TWI383714B - 印刷電路板和其連接構造 - Google Patents

Description

印刷電路板和其連接構造 相關申請案之交互參照

此申請案主張在35 U.S.C §119之下對2006年3月27日提出的日本專利申請案第2006－085631號之優先權，其整個內容係以引用的方式併入本文中。

本發明有關一印刷電路板及該印刷電路板之連接構造，特別地是，該印刷電路板及採用一供連接之焊料的連接構造。

在此已知藉著互相軟焊連接端子連接堅硬基板及彈性基板之方法，該等連接端子係分別設在該堅硬的基板及該彈性基板上。在此一方法中，一焊料係設在該等連接端子之至少一個的表面上；一助熔劑係施加在其上面，以使有利於軟焊；待連接之兩基板係彼此安置；且該等基板係在一預定溫度加熱，同時施加一預定壓力。

因一印刷電路板之微型化或線間距中之縮減正在進展，使鄰接佈線短路之焊料橋接部可更時常地發生。當作對抗此問題的一項對策，在此已揭示一技術，在此一彈性基板上之連接端子係製成較狹窄的，以便確保一用作一用於待製成焊料填料之焊料熔坑(pool)的相對較大之空間(看日本專利公告第2,800,691號)。

於軟焊中，一焊料填料大致上係形成在該連接端子上或在該連接端子的一側面上。譬如，上面之專利公告揭示一由於連接端子間之寬度差異所形成的焊料填料，該等連接端子分別設在待互相連接之堅硬的基板及彈性基板上。於此案例中，因該等連接端子之間距減少，當區別該等連接端子間之寬度時，其變得難以維持一用於該焊料填料之充分的空間。這可更時常地建立焊料橋接部，且如此造成短路。

本發明已由於上面之缺點所製成，且其一態樣係提供一印刷電路板及一允許用於充分大之焊料熔坑的連接構造，在此過量之焊料可留在該焊料熔坑，以便在其中形成一大的填料。

本發明之第一態樣提供一印刷電路板，其具有一基底材料；一佈線圖型，其形成在該基底材料上，該佈線圖型構成一預定之電路圖型；及一連接端子，其形狀係朝向其一遠側端部變窄，該連接端子係形成在該基底材料上，且由該佈線圖型延伸。

本發明之另一態樣提供一連接構造，並具有一第一連接端子，其形成在第一基板上，且由形成在該第一基板上之第一佈線圖型延伸，該第一連接端子具有朝向其一遠側端部變窄之形狀；一第二連接端子，其形成在第二基板上，且由設在該第二基板上之第二佈線圖型延伸，配置該第二連接端子，以便與該第一連接端子相反；及一填料形成部份，其允許一填料將形成在該第一及該第二連接端子之表面上。

根據本發明，在此提供一印刷電路板及一允許用於充分大之焊料熔坑的連接構造，在此過量之焊料可留在該焊料熔坑，以便在其中形成一大的填料。

現在將參考所附圖面敘述本發明之非限制性、示範具體實施例。於該等圖面中，相同或對應參考記號被給予相同或對應之構件或零組件。應注意的是該等圖面係本發明之說明，且在此無意在該等構件或零組件之中、或於各種層的厚度之間、單獨或在其間指示比例或相對比率。因此，由於以下之非限制性具體實施例，應藉著一普通熟諳此技藝者決定該特定之厚度或尺寸。

第一非限制性具體實施例

如圖1所示，當作根據本發明之第一非限制性具體實施例的印刷電路板，第一印刷電路板1係包括第一基板10；第一佈線圖型20，其設在該第一基板10的一上表面上，以便構成一預定之電路圖型；及第一連接端子22a，其設在該相同之上表面上，且由該第一佈線圖型20延伸。

於此具體實施例中，該第一電路板1將與圖1B所示第二印刷電路板2連接。該第二印刷電路板2係包括第二基板40；第二佈線圖型50，其設在該第二基板40的一上表面上，以便構成一預定之電路圖型；及第二連接端子52a，其設在該相同之上表面上，且由該第二連接端子52a延伸。

