TWM595037U - 改善表面結構與粗糙度以提升良率的鍵結物結構 - Google Patents

Abstract

一種改善表面結構與粗糙度以提升良率的鍵結物結構，包括一金屬本體以及一覆蓋金屬層。金屬本體具有一外表面。覆蓋金屬層覆蓋於金屬本體的外表面上，並且具有在溫度超過攝氏210度的情況下，不會產生融解脫離內聚現象的特性。藉此，本創作的鍵結物結構的覆蓋金屬層可承受焊接過程中所產生的高溫而不會融解，不會發生內聚現象，使得本創作的鍵結物結構的表面保持較平整，仍維持原本的金屬光澤，從而能夠提高電測良率。

Description

改善表面結構與粗糙度以提升良率的鍵結物結構

本創作是有關一種鍵結物結構，特別是一種改善表面結構與粗糙度以提升良率的鍵結物結構。

印刷電路板（Printed circuit board, PCB）是電子元件的支撐體，在電路板中有導體作為連接各種元件的線路。在現有的技術中，電路板經常需要藉由焊接以連接各種元件，市面上有不同直徑的松香芯焊絲可供手焊電子電路板之用，其中，連接至電路板上的元件可稱為鍵結物結構。另外也有焊錫膏、圓環等特殊形狀的薄片供不同情況使用，以利工業機械化生產電路板。錫鉛焊料從以往至今即被廣泛使用於軟焊接，尤其對手焊而言為優良的材料。但是，為了避免鉛廢棄物危害環境，產業界逐漸淘汰錫鉛焊料改用無鉛焊料。

如圖1及圖2所示，習知的鍵結物結構100的一金屬本體110的整個外表面通常會電鍍一層錫電鍍層120，從而錫電鍍層120完整覆蓋在金屬本體110的整個外表面，藉以防止金屬本體110被氧化或受到外物汙染。

如圖3所示，習知的鍵結物結構100是利用表面貼焊技術（Surface Mount Technology, SMT）、雙列直插封裝技術（Dual In Line Package, DIP）以及真空焊接技術等三種焊接技術將一黏著層130焊接在金屬本體110的結合面110A上的錫電鍍層120與電路板200之間。另外，金屬本體110的頂板的底面設置有二結合部140並且開設二螺孔150，該等螺孔150分別貫穿該等結合部140，二螺固件300穿過另一電路板201的二穿孔2011並且螺設於該等螺孔150，使得另一電路板201鎖附於習知的鍵結物結構100。

然而，上述三種焊接技術的焊接溫度均高達攝氏210度，錫具有在溫度超過攝氏210度的情況下，會產生融解脫離內聚現象的特性，進而產生以下兩種問題：

首先，如果錫電鍍層120的厚度太厚，錫電鍍層120的表面錫便因無法承受焊接過程中所產生的超過攝氏210度的高溫而開始融解，融解的錫開始產生內聚，從而導致錫電鍍層120的表面呈現高低起伏的小區域錫點內聚。如圖1至圖3所示，等到錫電鍍層120冷卻以後，錫電鍍層120的表面就會出現許多顆粒120A而不平整，從而降低電測良率。

再者，如果錫電鍍層120的厚度太薄且黏著層130的材料為錫膏時，錫電鍍層120的表面錫因無法承受焊接過程中所產生的超過攝氏210度的高溫而開始融解，並且受到電路板200上的錫膏的影響而產生牽引現象，導致錫電鍍層120的表面錫往電路板200的焊墊（pad）流動，也會造成錫電鍍層120的表面不平整，從而降低電測良率。

請參考附件一，附件一為習知的鍵結物結構100在焊接之後的產品外觀照片。從附件一可看出，習知的鍵結物結構100的表面產生許多顆粒120A而不平整，且表面色澤發黃，不同於原本的金屬光澤。

經過實際測試以後發現，習知的鍵結物結構100的錫電鍍層120的電測不良率常高達30~60%。

此外，因為錫電鍍層120完整覆蓋在金屬本體110的整個外表面，所以黏著層130直接接觸到錫電鍍層120，無法直接接觸到金屬本體110的結合面，導致習知的鍵結物結構100與電路板200的結合強度不足。因此，習知的鍵結物結構100容易受到外力碰撞或震動而從電路板200上脫落，喪失其功能。

