TW589732B - Circuit board, method of mounting surface mounting component on circuit board, and electronic equipment using the same circuit board - Google Patents

Description

589732 五、發明說明（l) 【發明背景 1 ·發明之領 本發明 設備，尤有 型電子元件 用電路板的 2 ·相關技術 迄今， 與插入型電 以詳細說明 造方法，其 貫通孔之電 放大平面視 面圖、及圖 _ C ’所形成 域 係關於一種電路板、及一種使用電路板的電子 關一種使用無鉛焊料而以混合方式將表面安裝 與插入型電子元件安裝在其上的電路板、及使 電子設備。 之描述 大部份的安裝基板已是供表面安裝型電子元 子元件安裝在其上的電路板。參見m至圖4, 已應用成安裝基板之習知電路板的結構及 中圖1為顯示表面安裝元件6已安装在已界定出 路板1上之狀態的俯視圖、圖2為圖1之局部c的 圖、圖3為沿著圖1之剖面線c — c， ' 4為沿著其中使用多層互連板 /成之^

之剖面I 運扳之圖1的剖面線C 如圖1至圖4所示，藉由使銅羯相對於得 脂、酚樹脂等等之絕緣片受到壓力與熱的作 v遝碳氧樹 材料、玻璃基材料、聚酯纖維基材料等等，=成為紙基 之疊層基板’在填滿銅之疊層基板的期望位製備填滿銅 孔，將催化劑施加到開孔的側表面上，垃 上界定開 電鍍法而進行第一次電鍍，依照電解銅電錢…、…、電解銅 在其上，及將導體接合至填滿銅之疊層基板將導體形成 膜而形成貫通孔2。然後，當對存在於"填^滿的表面上之銅 的表面上之銅所構成導電膜進行蝕刻時，、5之疊層基板 1糸形成焊盤3、

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8 ^及$辉非塾7。最後’印刷阻焊劑1 〇，並以不將辉料 荖#: Γ 待焊接之焊盤3的方式而施加阻焊劑10，接 者使抛加之阻焊劑10曝光，藉以製備電路板1。 印刷焊料8並將其施加至其上裝載有表面安裝元件6之 墊7 ’並加熱焊料8而使其在迴焊爐中熔化， "1 '1 接合至電路板1上的表面安裝元件6之引線5。 ^ Λ 裝插人型電子元件，將助焊劑施加至電路板

人的奇面，並接著在焊料盆中進行焊接。因此，不僅待接 合至表面安裝元件6之貫通孔2的部份或整體填滿焊料9， 供插入型電子元件插入其中的貫通孔亦填滿焊料9。 然而，在這方面，近年來源自於鉛所造成的環境污染 已變成討論的主題，因此有改用不含鉛之無鉛焊料的需/、 求。此無鉛焊料由作為主要成份的錫所組成，而非銀、 銅、鋅、鉍、錮、銻、鎳、鍺等等為主要成份。典型之錫 銀基的無錯焊料顯現出2 2 0 °C的溶點溫度。焊料中之 錫、電路板1中之銲墊7的銅、及表面安裝元件6中之引線5 的銅或鎳係彼此互相反應而形成合金層，藉以使電路板1 中之銲塾7接合至表面安裝元件6之引線5。

於此情況下，當使鉛包含於電鍍中或包含於塗佈在電 路板1之銲墊7中的焊料時，鉛係隔離於上述合金層與焊料 之間而形成錫一銀一錯之三元合金層。在三元合金之丘晶 成分（1.3原子％的人忌、24·0原子％的？13、及其餘的Sn) 中之1 7 4 C的嫁點溫度係小於錫一銀基焊料的熔點溫度， 俾能在此狀況下，使液相曲線與固相曲線之間顯現出極為

