專利名稱：具有匯流條組件及由焊接裝在其上的電子部件的電子裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有匯流條組件以及通過焊接裝配在其上的電子部件的電 子裝置。
背景技術(shù)：
作為具有使用預(yù)定電路圖案的線路板并且在其上裝配多個電子部件的 傳統(tǒng)電子裝置的一個例子，在對應(yīng)于日本專利申請公開No.2004-200464的美 國專利申請7>開No.2004/0119155中7>開了一種電子裝置。
在該美國專利申請公開中公開的電子裝置的線路板包括由彼此組裝以 提供預(yù)定電路圖案的多個金屬線路板(匯流條)組成的線路板組件。多個焊墊 在線路板組件的一個表面的預(yù)定位置上形成，使得電子裝置的多個電子部件 被分別焊接在線路板組件的相應(yīng)焊墊上。
熔融焊料沿焊墊和其周圍的匯流條的過度燈芯效應(yīng)不能保證焊接接合 的足夠強(qiáng)度。為了解決該問題，在該美國專利申請公開中公開的線路板配有 覆蓋線路板組件的一個表面的預(yù)定非焊接區(qū)域的阻焊層。預(yù)定非焊接區(qū)域位 于除了其中的焊墊之外的線路板組件的這個表面上。阻焊層阻止焊墊上的熔 融焊料的過分移動，保持焊^^的足夠強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
在制造該美國專利申請公開中公開的電子裝置時，需要用阻焊層涂敷預(yù) 定非焊接區(qū)域的步驟。這使制造電子裝置所需的步驟的數(shù)量增加。 考慮到上述的情況，本發(fā)明的至少一個方面的目的是提供能夠保證焊接 接合的足夠強(qiáng)度而無需這種阻焊層涂敷過程的電子裝置。
為了實(shí)現(xiàn)這種目的，本專利申請的發(fā)明人認(rèn)真地研究了實(shí)現(xiàn)該目的的具 體措施，同時進(jìn)行了大量的試錯實(shí)驗(yàn)。研究的結(jié)果，發(fā)明人完成了本發(fā)明，
其中把熔融焊料的接觸角度限制在40到60度的預(yù)定角度范圍以內(nèi)阻止了熔 融焊料的過度移動。這可以保持對應(yīng)于電子部件和匯流條之間的熔融焊料的 焊##^的足夠強(qiáng)度。
具體地，才艮據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了電子裝置。該電子裝置包括電 子部件，和包括至少一種預(yù)先選擇的金屬材料制成的多個匯流條的匯流條組
件。多個匯流條的每個具有一個表面。多個匯流條凈皮配置以使i且裝為構(gòu)成預(yù)
定電路圖案。該電子裝置包括由預(yù)先選擇的金屬材料的合金制成并M置在 多個匯流條的至少一個的一個表面上的焊^^。焊^^從熔融狀態(tài)轉(zhuǎn)變 為固態(tài)，由此機(jī)喊地和電氣地把電子部件連接到多個匯流條的至少一個的一 個表面。多個匯流條的至少一個的至少一種預(yù)先選擇的金屬材料和焊#^
條的至少一個的該一個表面的接觸角在40到60度的角度范圍以內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了制造電子裝置的方法。該方法包括準(zhǔn)
備電子部件，并且選擇至少 一種金屬材料以準(zhǔn)備由該至少 一種選擇的金屬材
料制成的多個匯流條組成的匯流條組件，其中多個匯流條的每個具有一個表
面。多個匯流條被配置以便組裝為構(gòu)成預(yù)定電路圖案。該方法包括選擇金屬
材料合金以便形成由選擇的金屬材料合金制成的焊"^4^，并且把焊##^
放置在多個匯流條的至少一個的一個表面上。該方法包括把放置在多個匯流 條的至少一個的一個表面上的焊^^從熔融狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，由此;^地
和電氣地把電子部件連接到多個匯流條的至少一個的一個表面。多個匯流條 的至少一種選擇的金屬材料和焊接接合的選擇的金屬材料的合金確定處于 熔融狀態(tài)的焊接接合相對于多個匯流條的至少一個的一個表面的接觸角度 在40到60度的角度范圍以內(nèi)。


本發(fā)明的其它目的和方面將在參考附圖對實(shí)施例所作的下面描述中而 變得更明顯，在附圖中
圖1是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電子裝置的結(jié)構(gòu)的例子
的透視圖2A是示意性地示出根據(jù)第一實(shí)施例的IC部件的引線之一和在其周圍 放置的熔融焊M合的局部橫截面圖2B是示意性地示出圖1中示出的在IC部件的底面和相應(yīng)匯流條的焊 墊之間放置的熔融焊##合的局部橫截面圖3是示意性地示出根據(jù)第一實(shí)施例的、使用眾所周知的弧面狀沾錫試 驗(yàn)(JIS C 0053)把基板浸入熔融焊料的垂直^L圖4A是示意性地示出根據(jù)第一實(shí)施例的、在固定引線的相應(yīng)熔融焊接 接合的輪廓線和相應(yīng)匯流條的鍍金屬面之間的焊接接觸角被設(shè)置成低于40 度的情況下的局部橫截面圖4B是示意性地示出根據(jù)笫一實(shí)施例的、在固定引線的相應(yīng)熔融焊接 接合的輪廓線和相應(yīng)匯流條的鍍金屬面之間的焊接接觸角被設(shè)置成高于60 度的情況下的局部橫截面圖5A是示意性地示出根據(jù)第一實(shí)施例的、不同的錫基無鉛焊M金和 兩種錫基含鉛焊M金(20個不同樣本)的表；
圖5B是曲線圖(a)和(b)，其中曲線圖(a)示意性地示出了根據(jù)笫一實(shí)施例 的、當(dāng)樣本1號到20號的每個樣本的溫度(回流溫度)保持在250"C時，樣本 1號到20號的相應(yīng)一個樣本的測量接觸角(度)，并且其中曲線圖(b)示意性 地示出了當(dāng)焊料合金的樣本l號到20號的每個樣本的溫度(回流溫度)保持在 其液線溫度加50X:的和時，樣本1號到20號的相應(yīng)一個樣本的測量接觸角
(度)；
圖6是示意性地示出根據(jù)笫一實(shí)施例的、根據(jù)圖3示出的眾所周知的弧 面狀沾錫方法通過沉浸第 一到第四例不同合金得到的錫銀銅的熔融焊料合 金的接觸角(度)和輪廓線(fillet)的測量結(jié)果；
圖7是示意性地示出根據(jù)第一實(shí)施例的匯流條板的結(jié)構(gòu)的例子的透視
圖8是示意性地示出根據(jù)第一實(shí)施例的類似夾具的板的結(jié)構(gòu)的例子的透 視圖9是示意性地示出根據(jù)第一實(shí)施例的匯流條板安裝在夾具中的狀態(tài)的 透視圖IO是示意性地示出根據(jù)第一實(shí)施例的IC部件裝配在匯流條板上的狀
態(tài)的透視圖11是示意性地示出根據(jù)第一實(shí)施例的匯流條板從夾具切除并且連接 條從匯流條板移除的狀態(tài)的透視圖12是示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的匯流條板的結(jié)構(gòu)的例 子的透視圖13是示意性地示出根據(jù)第二實(shí)施例的匯流條板的結(jié)構(gòu)的例子的透視
