專利名稱：應用于無延伸腳電子零件其表面黏著組裝的印刷鋼板與制程的制作方法
技術領域：
本發(fā)明有關一種電子零件的表面黏著制程(Surface Mounted Technology；SMT)，特別是有關一種應用于表面黏著電子零件其表面黏著組裝的印刷鋼板與相關制程。
(2)背景技術隨著集成電路制作技術的進步，電子元件的設計與制作持續(xù)朝著細微化的趨勢發(fā)展，并且由于其具備更大規(guī)模、高積集度的電子線路，因此其產(chǎn)品功能亦更加完整。在此種情形下，傳統(tǒng)的穿孔插件式元件(Through Hole Technology；THT)由于尺寸無法進一步的縮小，而會占用印刷電路板大量的空間。再加上「插件式」的組裝方式，需要為每只接腳鉆一個洞，所以此種元件的接腳其實會占掉印刷電路板兩面的空間，而且連接處的焊點也比較大。這樣，在現(xiàn)今的電子零件封裝程序中，大量采用表面黏著技術(Surface Mounted Technology；SMT)，將電子零件組裝于印刷電路板上。
使用表面黏著封裝的零件，由于其接腳是焊接在與零件同一面的印刷電路板上，因此不需要在印刷電路板上鉆洞，以提供每個接腳插入。換言之，在使用表面黏著技術后，將可同時在印刷電路板的兩面都焊上電子零件，而大幅提升電路板的空間利用率。此外，由于表面黏著的零件(SMT)體積較小，是以相較于傳統(tǒng)的穿孔插件式零件(THT)，使用SMT技術的印刷電路板上零件要密集很多。加上SMT封裝零件的造價也比較便宜，因此已躍升為當今印刷電路板組裝制程的主流。然而，隨著電子零件的體積持續(xù)縮小，在SMT技術上亦遭遇相當?shù)睦щy。
以電子產(chǎn)品中最基本、必要的元件---電阻器為例，由于其廣泛的應用于電子電路中電壓與電流的調(diào)整，因此舉凡電子、電器制品如計算機、電腦及周邊設備、電視、移動電話及儀器等皆需利用大量使用電阻器。特別是，由于近年來對于電阻器的需求，趨向小規(guī)格、高功率、高品質(zhì)穩(wěn)定度及高技術復雜度，是以應用于表面黏著技術的芯片排阻，因為產(chǎn)品精密度及復雜性高，而廣泛運用在電腦、通訊、太空、軍事、高科技等高附加價值產(chǎn)業(yè)中，并成為市場發(fā)展的主流。
然而，隨著新一代厚膜電阻的尺寸規(guī)格，由0603尺寸規(guī)格(1.6×0.8×0.45mm)縮小至0402尺寸規(guī)格(1×0.5×0.35mm)時，由于0402排組的體積比0603封裝排組小了50％以上，因此在使用SMT技術組裝于印刷電路板上時，相鄰焊墊間常常會因排列密集、尺寸細微而導致印刷涂布的導電黏膠在回焊程序后，發(fā)生空焊或短路等缺陷。
請參照圖1，此圖顯示了典型的0402尺寸排組結(jié)構(gòu)10。如圖中所示，此排組結(jié)構(gòu)10包括了一氧化鋁瓷基板12、以及形成于氧化鋁瓷基板12表面的厚膜電阻層14。在厚膜電阻層14與氧化鋁瓷基板12的表面上，并披覆了一保護層16。值得注意的是，在排組結(jié)構(gòu)10底面的兩個側(cè)邊上，并制作了數(shù)個電極18，連結(jié)于所述的厚膜電阻層14。這些電極18可以根據(jù)分布于氧化鋁瓷基板12側(cè)邊位置的不同，而區(qū)分為位于四個角落的端電極18a、以及位于基板側(cè)邊沿線上的沿線電極18b。如圖中所示，端電極18a呈″L″型外觀，并略大于長方形的沿線電極18b。這樣，在進行表面黏著技術時，便可借著將這些電極18焊接于印刷電路板上的焊墊，而達到組裝固定零件的目的。
