TWI606768B - 抗腐蝕保護膜之形成方法及具有抗腐蝕保護膜之電路板 - Google Patents

Description

抗腐蝕保護膜之形成方法及具有抗腐蝕保護膜之電路板

本發明係關於一種抗腐蝕保護膜之形成方法，尤指一種利用鋼板之穿孔以及迴焊製程形成抗腐蝕保護膜之抗腐蝕保護膜之形成方法。

近年來，科技的發展日新月異，使得人們的日常生活中充斥著各種高科技的電子產品，而這些電子產品主要是由印刷電路板(Printed Circuit Board,PCB)與各種電子元件所組成。其中，業界常用的印刷電路板依據材質的不同主要可分為鍍金板(Electrolytic Ni/Au)、OSP板(Organic Solderability Preservatives)、銀板(Immersion Ag)以及化金板(Electroless Ni/Au,ENIG)等。

在現有的製程中，各種電子元件大都是利用表面接著技術(Surface Mount Technology,SMT)設置於基板上，而表面接著技術主要是透過鋼板的孔洞在基板上各個焊墊處印刷上錫膏，然後再將電子元件的焊腳放置在錫膏上，然後經過迴焊爐將錫膏融化而使錫膏能包覆住電子元件的焊腳。

一般來說，印刷電路板上通常都會設置有電性連結兩面電路的通路孔(Via)以及供在線測試儀(in circuit tester,ICT)進行測試的測點通路孔(Test vias)，然而為了提升ICT測試的良率，通路孔或測點通路孔的裸銅部份，在生產的過程中並不會印上任何錫膏，但也因此使得印刷電路板在空氣品質不良環境下(例如含硫量較高)一段時間後，裸銅會與硫反應生成Cu₂S，而形成潛變腐蝕(Creep Corrosion)。當電路板上發生潛變腐蝕時，有可能會將通路孔與其他的電性接點(例如是有錫膏的電壓接點)的電性連接阻斷，進而使得整個電路板失效。

此外，請參閱第一圖，第一圖係顯示先前技術之電路板剖面示意圖。如圖所示，現有的電路板包含有一電路基板PA1、一環型金屬結構PA2以及一錫膏PA3所組成，而為了保護環型金屬結構PA2的表面不會氧化或腐蝕，現有的技術雖然可以在環型金屬結構PA2上點上錫膏PA3，但當錫膏PA3經過迴焊後會固化而形成隆起在一通路孔PA21上的團狀結構，此方式雖然可以保護環型金屬結構PA2的表面不會氧化或腐蝕，但在進行ICT測試時，探針並無法順利的穿過錫膏PA3硬化後的團狀結構，進而影響了測試的進行。

有鑒於在習知技術中，為了提升ICT測試的良率，通路孔或測點通路孔的裸銅部份在生產過程中並不會印上錫膏，也因此使得裸銅處於含有硫的環境時，會直接硫反應生成Cu₂S，導致產出的印刷電路板功能異常，甚至整 個報廢掉。此外，即使在測點上點上錫膏來保護測點表面不會氧化或腐蝕，但也會因此造成探針進入通路孔的障礙。

緣此，本發明之主要目的係提供一種抗腐蝕保護膜之形成方法，其是利用在鋼板開設有對應於電性測點的穿孔，並將金屬膏經由穿孔印刷塗佈至環型金屬結構上，接著再利用迴焊製程使金屬膏形成覆蓋於電性測點上之抗腐蝕保護膜，承上所述，本發明為解決習知技術之問題所採用之必要技術手段係提供一種抗腐蝕保護膜之形成方法，其係在一電路基板之一電性測點上形成一抗腐蝕保護膜，抗腐蝕保護膜之形成方法包括以下步驟：首先是製備一遮罩，遮罩開設有至少一穿孔，穿孔係對應於電性測點；接著，利用一印刷製程將一金屬膏經由遮罩之穿孔塗佈至電性測點上；然後，利用一迴焊製程將印刷於電性測點上之金屬膏回火形成覆蓋於電性測點上之抗腐蝕保護膜。