該第一基板10及該第二基板40兩者係皆為一絕緣基板，並可構成為一堅硬的基板或一彈性基板，雖然它們之至少一個較佳地係一彈性基板。當實現為一堅硬的基板時，在此可使用一材料，諸如一玻璃－環氧基樹脂基板、一玻璃－合成之基板、一紙材－環氧基樹脂基板等。在另一方面，當實現為一彈性基板時，在此能使用一材料，諸如聚醯亞胺基板、聚對苯二甲酸乙二酯(PET)基板、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)基板等。該堅硬的基板能具有2.4毫米、2.0毫米、1.6毫米、1.2毫米、1.0毫米、0.8毫米、0.6毫米等之厚度。該彈性基板能具有25微米、12.5微米、25微米、8微米、6微米等之厚度。

該第一佈線圖型20係由該第一基板10上之導電材料所形成，並構成一預定之電路圖型。相同地，該第二佈線圖型50係由該第二基板40導電材料所形成，並構成一預定之電路圖型。特別地是，譬如，藉著分別在該第一基板10及該第二基板40上佈圖一軋製銅箔或一電鍍銅箔，形成該第一佈線圖型20及該第二佈線圖型50。當然該第一佈線圖型20及該第二佈線圖型50能由其他金屬箔片所形成。該第一佈線圖型20及該第二佈線圖型50之範例尺寸包含一由10至500微米之寬度；由10至500微米的線間之間距；及大約35微米、18微米、12微米、9微米等之厚度。

該第一連接端子22a正由設在該第一印刷電路板1之第一基板10的表面上之第一佈線圖型20延伸，且與該第一佈線圖型20電連接。換句話說，該第一連接端子22a構成該第一佈線圖型20的一端部。該第一連接端子22a具有一朝向其端部變得逐漸地變窄之錐形，如在圖1A所顯示。

該第二連接端子52a正由設在該第二印刷電路板2之第二基板40的表面上之第二佈線圖型50延伸，且與該第二佈線圖型50電連接。換句話說，該第二連接端子52a構成該第二佈線圖型50的一端部。提供該第二連接端子52a，以便當該第一印刷電路板1及該第二印刷電路板2係如圖2及3所示互相連接時，與該第一連接端子22a相對。此外，於此非限制性具體實施例中，該第二連接端子52a不是錐形的，異於該第一連接端子22a，及沿著該縱向方向具有一恆定之寬度(圖1B中所示W)。換句話說，該第二連接端子52a具有一長方形之形狀，如圖1B所示。

當該第一佈線圖型20及該第二佈線圖型50分別以相同之方式形成時，該第一連接端子22a及該第二連接端子52a係同時地形成。雖然該第一佈線圖型20及該第二佈線圖型50係分別藉著一由絕緣韌性材料等所製成之保護層30、32所覆蓋，該第一連接端子22a及該第二連接端子 52a保持暴露的。雖然已暴露，該第一連接端子22a及該第二連接端子52a係遭受一表面處理、諸如預助焊劑(pre-flux)處理、熱氣整平器、電鍍軟焊、一非電鍍軟焊等。順便一提，該保護層30、32可由當作基底材料的絕緣聚醯亞胺薄膜等所構成之抗蝕劑或覆蓋膜所製成，其甚至在黏著之後具有一優異之撓性。

根據該第一非限制性具體實施例之印刷電路板，就該第一連接端子22a朝向其端部變得較狹窄而言，既然不需要尺寸中之嚴格的公差，與一連接端子必需具有一恆定寬度之狀態作比較，該第一連接端子22a可被輕易地形成。

