TW202107645A - 電路基板及封裝方法 - Google Patents

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杉山和弘
佐藤彰
福田光樹
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日商萬達修查股份有限公司
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Abstract

目的為提供可將具有狹小的金屬端子面積的電子部件封裝於片狀電路基板的接合技術。解決手段為電子部件封裝構造是將電子部件(例如LED)20以焊料接合於電路基板10而形成。電路基板10具備:非耐熱性片11;電路,設於非耐熱性片11的一面側;電路側端子12,設於電路;以及導電性墊40,設於非耐熱性片11的另一面側之對應於電路側端子12的位置。電路側端子12藉由電磁感應加熱而發熱。從導電性墊40發生的熱,經由非耐熱性片11及電路側端子12而傳導。藉由導電性墊40的間接加熱補足電路側端子12的發熱量不足,藉此將發熱焊料熔融。

Description

電路基板及封裝方法
本發明是關於片狀的電路基板及在這個電路基板的封裝方法。
在電子機器,在將半導體等電子部件封裝於電路基板時,以焊料接合。焊料接合是將焊料配置於接合對象間之後,藉由焊料受到加熱而熔融來進行。關於加熱,一般是使用回流爐(加熱爐)。
近年來,伴隨著電子機器的小型、輕量化,使用可撓式基板作為封裝細微的電子部件的基板。為了降低可撓式基板的成本,亦有使用聚酯、聚乙烯等的非耐熱性樹脂(低熔點樹脂)來取代以往的聚醯亞胺樹脂的情況。
在利用回流爐的焊料接合,有由非耐熱性樹脂構成的基板發生熱變形之虞。
作為在設於非耐熱性片的電路基板的電子部件封裝方法,有人提出使用電磁感應加熱的技術(例如,專利文獻1)。
第18圖是關於電磁感應加熱的基本原理的概念圖。電磁感應加熱裝置是由感應線圈、電源及控制裝置構成。
一旦交流電在感應線圈流動,便發生強度變化的磁力線。一旦在其附近放置通電的物質(具體而言為接合對象,通常是由金屬形成),受到變化的磁力線的影響,在金屬中會有渦電流流動。由於通常在金屬會有電阻,電流一旦在金屬流動,會發生焦耳熱(Joule heat),金屬就自發性發熱。此現象稱為感應加熱。
由電磁感應造成的發熱量Q以下式表示。Q=(V2 /R)×t [V=施加電壓;R=電阻;t=時間]。
由於以電磁感應加熱則只有金屬發熱,少有周邊的樹脂部分受到熱損傷之虞。又,亦幾乎不會對電子部件有熱影響,少有電子部件受到熱損傷之虞。
由於以電磁感應加熱則只有金屬發熱,可以以少量的能量且在短時間接合。一次的接合所需的時間為數秒至十數秒。
由於以電磁感應加熱則若在一樣磁場內會得到既定的焦耳熱,故接合精度高。又若在一樣磁場內,可以一次作複數項的接合。
以電磁感應加熱,容易藉由控制裝置控制電源輸出量及輸出時間。其結果,亦容易控制加熱溫度及加熱時間。可以設定所需的溫度曲線。
電路基板側的金屬端子發熱,熱量會傳導至焊料,將焊料熔融。
以電磁感應加熱,亦容易進行使磁力集中之類的磁力控制(例如,專利文獻2)。藉此,即使有非接合對象的金屬存在於接合對象附近,可以不將非接合對象金屬加熱而選擇性地將接合對象金屬加熱。
根據以上,藉由根據電磁感應加熱的焊料接合,可以因應電子機器、電子部件等的小型化。 [先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]     日本特許第6481085號公報 [專利文獻2]     日本特開2018-148136號公報
[發明所欲解決的問題]