589732 五、發明說明（3) 明顯的差異 盘夕存在於貫通孔2、焊料9、焊盤3、及電路板 ，、夕層互連板所用之内部配線丨丨之中的實心互連係由習知 電路板1中的銅所構成。 在此It况下，當執行上述之波埶 及絕緣層12而與阻焊劑10接觸的 ί孔2二料9=傳導係數（38〜Κ)，故更使貫 而將務、味陧>u»、$經由互連4與内層配線11而傳遞，因 而將發生焊料8的溫唐韶讲 情況，故德总六+ 過二70曰金之1 74 °C的熔點溫度之 Ιί ί存在所有之焊料8並未熔化的事實，作僅有 二兀合金層熔化。 貝1 一 1皇有 或表：ϋ : :6’b#當如拱起之外部作用力作用在電路板1 局邛中，即出現在表面安| 曰的熔化 部、或電路板i之銲墊71=8件之62=與焊料之間的局 持電路板！之銲墊7與表面^ 2的局部’故將無法維 又，即使在僅有部= = 引線5之間的連接。 域將縮小，而造成電子狀：下’但接合區 w 度大幅降低的問題。 【發明的綜合說明】 本發明係用以解決上诚夕„ 目的係提供-種高可靠度及Z雷本發明… :法，藉以使利用無錯烊料而已安裝上的安裝 子中的接合部無剝落產生。 面女裝π件的端 589732 五、發明說明（4) 多層ibL’ ί發明之另一目的係提供應用上述之電路板或 夕盾互連板的高可靠度電子設備。 裝元ίΐί成上述之目㈤’依據本發明之用以安裝表面安 、、:声;^電路板’包含使表面安裝元件之端子的接合部之 合部中之合金層的熔點溫度。不4於或不大於形成在接 -合：層及由焊料的至少-元素所構成之 之一端‘、疒二山f !之-表面上的-表面安裝元件 的-電極銲‘心二：與焊料之間的任-界面中之電路板 -裝蟬料之間的一界面之電路板，包含 一侧之電路板ΐ ϊ相反於已安裝表面安裝元件之一側的另 以抑制教傳ί:!伸至電極銲墊的-熱傳導路徑上而用 等於或：於合金置允許接合部的溫度維持在 兔增之熔點溫度的溫度。 料中的ίϊ:的：較佳地使合金層具有包含於焊 -三元合金銀肖包含於端子或電極銲墊中的錯所組成的 在其了’接合至電極鋅墊及接合至形成 之熱傳導係數的#料所^貫通孔係由等於或小於預定值 内部係填上】2:::待，合至電極銲墊之貫通孔的 在本發明的電‘:於預疋值之熱傳導係數的材料。 的電路板中，用以使待接合至電極銲塾=貫 第9頁 589732 五、發明說明（5) 通，與電極銲墊連接的互連之至少一部份係由等於或小於 預定值之熱傳導係數的材料所製備。 ,在本發明的電路板中，較佳地使上述預定值之熱傳導 L數ί於或小於1〇〇W/m。K，又，具有上述預定值之熱傳 導係數的材料為鎳或鈀。 的首在本發明的電路板中’形成用以使待接合至電極銲墊 协f孔與電極銲墊連接的互連，俾能使其長度等於或大 々預定值，及互連的長度較佳為10 mm或更長。 的骨在本發明的電路板中’形成用以使待接合至電極銲墊 且右通ί與電極銲墊連接的互連之至少一部份，俾能使其 定之剖面積或更小之剖面積，及預定之剖面積較佳 馬〇· 〇〇35mm2或更小。 在本發明的電路板中，電路板係由多層互連板所構 也二^ f有禁制實心圖案之形成的區域，而此區域則包括 連、该表面安裝元件的位置之正下方而圍繞該多層互 雙板之内層的整體或局部。 含：^裝在依據本發明之電路板上的表面安裝元件，包 禮I ί子，其至少一部份係由具有不同之熱膨脹係數的 則I右I料的多層所構成，此多層在面對電路板的一側上 面i行=Ϊ膨服係數的一材料層；及其中當對電路板的背 路板& Α而使溫度升高時，將使端子在沿著端子下推電 叫板的方向上產生變形。 之材的表面安裝元件中，將具有不同於端子主體 /的’、、、膨脹係數之材料所製備的一層配置在端子的彎 五、發明說明（6) 曲部上。 含：ίΐ裝在依據本發明之電路板上的表面安裝元件，包 -預定2 : ’其至少一表面層係由大於Cu之熱傳導係數的 進流進端子藉以在電路板的背面進行波焊時，促 在ϊίί 部的熱量移動至表面安裝元件的主體。 仿裝元件中’上述之預定材料係含有化。 安裝“設備係包含上述電路板或上述表面 加至相反板上的安裝方法’其中將波焊施 的-表面：安裝元件的安裝表面之電路板 與電路板之;1月;波焊步驟期間，至少使表面安裝元件 持在形成於接以使接合部的溫度維 依據本發明之在電：板丄：：：溫度或更低之溫度。 加至相反於其上安裝有 择女衷方法，其中將波焊施 的一表面，包含τϊϊϊ面女裝疋件的安裝表面之電路板 置在表面安裝元件的上表^驟期間’至少將散熱器構件配 電路板之接合部的溫声雜姓，上，、藉以使表面安裝元件與 熔點溫度或更低之溫$、。、形成於接合部中之合金層的 在本發明之在電路板上 與表面安裝元件的端子成方法中，使散熱器構件 依據本發明之在電；谭料接觸。 加至相反於其上安妒右 女裝方法，其中將波焊施 的-表面，包含：在 件的安裝表面之電路板 鄉期間’至少對表面安裝元件 第11頁 589732 五、發明說明（7) 與電路板之接合部的附近加熱， 焊料熔化。 猎以使接合部中之所有的 依據本發明之在電路板上的 加至相反於其上安裝有表面安裝元“梦矣中將波焊施 的-表面，包含··在波焊步驟期間，面之電路板 的一材料配置在電路板背面的一 夺用以抑制熱量傳送 待與表面安裝元件連接之至少一+ T上，而此區域係位在 連的正下#，與表面安裝元件的i下一焊盤、及-互 在本發明之在電路板上的安 熱量傳送的材料為一絕熱帶或一絕熱二：：上述用以抑制 如上所述，依據本發明之上生 ^ 元件之後才施加波焊至電路柘/^構每，在女裝表面安裝 成於中之端子接合部的溫度抑制成形 將達成提高表面；更低之溫度。因此， 合點之可靠度的目的子與電路板之電極銲塾的接 【較佳貫施例之詳細說明】 在其ί ί ?之較佳實施例中，#中將表面安裝元件安裝 明之電路板得且=時將波焊應用至其背面側上之依據本發 成在含有焊料之構成元素的合金層及具有形 表面女裝70件中之引線及銲墊的焊料接合部上之銲墊 S弓線，及或在安裝表面安裝元件之後，在焊接電路板的 第12頁 589732 五、發明說明（8) 寺面之際’用以抑制合合展 點瓜_ & # ® :制σ金層之，皿度升向至等於或低於其熔 點孤度的裝置、或在熔化合金層之 ： 銲墊之間的接合點可靠ί據本發明之電路板將改善引線與 例。以下，將以相關之附圖而詳細說明本發明之較佳實施 在說明之前，吾人可注意到，由於 採用相同的電路板製造過程，故在省略其=:¾知技術 【實施例1】 ' 板传= 至自，所示，依據本發明之第-實施例的電路 :::選擇自界定於電路板之中的貫通孔之内 的焊盤、及填滿在貫通孔之内並具有 熱傳導係數的材料之至少一構件 =J:預疋值之 Γ可抑制經由貫通孔的：所::有=的 傳導路徑上，俾能使熱量經過；連而流= 面女裝兀件中之引線接合部的焊料之 引線接合部中的合金層之溶化。 猎^預防形成在 於此情況下，較佳地使貫通孔之内壁的材 材料、或填滿在貫通孔之内的材 盤的 數。另-方面，亦必須選擇具有極佳之導電 一 完全考慮這些條料，龍佳的材料“屬二 熱傳導係數的事實，故將熱傳導係數維持在!。。二。J 更低時，可抑制由於合金層的熔融所引起之剝落等等二 第13頁 五、發明說明（9) _卜go ^ ^ 义第一至第五例子中將詳細其特定構造。 【實施例2】 板倍如圖1 ^至圖2 6所示，依據本發明之第二實施例的電路 連接由界疋於電路板之中的貫通孔與表面安裝元件的引線 有至其上而與其接合的銲墊之間的互連的一部份係由具 連县於f小於預定值之熱傳導係數的材料所構成、或使互 ，度等於或大於預定值、或進一步使剖面積等於或小於 I^值。藉以在波焊之際，可抑制經由貫通孔的熱傳導， 此抑制經過互連而流進表面安裝元件之引線接合部的焊 料之中的熱量，藉以預防形成在引線接合部中的合金層之 溶化。 ^較佳地，如同在第一實施例的情況下，互連之熱傳導 係數為等於或小於1 〇 〇 W /m。K的值。 =，由發明人所進行的實驗已證實，當使互連長度為 十U0 ) nun或更長、或使互連剖面積為〇〇〇35mm2或更小 時’將不會產生㈣等等。纟以下之第六至第八例子中， 將更詳細說明其特定構造。 【實施例3】 :圖27至圖30所示’依據本發明之第三實施例的電路 板構成，其中將無内層實心圖案的區域形成在供多層互 板之表面安裝元件安裝之區域的至少一局部之中而μ =積，藉以在波焊之際，抑制穿過整個多層互連板^熱 導，俾能抑制經過多層互連板之内部而流進表面安 之引線接合部的焊料之中的熱量，藉以預防形成在^線接 第14頁 589732 五、發明說明（ίο) 合部上的合金層溶融 在以下之第十九 特定構造。【實施例4】 如圖31至圖34所 板的構成，其中在波 位置冷卻電路板、或 面，俾能抑制流動之 成在引線接合部中之 在以下之第二十 其特定構造。 【實施例5】 如圖3 5所示，依 由位在其上方位置之 形成在引線接合部中 合部中的所有焊料， 落。 在以下之第二十 造。 【實施例6】 如圖3 6所示，依 成’其中表面安裝元 數的二種或更多之材 溫度升高時以引線壓 至第二十一例子中，將更詳細說明其 不’依據本發明 焊之際，利用氮 #耐熱帶或樹脂 #料所引起之熱 合金層的熔融。 之第四實 氣氣等等 施加至電 量流入， 至第二十三例子中，將 施例的電路 而從其上方 路板的背 藉以預防形 更詳細說明 據本發明之第五 平板加熱器等等 的合金層，亦在 藉以預防僅合金 實施例的 而加熱， 波焊之際 層熔化時 電路板係藉 俾不僅熔化 熔化引線接 所引起之剝 四例子中，將更詳細說明其特定構 據本發明之第六 件的引線係由各 料所構成，於此 住銲墊的方式而 實施例的 具有不同 情況下， 選擇這呰 電路板之構 之熱膨脹係 於接合部的 材料的組合