於一依據此採用該第一印刷電路板1及該第二印刷電路板2之具體實施例的連接構造中，該第一印刷電路板1及該第二電路板2係藉著使用焊料等形成一連接層60而互相連接，如圖3所示，其係一取自圖2沿著剖線A-A之橫截面視圖。當該第一印刷電路板1及該第二印刷電路板2在連接之後彼此相向時，在此於或環繞著該第一連接端子22a及該第二連接端子52a產生一填料形成區域62，如在圖2所顯示。

在此將於下文敘述一用於連接該第一印刷電路板1及該第二印刷電路板2之方法。雖然各種方法能被採納，用於連接該等基板，對於此非限制性具體實施例將採用一焊料熔合結合法。

首先，一焊料係附著於設在該第一基板10上之第一連接端子22a、及設在該第二基板40上之第二連接端子 52a的至少一個上。這可藉著在其上面預先電鍍一焊料、或在其上面預先網印一乳霜軟焊所施行。另外，可採用含鉛之焊膏、無鉛之焊膏、焊料電鍍、錫電鍍等。

其次，該第一基板10及該第二基板50被彼此安置，以致該第一連接端子22a及該第二連接端子52a彼此相向，使該焊料位在其間，如在圖2所示。然後，使用一熔合機(未示出)，以經過該第一基板10及該第二基板50加熱待熔化之焊料。在該焊料冷卻之後，該焊料變成該連接層60，其電連接該第一連接端子22a及該第二連接端子52a，如在圖3所示。

當該第一連接端子22a及該第二連接端子52a被連接時，該填料形成區域62來至具有一藉由該等連接端子22a、52a之寬度W及長度L所決定的面積，如在圖2所示。換句話說，當該第一連接端子22a及該第二連接端子52a係彼此覆疊而沒有一橫側地偏差時，該面積係藉由LW/2所表達。

根據該第一非限制性具體實施例之印刷電路板的連接構造，既然該第一連接端子22a係朝向其端部呈錐形，甚至當該等連接端子間之間距係小的時，該填料形成區域62可具有一相當大之面積，藉此提供用於多餘焊料之足夠空間，以在其中留下該焊料。此一充分之空間能防止一焊料橋接部在該等連接端子22a、52a之任何一個及該等鄰接端子之間造成短路。

第二非限制性具體實施例

於第二非限制性具體實施例中，設在該印刷電路板2上之第二連接端子52b(看圖4B)朝向其端部變得較狹窄，這是與該第一非限制性具體實施例中之圖1B所示該第二連接端子52a不同。除了此差異以外，該第二非限制性具體實施例係大體上與該第一非限制性具體實施例完全相同。以下之敘述係集中焦點於該差異上，且省略不適當的重複說明。

該第一印刷電路板1及該第二印刷電路板2係互相連接，如圖5A所示。圖5B放大地顯示其一實質之部件。如所示，允許產生一焊料填料之填料形成區域62a、62b係設在分別形成該第一連接端子22a及該第二連接端子52b之表面上。換句話說，該等填料形成區域62a、62b對應於該第一連接端子22a及該第二連接端子52b未重疊之部份。該等填料形成區域62a、62b總共具有LW/2之面積，其係等於該第一非限制性具體實施例中之圖2所示該填料形成區域62的面積。

此外，此根據該第二非限制性具體實施例之連接構造具有一額外之填料形成區域62c，其位於該第一連接端子22a及該第二連接端子52b之橫側。應注意的是該填料形成區域62c及在其中所形成之焊料填料係由於該焊料之表面張力而留在一三角形面積內側，如在圖5B所示。該三角形面積係藉由該第一連接端子22a與該保護薄膜30之邊緣的交點a、該第二連接端子52b與該保護薄膜32之邊緣的交點b、及該第一連接端子22a與該第二連接端子52b之交點c所界定。

