CN117939780A - 电路板、电路板组件及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电路板、电路板组件以及电路板组件的制作方法。电路板包括基材层以及线路层，线路层设置在基材层上并包括焊垫，焊垫上开设有环形凹槽。通过在焊垫上设置环形凹槽，当电路板与电子元件通过锡膏进行焊形成焊接层时，能够容纳溢出的锡膏，使得锡膏很少溢到焊垫外或不会溢到焊垫外，从而降低因溢出的锡膏桥接导致的焊垫之间的短路风险。

Description

电路板、电路板组件及其制作方法

技术领域

本申请涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种电路板、电路板组件及其制作方法。

背景技术

随着科技水平的快速发展，高密度小型化成为了电子产品的一大发展趋势。同时，为了在相同单位面积的基板上集成更多的部件以实现更多的产品应用方向，电子产品不断地将内部器件朝高度方向堆叠，因而目前出现了很多小面积超高度的封装形式。

热压焊接工艺(Hot-bar)是将电路板与另一电路板或元件在高度方向堆叠连接的常用方法。热压熔锡焊接的原理是先把锡膏印刷于电路板(或待焊物)的焊垫上，经回焊炉后将锡膏融化并预先焊于电路板(或待焊物)上，然后在待焊物(或电路板)的焊垫上形成导电凸块，随后将待焊物(或电路板)放置于已经印有锡膏的电路板上使导电凸块与锡膏对准，然后再利用热压头的热将焊锡融化并连接导通两个需要连接的电子组件。然而，在热压熔锡焊接时，锡膏向导电凸块周围流动易溢出电路板的焊垫外，溢出的锡膏可能发生桥接使焊垫间的短路的风险升高。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种电路板、电路板组件及其制作方法，有助于改善焊垫间锡膏桥接的问题，降低焊垫间的短路风险。

本申请第一方面提供一种电路板，包括基材层以及线路层。线路层设置在基材层上并包括焊垫，焊垫上开设有环形凹槽。

本申请第二方面提供一种电路板组件，包括上述电路板以及通过焊接层与电路板固定并导通的电子元件，焊接层覆盖焊垫的部分表面并填充于环形凹槽中。

本申请第三方面提供一种电路板组件的制作方法，包括以下步骤：

提供基板，基板包括层叠设置的基材层和导体层；

在导体层上形成环形凹槽；

在位于环形凹槽内的部分导体层上电镀形成导电凸块；

对位于环形凹槽外的导体层进行线路制作形成线路层，得到电路板，其中线路层包括焊垫，焊垫包括由位于环形凹槽内的部分导体层、位于环形凹槽底部的部分导体层以及位于环形凹槽外的部分导体层构成的焊垫；

在导电凸块上印刷锡膏；以及

将电路板与电子元件贴合，并通过脉冲加热回流焊接使导电凸块上的锡膏融化冷却后在导电凸块和焊垫上形成焊接层，以将电路板与电子元件固定并导通，其中焊接层包覆于导电凸块外、覆盖焊垫的部分表面、并填充于环形凹槽中。

本申请提供的电路板及电路板，通过在焊垫上设置环形凹槽，当电路板与电子元件通过锡膏进行焊形成焊接层时，能够容纳溢出的锡膏，使得锡膏很少溢到焊垫外或不会溢到焊垫外，从而降低因溢出的锡膏桥接导致的焊垫之间的短路风险。

附图说明

图1为本申请一实施方式提供的基板的截面示意图。

图2为在图1所示基板上形成导电结构后的截面示意图。

图3为在图2所示基板上形成环形凹槽后的截面示意图。

图4为在图3所示基板上形成导电凸块后的截面示意图。

图5为本申请一实施例提供的电路板的截面示意图。

图6A为在图5所示电路板的两侧形成防护层后的截面示意图。

图6B为图6A所示的电路板的俯视图。

图7为在图6A所示电路板上形成锡膏后的截面示意图。

图8为本申请一实施例提供的电路板组件的截面示意图。

图9为本申请另一实施例提供的电路板组件的截面示意图。

主要元件符号说明

电路板 100

基板 10

基材层 11

导体层 12

导电结构 20

环形凹槽 121

底面 121a

表面 11a

导电凸块 30，30’

溢锡空间 31

线路层 13

防护层 40

锡膏 50

焊接层 51，51’

电子元件 200

电路板组件 300，300’

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请实施例。

具体实施方式

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实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文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实施例。

需要说明，本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本申请中如涉及“第一”“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