第15頁 589732 五、發明說明（11) 時，藉以即使在引線接合部之合金 預防引線的剝落。 的情況時，仍可 造 在以下之第二十五例子中，將更 構 更4細說明其特定 【實施例7】 如圖37至圖40所示，依據本發明之 板構成，其中以具有極高之熱傳導係 實施例的電路 裝元件中的引線，俾能使流進引線接人邱2 =製備表面安 送到表面安裝基板的主體侧、或傳送至^酉°己署量能易於傳 件之上半部的散熱器，而增加埶容 在表面安裝元 線接合部上的合金層之熔融。 里藉以預防形成在引 將更詳細說明 在以下之第二十六至第二十七例子 其特定構造。 【例子】 為了更詳細說明上述之實施例， 本發明之例子。 下參見附圖而說明 【例子1】 首先’參見圖5及圖10至圖12 ’俾說明 第一例子的電路板，其中圖5 Λ椒孽 届 固兩概要顯不本例子之電路板 ^的剖面圖、及圖10至圖12為各說明本例子之功效的視 =圖5所示，在本例子的電路板中，將表面安裝元件6 ΚΙ電路板1的Ϊ面上，其中已界定出貫通孔2a，及藉 ’、而將表面安裝几件6的引線5接合至電路板1的銲墊