如上所述,電子機器、電子部件等有小型化的傾向。而根據電磁感應加熱的焊料接合,可以因應小型化傾向。
然而,一旦更進一步小型化,發熱對象之金屬端子的面積亦變得狹小。特別是,在既定的面積配置多數的電子部件的情況、電子部件具有多數的端子的情況等,金屬端子面積會變得更狹小。其結果,電阻R變大而變得無法確保發熱量(上述理論式的分母變大)。
若根據上述理論式,藉由使施加電壓V增加或使施加時間t增加,則可以確保發熱量Q。
另一方面,若以試作模型試著實際驗證,一旦金屬端子面積為1mm×1mm左右以下,則散見接合不良等的缺陷。藉由電磁感應加熱,就算是可以高精度地調整施加電壓、施加時間等,調整施加電壓、施加時間等在消除缺陷方面仍有其限度。
另外,本案發明人成功試行金屬端子面積250μm×250μm左右的電子部件的封裝。在將來,金屬端子面積50μm×50μm左右的電子部件的封裝也有可能見到。
本發明是為了解決上述問題,以提供即使在金屬端子面積狹小的情況仍能夠因應的接合技術為目的。 [用以解決問題的手段]
關於解決上述問題之本發明的電路基板,藉由電磁感應加熱以焊料接合電子部件。電路基板具備非耐熱性片、設於上述非耐熱性片的一面側的電路、設於上述電路的電路側端子以及設於上述非耐熱性片的另一面側之對應於上述電路側端子的位置之導電性墊。
藉此,根據上述導電性墊的間接加熱(準直接加熱),補足電路端子的發熱不足,將焊料熔融。此時,對非耐熱片的熱影響有限。
在上發明,較佳為可以排列複數個上述電子部件。
例如,可適用於片狀顯示器。另外,由於在既定排列多數的電子部件,各端子的面積變狹小。根據本發明,即使是金屬端子面積狹小的情況仍可以以焊料接合。
在上發明,較佳為以對應於一個電子部件的複數個電路側端子為一個單位,而上述導電性墊設於上述每一個單位。
藉此,即使是金屬端子面積狹小的情況仍可以以焊料接合。
在上發明,較佳為以對應於一個電子部件的三個以上的電路側端子為一個單位。
由於電子部件具有多數的端子,各端子的面積變狹小。根據本發明,即使是金屬端子面積狹小的情況仍可以以焊料接合。
在上發明,較佳為上述電路側端子的尺寸為1mm×1mm以下。
端子尺寸成為1mm×1mm以下的情況,散見發熱量不足等的缺陷。根據本發明,即使是金屬端子面積狹小的情況仍可以以焊料接合。
在上發明,較佳為上述導電性墊的尺寸包含上述一個單位。
藉此,根據上述導電性墊的間接加熱,確實地補足電路端子的發熱不足,將焊料熔融。
在上發明,較佳為上述導電性墊為圓形或多邊形。以五邊以上為佳。
藉此,上述導電性墊有效率地進行間接加熱。由於避免徒勞的發熱,可以抑制對片材的熱影響。
解決上述問題的本發明為將電子部件以焊料接合於上述電路基板的封裝方法。使電子部件的端子隔著焊料,與上述電路側端子對向;在上述非耐熱性片的另一面側,藉由上述電磁感應加熱而使上述導電性墊發熱;以及經由上述非耐熱性片及前記回路端子,將上述導電性墊所發之熱傳導至焊料,使焊料熔融。
藉此,根據上述導電性墊的間接加熱,補足電路端子的發熱不足,將焊料熔融。
在解決上述問題的本發明的片狀顯示器,上述電子部件為內臟控制部的全彩LED。片狀顯示器是藉由排列上述LED而形成。
在片狀顯示器,由於在既定面積排列多數的電子部件,還由於LED具有多數的端子,各端子的面積變狹小。根據本發明,即使是金屬端子面積狹小的情況仍可以以焊料接合。 [發明功效]
根據本發明的焊料接合技術,可以將具有狹小的金屬端子面積的電子部件封裝於片狀電路基板。
[用以實施發明的形態]
<封裝結構> 第1圖是關於本實施形態的LED封裝結構的示意剖面圖。LED封裝結構是將電子部件(例如LED)20以焊料接合於電路基板10而形成。
