CN220733097U - 一种焊盘结构、印制电路板和电子设备 - Google Patents
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Abstract
一种焊盘结构、印制电路板和电子设备，涉及终端领域与半导体领域。焊盘结构包括基板、焊盘、阻焊层、焊球和导流槽，其中，焊盘层叠在基板上，阻焊层覆盖于焊盘上，并形成裸露焊盘的开口，焊球在开口处焊接在焊盘上；导流槽的一端与开口连通，导流槽的另一端自开口向远离开口处的方向延伸。锡焊球焊接时，导流槽将开口处的助焊剂导流至远离开口处的部位，以减少助焊剂的残留量，相当于增加了导电面的有效面积，提高了具有该焊盘结构的测试点、弹接点和/或接地点的可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及半导体技术领域，尤其涉及一种焊盘结构、印制电路板和电子设备。
背景技术
参见图1至图3，图1为印制电路板的结构示意图，图示中对测试点、弹接点和接地点部位进行放大示意；图2为图1中A部分的放大示意图；图3为图2中B-B截面的剖视图，该剖视图反应了焊盘结构的具体位置关系。
焊盘结构可包括基板11、焊盘12和锡焊球13，其中，焊盘12层叠在基板11上，阻焊层14覆盖于焊盘12上，并形成裸露焊盘12的开口141，锡焊球13在开口141处焊接在焊盘12上。锡焊球13焊接过程中，锡焊球13的导电面通常会形成一层助焊剂15残留薄膜，使得导电面的有效面积变小，而影响具有该焊盘结构的测试点、弹接点和接地点接触的可靠性。
因此，如何提高印制电路板的测试点、弹接点和接地点接触的可靠性，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
实用新型内容
为了解决上述问题，本申请提供了一种焊盘结构、印制电路板和电子设备，以提高PCB的测试点、弹接点和接地点接触的可靠性。
第一方面，本申请实施例提供了一种焊盘结构，包括基板、焊盘、阻焊层、焊球和导流槽，其中，焊盘层叠在基板上，阻焊层覆盖于焊盘上，并形成裸露焊盘的开口，焊球在开口处焊接在焊盘上；导流槽的一端与开口连通，导流槽的另一端自开口向远离开口处的方向延伸。锡焊球焊接时，导流槽将开口处的助焊剂导流至远离开口处的部位，以减少助焊剂的残留量，相当于增加了导电面的有效面积，提高了具有该焊盘结构的测试点、弹接点和/或接地点的可靠性。
本申请一些实施例中，开口的口径小于焊盘的直径。由于焊盘的尺寸大于开口的尺寸，因此，焊盘的周围也会使用阻焊层覆盖住，所以焊盘与焊球的结合强度相对来说就比较好，在维修或是重工的时候，焊盘也比较不易因为反覆的加热而脱落。
本申请一些实施例中，导流槽为条形结构或三角形结构。将导流槽设计为条形结构或者三角形结构，使得助焊剂在毛细作用下，导流至较远的部位，从而进一步减少助焊剂的残留量。
本申请一些实施例中，导流槽相对的两侧槽壁之间的距离相等；或者，沿远离开口的方向导流槽相对的两侧槽壁之间的距离逐渐变小。
本申请一些实施例中，导流槽的数量为多条。导流槽数量为多条时，助焊剂可分别从不同的导流槽导流至远离开口处的位置，提高导流效率。
本申请一些实施例中，多条导流槽平行布置，或者多条导流槽呈辐射状布置在开口处。多条导流槽平行布置或者呈辐射状布置，可根据实际布图需要进行调整，合理利用空间，提高其紧凑性。
本申请一些实施例中，基板为由高分子合成树脂和增强材料组成的绝缘层板。
本申请一些实施例中，焊盘为铜箔材质。
本申请一些实施例中，阻焊层为绿油。
本申请一些实施例中，焊球为锡焊球。
第二方面，本申请还公开了一种印制电路板，包括测试点、弹接点和接地点，其中，测试点、弹接点和/或接地点中的至少一个为如上述中任一项的焊盘结构。由于上述焊盘结构具有以上有益效果，包括该焊盘结构的印制电路板具有相应的效果，此处不再赘述。
第三方面，本申请还提供了一种电子设备，电子设备包括一个或多个中任一项的印制电路板。由于上述印制电路板具有以上有益效果，包括该印制电路板的电子设备具有相应的效果，此处不再赘述。
附图说明
