專利名稱：板狀電子元件熱膨脹調(diào)整方法及其構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種板狀電子元件熱膨脹調(diào)整方法及其構(gòu)件，尤其指一種于電路板與電子元件的熱膨脹系數(shù)不同時，能限制并調(diào)整不同熱膨脹系數(shù)的電子元件及電路板間電性連接位置的相對位移的熱膨脹調(diào)整方法及其構(gòu)件。
目前，在電路板與芯片電子元件之間直接采用球狀錫料(通稱為錫球)加以焊接已越來越普遍。此時，電子元件的端子將配合形成一用來粘接球狀錫料的接合末端，而且在電路板上則通過由圓盤狀的接觸墊取代傳統(tǒng)設(shè)計的穿孔。所以，當(dāng)粘有球狀錫料的端子對正電路板的接觸墊后，再經(jīng)適當(dāng)加熱使球狀錫料熔化即可將端子及接觸墊電性接合在一起。但是，基于使用需求及構(gòu)造設(shè)計上的差異，電子元件的絕緣部分及電路板必須采用不同的材質(zhì)制成，而該等材質(zhì)具有明顯的熱膨脹系數(shù)值的差別，因此熱膨脹情形不相同，這樣，在將電子元件焊接到電路板上的加熱過程中，原已對正的電子元件端子及電路板接觸墊將因電連接器絕緣部分及電路板的熱膨脹情形的不同，而產(chǎn)生無法對正的錯位現(xiàn)象，使球狀錫料無法準確固接端子及接觸墊而使焊接完成后的電性可靠度不好，且接合處的固持強度亦不足，甚至有焊錯位置的短路情形發(fā)生。另外，即使所有端子都能夠電性接合在電路板的接觸墊上，然而在組接上芯片模塊后因其高溫的工作溫度或其他環(huán)境溫度變化的影響下，將使得電子元件的絕緣部分及電路板又會產(chǎn)生不同延伸情形的熱膨脹，此種熱膨脹錯位應(yīng)變的趨勢將會在電子元件端子及電路板接觸墊間的球狀錫料接合處產(chǎn)生相當(dāng)大的剪切應(yīng)力，嚴重者甚至造成端子脫離而影響電訊傳輸?shù)默F(xiàn)象。因此，有必要尋求一解決這種熱膨脹不一問題的方法。
本發(fā)明的目的在于，提供一種板狀電子元件熱膨脹的調(diào)整方法，該方法可用以限制并調(diào)整電連接器及電路板在熱處理步驟或環(huán)境產(chǎn)生溫度變化時的相對熱膨脹情形，以有效防止端子焊接錯位或在其接合處破裂脫離的現(xiàn)象產(chǎn)生。
本發(fā)明的又一目的在于，提供一種板狀電子元件熱膨脹調(diào)整構(gòu)件，該調(diào)整構(gòu)件可配合電子元件接合側(cè)面的形狀加以配置的，因此可在調(diào)整電子元件膨脹變形的同時承受大部分的變形剪應(yīng)力，以避免并降低端子及電路板接合處所承受的應(yīng)力，提高各端子接合前后的固接效果及電性可靠度，確保電路板與其上電子元件的接合效果及電性品質(zhì)。
本發(fā)明板狀電子元件熱膨脹調(diào)整方法包括制造步驟、粘接步驟、定位調(diào)整步驟及熱處理步驟等，其主要特征在于，制出電連接器及電路板的同時預(yù)先將一熱熔膠或其他易熔材料制成的調(diào)整件置于該電子元件與電路板間的特定位置上，以在植接接合元件后的熱處理過程中將電連接器與電路板固接在一起而限制其相對位移，以此即可防止因電路板與電子元件在溫度變化時熱膨脹情形不同所造成的錯位應(yīng)變現(xiàn)象，并代替端子承受伴隨而來的剪應(yīng)力。
本發(fā)明板狀電子元件熱膨脹調(diào)整方法的再一特征在于，該調(diào)整件是以一種熱熔膠或其他易熔材料加以制造，其可在適當(dāng)加熱下熔化并產(chǎn)生固接或粘固的作用，其可配合電子元件及電路板的實際需要而設(shè)置，以確保電子元件實際進行電訊傳輸?shù)碾娦越雍喜糠值姆€(wěn)定性及可靠性。