LED 20,是例如內臟控制部的全彩LED,具有六個端子21。伴隨著LED 20的小型化,還有端子數成為多數,藉此端子21的面積亦狹小化。在本實施形態使用的LED的尺寸為例如2mm×2mm左右,端子尺寸為例如500μm×500μm左右。
第2圖是關於本實施形態的電路基板10的主要部分平面圖,第3圖是關於本實施形態的電路基板10的全體平面圖。
在電路基板10,電路是在片材11的單面佈線而形成。片材11可以是聚醯胺-醯亞胺、聚醯亞胺等的耐熱性樹脂,但若是ABS樹脂、丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚酯、聚丁二酯、聚氨酯等的非耐熱性樹脂,則會顯著發揮本案特有的功效(細節後述)。亦可以紙、布等取代非耐熱樹脂。在本實施形態,是使用一般使用的PET(聚對苯二甲酸乙二酯)。
另外,難以對耐熱性樹脂及非耐熱性樹脂嚴密定義,但是PET的玻璃轉移點為80℃左右、熔點為260℃左右,另一方面,聚醯胺-醯亞胺的熔點為300℃左右,據此,在本案在超過300℃發生熱變形等的影響的情況,歸為非耐熱性。
片材11的厚度並未特別限定,但若考慮作為可撓式基板使用的情況,以50~300μm左右為佳。
電路是由配線與端子12構成。端子12是配線的末端,以與電子部件側端子21對應的方式配置。在圖式的例子,配置六個電路側端子12。
配線及端子12是由導電性材料形成。一般而言,為包含金、銀、銅、鋁、鎳、鉻等的金屬類材料。配線及端子12是藉由一般性的習知手法(印刷、蝕刻、金屬蒸鍍、鍍覆、銀鹽等)而形成。
另外,在完全不期待端子12自身的發熱(細節在第6圖等的說明後述)的情況,亦可以是導電性聚合物、導電性碳等。又,配線在與端子12的尺寸比較之下為夠細而未貢獻於電磁感應加熱,故以下將說明適當省略。
端子12的尺寸未特別限定,但若成為面積1mm×1mm左右以下,以習知方法會散見缺陷,故以將面積1mm×1mm左右以下設為本案對象為佳。另外,在第2圖與第3圖的例子,端子12的尺寸為面積400μm×600μm左右。
電路側端子12與電子部件側端子21,是隔著焊料30而接合。藉此,將LED 20封裝於電路基板10。
本實施形態具有導電性墊40作為特徵性的構成。導電性墊40在片材11的另一面側,設置在對應於電路側端子12的位置。另外,在第2圖及第3圖,片材11為半透明,若從電路側端子12側觀看,可以透過片材11而辨識導電性墊40。
在本實施形態,以六個電子部件側端子21為一個單位,以對應於電子部件側端子21的六個電路側端子12為一個單位。導電性墊40是對應於一個單位(六個電路側端子12)。
導電性墊40具有包含一個單位(六個電路側端子12)的尺寸。導電性墊40為圓形,亦可與圓形不同而設為多邊形。另外,在第2圖及第3圖的例子中,導電性墊40的尺寸為直徑3mm左右。不過,若徒勞加大,則有對片材11造成損傷之虞。
導電性墊40是由包含金、銀、銅、鋁、鎳、鉻等的金屬類材料形成。又,導電性墊40是藉由與配線、電路側端子12等同樣的手法形成。
<封裝方法> 針對將LED 20封裝於電路基板10的方法作說明。電路側端子12與電子部件側端子21的接合方法並未限定,但特別以焊料接合為佳。焊料接合方法並未限定,但特別以電磁感應加熱法為佳。以下,針對藉由電磁感應加熱的焊料接合作說明。
電磁感應加熱裝置,是由感應線圈導線、電源與控制部構成(請參考第18圖)。
一旦交流電流在線圈導線流動,就發生強度變化的磁力線。一旦在其附近放置通電的物質(在本案為金屬端子),受到此變化的磁力線的影響,在金屬之中會有渦電流流動。由於通常在金屬會有電阻,電流一旦在金屬流動,會發生焦耳熱,金屬就自發性發熱。此現象稱為感應加熱。