图1为一种印制电路板的结构示意图；
图2为图1中A部分的放大示意图；
图3为图2中B-B截面的剖视示意图；
图4为本申请实施例提供的印制电路板的结构示意图；
图5为图4中C-C的截面剖视；
图6为图4中D-D的截面剖视；
图7至图11为本申请实施例提供的一个焊接盘结构的示意图；
图12至图17为本申请实施例提供的两个焊接盘结构的示意图；
图18为本申请实施例提供的一种电子设备的部分结构示意图；
图19为本申请实施例提供的一种电子设备的示意图。
图示中，10为PCB、20为中框、30为前壳、10a为主板、10b为副板；
11为基板、12为焊盘、13为锡焊球、14为阻焊层、15为助焊剂、141为开口、142为导流槽；13a为第一锡焊球、13b为第二锡焊球；15a为第一助焊剂、15b为第二助焊剂；141a为第一开口、141b为第二开口，142a为第一导流槽、142b为第二导流槽、142c为第二导流槽。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更清楚地理解本申请的方案，下面首先说明本申请技术方案的应用场景。
印制电路板(Printed Circuit Board，PCB)又称印刷线路板，是重要的电子部件，是电子元器件的支撑体，是电子元器件电气相互连接的载体。由于它是采用电子印刷术制作的，故被称为“印刷”电路板。PCB的焊垫/焊盘(pad)与线路(trace)基本上都是使用铜箔来制作的，PCB设计时并不会将所有的铜箔都给裸露出来，而只会露出需要接触或是焊接的焊盘，以避免日后使用上可能的潮湿短路或其他问题，通常使用表面处理工艺来覆盖住不需要裸露出来的铜箔。
目前，PCB的表面处理包括有机可焊性保护层(Organic SolderabilityPreservative，OSP)表面处理和化学镍金(Electroless Nickel Immersion Gold，ENIG)。例如，芯片、阻容感等器件的pad均采用OSP表面处理；测试点、弹接点、接地点的pad均采用化学镍金。其中，OSP表面处理，是在洁净的裸铜表面上，以化学的方法长出一定厚度的有机可焊性保护层，有机可焊性保护层在常温下具有防氧化、耐热冲击、耐湿性，可以保护铜表面发生氧化或硫化的作用，在后续的高温焊接中，有机可焊性保护层很容易被助焊剂所迅速清除，露出干净的铜表面并在极短时间内与熔融焊锡结合成为牢固的焊点；化学镍金又称化镍金、沉镍金或者无电镍金，是通过化学反应在铜的表面置换钯再在钯核的基础上化学镀上一层镍磷合金层，然后再通过置换反应在镍的表面镀上一层金。由于OSP表面处理具有工序简单、成本较低、更加环保等优点，因此，全板OSP已经成为一种技术趋势。
PCB的测试点、弹接点和接地点采用预置锡工艺，测试点、弹接点和接地点中pad预置锡的结构可理解为焊盘结构，为了方便理解焊盘结构的具体结构下面结合附图进行介绍：
参见图1至图3，图1为PCB的结构示意图，图示中对测试点、弹接点和接地点部位进行放大示意；图2为图1中A部分的放大示意图；图3为图2中B-B截面的剖视图，该剖视图反应了焊盘结构的具体位置关系。
焊盘结构可包括基板11、pad12和锡焊球13，其中，pad12层叠在基板11上，阻焊层(Solder Mask)14覆盖于pad12上，并形成裸露pad12的开口141，锡焊球13在开口141处焊接在pad12上。锡焊球13焊接过程中，锡焊球13的导电面通常会形成一层助焊剂15残留薄膜，使得导电面的有效面积变小，而影响具有该焊盘结构的测试点、弹接点和接地点接触的可靠性。
锡焊球13与pad12通过焊接连接，实现二者之间的电连接。锡焊球13露出开口141的部位所对应的表面即为焊盘结构的导电面。导电面的有效面积与助焊剂15的残留量呈反相关关系，助焊剂15残留量越多，导电面的有效面积越小；反之，助焊剂15残留量越小，导电面的有效面积越大。
本申请实施例为了提高PCB10的测试点、弹接点和接地点接触的可靠性，本申请实施例改进焊盘结构，以在焊盘结构的加工过程中，将助焊剂15导流至四周，增加了焊盘结构的导电面的有效面积。需要说明的是，导电面的有效面积为焊盘结构能够实现与外部导电的面积，即导电面未被助焊剂15覆盖的面积。为了方便读者理解本申请实施例的技术方案，下面结合附图具体介绍：