如上所述，藉由遮罩所開設之穿孔，可使金屬膏有效的經由穿孔印刷至電性測點上，並在經過迴焊製程後形成覆蓋於電性測點上之抗腐蝕保護膜，因此抗腐蝕保護膜即可有效的保護電性測點不會受到侵蝕。

由上述之必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為，電性測點包含一金屬結構與一通路孔，通路孔係開設於金屬結構之中心，而遮罩之穿孔係對應於金屬結構，藉以使金屬膏塗佈於金屬結構上。較佳者，穿孔係為複數個， 且穿孔係對稱地設置。

如上所述，藉由使遮罩之穿孔對應於環型金屬結構，可使得在印刷金屬膏時，金屬膏只會塗佈在環型金屬結構上，有效的避免金屬膏落入通路孔中，且由於穿孔係對稱地設置，因此金屬膏可均勻地分佈於環型金屬結構上，在經過迴焊製程時，金屬膏會融化而增加覆蓋於環型金屬結構之面積。此外，更因金屬膏係均勻地分佈於環型金屬結構上，因此金屬膏融化時會與相鄰的金屬膏匯集，形成大範圍的局部覆蓋住環型金屬結構。

由上述之必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為，金屬膏係為一錫膏。

本發明為解決習知技術之問題更採用一種必要技術手段，其係提供一種具有抗腐蝕保護膜之電路板，包含一電路基板以及一抗腐蝕保護膜。電路基板係具有一電性測點，且電性測點包含一金屬結構與一通路孔，通路孔係開設於金屬結構之中心。抗腐蝕保護膜係設置於電性測點上，並覆蓋電性測點。

由上述之必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為，抗腐蝕保護膜具有至少一外圍隆起部與一中心凹陷部，中心凹陷部係對應地位於通路孔上方。較佳者，外圍隆起部係一體成型地連結於中心凹陷部，且外圍隆起部係位於金屬結構上方。

本發明為解決習知技術之問題更採用一種必要技術手段，其係提供一種具有抗腐蝕保護膜之電路板，包含一電路基板以及一抗腐蝕保護膜。電路基板係具有一電性 測點，且電性測點包含一金屬結構。一抗腐蝕保護膜，係設置於電性測點上，並覆蓋電性測點。

由上述之必要技術手段所衍生之一附屬技術手段為，抗腐蝕保護膜具有至少一外圍隆起部與一中心凹陷部，中心凹陷部係對應地位於部分之金屬結構上。較佳者，外圍隆起部係一體成型地連結於中心凹陷部，且外圍隆起部係位於部分之金屬結構上。

本發明所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及圖式作進一步之說明。

100‧‧‧電路板

1‧‧‧電路基板

11‧‧‧電性測點

111‧‧‧金屬結構

112‧‧‧通路孔

2、2a、2b‧‧‧遮罩

21、22、21a、21b‧‧‧穿孔

3、3a、3b‧‧‧金屬膏

3'、3a'、3b'‧‧‧抗腐蝕保護膜

31'‧‧‧外圍隆起部

32'‧‧‧中心凹陷部

第一圖係顯示先前技術之電路板剖面示意圖；第二圖係顯示在本發明較佳實施例中，遮罩所開設之穿孔對應於電路基板之金屬結構之立體示意圖；第三圖係顯示在本發明較佳實施例中，藉由遮罩覆蓋於電路基板上而使金屬膏經由穿孔塗佈於金屬結構上之剖面示意圖；第四圖係顯示在本發明較佳實施例中，金屬膏經由穿孔塗佈於金屬結構之平面示意圖；第五圖係顯示在本發明較佳實施例中，塗佈於金屬結構之金屬膏經由迴焊製程之回火後，形成覆蓋於金屬結構之抗腐蝕保護膜平面示意圖；第六圖係顯示本發明所提供之具有抗腐蝕保護膜之電路板剖面示意圖；第七圖係顯示本發明第二較佳實施例所提供之另一遮罩 之平面示意圖；第八圖係顯示金屬膏經由本發明第二較佳實施例所提供之遮罩印刷於電性測點之平面示意圖；第九圖係顯示第八圖之金屬膏經由迴焊製程後所形成之抗腐蝕保護膜平面示意圖；第十圖係顯示本發明第三較佳實施例所提供之又一遮罩之平面示意圖；第十一圖係顯示金屬膏經由本發明第三較佳實施例所提供之遮罩印刷於電性測點之平面示意圖；以及第十二圖係顯示第十圖之金屬膏經由迴焊製程後所形成之抗腐蝕保護膜平面示意圖。

