TW201440583A

TW201440583A - 具有對應焊墊結構設計之線路板

Info

Publication number: TW201440583A
Application number: TW102112883A
Authority: TW
Inventors: Yu-Ling Lin; Chen-Yi Su
Original assignee: Lextar Electronics Corp
Priority date: 2013-04-11
Filing date: 2013-04-11
Publication date: 2014-10-16

Abstract

本發明係為一種具有對應焊墊結構設計之線路板，包括：一包含有線路層之基板，該基板具有一基板表面；一防焊層，設置於該基板表面上，該防焊層並包含有一第一開口；以及一第一焊墊，位於該第一開口中，且該第一焊墊之至少一角落具有一第一缺口部，該第一缺口部與該第一開口之邊緣之間形成一第一鏤空區域，用以裸露該第一焊墊之部份側面與部份之該基板表面。

Description

具有對應焊墊結構設計之線路板

本發明係為一種具有對應焊墊結構設計之線路板，尤指一種能增加焊墊的外露表面積及防焊開口可對應敞開的有效範圍，進而能兼顧焊接精準度與散熱需求之結構設計的線路板。

目前在印刷電路板(Printed Circuit Board；簡稱PCB)的製程中，包括了利用防焊油墨(Solder resistant或Solder Mask)於銅箔材料上進行塗佈以構成一防焊層之技術。由於電路板在後續製程中，並非全部的銅面都要焊接電子元件，也就是該防焊層所未分佈之處便會形成對應的開口，使得焊錫能點於其上以提供焊接。

該防焊層可採用環氧樹脂或胺基甲酸乙酯樹酯之材料所構成。其功能在於作為隔絕銅面之一絕緣防護層而能將所指定的線路與銅面區域都形成覆蓋以避免氧化，並能避免線路之間於焊接時形成短路，以及提供在後續的焊接與清洗製程中能保護板面不受污染。此外，該防焊層通常為特殊顏色之劑料，例如可為綠色或棕色，用以和板面上之待焊位置的防焊開口作明顯區別，以防止電子元件被焊到不正確的地方。

而根據電子元件之接腳的焊接需求，目前所述之防焊層的防焊開口可設計成兩種形式。請參閱第一圖(a)和(b)；其中第一圖(a)係為第一種形式之防焊開口的俯視圖，而第一圖(b)則為對應第一圖(a)中之AA’線段的側視圖。如該等圖所示，在一基板11上係以一銅面形成出一焊墊12，該焊墊12係提供電子元件之對應接腳的焊接應用，並能連接至對應之線路層而形成線路導通。此外，於該焊墊12上形成有一防焊層13。是以，此一形式的防焊開口10便是形成於該焊墊12之週圍，也就是使該焊墊12之週圍呈現露出以提供對應接腳之焊接。

請參閱第二圖(a)和(b)；其中第二圖(a)係為第二種形式之防焊開口的俯視圖，而第二圖(b)則為對應第二圖(a)中之AA’線段的側視圖。如該等圖所示，類似地，在一基板21上係以一銅面形成出一焊墊22以提供焊接之用。但於此一形式中，一防焊層23除形成於該焊墊22的部份頂面上之外，亦形成於該焊墊22之週圍。是以，此一形式的防焊開口20便是形成於該焊墊22之中央，也就是該防焊層23係環繞包覆著該焊墊22而使其部份頂面裸露以提供對應接腳之焊接。

另一方面，無論是第一種形式或第二種形式的防焊開口，其製程皆先將防焊層塗佈、覆蓋住銅面之焊墊上後，再以曝光顯影之蝕刻方式將預設的圖案轉移至其防焊層上而形成所需樣式的防焊開口。

然而，第一種形式和第二種形式的防焊開口在電子元件接腳的焊接精準度與其焊墊可達到的散熱程度上係各有不同的表現。第一種形式的防焊開口因其焊墊週圍所外露的表面積較大，使得散熱程度較好；但卻因其防焊開口的敞開範圍較小，進而會影響焊接精準度。相對的，第二種形式的防焊開口因其焊墊所外露的表面積較小，使得散熱程度較差；但卻因其防焊開口的敞開範圍較大，進而能提供較佳的焊接精準度。

承上所述，又因目前應用於印刷電路板上之電子元件的尺寸係設計得愈趨精密，於焊墊上的焊接精準度便需更加提高。此外，就諸如發光二極體單元等相關電子元件的焊接應用來說，其元件本身於運作過程中還同時會產生極高的熱能，使得其應用則是需要有較高的散熱需求之焊接結構。是以，如何能同時兼顧其焊接精準度與散熱條件，便成為印刷電路板之結構設計的一重要議題。

本發明之目的在於提供一種具有對應焊墊結構設計之線路板，主要是藉由設計焊墊與防焊層之結構，包括增加焊墊的外露表面積及防焊開口可對應敞開的有效範圍，進而達到兼顧焊接精準度與散熱需求之印刷電路板發展目的。

