TW511403B - Circuit board and electronic equipment using the same - Google Patents

Description

五、發明説明（1 ) [技術領域] 本發明有關於電路基板與使用該電路基板之電子機器以 及電路基板之挑選方法，特別有關於使用無鉛焊劑組裝插 入型電子零件之情況之電路基板與使用該電路基板之電子 機器以及電路基板之挑選方法。 [背景技術] 下面將使用第15圖至第18圖用來詳細的說明習知之電 路基板之構造。第15圖是在電路基板組裝有電子零件之 焊接部之斜視圖，第16圖是第15圖之b-bf之剖面圖。 如第16圖所示，習知之電路基板11是在紙基材和玻璃 基材，聚酯纖維基板等，使滲入環氧樹脂，酚醛樹脂等滲 入之絕緣性片上，利用加壓加熱處理將銅箔黏貼在該絕緣 性片，在形成貼銅積層基板之後，在該基板之所希望之位 置形成穿通孔，在穿通孔之側面附加觸媒後利用無電解鍍 銅用來進行底層電鍍，然後在其上電解鍍銅用來形成導電 體，使該導電體和貼銅積層基板表面之銅膜接合，用來形 成穿通孔4。然後，對由貼銅積層基板表面之銅構成之導 電膜進行蝕刻，用來形成陸塊2。 最後，在欲進行焊接之陸塊2以外之部份，印刷塗布焊 劑抗蝕劑5，成爲不會附著錫鉛焊劑12之方式，然後經由 進行感光用來形成電路基板11。這時，焊劑抗飩劑5所擔 任之任務是保護組裝引線3之陸塊2以外之電路7。 在此處之電路基板1 1之焊劑抗蝕劑5如第1 5圖所示， 印刷成爲使其面積大於陸塊2之面積，形成焊劑抗蝕劑5 511403 五、發明説明（2 ) 不會被陸塊2覆蓋。使用現在之電子機器之焊接最常使用 之錫鉛共晶焊劑（Sn63wt% ’其餘爲Pb)，在焊接時，當陸 塊2被焊劑抗蝕劑5覆蓋時’會妨礙錫鉛焊劑12之內圓 角1 2 a之形成。

另外，隨著近年來之高密度組裝化，對於陸塊2，在可 以確保最低限度之接合強度之範圍內，儘可能的形成較小 。另外，使用此種習知之電路基板Π所製造之電子機器 ，因爲錫鉛共晶焊劑所擔任之任務是用萊緩和由於不同物 質之接合所產生之熱膨脹之不匹配之應力，所以在可靠度 上不會有特別之問題。

但是，近年來由於鉛會造成環境污染之環保意識之提高 所以會成爲問題，轉向使用未含鉛之無鉛焊劑。該無鉛焊 劑以錫作爲主成分，由銀，銅，鋅，鉍，銦，銻，鎳，鍺 •等構成，當與現在之電子機器焊接最常使用之錫鉛共晶焊 劑（Sn63wt%，其餘爲Pb，以下以Pb-63Sn表示）比較時， 所具有之金屬特性是金屬之拉伸強度和變形強度變強，而 且伸長量雙小。因此，在焊接部不容易緩和由於鉛焊劑而 發生之應力。另外，其熔融溫度，當與錫鉛共晶焊劑183 °C比較時，無鉛焊劑變成高達190°C〜230°C。 現在之主要之無鉛焊劑有：錫鋅系焊劑（以錫鋅之共晶 組合之Sn-9.0wt%Zn爲主，經由變化鋅之量，和添加其他 之元素用來改善特性，總稱爲錫鉛共晶焊劑，代表例爲 Sn-8.0 Zn-3.0Bi);錫銅系焊劑（以錫銅之共晶組合之Sn-0.7wt%Cu爲主，經由變化銅之量，和添加其他之元素用 -4- 511403 五、發明説明（3 ) 來改善特性，總稱爲錫銅系焊劑，代表例爲Sn-0.7Cu-0.3Ag);和錫銀系焊劑（以錫銀之共晶組合之Sn-3.5wt%Ag 爲主，經由變化銀之量，和添加其他之元素用來改善特性 ，總稱爲錫銀系焊劑’代表例爲S η - 3.0 A g - 0.5 C u，S η -3.5Ag-0.75Cu)等。 