这里参考剖面图描述本申请的实施例，这些剖面图是本申请理想化的实施例(和中间构造)的示意图。因而，由于制造工艺和/或公差而导致的图示的形状不同是可以预见的。因此，本申请的实施例不应解释为限于这里图示的区域的特定形状，而应包括例如由于制造而产生的形状的偏差。图中所示的区域本身仅是示意性的，它们的形状并非用于图示装置的实际形状，并且并非用于限制本申请的范围。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

请参阅图1至图8，本申请一实施方式提供一种电路板100的制备方法，包括如下步骤。

步骤S1，请参阅图1，提供基板10，基板10包括基材层11和层叠设置于基材层11的表面11a的导体层12。导体层12可设置于基材层11的一个表面11a或相对的两个表面11a上。本实施例中，导体层12设置在基材层11相对的两个表面11a上。

基材层11具有电绝缘性能，其材质可选自聚酰亚胺(Polyimide，PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate，PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PolythyleneNaphthalate，PEN)和包含玻璃纤维和环氧树脂的预浸料等中的至少一种。

导体层12具有导电性能，其材质可选自铜、银、铝等中的至少一种。本实施例中，导体层12的材质为铜，即基板10为双面覆铜板。

步骤S2，请参阅图2，形成贯通基材层11并电连接两个导体层12的导电结构20。

导电结构20可以为导电孔或导电柱。导电结构20可通过以下方式形成：对基板10进行开孔制程形成贯通基材层11和一个导体层12的盲孔，随后对盲孔进行电镀金属化形成导电孔，或者对盲孔进行电镀填孔形成导电柱。

可以理解，当基板10为单面覆铜板时，步骤S2可以省略。

步骤S3，请参阅图3，在导体层12上形成环形凹槽121。

在基板10的厚度方向上，环形凹槽121的底面121a与基材层11的表面11a之间间隔预设距离，该预设距离大于0，即环形凹槽121与基材层11之间保留有部分导体层12，如此可保证后续电镀形成导体凸块。环形凹槽121用于容纳焊接时溢出的锡膏，环形凹槽121的深度和宽度取决于溢出的锡膏量。

环形凹槽121通过去除部分导体层12形成。环形凹槽121可以采用蚀刻、镭射切割、机械铣槽等工艺形成。本实施例中采用蚀刻工艺形成环形凹槽121。环形凹槽121的数量可根据实际需要设置，本实施例中，环形凹槽121的数量为2。

步骤S4，请参阅图4，在环形凹槽121环绕的部分导体层12上电镀形成导电凸块30。

具体的，在基板10设有环形凹槽121的一侧压合一干膜，对干膜进行曝光显影以裸露环形凹槽121中待形成导电凸块30的部分导体层12，然后在裸露的导体层12上电镀形成导电凸块30，最后去除干膜。

导电凸块30的尺寸小于位于环形凹槽121内的部分导体层12的尺寸以在导体层12上的两侧留出溢锡空间31。

步骤S5，请参阅图5，对位于环形凹槽121外的导体层12以及位于基材层11另一侧的导体层12进行线路制作，得到线路层13，进而得到电路板100。

线路层13包括焊垫131，焊垫131由位于环形凹槽121内的部分导体层12、位于环形凹槽121底部的部分导体层12以及位于环形凹槽121外的部分导体层12构成。位于基材层11相对两侧的两个线路层13通过导电结构20电连接。

步骤S6，请参阅图6A，在线路层13上形成防护层40。

请参阅图6A和6B，防护层40覆盖线路层13的表面，填充于线路层13的表面的缝隙中，并裸露焊垫131以及位于焊垫131上的导电凸块30。防护层40可为业界常用的阻焊层(solder mask)或一覆盖膜(cover layer，即CVL)，其可通过印刷或贴合工艺形成。

步骤S7，请参阅图7，在导电凸块30上印刷锡膏50。

步骤S8，请参阅图8，将电路板100与电子元件200贴合，并通过脉冲加热回流焊接，使导电凸块30上的锡膏50熔化冷却后在导电凸块30和焊垫131上形成焊接层51，以将电路板100与电子元件200固定并导通。焊接层51包覆于导电凸块30外、覆盖焊垫131的部分表面、并填充于环形凹槽121中。

其中，在贴合加热回流焊接时，锡膏50熔化，部分流入溢锡空间31和环形凹槽121中，锡膏50很少溢到焊垫131外或不会溢到焊垫131外。

电子元件200可以为另一电路板或芯片等，本申请不作限制。

在其他实施例中，导电凸块30还可以形成在电子元件200上，在进行脉冲加热回流焊接后，导电凸块30上的锡膏50融化冷却后直接在焊垫131上形成焊接层51，将电路板100与电子元件200固定并导通。在贴合加热回流焊接时，锡膏50熔化，部分流入溢锡空间31和环形凹槽121中，锡膏50很少溢到焊垫131外或不会溢到焊垫131外。