参见图4至图6，图4示出了图中示出了一种PCB结构示意图；图5为图4中C-C截面的剖视图；图6为图4中D-D截面的剖视图。
PCB10可包括至少一个焊盘结构，其中，该焊盘结构可应用于PCB10的测试点、弹接点和/或接地点。焊盘结构加工时，将助焊剂15导流至四周，从而增加了焊盘结构导电面的有效面积，提高了具有该焊盘结构的测试点、弹接点和/或接地点的可靠性。
焊盘结构可包括基板11、pad12和锡焊球13，其中，pad12层叠在基板11上，阻焊层14覆盖于pad12上，并形成裸露pad12的开口141，锡焊球13在开口141处焊接在pad12上。
需要说明的是，上述基板11可以理解为由高分子合成树脂和增强材料组成的绝缘层板，例如可以是玻璃纤维布基板11、热塑性树脂基材、热固性树脂基材、镁铝板、陶瓷板等；pad12可以理解为覆盖在基板11表面的一层导电率较高、焊接性良好的导电层，例如纯铜箔。通常导电层通过粘合剂覆盖在基板11表面；锡焊球13可以理解为焊球的一种，其主要成分为SAC305、Sn96.5Ag3Cu0.5、SAC0307、SAC3505或SA3.5等，焊球中合金成分也可以根据需求调整。
绿油作为阻焊层14常见的一种，是一层薄薄的绿色聚合物，布置在PCB10上以保护导电层在操作过程中免受氧化和短路，它还可以保护PCB10免受环境影响，以方便与其他电子元器件的电连接；阻焊层14除了包括绿油，还可以包括其他的油墨，例如红油、黑油、蓝油、白油等。阻焊层14裸露导电层的方式主要有两种，防焊限定焊盘(Solder MaskDefined，SMD)和非防焊限定焊盘(Non-Solder Mask Defined，NSMD)，其中，SMD为阻焊层14(Solder-Mask)覆盖于较大面积的铜箔上，并在阻焊层14的开口141处(阻焊层14没有覆盖)的地方裸露出铜箔来形成pad12的称谓，参见图5。由于pad12的尺寸大于开口141的尺寸，因此，pad12的周围也会使用阻焊层14覆盖住，所以pad12与锡焊球13的结合强度相对来说就比较好，在维修或是重工的时候，pad12也比较不易因为反覆的加热而脱落。
NSMD又称为铜箔独立焊盘设计(Copper Defined Pad12 Design)则是把铜箔设计得比阻焊层14的开口141还要小，pad12大小基本上取决于铜箔的尺寸，因此称之为独立铜箔焊盘，也称非防焊限定焊盘。因为NSMD的焊盘为独立铜箔，在焊锡时除了铜箔的正面会吃锡外，连铜箔周围的垂直侧面都可以吃到锡，相对来说NSMD的吃锡面积就比较大，所以焊锡强度也就相对的比较好。NSMD的焊盘实际面积相对来说比较小，在走线(trace)也比较容易布线，因为焊盘尺寸相对比较小，trace可以轻易的通过焊盘与焊盘之间。
助焊剂(flux)15：在焊接工艺中能帮助和促进焊接过程，同时具有保护作用、阻止氧化反应的化学物质。通常是以松香为主要成分的混合物，是保证焊接过程顺利进行的辅助材料。
参见图6，该焊盘结构还可包括导流槽142，导流槽142的一端与开口141连通，导流槽142的另一端自开口141向远离所述开口141处的方向延伸。锡焊球13焊接时，导流槽142将开口141处的助焊剂15导流至远离开口141处的部位，以减少助焊剂15的残留量，相当于增加了导电面的有效面积，提高了具有该焊盘结构的测试点、弹接点和/或接地点的可靠性。
结合图6参见图7和图8，导流槽142的作用是将助焊剂15引流至远离开口141的位置，图示中导流槽142为条形结构，沿远离开口141的方向，导流槽142的两个槽壁之间的距离相等。
图7示出了两条导流槽的结构，包括第一导流槽142a和第二导流槽142b，其中，第一导流槽142a和第二导流槽142均沿同一方向延伸，即第一导流槽142和第二导流槽142大体平行。
图8示出了三条导流槽的结构，包括第一导流槽142a、第二导流槽142b和第三导流槽142c，其中，第一导流槽142a、第二导流槽142b和第三导流槽142c均沿同一方向延伸，即第一导流槽142和第二导流槽142大体平行。