該錫鋅系焊劑所具有之優點是熔點低至190°C左右，但 是因爲容易氧化，所以必需在惰性氣體環境中或真空中進 行焊接，因此會有作業效率不良之問題。 另外，錫銅系焊劑和錫銀系焊劑對氧化之問題較小，但 是錫銅系焊劑之熔融溫度高達大約23 0°C，具有容易產生 陸塊剝離之缺點。 ^ 另外，錫銀系焊劑其熔融點爲大約220°C，低於錫銅系 焊劑，經由添加Bi(鉍）可以使熔融點下降至2051程度。 熔融點可以經由增加鉍之添加量而下降，但是當增加鉍之 添加量時，具有會產生內圓角（fillet)剝離之缺點。 另外一方面，作爲電路基板之主材料之環氧系材料之玻 璃轉移溫度爲125〜140°C，當與錫鉛焊劑之情況比較時， 其凝固收縮溫度之差變廣，施加在無鉛焊劑之接合部之應 力變大。因爲具有此種無鉛焊劑之金屬特性，所以當使用 習知之電路基板11以無鉛焊劑6進行插入組裝時，會經 常發生在錫鉛焊劑12不會發生之陸塊剝離。 下面使用圖面用來詳細的說明陸塊剝離之發生例。第 17圖是剖面圖，用來槪略的表示陸塊剝離之發生狀態。另 外，第18圖是第17圖之B部（左右反轉）之剖面照片，用 511403 五、發明説明（4 ) 來表示驗證實驗時所確認到之陸塊剝離之發生。 如第1 7圖所示，當使用習知之電路基板11進行無鉛焊 劑6之焊接時，於陸塊2和電路基板1 1之間產生剝離， 陸塊2成爲浮上狀態。這時，連接在陸塊2之電路7 —起 被提上的拉伸，因此會受到過度之應力。在此種狀態，當 重複受到熱應力時，會如第1 8圖之剖面照片所示，電路7 很容易成爲斷線。 因此，陸塊剝離會使電子機器之可靠度顯著的降低。另 外，當使用此種發生陸塊剝離之習知之電路基板Π進行 電子機器之製造時，會使電子機器之可靠度顯著的降低爲 其問題。 本發明針對上述之問題，其主要目的是提供即使使用無 鉛焊劑亦不會發生陸塊剝離或內圚角剝離之高可靠度之電 路基板。 本發明之另一目的是使用該電路基板提供高可靠度之電 子機器。 [發明之揭示] 用以達成上述目的之本發明是一種電路基板，在表面和 背面具有電路配線，具有供電子零件之導電構件插入之穿 通孔，在該穿通孔具備被導電膜覆蓋之陸塊，使用無鉛焊 劑組裝該導電構件和該陸塊，和在該陸塊上形成該無鉛焊 劑之內圓角，其中具有焊劑抗蝕劑形成覆蓋在該陸塊外周 端部之至少一部份，對於該焊劑抗蝕劑之至少一部份之區 域，該內圓角之半徑小於該焊劑抗蝕劑之開口半徑。 -6- 五、發明説明（5 ) 在本發明中，該焊劑抗蝕劑最好形成覆蓋在該陸塊外周 端部之內之與形成在該電路基板之電路連接之側之端部。 另外，該焊劑抗鈾劑最好形成覆蓋在該陸塊外周端部之內 之與形成在該電路基板之電路連接之側之面對側之端部。 陸塊之形狀，例如可以成爲圓形，長圓形，多角形，十字 形或星形之變形等。另外，最好在該陸塊和形成於該電路 基板之電路之連接部，形成副陸塊。另外，該無鉛焊劑可 以使用錫鋅系焊劑，錫銀系焊劑，或錫銅系焊劑等。 另外，本發明是一種電路基板之挑選方法，該電路基板 在表面和背面具有電路配線，具有供電子零件之導電構件 插入之穿通孔，在該穿通孔具備被導電膜覆蓋之陸塊，使 用無鉛焊劑組裝該導電構件和該陸塊，和在該陸塊上形成 內圓角，其中當該電路基板之玻璃轉移溫度爲Tg，基板 厚度方向之低於玻璃轉移溫度之溫度之線膨脹係數爲α 1 ，基板厚度方向之高於玻璃轉移溫度之線膨脹係數爲α 2 ，該無鉛焊劑之运融點爲Tm，常溫爲Ts時，以下式求得 之該電路基板之基板膨脹率L，在L1爲指定之基板膨脹 率時，可以滿足 L={ a l(Tg-Ts)+ a 2(Tm-Tg)}/l 04 ^ LI · · · (1) 之關係，以此方式挑選電路基板。