根據採用該第二非限制性具體實施例之印刷電路板1、2的連接構造，該第一連接端子22a及該第二連接端子52b兩者具有一朝向該端部變得較狹窄之錐形，這允許該等填料形成區域62a、62b、62c具有一相當大之面積，縱使該等連接端子被密集地提供。因此，一相當大量之多餘焊料可留在其中，這能防止在該等連接端子22a、52b之任一個及該等鄰接端子之間產生焊料橋接。

再者，該多餘之焊料能裝盛在藉由該等交點a,b,c所界定之三角形面積內，藉此進一步於該等鄰接連接端子之間防止焊料橋接，縱使使用過量之焊料。

第三非限制性具體實施例

於第三非限制性具體實施例中，設在該第一印刷電路板1上之第一連接端子22b及設在該第二印刷電路板2上之第二連接端子52c兩者具有一錐形部份及一線性部份，如在圖6所示，其係與那些在該第一及該第二具體實施例中者不同。除了此差異以外，該第三具體實施例係大體上與該第一及該第二具體實施例完全相同。以下之敘述係集中焦點於該差異上，且省略不適當的重複說明。

該第一連接端子22b具有與該第一佈線圖型20接觸之第一線性部份22bL、及形成至將與該第一線性部份22bL連續之第一錐形部份22bT。相同地，該第二連接端子52c具有與該第二佈線圖型50接觸之第二線性部份52cL、及形成至將與該第二線性部份52cL連續之第二錐形部份52cT。

如圖6所示，該第一線性部份22bL及該第二線性部份52cL不是錐形，且沿著其縱向具有一恆定寬度。該第一線性部份22bL及該第二線性部份52cL未藉由該等保護薄膜30、32所覆蓋，並已暴露，而具有一連接端子之作用。該第一線性部份22bL及該第二線性部份52cL能具有一任意設計之長度。

該第一錐形部份22bT及該第二錐形部份52cT變得朝向其端部逐漸地較狹窄，且其長度可被任意地設計。

順道一提，於該第三非限制性具體實施例中，以其形狀之觀點，該第一連接端子22b及該第二連接端子52c不須彼此完全相同。譬如，在該第二具體實施例中之圖4B所示，其係可能具有該第一連接端子22b與該第二連接端子52b的一結合，而該第一連接端子22b具有該第一線性部份22bL及該第一錐形部份22bT，且該第二連接端子52b沿著該整個長度係錐形的。

根據該第三非限制性具體實施例之連接構造，既然一焊料填料能設在該第一連接端子22b及該第二連接端子52b、52c之表面上、及於其一橫側部份中，與該第二具體實施例相同之效果被示範。再者，藉著任意地設計該第一連接端子22b及該第二連接端子52b、52c之形狀，由於所使用之焊料數量，該效果能被最佳化。再者，既然該第一連接端子22b及該第二連接端子52b、52c可具有各種形狀，獲得一較大之設計自由度。

其他非限制性具體實施例

雖然本發明已被敘述呈現數個具體實施例，應注意的是上面之敘述及圖面係非限制性的。

譬如，雖然圖1A及4A所示之第一連接端子22a係錐形的，並在該端部具有一尖端，該第一連接端子22a能具有一平坦之端部，如在圖8A所示。換句話說，該第一連接端子22a以整體而言可為梯形的。此外，該第一連接端子22a可具有一圓形端部，如圖8B所示，或一如圖8C所示分支之端部。再者，雖然圖8C所示該第一連接端子22a在該端部係分支成二部份，其可被分支成超過二部份。既然該連接端子能形成為如圖8A至8C所示，就該端子變得朝向其端部逐漸地較狹窄而言，其允許一較大之設計自由度。

再者，設在該第二印刷電路板2上之第二連接端子(亦即，52a、52b、52c)可具有與上述該第一連接端子22a相同之形狀。此外，該第一連接端子22a可具有複數分支，每一分支具有一梯形。

由於上面之觀點，應理解本發明可包含各種未在此揭示之非限制性具體實施例。因此，當按照同等項之理論適當地解釋時，本發明係於其形式或修改之任一種中包含在所附申請專利之適當範圍內。