需要说明的是，本申请实施例还公开了其他布置形式，请参见图9至图11，图示中导流槽142为三角形结构，沿远离开口141的方向，导流槽142的两个槽壁之间的距离逐渐变小。图9和图11所示出的结构与图7和图8所示出的结构，仅在于图7至图11中的导流槽142为三角形结构。可见，导流槽142的数量为至少一条，当为多条时，多条导流槽142可平行布置；多条导流槽142还可呈辐射状布置在开口141处，即多条导流槽142围绕开口141布置，导流槽142数量为多条时，助焊剂15可分别从不同的导流槽142导流至远离开口141处的位置，提高导流效率。
导流槽142的数量可根据需求进行调整。将导流槽142设计为条形结构或者三角形结构，使得助焊剂在毛细作用下，导流至较远的部位，从而进一步减少助焊剂15的残留量。
以上仅以一个焊盘结构的导流槽142进行介绍，以下结合附图对包括两个焊盘结构的导流槽142进行描述，对于其他数量的焊盘结构的导流槽142的布置形式可相互参考。
结合图6，参见图12至图13，图12中示出了包括两个焊盘结构的PCB10的结构示意图；图13示出了隐去锡焊球的结构示意图。图示包括第一焊盘结构和第二焊盘结构，第一焊盘结构可包括第一锡焊球13a，第一锡焊球13a表面残留的第一助焊剂15a由导流槽142导流至第一锡焊球13a的外圈；第二焊盘结构可包括第二锡焊球13b，第二锡焊球13b表面残留的第二助焊剂15b由导流槽142导流至第二锡焊球13b的外圈。其中，第一焊盘结构的导流槽142朝向第二开口141b延伸，第二焊盘结构的导流槽142朝向第一开口141a延伸。
参见图14至图15，图14中示出了包括两个焊盘结构的PCB10的结构示意图；图15示出了隐去锡焊球13的结构示意图。图14和图15示出的结构与图12和图13示出的结构不同之处在于导流槽142的数量不同，此处不再赘述。
参见图16至图17，图16中示出了包括两个焊盘结构的PCB10的结构示意图；图17示出了隐去锡焊球的结构示意图。图示包括第一焊盘结构和第二焊盘结构，第一焊盘结构可包括第一锡焊球13a，第一锡焊球13a表面残留的第一助焊剂15a由多条导流槽142导流至第一锡焊球13a的外圈；第二焊盘结构可包括第二锡焊球13b，第二锡焊球13b表面残留的第二助焊剂15b由多条导流槽142导流至第二锡焊球13b的外圈。其中，第一焊盘结构的多条导流槽142呈辐射状排布在第一开口141a的外周，且避开第二焊盘结构的导流槽142，第二焊盘结构的多条导流槽142呈辐射状排布在第二开口141b的外周，且避开第一焊盘结构的导流槽142。上述导流槽142可根据实际布图需要进行调整，合理利用空间，提高其紧凑性。
参见图18，该图为本申请实施例提供的电子设备部分示意图。
本申请实施例提供了一种电子设备100，可以包括前壳30、中框20和主板10a，所述主板10a、所述中框20和所述前壳30层叠布置，其中，主板10a为图4所示的PCB10，其主要改进点在于，主板10a上的测试点、弹接点和/或接地点的焊盘结构采用图5至图17任意一个实施例所记载的结构。
本申请实施例提供的电子设备，还可以包括副板10b，副板10b和主板10a布置在中框20的两端，且副板10b与主板10a通过柔性电路板(Flexible Printed Circuit，FPC)连接。本申请实施例的副板10b也可为图4所示的PCB10。
上述电子设备可以是：手机、平板电脑、桌面型、膝上型、笔记本电脑、超级移动个人计算机(Ultra-mobile Personal Computer，UMPC)、手持计算机、上网本、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、可穿戴电子设备和智能手表等具有电池的移动终端设备。本申请实施例中对该电子设备的形态不做具体限定。
参见图19，该图为本申请实施例提供的电子设备的示意图。