圖14是示意性地示出根據(jù)第二實(shí)施例的類似板的夾具的結(jié)構(gòu)的例子的 透視圖15是示意性地示出根據(jù)第二實(shí)施例的匯流條板安^a夾具中的狀態(tài) 的透視圖16是示意性地示出根據(jù)第二實(shí)施例的IC部件裝配在匯流條板上的狀 態(tài)的透視圖17是示意性地示出根據(jù)第二實(shí)施例的匯流條板從夾具切除并且連接 條從匯流條板移除的狀態(tài)的透視圖18是示意性地示出根據(jù)笫二實(shí)施例的第一沖壓模的固定突出從要插 在其中的其它表面(非鍍表面)插入到匯流條的另一個橫向端的配合孔中的狀 態(tài)的局部橫截面圖；以及
圖19是示意性地示出根據(jù)第二實(shí)施例的修改的部分匯流條的放大視圖。
具體實(shí)施方式
在下文參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例。 第一實(shí)施例
參考圖1到11，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電子裝置1包括 匯流條組件BA;
才艮據(jù)第一實(shí)施例的作為電子部件的多個例如3個IC部件2、 3和4;和
IC部件2、 3和4到匯流條組件BA之間的多個焊^^合13，用于電氣 地和機(jī)械地把IC部件2、 3和4連接到匯流條組件BA。
匯流條組件BA由多個匯流條5到12組成。匯流條5到12的每個是由 傳送高電流的導(dǎo)電金屬如銅構(gòu)成的例如平坦板狀導(dǎo)體。
如圖1所示，均具有預(yù)定形狀的多個匯流條5到12被布置在相同平面 上以便彼此組裝，以提供構(gòu)成預(yù)定電路圖案的基本矩形的線路板。
每個匯流條5到12的一個表面用鍍金屬層PL涂敷。在下文，其上形成 了鍍金屬層PL的每個匯流條5到12的這一個表面也被稱作"鍍金屬面PL"。
在第一實(shí)施例中，無阻焊層(樹脂層)在每個匯流條5到12的這一個表面 上形成。
例如，如圖1和7所示，矩形匯流條5的一個橫向端5a和匯流條6的 第一矩形部分6a構(gòu)成矩形匯流條組件BA的一個橫向端。匯流條6的矩形部 分6a和匯流條11的第一矩形部分lla構(gòu)成矩形匯流條組件BA的一個縱向。
第一矩形部分lla的一個橫向端、匯流條11的笫二矩形部分lib的一個 橫向端和矩形匯流條12的一個橫向端12a構(gòu)成矩形匯流條組件BA的另 一個 橫向端。第一和第二矩形部分lla和lib通過第三矩形部分11c彼此連續(xù)地 連接。
矩形匯流條5的另一個橫向端的延伸部分5b的頂端和從第一矩形部分 6a的一個橫向端延伸的第二矩形部分6b的一個橫向端的延伸部分6c的頂端 構(gòu)成矩形匯流條組件BA的另一個縱向端的部分。類似地，匯流條7， 8， 9 和10各自的一個橫向端7a、 8a、 9a和10a和匯流條11的第二矩形部分lib 構(gòu)成矩形匯流條組件BA的另一個縱向端的其余部分。
匯流條9具有基本L-形，以便其另一個橫向端9b彎曲卯度，以向匯流 條ll的第三矩形部分llc延伸，同時在兩者之間保持一間隔。匯流條10被 相對于匯流條ll的第三矩形部分llc設(shè)置，兩者之間具有一間隔。
針對延伸部分5b和6c的頂端和各個匯流條7、 8、 9和10的一個橫向 端7a、 8a、 9a和10a，連續(xù)形成終端條14、 15、 16、 17、 18和19。
矩形匯流條5、 11和12的一個橫向端5a、 一個橫向端lld和一個橫向 端12a分別朝其鍍層側(cè)正交地彎曲。類似地，針對延伸部分5b和6c的頂端 和各個匯流條7、 8、 9和10的一個橫向端7a、 8a、 9a和10a而連續(xù)地形成 的終端條14、 15、 16、 17、 18和19被分別朝匯流條5、 6、 7、 8、 9和10 的鍍層側(cè)正交地彎曲。
IC部件2被設(shè)計(jì)成例如棵片式部件。IC部件2由IC芯片和位于IC芯
片的底部表面的多個引線組成。
IC部件(IC芯片)2在其底部表面處通過IC部件2的底部表面和匯流條 5和6的焊墊之間放置的焊M合13被固定地裝配在匯流條5和匯流條6的 鍍金屬面PL的預(yù)先確定位置的焊墊上。
每個IC部件3和4例如被設(shè)計(jì)成小輪廓封裝部件。每個IC部件3和4
由IC芯片和封裝它的矩形封^ia成。
每個IC部件3和4還包括多個密集的引線L，這些引線沿相應(yīng)匯流條 的鍍金屬面PL從封裝的每側(cè)向外延伸，向下延伸到封裝的一個表面并且沿 其鍍金屬面向外延伸。
IC部件3被放到匯流條組件BA上，使得
其矩形封裝的底部表面通過底部表面和匯流條6的鍍金屬面PL的焊墊 之間放置的焊M合13被固定地裝配在匯流條6的鍍金屬面PL的預(yù)先確定 位置的焊墊上；
從IC部件3的封裝的一側(cè)延伸的五個引線L通過引線L和匯流條6的 鍍金屬面PL的相應(yīng)焊墊之間放置的焊##合13被分別固定地裝配在匯流條 11的鍍金屬面PL的相應(yīng)預(yù)先確定位置的焊墊上；
從IC部件3的封裝的另 一側(cè)延伸的一個引線L通過引線L和匯流條6 的鍍金屬面PL的相應(yīng)焊墊之間放置的焊皿合13被固定地裝配在匯流條7 的4^金屬面PL的相應(yīng)預(yù)先確定位置的焊墊上；并且
從IC部件3的封裝的另 一側(cè)延伸的一對引線L通過該對引線L和匯流 條8的鍍金屬面PL的相應(yīng)焊墊之間放置的焊M合13被固定地裝配在匯流 條8的鍍金屬面PL的相應(yīng)預(yù)先確定位置的焊墊上。
IC部件4,iUt到匯流條組件BA上，使得
之間;置的焊M合13被固定地裝配在匯流條'11'的鍍金^面PL的預(yù)先確 定位置的焊墊上；
從IC部件4的封裝的一側(cè)延伸的五個引線L通過引線L和匯流條12 的鍍金屬面PL的相應(yīng)焊墊之間放置的焊M合13被分別固定地裝配在匯流 條12的鍍金屬面PL的相應(yīng)預(yù)先確定位置的焊墊上；
從IC部件4的封裝的另一側(cè)延伸的一個引線L通過引線L和匯流條9 的鍍金屬面PL的相應(yīng)焊塾之間放置的焊M合13被固定地裝配在匯流條9 的鍍金屬面PL的相應(yīng)預(yù)先確定位置的焊墊上；并且
從IC部件4的封裝的另 一側(cè)延伸的一對引線L通過該對引線L和匯流 條10的鍍金屬面PL的相應(yīng)焊墊之間放置的焊M合13被固定地裝配在匯 流條10的l^金屬面PL的相應(yīng)預(yù)先確定位置的焊墊上。
圖2A是示意性地示出IC部件4的一個引線和在其周圍放置的熔融焊接 接合13的局部橫截面圖。圖2B是示意性地示出IC部件2的底部表面和匯 流條5的相應(yīng)焊墊之間放置的熔融焊##合13的局部橫截面圖。
如以圖2A和2B為例所示，圍繞各引線L的相應(yīng)一個引線放置或在相 應(yīng)封裝(芯片自身)的底部表面和相應(yīng)匯流條的鍍金屬面PL之間放置的每個 熔融焊##^ 13具有預(yù)定的輪廓線(焊料輪廓線)SF。