本創作的主要目的在於提供一種改善表面結構與粗糙度以提升良率的鍵結物結構，其表面在焊接過程中保持較平整，仍維持原本的金屬光澤，從而能夠提高電測良率。

本創作的另一目的在於提供一種改善表面結構與粗糙度以提升良率的鍵結物結構，提升與電路板的結合強度。

為了達成前述的目的，本創作提供一種改善表面結構與粗糙度以提升良率的鍵結物結構，包括一金屬本體以及一覆蓋金屬層。金屬本體具有一外表面。覆蓋金屬層覆蓋於金屬本體的外表面上，並且具有在溫度超過攝氏210度的情況下，不會產生融解脫離內聚現象的特性。

在一實施例中，金屬本體具有一結合面，覆蓋金屬層未覆蓋於金屬本體的結合面，金屬本體的結合面藉由一黏著層結合於一電路板上。較佳地，黏著層具有導通特性。

在一實施例中，金屬本體具有一結合面，覆蓋金屬層覆蓋於金屬本體的結合面，金屬本體的結合面上的覆蓋金屬層藉由一黏著層結合於一電路板上。較佳地，黏著層具有導通特性。

在一實施例中，金屬本體呈U形、圓柱形或其他幾何形狀。

在一實施例中，金屬本體的材質為銅、鎢鋼、鎳或其他金屬元素。

在一實施例中，覆蓋金屬層的材質為銅、鎢鋼、鎳或其他具有在溫度超過攝氏210度的情況下，不會產生融解脫離內聚現象的特性的金屬元素。

本創作的功效在於，覆蓋金屬層可承受焊接過程中所產生的超過攝氏210度的高溫而不會融解，不會發生內聚現象，使得本創作的鍵結物結構的表面保持較平整，仍維持原本的金屬光澤，從而能夠提高電測良率。

再者，金屬本體的結合面上的覆蓋金屬層已去除而能夠和黏著層直接接觸，提升本創作的鍵結物結構與電路板的結合強度。

以下配合圖式及元件符號對本創作的實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

請參閱圖4及圖5，圖4為本創作的改善表面結構與粗糙度以提升良率的鍵結物結構1的立體圖及剖面圖。本創作提供一種改善表面結構與粗糙度以提升良率的鍵結物結構1，包括一金屬本體10以及一覆蓋金屬層20。金屬本體10具有一外表面。覆蓋金屬層20覆蓋於金屬本體10的外表面上，並且具有在溫度超過攝氏210度的情況下，不會產生融解脫離內聚現象的特性。

在本創作較佳實施例中，金屬本體10呈U形，包含一頂板11、一底板12及一連接板13，連接板13一體成形於頂板11和底板12之間並且位於頂板11和底板12的一側。頂板11開設二螺孔111，頂板11的底面設置有二結合部14，該等螺孔111分別貫穿該等結合部14。底板12的底面為一結合面121，覆蓋金屬層20未覆蓋於金屬本體10的底板12的結合面121。然不以此為限，金屬本體10的形狀亦可為圓柱形或其他幾何形狀。

金屬本體10的材質為銅、鎢鋼、鎳或其他金屬元素。

覆蓋金屬層20藉由電鍍或化學鍍等技術覆蓋於金屬本體10的外表面上。接著，將金屬本體10的底板12的結合面121上的覆蓋金屬層20去除，以使金屬本體10的底板12的結合面121不再被覆蓋金屬層20覆蓋而裸露在外。因此，除了金屬本體10的底板12的結合面121之外，金屬本體10的外表面的其他部分（包含頂板11的整個外表面、連接板13的整個外表面及底板12的頂面與底板12的全部側面）均被覆蓋金屬層20所覆蓋而受到覆蓋金屬層20的保護，以避免受到氧化或外物汙染。

因為銅、鎢鋼和鎳等金屬元素本身具有在溫度超過攝氏210度的情況下，不會產生融解脫離內聚現象的特性，所以覆蓋金屬層20的材質可以是銅、鎢鋼和鎳。然不以此為限，覆蓋金屬層20的材質亦可以是其他具有在溫度超過攝氏210度的情況下，不會產生融解脫離內聚現象的特性的金屬元素。