該無鉛焊劑最好使用錫 鋅系焊劑，錫銀系焊劑’或錫銅系焊劑。 本發明之電子機器是在上述構造之電路基板，以無鉛焊 劑插入組裝電子零件所形成者。 本發明適用於兩面基板或多層基板等’亦即所適用之基 -7- 511403 五、發明説明（6 ) 板在表面和背面具有電路配線，具有供電子零件之導電構 件插入之穿通孔，在該穿通孔具備被導電膜覆蓋（施加過 穿通孔電鍍）之陸塊。 另外，在無鉛焊劑亦可以包含不會使性質變化之程度之 鉛作爲雜質。 此種方式之本發明之電路基板，如第1圖所示，在電路 基板1之表面，以蝕刻法等（亦可以使用其他之陸塊形成 方法）形成陸塊2。在該陸塊2之中心部形成供電子零件之 引線（成爲導電構件）3插入組裝之穿通孔，對穿通孔之表 面施加電鍍用來與電路基板1之表面之陸塊2接合，用來 丨 形成穿通孔4，最後進行焊接，以陸塊2以外之部份不會 有無鉛焊劑6附著之方式，在印刷塗布焊劑抗蝕劑後，進 行感光藉以形成電路基板。 這時，如第2圖所示，在陸塊端部2a之全周或一部份 覆蓋焊劑抗蝕劑5，經由使內圓角之半徑小於焊劑抗蝕劑 之開口半徑，可以防止無鉛焊劑6潤濕到陸塊端部2a，可 以防止焊劑內圓角6a形成到陸塊端部2a。 另外，經由使焊劑內圓角6a形成在陸塊端部2a之內側 ，依照在無鉛焊劑6收縮時之沿著焊劑內圓角6a斜上方 向之張力，和內圓角形成角之關係，使電路基板1熱收縮 之反抗力，不會施加在與電路基板1之密著最弱之陸塊端 部2a，而是施加在與電路基板1具有高密著之陸塊之內側 ，所以可以使陸塊2不容易剝離。另外，因爲陸塊端部2a 不是以無鉛焊劑6固定，所以陸塊2可以很容易因應電路 511403 五、發明説明（7 ) 基板1之熱膨脹收縮爲其效果。 另外，經由使用能滿足該式（1)之電路基板，即使使用 由於高熔融溫度容易受到熱膨脹係數不匹配之影響之無鉛 焊劑6進行製造情況時，亦可以抑制會引起電路7之斷線 之陸塊剝離。因此，即使在使用無鉛焊劑6之情況時亦可 以製造具有充分之高可靠度之電子機器爲其效果。 [圖面之簡單說明] 第1圖是斜視圖，用來表示本發明之電路基板之第1實 施例。 第2圖是剖面圖，用來表示本發明之電路基板之第1實 施例。 第3圖是平面圖，用來表示本發明之第2實施例。 第4圖是平面圖，用來表示本發明之第3實施例。 第5圖是平面圖，用來表示本發明之第4實施例。 第6圖是平面圖，用來表示本發明之第4實施例之另一 構造。 第7圖是平面圖，用來表示本發明之第4實施例之另一 構造。 第8圖是平面圖，用來表示本發明之第4實施例之另一 構造。 第9圖是平面圖’用來表示本發明之第4實施例之另一 構造。 · 第10圖是剖面照片’根據表1之實驗資料，用來表示 習知之構造例之製造不良之發生。 -9- 511403 五、發明説明（8 ) 第11圖是第10圖之部份擴大圖。 第12圖是剖面照片，根據表丨之實驗資料，用來表示 本發明之第1實施例之效果。 第1 3圖表示本發明之第5實施例之陸塊剝離不良之發 生率。 第14圖表示表2之計算結果和根據實驗資料之陸塊剝 離之發生率之關係。 第1 5圖是斜視圖，用來表示習知之電路基板之構造例 〇 第1 6圖是剖面圖，用來表示習知之電路基板之構造例 〇 第17圖是剖面圖，用來表示使用習知之電路基板之構 造例之情況時之製造不良之發生。 