TWI530239B - 電子元件上焊料的方法 - Google Patents

Description

電子元件上焊料的方法

本發明有關一種焊接的方法，且特別是有關於一種電子元件上焊料的方法。

近年來，隨著電子產品，例如手機、筆記型電腦以及平板電腦，追求輕薄短小的趨勢，電路板的佈線(layout)密度也跟著增加，而裝設(mount)在電路板上的電子元件尺寸也越來越小，例如規格為0201(長度與寬度分別為20 mils及10 mils)以及01005(長度與寬度分別為10 mils及5 mils)的被動元件(Passive components)。

承上述，由於上述電子元件(例如規格為0201的電子元件)的尺寸很小，因此不容易控制這類小尺寸電子元件的吃錫量。如此，可能會造成電子元件兩電性連接端的吃錫量差異大，導致電子元件的其中一端翹起，進而可能發生立碑現象(tombstoning)。其次，也有可能會造成電子元件吃錫過多，導致短路，甚至可能會有電子元件吃錫不足，造成電子元件空焊等情形發生。

本發明提供一種電子元件上焊料的方法，而此上焊料的方法可以控制電子元件的焊料量。

本發明提供一種電子元件上焊料的方法。首先，提供一載板，此載板具有一上表面。之後，形成多個焊料於上表面上。再來，放置至少一個電子元件於這些焊料上。此至少一個電子元件具有至少兩可焊端，而各可焊端對應一個焊料。之後，加熱這些焊料，以使這些焊料熔化，並附 著在這些可焊端上。

綜上所述，本發明提供一種電子元件上焊料的方法，而這個方法可利用載板將焊料轉移到電子元件的可焊端，並能控制電子元件的吃焊料量，以使電子元件的可焊端附著有適當份量的焊料。

為使能更進一步瞭解本發明之特徵及技術內容，請參閱以下有關本發明之詳細說明與附圖，但是此等說明與所附圖式僅係用來說明本發明，而非對本發明的權利範圍作任何的限制。

圖1A至圖1E為本發明一實施例的電子元件上焊料的方法流程示意圖。請參閱圖1A，首先，提供一載板10，而載板10具有一上表面12。如圖1A所示，在本實施例中，載板10可以是陶瓷板或非金屬板。然而，本發明並不限定載板10的結構以及構成材料。

請參閱圖1B與圖1C，接下來，形成多個焊料30’於上表面12上，而焊料30’的材料可為錫合金或其他金屬合金，本發明不加以限定。這些焊料30’彼此分開，所以這些焊料30’之間存有間距。在本實施例中，形成這些焊料30’於上表面12的方法可利用模板印刷的方法，而模板印刷的方法包括以下步驟。

請先參閱圖1B，首先，提供一模板20，並且放置模板20於上表面12上，其中此模板20具有多個孔洞22，而這些孔洞22會局部暴露上表面12。此外，模板20可以是金屬板、塑膠板或陶瓷板，而上述金屬板例如是鋼板。再來，以模板20作為遮罩，塗佈焊料材料30於上表面12 上，其中焊料材料30會填入於這些孔洞22，進而塗佈於上表面12上，以形成這些焊料30’。此外，在塗佈焊料材料30於上表面12的過程中，可利用刮刀40將焊料材料30推進這些孔洞22中，以幫助這些焊料30’的形成。之後，請參閱圖1C，移開模板20，而這些焊料30’則留置在上表面12上。

須強調的是，雖然本實施例是利用模板印刷的方式來形成多個焊料30’於上表面12，然而在其他實施例中，也可以不使用模板印刷的方法來形成這些焊料30’，因此本發明不限制形成這些焊料30’於上表面12的方法。

請參閱圖1D，接下來，放置至少一個電子元件50於這些焊料30’上，而在圖1D所示的實施例中，各個電子元件50具有一對可焊端52，其材料例如是銅或銀等金屬。可焊端52可以是電子元件50的輸出/輸入端(Input/Output terminal，I/O terminal)，即電子元件50可從這對可焊端52輸出及輸入電信號。不過，目前有些電子元件具有三個或三個以上的輸出/輸入端，所以在其他實施例中，單一個電子元件50所具有的可焊端52的數量可以為三個或三個以上，而本實施例不限定電子元件50所具有的可焊端52的數量。

此外，圖1D中的這些電子元件50可以彼此相同，即可以是同一種類或相同尺寸的電子元件。當然，這些電子元件50的其中至少二者也可以彼此不同。例如，其中一個電子元件50的種類與尺寸不同於另一個電子元件50的種類與尺寸，所以本實施例也不限定這些電子元件50的種類及尺寸要彼此相同。