依前述特征，本發(fā)明中該調(diào)整件的形態(tài)可根據(jù)實際需要設(shè)置，其可設(shè)定為若干柱狀體以在其端部熱處理后而將電子元件及電路板固接在一起?；蛘撸淇稍O(shè)為框狀或為板片狀帶孔的配置，于其上所設(shè)置的框口或孔位是對應(yīng)于電子元件的導(dǎo)電部分位置而設(shè)置的，故可在熱處理后通過調(diào)整件將電子元件導(dǎo)電部分周側(cè)的電子元件及電路板部位加以固接。
因此，本發(fā)明通過在粘接步驟與熱處理步驟之間增加一定位調(diào)整步驟，可達到有效防止因電路板與電子元件在溫度變化時熱膨脹情形不同所造成的錯位應(yīng)變現(xiàn)象的目的，且于定位調(diào)整步驟中采用的調(diào)整元件可配合電子元件及電路板的實際需要而設(shè)置，從而能確保電子元件實際進行電訊傳輸?shù)碾娦越雍喜糠值姆€(wěn)定性及可靠性。
下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進一步說明

圖1是本發(fā)明板狀電子元件熱膨脹調(diào)整方法的實施流程圖。
圖2本發(fā)明板狀電子元件熱膨脹調(diào)整方法實施于電連接器的第一實施例的立體分解圖。
圖3是本發(fā)明板狀電子元件熱膨脹調(diào)整方法實施于電連接器的第一實施例將電連接器固接在電路板前的側(cè)剖視圖。
圖4是本發(fā)明板狀電子元件熱膨脹調(diào)整方法實施于電連接器的第一實施例將電連接器固接在電路板后的剖視圖。
圖5是本發(fā)明板狀電子元件熱膨脹調(diào)整方法實施于電連接器的第一實施例通過另一種方式將電連接器固接在電路板前的側(cè)剖視圖。
圖6是本發(fā)明板狀電子元件熱膨脹調(diào)整方法實施于電連接器的第一實施例通過另一種方式將電子元件固接在電路板后的側(cè)剖視圖。
圖7是本發(fā)明板狀電子元件熱膨脹調(diào)整方法實施于電連接器的第二實施例的立體分解圖。
圖8是本發(fā)明板狀電子元件熱膨脹調(diào)整方法實施于電連接器的第三實施例的立體分解圖。
請參閱圖1，是本發(fā)明板狀電子元件熱膨脹調(diào)整方法實施于電連接器10時的實施流程圖。該電連接器10具有陣列狀排列的端子15且與芯片模塊(未圖示)對應(yīng)組接而能提供芯片模塊電性連接至電路板上的電性通路。依本發(fā)明方法實施于電連接器10時即依下列步驟加以進行。
一、制造步驟A請同時參閱圖2，首先依實際運用需要及設(shè)計規(guī)格，分別制出電連接器10及與之組接的電路板34。其中電連接器10設(shè)有呈平面狀板體的絕緣本體100，其一側(cè)板面設(shè)為對接面11以供芯片模塊(未圖示)靠接其上，而其相對的另一側(cè)板面則設(shè)有接合面13，以與電路板34相抵接。在對接面11及接合面13間的絕緣本體100上設(shè)有數(shù)個呈陣列狀排列且貫通絕緣本體100的端子孔12，用以收容導(dǎo)電端子15。端子15一端向上延伸至對接面11以供與芯片模塊的導(dǎo)電部分構(gòu)成電性連通，而其另一相對端則延伸至接合面13上以形成一接合表面151。如圖3所示，在絕緣本體100端子孔12所形成的導(dǎo)電區(qū)域周緣適當(dāng)位置處設(shè)置有若干個定位孔14，這些定位孔14設(shè)為階梯孔狀，且在絕緣本體100接合面13處的定位孔14開口口徑小于對接面11附近的定位孔14孔徑。