在第一實(shí)施例中，術(shù)語"輪廓線"表示與匯流條組件BA的鍍金屬面PA 的方向正交的每個熔融焊##^ 13的橫截面的外部表面的結(jié)構(gòu)。
通常，要彼此連接的引線和焊墊圖案之間的熔融焊料輪廓線被用作確定 對應(yīng)于該焊接的焊^#^是否良好的第一評估指標(biāo)。
具體地，當(dāng)輪廓線具有象山腳一樣的逐漸傾斜的形狀時，對應(yīng)于該輪廓 線的焊^^被確定為良好。
除了輪廓線之外，確定引線和焊墊圖案之間的焊M合是否良好的第二
評估指標(biāo)是焊接接觸角e。焊接接觸角e表示熔融焊料的相應(yīng)輪廓線和引線 或焊墊圖案之間的角度。該接觸角e通過構(gòu)造與熔融焊料輪廓線相切的穿過
位于輪廓線和引線或焊墊圖案之間的交叉平面的起始點(diǎn)的線(向量)TL來測量。
焊M觸角6被用作笫二評估指標(biāo)的原因是潤濕性，潤濕性是熔融焊接
接合的基本特性，其取決于焊楱接觸角e。圖3是示意性地示出使用眾所周
知的弧面狀沾錫試驗(yàn)(JIS C 0053)浸入到熔融焊料中的J4l的垂直視圖。如圖 3所示，潤濕力F由下列等式提供
其中，PA^L的周長，B是浮力，已知兩者是常量，6是焊接接觸角， 焊劑界面張力為Ylf 。
該等式示出焊捲接觸角e越低，潤濕力F越高。因而，通常，接觸角e 越低，極好的焊^^多。
確定要彼此連接的引線和焊墊圖案之間的焊接是否良好的笫三評估指
標(biāo)是引線輪廓是否通過焊接接合可見的信息。
然而，在笫一實(shí)施例中，由于在匯流條組件BA的鍍金屬面PL上沒有 形成阻焊層，所以第二評估指標(biāo)不能直接應(yīng)用于焊^#^13。具體地，非常
小的焊楱接觸角e會使相應(yīng)熔融焊M合流到相應(yīng)匯流條外部，使相應(yīng)輪廓
線損壞。
考慮到第 一到第三評估指標(biāo)，本申請的發(fā)明人良現(xiàn)將每個熔融焊##^ 13的焊M觸角6限制在40到60度的預(yù)定角度范圍以內(nèi)阻止了相應(yīng)一個熔 融焊^4^ 13的過度燈芯效應(yīng)。
具體地，圖4A示意性地示出了固定引線L的相應(yīng)熔融焊^^ 13的輪 廓線F和相應(yīng)匯流條12的鍍金屬面PL之間的焊捲接觸角e被設(shè)置成低于 40度(接觸角的角度限制的下限)的情況。在這種情況下，熔融焊接接合13 過度地W目應(yīng)匯流條12移動。這會使相應(yīng)匯流條12上的熔融焊^^ 13 的量降低，可能降低焊M合13的強(qiáng)度。
另一方面，圖4B示意性地示出了固定引線L的相應(yīng)熔融焊M合13 的輪廓線F和相應(yīng)匯流條12的鍍金屬面PL之間的焊楱接觸角6被設(shè)置成高 于60度(接觸角的角度限制的上限)的另一種情況。在另一種情況下，熔融焊 13被過度地裝配在相應(yīng)引線L上。這^f吏引線輪廓通過焊^^ 13 不可見，并且使用于應(yīng)變釋放的相應(yīng)引線L的彎曲無效。結(jié)果，應(yīng)力會集中 在焊^^13上，使IC部件4損毀。
如上所述，在第一實(shí)施例中，脊?fàn)巶€熔融焊##^ 13的焊捲接觸角6 調(diào)整到40到60度的角度范圍以內(nèi)能夠使相應(yīng)一個熔融焊^^ 13的輪廓 線保持在象山腳那樣的逐漸傾斜的極好結(jié)構(gòu)。
注意，位于相應(yīng)匯流條的鍍金屬面PL上的一個熔融焊M合13的接觸 角e取決于這個焊^^ 13的合金材料并且取決于匯流條組件BA的鍍層 PL的金屬材料(合金材料)。
為了確定使用哪種焊料合金作為焊##合13以及使用哪種金屬材料(合 金材料)作為^i:PL，本發(fā)明的發(fā)明人準(zhǔn)備了 13種不同的錫(Sn)基無鉛(Pb) 焊料合金和2種錫基含鉛焊料合金(20種不同樣本)。
在下面的非專利文獻(xiàn)中公開了示出這20種不同樣本中每種樣本的測量 結(jié)果的圖5A和5B。
"Characteristics evaluation of Pb free solder alloys (1) — Melting properties and wettability — in 3rd Symposium on "Microjoining and
Assembly Technology in Electronics" February 6-7， 1997, Yokohama"
具體地，如圖5A所示，樣本1號是錫銀(Ag)合金，樣本2號是錫銅(Cu) 合金，樣本3號和4號分別是錫銀銅合金，以及樣本5號是錫銀鉍(Bi)合金。 樣本6號和7號分別是錫銀鉍,M，樣本8號、9號、10號和11號分別是 錫銀鉍銦(In)合金，樣本12號是錫銀銦銅合金，并且樣本13號是錫鉍銅合 金。
樣本14號是錫鉍銦銅合金，樣本15號是錫銀鋅(Zn)合金，樣本16號是 錫鋅合金，以及樣本17號是錫鋅鉍合金。樣本18號是錫鋅銦合金，樣本19 號濕_錫4艮鉍鉛合金，以及樣本20號是錫鉆合金。
在準(zhǔn)備了樣本1號到20號焊料合金之后，本發(fā)明的發(fā)明人使用如圖3 所示的眾所周知的弧面狀沾錫試驗(yàn)測量樣本1號到20號焊料合金中的每個
樣本的接觸角e(度)。
圖5B示意性地示出了測量結(jié)果。
具體地，在圖5B中，(a)示出了當(dāng)樣本1號到20號中的每個樣本的溫度 (回流溫度)保持在250"C時，所測量的樣本1號到20號中相應(yīng)一個樣本的接 觸角6 (度)。在圖5B中，(b)示出了當(dāng)樣本1號到20號焊料合金中的每個樣 本的溫度(回流溫度)保持在其液線溫度加50X:的和時，所測量的樣本1號到 20號中相應(yīng)一個樣本的接觸角6 (度)。
注意，在圖5B的(a)中，由于氧化過程而不能得到對應(yīng)于樣本15號 的可再現(xiàn)爽:據(jù)，因此在視圖中將其省略。
如圖5A和5B所清晰地示出，9個不同錫基無鉛焊料合金的樣本1號到 14號和一個含鉛錫基焊料的樣本19號中的每個樣本的接觸角6基本位于30 到40度的角度范圍中。3個不同錫基無鉛焊料合金的樣本15號到18號中的 每個樣本的接觸角6基本位于40到60度的角度范圍以內(nèi)。
與此對比，樣本20號錫鉛焊料合金的接觸角6基本位于40到60度的 角度范圍之外的10度及其周圍的角度范圍。
熔融焊料相對于每個匯流條5到12的一個表面的實(shí)際接觸角6取決于 相應(yīng)一個匯流條5到12的一個表面的鍍層的金屬材料。
為此，熔融焊料相對于每個匯流條5到12的一個表面的實(shí)際接觸角6 大于孤面狀沾錫試驗(yàn)中的每個樣本的接觸角6。
因此，在第一實(shí)施例中，9個不同錫基無鉛焊料合金的樣本1號到14號
中的任何一個被優(yōu)選地選作每個焊##合13的焊料合金。具體地，在第一 實(shí)施例中，錫銀銅合金的樣本3號或4號被選作為每個焊M合13的焊料 合金。