本發明係為一種線路板，包括：一包含有線路層之基板，該基板具有一基板表面；一防焊層，設置於該基板表面上，該防焊層並包含有一第一開口；以及一第一焊墊，位於該第一開口中，且該第一焊墊之至少一角落具有一第一缺口部，該第一缺口部與該第一開口之邊緣之間形成一第一鏤空區域，用以裸露該第一焊墊之部份側面與部份之該基板表面。

根據上述構想，其中該線路層係為銅箔材質，而該第一鏤空區域係為以蝕刻製程對設置於該基板表面上之一銅箔進行蝕刻所形成。

根據上述構想，其中該防焊層更包含有一第二開口，而該線路板更包含有位於該第二開口中的一第二焊墊，且該第二焊墊之至少一角落具有一第二缺口部，該第二缺口部與該第二開口之邊緣之間形成一第二鏤空區域，用以裸露該第二焊墊之部份側面與部份之該基板表面。

根據上述構想，其中該線路層更包含有一第一線路結構和一第二線路結構，設置於該基板表面上並分別電連接於該第一焊墊和該第二焊墊。

根據上述構想，其中該第一缺口部和該第二缺口部係呈現為矩形狀、鋸齒狀、階梯狀或弧狀。

根據上述構想，其中該線路板更包含有跨接於該第一焊墊與該第二焊墊之間的一電子元件，而該電子元件是發光二極體。

11、21、31‧‧‧基板

12、22‧‧‧焊墊

13、23、33‧‧‧防焊層

10、20‧‧‧防焊開口

300‧‧‧線路板

301‧‧‧第一開口

302‧‧‧第二開口

310‧‧‧基板表面

321‧‧‧第一焊墊

322‧‧‧第二焊墊

341‧‧‧第一缺口部

342‧‧‧第二缺口部

351‧‧‧第一鏤空區域

352‧‧‧第二鏤空區域

第一圖(a)，係為第一種形式之防焊開口的俯視圖。

第一圖(b)，係為對應第一圖(a)中之AA’線段的側視圖。

第二圖(a)，係為第二種形式之防焊開口的俯視圖。

第二圖(b)，係為對應第二圖(a)中之AA’線段的側視圖。

第三圖(a)，係為本發明之線路板300的俯視圖。

第三圖(b)，係為對應第三圖(a)中之AA’線段的側視圖。

第三圖(c)，係為本發明之線路板300的立體示意圖。

第四圖(a)，係為根據本發明之焊墊結構於實際線路板上作未全面鋪設銅箔材料的設計示意圖。

第四圖(b)，係為根據本發明之焊墊結構於實際線路板上作大範圍銅箔材料之鋪設的設計示意圖。

現以一較佳實施例進行本發明之實施說明。請參閱第三圖(a)至(c)，係為本發明所提出具有對應焊墊結構設計之線路板300的示意圖；其中第三圖(a)係為該線路板300的俯視圖；而第三圖(b)則為對應第三圖(a1)中之AA’線段的側視圖；而第三圖(c)則為該線路板300的立體示意圖。如該等圖式所示，本發明之線路板300包含有一基板31、一防焊層33，且於此實施例中該線路板300係以包含兩個焊墊之一第一焊墊321和一第二焊墊322作實施說明。

承上所述，於此實施例中，該基板31包含有一線路層(未顯示於圖式)，且該基板31具有一基板表面310，而該防焊層33係設置於該基板表面310上。其次，該防焊層33包含有一第一開口301和一第二開口302，而該第一焊墊321和該第二焊墊322係設置於該基板表面310上，並分別位於該第一開口301和該第二開口302中。換句話說，該防焊層33係包圍兩焊墊之週圍。而在第三圖(a)和(b)中係以範圍較大的基板31作示意。

就目前技術而言，一般線路之製作方法係於基板上形成一銅面之金屬層，並對其作圖案化後而能於指定區域上分別形成出焊墊與線路結構；意即，焊墊與線路結構係皆為銅箔材質，且兩者相互電連接以形成導通。或者，可採用電鍍方式而於基板之指定區域上直接形成出焊墊，並與對應之線路結構相互電連接來完成導通。而當焊墊與線路結構製作完成後，再形成一防焊層以覆蓋住最外層之線路結構及銅面，並將指定區域之焊墊加以露出，使得外部的電子元件能和其焊墊作焊接。

是以，於此實施例中，該基板31係為一印刷式電路板，而該基板31所包含的該線路層(未顯示於圖式)則包含有一第一線路結構和一第二線路結構；該第一線路結構和該第二線路結構係設置於該基板表面310上，並分別電連接於該第一焊墊321和該第二焊墊322以完成線路導通。詳細來說，該第一線路結構和該第二線路結構係會被該防焊層33所覆蓋，而不會如該第一焊墊321和該第二焊墊322呈現露出的狀態。

而本發明之線路板300更包含有諸如發光二極體單元之一電子元件(未顯示於圖式)，且該電子元件可跨接於該第一焊墊321與該第二焊墊322之間，也就是將該第一焊墊321與該第二焊墊322分別作為正極與負極，而分別和該電子元件之對應接腳進行焊接。