請參閱圖6，圖6為本創作的改善表面結構與粗糙度以提升良率的鍵結物結構1的結合於二電路板202、203的剖面圖。在本創作較佳實施例中，金屬本體10的底板12的結合面121藉由一黏著層30結合於一電路板202上。更明確地說，本創作較佳實施例是利用表面貼焊技術（Surface Mount Technology, SMT）、雙列直插封裝技術（Dual In Line Package, DIP）或真空焊接技術等焊接技術將黏著層30焊接在金屬本體10的結合面121與電路板202之間。

雖然上述三種焊接技術的焊接溫度均高達攝氏210度，但是覆蓋金屬層20具有在溫度超過攝氏210度的情況下，不會產生融解脫離內聚現象的特性，因此覆蓋金屬層20可承受焊接過程中所產生的超過攝氏210度的高溫，所以不會產生融解脫離內聚現象，使得覆蓋金屬層20的表面保持較平整，仍維持原本的金屬光澤，從而能夠提高電測良率。

再者，因為金屬本體10的底板12的結合面121上的覆蓋金屬層20已經被去除，所以黏著層30可直接接觸到金屬本體10的底板12的結合面121，藉以提升本創作的鍵結物結構1與電路板202的結合強度。

較佳地，黏著層30具有導通特性，可使金屬本體10透過黏著層30與電路板202的電路保持導通狀態。黏著層30的材質以錫膏為佳，錫膏具有良好的導通效果；然不以此為限，任何具有導通特性且本身具有黏固效果的材質均可作為所述黏著層30。

另外，如圖6所示，二螺固件301穿過另一電路板203的二穿孔2031並且螺設於金屬本體10的頂板11的二螺孔111，使得另一電路板203鎖附在本創作的鍵結物結構1上。

請參考下列表一，表一為習知的鍵結物結構100與本創作的鍵結物結構1的測試結果比較表：

《表一》

從表一可知，習知的鍵結物結構100的錫電鍍層120的電測不良率高達30~60%。相較之下，本創作的鍵結物結構1的覆蓋金屬層20的電測不良率僅2%。本創作的鍵結物結構1的電測不良率「遠低於」習知的鍵結物結構100的電測不良率，本創作的鍵結物結構1的電測良率確實比習知的鍵結物結構100的電測良率高。

請參考附件一，附件一為習知的鍵結物結構100在焊接之後的產品外觀照片。從附件一可看出，習知的鍵結物結構100的表面產生許多顆粒120A而不平整，且表面色澤發黃，不同於原本的金屬光澤。

請參考附件二，附件二為本創作的鍵結物結構1在焊接之後的產品外觀照片。從附件二可看出，本創作的鍵結物結構1的表面無產生顆粒，較平整，仍維持原本的金屬光澤。

在本創作另一實施例中，金屬本體10的底板12的結合面121上的覆蓋金屬層20亦可保留，以使金屬本體10的底板12的結合面121上仍被覆蓋金屬層20覆蓋而未裸露在外。換言之，覆蓋金屬層20完整覆蓋在金屬本體10的整個外表面，金屬本體10的底板12的結合面121上的覆蓋金屬層20藉由黏著層30結合於電路板202上。更明確地說，本創作另一實施例是利用表面貼焊技術、雙列直插封裝技術或真空焊接技術等焊接技術將黏著層30焊接在金屬本體10的結合面121上的覆蓋金屬層20與電路板202之間。

因為金屬本體10的底板12的結合面121上的覆蓋金屬層20依舊存在，所以黏著層30直接接觸到覆蓋金屬層20，無法直接接觸到金屬本體10的底板12的結合面121。

經過實際測試以後發現，本創作的鍵結物結構的較佳實施例可承受的推力超過180kgf，而本創作的鍵結物結構的另一實施例可承受的推力約在150kgf左右。原因在於：因為金屬本體10和黏著層30的鍵結效果比覆蓋金屬層20和黏著層30的鍵結效果更強，所以金屬本體10的底板12的結合面121與黏著層30之間的結合力大於覆蓋金屬層20與黏著層30之間的結合力。是以，本創作的鍵結物結構的較佳實施例和電路板202的結合強度明顯比本創作的鍵結物結構的另一實施例和電路板202的結合強度更強。