589732 五、發明說明（12) 7 °又/藉由焊盤3與互連4而使貫通孔& ^例子之特徵為’以斜線表示之/孔 ^接。 荨具有熱傳導係數等於或小於預定值 a係由鎳及鈀 係數等則讀A。K或更小之㈣所構=之，其熱傳導 依據上述之結構，在波焊之際，經由互 貫通孔2&之中的焊料9傳送到銲塾7、it通孔 :表面女裝元件6所用之引線5 η :落可抑制發生在引線5、糊或鲜塾7、=二 一方面’舉例而言，當以鎳製 兩者相對於焊料而言，前者顯現出較差可=於 ::L2a係如圖5所示般，將難以填滿焊料9 :: 減乂傳遞至銲墊7、焊料8、及引線5的執可 制銲墊7、焊料8、及引線5的溫度例、篝 於Π4 t，即形成在銲墊7或引線 ^而口專於或小 合；層：溶點溫度。所以，可進-步抑制； =件之中的引線5與焊料8之間、或銲墊7與焊料8之間的剝 功效=由相關之實驗資料而詳細說明（圖i。至： 構的電路板上的各表面安裝元件（28 1 ^ 208 ^WP) (Sn-3：〇Ag!〇%cu 第17頁 )的再波焊。缺德，相 者使用無錯焊ϋ (Sn—3 =本例子之電路板及習知技術兩 波焊，藉以證實上述安穿_g—〇.5Cu)而進行上述狀況的 在。為了證實：i 牛之各焊料接合部中的剝落存 表觀察與剖面觀察。’、用光學顯微鏡與SEM，並進行外 如實驗的結果所示，其貫 的電路板具有以下情況，所製備之習知結構 8、及引線5的溫度；成高：以=其諸、焊料 界面中之合金層熔化的溫度=\在)1與銲塾7之間的 在焊料8與引線5之間的界面 ’因而使剝落出現 的熱傳導係數極低，故可雜括 、製成之貫通孔2a 溫度為較低溫（等於或小於174。:：料8、及引線5的 生。 、 C ) 並可證實無剝落發 -A, : 2【1二口？之各剖面的照片(沿著圖5之剖面線A A所產生的剖面），俾說明這些結果。 從圖11之引線5到達1 7 5 °C之、、田许从μ α 面狀況（習知結構）則清楚與件；；=5間的；； 題因而由於此間隙而造成電子設備之可靠度大幅降低 及㈣7之間並未 異吊狀L ’故U理解本例子之結構係可有效地預防表 589732 五、發明說明（14) 面女裝元件之引線接合部中的剝落。 在使用無鉛焊料而焊接复μ、、曰 插入型元件的電子設備：表面安裝型元件與 藉由顯現出極低之執傳導^數 考明’貫通孔2a係已 !而：:、:ίί?之際，將可減少流進引線5之局部的敎 :而抑制溫度升高，藉以製造具有極高可靠度之電子的設、 【例子2】 以下參見圖6，俾說明依據本 板，其中圖6係概要顯示依據 列子的電路 面圖。 伙踝第一例子之電路板的局部剖 本例子的電路板之特徵為，不僅 其整個内部亦填滿如鎳及鈀等 、且 (l〇〇W/m K)，的熱傳導係數之材科。 值 本例子亦如同上述之第一例 通孔2a並未填滿焊料9之外， /了在波知情況時貫 孔23流到引線5的熱量，二焊之際抑制從貫通 大j匕有抑制引線接合部之剝落的優點。的熱量 【例子3】 以下參見圖7，俾說明依據 :圖其中削概要顯示依據第三例子之電:二以 3a係= =數:在貫通孔2周圍的烊盤 U導係數等於或小於預定值 589732 五、發明說明（15) /ffl ° K )之材料所構成 本例子亦如同上述之第 際減少經由互連4而從煜钮Q s 彳』卞竹了在攻垾之 大小。因此，具有抑制通孔2傳遞到引線5的熱量 落的優點。 制5丨線接合部之溫度升高而預防其刻 【例子4】 以下參見圖8，俾續g日分4卷丄 板，其中圖8係概要= J本發明之第四例子的電路 面圖。 ^要*4不依據第四例子之電路板的局部剖 本例子的電路板之特徵為， 數等於或小於預定值（1〇〇w/ 4具有熱傳導係 差之可濕性的材料而製備貫通孔2a及焊盤仏。、枓具有極 舉例而言，當藉由鎳而製備貫通孔2a :者相對於焊料而言，其顯現出極差的可濕性，與鋼 J通孔2 =料9 ’藉以減少傳遞至銲塾7、難= r第-^/由於此情況下，如同上述之第一第 及第二例在波焊之際，亦具有第-、 接合部之剝落的優點。 “、、傳導而預防引線 【例子5】 以下參見圖9，俾說明依據本發明之 板，其中圖9係概要顯示依據第五例 列子的電路 面圖。 1』于之電路板的局部剖 本例子的電路板之特徵為，亦分 數等於或小於預定值（l〇〇w 。二具有熱傳導係 )之材料而製備貫通孔 589732 五、發明說明（16) 2a及焊盤3a。 於此情況下，如同上述之第一至第 焊之際貫通孔2a並未填滿焊料9之外，亦四。例子，除了在波 故能具有減少直接接收自焊料的熱量大、可抑制熱傳導， 部之剝落的優點。 ”、、 小而預防引線接合 【例子6】 參見圖1 3，俾說明依據本發明之第人 其中圖1 3係顯示電子元件已安裝在第六=子的電路板， 狀態的俯視圖。 于之電路板上之 本例子的電路板之特徵為，係藉由錦 導係數等於或小於預定值（丨〇〇w / u專具有…傳 盤3、銲墊7、及互連4。 / K)之材料而製備焊 依據上述之結構，從貫通孔2鱼填滿 :大小係變成小於使用銅互連狀況時 的熱 8 ^ 列而σ ，其為形成在銲墊7或引線5與嬋料 二，中之合金層的炼點溫度，藉以抑制出現在引 磨〃焊料8之間、或銲墊7與焊料8之間的剝落。又，在 之相對於焊料的可濕性的情況下，係可施加 寺#處理至銲墊7。 【例子7】 Α由^見圖1 4，俾說明依據本發明之第七例子的電路板， 其中圖14係顯示電子元件已安裝在第七料之電路板上之 五、發明說明（17) 狀態的俯視圖。 本例子的電路板之特徵為，係藉由且 :或小於預定值（loow/ra。κ)之材料備係數等 連4、及銲墊7的局部（接合至表 =備卜盤3、互 部）。 衷70件6之引線5的局 於此情況下，在波焊之際亦具有抑 線接合部中之剝落的優點。 …傳導而預防引 又，如同上述之第六例子，在考慮 料的情況下，係、可施加閃金等等^理至銲^ 以下參見圖1 5，俾說明依據本發明 板，其中圖15係顯示焊盤3與銲墊7之間戶電路 的平面視圖。 1疋之放大區域 將本例子之電路板形成為形成在焊盤 互連4a的整個剖面係由其埶值逡在叙 之間的 〜枯M nnw / 。/、 傳導係數顯現出等於或小於預 疋值（100W/m K)之材料所製備。 貝 於此情況下，在波焊之際亦具有抑制埶傳 線接合部中之剝落的優點。 w 【例子9】 以下參見圖16，俾說明依據本發明之第九例子的 二2Γ6係顯示焊盤3與鲜塾7之間所界定之放大區域 將本例子之電路板形成為形成在焊盤3與銲墊7之間的 互連4a的部分剖面係由其熱傳導係數顯現出等於或小 589732 五、發明說明（18) 定值（100W/m° K )之材料所製備。 於此情況下，在波焊之際亦具有抑 線接合部中之剝落的優點。 “、、傳導而預防引 【例子1 0】 以下參見圖1 7，俾說明依據本發明 板，其中圖17係顯示焊盤3與銲墊7a，„弟十例子的電路 域的平面視圖。 之間所界定之放大區 本例子的電路板之特徵為，不僅 7a之間的互連4a之整個剖面、且銲以上焊盤3與銲墊 顯現出等於或小於預定值（100W/ 。κ ’、其熱傳導係數 於此情況下，在波焊之際亦具有二；^ =:引 線接合部中之剝落的優點。 、、導而預防引 ^又，在考慮銲墊之相對於焊料的可濕性的愔7下， 係可施加閃金等等處理至銲墊7a。 、、、 ’下 【例子11】 以下參見圖18，俾說明依據本發明之第十一例子 路板，其中圖18係顯示焊盤3a與銲墊7之 區域的平面視圖。 介疋之放大 Μ Η㈣板之特徵為’不僅形成在焊盤^與鲜塾 顯現出4於或小於預定值（1〇〇w/m。κ)之材料所製備。 於此情況下，在波焊之際亦具有抑制熱傳導而預防 線接合部中之剝落的優點。 【例子1 2】