在電路側端子12設置焊料30,隔著焊料30將電子部件側端子21配置於對向位置。將電磁感應加熱裝置配置於導電性墊40側(與電子部件封裝為相反側),並使電磁感應加熱裝置作動。另外,對電子部件無影響的情況,亦可將電磁感應加熱裝置配置於電子部件封裝側。
在本實施形態,端子12面積狹小,無法確保充分的發熱量。相對於此,導電性墊40與端子12相比具有充分的面積,而確實地發熱。
在導電性墊40發生的熱量,一部分在片材11面上擴散,但是大部分是從片材11傳導至電路側端子12,進一步傳導至焊料30。
藉此,焊料熔融,將電路側端子12與電子部件側端子21接合。
焊料30的種類並未限定,可使用一般性的焊料。例如從高溫焊料(例如,SnAgCu類焊料,熔點220℃左右)到低溫焊料(例如,SnBi焊料,熔點140℃左右)都可使用。在本實施形態,由於可抑制在不影響片材11的熱變形的範圍(細節後述),可積極性地使用高溫焊料。
<對製品的適用例> 在第3圖中的電路基板10,縱橫排列著複數個單位(六個電路側端子12)。對應於各單位,封裝內臟控制部的全彩LED 20。另外,如果在固定的範圍可以形成一樣磁場內,可以一次作複數個焊料接合。
在電路基板10,藉由排列複數個內臟控制部的全彩LED 20,可以形成片狀顯示器。
第4圖為片狀顯示器的概念圖。由於片材11具有可撓性,顯示器亦為柔軟可變形。
內臟控制部的全彩LED,在一個電子部件內具有RGB三個元件與控制部。控制部基於來自外部的指令訊號,選擇性地作RGB發光。
外部的主控制部控制傳送到各內臟控制部的全彩LED的訊號,複數個LED發揮作為彩色顯示器的功能。例如,排列640×480個LED,發揮作為顯示器的功能。不一定要一片的片材,例如亦可以排列10片×10片之排列有64×48個LED的片材。
另外,藉由在既定面積排列多數的電子部件、再加上電子部件具有多數的端子,各端子的面積變狹小。因此,適用本案技術。
第4圖為顯示片狀顯示器的適用例的概念圖。由於片狀顯示器具有可撓性,例如可捲繞於地下街的支柱等,發揮作為數位看板(digital signage)的功能。
由於片狀顯示器具有透光性,例如一旦貼於鬧區的陳列櫥窗(show window),可以提高引起購買慾的效果。例如,LED非發光時,與一般的陳列櫥窗同樣可以辨識店內的商品。欲對行人促銷商品的情況、不讓行人見到店內的狀況的情況等,使LED發光。LED具有充分的輝度,即使在白天仍發揮作為片狀顯示器的功能。
<達成本案發明的經過> 第6圖是關於習知方法的簡單說明圖。針對習知方法作簡單說明,同時針對從習知方法到達成本案發明的經過作說明。
在習知方法,不需要導電性墊40。又,電路側端子12與電子部件側端子21的尺寸充分大於面積1mm×1mm左右。又,電子部件側端子21的端子數,多為陽極與陰極二處。在這一點,亦確保有充分的面積。
將電磁感應加熱裝置配置在與電子部件封裝為相反側,使電磁感應加熱作動。藉此,電路側端子12確實發熱。在電路側端子12發生的熱的大部分傳導至焊料30,焊料30熔融。
此時,在電路側端子12發生的熱的一部分在片材11面上擴散,但是與傳導至焊料30的熱量比較,為可以忽視的程度。亦即,幾乎可以忽視熱對片材11的影響,片材11並未熱變形。另外,當然片材11本身未發熱。
相對於此,端子12的尺寸若成為面積1mm×1mm左右以下,則散見發熱量不足造成的缺陷。在本發明,其特徵在於,間接利用在導電性墊40的發熱,補足發熱量不足。
然而,在熱傳時,由於許多熱量經過片材11,對於片材11的熱影響無法預估。亦即,片材11的熱變形之虞是最大的顧慮事項。因此,本案發明人反覆試誤,基於其結果,確定片材11的熱變形幾乎不會發生。
<本案原理推測> 亦即,在導電性墊40發生的熱,有效率地傳達至焊料30。用於片材11的熱變形的熱為可以忽視的程度。基於上述試誤的結果,針對本案原理作推測。