綜上所述，覆蓋金屬層20除了能夠保護金屬本體10不受氧化或外物汙染之外，覆蓋金屬層20還可承受焊接過程中所產生的超過攝氏210度的高溫而不會融解，不會發生內聚現象，使得本創作的鍵結物結構1的表面保持較平整，仍維持原本的金屬光澤，從而能夠提高電測良率。

再者，在本創作較佳實施例中，金屬本體10的結合面121上的覆蓋金屬層20已去除而能夠和黏著層30直接接觸，提升本創作的鍵結物與電路板202的結合強度。

以上所述者僅為用以解釋本創作的較佳實施例，並非企圖據以對本創作做任何形式上的限制，是以，凡有在相同的創作精神下所作有關本創作的任何修飾或變更，皆仍應包括在本創作意圖保護的範疇。

《附件》 附件一：習知的鍵結物100在焊接之後的產品外觀照片。 附件二：本創作的鍵結物1在焊接之後的產品外觀照片。

1:鍵結物結構 10:金屬本體 11:頂板 111:螺孔 12:底板 121:結合面 13:連接板 14:結合部 20:覆蓋金屬層 30:黏著層 100:鍵結物結構 110:金屬本體 110A:結合面 120:錫電鍍層 120A:顆粒 130:黏著層 140:結合部 150:螺孔 200~203:電路板 2011,2031:穿孔 300,301:螺固件

〔圖1〕為習知的鍵結物結構的立體圖。 〔圖2〕為習知的鍵結物結構的剖面圖。 〔圖3〕為習知的鍵結物結構結合於電路板的示意圖。 〔圖4〕為本創作的改善表面結構與粗糙度以提升良率的鍵結物結構的立體圖。 〔圖5〕為本創作的改善表面結構與粗糙度以提升良率的鍵結物結構的剖面圖。 〔圖6〕為本創作的改善表面結構與粗糙度以提升良率的鍵結物結構的結合於二電路板的剖面圖。

1:鍵結物結構

10:金屬本體

11:頂板

111:螺孔

12:底板

121:結合面

13:連接板

14:結合部

20:覆蓋金屬層

Claims (8)

1. 一種改善表面結構與粗糙度以提升良率的鍵結物結構，包括： 一金屬本體，具有一外表面；以及 一覆蓋金屬層，覆蓋於該金屬本體的外表面上，並且具有在溫度超過攝氏210度的情況下，不會產生融解脫離內聚現象的特性。
2. 如請求項1所述的改善表面結構與粗糙度以提升良率的鍵結物結構，其中，該金屬本體具有一結合面，該覆蓋金屬層未覆蓋於該金屬本體的該結合面，該金屬本體的該結合面藉由一黏著層結合於一電路板上。
3. 如請求項2所述的改善表面結構與粗糙度以提升良率的鍵結物結構，其中，該黏著層具有導通特性。
4. 如請求項1所述的改善表面結構與粗糙度以提升良率的鍵結物結構，其中，該金屬本體具有一結合面，該覆蓋金屬層覆蓋於該金屬本體的該結合面，該金屬本體的該結合面上的該覆蓋金屬層藉由一黏著層結合於一電路板上。
5. 如請求項4所述的改善表面結構與粗糙度以提升良率的鍵結物結構，其中，該黏著層具有導通特性。
6. 如請求項1所述的改善表面結構與粗糙度以提升良率的鍵結物結構，其中，該金屬本體呈U形、圓柱形或其他幾何形狀。
7. 如請求項1所述的改善表面結構與粗糙度以提升良率的鍵結物結構，其中，該金屬本體的材質為銅、鎢鋼、鎳或其他金屬元素。
8. 如請求項1所述的改善表面結構與粗糙度以提升良率的鍵結物結構，其中，該覆蓋金屬層的材質為銅、鎢鋼、鎳或其他具有在溫度超過攝氏210度的情況下，不會產生融解脫離內聚現象的特性的金屬元素。

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