体100上设有数个呈数组状排列且贯通绝缘本体100的端子孔12，用以收容导电端子15。端子15一端向上延伸至对接面11以供与芯片模块的导电部分构成电性连通，而其另一相对端则延伸至接合面13上以形成一接合表面151。如图3所示，在绝缘本体100端子孔12所形成的导电区域周缘适当位置处设置有若干个定位孔14，这些定位孔14设为阶梯孔状，且在绝缘本体100接合面13处的定位孔14开口口径小于对接面11附近的定位孔14孔径。在定位孔14内可分别组入由热熔胶或其它易熔塑料料制成的调整件18，这些调整件18为一端具膨大端22的条状体，其可自绝缘本体100的对接面11插入绝缘本体100的定位孔14内，并使其膨大端22抵止且局部保持在各定位孔14的阶状部位附近的较大开口上，而调整件18未膨大的另一插入端24则延伸至接合面13并凸伸于绝缘本体100外相当长度。另外，电路板34具可供电连接器10靠置的侧表面的板体，其靠接电连接器10的表面上设有数个对应于电连接器10端子孔12而设置的电路接触垫38，而在该接触垫38旁侧对应电连接器10的定位孔14位置处设有对应数量的锁固孔36，这些锁固孔36可设为未贯穿电路板34的盲孔状(图3所示)，也可设为贯穿电路板34的穿孔状(图5所示)。

二，粘接步骤B：

请参阅图2与图3所示。将导电端子15组在绝缘本体100的端子孔12内，将调整件18局部定位在定位孔14内，电连接器10可在其接合面13上预先植接接合组件16，该接合组件16通常为球状的锡焊料，经适当对电连接器10的各导电端子15局部加热，即可在其靠向绝缘本体100接合面13端部上的接合表面151分别粘接上未破坏其构形的锡球16。

三、定位调整步骤C：

再请参阅图3所示，植接上锡球为接合组件16的电连接器10可直接抵置在电路板34上，并使设于电连接器10导电端子15周侧的调整件18插入端24(图2所示)插置在电路板34上对应设置的锁固孔36内，以配合使所有的导电端子15及其上粘接的接合组件16能恰好抵接在电路板34对应的接触片38上并适当对正定位。

四、热处理步骤D：

另请参阅图4所示，将暂时组接在一起的电连接器10及电路板34送入加热炉中加热，此加热过程不但会使低熔点的接合组件16如锡球等熔融以将电连接器10导电端子15与电路板34的接触垫38粘接在一起，而且同属易熔材质的调整件18外露于电连接器10外的膨大端22及插入端24也将受热而局部熔融，以分别填塞在电连接器10的阶梯状开口处及电路板34上呈盲孔状的锁固孔36内，以此即可产生粘合锁固效果而将电连接器10固定在电路板34上而获得成品E。由于电连接器10与电路板34的热膨胀系数互不相同，在热处理过程中两者热膨胀程度也不一样，然而，因调整件26预置在锁固孔36中，并在受热后使其两端局部固定于电连接器10的定位孔14及电路板34的锁固孔36内后，即能产生限制及固持的功效，使调整件18附近部位的端子孔12的热膨胀应变量受到控制而减少，以减少焊接过程中导电端子15与电路板34接触垫38的错位情形，使端子15能准确稳固地与接触垫38电性接合。另外，对完成焊接的电连接器10与电路板34而言，当遇到环境温度变化，如芯片模块工作后温度上升等，电连接器10绝缘本体100与电路板34间不同的热膨胀情形将在端子15及接触垫38以连接的接合组件16上产生不同应变量所造成的剪切应力，此时由于调整件18的介入可分担承受大部分的剪应力，因而使导电端子15的接合处所承受的剪切应力得以大大降低，故能有效改善导电端子15及接合组件16于温度变化时所承受的不当应力，及防止导电端子15及接触垫38在热处理过程中因电连接器10及电路板34热膨胀系数不同而发生错位现象。