如上所述，確定引線和焊墊圖案之間的焊^^是否良好的第四評估指 標(biāo)是表示使用哪種金屬(合金)作為每個匯流條5到12的一個表面的鍍層的信 息。
假定每個匯流條5到12的一個表面的鍍層的厚度是常量，則用于鍍層 的典型金屬材料例如鎳(Ni)、鎳磷(P)合金、鈀(Pd)、金(Au)釔鎳合金、錫、 錫銀合金、銀、鎳金合金和金則取決于熔融焊料的潤濕性。注意，每個匯流 條5到12的一個表面的鍍層的厚度取決于相應(yīng)一個匯流條5到12的一個表 面的熔融焊料的潤濕性。
具體地，在使用鎳或鎳磷合金作為每個匯流條5到12的一個表面的鍍 層的情況下，熔融焊料的潤濕性低于使用鈀或金釔鎳合金的情況下的熔融焊 料的潤濕性。
在使用鈀或金鈀鎳合金作為每個匯流條5到12的一個表面的鍍層的情 況下，熔融焊料的潤濕性低于使用錫、錫銀合金或銀的情況下的熔融焊料的 潤濕性。在使用錫、錫銀合金或銀作為每個匯流條5到12的一個表面的鍍 層的情況下，熔融焊料的潤濕性低于使用錫、鎳金合金或金的情況下的熔融 焊料的潤濕性。
具體地，例如，選擇被用作每個匯流條5到12的一個表面的鍍層的一 種典型的金屬材料使相對于相應(yīng)至少一個匯流條5到12的一個表面的熔融 焊料的接觸角6得以控制，因而穩(wěn)定地保持其相對于相應(yīng)至少一個匯流條5 到12的一個表面的接觸角在40度到60度的角度范圍以內(nèi)。
具體地，在選擇之前，本發(fā)明的發(fā)明人根據(jù)圖3示出的眾所周知的弧面 狀沾錫試驗(yàn)通過如下沉浸測量了接觸角6 (度)和錫銀銅的熔融焊料合金的輪 廓線
在錫銀銅的熔融焊料合金中沉浸鍍鎳(Ni)M作為第一個例子； 在錫銀銅的熔融焊料合金中沉浸鍍鎳磷J41作為第二個例子； 在錫銀銅的熔融焊料合金中沉浸鍍錫141作為第三個例子；并且 在錫銀銅的熔融焊料合金中沉浸鍍鎳金(Au)M作為第四個例子。 圖6示意性地示出了第一到第四個例子中的每一個的測量結(jié)果。 如圖6所示，對應(yīng)于第三和第四個例子中的每一個的測量輪廓線具有不 良形狀，并且與之對應(yīng)的測量接觸角6在40到60度的角度范圍之外。
特別地，在笫三個例子中，錫(Sn)是熔融的，并且在第四個例子中，鎳 ^b昧的成;^目對高。因而，由于上述原因，確定使用錫(Sn)或鎳銀合金作為 每個匯流條5到12的一個表面的鍍層不合適。
相反，如圖6所示，對應(yīng)于第一和第二個例子中的每一個的測量輪廓線 具有良好形狀，例如象山腳一樣的逐漸傾斜的形狀，并且與之對應(yīng)的測量的 接觸角6位于40到45度的角度范圍以內(nèi)。
特別地，鎳板成^目對低并且在后處理中具有相對高的可焊性，因此確 定使用鎳(Ni)作為每個匯流條5到12的一個表面的鍍層的金屬材料是適當(dāng) 的。
具體地，安裝在銅板上的焊料凸塊的擴(kuò)散系數(shù)通常大于安裝在例如鍍鎳 板上的焊料凸塊的擴(kuò)散系數(shù)，因此熔融焊料相對于鍍4m的接觸角大于熔融 焊料相對于銅板的接觸角。
發(fā)明人使用弧面狀沾錫試驗(yàn)測量了假定具有大致為球形形狀的各焊料 樣本l、 3-12和14的擴(kuò)散系數(shù)。具體地，各焊料樣本l、 3-12和14的擴(kuò) 散系數(shù)通過JISZ3197定義的以下等式給出
CS(%)=100 x (D-H)/D
其中CS表示各焊料樣本(焊料凸塊)的擴(kuò)散系數(shù)，D表示弧面狀沾錫 試驗(yàn)前各焊料樣本的直徑，且H表示弧面狀沾錫試驗(yàn)后各焊料樣本的高度。
結(jié)果是，沉積在不具有金屬鍍層的銅焊接板上的焊料樣本的各擴(kuò)散系數(shù) 位于80~82 ( % )的范圍以內(nèi)。
與此對比，沉積在鍍鎳板上的焊料樣本的各擴(kuò)散系數(shù)位于59~65 ( % ) 的范圍以內(nèi)。
沉積在不具有金屬鍍層的銅焊接板上的焊料樣本的各擴(kuò)散系數(shù)所位于 的80 ~ 82 ( % )的范圍可轉(zhuǎn)換成焊料樣本的相對應(yīng)的接觸角所落入的32.8 ~ 34.6度的范圍。
與此對比，沉積在鍍鎳板上的焊料樣本的各擴(kuò)散系數(shù)所位于的59~65 (% )的范圍可轉(zhuǎn)換成焊料樣本的相對應(yīng)的接觸角所落入的49.1 ~55.0度的 范圍。
因此，鍍鎳板可將焊料樣本l、 3~12和14的接觸角調(diào)整到位于40~60
度的角度范圍內(nèi)。
如上所述，在第一實(shí)施例中，作為鍍金屬層，選擇在每個匯流條5到12 的一個表面上形成鍍鎳層PL。
如上所迷，在第一實(shí)施例中，調(diào)M個焊M合13的焊料合金和調(diào)整 覆蓋匯流條組件BA的一個表面的鍍金屬層PL的金屬材料使得每個熔融焊 13的焊M觸角6在40到60度的角度范圍以內(nèi)。這使得能夠保持 每個熔融焊#^ 13的輪廓線象山腳一樣的逐漸傾斜的極好結(jié)構(gòu)，可靠地 保證每個焊^#^ 13的足夠的強(qiáng)度。
接著，在下文描述制造電子裝置1的方法的例子。
如圖7所示，在制造方法的第一步準(zhǔn)備匯流條板20。
匯流條板20包括彎曲之前的匯流條5到12和多個連接條21到34。連 接條21連接匯流條5的一個橫向端5a和匯流條6的矩形部分6a，連接條 22連接匯流條5的延伸部分5b的頂端和匯流條6的延伸部分6c的頂端。
連接條23連接相鄰端子14和15，連接條24連接匯流條6的矩形部分 6a和匯流條11,連接條25連接匯流條6的延伸部分6c的頂端和匯流條7 的一個橫向端7a。
連接條26連接相鄰終端條15和16,連接條27連接匯流條7的一個橫 向端7a和匯流條8的一個橫向端8a，連接條28連接相鄰終端條16和17。
連接條29連接匯流條8的一個橫向端8a和匯流條9的一個橫向端9a, 連接條30連接相鄰終端條17和18。
連接條31連接匯流條9的一個橫向端9a和匯流條10的一個橫向端10a， 連接條32連接相鄰終端條18和19。
連接條33連接匯流條10的一個橫向端10a和匯流條11的笫二矩形部 分lib的一個橫向端。連接條34連接匯流條11的一個橫向端lld、匯流條 12的一個橫向端和匯流條11的第二矩形部分lib的另一個橫向端。
例如，具有被涂敷了鍍鎳層PL的一個表面的基本銅板被壓成匯流條板。
接著，在制造方法的第二個步驟中，準(zhǔn)備類似板的夾具35，其一個表面 35a的面積大于匯流條板20的鍍4^面PL的面積(參見圖8)。
夾具35在其一個表面35a中形成有槽36。槽36的輪廓與匯流條板20 的輪廓一致，這允許把匯流條板20安裝在槽36中。
接著，在制造方法的第三個步驟中，如圖9所示，匯流條板20被安裝 在夾具35的槽36中。
此后，焊骨凸塊13被沉積在至少一些匯流條5到12的鍍鎳面PL的至 少一個預(yù)先確定位置的焊墊上，其中每個焊骨凸塊13是焊料合*末和焊 劑的類似青狀的混合物。
注意，每個焊骨凸塊13中包含的焊劑的量具有清除匯流條組件BA的鍍 鎳面PL上的氧化物的功能，并且因此，對其潤濕性有較大的影響。減少每 個焊骨凸塊13中包含的焊劑的量使得能夠控制其潤濕性。