請參閱第二圖至第三圖，第二圖係顯示在本發明較佳實施例中，遮罩所開設之穿孔對應於電路基板之金屬結構之立體示意圖；第三圖係顯示在本發明較佳實施例中，藉由遮罩覆蓋於電路基板上而使金屬膏經由穿孔塗佈於金屬結構上之剖面示意圖。

如圖所示，本發明提供一種抗腐蝕保護膜之形成方法，其係應用於一電路基板1，而電路基板1具有一電性測點11，且電性測點11包含有一金屬結構111與一開設於金屬結構111中心之通路孔112，其中，金屬結構111為一環形金屬結構。而此抗腐蝕保護膜之形成方法首先是製備一遮罩2，遮罩2開設有二穿孔21、22，穿孔21、22係對應於電性測點11之金屬結構111。在本實施例 中，穿孔21、22為兩兩對稱的半月型結構。

請參閱第二圖至第六圖，第四圖係顯示在本發明較佳實施例中，金屬膏經由穿孔塗佈於金屬結構之平面示意圖；第五圖係顯示在本發明較佳實施例中，塗佈於金屬結構之金屬膏經由迴焊製程之回火後，形成覆蓋於金屬結構之抗腐蝕保護膜平面示意圖；第六圖係顯示本發明所提供之具有抗腐蝕保護膜之電路板剖面示意圖。承上所述，接著是利用一印刷製程將一金屬膏3經由遮罩2之穿孔21、22塗佈至電性測點11之金屬結構111上。其中，由於本實施例為兩個穿孔21、22，因此在印刷時較不會有偏移與塞孔的問題產生，而金屬膏3例如為錫膏。

然後，利用一迴焊製程將印刷於電性測點11上之金屬膏3回火形成覆蓋於電性測點11上之抗腐蝕保護膜3'。在實際運用上，迴焊製程主要是將印刷有金屬膏3之電路基板1送進迴焊爐中，使金屬膏3即錫膏融化並大面積的覆蓋住環型金屬結構111，有效的保護環型金屬結構111不會直接接觸到空氣，避免受到氧或硫的腐蝕。

如上所述，本發明是利用遮罩2所開設之穿孔21、22將金屬膏3印刷於金屬結構111上，然後再經由迴焊製程使金屬膏3固化形成抗腐蝕保護膜3'，以藉由抗腐蝕保護膜3'的包覆而保護金屬結構111不會氧化或硫化。其中，由於金屬膏3為錫膏，而錫膏所含有的助焊劑(flux)成分會將錫粉團聚在一起，使得在將金屬膏3經由遮罩2之穿孔21、22塗佈至電性測點11之金屬結構111上 時，會形成兩團膏狀物(亦即金屬膏3中助焊劑較多的區域並不位於電性測點11的中心範圍)，而在經過迴焊製程時，金屬膏3會因為高溫增加流動性而向周圍擴散，使得兩團金屬膏3會連結在一起，並形成如第五圖所示之抗腐蝕保護膜3'之構造。亦即，在未來檢測時下探針之處(電性測點11的中心範圍)的金屬膏3將可讓探針順利穿刺，而正確的檢測。

此外，第六圖所示之一種具有抗腐蝕保護膜之電路板100，包含上述之電路基板1以及一抗腐蝕保護膜3'，而電路基板1之結構如上所述係具有電性測點11(標示於第二圖所示)，且電性測點11包含金屬結構111與通路孔112，通路孔112係開設於金屬結構111之中心。而抗腐蝕保護膜3'係覆蓋地設置於電性測點11上，且抗腐蝕保護膜3'具有二個外圍隆起部31'與一中心凹陷部32'，中心凹陷部32'係對應地位於通路孔112上方，外圍隆起部31'係一體成型地連結於中心凹陷部32'，且外圍隆起部31'係位於金屬結構111上方。