参阅图5及图6，电路板34上的锁固孔36也可设为穿孔的情形。其中，电连接器10调整件18的膨大端22收容在电连接器10对应的定位孔14内，而其插入端24则对应收容并穿过电路板34呈穿孔状的锁固孔36，该插入端24经热处理后会在电路板34穿孔状的锁固孔36外熔融变形并改变成膨大状(图5所示)，以此亦可产生锁固的功能。此情形下调整件18于热处理前后的定位调整过程及功效与电路板34的锁固孔36设为盲孔状的情形完全相同，在此即不再赘述。

另请参阅图7，其为本发明第二实施例的立体分解图。如图所示，本实施例中设有呈框状的调整件26，该调整件26上对应电连接器10的设有导电端子15并欲植接接合组件16的导电区域上设有框口28。因此，将调整件26置于待加工的电连接器10与电路板34之间，即将电连接器10所植的接合组件16框于其内，这样，同样由易熔的热熔胶所构成的框状调整件26亦可在略微加热后粘固在电连接器10接合面13设有导电端子15区域的周缘的电路板34上，进而产生限制并调整电连接器10绝缘本体100的热膨胀应变且承受大部分由该应变所造成的应力，以有效防止因电连接器10绝缘本体100与电路板34热膨胀系数不同而导致导电端子15接合错位或脱离电路板34的现象发生。

续请参阅图6，其为本发明第三实施例的立体分解图。如图所示，本实施例中调整件30设为面状，其对应电连接器10所植接的接合组件16位置处各设有相对应的对位孔32。由易热熔胶所构成的面状调整件30在略微加热后粘固在电连接器10接合面13的导电端子15周缘的电路板34上，进而产生限制并调整电连接器10绝缘本体100的热膨胀应变且承受大部分由该应变所造成的剪切应力，以有效防止因电连接器10绝缘本体100与电路板34热膨胀系数不同而导致导电端子15接合错位或脱离电路板34的现象发生。

Claims (8)

1、一种板状电子元件热膨胀调整方法，其中电子元件通过其导电部分电性连接至电路板上，且其具有与电路板不同的热膨胀系数，其特征在于：该方法包括一制造步骤，即分别制成具有导电部分的板状电子元件及电路板，且在电路板上设有与电子元件导电部分相对应一接触垫，又在电子元件导电部分周侧设有调整件，一粘接步骤，即将用以电性接合电子元件的导电部分及电路板接触垫的接合组件预热粘接于电子元件的导电部分上而不破坏其构形，一定位调整步骤，即通过热处理方式将调整件部分熔融并固接在电子元件与电路板之间，以限制其相邻部位的电子元件及电路板产生相对位移及热处理步骤，该步骤将电子元件导电部分及电路板接触垫对正后抵靠在一起并同时置入加热炉中加热以借接合元件将导电部分及接触垫电性接合在一起。

2、如权利要求1所述的板状电子元件热膨胀调整方法，其中电子元件通过其导电部分电性连接至电路板上，其特征在于：调整该板状电子元件热膨胀现象的调整件是由热熔胶制成的。

3、如权利要求1所述的板状电子元件热膨胀调整方法，其特征在于：其中电子元件通过其导电部分电性连接至电路板上，其特征在于：该调整板状电子元件热膨胀现象的调整件是由可熔性塑料制成的。

4、如权利要求1所述的板状电子元件热膨胀调整方法，其特征在于：与该调整件配接的电子元件及电路板上可分别对应于调整件而设置有相同数量的定位孔及锁固孔。

5、如权利要求4所述的板状电子元件热膨胀调整方法，其特征在于：调整件收容于电子元件定位孔内且呈长条状，其一端设有膨大端以抵固在定位孔内，而其另一插入部则在受热前容置在电路板的锁固孔内。

6、如权利要求5所述的板状电子元件热膨胀调整方法，其特征在于：定位调整步骤是将调整件容置于电路板的锁固孔内的端部局部熔融变形以栓固其中，从而将电子元件定位在电路板上并限制其变形。

7、如权利要求1所述的板状电子元件热膨胀调整方法，其特征在于：该调整件可设为框状，其对应于电子元件设有导电部分的区域而设置有框口，以将该导电部分及接合组件框限于其内。

8、如权利要求1所述的板状电子元件热膨胀调整方法，其特征在于：该调整件可设为面状，其对应于电子元件的导电部分位置分别设有对应的对位孔，以对应将各导电部分收容于其中来限制并避免这些导电部分发生错位现象。

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