(推測1)本來,與習知技術比較,端子12、21的尺寸小,焊料30的需要量亦少。因此,焊料熔融所需要的熱量亦少。即使熱經過片材11,供應於片材11的熱的絕對量少。
還有,即使電路側端子12的發熱量不足以使焊料熔融,還是有某種程度的量的發熱。因此,從導電性墊40間接供應的熱量補足不夠使焊料熔融的量即可。在這一點,供應於片材11的熱的絕對量少即可。
供應於片材11的熱的絕對量少的結果,片材11不會熱變形。
(推測2)公認熱會選擇在熱傳導率高的物質移動。特別是,在數秒(具體而言,高溫區為1~2秒)的加熱,未成為熱平衡的狀態,推測熱傳導率的差異的影響大。一般而言,金屬的熱傳導率高於樹脂的熱傳導率,樹脂的熱傳導率高於空氣的熱傳導率。
第7圖為片材11內的熱路徑的概念圖。由於第7圖對應於第1圖,將符號省略。假定導電性墊40導電性墊40為均質發熱,在片材圖示下表面側為均質地在片材11傳導。另一方面,在片材圖示上表面側,熱傳導率高的端子12與熱傳導率低的空氣混雜。熱會選擇熱傳導率高的端子12而傳導。亦即,在片材11內的熱傳導發生不均。
第8圖為顯示熱傳導不均的平面圖。另外,由於第8圖對應於第2圖,將符號省略。而在電子部件側端子21,為了防止短路,確保端子間距離。對應於此,在電路側端子12,亦確保端子間距離。在圖式的例子,即使是最窄的端子間距離,仍確保與端子12的寬度相當(至少一半以上)的間隔。
熱傳導集中於端子12相當位置,假使即使這個區域軟化,往其以外的區域的熱傳導少,而難以軟化。將軟化區域表為S(soft)、非軟化區域表為H(hard)。
軟化區域S被非軟化區域H圍繞。假使片材有一部分軟化,即使分子活躍而愈開始活動,仍被周圍拘束。藉此在片材全體,熱變形受到抑制。
(推測3)第9圖及第10圖為導電性墊40的溫度曲線。在第9圖,加上關於焊料熔融的資訊。在第10圖,加上關於片材軟化的資訊。另外,由於比較的對象不同,第9圖及第10圖為概念圖。
在第9圖,從導電性墊40供應使焊料成為熔點以上的熱t1秒(例如1~3秒左右)。假定供應熱量Q1全部傳導至焊料30,若為焊料熔融所需能量以上,焊料30則熔融。如在推測1所述,焊料熔融所需熱量少,施加時間短即可。
在第10圖,從導電性墊40供應使樹脂成為玻璃轉移點以上的熱t2秒(例如4~10秒左右)。假定供應熱量Q2全部傳導至片材11,若為片材11熱變形所需能量以上,片材11則熱變形。然而,由於施加時間短,t2亦短,熱量Q2亦少。不足以使片材11熱變形。
又,相對於焊料在非常短時間(瞬間)熔融,樹脂即使成為玻璃轉移點以上,不會立即軟化而使分子開始活躍運動,從軟化開始到熱變形有時間延遲。在上述溫度曲線(峰值尖銳),在進一步軟化而組織流動之前,未達玻璃轉移點。
關於上述電磁感應加熱的溫度曲線,有貢獻於抑制片材11的熱變形的可能性。
<功效> 藉由來自導電性墊40的間接加熱(準直接加熱),即使電路側端子12狹小(例如面積1mm×1mm左右以下),仍可以確實地焊料接合。此時雖有片材11熱變形的顧慮,已確認並無問題。亦即,對於片材11的熱的影響可以忽視。
其結果,可以在片材11使用非耐熱性材料、可以在焊料30使用高溫焊料等,本案封裝方法所受限制少。
另外,對於電子部件的熱影響亦幾乎沒有,亦維持習知技術的功效。
<變形例> 本發明並未受限於上述實施形態,在本案發明的技術思想的範圍,可以作各種變形。以下,針對數個變形例作說明。
(變形例1)第11圖示關於變形例1的LED封裝結構的示意剖面圖。第12圖是關於變形例1的電路基板10的主要部分的平面圖。
在上述實施形態,對應於一個單位(六個電路側端子12)而設置導電性墊40;在變形例1,對應於四個單位(六個電路側端子12)而設置導電性墊40。以虛線顯示對應於一個電子部件的一個單位。