电子设备100可以包括天线结构101、无线通信模块102、处理器103、显示屏104、指示器105、按键106、内部存储区107、网络接口108、充电接口109、充电管理模块110、电源管理模块111以及电池112。
可以理解的是，本实用新型实施例示意的结构并不构成对电子设备100的具体限定。在本申请另一些实施例中，电子设备100可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。例如，电子设备100可以不包括电池112，而仅在外接电源时工作。
处理器103可以包括一个或多个处理单元，例如：处理器103可以包括应用处理器(application processor，AP)，调制解调处理器，控制器，数字信号处理器(digitalsignal processor，DSP)，基带处理器等。其中，不同的处理单元可以是独立的器件，也可以集成在一个或多个处理器中。
控制器可以根据指令操作码和时序信号，产生操作控制信号，完成取指令和执行指令的控制。
处理器103中还可以设置存储器，用于存储指令和数据。在一些实施例中，处理器103中的存储器为高速缓冲存储器。该存储器可以保存处理器103刚用过或循环使用的指令或数据。如果处理器103需要再次使用该指令或数据，可从所述存储器中直接调用。避免了重复存取，减少了处理器103的等待时间，因而提高了系统的效率。
电子设备100的无线通信功能可以通过天线结构101，无线通信模块102和处理器103等实现。
天线结构101用于发射和接收电磁波信号。电子设备100中可以包括一个或者多个天线结构101。
无线通信模块102可以提供应用在电子设备100上的包括无线局域网(wirelesslocal area networks，WLAN)(如Wi-Fi网络)，蓝牙(bluetooth，BT)，全球导航卫星系统(global navigation satellite system，GNSS)，调频(frequency modulation，FM)，近距离无线通信技术(near field communication，NFC)，红外技术(infrared，IR)等无线通信的解决方案。
天线结构101和无线通信模块102耦合。无线通信模块102可以是集成至少一个通信处理模块的一个或多个器件。无线通信模块102经由天线结构101接收电磁波，将电磁波信号调频以及滤波处理，将处理后的信号发送到处理器103。无线通信模块102还可以从处理器103接收待发送的信号，对其进行调频，放大，经天线结构101转为电磁波辐射出去。
显示屏104用于显示图像，文字等。显示屏104包括显示面板。关于显示屏104的具体实现方式和工作原理可以参见以上实施例中的相关说明。本申请实施例在此不再赘述。
指示器105可以是指示灯，可以用于指示消息、通知等。
按键106包括开机键，功能键等。按键106可以是机械按键，也可以是触摸式按键。电子设备100可以接收按键输入，产生与电子设备100的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。
内部存储器107可以用于存储计算机可执行程序代码，所述可执行程序代码包括指令。内部存储器107可以包括存储程序区和存储数据区。其中，存储程序区可存储操作系统，至少一个功能所需的应用程序等。存储数据区可存储电子设备100使用过程中所创建的数据等。此外，内部存储器107可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件，闪存器件，通用闪存存储器(universal flash storage，UFS)等。处理器103通过运行存储在内部存储器107的指令，和/或存储在设置于处理器中的存储器的指令，执行电子设备100的各种功能应用以及数据处理。
网络接口108用于连接网线。
充电管理模块110用于从充电器接收充电输入。其中，充电器可以是无线充电器，也可以是有线充电器。在一些有线充电的实施例中，充电管理模块110可以通过充电接口109接收有线充电器的充电输入。在一些无线充电的实施例中，充电管理模块110可以通过电子设备100的无线充电线圈接收无线充电输入。充电管理模块110为电池112充电的同时，还可以通过电源管理模块111为电子设备100供电。