請參閱第七圖至第九圖，第七圖係顯示本發明第二較佳實施例所提供之另一遮罩之平面示意圖；第八圖係顯示金屬膏經由本發明第二較佳實施例所提供之遮罩印刷於電性測點之平面示意圖；第九圖係顯示第八圖之金屬膏經由迴焊製程後所形成之抗腐蝕保護膜平面示意圖。如第七圖所示，本發明更提供一遮罩2a，其開設有三個穿孔21a，且三個穿孔21a係對應於金屬結構111，並以通路孔112為中心均勻地分布排列。其中，本實施例之穿 孔21a係為圓形構造，但不限於此，在其他實施例中亦可為三角形、方形或其他多邊形構造。

如第八圖與第九圖所示，實務上，在利用遮罩2a將一金屬膏3a印刷於金屬結構111時，金屬膏3a有可能會受到印刷偏移與塞孔的影響，導致塗佈於金屬結構111的金屬膏3a位置產生偏移；然而，當塗佈於金屬結構111之金屬膏3a經過迴焊製程的回火後，由於金屬膏3a會因為溫度升高而成融熔狀，進而使接觸到金屬結構111的面積增加，待回火結束之後，便會形成大面積服貼於金屬結構111之抗腐蝕保護膜3a'，有效的降低環型金屬結構111暴露於環境中的面積，使得受到抗腐蝕保護膜3a'覆蓋的金屬結構111不會直接接觸到空氣中的氧或硫，也因此不易氧化或硫化。

請參閱第十圖至第十二圖，第十圖係顯示本發明第三較佳實施例所提供之又一遮罩之平面示意圖；第十一圖係顯示金屬膏經由本發明第三較佳實施例所提供之遮罩印刷於電性測點之平面示意圖；第十二圖係顯示第十圖之金屬膏經由迴焊製程後所形成之抗腐蝕保護膜平面示意圖。如圖所示，本實施例是利用一具有四個穿孔21b之遮罩2b將一金屬膏3b印刷於金屬結構111。相較於上述之第二較佳實施例而言，由於穿孔21b係對應於金屬結構111，因此當金屬結構111的尺寸未改變而遮罩2b所開設的穿孔21b數量增加時，穿孔21b的孔徑自然會更小，也因此金屬膏3b的塞孔現象會更加明顯；然而，當塗佈於金屬結構111之金屬膏3b經過迴焊製程的回火 後，金屬膏3b仍然會因為迴焊製程而形成大面積服貼於金屬結構111之抗腐蝕保護膜3b'，進而使受到抗腐蝕保護膜3b'覆蓋的金屬結構111不會因接觸到空氣中的氧或硫而腐蝕。

綜上所述，本發明所提供抗腐蝕保護膜之形成方法，主要是在遮罩上開設有對應於電性測點之穿孔，藉以在印刷金屬膏時，可透過穿孔將金屬膏印刷塗佈於電性測點之環型金屬結構上，然後再透過迴焊製程使塗佈在電性測點上之金屬膏融化而增加覆蓋面積，有效的保護電性測點不會與環境中的氧或硫產生反應。

此外，在其他實施例中，電路基板之電性測點亦可是僅含有金屬結構而未含有通路孔的電性測點，而抗腐蝕保護膜一樣是形成外圍隆起部與中心凹陷部的結構，藉以利用抗腐蝕保護膜來保護電性測點，並在電性測試時，使探針可以輕易的穿破中心凹陷部而電性接觸到金屬結構。

相較於先前技術為了提高ICT的測試效率，因此並未在測點印刷有錫膏，也因此當印刷電路板暴露在含硫的環境時，電性測點的裸銅部份會與硫反應生成Cu₂S，進而使引刷電路板的功能故障；然而，本發明所提供抗腐蝕保護膜之形成方法，可有效的藉由遮罩的穿孔將金屬膏印刷塗佈於電測測點上，並透過迴焊製程可使金屬膏融化而大面積的覆蓋住電性測點，因此能保護電性測點不會受到腐蝕。