第1 8圖是剖面照片，用來表示使用習知之構造例之情 況時之製造不良之發生。 [實施本發明之最佳實施例] 下面將參照圖面用來詳朮說明本發明之電路基板之較佳 實施例。 [實施例1] 首先參照第1圖，第2圖和第10圖至第12圖，用來說 明本發明之第1實施例之電路基板。第1圖是在本發明之 電路基板組裝有電子零件之狀態之斜視圖，第2圖是第1 圖之a-a'之剖面圖。另外，第10圖至第12圖用來說明本 實施例之效果。另外，電路基板之製造方法因爲與習知技 -10- 511403 五、發明説明（9 ) 術相同，故其說明加以省略。 如第1圖和第2圖所示，本實施例是使焊劑抗蝕劑5覆 蓋在陸塊端部2a，內圓角6a之半徑小於焊劑抗蝕劑5之 開口半徑。 利用該構造，焊劑內圓角6a形成在陸塊端部2a之內側 ，依照無鉛焊劑6收縮時之沿著內圓角6a之斜向上方之 張力，和焊劑內圓角形成角之關係用來產生該焊劑內圓角 6a，電路基板1之熱收縮之反抗力不會施加在與電路基板 之密著最弱之陸塊端部2a，而是施加在與電路基板之密著 較高之陸塊2之內側，所以陸塊2不容易被陸塊。另外， 陸塊端部2a不是被無鉛焊劑6固定，所陸塊2可以很容 易因應電路基板1之熱膨脹收縮。依照此種方式，利用無 鉛焊劑6可以抑制經常發生之陸塊剝離。 其次，在使用本實施例之電路基板1製造電子機器之情 況時，進行其效果之驗證。使用這時之結果（表υ用來具 體的進行解說。 表1 循環數 習知之 本實施例之 電路基板 電路基板 Ocyc 〇 〇 1OOcyc 〇 〇 200cyc xW 〇 3 OOcyc 〇 〇 400cyc x3，△ 1 〇 5 OOcyc xl 〇 〇：電阻値無異常 △:電阻値上升 X :破斷（開始狀態） 511403 五、發明説明（1G ) 對於習知之電路基板11和本實施例之電路基板1，使 無鉛焊劑（Sn-3.0Ag-0.5Cu)成爲完全相同之條件進行焊接 。然後，重複進行熱應力循環試驗（-40°C (30分），<=>25°C (5分）cM 251： (30分），樣本數10片，16個位置/片），比 較至斷線之循環數。另外，斷線之判定是將電子零件組裝 在陸塊間短路之型樣，進行電阻之測定，當電阻變成無限 大時就判定爲斷線。 該驗證之結果，在習知之有鉛焊劑用之電路基板11， 確認爲從200循環起有斷線，然後斷線之位置進行增加， 但是本實施例之電路基板1，至500循環亦完全未確認到 有斷線。 第10圖表示表1中之以※符號（200循環斷線位置（第 17圖之（C部））表示之電路基板11之剖面照片。如第10圖 所示，陸塊2從電路基板1 1大幅的浮上，與其連接之電 路亦被大幅的提上。另外，由擴大表示箭頭D部之第11 圖可以明白，可以確認在陸塊端部2a和電路7之境界部 份大幅的變形甚至斷線。亦即，由於陸塊發生剝離因而發 生電路7之斷線，使電子機器之可靠度顯著的降低。 其次，第12圖表示以同樣之條件驗證實驗後之本實施 例之電路基板1之剖面照片（第2圖之人部）。由第12圖 可以明白，在本實施例之電路基板1，於陸塊2未發現有 特別之異常，可以確認本實施例之構造對於陸塊剝離具有 防止之效果。 依照此種方式，重複循環的施加熱應力，比較至斷線之 -12 - 五、發明説明（11) 循環數，經常發生陸塊剝離之習知之電路基板11，當與本 實施例之電路基板1比較時，可以明白至斷線之壽命較早 。