电源管理模块111还可以用于监测电池112的容量，电池循环次数，电池健康状态(漏电，阻抗)等参数。在其他一些实施例中，电源管理模块111也可以设置于处理器103中。
本申请对电子设备的类型不作具体限定，电子设备可以为手机、笔记本电脑、可穿戴电子设备(例如智能手表)、平板电脑、AR设备、VR设备、路由器以及车载设备等。
应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。
以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (12)
1.一种焊盘结构，其特征在于，包括基板、焊盘、阻焊层、焊球和导流槽，其中，所述焊盘层叠在所述基板上，所述阻焊层覆盖于所述焊盘上，并形成裸露所述焊盘的开口，所述焊球在所述开口处焊接在所述焊盘上；所述导流槽的一端与所述开口连通，所述导流槽的另一端自所述开口向远离所述开口处的方向延伸。
2.如权利要求1所述的焊盘结构，其特征在于，所述开口的口径小于所述焊盘的直径。
3.如权利要求1所述的焊盘结构，其特征在于，所述导流槽为条形结构或三角形结构。
4.如权利要求1所述的焊盘结构，其特征在于，所述导流槽相对的两侧槽壁之间的距离相等；或者，沿远离所述开口的方向，所述导流槽相对的两侧槽壁之间的距离逐渐变小。
5.如权利要求1所述的焊盘结构，其特征在于，所述导流槽的数量为多条。
6.如权利要求5所述的焊盘结构，其特征在于，多条所述导流槽平行布置，或者多条所述导流槽呈辐射状布置在所述开口处。
7.如权利要求1至6中任一项所述的焊盘结构，其特征在于，所述基板为由高分子合成树脂和增强材料组成的绝缘层板。
8.如权利要求1至6中任一项所述的焊盘结构，其特征在于，所述焊盘为铜箔材质。
9.如权利要求1至6中任一项所述的焊盘结构，其特征在于，所述阻焊层为绿油。
10.如权利要求1至6中任一项所述的焊盘结构，其特征在于，所述焊球为锡焊球。
11.一种印制电路板，其特征在于，包括测试点、弹接点和接地点，其中，所述测试点、所述弹接点和/或所述接地点中的至少一个为如权利要求1至10中任一项所述的焊盘结构。
12.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括一个或多个权利要求11所述的印制电路板。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202322312173.4U CN220733097U (zh) | 2023-08-24 | 2023-08-24 | 一种焊盘结构、印制电路板和电子设备 |
Applications Claiming Priority (1)
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| CN202322312173.4U CN220733097U (zh) | 2023-08-24 | 2023-08-24 | 一种焊盘结构、印制电路板和电子设备 |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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| CN202322312173.4U Active CN220733097U (zh) | 2023-08-24 | 2023-08-24 | 一种焊盘结构、印制电路板和电子设备 |
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2023
- 2023-08-24 CN CN202322312173.4U patent/CN220733097U/zh active Active
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