在實務運用上，當遮罩之穿孔為兩個時，穿孔的截面積 較大，可以使金屬膏大量的印刷塗佈於電性測點上，但也增加金屬膏的使用量，而當遮罩的穿孔數量增加時，金屬膏則可更加省料的平均分布於電性測點上，但也因數量增加而使穿孔的截面積會相對的減少，使得塞孔的現象較為明顯，但亦可調整金屬膏的黏度來改善此現象；其中，雖然本發明之實施例所提供之抗腐蝕保護膜皆為未完全覆蓋住電性測點的態樣，但在實務運用上，當使用者欲形成整個包覆住電性測點的抗腐蝕保護膜時，亦可加大穿孔的孔徑以使金屬膏塗佈在金屬結構上的量增加，進而形成完全包覆住電性測點的抗腐蝕保護膜，意即抗腐蝕保護膜完全包覆住電性測點的態樣亦為本發明所涵蓋之範圍。此外，穿孔亦可為單一的穿孔，例如為對應環型金屬結構的C型穿孔、方型穿孔或其他可遮擋住中心的多邊形穿孔，進而使金屬膏塗佈後可形成中心凹陷部與外圍隆起部之構造。

藉由以上較佳具體實施例之詳述，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。

1‧‧‧電路基板

11‧‧‧電性測點

111‧‧‧金屬結構

112‧‧‧通路孔

2‧‧‧遮罩

21、22‧‧‧穿孔

Claims (7)

1. 一種抗腐蝕保護膜之形成方法，係在一電路基板之一電性測點上形成一抗腐蝕保護膜，該電性測點包含一金屬結構與一通路孔，該通路孔係開設於該金屬結構之中心，該抗腐蝕保護膜之形成方法包括以下步驟：(a)製備一遮罩，該遮罩開設有至少一穿孔，該穿孔係對應於該電性測點之該金屬結構；(b)利用一印刷製程將一金屬膏經由該遮罩之該穿孔塗佈至該電性測點之該金屬結構上；以及(c)利用一迴焊製程將印刷於該電性測點上之該金屬膏回火形成覆蓋於該電性測點上之該抗腐蝕保護膜；其中，該抗腐蝕保護膜係用以供一探針穿刺而電性接觸於該金屬結構。
2. 如申請專利範圍第1項所述之抗腐蝕保護膜之形成方法，其中，該穿孔係為複數個，且該些穿孔係對稱地設置。
3. 如申請專利範圍第1項所述之抗腐蝕保護膜之形成方法，其中，該金屬膏係為一錫膏。
4. 一種具有抗腐蝕保護膜之電路板，包含：一電路基板，係具有一電性測點，且該電性測點包含一金屬結構與一通路孔，該通路孔係開設於該金屬結構之中心； 以及一抗腐蝕保護膜，係設置於該電性測點上，並覆蓋該電性測點，且該抗腐蝕保護膜具有至少一外圍隆起部與一中心凹陷部，該中心凹陷部係對應地位於該通路孔上方；其中，該抗腐蝕保護膜之該中心凹陷部係用以供一探針穿刺而電性接觸於該金屬結構。
5. 如申請專利範圍第4項所述之具有抗腐蝕保護膜之電路板，其中該外圍隆起部係一體成型地連結於該中心凹陷部，且該外圍隆起部係位於該金屬結構上方。
6. 一種具有抗腐蝕保護膜之電路板，包含：一電路基板，係具有一電性測點，且該電性測點包含一金屬結構；以及一抗腐蝕保護膜，係設置於該電性測點上，並覆蓋該電性測點，且該抗腐蝕保護膜具有至少一外圍隆起部與一中心凹陷部，該中心凹陷部係對應地位於部分之該金屬結構上；其中，該抗腐蝕保護膜之該中心凹陷部係用以供一探針穿刺而電性接觸於該金屬結構。
7. 如申請專利範圍第6項所述之具有抗腐蝕保護膜之電路板，其中該外圍隆起部係一體成型地連結於該中心凹陷部，且該外圍隆起部係位於部分之該金屬結構上。