在定位孔14內(nèi)可分別組入由熱熔膠或其他易熔塑膠料制成的調(diào)整件18，這些調(diào)整件18為一端具膨大端22的條狀體，其可自絕緣本體100的對接面11插入絕緣本體100的定位孔14內(nèi)，并使其膨大端22抵止且局部保持在各定位孔14的階狀部位附近的較大開口上，而調(diào)整件18未膨大的另一插入端24則延伸至接合面13并凸伸于絕緣本體100外相當(dāng)長度。另外，電路板34具可供電連接器10靠置的側(cè)表面的板體，其靠接電連接器10的表面上設(shè)有數(shù)個對應(yīng)于電連接器10端子孔12而設(shè)置的電路接觸墊38，而在該接觸墊38旁側(cè)對應(yīng)電連接器10的定位孔14位置處設(shè)有對應(yīng)數(shù)量的鎖固孔36，這些鎖固孔36可設(shè)為未貫穿電路板34的盲孔狀(圖3所示)，也可設(shè)為貫穿電路板34的穿孔狀(圖5所示)。
二，粘接步驟B請參閱圖2與圖3所示。將導(dǎo)電端子15組在絕緣本體100的端子孔12內(nèi)，將調(diào)整件18局部定位在定位孔14內(nèi)，電連接器10可在其接合面13上預(yù)先植接接合元件16，該接合元件16通常為球狀的錫焊料，經(jīng)適當(dāng)對電連接器10的各導(dǎo)電端子15局部加熱，即可在其靠向絕緣本體100接合面13端部上的接合表面151分別粘接上未破壞其構(gòu)形的錫球16。
三、定位調(diào)整步驟C再請參閱圖3所示，植接上錫球為接合元件16的電連接器10可直接抵置在電路板34上，并使設(shè)于電連接器10導(dǎo)電端子15周側(cè)的調(diào)整件18插入端24(圖2所示)插置在電路板34上對應(yīng)設(shè)置的鎖固孔36內(nèi)，以配合使所有的導(dǎo)電端子15及其上粘接的接合元件16能恰好抵接在電路板34對應(yīng)的接觸片38上并適當(dāng)對正定位。
四、熱處理步驟D另請參閱圖4所示，將暫時組接在一起的電連接器10及電路板34送入加熱爐中加熱，此加熱過程不但會使低熔點的接合元件26如錫球等熔融以將電連接器10導(dǎo)電端子15與電路板34的接觸墊38粘接在一起，而且同屬易熔材質(zhì)的調(diào)整件18外露于電連接器10外的膨大端22及插入端24也將受熱而局部熔融，以分別填塞在電連接器10的階梯狀開口處及電路板34上呈盲孔狀的鎖固孔36內(nèi)，以此即可產(chǎn)生粘合鎖固效果而將電連接器10固定在電路板34上而獲得成品E。由于電連接器10與電路板34的熱膨脹系數(shù)互不相同，在熱處理過程中兩者熱膨脹程度也不一樣，然而，因調(diào)整件26預(yù)置在鎖固孔36中，并在受熱后使其兩端局部固定于電連接器10的定位孔14及電路板34的鎖固孔36內(nèi)后，即能產(chǎn)生限制及固持的功效，使調(diào)整件18附近部位的端子孔12的熱膨脹應(yīng)變量受到控制而減少，以減少焊接過程中導(dǎo)電端子15與電路板34接觸墊38的錯位情形，使端子15能準確穩(wěn)固地與接觸墊38電性接合。另外，對完成焊接的電連接器10與電路板34而言，當(dāng)遇到環(huán)境溫度變化，如芯片模塊工作后溫度上升等，電連接器10絕緣本體100與電路板34間不同的熱膨脹情形將在端子15及接觸墊38以連接的接合元件16上產(chǎn)生不同應(yīng)變量所造成的剪切應(yīng)力，此時由于調(diào)整件18的介入可分擔(dān)承受大部分的剪應(yīng)力，因而使導(dǎo)電端了15的接合處所承受的剪切應(yīng)力得以大大降低，故能有效改善導(dǎo)電端子15及接合元件26于溫度變化時所承受的不當(dāng)應(yīng)力，及防止導(dǎo)電端子15及接觸墊38在熱處理過程中因電連接器10及電路板34熱膨脹系數(shù)不同而發(fā)生錯位現(xiàn)象。