在進行表面黏著程序時，會先利用鋼板印刷的方式，將導電黏膠涂布于印刷電路板的焊墊上。請參照圖2，以上述0402芯片排組為例，制作于印刷電路板上的矩形焊墊20共有八個，分別排列成兩行，并各自對應排組結(jié)構(gòu)10上的電極18。在進行導電黏膠涂布時，會將一塊鋼板22覆蓋于印刷電路板上。此鋼板22上具有八個矩形開口24，正好分別曝露出上述矩形焊墊20，以便在進行涂布程序時，能借著這些矩形開口24，將導電黏膠涂布于矩形焊墊20表面上。這樣，在移除鋼板22后，于每一個矩形焊墊20上皆會遺留矩形的導電黏膠層。接著，便可將0402排組結(jié)構(gòu)10壓置于這些焊墊20上，并藉由后續(xù)的回焊程序加以組裝固定，而使排組結(jié)構(gòu)10的電極18與焊墊20產(chǎn)生電性連結(jié)。
然而，值得注意的是，在排組規(guī)格由原來的0603尺寸進入0402尺寸后，由于位于相鄰的導電黏膠間距離縮小至約8mil左右，加上在擺置排組結(jié)構(gòu)10時，受到電極18的壓擠，矩形導電黏膠層往往還會向兩側(cè)沿展，因此很容易在后續(xù)的回焊程序中，造成焊接失誤的情形。特別是當導電黏膠層受熱融化時，相鄰的導電黏膠可能流動橋接而導致短路效應，或著受到錫球表面張力的牽引而導致部份電極發(fā)生空焊的情形。
這樣，除了造成相關零件的組裝良率下降外，亦需要耗費更多的人工成本，進行修復檢測的工作。而且，為了進一步的縮減各式電子零件的尺寸，來提升印刷電路板的積集度與相關效能，新式的芯片排組更由0402尺寸縮小到0201的尺寸規(guī)格。可預見的在0201尺寸規(guī)格下，矩形導電黏膠間的距離將更加縮減，而使上述短路或空焊的問題變得更加嚴重。
(3)發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本發(fā)明的目的為提供一種應用于表面黏著電子零件其表面黏著組裝的印刷鋼板與制程，其可防止橋接短路或空焊缺陷等問題。
為達上述目的，本發(fā)明提供了一種表面黏著電子零件印刷鋼板設計。此印刷鋼板是用來涂布導電黏膠層于印刷電路板表面的焊墊上，這些焊墊對應于表面黏著電子零件的接觸電極。而印刷鋼板上具有多個梯形開口，正好對應于這些焊墊，以便通過梯形開口，在焊墊上涂布出梯形的導電黏膠層。
在一實施例中，印刷鋼板表面黏著電子零件表面黏著電子零件上的數(shù)個開口可排列成彼此平行的兩行，并且根據(jù)開口位于每一行中的位置，可將其區(qū)分為第一梯形開口與第二梯形開口。第一梯形開口是位于所述每一行開口的兩端。每一個第一梯形開口并具有互相平行的第一短邊與第一長邊，第一長邊較靠近另一行開口，第一短邊則較遠離另一行開口。第二梯形開口是位于左右兩個第一梯形開口之間，每一個第二梯形開口亦具有互相平行的第二短邊與第二長邊，第二短邊較靠近另一行開口，第二長邊則較遠離另一行開口。
借著將上述印刷鋼板覆蓋于印刷電路板上，可涂布導電黏膠層于每一個焊墊表面。其中，由上述第一梯形開口所涂布的第一導電黏膠層，亦具有互相平行的第一短邊與第一長邊。其第一長邊位于焊墊外側(cè)，而第一短邊則位于焊墊內(nèi)側(cè)。至于，通過第二梯形開口所涂布的第二導電黏膠層，亦具有互相平行的第二短邊與第二長邊。其第二短邊位于焊墊內(nèi)側(cè)，而第二長邊則位于焊墊外側(cè)。