第23頁 589732 五、發明說明（19) 以下參見圖1 9，俾說明依據本發明之 ^板’其中圖19係顯示焊盤3a與銲墊7a之間：：：子的電 區域的平面視圖。 斤界疋之放大 的本例：之電路板形成為形成在焊盤3a斑銲墊7夕 的互連4a的整個剖面、焊盤仏、及銲墊。由、之間 J顯現出等於或小於預定值(mw〜K)之材 線接==落：優皮：？際亦具有抑制熱傳導而預防引 【例子1 3】 以下參見圖20、圖24、及圖41，俾說明化 第十三例子的電路板，其中 ”、據本發明之 所界定之放大區域係顯不焊盤3與鮮塾7之間 的互= 徵為’延伸在焊盤3與銲墊7之間 依據上述之構造，在波焊 （〇mm )。 孔2盥埴、、龙首、s如〇 , 知之際’、、ι由互連4b而從貫通 孔2與填滿貫通孔2之焊料9傳遞至鲜塾7、 安裝元件所用之引線5的埶量A 及表面 減少。因此，可將銲塾的長度而 等於或小於m。。的溫度，=二引，的溫度抑制成 错丨丨屮珣尤志；—壯-μ 即合金層的熔點溫度，藉以抑 料8之間的剝落女&所用之引線5與焊料8或銲塾7與焊 之溫電8子;或… J电于叹備之優點將藉由圖26 ( a ) 589732 五、發明說明（20) 及圖26 (b)之實驗資料而詳細說明。 電路ξ m ΐ:子之結構的銅電路板及習知結構的 1路板上的各表面安裳元件（28_口、0·65_端 ⑽接腳QFP)受到使用無錯焊料（Sn—3 ^ 接。然:後，相對於本例子之電路板及f知技術 ^:以二3:。：—°.5CU)而進行如上述狀況的 知藉以e貫上述女裝元件之各焊料接合部中的剥落 til證實剝落’係使用光學顯微鏡與sem，並進行外 表觀察與剖面觀察。 仃外 ?實驗的結果所示’當圖26⑷之3㈣長度 中的引線的溫度變成189 t _ (習知例子），剝 連a 出現在引線5與焊料8之間，更出《名# — 、 僅 旯出現在銲墊7與焊料8之間。 虽mm長度之互連4b中的引線5的、、w _ 成1 6 8 °C時（本例子），將勸家又以立 、、’皿又變 子之優點。 到剝落’藉以證實本例 此外，在使用Cu材料與Ni材料作為互連4的狀 圖㈣代表互連長度與溫度之間的關係， =的 定成⑽。。，接著’將其-端的溫度提高至二 C ’及其另-端的溫度則在四秒的 50 如圖41之清楚顯示，當使用具有=模擬綠疋。 Γη姑f以愛A香回w ^ 有較南之熱傳導係數的

Cu”（以黑色貫心圓形記號表示）作為互 的 迅速地經由互連4而傳遞，俾能使互$ ， *、、、1 等於另m度。 更互連卜端的溫度變成 另一方面’當使用具有較低之熱傳導係數明材料 589732 五、發明說明（21) (表示以黑色實心方 理解到熱傳導係被抑制e彳ΐί不）作為互連4時，吾人應 皆到達實質的常數，且皁此使溫度在實質1 Omm的長度内 低值。由這些結果可知互連f之另一端的溫度則維持在較 或更長。 了'^實互連的長度較佳地為10 mm 【例子1 4】 以下參見圖2 1，俾却 路板，其+圖21係顯示焊 '"據本發明之第十四例子的電 域的平面視圖。 /、、事墊7之間所界定之放大區 本例子的電路板之特 〇· 0035mm2或更小的剖面積。”、、，將互連4c形成為具有 於此情況下，如同第十一 制熱傳導而預防引線接人二例子，在波焊之際亦具有抑 【例子15】 强〇⑷中之剝落的優點。 以下參見圖22，俾今日日从1上 :板，其中圖22係顯示烊盤3:本十五例子的電 域的平面視圖。 ^鲜墊7之間所界定之放大區 本例子的電路板之特徵 、 為具有0· 0035mm2或更小的剖面將互連4c的局部剖面形成 於此情況下，亦獲得如 ° — 相同結果，且在波焊之際具二例子與第十四例子的 部中之剝落的優點。 >、卩制熱傳導而預防引線接合 【例子1 6】 以下參見圖2 3，俾說明依 據本發明之第十^ 「/、例子的電

589732 五、發明說明（22)

與銲墊7之間所界定之放大 路板，其中圖23係顯示焊盤3 域的平面視圖。 互連4d的總長度形成為 0 0 3 5 m in2或更小。 三例子至第十五例子的 熱傳導而預防引線接合 令例于π❸π肌〜何儆為，^ 1 Omm或更長，且其剖面積形成為〇 於此情況下，亦獲得如同第_ 相同結果，且在波焊之際具有抑$ 部中之剝落的優點。 【例子1 7】 明之第十七例子的電 之間所界定之放大區 以下參見圖24，俾說明依據本發 路板，其中圖24係顯示焊盤3與銲墊7 域的平面視圖。 本例子 1 0mm或更長 小 〇 的電路板之特徵為，將 ’且其局部的剖面積形 互連4d的總長度形成 成為〇· 0 035mm2或更 為 於此情況下，在波焊之際亦具有 線接合部中之剝落的優點。 制…、傳導 【例子1 8】 以:參見圖25，俾說明依據本發 路板，其中圖25係顯示焊盤3與=第：八例子的! 域的平面視圖。 之間所界定之放大區 本例子的電路板之特徵 在焊盤3與銲塾7之間的狀況下 2 b並非直線地延伸 10mm或更長。 互連4b的總長度形成為 於此情况下，在波焊之際亦具古^ ’、、有抑制熱傳導而預防引