另外，本實施例之電路基板1和使用該電路基板1所製 造之電子機器，可以抑制無鉛焊劑經常發生之陸塊剝離之 發生，可以製造高可靠度之電子機器。 陸塊2和焊劑抗蝕劑5之重疊其下限基本上是使焊劑抗 蝕劑5覆蓋在陸塊端部2a，可以使焊劑抗飩劑開口範圍小 於陸塊之直徑，但是陸塊2和焊劑抗蝕劑5之重疊部份之 幅度較好爲0.01mm以上，更好爲0.02mm以上。其理由 是重疊幅度之下限依照曝光時之對準時之餘裕和應力之關 係決定，當考慮到只有由於內圓角形成而產生之應力時， 較好是使0.01mm以上之重疊不會產生陸塊剝離，但是當 更進一步的考慮到曝光時之對準精確度時，0.02mm以上 之重疊，就不容易產生製造不良。 另外一方面，重疊幅度之上限以可以形成內圓角，焊劑 抗蝕劑開口範圍大於穿通孔直徑之範圍決定。 [實施例2] 下面將參照第3圖用來說明本發明之第2實施例之電路 基板。第3圖是平面圖，用來表示以列爲單體，在連續鄰 接之長圓形陸塊8覆蓋焊劑抗蝕劑5之情況時之一實例。 在第3圖中配置矩形之焊劑抗蝕劑5，該矩形是橫切被 連續配置之多個長圓形陸塊8之長度方向之中央部所形成 之形狀。在各個長圓形陸塊8,於長度方向之中央部附近 之短邊方向之陸塊端部8a，未覆蓋有焊劑抗蝕劑，容易受 -13- 511403 五、發明説明（12 ) 到無鉛焊劑6之熱收縮之影響，只有在電路7所連接之長 度方向之陸塊端部8b，和與其相對之部份，被焊劑抗蝕劑 覆蓋，其他之部份未形成有焊劑抗蝕劑。如第3圖所示， 以使多個長圓形陸塊8露出到焊劑抗蝕劑開口部5a內之 方式，形成焊劑抗蝕劑5。

利用上述之構造可以防止無鉛焊劑6潤濕到長圓形陸塊 8之長度方向之陸塊端部8b，可以達成與上述之第1實施 例大致相同之目的。對於電子零件之引線之間距狹小，要 在間距之間印刷焊劑抗鈾劑之情況，本第2實施例特別有 效。 [實施例3] 下面將參照第4圖用來說明本發明之第3實施例之電路 基板。

如第4圖所示，即使在陸塊形狀成爲如第1實施例所示 之圓形之情況時，只有在形成有圓形之陸塊2之電路7之 側之陸塊端部，和與其相對之陸塊端部，被焊劑抗蝕劑5 覆蓋，用來防止電路7從電路基板1浮上，可以獲得與第 1實施例同樣之效果。 另外，即使只有形成圓形陸塊2之電路7之側之陸塊端 部被焊劑抗蝕劑5覆蓋，亦可以防止電路7從電路基板1 浮上，可以獲得與第1實施例同樣之效果。另外，只有在 與形成有圓形之陸塊2之電路7之側之陸塊端部相對之陸 塊端部，被焊劑抗蝕劑5覆蓋時，亦可以抑制陸塊端部之 陸塊發生剝離。 -14- 五、發明説明（13) [實施例4] 下面將參照第5圖至第9圖用來說明本發明之第4實施 例之電路基板。第5圖是平面圖，用來表示星形之異形陸 塊9和圓形之焊劑抗蝕劑5之開口之組合之一實例，第6 圖，第7圖是平面圖，用來表示設有副陸塊1〇之構造， 第8圖，第9圖是平面圖，用來表示十字形之異形陸塊和 圓形之焊劑抗鈾劑5之開口之組合，以及八角形之異形陸 塊和圓形之焊劑抗蝕劑5之開口之組合之實例。 任何一種之陸塊形狀和焊劑抗蝕劑5之開口形狀之組合 中，經由以焊劑抗蝕劑5覆蓋異形陸塊9之端部9a，可以 防止無鉛焊劑潤濕到異形陸塊端部9a，藉以達成本發明之 目的。 另外，在上述之實施例中，於陸塊2和電路7之接合部 設置副陸塊10之情況亦同。其實例以第6圖，第7圖表 示。