1．．．第一印刷電路板

2．．．第二印刷電路板

10．．．第一基板

20．．．第一佈線圖型

22a．．．第一連接端子

22b．．．第一連接端子

22bL．．．第一線性部份

22bT．．．第一錐形部份

30．．．保護層

32．．．保護層

40．．．第二基板

50．．．第二佈線圖型

52a．．．第二連接端子

52b．．．第二連接端子

52c．．．第二連接端子

52cL．．．第二線性部份

52cT．．．第二錐形部份

60．．．連接層

62．．．填料形成區域

62a．．．填料形成區域

62b．．．填料形成區域

62c．．．填料形成區域

於該等附圖中：圖1A及1B係根據本發明之第一非限制性具體實施例的印刷電路板之概要視圖；圖2係根據本發明之第一非限制性具體實施例的印刷電路板之連接構造的概要視圖；圖3係一取自圖2沿著剖線A－A之橫截面視圖；圖4A及4B係根據本發明之第二非限制性具體實施例的印刷電路板之概要視圖；圖5A及5B係根據本發明之第二非限制性具體實施例的印刷電路板之連接構造的概要視圖；圖6係根據本發明之第三非限制性具體實施例的印刷電路板之連接構造的概要視圖；圖7係根據本發明之第三非限制性具體實施例的印刷電路板之連接構造的另一概要視圖；及圖8A至8C係概要視圖，說明根據本發明之另一非限制性具體實施例的連接端子之形狀。

1．．．第一印刷電路板

10．．．第一基板

20．．．第一佈線圖型

22a．．．第一連接端子

30．．．保護層

Claims (9)

1. 一種印刷電路板，其可和第二印刷電路板相連接，該第二印刷電路板具有從第二佈線圖型延伸的第二連接端子，該印刷電路板包含：一基底材料；一第一佈線圖型，其形成在該基底材料上，該第一佈線圖型構成一預定電路圖型；及一第一連接端子，其近側端部的寬度實質等於該第一佈線圖型的寬度，該第一連接端子具有錐形，且該錐形從該近側端部朝向其遠側端部變窄，其中該第一連接端子能和該第二印刷電路板的該第二連接端子相對；和該第一連接端子的遠側端部比該第二連接端子的近側端部還窄。
2. 如申請專利範圍第1項之印刷電路板，其中該連接端子之遠側端部係平坦的。
3. 如申請專利範圍第1項之印刷電路板，其中該連接端子之遠側端部係圓形的。
4. 如申請專利範圍第1項之印刷電路板，其中該連接端子之遠側端部係分支成超過一部份。
5. 一種連接構造，包含：一第一連接端子，其形成在第一基板上，且由形成在 該第一基板上之第一佈線圖型延伸，該第一連接端子在其近側端部的寬度實質等於該第一佈線圖型的寬度，該第一連接端子具有錐形，且該錐形從該近側端部朝向其遠側端部變窄；一第二連接端子，其形成在第二基板上，且由設在該第二基板上之第二佈線圖型延伸，配置該第二連接端子，以便與該第一連接端子相對；及一填料(fillet)形成部份，其允許一填料形成在該第一及該第二連接端子之表面上，其中該第一連接端子的遠側端部比該第二連接端子的近側端部還窄。
6. 如申請專利範圍第5項之連接構造，其中該第二連接端子具有朝向其一遠側端部變窄之形狀。
7. 如申請專利範圍第6項之連接構造，其中該填料形成部份係設置在該第一及該第二連接端子的橫側。
8. 如申請專利範圍第6項之連接構造，其中該第二連接端子具有一恆定寬度之部份。
9. 如申請專利範圍第5項之連接構造，其中該第一連接端子係經由焊料連接至該第二連接端子，且該填料形成部份提供一空間，供過量之焊料保留在該空間內，以防止在相鄰的第一及第二連接端子對之間形成一焊料橋接部。