589732 五、發明說明（23) 線接合部中之剝落的優點 吾人可注意到，並不限定互 可將互連4b的總區域或部份剖 二為圖25所示般，而 小，俾能理所當然地更有效&制埶二=〇.0035*nm2或更 【例子1 9】 …导。 以下參見圖27及圖28，俾却明彳六4去 子的電路板，其中圖2 7顯示已^雷^ 一本發明之第十九例 子的電路板上之狀態的俯視圖：：：安裝在第十九例 B，所形成的剖面圖。 国及圖28為沿著剖面線B - 由於電路板的製造方法與習知 其說明。 技術相同，故在此省略 本例子的電路板之特徵為， 元件6的安裝位置正下方的電”路及圖2 8之表面安裝 圖案禁制區13。 尾路板局4係形成為内層實心 依據上述之結構，在波焊 緣層12而從貫通孔2及填滿；之：：内層配線11及絕 及引線5的熱量大= 通;;=料9傳遞至鲜塾7、 以船。接觸之焊料傳送至絕緣層12及：層皮：二： =小亦減少’俾能使電路板中 的熱 以溫度降低，藉以亦降低鲜塾7、焊料8圖;=區： ^ ^ ^! ； 4 ^ ί ：： 1 1 ^ ^ ^ ^ t 面忠莊 至’烙點，皿度時，將可抑制出招+ 士 裝元件所用之引線5與焊料8或銲塾7與焊料8之^在表 曰的剝 五、發明說明（24) 落。 例子20 以下參見圖29，俾說明依據本發明 路板。 %之第二十例子的電 在圖29之電路板中，將内實、 擴大過銲墊末端7b。在此方面:，貝、圖案禁制區13形成為 足夠包括延伸自銲墊末端7b 使内層實心圖案禁制區13 於此情況下，在波焊之際=域。 線接合部中之剝落的優點。τ /、有抑制熱傳導而預防亏丨 【例子21】 =了參見圖30，俾說明依據本發明 在圖30的電路板中，將内 内配線11的局部上。 貫心圖案禁制區丨3應用至 於此情況下，在波焊之際 線接合部中之剝落的優點。π ’、具有抑制熱傳導而預防引 【例子22】 以下參見圖30，俾說明 電路板。 骒本發明之第 依據本例子的電路板之 ，表面安裝元件之引線接合部使引線的周圍區域、 冷卻。 4、焊盤之周圍區域 之第二十一例子的 例子的 換§之，舉例而言， 將喷唯* %或風扇15配置在 遍及電路 五、發明說明（25) ’並如圖3 1所示 在波焊之際吹 板1之焊料會丨 、 汁y的相反側 以氮氣或空氣1 6。 當引線的周圍區域、及農 的焊料之周圍區域、$ = f =件之引線接合部中 域、焊盤之周圍之周圍區域、貫通孔之周圍區 之焊料的溫度升；：7部時’將可抑制?丨線接合部中 焊料之間的界面 的優點。 人a ^此，具有預防形成在引線或銲墊與 a金層之熔融而抑制引線接合部中之剝落 【例子23】 以下參見圖32至圖34 例子的電路板。 俾說明依據本發明之第二十 引線5依據惶本子的電路板係形成為在表面安裝型元件6、 杜知料8之正下方區域的相反表面上，並無安裝這些 、、或使涉及任一或所有貫通孔2及焊盤3的區域覆篕^ 且古你帶（銘帶）、或覆蓋圖32及圖33之 有低熱傳導係數的樹脂或阻焊劑2 J。 雖然圖32及圖33僅顯示待安裝 區域的附近，但藉由波焊而待安裝 如圖34所示般形成。 之表面安裝元件6的各 插入型元件2 6的區域亦 因此，較佳地使耐熱帶20或樹脂21施加至除了待安裝 f入型元件26於其中的貫通孔2之外的至少一區域上。然 而，即使僅施加樹脂21至待與表面安裝元件6接合的貫^ 孔2之區域時，仍可預防焊料9流進貫通孔2，藉以期望具 有抑制熱傳導的優點。 、 589732 五、發明說明（26) 造，將具有在波焊之際抑 面安裝元件6之引線接合 之剝落等優點。 如上所述，依據本例子之構 制熱傳導、抑制焊料流進待與表 的貫通孔、及預防引線接合部中 【例子24】 以下參見圖3 5 電路板。 ’俾說明依據本發明之第二十四例子的 依據本例子的電路板柱 與焊料8之周圍區域的溫度升^政為’使引線5之周圍區域 等加二焊之際將平板加熱器及空氣加熱器 藉以提高整個電路板i H :謂的相反側上’ 邱中的人么μ卜， 此不僅使形成在引線接合 亦使全部焊料8熔化，俾能由於安 點。 而生抑制引線接合部中之剝落的優 【例子25】 五例子的 以下參見圖36，俾說明依據本發明之 電路板。 — 依據本例子的電路板之特徵為，待安裝 裝元件6所用之引線5係製成為具有 中配置在電路板】側的第一層23係由Ni 曰、、^構^ 係數之材料所製備、及待位在第一層23之上大熱膨脹 由Cu等具有較小熱膨脹係數之材料所製備。、第二層24貝 在上述之配置中’作用力係、作用在—方向上，其中4 五、發明說明（27) j:之際將由於熱膨脹係數之差異而加熱 :路板丨的一㈣’俾能具有抑制引線接合部中之剝 在上述配置中，只要第二層24具有大於第一層2 可使用第一層及第二層所用之材料的任二: 合。在此情況下，藉由第一層23為4 ;且 的配置將達成相同的功效。 U—層24杨 ?可將引線5疊層為具有兩或更多層 二層Π:::及第二層的任-電沈積在第-層及第 之熱膨』係ί = = = = 個引線5以不同 以具有較大熱膨脹係數之材料製舉u而5， 以具有較小熱膨脹係數之部的弯曲部，同時 )，藉以在升溫之際獲得可半部的彎曲部 構。 件J將引線5推靠電路板1側的結 【例子26】 電路=了參見圖37 ’俾說明依據本發明之第二十六例子的 依據本例子的電路板之特 傳導係數的材料且其通常顯現^ ’採用如“等具有高熱 ^係數為395W/D1。κ)更大的執^ =100 C時’熱傳 熱傳導係數為422W/m。K)以贺、係數（在l〇〇°C時， i備待安裝在電路板1上之 589732 五、發明說明（28) 表面安裝元件6的弓丨線5a。 在上述之配置中，在 線接合部中之焊料8的熱旦纟^之際，將可有效地將流進W 元件6側，俾能具有抑▲由弓丨線5 a而釋放至表面安裝 合金層之熔化的優點，引線接合部中之溫度升高而預防 【例子2 7】 9 乂抑制今丨線接合部中之剝落。 以下參見圖38至圖4〇，俾 例子的電路板。 1平况明依據本發明之第二十七 依據本例子的電路板 熱器等構件配置在待安為，將具有大熱容量之散 上，藉以在波焊之際==1上的表面安裝元件6 料8之溫度升高。 机進？丨線接合部的熱量而抑制焊 6上的更二言之;有將散熱器25僅配置在表面安裝元件 而县二4並如圖38所不，藉以增加元件主體的埶容量 而易於從引線5吸收熱量、 卞筱扪…谷$ 的端邱i 3| 具有如圖39所示之使散熱器25 另一結構、及使散熱器25的端部與 ㈣接觸的又一結構’藉以進一步促進熱量的吸收。L、 fi可^上所述，設置散熱器25之一結果為，表面安裝元件 °吾！由引線5而有效地吸收流進引線接合部中之 卑能具有抑制焊料8之溫度升高而預防引線接合部 Τ之剝落的優點。 又’散熱器25亦具有作為重物而非作為吸收流經引線 眭、、、量的功能。因此，當在波焊之際而合金層或焊料8熔 夺，散熱器25即顯現出用以將引線5推靠向電路板j的功 第33頁 五、發明說明（29) 能進一步抑制引線接合部中之剝落。 I藉=如金屬等具有高熱容量的任意材料製備散埶时 义勒獎μ 現紐路狀態。因此，期望僅在波焊之際安駐 月、、L HIM又:可應用如陶瓷之絕緣構件的散熱器。、 m 所示的方式中，由於散熱器25係與焊料8接 :散:r:;:;擇相對於焊料具有較差之可濕性的材料當 適當==應;單獨地應用上述之例子或亦可以其 所用執本發明係提供具有貫通孔、表面安裝元件 i;=m，其中使用無錯焊料而將表面安裝ϊ: 及互連所組成之群組中的】構；通孔、焊盤、 或小於預定值（100/ 1(構件係由熱傳導係數等於 w疋值UOOW/πι K)之材料所製備。 在波==發：ί上述構造，將獲得以下優^ 電極銲墊的熱量大小，#以抑制孔之焊料傳遞至 溫度升高而預防引線接合部中褒元件之電極中的 又，本發明係提供具有貫通丨、 電極銲墊、及用以連接貫通孔與電極2 =裝元件所用之 的另一基本構造，其中使用I#、 、的互連之電路板 裝在電極鲜塾上，表面安裝元件* 马選擇自貫通孔、焊盤、及