在移除印刷鋼板后，可將表面黏著電子零件放置于印刷電路板上，并使每一個該電極碰觸對應的該導電黏膠層。接著，再進行回焊程序?qū)⒈砻骛ぶ娮恿慵潭ㄓ谟∷㈦娐钒迳稀?br> 依據(jù)本發(fā)明，借著將印刷鋼板上的開口形狀改為梯形，可使開口內(nèi)側(cè)端的導電黏膠涂布量減少，而避免在后續(xù)回焊程序中發(fā)生上述缺陷。
(4)


藉由以下詳細的描述結(jié)合所附圖示，將可輕易的了解上述內(nèi)容及此項發(fā)明的諸多優(yōu)點，其中圖1顯示0402排阻元件的結(jié)構(gòu)圖；圖2顯示傳統(tǒng)技術中應用于表面黏著電子零件的印刷鋼板開口設計；圖3顯示本發(fā)明的一實施例中應用于表面黏著電子零件的印刷鋼板開口設計；及圖4顯示使用本發(fā)明一實施例的印刷鋼板涂布于印刷電路板上的導電黏膠層。
(5)具體實施方式
請參照圖3，此圖顯示由本發(fā)明的一實施例所提供的印刷鋼板30。如上所述，此印刷鋼板30是應用于表面黏著電子零件(例如表面黏著元件，surfacemounting device；SMD)的表面黏著制程，以便將表面黏著電子零件的數(shù)個電極與印刷電路板上的數(shù)個焊墊連結(jié)在一起。在印刷鋼板30上制作了多個開口32，當此印刷鋼板30覆蓋于印刷電路板上時，這些開口正好會曝露出位于印刷電路板上的焊墊，以便通過鋼板印刷的方式，涂布導電黏膠(例如導電黏膠)于這些焊墊上。此印刷鋼板30上的開口32是排列成彼此平行的兩行，并且根據(jù)每一行中開口32的位置，可區(qū)分為第一梯形開口32a與第二梯形開口32b。
如圖3所示，第一梯形開口32a是位于每一行開口的左、右兩端，且每一個第一梯形開口32a的四個鄰邊，分別為互相平行的第一短邊與第一長邊(即上、下兩個底邊)、以及第一斜邊與第一直邊(即左、右兩個側(cè)邊)。至于，第二梯形開口32b則位于左右兩端的第一梯形開口32a之間，并且每一個第二梯形開口32b的四個鄰邊，分別為互相平行的第二短邊與第二長邊(即上、下兩個底邊)、以及兩個第二斜邊(即左、右兩個側(cè)邊)。
值得注意的是，對位于同一行中的第一梯形開口32a與第二梯形開口32b而言，第一梯形開口32a的第一長邊是位于這開口的內(nèi)側(cè)，而較接近另一行開口32，至于其第一短邊則因為位在第一梯形開口32a的外側(cè)，而會較遠離另一行開口32。至于，對第二梯形開口32b而言，其第二短邊由于位在此第二梯形開口32b的內(nèi)側(cè)，是以會比較接近另一行開口32，至于其第二長邊則由于位在此第二梯形開口32b的外側(cè)，因此會較遠離另一行開口32。
此外，對第一梯形開口32a而言，其第一斜邊是位于開口外側(cè)，至于第一直邊則位于開口內(nèi)側(cè)位置。如圖3中所示，其第一直邊會較接近同一行中的第二梯形開口32b，反之，其第一斜邊則會較遠離同一行中的第二梯形開口32b。
以0402尺寸排組結(jié)構(gòu)10為例(參照圖1所示)，此排組結(jié)構(gòu)10底部的電極18共有八個，分別排列成兩行，且每一行有四個電極18。根據(jù)每一個電極18于行中的分布位置，可區(qū)分成位于每一行左右兩端的端電極18a、以及位于兩個端電極18a之間的沿線電極18b。這樣，如圖4所示，在所提供的印刷電路板40上亦會制作與這些電極18相對應的焊墊42。這些焊墊42共有八個，且皆具有矩形的外觀，其分別排列成兩行，以各自對應上述的端電極18a與沿線電極18b，并提供0402排組結(jié)構(gòu)所需的電性連結(jié)。同樣的，這些焊墊42亦可根據(jù)其在每一行中的位置，區(qū)分成位在一行中左、右兩端的第一焊墊42a、以及位于其間的第二焊墊42b。