请参阅图8，本申请实施例还提供一种电路板组件300，包括电路板100、覆盖于电路板100外的防护层40以及通过焊接层51与电路板100固定并导通的电子元件200。电路板100包括基材层11以及形成在基材层11相对的两个表面且相互电连接的两个线路层13。防护层40覆盖于线路层13的表面。线路层13包括焊垫131，焊垫131裸露于防护层40外。焊垫131上开设有环形凹槽121，位于环形凹槽121内的部分焊垫131上设有导电凸块30。焊接层51包覆在导电凸块30外，覆盖焊垫131裸露于防护层40外的部分表面，并填充于环形凹槽121中。具体的，焊接层51仅覆盖位于环形凹槽121内的部分焊垫131的表面而不覆盖位于环形凹槽121外的部分焊垫131的表面。

在电路板100的厚度方向上，环形凹槽121的底面121a与基材层11的表面11a之间间隔预设距离，该预设距离大于0，即环形凹槽121与基材层11之间保留有部分焊垫131。

导电凸块30大致位于焊垫131的中部，且导电凸块30的尺寸小于位于环形凹槽121内的部分焊垫131的尺寸以在焊垫131上的两侧留出溢锡空间31。

请参阅图9，本申请另一实施例提供电路板组件300’，与图8所示电路板组件300的区别在于，导电凸块30’形成在电子元件200上而非形成在焊垫131上，焊接层51’未包覆在导电凸块30’外。焊接层51’覆盖于位于环形凹槽121内的部分焊垫131的表面上并与导电凸块30接触以将电路板100与电子元件200固定导通。其中，焊接层51也填充于环形凹槽121中。

本申请实施例的电路板100及电路组板300，通过在焊垫131上设置环形凹槽121，当电路板100与电子元件200通过锡膏50进行焊形成焊接层51时，能够容纳溢出的锡膏50，使得锡膏50很少溢到焊垫131外或不会溢到焊垫131外，从而降低因溢出的锡膏桥接导致的焊垫131之间的短路风险。

以上说明是本申请一些具体实施方式，但在实际的应用过程中不能仅仅局限于这些实施方式。对本领域的普通技术人员来说，根据本申请的技术构思做出的其他变形和改变，都应该属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种电路板，其特征在于，包括：

基材层；以及

线路层，设置于所述基材层上并包括焊垫，所述焊垫上开设有环形凹槽。

2.如权利要求1所述的电路板，其特征在于，位于所述环形凹槽内的部分焊垫上设有导电凸块。

3.如权利要求2所述的电路板，其特征在于，所述导电凸块的尺寸小于位于所述环形凹槽内的部分焊垫的尺寸以在所述焊垫上的两侧留出溢锡空间。

4.如权利要求2所述的电路板，其特征在于，在所述电路板的厚度方向上，所述环形凹槽的底面与所述基材层的表面之间间隔预设距离。

5.如权利要求1所述的电路板，其特征在于，所述线路层的表面覆盖有防护层，所述焊垫裸露于所述防护层外。

6.一种电路板组件，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的电路板以及通过焊接层与所述电路板固定并导通的电子元件，所述焊接层覆盖所述焊垫的部分表面并填充于所述环形凹槽中。

7.如权利要求6所述的电路板组件，其特征在于，所述焊接层还包覆于位于所述焊垫上的导电凸块外。

8.一种电路板组件的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供基板，所述基板包括层叠设置的基材层和导体层；

在所述导体层上形成环形凹槽；

在位于所述环形凹槽内的部分导体层上电镀形成导电凸块；

对位于所述环形凹槽外的导体层进行线路制作形成线路层，得到电路板，其中所述线路层包括焊垫，所述焊垫包括由位于所述环形凹槽内的部分导体层、位于所述环形凹槽底部的部分导体层以及位于所述环形凹槽外的部分导体层构成的焊垫；

在所述导电凸块上印刷锡膏；以及

将所述电路板与电子元件贴合，并通过脉冲加热回流焊接使所述导电凸块上的锡膏融化冷却后在所述导电凸块和所述焊垫上形成焊接层，以将所述电路板与所述电子元件固定并导通，其中所述焊接层包覆于所述导电凸块外、覆盖所述焊垫的部分表面、并填充于所述环形凹槽中。

9.如权利要求8所述的电路板组件的制作方法，其特征在于，在“在所述导电凸块上印刷锡膏”的步骤之前还包括以下步骤：在所述线路层的表面形成防护层，所述焊垫裸露于所述防护层外。

10.如权利要求8所述的电路板组件的制作方法，其特征在于，所述导电凸块的尺寸小于位于所述环形凹槽内的部分导体层的尺寸以在所述导体层上的两侧留出溢锡空间。