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互連所組成之群組中的至少—播 小於預定值（100W /m。K )之絲祖^ *熱傳導係數等於或 等於或大於預定值（1〇_ )、或栋^備。使互連之長度 於預定值（0 · 0 0 3 5mm2 )。 艺 、之剖面積等於或小 此，依據本發明之上 之際，將減少從貫通 墊的熱量大小，藉以 高而預防引線接合部 外，本發明係提供具 銲墊、及用以連接貫 一基本構造，其中使 電極銲墊上，而其特 電路板的内層整體或 傅w，將獲得以下優點，即 孔與填滿貫通孔之焊料傳遞至 抑制表面安裝元件之電極中的 中的剝落。 有貫通孔、表面安裝元件所用 通孔與電極銲墊的互連之電路 用無鉛焊料而將表面安裝元件 徵為，使位在表面安裝元件正 局部為實心圖案所用之佈局禁 ，此，依據本發明之上述構造，將獲得以下優點，即 声實： = 少從貫通孔與填滿貫通孔之輝料經由内 曰 圖案一、、、邑緣層而傳遞至電極銲墊的熱量大小，μ以 m=安裝元件之電極中的溫度升高而預防引線接合部 蓉於ϊ 將表面安裝元件中之電極的溫度升高抑制治 ;或小於1 74 C時，即形成在表面安裝元件之引線或電 反二電極銲墊與焊料之間的界面中之合金層的熔點溫 度三則:抑制因使用無鉛焊料進行元件的表面安裝之後才 進^丁波焊所引起的電路板之引線接合部中之剝落。 589732 五、發明說明（31) 以上所述者，僅為了用於方便說明本發明之較佳實施 例，而並非將本發明狹義地限制於該較佳實施例。凡依本 發明所做的任何變更，皆屬本發明申請專利之範圍。

第36頁 圖式簡單說明 圖1為澤g - 圖2為舔二知電路板的俯視圖。 圖3為顯：板的放大俯視圖。 圖4為顯示習/電路板的剖面圖。 圖5為|員示^夕層互連板的剖面圖。 面圖 面圖 面圖 面圖 面圖 。、、、々本發明之第一例子的電路板結構之剖 圖6為顯示依據本發明之 。 Θ之第一例子的電路板結構之剖 圖7為顯示依擔太义 。 月之第三例子的電路板結構之剖 圖8為顯示依據本發 。 Θ之第四例子的電路板結構之剖 圖9為顯示依據本發明之第 。 第五例子的電路板結構之剖 格’其中顯示習知技術 圖10為說明本發明之 相較於本發明的實驗效的表 圖11顯示基於圖10 之剖面外表照片。 貫驗貝枓之習知產品的失敗局部 圖12顯示基於圖a 成功局部的剖面外實驗資料之本發明的第一例子之 & Ί Λ •仏…、巧。 3為顯示依據本發 視圖。 第/、例子的電路板結構之俯 視圖。 圖14為顯示依據本發明 乐七例子的電路板結構之俯 圖式簡單說明 圖式簡單說明 5 'τττ' -lefew I 明之第八例子的電路板結構之放 大俯t圖6為顯不依據本發明之第九例子的電路板結構之放 τπ* J-h » 明之第十例子的電路板結構之放 放大=顯示依據本發明之第十-例子的電路板結構之 放大=顯示依據本發明之第十二例子的電路板結構之 圖2 0為顯示依據本發 放大俯視圖。 圖1 5為顯示依據本發 大俯視圖。 圖1 7為顯示依據本發 大俯視圖。 圖21為顯示依據本發 放大俯視圖。 明之第十三例子的電路板結構之 明之第十四例子的電路板結構之 放大顯不依據本發明之第十五例子的電路板結構之 放大=^顯不依據本發明之第十六例子的電路板結構之 放大=顯示依據本發明之第十七例子的電路板結構之 放大=广依據本發明之第十八例子的電路板結構之 ^tS26 (a) 連的例子、及圖26 (b)顯示依據本發 ‘十三例 明之第二十三例 例 四例 589732 圖式簡單說明 明之互連的例子。 圖27為顯示依據本發明之第十九例子 放大俯視圖。 圖28為顯示依據本發明之第十九 剖面圖。 圖29為顯示依據本發明之第二十例子 剖面圖。 圖30為顯示依據本發明 之剖面圖。 1 ⑺ 條件=示依據本發明之第二十二例 之剖Ξ3圖2為顯示依據本發明之第二 之剖圖面3圖3為顯示依據本發 圖3 4為_ + >沾 之剖面圖。…據本發明之第二十 條件的^ Ξ :依據本發明之第二十 <叫^為顯示依據本發明之第-； °丨】面圖。 a <第一十五例 圖3 7兔_ 之到面圖顯不依據本發明之第二十六例 圖38為顯示依據本發明 珩一十七例 的電路板結構之 的電路板結構之 的電路板結構之 子的電路板結構 子的波焊技術之 子的電路板結構 子的電路板結構 子的電路板結構 子的波焊技術之 子的電路板結構 子的電路板結構 子的電路板結構 589732 圖式簡單說明 之剖面圖。 圖3 9為顯示依據本發明之第二十七例子的電路板結構 之剖面圖。 圖4 0為顯示依據本發明之第二十七例子的電路板結構 之剖面圖。 圖4 1為說明本發明之功效的圖表。 【符號說明】 I 電路板 10 阻焊劑 II 内層配線 12 絕緣層 13 内層實心圖案禁制區 14 多層互連板 15 喷嘴或風扇 16 氮氣或空氣 19 焊料盆 2、2a 貫通孔 20 耐熱帶 21 樹脂 22 平板加熱器 23 第一層 24 第二層 25 散熱器