參閱圖5及圖6電路板34上的鎖固孔361也可設(shè)為穿孔的情形。其中，電連接器10調(diào)整件18的膨大端22收容在電連接器10對應(yīng)的定位孔14內(nèi)，而其插入端24則對應(yīng)收容并穿過電路板34呈穿孔狀的鎖固孔361，該插入端24經(jīng)熱處理后會在電路板34穿孔狀的鎖固孔361外熔融變形并改變成膨大狀(圖5所示)，以此亦可產(chǎn)生鎖固的功能。此情形下調(diào)整件18於熱處理前后的定位調(diào)整過程及功效與電路板34的鎖固孔361設(shè)為盲孔狀的情形完全相同，在此即不再贅述。
另請參閱圖7，其為本發(fā)明第二實施例的立體分解圖。如圖所示，本實施例中設(shè)有呈框狀的調(diào)整件26，該調(diào)整件26上對應(yīng)電連接器10的設(shè)有導(dǎo)電端子15并欲植接接合元件16的導(dǎo)電區(qū)域上設(shè)有框口28。因此，將調(diào)整件26置于待加工的電連接器10與電路板34之間，即將電連接器10所植的接合元件16框于其內(nèi)，這樣，同樣由易熔的熱熔膠所構(gòu)成的框狀調(diào)整件26亦可在略微加熱后粘固在電連接器10接合面13設(shè)有導(dǎo)電端子15區(qū)域的周緣的電路板34上，進而產(chǎn)生限制并調(diào)整電連接器10絕緣本體100的熱膨脹應(yīng)變且承受大部分由該應(yīng)變所造成的應(yīng)力，以有效防止因電連接器10絕緣本體100與電路板34熱膨脹系數(shù)不同而導(dǎo)致導(dǎo)電端子15接合錯位或脫離電路板34的現(xiàn)象發(fā)生。
續(xù)請參閱圖6，其為本發(fā)明第三實施例的立體分解圖。如圖所示，本實施例中調(diào)整件30設(shè)為面狀，其對應(yīng)電連接器10所植接的接合元件16位置處各設(shè)有相對應(yīng)的對位孔32。由易熱熔膠所構(gòu)成的面狀調(diào)整件30在略微加熱后粘固在電連接器10接合面13的導(dǎo)電端子15周緣的電路板34上，進而產(chǎn)生限制并調(diào)整電連接器10絕緣本體100的熱膨脹應(yīng)變且承受大部分由該應(yīng)變所造成的剪切應(yīng)力，以有效防止因電連接器10絕緣本體100與電路板34熱膨脹系數(shù)不同而導(dǎo)致導(dǎo)電端子15接合錯位或脫離電路板34的現(xiàn)象發(fā)生。
權(quán)利要求
1.一種板狀電子元件熱膨脹調(diào)整方法，其中電子元件通過其導(dǎo)電部分電性連接至電路板上，且其具有與電路板不同的熱膨脹系數(shù)，其特征在于該方法包括一定位調(diào)整步驟，即通過熱處理方式將調(diào)整件部分熔融并固接在電子元件與電路板之間，以限制其相鄰部位的電子元件及電路板產(chǎn)生明顯的相對位移。
2.如權(quán)利要求1所述的板狀電子元件熱膨脹調(diào)整方法，其特征在于于定位調(diào)整步驟之前設(shè)有一制造步驟，即分別制成具有導(dǎo)電部分的板狀電子元件及電路板，且在電路板上設(shè)有與電子元件導(dǎo)電部分相對應(yīng)的接觸墊，又在電子元件導(dǎo)電部分周側(cè)的適當(dāng)位置上設(shè)有易受熱熔融的調(diào)整件。