然而，減少每個焊青凸塊13中包含的焊劑的量可能會不充分地清除匯 流條組件BA的鍍鎳面PL上的氧化物。為此，在第一實(shí)施例中，調(diào)^個 焊^#^ 13的焊料合金和覆蓋匯流條組件BA的一個表面的^^r屬層PL的 金屬材料，同時每個焊骨凸塊13中包含的焊劑的量為常量，以使得每個熔 融焊##^(凸塊)13的焊料接觸角6在40到60度的角度范圍以內(nèi)。
具體地，兩個焊青凸塊13被沉積在匯流條5的另一個橫向端和其相鄰 的匯流條6的笫二矩形部分6b的一個橫向端上。 一個焊骨凸塊13被沉積在 匯流條6的第二矩形部分6b的基本剩余部分。
五個焊青凸塊13被沉積在匯流條11的第一矩形部分lla的另一個橫向 端上。五個焊骨凸塊13沿匯流條6的第二矩形部分6b的一個縱向側(cè)對準(zhǔn)， 以便彼此密集地分隔。 一個焊骨凸塊13被沉積在匯流條7的另 一個橫向端， 并且兩個焊骨凸塊被沉積在匯流條8的另一個橫向端。
一個焊骨凸塊13被沉積在匯流條11的第三矩形部分llc上。 一個焊骨 凸塊13被沉積在匯流條9的另一個橫向端9b上，并且兩個焊骨凸塊被沉積 在匯流條10的另一個橫向端。五個焊骨凸塊13被沉積在匯流條12的另一 個橫向端。
接著，在制造方法的第四個步驟中，如圖10所示，IC部件2在其底部 表面處被裝配在位于匯流條5的另 一個橫向端和匯流條6的笫二矩形部分6b 的一個橫向端上的焊骨凸塊13上。
IC部件3在其矩形封裝的底部表面處被裝配在位于匯流條6的第二矩形 部分6b的基本剩余部分上的焊骨凸塊13上。同時，從IC部件3的封裝的 一側(cè)延伸的五個引線L被分別裝配在位于匯流條11的第一矩形部分lla的 另一個橫向端上的相應(yīng)焊骨凸塊13上。類似地，從IC部件3的封裝的另一 側(cè)延伸的3個引線L被分別裝配在位于匯流條7和8的另一個橫向端上的相
應(yīng)焊膏凸塊13上。
IC部件4在其矩形封裝的底部表面處被裝配在位于匯流條11的第三矩 形部分llc上的焊骨凸塊13上。同時，從IC部件4引線的封裝的一側(cè)延伸 的五個引線L被分別裝配在位于匯流條12的另一個橫向端上的相應(yīng)焊骨凸 塊13上。類似地，從IC部件4的封裝的另一側(cè)延伸的3個引線L被分別裝 配在位于匯流條9和10的另一個橫向端上的相應(yīng)焊骨凸塊13上。
此后，在制造方法的第五個步驟中，在其上通過焊骨凸塊13裝配了 IC 部件2到4的匯流條板20和夾具35—起拔故進(jìn)回流焊爐。在回流焊爐中， 在匯流條5到12的相應(yīng)一個焊墊上的每個焊骨凸塊13被回流(熔化)，并且 此后被凝固(重整)。
熔融的焊骨凸塊13的凝固(重整)使得通過相應(yīng)焊M合13把電子部件 2到4固定地裝配在相應(yīng)匯流條的鍍鎳面PL上。
在第一實(shí)施例中，如上所述，調(diào)備爭個焊##^ 13的焊料合金以及調(diào) 整覆蓋匯流條組件BA的一個表面的鍍金屬層PL的金屬材料使得每個熔融 焊##^(凸塊)13的焊M觸角6在40到60度的角度范圍以內(nèi)。這使得能 阻止相應(yīng)一些匯流條5到12的鍍金屬面PL上的每個熔融焊##^ 13的過 度移動，因而可靠地將電子部件2到4焊接到相應(yīng)一些匯流條5到12上。
在制造方法的第五個步驟(焊接步驟)之后，從夾具35中切除匯流條板 20,并且從匯流條板20移除連接條21到34(參見圖11)。
此后，矩形匯流條5、 11和12的一個橫向端5a、 一個橫向端lld和一 個橫向端12a分別朝其鍍層側(cè)正交地彎曲。類似地，終端條14、 15、 16、 17、 18和19被分別朝匯流條5、 6、 7、 8、 9和10的鍍層側(cè)正交地彎曲。結(jié)果得 到圖1中示出的電子裝置l。
如上所述，在根據(jù)第一實(shí)施例的電子裝置l中，選擇錫銀銅合金作為每 個焊^^(焊骨凸塊)13的焊料合金，選擇鎳作為匯流條組件BA的一個表 面的鍍層的金屬材料。這些選擇使得每個熔融焊^^ 13的焊楱接觸角6 處于40到45度的角度范圍以內(nèi)。這使得能夠保持每個熔融焊^#^ 13的 輪廓線象山腳一樣的逐漸傾斜的極好結(jié)構(gòu)，可靠地保證每個焊M合13的 足夠強(qiáng)度。
因此，電子部件2， 3和4通過無需在匯流條5到12上形成阻焊層同時 保持制造電子部件1的低成本的焊接被可靠地焊接到相應(yīng)一些匯流條5到12 上。
另外，電子裝置1可以使用由彎曲之前的匯流條5到12和多個連接條 21到34組成的匯流條板20制造。在電子部件2到4均通過焊接裝配在相應(yīng) 一些最初提供的匯流條5到12上之后，從匯流條板20移除連接條21到34。 這使得每個電子部件2到4被有效地焊接在相應(yīng)一些匯流條5到12上。
在電子部件2到4均被焊接在相應(yīng)一些匯流條5到12上之后，終端條 14到19被分別朝匯流條5到10的鍍層側(cè)彎曲成直角。為此，匯流條板20 在完成第五個步驟(焊接步驟)之后保持平坦?fàn)顟B(tài)。
這可以使用由夾具35支撐的平坦匯流條板20上的刮印(squeegee-print) 和/或部件裝配制造電子裝置1;這些平坦匯流條板20上的刮印和部件裝配 通常可用于制造普通印制板。因此，可以無需任何修改地使用在普通印制板 上裝配電子部件的裝備來制造電子裝置1。
根據(jù)第一實(shí)施例的電子裝置1可以通過終端條14到19直接連接到外部 設(shè)備。
第二實(shí)施例
參考圖12到19,根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的電子裝置37包括 匯流條組件BA1;
根據(jù)第二實(shí)施例的、作為電子部件的多個例如3個IC部件38、39和40;
以及
IC部件38、 39和40到匯流條組件BA1之間的多個焊#^合49。
匯流條組件BA1由傳送高電流的導(dǎo)電金屬，例如銅構(gòu)成的多個匯流條 41到48組成。
如圖12所示，均具有預(yù)定形狀的多個匯流條41到48被布置在同一平 面上以被彼此組裝以提供構(gòu)成預(yù)定電路圖案的基本矩形的布線板。
每個匯流條41到48的一個表面用類似第一實(shí)施例的鍍鎳層PL1涂敷。
在每個匯流條41到48的鍍鎳面PL1上不形成阻焊層(樹脂層)。
例如，如圖12和13所示，矩形匯流條41的一個橫向端41a和匯流條 42的凹形部分的成對支架42al和42a2端構(gòu)成矩形匯流條組件BA1的一個 橫向端。從其凹形部分的基本矩形的基座42a3延伸的匯流條42的矩形部分 42b構(gòu)成矩形匯流條組件BA1的一個縱向端。
匯流條42的矩形部分42b的一個橫向端和匯流條48的矩形部分48a的
一個橫向端構(gòu)成矩形匯流條組件BA1的另一個橫向端。
匯流條42的支架42a2和匯流條43、 44、 45和46各自的一個才黃向端彼 此對準(zhǔn)以構(gòu)成矩形匯流條組件BA1的另一個縱向端的部分。
