TWI428066B - 電子元件之安裝方法 - Google Patents

Description

電子元件之安裝方法

本發明涉及電路板技術領域，尤其涉及一種於電路基板上安裝電子元件之方法。

電路基板上會安裝許多電子元件(例如，主動元件或者被動元件)以實現特定之電子功能。這些電子元件絕大部分藉由表面貼裝技術(Surface Mounting Technology)直接焊接於電路基板之焊盤上。

一般之電子元件之安裝過程如下：將錫膏藉由鋼板印刷之方法設置於電路基板之各個焊盤上；各個電子元件之引腳被放置相應之錫膏上；將放置有電子元件之電路基板放於紅外線回焊爐以將焊料融化為液態；取出電路基板後，冷卻焊料，以將各個電子元件之引腳固定於相應之焊盤上。惟，將焊料融化為液態及冷卻焊料過程中，焊料會膨脹或者收縮，電子元件亦會於焊料形變之帶動下相對焊盤移動，從而使得電子元件之引腳與錫膏之間之接觸面積變小，進而不僅使得電子元件與焊盤之間之電導通性能變得較差，還使得電子元件與焊盤之間之結合力變得較小，受到外力干擾時電子元件更易從焊盤上脫落。

故，有必要提供一種將電子元件安裝於電路基板時，可有效防止 電子元件相對焊盤移動之電子元件之安裝方法。

以下將以實施例說明一種電子元件之安裝方法。

一種電子元件之安裝方法，包括步驟：提供一電路基板，該電路基板包括一基底層及安裝於該基底層之間隔分佈之至少兩個焊盤；於該至少兩個焊盤上分別設置焊料；提供一電子元件，該電子元件包括至少兩個引腳；將該電子元件置於該電路基板上，且該至少兩個引腳分別與該至少兩個焊盤上之焊料一一接觸；提供一固定治具，該固定治具包括一第一金屬網；將該固定治具鋪設於該電路基板上，且該第一金屬網覆蓋該電子元件；熔融該電路基板上之焊料；以及冷卻該焊料從而將該電子元件之至少兩個引腳固定安裝於該電路基板之至少兩個焊盤上，並將該固定治具從該電路基板上移除。

本技術方案之電子元件之安裝方法中，固定治具之第一金屬網對電子元件施加一壓力，使得電子元件於熔融焊料及冷卻焊料過程中，不會隨著焊料之形變而相對焊盤移動，從而不僅可以確保電子元件與焊盤之間具有較好之電導通性能，而且還使得電子元件與焊盤之間之結合力較大，電子元件可以更牢固地安裝於焊盤上。

11‧‧‧電路基板

111‧‧‧基底層

113‧‧‧保護層

115‧‧‧焊盤

1131‧‧‧開口

117‧‧‧焊料

21、22‧‧‧電子元件

211、213、221、223‧‧‧引腳

30‧‧‧固定治具

301‧‧‧第一金屬網

303‧‧‧第二金屬網

305‧‧‧連接柱

3011‧‧‧橫向金屬線

3013‧‧‧縱向金屬線

圖1為本技術方案實施方式提供之電路基板之剖視示意圖，該電路基板包括一基底層、一覆蓋該基底層之保護層、及安裝於該基底層之間隔分佈之至少兩個焊盤，該保護層開設有與該至少兩個 焊盤一一對應之至少兩個開口，以暴露出該至少兩個焊盤。

圖2為本技術方案實施方式提供之於該至少兩個焊盤上分別設置焊料後之剖視示意圖。

圖3為本技術方案實施方式提供之兩個電子元件之剖視示意圖。

圖4為本技術方案實施方式提供之將兩個電子元件分別置於電路基板上，且兩個電子元件之引腳分別與該焊盤上之焊料接觸後之剖視示意圖。

圖5為本技術方案實施方式提供之固定治具之側視圖。

圖6為圖5中之固定治具之分解示意圖。

圖7為本技術方案實施方式提供之將圖5中之固定治具鋪設於圖4中所示之電路基板之剖視示意圖。

圖8為本技術方案實施方式提供之熔融電路基板上之焊料後之剖視示意圖。

圖9為本技術方案實施方式提供之冷卻該焊料從而將兩個電子元件之引腳固定安裝於該電路基板之至少兩個焊盤上，並將該固定治具從該電路基板上移除後之剖視示意圖。

下面將結合複數附圖及實施方式，對本技術方案提供之電子元件之安裝方法作進一步之詳細說明。

本技術方案實施方式提供電子元件之安裝方法，包括步驟：

第一步，請參閱圖1，提供一電路基板11。電路基板11包括一基底層111、一覆蓋基底層111之保護層113、及安裝於基底層111之間隔分佈之至少兩個焊盤115。

基底層111為多層結構。多層結構係指包括交替排列之至少一層絕緣層和至少一層線路層之結構，即，基底層111可以為形成了導電線路之單面電路板、雙面電路板或多層電路板。於本實施方式中，基底層111為包括一層導電線路之單面電路板。