3.如權(quán)利要求2所述的板狀電子元件熱膨脹調(diào)整方法，其特征在于制造步驟之后設(shè)有粘接步驟，即將用以電性接合電子元件的導(dǎo)電部分及電路板接觸墊的接合元件預(yù)熱粘接于電子元件的導(dǎo)電部分上而不破壞其構(gòu)形。
4.如權(quán)利要求3所述的板狀電子元件熱膨脹調(diào)整方法，其特征在于定位調(diào)整步驟后還設(shè)有熱處理步驟，該步驟將電子元件導(dǎo)電部分及電路板接觸墊對正后抵靠在一起并同時置入加熱爐中加熱以借接合元件將導(dǎo)電部分及接觸墊電性接合在一起。
5.一種用于調(diào)整板狀電子元件熱膨脹現(xiàn)象的調(diào)整元件，該電子元件具有導(dǎo)電部分，其特征在于該調(diào)整元件是由熱熔膠或可熔性塑料制成的，且其具體形態(tài)可依實際需要來設(shè)置。
6.如權(quán)利要求5所述的用于調(diào)整板狀電子元件熱膨脹的調(diào)整元件，其特征在于與該調(diào)整元件配接的電子元件及電路板上可分別對應(yīng)于調(diào)整件而設(shè)置有相同數(shù)量的定位孔及鎖固孔。
7.如權(quán)利要求6所述的用于調(diào)整板狀電子元件熱膨脹的調(diào)整元件，其特征在于調(diào)整元件收容于電子元件定位孔內(nèi)且呈長條狀，其一端設(shè)有膨大端以抵固在定位孔內(nèi)，而其另一插入部則在受熱前容置在電路板的鎖固孔內(nèi)。
8.如權(quán)利要求7所述的用于調(diào)整板狀電子元件熱膨脹的調(diào)整元件，其特征在于定位調(diào)整步驟是將調(diào)整件容置于電路板的鎖固孔內(nèi)的端部局部熔融變形以栓固其中，從而將電子元件確實定位在電路板上并限制其變形。
9.如權(quán)利要求5所述的用于調(diào)整板狀電子元件熱膨脹的調(diào)整元件，其特征在于該調(diào)整元件可設(shè)為框狀，其對應(yīng)于電子元件設(shè)有導(dǎo)電部分的區(qū)域而設(shè)置有框口，以將該等導(dǎo)電部分及接合元件框限于其內(nèi)。
10.如權(quán)利要求5所述的用于調(diào)整板狀電子元件熱膨脹的調(diào)整元件，其特征在于該調(diào)整元件可設(shè)為面狀，其對應(yīng)于電子元件的導(dǎo)電部分位置分別設(shè)有對應(yīng)的對位孔，以對應(yīng)將各導(dǎo)電部分收容于其中，進而限制并避免這些導(dǎo)電部分發(fā)生錯位現(xiàn)象。
全文摘要
本發(fā)明是一種板狀電子元件熱膨脹調(diào)整方法及其構(gòu)件,它是在電子元件導(dǎo)電部分周緣的適當(dāng)位置設(shè)置由熱熔膠或其他可熱熔材料制成的調(diào)整件,該調(diào)整件可在電子元件在粘接步驟于其導(dǎo)電部分植接接合元件后,經(jīng)定位調(diào)整步驟固接在電連接器與電路板的相對位置上以限制其相對位移,即可防止因電路板與電子元件在溫度變化時的熱膨脹情形不同所造成的錯位應(yīng)變現(xiàn)象,并代替端子承受伴隨而來的剪切應(yīng)力。
文檔編號H01R13/40GK1267181SQ9911352
公開日2000年9月20日 申請日期1999年3月12日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月12日
發(fā)明者司明倫 申請人:富士康(昆山)電腦接插件有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司