如第6圖，第7圖所示，即使在有副陸塊10之情況 時，插入電子零件之引線3進行組裝，覆蓋焊劑抗蝕劑5 ，成爲陸塊2之中心與焊劑抗蝕劑5之開口部之中心對準 之方式，不僅可以達成本發明之目的，而且利用副陸塊1〇 可以獲得使陸塊2和電路7之連接變成更加強固之效果。 另外，副陸塊1 〇之形狀可以使用半圓形（第6圖），圓錐形 (第7圖）等，可以使用其任何一種形狀，亦可以使用其以 外之形狀。 [實施例5] 下面將參照第13圖用來說明本發明之第5實施例之電 -15- 五、發明説明（14 ) 路基板。第5圖實施例是使用玻璃轉移溫度爲高之絕緣基 板者。另外，下面所說明之線膨脹係數表示基板之厚度方 向之線膨賬係數。 在使用習知之環氧樹脂製之絕緣基板（玻璃轉移溫度125 〜140°C，低於玻璃轉移溫度之溫度下之線膨脹係數（α 1) 爲50〜70ppm，高於玻璃轉移溫度之溫度下之線膨脹係數 (α 2)爲200〜3 50ppm)之電路基板，以250°C /5秒/大氣中 ，利用錫銀系之無鉛焊劑（Sn-3.0Ag-0.5Cu)，進行焊接電 子零件。 與此相對的，作爲低熱膨脹，高玻璃轉移基板者，使用 除去鹵素元素之環氧樹脂所構成之日立化成公司製之 MCL-RO-67G(玻璃轉移溫度150°C，低於玻璃轉移溫度之 溫度之線膨脹係數U 1)爲3 8ppm，高於玻璃轉移溫度之線 膨脹係數（α 2)爲185ppm，以下簡稱爲15(TC，38ppm， 185ppm)作爲電路基板，以250°C/5秒/大氣中，利用錫銀 系之無鉛焊劑（Sn-3.0Ag-0.5Cu)，進行將電子零件焊接在 電路基板（第13圖）。 對該2種之電路基板重複進行熱應力循環試驗（-40°C(30 分）<»25°C (5分）<»1251 (30分），樣本數10片，16個位置 /片），進行500個循環，確認其可靠度。其結果是在使用 習知之環氧樹脂之基板之電路基板，會發生陸塊端部，但 是另外一方面，在使用低熱膨脹•高玻璃轉移基板之曰立 化成公司製之 MCL-RO-67G(150°C，38ppm，185ppm)之電 路基板，如第13圖所示，不會產生陸塊端部。 -16- 511403 五、發明説明（15 ) 由以上之結果可以明白，假如玻璃轉移溫度在指定値以 上’而且玻璃轉移溫度以上之線膨脹係數在指定値以下時 ，就不會產生陸塊端部。 另外，在對無鉛焊劑進行焊接時，爲著明白電路基板之 玻璃轉移溫度Tg，基板厚度方向之低於玻璃轉移溫度之 溫度之線膨脹係數α 1，和高於玻璃轉移溫度之線膨脹係 數α 2，及焊劑之熔融點Tm之關係，所具體的表示進行 過實驗之資料。 下列之式（2)以電路基板之玻璃轉移溫度Tg，基板厚度 方向之低於玻璃轉移溫度之溫度之線膨脹係數α 1，和高 於玻璃轉移溫度之線膨脹係數α 2，焊劑之熔融點Tm，常 溫Ts(通常爲25°C)作爲參數，用來算出基板膨脹率L。 式（2)所示之基板膨脹率L表示在使進行過焊接之電路 基板冷卻之過程中，焊劑從熔融狀態通過熔融點開始凝固 後，在焊接接合部回到常溫前之電路基板之熱膨脹變化率。 { a l(Tg-Ts)+a 2(Tm-Tg)}/l 04 = L · · •式（2) L :基板膨脹率（％)

Tg :玻璃轉移溫度（°C ) α 1 :低於玻璃轉移溫度之溫度之線膨脹係數（ppm) α 2 :高於玻璃轉移溫度之線膨脹係數（ppm)

Tm :焊劑之熔融點（冷卻時相當於凝固開始點）（°C )