從矩形部分42b的中部延伸的L-形部分42c的末端和從匯流條47的正 方形部分47b突出的一端47a彼此對準(zhǔn)，以構(gòu)成矩形匯流條組件BAl的另一 個縱向端的另一部分。從矩形部分48a突出的笫一部分48b和鄰近第一部分 48b并且從其矩形部分48a突出的第二部分48c彼此基本對準(zhǔn)，以構(gòu)成矩形 匯流條組件BA1的另 一個縱向端。
在匯流條43到46的一個橫向端、匯流條47的一端47a和匯流條48的 第二部分48c,連續(xù)形成終端條50到53、 54和55。終端條50到55分別朝 相應(yīng)匯流條43到48的鍍層側(cè)正交地彎曲。
IC部件40被設(shè)計(jì)成例如棵片式部件。IC部件40由IC芯片和位于IC 芯片的底部表面的多條引線組成。
IC部件(IC芯片)40通過位于IC部件40的底部表面和匯流條47和48 的焊墊之間的焊M合49，在其底部表面處被固定地裝配在匯流條47和匯 流條48的鍍金屬面PL的預(yù)先確定位置的焊墊上。
每個IC部件38和39被i殳計(jì)成例如小輪廓封裝部件。每個IC部件38 和39由IC芯片和封裝它的矩形封裝組成。
每個IC部件38和39也由多個密集的引線LI組成，這些引線沿相應(yīng)匯 流條的鍍金屬面PLl從封裝的每側(cè)向外延伸、向下延伸到封裝的一個表面并 且沿其鍍金屬面向外延伸。
IC部件38被放置在匯流條組件BA1上使得
其矩形封裝的底部表面通過該底部表面和每個匯流條41和42的鍍金屬 面PLl的焊墊之間放置的焊M合13，被固定地裝配在每個匯流條41和42 的鍍金屬面PLl的預(yù)先確定位置的焊墊上；
從IC部件38封裝的一側(cè)延伸的五個引線LI通過位于引線LI和匯流 條43和44的鍍金屬面PLl的相應(yīng)焊墊之間的焊##^ 49，被固定地裝配 在匯流條43和44的鍍金屬面PLl的相應(yīng)預(yù)先確定位置的焊墊上；并且
從IC部件38的封裝的另一側(cè)延伸的五個引線LI通過位于引線LI和 匯流條41的鍍金屬面PLl的相應(yīng)焊墊之間的焊##合49，被固定地裝配在 匯流條41的lt金屬面PLl的相應(yīng)的預(yù)先確定位置的焊墊上。
IC部件39被放置在匯流條組件BA1上使得
其矩形封裝的底部表面通過位于該底部表面和匯流條42的鍍金屬面 PL1的焊墊之間的焊^^49，被固定地裝配在匯流條42的鍍金屬面PLl 的預(yù)先確定位置的焊墊上；
從IC部件39的封裝的一側(cè)延伸的五個引線Ll通過位于引線LI和匯 流條47的鍍金屬面PLl的相應(yīng)焊墊之間的焊M合49，被固定地裝配在匯 流條47的鍍金屬面PLl的相應(yīng)的預(yù)先確定位置的焊墊上；并且
從IC部件39封裝的另 一側(cè)延伸的五個引線Ll通過位于引線Ll和匯 流條45和46的鍍金屬面PLl的相應(yīng)焊墊之間的焊M合49，被固定地裝 配在匯流條45和46的鍍金屬面PLl的相應(yīng)的預(yù)先確定位置的焊墊上。
終端條50到55分別形成有位于其正交彎曲部分50a到55a和頂端之間 的基本U形的彎曲部分。U形彎曲部分50a到55a朝匯流條組件BAl的一 個橫向側(cè)伸出，該橫向側(cè)與一個表面和與這個表面相對的另一個表面之間的 厚度方向正交。
匯流條43到46的一個橫向端分別形成有沿其厚度方向穿過的小配合孔 50b到53b。類似地，從匯流條47的正方形部分47b伸出的一端47a和從匯 流條48的矩形部分48a伸出的第二部分48c分別形成有沿其厚度方向穿過的 小配合孔54b和55b。
在該第二實(shí)施例中，與第一實(shí)施例一樣，選擇錫銀銅合金作為每個焊接 M(焊骨凸塊)49的焊料合金，并且選擇鎳作為匯流條組件BA1的一個表面 的鍍層金屬材料。這些選擇允許每個熔融焊##^ 49的焊楱接觸角6在40 到45度的角度范圍內(nèi)。這使得每個熔融焊^^49的輪廓線保持象山腳一 樣的逐漸傾斜的極好結(jié)構(gòu)，可靠地保證每個焊##合49的足夠強(qiáng)度。
接著，在下文描述制造電子裝置37的方法的例子。
如圖13所示，在制造方法的第一步驟準(zhǔn)備匯流條板56。
匯流條板56由彎曲之前的匯流條41到48和多個連接條57到64構(gòu)成。
連接條57連接匯流條42的支架42al和42a2和匯流條41的一個橫向 端41a，連接條58連接連接條57和終端條50。連接條58連接相鄰的終端 條50和51，連接條59連接相鄰的終端條51和52，連接條60連接相鄰的 終端條52和53，連接條61連接相鄰的終端條52和53。
連接條62連接相鄰的終端條53和54，連接條63連接相鄰的終端條54
和55。
連接條65連接匯流條42的矩形部分42b的一個橫向端和匯流條48的 一個橫向端48a。連接條64連接終端條53和連接條65。
終端條50到55分別形成有位于相應(yīng)匯流條和相應(yīng)連接條之間的基本U 形彎曲部分50a到55a。該U形彎曲部分50a到55a伸向與其厚度方向正交 的匯流條板56的連接條57。
配合孔50b到53b分別形成于匯流條43到46的一個橫向端中，以沿匯 流條的厚度方向穿過匯流條。類似地，配合孔54b和55b分別形成于從匯流 條42的矩形部分42b的中部延伸的L-形部分42c的一端和從匯流條47的正 方形部分47b伸出的一端47a中，以沿匯流條的厚度方向穿過匯流條。
小通孔42d被彼此對準(zhǔn)地形成在匯流條42的凹形部分的基座42a3的中 心部分。在匯流條42的凹形部分的基座42a3上，裝配IC部件38的矩形封 裝的部分底部表面。
類似地，小通孔42e被彼此對準(zhǔn)地形成在匯流條42的延伸到矩形部分 42b的中部的L-形部分42c的基本矩形基座的中心。IC部件39的矩形封裝 的部分底部表面裝配在匯流條42的L-形部分42c的基座上。
例如，具有一個表面被涂敷了鍍鎳層PL的基本銅板被壓成匯流條板56。
接著，在制造方法的第二個步驟，準(zhǔn)備類似板的夾具75，其表面75a的 面積大于匯流條板56的鍍鎳面PL1的面積(參見圖14)。
夾具75在其一個表面75a中形成有凹槽76。凹槽76的輪廓與匯流條板 56的輪廓一致，其允許把匯流條板56安裝在凹槽76中。
接著，在制造方法的第三個步驟中，如圖15所示，匯流條板56被安裝 在夾具75的凹槽76中。
此后，焊骨凸塊49 ,皮沉積在至少一些匯流條41到48的鍍鎳層PL1的 至少一個預(yù)先確定位置的焊墊上，其中每個焊骨凸塊49是焊料合^末和 焊劑的類似骨狀的混合物。
具體地，五個焊骨凸塊49沉積在匯流條41的另一個橫向端上，并且五 個焊骨凸塊49形成在匯流條43和44的另一個橫向端上。 一個焊骨凸塊49 沉積在匯流條42的凹形部分的基座42a3上而未被施加于通孔42d中。
類似地，五個焊骨凸塊49沉積在與匯流條42的L-形部分42c的基座相 對的匯流條47的正方形部分47b的一側(cè)上。五個焊骨凸塊49形成在匯流條
45和46的另一個橫向端上。 一個焊骨凸塊49沉積在匯流條42的L-形部分 42c的基座上而未被施加在通孔42e中。
兩個焊膏凸塊49沉積在與正方形部分47b的該一側(cè)相對的另一側(cè)上， 并且沉積在匯流條48的矩形部分48a的另一個橫向端上。