在進行導電黏膠印刷程序時，可先將上述印刷鋼板30覆蓋于印刷電路板40上，再將導電黏膠層涂布于此印刷鋼板30上。藉由鏤空的第一梯形開口32a與第二梯形開口32b，能在焊墊42上表面形成所需的導電黏膠層。如圖4所示，在取下印刷鋼板30后，涂布于第一焊墊42a上的第一導電黏膠層44a會具有與第一梯形開口32a相同的梯形外觀，亦即每一個第一導電黏膠層44a也會具有互相平行的第一短邊與第一長邊，且其第一長邊因為位于第一焊墊42a的內(nèi)側(cè)，而會比較接近另一行焊墊42，至于其第一短邊則因為位于第一焊墊42a的外側(cè)，故會較遠離另一行焊墊42。同樣的，涂布于第二焊墊42b上的第二導電黏膠層44b亦具有與第二梯形開口32b相同的梯形外觀。亦即每一個第二導電黏膠層44b會具有互相平行的第二短邊與第二長邊，且其第二短邊由于位在第二焊墊42b的內(nèi)側(cè)，故會比較接近另一行焊墊42，至于其第二長邊則由于位在第二焊墊42b的外側(cè)，故會比較遠離另一行焊墊42。
在移開印刷鋼板30后，可將諸如0402排組的表面黏著電子零件，擺置于印刷電路板40上，并使每一個電子零件的電極，觸壓到對應的導電黏膠層44。其中，0402排組結(jié)構(gòu)10的端電極18a會壓觸于第一導電黏膠層44a，至于沿線電極18b則會壓觸于第二導電黏膠層44b。接著，藉由進行回焊程序，能將表面黏著電子零件組裝、固定于印刷電路板40上，并使0402排組的電極經(jīng)由焊錫而與焊墊42產(chǎn)生電性連結(jié)。
在較佳實施例中，當制作于印刷電路板40上的矩形焊墊42具有大約20mil的長度與10mil的寬度，并且同一行中兩個相鄰焊墊42間的距離為8.8mil，而上、下兩行焊墊距離為17mil時，上述第一梯形開口32a的第一短邊可控制在約7.5~12.5mil、其第一長邊則控制在11.5~16.5mil左右。至于第二梯形開口32b的第二短邊約為3.2~8.4mil、而其第二長邊則約為8~14mil。并且，不論是第一梯形開口32a或第二梯形開口32b的高度，皆會大于矩形焊墊42的長度(20mil)。換言之，對第二梯形開口32b而言，其第二短邊大約為其第二長邊的2/5~3/5。
由于第二梯形開口32b的第二短邊僅為其第二長邊的2/5~3/5，是以通過此開口32b所涂布的第二導電黏膠層亦會具有相同的梯形形狀。對于相鄰的兩行焊墊而言，由于第二導電黏膠層的第二短邊，是位于第二焊墊42b的內(nèi)側(cè)位置，如圖4所示，焊墊內(nèi)側(cè)表面將祗有部份導電黏膠涂布。這樣，當擺置0402排組結(jié)構(gòu)時，即便受到沿線電極18b的壓擠，但是由于位于第二焊墊42b內(nèi)側(cè)的導電黏膠量較小，是以向兩側(cè)沿展的情形將較為輕微。在后續(xù)的回焊程序中，此第二導電黏膠層44b也比較不會與相鄰的導電黏膠層發(fā)生橋接而發(fā)生短路的情形。并且由于熔融態(tài)的焊錫，不會發(fā)生橋接情形，因此傳統(tǒng)制程中受到熔錫表面張力所導致的空焊情形，也可有效的防止。