伴隨著電子部件20更加小型化,電路側端子12的面積亦變得更狹小。又,對應於一個單位的導電性墊40的面積亦變的狹小,而有無法充分確保發熱量之虞。例如,將電子部件20的尺寸設為1mm×1mm左右,將端子尺寸設為250μm×250μm左右,若適用上述實施形態的比例的例子,導電性墊40的直徑成為1.5mm左右。
在變形例1,設為對應於四個單位的導電性墊40之下,確保導電性墊40的面積而確保發熱量。藉此,可以作確實的焊料接合。在圖式的例子,將導電性墊40的尺寸設定為直徑2.5~3mm左右。
(變形例2) 第13圖是關於變形例2的BGA封裝結構的示意剖面圖。第14圖是關於變形例2的電路基板10的主要部分的平面圖。
在上述實施形態,對應於一個單位(六個電路側端子12)設置一個導電性墊40;但是在變形例2,對應於一個單位設置七個導電性墊40。以虛線顯示對應於一個BGA的一個單位。
球閘陣列(BGA)20是電子部件的一種,是具有將焊料球排列成柵格狀的電極形狀的封裝基板。在圖式的例子,BGA 20具有32個端子21。對應於此,在電路基板10,在每一個單位設置有三十二個端子12。
BGA 20具有多數的端子21的結果,電路側端子12的面積變得更狹小。另一方面,對應於一個單位而設置一個導電性墊40,會有發熱量過多之虞。
在變形例2,在對應於一個單位設置七個導電性墊40之下,不會有多餘發熱而確保適切的發熱量。藉此,不會使片材損傷,可以確實作焊料接合。
在變形例2,例如將BGA 20的尺寸設為5mm×5mm~ 10mm×10mm左右,將端子尺寸設為500μm×500μm,將導電性墊40的尺寸設為直徑2mm左右。
另外,亦可將本案封裝方法適用於晶片尺寸封裝(CSP)。
(變形例3) 第15圖是關於變形例3的FPC封裝結構的示意圖。第16圖是關於變形例3的FPC10、20的主要部分的斜視圖。第17圖是關於變形例3的FPC10、20的主要部分的剖面圖。
在上述實施形態,已針對對電子部件20的電路基板10的封裝作說明,若將FPC10解釋為電路基板、將FPC20解釋為廣義的電子部件,FPC10、20彼此亦同樣可以接合。
FPC(可撓式印刷電路)接合於電子部件。此時,由於集中多數的配線,端子間隔變窄,一個端子的寬度變窄。其結果,關於習知技術的電磁感應加熱,有無法確保充分的發熱量之虞。
在變形例3,在FPC10的背面端部設置導電性墊40而間接加熱之下,確保發熱量。藉此,可以作確實的焊料接合。
(變形例4) 雖然為關於焊料接合,但亦可適用於焊料接合以外。例如,本案封裝方法可適用於熱固型接著劑硬化。
具體而言,對於塑膠框體與金屬部件成為一體的成型品,在背面設置導電性墊40,同時在金屬部件塗佈熱固型接著劑,藉由電磁感應加熱使導電性墊40發熱,使熱固型接著劑反應。
10:電路基板 11:片材 12:電路側端子 20:電子部件 21:電子部件側端子 30:焊料 40:導電性墊
第1圖是關於本實施形態的LED封裝結構的剖面圖。 第2圖是關於本實施形態的電路基板主要部分的平面圖。 第3圖是關於本實施形態的電路基板全體的平面圖。 第4圖是本實施形態的適用例。 第5圖是本實施形態的適用例。 第6圖是電磁感應加熱(習知例)。 第7圖是本發明的原理說明(軟化不均)的剖面圖。 第8圖是本發明的原理說明(軟化不均)的平面圖。 第9圖是本發明的原理說明的溫度曲線。 第10圖是本發明的原理說明的溫度曲線。 第11圖是關於變形例1的LED封裝結構的剖面圖。 第12圖是關於變形例1的電路基板主要部分的平面圖。 第13圖是關於變形例2的BGA封裝結構的剖面圖。 第14圖是關於變形例2的電路基板主要部分的平面圖。 第15圖是關於變形例3的FPC接合示意的斜視圖。 第16圖是關於變形例3的FPC接合主要部分的斜視圖。 第17圖是關於變形例3的FPC接合主要部分的剖面圖。 第16圖是電磁感應的基本原理。