接著，在制造方法的第四個步驟中，如圖16所示，IC部件40在其底部 表面被裝配在位于正方形部分47b的該另一側(cè)和匯流條48的矩形部分48a 的該另一個橫向端上的焊骨凸塊49上。
IC部件38在其矩形封裝的底部表面被裝配在位于匯流條42的凹形部分 的基座42a3的焊骨凸塊49上。同時，從IC部件38的封裝的一側(cè)延伸的五 個引線L1被分別裝配在位于匯流條41的另一橫向端上的相應(yīng)的焊骨凸塊49 上。類似地，從IC部件38的封裝的另一側(cè)延伸的五個引線L1被分別裝配 在位于匯流條43和44的另一橫向端的相應(yīng)的焊骨凸塊49上。
IC部件39在其矩形封裝的底部表面被裝配在位于匯流條42的L-形部 分42c的基座的焊骨凸塊49上。同時，從IC部件39的封裝的一側(cè)延伸的 五個引線Ll被分別裝配在位于匯流條45和46的另一橫向端上的相應(yīng)的焊 骨凸塊49上。類似地，從IC部件39的封裝的另一側(cè)延伸的五個引線L1被 分別裝配在位于匯流條42的正方形部分47b的一側(cè)的相應(yīng)焊骨凸塊49上。
此后，在制造方法的第五個步驟中，在其上經(jīng)由焊骨凸塊49裝配IC部 件38到40的匯流條板56連同夾具75 —起被放進(jìn)回流焊爐。在回流焊爐中， 每個在匯流條41到48的相應(yīng)的一個焊墊上的焊骨凸塊49被回流(熔化)，并 且之后被凝固(重整)。熔融的焊骨凸塊49的凝固(重整)允許通it^目應(yīng)焊絲 合49把電子部件38到40固定地裝配在相應(yīng)匯流條的鍍鎳面PL1上。
在第二實(shí)施例中，類似第一實(shí)施例，調(diào)務(wù)爭個焊^^ 49的焊料合金 和調(diào)整覆蓋匯流條組件BA1的一個表面的鍍金屬層PL1的金屬材料使4f^ 個熔融焊##^(凸塊)49的焊捲接觸角6在40到60度的角度范圍以內(nèi)。這 使得能夠防止相應(yīng)的一些匯流條41到48的鍍金屬面PL1上的每個熔融焊接 # 49被過度移動，因而可靠地把電子部件38到40焊接到該相應(yīng)的一些 匯流條41到48上。
在制造方法的第五個步驟(焊接步驟)之后，將匯流條板56從夾具75切 除，并且將連接條57到65從匯流條板56移除(參見圖17)。
此后，使終端條50、 51、 52、 53、 54和55分別朝匯流條43、 44、 45、 46、 47和48的鍍層側(cè)垂直彎曲。
例如，在彎曲終端條50時，準(zhǔn)M個具有矩形平行六面體形狀的一對 第一和第二沖壓模(press die) 77和78。第一沖壓模77在其中心處形成有 壓制表面，其中，該中心具有自該壓制表面的固定突出。該固定突出77a被 設(shè)計(jì)成適合放置在匯流條43的相應(yīng)配合孔50b中。
接著，如圖18所示，第一沖壓模77的固定突出77a被從匯流條43的 另一表面(非鍍表面)插入到匯流條43的另一橫向端的配合孔50b中，以被安 裝于其中。這允許匯流條43的另一橫向端M置在第一沖壓模77的壓制表 面上。
此后，笫二沖壓模78被裝配在延伸到對應(yīng)終端條50的匯流條43的另 一橫向端，以便將其壓向第一沖壓模77的壓制表面，這使得能夠固定地支 撐匯流條43的另一橫向端。
在由第一和第二沖壓模77和78固定地支撐匯流條43的另一個橫向端 之后，終端條50被朝向匯流條43的鍍層側(cè)彎曲成直角。其它終端條51到 55以與終端條50的彎曲相同的方式被分別構(gòu)造成被朝向相應(yīng)匯流條44到 48的鍍層側(cè)彎曲成直角。
各個終端條50到55的彎曲的完成提供了圖1示出的電子裝置1。
如上所述，在根據(jù)第二實(shí)施例的電子裝置37中，與第一實(shí)施例一樣， 選擇錫銀銅合金作為每個焊^^(焊膏凸塊)49的焊料合金，并且選擇鎳作 為匯流條組件BA1的一個表面的鍍層的金屬材料。這些選擇允許每個熔融焊 49的焊M觸角6處于40到45度的角度范圍以內(nèi)。這使得能夠使 每個熔融焊##合49的輪廓線保持象山腳一樣的逐漸傾斜的極好結(jié)構(gòu)，可 靠地確保每個焊M合49的足夠強(qiáng)度。
因此，電子部件38、 39和40通過無需在匯流條41到48上形成阻焊層 同時保持制造電子部件37的低成本的焊接被可靠地焊接到相應(yīng)的一些匯流 條41到48上。
具體地，在第二實(shí)施例中，通孔42d形成在匯流條42的矩形基座42a3 的中心部分，IC部件38的矩形封裝的底部表面通過在其上沉積的相應(yīng)焊骨 凸塊49被裝配在該部分上。在焊接過程期間，通孔42d允許有效地釋放在 熔化相應(yīng)焊骨凸塊49時在矩形基座42a3的中心部分處產(chǎn)生的氣體。
具體地，假定沒有通孔42d在矩形基座42a3的中心部分中形成，則與 矩形基座42a3的邊^(qū)目比較，在其中心部分處產(chǎn)生的氣體難以被輸送出基 座42a3。因此，這防止了在相應(yīng)焊##^49中產(chǎn)生空隙(氣泡)，4吏得能夠改 進(jìn)IC部件38和相應(yīng)匯流條42之間的焊^#合49的可靠性。
類似地，通孔42e形成在L-形部分42c的矩形基座的中心部分中，IC
該部分上。在焊接過程期間，通孔42e允許有效地釋放在熔化相應(yīng)焊骨凸塊 49時產(chǎn)生的氣體。
具體地，假定沒有通孔42e在L形部分42c的矩形基座的中心部分中形 成，則與其矩形基座的邊射目比較，在中心部分處產(chǎn)生的氣體難以被輸送出 基座。因此，這防止了在相應(yīng)焊M合49中產(chǎn)生空隙(氣泡)，使得能夠改進(jìn) IC部件39和相應(yīng)匯流條42之間的焊##^ 49的可靠性。
在根據(jù)笫二實(shí)施例的電子裝置37中，位于終端條50到55的正交彎曲 部分和頂端之間的U形彎曲部分50a到55a分別吸收了在終端條50到55連 接到外部設(shè)備時施加到這些終端條50到55上的應(yīng)力。
具體地，終端條50到55被凸?fàn)顝澢猿蚺c其厚度方向垂直的匯流條 組件BA1的一個橫向側(cè)伸出，其提供了 U形彎曲部分50a到55a。因此，無 需在另 一壓制過程中將終端條50到55沿匯流條組件BA1(匯流條板56)的厚 度方向彎曲，并且容易地分別形成與終端條50到55 —起的U形部分50到 55。這可以簡化電子裝置37的制造工藝，并且保持了制造電子裝置37的成 本。
在第二實(shí)施例中，各個配合孔50b到55b允許第一沖壓模77被可靠地 固定到相應(yīng)一個匯流條43到48上。另外，每個配合孔50b到55b允許相應(yīng) 一個配合孔50b到55b處的相應(yīng)一個匯流條43到48的寬度比相應(yīng)一個匯流 條43到48的剩余部分窄。
當(dāng)每個終端條50到55被沿匯流條組件BA1的厚度方向朝相應(yīng)一個匯流 條43到48的鍍層側(cè)彎曲時，有可能由此將應(yīng)力集中到相應(yīng)一個匯流條43 到48的形成相應(yīng)一個配合孔50b到55b的部分。由此可降低待施加到相應(yīng) 一個焊<^^ 49的應(yīng)力。