此外，本實施例中將第一梯形開口32a朝外側(cè)進行偏移，使其與同行的第二梯形開口32b間具有較大的間距。因此，如圖4所示，第一導電黏膠層44a其內(nèi)側(cè)的第一直邊，并不會完全覆蓋住第一焊墊42a的內(nèi)側(cè)，而會曝露出第一焊墊42a內(nèi)側(cè)的部份邊線區(qū)域。亦即，當?shù)谝缓笁|42a與第二焊墊42b間的間距為8.8mil時，第一導電黏膠層44a會往外側(cè)偏移，而使其與第二導電黏膠層44b間的間距大于8.8mil。這樣，借著增加第一導電黏膠層44a與第二導電黏膠層44b間的距離，可大幅降低其間發(fā)生橋接效應的機會。
由于有效的防止短路、空焊等問題，因此整體表面黏著制程的良率可獲得大幅的提升。并且，因為不需要再耗費大量的人力成本，進行檢測除錯的工作，這樣能有效的減少相關的制程周期，而達到提升產(chǎn)能的目的。另外，由于本發(fā)明所設計的鋼板開口，具有較小的面積，這樣所涂布的導電黏膠量亦較小，從而達到節(jié)省成本的效果。
本發(fā)明雖以較佳實例闡明如上，然而其并非用以限定本發(fā)明精神與本發(fā)明的范圍。熟悉本技術的人員可輕易了解并利用其它元件或方式來產(chǎn)生相同的功效。因此，在不脫離本發(fā)明的精神與范圍內(nèi)所作的修改，均應包含在下述的權利要求所限定的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種應用于表面黏著電子零件其表面黏著制程的印刷鋼板，其特征在于，該印刷鋼板是用來涂布導電黏膠層于印刷電路板表面的焊墊上，該些焊墊是對應于該表面黏著電子零件的接觸電極，該印刷鋼板具有至少一個梯形開口，對應于該些焊墊，導電黏膠可通過該梯形開口涂布于該焊墊上。
2.如權利要求1所述的印刷鋼板，其特征在于，所述梯形開口具有多個，是排列成兩行，每一行該梯形開口區(qū)分為第一梯形開口，是位于所述每一行梯形開口的兩端，第一梯形開口的長邊是鄰近于另一行梯形開口，第一梯形開口的短邊則遠離于另一行該梯形開口；第二梯形開口，是位于所述第一梯形開口之間，該第二梯形開口的短邊鄰近于另一行該梯形開口，該第二梯形開口的長邊則遠離于另一行該梯形開口。
3.如權利要求2所述的印刷鋼板，其特征在于，所述第一梯形開口并具有不互相平行的一直邊與一斜邊，該斜邊是較遠離同一行中的該第二梯形開口，該直邊則較接近同一行中的該第二梯形開口，且該直邊的延伸方向是垂直于該行梯形開口的排列方向。
4.如權利要求3所述的印刷鋼板，其特征在于，所述第一梯形開口的該第一短邊約為7.5～12.5mil，該第一長邊約為11.5～16.5mil。
5.如權利要求3所述的印刷鋼板，其特征在于，所述第二梯形開口的該第二短邊長度，大約為該第二長邊長度的2/5～3/5，且該第二短邊約為3.2～8.4mil，該第二長邊約為8～14mil。
6.如權利要求2所述的印刷鋼板，其特征在于，所述第一梯形開口并具有第一直邊與第一斜邊，該第一斜邊是較遠離同一行中的該第二梯形開口，該第一直邊是較接近同一行中的該第二梯形開口，該第一直邊的延伸方向是平行于該行梯形開口的排列方向。