保護層113由絕緣材料構成，用於保護基底層111內之導電線路免受污染或者損害。絕緣層之材料可以為硬性材料，如環氧樹脂、玻纖布等，亦可以為柔性材料，如聚醯亞胺(Polyimide,PI)、聚乙烯對苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthalate,PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene naphthalate，PEN)等。保護層113可以由網版印刷或者顯影蝕刻之方式設於基底層111。本實施方式中，保護層113藉由網版印刷之方式設於基底層111。當然，保護層113亦可以省略不要。

保護層113開設有與至少兩個焊盤115一一對應之至少兩個開口1131，以暴露出至少兩個焊盤115。

至少兩個焊盤115安裝於基底層111，用於將電子元件與基底層111中相應之導線線路電性相連。本實施方式中，基底層111上之焊盤115之個數為四個。當然，基底層111上之焊盤115之個數可以為兩個、六個、八個或者更多個。

第二步，請參閱圖2，於至少兩個焊盤115上分別設置焊料117。 焊料117可以為錫膏、銀膏或者銅膏等其他具有導電性能之膏狀體。本實施方式中，採用鋼板印刷之方式將錫膏設置於基底層111上之各個焊盤115上。

第三步，請參閱圖3，提供至少一電子元件，該至少一電子元件中之每個電子元件均包括至少兩個引腳。本實施方式中，提供了電子元件21及電子元件22，且電子元件21之高度小於電子元件22之高度。電子元件21包括引腳211及引腳213。電子元件22包括引腳221及引腳223。

第四步，請參閱圖4，將該至少一電子元件置於電路基板11上，且該至少一電子元件中之每個電子元件之至少兩個引腳分別與該至少兩個焊盤115中之相應之焊盤115上之焊料117一一接觸。本實施方式中，將電子元件21及電子元件22分別置於四個焊盤115中之相應之兩個焊盤115上。

第五步，請參閱圖5及6，提供一固定治具30。固定治具30用於防止電子元件21及電子元件22於後續熔融焊料117或者冷卻焊料117之過程中相對相應之焊盤115移動。固定治具30包括一第一金屬網301。

優選地，為了更好地防止電子元件21及電子元件22於後續熔融焊料117或者冷卻焊料117之過程中相對相應之焊盤115移動，固定治具30還包括一第二金屬網303及至少一連接柱305。至少一連接柱305之兩端分別連接第一金屬網301及第二金屬網303。本實施方式中，第一金屬網301及第二金屬網303均具有相互平行之複數 條橫向金屬線3011及相互平行之複數條縱向金屬線3013，且每一金屬線均為鐵線；至少一連接柱305為複數連接柱305，且每一連接柱305均為銅柱。每個連接柱305之兩端分別連接第一金屬網301之一網線交叉點及第二金屬網303之一網線交叉點。

為了使得第一金屬網301及第二金屬網303具有較好地柔韌性，複數條橫向金屬線3011及複數條縱向金屬線3013之直徑均為0.5至2毫米，每相鄰兩條橫向金屬線3011之間距為3至8毫米，每相鄰兩條縱向金屬線3013之間距為3至8毫米；至少一連接柱305直徑為3至10毫米，高度為5至20毫米。優選地，本實施方式中，複數條橫向金屬線3011及複數條縱向金屬線3013之直徑均為1毫米，每相連兩條橫向金屬線3011之間距為4毫米，每相鄰兩條縱向金屬線3013之間距為4毫米；每一連接柱305之直徑為3毫米，高度為5毫米。

優選地，於後續回焊過程中，為了將固定治具30自身吸熱能耗降到最低，本實施方式中，複數條橫向金屬線3011、複數條縱向金屬線3013及複數連接柱305之表面均鍍有銀層。

此外，為了使得固定治具30具有較強之形變能力，第一金屬網301及第二金屬網303均為柔性網。優選地，複數條縱向金屬線3013中每相鄰兩條中僅一條連接有複數連接柱305中之至少一連接柱305，複數條橫向金屬線3011中每條均連接有複數連接柱305中之至少一連接柱305。

第六步，請參閱圖7，將固定治具30鋪設於電路基板11上，且第 一金屬網301覆蓋電子元件21及電子元件22。固定治具30之第一金屬網301覆蓋電子元件，從而可以給電子元件提供朝向該電子元件之壓力，進而確保於後續熔融焊料117或者冷卻焊料117之過程中，電子元件不會於焊料117形變之帶動下相對相應之焊盤115移動。

優選地，本實施方式中，將固定治具30鋪設於電路基板11上時，至少一連接柱305位於該至少一電子元件上方。更優選地，至少一連接柱305於該至少一電子元件上所處之平面上之投影落於該至少一電子元件上，以使至少一連接柱305可以給相應之電子元件提供朝向該相應之電子元件之壓力，進而確保於後續熔融焊料117或者冷卻焊料117之過程中，相應之電子元件不會於焊料117形變之帶動下相對相應之焊盤115移動。