承上所述，本發明之線路板300的特徵在於該等焊墊321、322的結構設計。於此實施例中，如第三圖(a)所示，該第一焊墊321之各角落係各具有一第一缺口部341，且該等第一缺口部341係呈現為階梯狀。是以，在該等第一缺口部341的結構、外觀之下並且該第一開口301(如第三圖(b)和(c)所示)係相對地呈現出較大的敞開面積的設計，各第一缺口部341與該第一開口301之邊緣之間因而分別形成出一第一鏤空區域351。

如先前技術所述，形成其防焊開口之製程係能以曝光顯影之蝕刻方式來完成。而於此實施例中，該等第一鏤空區域351亦是以蝕刻製程對設置於該基板表面310上之一銅箔，也就是製程中針對位於該第一開口301中所露出的部份，進行對此區域內之銅箔的各個角落之向下蝕刻所形成，進而形成具有該等第一缺口部341的該第一焊墊321。進一步來說，所述之蝕刻製程係為蝕刻至該基板表面310為止，使得該第一焊墊321之部份側面與部份之該基板表面310因而呈現露出。

另一方面，位於該第二開口302中的該第二焊墊322也具有類似之結構設計。如該等圖式所示，包含了形成於該第二焊墊322之各角落上的一第二缺口部342，以及各第二缺口部342與該第二開口302之邊緣之間所分別形成的一第二鏤空區域352，用以裸露該第二焊墊322之部份側面與部份之該基板表面310。

承上所述，於此實施例中係以階梯狀的樣式設計所述之缺口部(或焊墊之角落)來作舉例說明。而在第三圖(a)中還示意了可具體實施之尺寸設計。如圖所示，現以該第二焊墊322作舉例說明；該第二焊墊322之兩側邊的長度可分別為L1和L2，而各第二缺口部342之大小可為相同，且其兩側邊的長度可分別為X1和X2。其中，X2大於0.05(mm)且小於N(mm)；X1大於0.05(mm)且小於N(mm)；而N可為L1(或L2)的三分之一。

由上所述可知，本發明所提出之具有對應焊墊結構設計之線路板300係結合了先前技術中之第一種形式和第二種形式的防焊開口設計。詳細來說，本發明之該第一焊墊321和該第二焊墊322的結構除了其整個頂面皆呈現露出以外，其亦露出了部份側面；也就是所外露的表面積相對地增加，從而能夠提供更佳的散熱條件。此外，雖然為了要讓本發明之該第一焊墊321和該第二焊墊322形成所述之鏤空區域351、352而將其各角落加以蝕刻，但是此兩焊墊所分別位於的該第一開口301和該第二開口302卻仍能相對地呈現出較大的敞開面積，從而能夠提供有效的焊接精準度以將電子元件之對應接腳焊接至該第一焊墊321與該第二焊墊322的頂面上。

根據上述較佳實施例對其焊墊的結構說明，就應用在諸如發光二極體之整片燈條的實際線路板設計來說，係能呈現如第四圖(a)和(b)中所示之舉例示意；其中，第四圖(a)係為未全面鋪設銅箔材料之示意，而第四圖(b)係為作大範圍之銅箔材料鋪設之示意。如該等圖式所示，其中呈現為較小的焊墊者係可作為正極之焊接端，而呈現為較大的焊墊者係可作為負極之焊接端。

本發明還可根據上述較佳實施例所揭露之概念進行相關的變化實施，而能在類似的構造設計下達成相近的功效與實施目的。上述較佳實施例係以階梯狀的樣式作焊墊結構的實施說明；然而，在同樣能達到增加外露的表面積之目的下，舉例來說，亦能以諸如矩形狀(則其焊墊便呈現為十字形)、鋸齒狀或弧狀(則其焊墊便呈現類似之橢矩形)等樣式來設計。

或者，上述較佳實施例係以對焊墊之四個角落皆作蝕刻而各形成出一缺口部或一鏤空區域作實施說明；然而，在同樣能提供有效之焊接精準度之目的下，為了簡化蝕刻製程，舉例來說，亦能僅針對一個(或二至三個)的角落進行蝕刻來形成其缺口部或鏤空區域即可。更進一步來說，本發明所述之缺口部或鏤空區域並不一定要形成在各個角落上，於其他之實施變化中，亦可設計將其形成於各個焊墊之側邊上。

綜上所述，本發明所提出之線路板能有效地解決先前技術中所提出之相關問題；也就是藉由設計其焊墊與其防焊層之結構，包括增加其焊墊的外露表面積及其防焊開口可對應敞開的有效範圍，進而便能兼顧焊接精準度與散熱需求，因而成功地達到本案發展之主要目的。

任何熟悉本技術領域的人員，可在運用與本發明相同目的之前提下，使用本發明所揭示的概念和實施例變化來作為設計和改進其他一些方法的基礎。這些變化、替代和改進不能背離申請專利範圍所界定的本發明的保護範圍。是故，本發明得由熟習此技藝之人士任施匠思而為諸般修飾，然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。