第40頁 589732 圖式簡單說明 26 插入型元件 3 、 3a 焊盤 4、4a、4b、4c、4d 互連 5 、 5a 引線 6 表面安裝元件 7、 7a 銲塾 7b 銲墊末端 8、 9 焊料

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Claims (1)

1. 589732 案號 911072RS

   、申請專利範圍 5 ·如申睛專利範圍第3項之電路板，其中： 一用以連接該貫通孔與該電極銲 一邻份係由lOOW/m。K戋更小之埶# # /的一互連之至少 成。 次更之熱傳導係數的-材料所構 6.如申請專利範圍第3、4、 該材料為鎳或鈀。 貝的電路板，其中： 7 ·如申凊專利範圍第3項之電路板，其中： 用以連接該貫通孔與該電極銲墊之問 10咖或更長的一長度。 义間的一互連係具有 8. 如申請專利範圍第3項之電路板，其中： 用以連接該貫通孔與該電極銲墊之 一部份係具有o.〇〇35mm小的一㈣面I的—互連之至少 9. 如申請專利範圍第1項之電路板，其中： 5亥電路板係由一多層互連板所構成， 圖案之形忐沾 ^ ^ 及具有禁制實心 裝7°件的-位置之正下方而圍繞該多層互ir表面安 整體或局部。 互連板之一内層的 種待安裝在一電路板上之表面安装 元件，包含

   589732 產號_7咖 年 月 Θ 修正 六、申請專利範圍 在勃的：：，5亥整個端子或其局部係由具有不同之熱膨脹 = 之材料層所構成，其中具有最小之熱膨脹 係數的材科層係面對著該電路板，及 其中田對該電路板的背面進行波焊而 將使該端子在沿著其τ推電路板的方向上時 。裝如:/，專其利中範㈣ 於，：：5:设f有一彎曲部，而該彎曲部係由具有不同 mm子主體之材料的熱膨脹係數之-材料層所構成。 12. —種待安裝在一電路板上之表面安裝元件，包含： 二端I二Ϊ整個端子或其表面係由含銀（Ag)之材料層 此電路板的背面進行波焊時，促進流進該端 子之接合部的熱量移動到表面安裴元件的主體。 13· —種表面安裝元件的安裝方法，包含以下步驟： 安裝該表面安裝元件於一電路板上； βί者對相反於其上安裝有該表面安裝元件的安裝表面 之该電路板的一表面進行波焊，其中· 在該波焊步驟期間，至少使該表面安裝元件與該電路 板之:接合局部的-附近冷卻，#能使該接合部的溫度維 持在开/成於《亥接口冑中之一合金層的熔點溫度或更低之溫 589732 六 索號 91107268 、申請專利範圍 曰 修正 I4· 一種表面安裝元件的安裝方法，包含以下牛 文裝該表面安裝元件於~電路板上· , 接著對相反於其上安裝有該表面安裝 之該電路板的一表面進行波垾，其中·· 的女裝表面 在該波焊步驟期間’至少將一今勒„ 面安震元件的上表面之上，；使;m 舞件配置在該表 形成於該接合部中之一合金：:35亥接合部的溫度維持在 金層的熔點溫度或更低之溫度。 1 5·如申請專利範圍第丨4項 其中： 表面女裝凡件的安裝方法， 該散熱器構件係與該表面安 部中之焊料接觸。 件的鳊子或該接合 16· —種表面安装元件的安桊 安裝該表面安裝元件於、〉路包含以下步驟： 接著對相反於其上安, ，板上， 之該電路板的一表面進行波焊^面安裝70件的安裝表面 在該波焊步驟期間，至斜兮2 : 板之一接合部的附近加熱，t =表面安裝元件與該電路 料熔化。 犯使該接合部中之所有的焊 Π· -種表面安裝元件的安裳 安裝該表面安裝元件於—電路板包上'以下步驟： 第45頁 589732 案號 91107268 年 月 曰 修正 六、申請專利範圍 接著對相反於其上安裝有該表面安裝元件的安裝表面 之該電路板的一表面進行波焊，其中·· 在該波焊步驟期間，將用以抑制熱量傳送的一材料配 置在該電路板背面的一區域上，而該區域係位在待與該表 面安裝元件連接之至少一貫通孔、一焊盤、及一互連的正 下方，與該表面安裝元件的正下方。 1 8 ·如申請專利範圍第1 7項之表面安裝元件的安裝方法， 其中： 用以抑制熱量傳送的該材料為一絕熱帶或一絕熱樹 脂0

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