電子元件50可以是被動元件，其規格例如是0201或01005，而電子元件50的尺寸可相同或小於規格為0201的被動元件尺寸，也就是說，這些電子元件50的長度可等於或小於20 mils，寬度可等於或小於10 mils。然而，本發明不限制電子元件50的大小，而電子元件50也可以是尺寸較大的電子元件，例如是四方形平面無引腳封裝(Quad-flat-no-leads package,QFN)。此外，除了被動元件之外，電子元件50也可以是主動元件(active component)，例如電晶體，所以本發明不限制電子元件50為被動元件或主動元件。

每個可焊端52會對應於這些焊料30’，所以在這些電子元件50放置於上表面12上之後，各個可焊端52會位在這些焊料30’之上。如此，這些可焊端52能分別接觸這些焊料30’。此外，對應同一個電子元件50的這些焊料30’質量可彼此相同。詳言之，對於同一個電子元件50來說，此電子元件50的這對可焊端52所對應的這些焊料30’可皆具有約略相同的質量。

另外，這些電子元件50可以是利用機台而被放置於載板10的上表面12上，其中此機台例如是具有真空吸嘴60的供料器。真空吸嘴60能以真空吸附的方式吸取電子元件50，並將這些電子元件50放置在載板10上，以使這些電子元件50分別接觸這些焊料30’。然而，本發明並不限制這些電子元件50只能用真空吸嘴60來放置。

請參閱圖1E，接著，加熱這些焊料30’，以使這些焊料30’熔化並且分別附著在這些可焊端52上。由於焊料30’的材料是金屬材料，而可焊端52的材料也為金屬(例如是 銅或銀)，因此焊料30’與可焊端52二者的材料特性相似。 所以，熔化的焊料30’可以附著在可焊端52上。

由於載板10可為陶瓷板或者是非金屬板，因此焊料30’不容易附著在上表面12上，但卻容易附著在可焊端52上。

由於焊料30’不容易附著在上表面12上，但卻容易附著在可焊端52上，因此當加熱焊料30’時，熔化的這些焊料30’大致上可以完全轉移到這些可焊端52上，而幾乎不會殘留在上表面12上。所以，可以藉由控制形成於上表面12的焊料30’的質量來控制形成於可焊端52的焊料30’的質量。如此，這些電子元件50的吃焊料量可以被控制，以使各可焊端52上可以附著適當份量的焊料30’。另外，由於對應同一個電子元件50的這些焊料30’的質量可彼此相同，所以附著在此電子元件50上的這些焊料30’的質量大致上也是彼此相同。

圖1F為本發明另一實施例之電子元件上焊料的示意圖。請參閱圖1F，本實施例的載板10’和前一實施例的載板10在結構上具有差異。載板10’具有一上表面12’，且載板10’可以包括一板體14以及一膜層16，其中膜層16配置在板體14上。而上表面12’位於膜層16上，即膜層16具有上表面12’。板體14的材料可為金屬材料或非金屬材料，例如板體14可以是習知的電路板、金屬板、陶瓷板或非金屬板。膜層16的材料為非金屬，例如膜層16可為防焊膠帶或防焊漆。

須說明的是，雖然圖1F所示的載板10’為雙層結構板材，但在其他實施例中，載板10’也可以是層數為三層或三 層以上的多層結構板材。本發明不限定載板10’的結構以及構成材料。

接下來，形成多個焊料30’於上表面12’上，例如可以利用模板印刷的方法。焊料30’形成之後，加熱這些焊料30’，可以接著將焊料30’轉移到電子元件50。另外，由於膜層16可以為防焊膠帶或防焊漆，因此焊料30’不容易附著在上表面12’上，而較容易轉移到電子元件50上。其他將焊料30’轉移到電子元件50的流程則如同前面圖1C至圖1E所述，在此不多做贅述。

以上所述揭露本發明一實施例之電子元件上焊料的方法，而本實施例的上焊料方法可以應用於焊接電子元件。例如，本實施例的上焊料方法能用來將至少一個功能正常的電子元件組裝在電路板上，以製造印刷電路板總成(Printed Circuit Board Assembly，PCBA)或電子封裝模組；或是用來替換電路板上故障的電子元件，如圖2A至圖2B所示。

圖2A至圖2B為圖1E中，已上完焊料的電子元件50裝設於電路板70的方法流程示意圖，而圖2A至圖2B揭露利用上述上焊料方法將電路板70上故障的電子元件替換成功能正常的電子元件50。詳細而言，請先參閱圖2A，首先，在移除電路板70上的故障電子元件(未繪示)之後，電路板70上會出現替換區72，其中移除故障電子元件的方法例如是對此故障電子元件以及其所連接的至少一個電路板接墊74(pad)進行加熱，而此加熱的方法例如是採用焊槍或熱風槍來加熱。