Ts :常溫（焊接接合部回到常態之溫度）（°C ) 本發明人等發現假如以式（2)求得之熱膨脹率L小於指 定之熱膨脹率L1時，就不會產生陸塊端部。 -17- 511403 五、發明説明（16 ) 使用式（1)，以Sn-Ag-Cu焊劑對5種之電路基板（實施 例1〜3 ’比較例1，2)進行焊接時之基板膨脹率L之計算 例以表2表示。另外，實施例2之基板與上述之日立化成 公司製之MCL-RO-67G相同。 表2 實施例· 比較例 實施例1 實施例2 實施例3 比較例1 比較例2 Tg 152 141 150 133 129 a 1 25 36 57 56 54 a 2 144 205 264 289 286 L 1.30 2.04 2.56 3.12 3.16 陸塊剝離 不良發生 率（〇/〇) 0 0 0 86 61 陸塊剝離不良發生率實驗條件 穿通孔直：1.0mm 陸塊直徑：1.6mm 組裝零件：DIP-IG(Ni-Pd電鍍） 焊接條件：250°C/5秒/大氣中 在表2中，Ts爲25°C，Tm作爲220°C的進行計算，相 當於Sn-Ag-Cu無鉛焊劑之熔點。 根據表2之計算結果，使基板膨脹率L，和利用實驗資 料所獲得之陸塊剝離之發生率圓形化，其結果以第14圖 表示。由第14圖可以明白，在基板之膨脹率L爲2.56% 以下之電路基板中，不會發生陸塊端部。亦即，Ll=2.56% ，選擇熱膨脹率L小於此値之電路基板時不會發生陸塊剝 利用此種方式，例如，在對熔融點Tm爲220°C之Sn- -18- 511403 五、發明説明（17 )

Ag-Cu焊劑進行焊接時，在玻璃轉移溫度Tg爲141〇C以上 ，而且高於玻璃轉移溫度之線膨脹係數α 2小於264ppm 之實施例1〜3之基板之情況，假如從玻璃轉移溫度和線 膨脹係數算出之基板膨脹率L爲2.5 6%以下時，可以抑制 陸塊之剝離。 根據該等之結果，整理式（2)後成爲式（3)。另外，式（3) 是常溫爲25°C之情況。 L={ a l(Tg-2 5)+a 2(Tm-Tg)}/104 ^ 2.5 6 · ••式（2) L :基板膨脹率（％)

Tg :玻璃轉移溫度（°C ) α 1 :低於玻璃轉移溫度之溫度之線膨脹係數（ppm) α 2 :高於玻璃轉移溫度之線膨脹係數（ppm)

Tm :焊劑之熔融點（冷卻時相當於凝固開始點）fC ) 使用式（3)，假如能得知電路基板之玻璃轉移溫度Tg， 線膨脹係數（α 1，α 2)，焊劑之熔融點Tm時，就可以預 測陸塊剝離之發生。 另外，使用式（3)可以很容易選擇具有抑制陸塊剝離之 效果之電路基板，可以抑制陸塊剝離之發生。 另外，即使焊劑之種類有變化之情況時，經由變換Tm 亦可以進行同樣之計算，使用低熔融點之焊劑，可以使基 板膨脹率L成爲2.56以下之電路基板之種類變多。 例如，在Sn-Ag-Cu焊劑，陸塊剝離經常發生，習知之 環氧樹脂製之絕緣基板（玻璃轉移溫度125〜140°C，低於 -19- 511403 五、發明説明（18 ) 玻璃轉移溫度之溫度下之線膨脹係數i)50〜7〇PPm ’高 於玻璃轉移溫度之線膨脹係數2)200〜3 50ppm)之基板 膨脹率L，當以習知之Sn-3 7Pb焊劑（熔融點：183°C )進行 計算時，成爲大約1.9%，可以滿足式（3)，在習知之焊接 可以視爲不會發生陸塊剝離。 經由使用上述之電路基板製造電子機器，重複熱應力循 環，可以製造長壽命和高可靠度之電子機器。此種電子機 器有如印表機，傳真機，LCD監視器，個人電腦，大型電 腦（包含伺服器，超級電腦），交換機，傳送機器，基地台 裝置等。 