具體地，如圖7所示，兩個連接柱305於電子元件21所處之平面上之投影落於電子元件21上，兩個連接柱305於電子元件22所處之平面上之投影落於電子元件22上。

第七步，請參閱圖8，熔融電路基板11上之焊料117。本實施方式中，覆蓋有固定治具30之電路基板11被放入紅外線回焊爐(圖未示)以使焊料117熔融。

第八步，請參閱圖9，冷卻焊料117從而將該至少一電子元件之至少兩個引腳固定安裝於電路基板11之至少兩個焊盤115上，並將固定治具30從電路基板11上移除。本實施方式中，冷卻焊料117從而將電子元件21及電子元件22之引腳211、引腳213、引腳221 及引腳223分別固定安裝於電路基板11之四個焊盤115中相應之焊盤115上。

本技術方案之電子元件之安裝方法中，固定治具對電子元件施加一壓力，使得電子元件於熔融焊料117及冷卻焊料117過程中，不會隨著焊料117之形變而相對焊盤移動，從而不僅可以確保電子元件與焊盤之間具有較好之電導通性能，而且還使得電子元件與焊盤之間之結合力較大，電子元件可以更牢固地安裝於焊盤上。此外，於安裝高度不一之電子元件21及電子元件22時，由金屬網及連接柱構成之固定治具可以發生一些形變，從而可以更好地防止電子元件22及電子元件22中之每個電子元件相對焊盤移動。另，由於固定治具外表面鍍有可高度反射紅外線之銀，所以，固定治具於熔錫過程中自身吸熱能耗降到最低，節省了資源。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

117‧‧‧焊料

30‧‧‧固定治具

Claims (10)

1. 一種電子元件之安裝方法，包括步驟：提供一電路基板，該電路基板包括一基底層及安裝於該基底層之間隔分佈之至少兩個焊盤；於該至少兩個焊盤上分別設置焊料；提供一電子元件，該電子元件包括至少兩個引腳；將該電子元件置於該電路基板上，且該至少兩個引腳分別與該至少兩個焊盤上之焊料一一接觸；提供一固定治具，該固定治具包括一第一金屬網，該第一金屬網為柔性網，該第一金屬網之表面鍍有銀層；將該固定治具鋪設於該電路基板上，且該第一金屬網覆蓋該電子元件；熔融該電路基板上之焊料；以及冷卻該焊料從而將該電子元件之至少兩個引腳固定安裝於該電路基板之至少兩個焊盤上，並將該固定治具從該電路基板上移除。
2. 如申請專利範圍第1項所述之電子元件之安裝方法，其中，該固定治具進一步包括一第二金屬網及至少一連接柱，該至少一連接柱之兩端分別連接該第一金屬網及第二金屬網，且將該固定治具鋪設於該電路基板上時，該至少一連接柱位於該電子元件上方。
3. 如申請專利範圍第2項所述之電子元件之安裝方法，其中，該電路基板還包括一覆蓋該基底層之保護層，該保護層開設有與該至少兩個焊盤一一對應之至少兩個開口，以暴露出該至少兩個焊盤 。
4. 如申請專利範圍第2項所述之電子元件之安裝方法，其中，該第二金屬網均為柔性網。
5. 如申請專利範圍第4項所述之電子元件之安裝方法，其中，該第二金屬網及至少一連接柱之表面均鍍有銀層。
6. 如申請專利範圍第5項所述之電子元件之安裝方法，其中，該第一金屬網及第二金屬網均由鍍銀之鐵線交織形成，該至少一連接柱為鍍銀之銅柱。
7. 如申請專利範圍第2項所述之電子元件之安裝方法，其中，該至少一連接柱之兩端分別連接該第一金屬網之一網線交叉點及第二金屬網之一網線交叉點。
8. 如申請專利範圍第2項所述之電子元件之安裝方法，其中，該第一金屬網及第二金屬網均具有相互平行之複數條橫向金屬線及垂直於橫向金屬線之複數條縱向金屬線，該至少一連接柱為複數連接柱，每個連接柱均連接該第一金屬網之一網線交叉點及第二金屬網之一網線交叉點。
9. 如申請專利範圍第8項所述之電子元件之安裝方法，其中，該複數條縱向金屬線中每相鄰兩條中僅一條連接有該複數連接柱中之至少一連接柱，該複數條橫向金屬線中每條均連接有該複數連接柱中之至少一連接柱。
10. 如申請專利範圍第8項所述之電子元件之安裝方法，其中，該複數條橫向金屬線及複數條縱向金屬線之直徑均為0.5至2毫米，每相鄰兩條橫向金屬線之間距為3至8毫米，每相鄰兩條縱向金屬線之間距為3至8毫米，該至少一連接柱之直徑為3至10毫米，高度 為5至20毫米。