之後，在替換區72內的各個電路板接墊74上塗上助 焊劑32，並將已上好焊料30’的電子元件50移至替換區72內的電路板70上，其中附著在電子元件50兩端的這些焊料30’會分別位在這些助焊劑32上，並且皆與這些助焊劑32接觸。需說明的是，於其他實施例中亦可以不需塗上助焊劑32，本發明並不加以限定。

請參閱圖2B，接下來，加熱位於電子元件50兩端的這些焊料30’以及這些助焊劑32，例如是採用焊槍或熱風槍來加熱。在加熱這些焊料30’以及這些助焊劑32的過程中，這些焊料30’會熔化而形成多個連接電子元件50與電路板70的焊接件34(fillet)，而這些助焊劑32可以幫助這些焊接件34的形成。如此，電子元件50得以焊接在電路板70上

由於本實施例的上焊料的方法可以讓電子元件50的這些可焊端52附著適當份量的焊料30’，因此在將電子元件50焊接至電路板70的時候，可以減少發生因為吃錫不足而空焊(Open)，或者是因為吃錫過多所造成的短路等缺陷。另外，本實施例的上焊料的方法也可讓附著在同一個電子元件50上的這些焊料30’的質量大致上彼此相同，因此也能減少立碑現象。

須強調的是，在本實施例中，電子元件上焊料的方法不僅可以用來替換電路板70上故障的電子元件，而且在其他實施例中，此種上焊料的方法也可以用來將至少一個功能正常的電子元件組裝在印刷電路板上，以製造印刷電路板總成或電子封裝模組。因此，本發明並不限定此上焊料方法的用途。

以上所述僅為本發明的實施例，其並非用以限定本發 明的專利保護範圍。任何熟習相像技藝者，在不脫離本發明的精神與範圍內，所作的更動及潤飾的等效替換，仍為本發明的專利保護範圍內。

10、10’‧‧‧載板

12、12’‧‧‧上表面

14‧‧‧板體

16‧‧‧膜層

20‧‧‧模板

22‧‧‧孔洞

30‧‧‧焊料材料

30’‧‧‧焊料

32‧‧‧助焊劑

34‧‧‧焊接件

40‧‧‧刮刀

50‧‧‧電子元件

52‧‧‧可焊端

60‧‧‧真空吸嘴

70‧‧‧電路板

72‧‧‧替換區

74‧‧‧電路板接墊

圖1A至圖1E為本發明一實施例之電子元件上焊料的方法流程示意圖。

圖1F為本發明另一實施例之電子元件上焊料的示意圖。

圖2A至圖2B為圖1E中已上完焊料的電子元件裝設於電路板的方法流程示意圖。

10‧‧‧載板

12‧‧‧上表面

30’‧‧‧焊料

50‧‧‧電子元件

52‧‧‧可焊端

60‧‧‧真空吸嘴

Claims (9)

1. 一種電子元件上焊料的方法，包括：提供一載板，其中該載板具有一上表面；形成多個焊料於該上表面上；放置至少一個電子元件於該些焊料上，其中各該電子元件具有至少兩可焊端，且各該可焊端對應該些焊料；以及加熱該些焊料，以使得該些焊料熔化，並附著在該些可焊端；其中該載板還包括一膜層，該上表面位於該膜層上，且該膜層為防焊膠帶或防焊漆。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電子元件上焊料的方法，其中對應同一個電子元件的該些焊料的質量彼此相同。
3. 如申請專利範圍第1項所述之電子元件上焊料的方法，其中各該電子元件的長度等於或小於20mils，各該電子元件的寬度等於或小於10mils。
4. 如申請專利範圍第1項所述之電子元件上焊料的方法，其中該些焊料的材質為錫合金。
5. 如申請專利範圍第1項所述之電子元件上焊料的方法，其中形成該些焊料於該載板上的方法包括：放置一模板於該上表面，其中該模板具有多個孔洞；以該模板作為遮罩，塗佈一焊料材料於該上表面上，其中該焊料材料填入於該些孔洞。
6. 如申請專利範圍第1項所述之電子元件上焊料的方法，其中該載板的材質包括陶瓷或聚合物。
7. 如申請專利範圍第1項所述之電子元件上焊料的方法，其中該載板包括一板體，該膜層配置在該板體上。
8. 如申請專利範圍第7項所述之電子元件上焊料的方法，其中該板體的材質包括金屬。
9. 如申請專利範圍第1項所述之電子元件上焊料的方法，其中放置該些電子元件於該上表面的方法包括使用一供料器將該些電子元件移至該上表面上。