另外，本發明並不只限於上述之各個實施例，在本發明 之技術精神之範圍內，各個實施例可以適當的被變更當可 明白。 [產業上之利用可能性] 如上所述，依照本發明時，可以防止無鉛焊劑潤濕到陸 塊端部，可以防止內圓角形成到陸塊端部。另外，所提供 之電路基板經由使內圓角形成在陸塊端部之內側，可以用 來抑制在陸塊端部產生之無鉛焊劑之熱膨脹收縮之應力， 可以很容易因應電路基板之熱膨脹收縮，可以抑制無鉛焊 劑之經常發生之陸塊剝離。 另外，使用該電路基板製造之電子機器，即使在重複進 行之熱力循環中，當與使用習知之電路基板之電子機器比 較時，可以確認具有非常高之壽命。利用此種方式，即使 在使用無鉛焊劑之情況時，亦可以製造充分之高可靠度之 -20- 511403 五、發明説明（19 ) 電子機器。 另外，經由使用式（1)，可以很容易選擇能有效抑制陸 塊剝離之電路基板，可以抑制陸塊剝離之發生。 符號之說明 1,11 電路基板 2 陸塊 2a 陸塊端部 5 焊劑抗蝕劑 6 無鉛焊劑 6a 內圓角 7 電路 10 副陸塊 -21-

Claims (1)

1. 511403 六、申請專利範圍 1 · 一種電路基板，在表面和背面具有電路配線，具有供電 子機器之導電構件插入之穿通孔’在該穿通孔具備被導 電膜覆蓋之陸塊，使用無鉛焊劑組裝該導電構件和該陸 塊，和在該陸塊上形成該無鉛焊劑之內圓角，其特徵是： 具有焊劑抗鈾劑形成覆蓋在該陸塊外周端部之至少一 部份，對於該焊劑抗蝕劑之至少一部份之區域，該內圓 角之半徑小於該焊劑抗蝕劑之開口半徑。 2.如申請專利範圍第1項之電路基板，其中該焊劑抗蝕劑 形成覆蓋在該陸塊外周端部之內之與形成在該電路基 板之電路連接之側之端部。 3 ·如申請專利範圍第1項之電路基板，其中該焊劑抗蝕劑 形成覆蓋在該陸塊外周端部之內之與形成在該電路基 板之電路連接之側之面對側之端部。 4.如申請專利範圍第2項之電路基板，其中該焊劑抗鈾劑 形成覆蓋在該陸塊外周端部之內之與形成在該電路基 板之電路連接之側之面對側之端部。 5·如申請專利範圍第1項之電路基板，其中該陸塊之形狀 是圓形，長圓形，多角形，十字形或星形之變形之任何 一種等。 6.如申請專利範圍第1項之電路基板，其中該陸塊和形成 於該電路基板之電路之連接部，形成有副陸塊。 7 ·如申請專利範圍第1項之電路基板，其中該無鉛焊劑包 含錫鋅系焊劑，錫銀系焊劑，和錫銅系焊劑之任何一種 -22- 511403 六、申請專利範圍 8. —種電子機器，其特徵是使用申請專利範圍第1項之電 路基板，以無鉛焊劑插入和組裝電子零件。 9. 一種電路基板之挑選方法，該電路基板在表面和背面具 有電路配線，具有供電子零件之導電構件插入之穿通孔 ，在該穿通孔具備被導電膜覆蓋之陸塊，使用無鉛焊劑 組裝該導電構件和該陸塊，和在該陸塊上形成內圓角， 其特徵是·_ 當該電路基板之玻璃轉移溫度爲Tg，基板厚度方向之 低於玻璃轉移溫度之溫度之線膨脹係數爲α ;，基板厚度 方向之高於玻璃轉移溫度之線膨脹係數爲α 2，該無鉛焊 劑之熔融點爲Tm，常溫爲Ts時，以下式求得之該電路 基板之基板膨脹率L，在L 1爲指定之基板膨脹率時，可 以滿足 L={ a l(Tg-Ts)+ a 2(Tm-Tg)}/1 04 ^ LI 之關係。 10·如申請專利範圍第9項之電路基板之挑選方法，其中該 無鉛焊劑包含錫鋅系焊劑，錫銀系焊劑，或錫銅系焊劑 之任何一種。 23