7.一種將表面黏著電子零件以表面黏著技術(SMT)組裝于一印刷電路板上的方法，其特征在于，該表面黏著電子零件底部具有分別排列成兩行的多個電極，該些電極包括了位于每一行兩端的第一電極、以及位于兩個該端電極之間的第二電極，該方法至少包括下列步驟提供一印刷電路板，在該印刷電路板上具有多個焊墊，正好各自對應于該表面黏著電子零件的該多個電極，該多個焊墊亦排列成兩行，包括了位于每一行兩端的第一焊墊、以及位于兩個該第一焊墊之間的第二焊墊；涂布導電黏膠層于每一個該焊墊上，其中涂布于該第一焊墊上的第一導電黏膠層具有梯形外觀，且每一個該第一導電黏膠層具有互相平行的第一短邊與第一長邊，該第一長邊鄰近于另一行該焊墊，而該第一短邊則遠離于該另一行焊墊，其中涂布于該第二焊墊上的第二導電黏膠層具有梯形外觀，且每一個該第二導電黏膠層具有互相平行的第二短邊與第二長邊，該第二短邊鄰近于該另一行焊墊，而該第二長邊則遠離子該另一行焊墊；及將該表面黏著電子零件放置于該印刷電路板上，并使每一個該電極碰觸對應的該導電黏膠層。
8.如權利要求7所述的方法，其特征在于，還包括進行回焊程序?qū)⒈砻骛ぶ娮恿慵潭ㄓ谠撚∷㈦娐钒迳稀?br> 9.如權利要求7所述的方法，其特征在于，在所述涂布導電黏膠層于該焊墊上之前，還包括覆蓋一印刷鋼板于該印刷電路板上，該印刷鋼板上具有數(shù)個開口，正好曝露出該些焊墊表面，其中所述印刷鋼板的該數(shù)個開口是排列成彼此平行的兩行，其中每一行該開口區(qū)分為第一梯形開口，是位于所述每一行開口的兩端，每一個該第一梯形開口具有互相平行的第一短邊與第一長邊，該第一長邊鄰近于另一行開口，而該第一短邊則遠離于該另一行開口，第二梯形開口，是位于所述第一梯形開口之間，每一個該第二梯形開口具有互相平行的第二短邊與第二長邊，該第二短邊鄰近于另一行開口，而該第二長邊則遠離于該另一行開口。
10.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二導電黏膠層的該第二短邊長度，大約為該第二長邊長度的2/5～3/5。
11.如權利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一導電黏膠層曝露出該第一焊墊內(nèi)側(cè)的部份邊線區(qū)域，且該第一導電黏膠層與該第二導電黏膠層之間距大于該第一焊墊與該第二焊墊之間距。
12.一種印刷電路板，其特征在于，包括多個焊墊，其排列成兩行；一表面黏著電子零件，其具有多個排列成兩行的電極，且各該電極的位置是對應該焊墊的位置；以及多個焊錫層，其排列成兩行以分別連接該焊墊與該電極，其中在每一行該焊錫層中，各焊錫層較鄰近于另一行該焊錫層部份之間距，是大于各焊錫層較遠離于另一行該焊錫層部份之間距。
13.如權利要求12所述所述的印刷電路板，其特征在于，每一行的焊錫層可區(qū)分為第一導電黏膠層，是位于所述每一行焊錫層的兩端，且各第一導電黏膠層較接近另一行導電黏膠層的部份的寬度是大于較遠離另一行導電黏膠層的部份的寬度；第二導電黏膠層，是位于該第一焊錫層之間，且各第二導電黏膠層較接近另一行導電黏膠層的部份的寬度是小于較遠離另一行導電黏膠層的部份的寬度。
全文摘要
一種應用于表面黏著電子零件其表面黏著制程的印刷鋼板，是用來涂布導電黏膠層于印刷電路板表面的焊墊上。所述焊墊是對應于表面黏著電子零件的接觸電極。在印刷鋼板上并具有多個鏤空的梯形開口，正好對應于這些焊墊，以便通過梯形開口，將導電黏膠層涂布于該焊墊上。由于涂布于焊墊上的導電黏膠層亦具有梯形外觀，因此即使受到接觸電極的擠壓，其向兩側(cè)延展的情形會較為輕微，而不致于在后續(xù)的回焊程序中發(fā)生橋接短路或空焊等缺陷。
文檔編號H05K3/34GK1549672SQ0312383
公開日2004年11月24日 申請日期2003年5月14日 優(yōu)先權日2003年5月14日
發(fā)明者陳琪, 陳 琪 申請人:華碩電腦股份有限公司