10:電路基板
11:片材
12:電路側端子
20:電子部件
21:電子部件側端子
30:焊料
40:導電性墊

Claims (9)

  1. 一種電路基板,為藉由電磁感應加熱以焊料接合電子部件的電路基板,其特徵在於包括: 由熱塑性樹脂構成的非耐熱性片; 電路,設於上述非耐熱性片的一面側; 電路側端子,設於上述電路;以及 導電性墊,設於上述非耐熱性片的另一面側之對應於上述電路側端子的位置;其中 上述電路側端子的尺寸為1mm×1mm以下; 上述導電性墊大於上述電路端子;以及 藉由上述電磁感應加熱而上述導電性墊所發之熱經由上述非耐熱性片及上述電路側端子傳導至焊料。
  2. 如請求項1之電路基板,其中可排列複數個上述電子部件。
  3. 如請求項1或2之電路基板,其中 以對應於一個電子部件的複數個電路側端子為一個單位;以及 上述導電性墊設於上述每一個單位。
  4. 如請求項1至3任一項之電路基板,其中以對應於一個電子部件的三個以上的電路側端子為一個單位。
  5. 如請求項3或4之電路基板,其中上述導電性墊的尺寸包含上述一個單位。
  6. 如請求項1至5任一項之電路基板,其中上述導電性墊為圓形或多邊形。
  7. 一種封裝方法,為將電子部件以焊料接合於如請求項1之電路基板的封裝方法,其特徵在於: 使電子部件的端子隔著焊料,與上述電路側端子對向; 在上述非耐熱性片的另一面側,藉由上述電磁感應加熱而使上述導電性墊發熱;以及 經由上述非耐熱性片及前記回路端子,將上述導電性墊所發之熱傳導至焊料,使焊料熔融。
  8. 一種片狀顯示器,其特徵在於: 如請求項2之電子部件為內建控制部的全彩LED;以及 藉由排列上述LED而形成。
  9. 一種封裝構造,藉由焊料接合而在如請求項1之電路基板封裝電子部件。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10294552A (ja) * 1997-04-18 1998-11-04 Yamaichi Electron Co Ltd 実装回路装置
JP2000183513A (ja) * 1998-12-16 2000-06-30 Nec Corp 回路基板と電子部品との接続解除装置及びその解除方法
KR100517010B1 (ko) * 2003-01-21 2005-09-26 오태성 교류자기장에 의한 유도가열체를 이용한 플립칩본딩방법과 그 장치
JP2008141188A (ja) * 2006-11-06 2008-06-19 Toyota Industries Corp 電子部品の接合方法及び電子機器の製造方法
JP4970292B2 (ja) * 2008-01-08 2012-07-04 富士通株式会社 電子部品のリペア方法、リペア装置および配線板ユニット
JP3163841U (ja) * 2010-08-23 2010-11-04 黄顯榮 モジュール化したledディスプレイ及びそのシステム
JP2013171863A (ja) * 2012-02-17 2013-09-02 Panasonic Corp 電子部品実装構造体及びその製造方法
WO2018051475A1 (ja) 2016-09-16 2018-03-22 株式会社ワンダーフューチャーコーポレーション はんだ接合方法及びはんだ接合装置
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