在第二實(shí)施例中，匯流條43到48分別形成有配合孔50b到55b，但是 本發(fā)明不局限于該結(jié)構(gòu)。
典型地，匯流條43可形成有咬合部分，其允許在相應(yīng)終端條50朝其主 表面(一個表面和與此表面相對的另一個表面)中的一個彎曲時，夾具的一部 分被固定地與其咬合。
例如，匯流條43可以在其另一橫向端處在沿其厚度方向上的主表面上
形成有一對槽50c和50d(參見圖19)。
在該變型中，第一沖壓模77的固定突出77a^皮安^^匯流條43的另一 個橫向端的槽50c和50d中的任何一個。這允許匯流條43的另一個橫向端 抝故置在第一沖壓模77的壓制表面上。
此后，笫二沖壓模78被裝配在匯流條43的另一個橫向端，以便將其壓 向第一沖壓模77的壓制表面，這使得能夠固定地支撐匯流條43的另一個橫 向端。
在由第一和第二沖壓模77和78固定地支撐匯流條43的另一個橫向端 之后，終端條50朝匯流條43的鍍層側(cè)彎曲成直角。其它終端條51到55以
到48的鍍層側(cè)彎曲成直角。
在第一和第二實(shí)施例的每個實(shí)施例中，選擇錫銀銅合金作為每個焊M 合(焊骨凸塊)13(49)的焊料合金，并且選擇鎳作為匯流條組件BA(BA1)的一 個表面的鍍層的金屬材料。然而，本發(fā)明不局限于這些選擇。
具體地，只要每個熔融焊^#^(凸塊)13的焊接角6在40到60度的角 度范圍以內(nèi)，每個焊##^13(49)的焊料合金可以被調(diào)整為另一種合金，并 JL^蓋匯流條組件BA(BA1)的一個表面的鍍金屬層PL(PL1)的金屬材料可以 被調(diào)整為另一種金屬材料。
例如，只要每個熔融焊M合(凸塊)13的焊接角6在40到60度的角度 范圍以內(nèi)，每個焊^#^ 13(49)的焊料M可以被調(diào)整為錫鋅基無鉛焊料合 金，并J^蓋匯流條組件BA(BA1)的一個表面的鍍金屬層PL(PL1)的金屬材 料可以被調(diào)整為金(Au)。
另外，只J^個熔融焊^^(凸塊)13的焊接角6在40到60度的角度 范圍以內(nèi)，每個焊##合13(49)的焊料合金可以被調(diào)整為錫銀銅合金，并且 覆蓋匯流條組件BA(BA1)的一個表面的鍍金屬層PL(PL1)的金屬材料可以被 調(diào)整為鎳(Ni)和磷(P)的合金。
盡管描述了當(dāng)前認(rèn)為的本發(fā)明的第一和第二實(shí)施例及其變型，可以理解 其中可以進(jìn)行還未描述的各種修改，并且其旨在在所附權(quán)利要求書中覆蓋落 入本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍內(nèi)的所有修改。
權(quán)利要求
1.一種電子裝置，包括電子部件；匯流條組件，其包括由至少一種預(yù)先選擇的金屬材料制成的多個匯流條，所述多個匯流條的每一個具有一個表面，所述多個匯流條被設(shè)置以便組裝為構(gòu)成預(yù)定電路圖案；以及焊接接合，其由預(yù)先選擇的金屬材料的合金制成并且放置在所述多個匯流條的至少一個的一個表面上，所述焊接接合從熔融狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，以由此將所述電子部件機(jī)械地和電氣地連接到所述多個匯流條的所述至少一個的所述一個表面，所述多個匯流條中的所述至少一個的至少一種預(yù)先選擇的金屬材料和所述焊接接合的合金的預(yù)先選擇的金屬材料確定處于熔融狀態(tài)的焊接接合相對于所述多個匯流條的所述至少一個的所述一個表面的接觸角在40到60度的角度范圍以內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求1所述的電子裝置，其中所述焊M合由預(yù)先選擇的無 鉛金屬材料的合金制成。
3. 如權(quán)利要求1所述的電子裝置，其中所述多個匯流條的每一個具有 由所述至少一種預(yù)先選擇的金屬材料制成并且在其所述一個表面上形成 的鍍層，所述鍍層的所述至少一種預(yù)先選擇的金屬材料是鎳。
4. 如權(quán)利要求1所述的電子裝置，其中所述匯流條組件被形成為待從 匯流條板切除，所述匯流條板包括被設(shè)置以便組裝構(gòu)成所述預(yù)定電路圖案的所述多個匯流條；以及 連接件，其將所述多個匯流條中的至少一個連接到所述多個匯流條中 的至少另一個。
5. 如權(quán)利要求1所述的電子裝置，其中，所述匯流條組件包括連接到 包含在所述多個匯流條中的至少一個外部連接匯流條的終端條，所述終端 條允許外部設(shè)備和所述至少 一個外部連接匯流條之間的電連接。
6. 如權(quán)利要求5所述的電子裝置，其中，所述終端條被構(gòu)造為相對于 相應(yīng)的至少一個外部連接匯流條彎曲。
7. 如權(quán)利要求6所述的電子裝置，其中，所述多個匯流條的每一個具 有與所述一個表面相對的另 一個表面，與終端條對應(yīng)的所述至少一個外部連接匯流條形成有咬合部分，當(dāng)所述終端條朝其所述一個表面和所述另一 個表面中的一個彎曲時，夾具的一部分被固定地與所述咬合部分咬合。
8. 如權(quán)利要求7所述的電子裝置，其中，所述至少一個外部連接匯流 條的所述咬合部分是沿其所述一個表面和所述另 一個表面之間的厚度方 向穿過所述外部連接匯流條的通孔，在所述終端條朝其所述一個表面和所 述另一個表面中的一個彎曲時，所述夾具的所述部分被插入以安裝在所述 至少一個外部連接匯流條的通孔內(nèi)。
9. 如權(quán)利要求7所述的電子裝置，其中，所述至少一個外部連接匯流 條的所述咬合部分是在其所述一個表面和所述另 一個表面中的至少 一個 上形成的槽，在所述終端條朝其所述一個表面和所述另 一個表面中的所述 一個彎曲時，所述夾具的所述部分被安裝在所述至少一個外部連接匯流條的所述槽內(nèi)。
10. 如權(quán)利要求1所述的電子裝置，其中，所述多個匯流條的每一個 具有與所述一個表面相對的另 一個表面，所述電子部件被裝配在要通過焊 接接合機(jī)械地和電氣地連接到所述電子部件的所述多個匯流條中的所述 至少一個的所迷一個表面的對稱部分上，并且所述多個匯流條中的所述至 少一個的所述一個表面的所述對稱部分形成有通孔，所述通孔#皮沿其所述 一個表面和所述另一個表面之間的厚度的方向穿行。
11. 如權(quán)利要求10所述的電子裝置，其中，所述通孔形成在所述多個 匯流條中的所迷至少 一個的所述一個表面的所述對稱部分的中央部分處， 以沿其所述一個表面和所述另 一個表面之間的厚度方向穿行。
12. 如權(quán)利要求1所述的電子裝置，其中，所述多個匯流條的每一個 具有與所述一個表面相對的另 一個表面，并且所述終端條形成有與其所述 一個表面和所迷另 一個表面之間的厚度方向垂直的彎曲部分。
13. —種制造電子裝置的方法，包括 準(zhǔn)備電子部件；選擇至少一種金屬材料以便準(zhǔn)備包括多個匯流條的匯流條組件，所述 多個匯流條由所述至少一種選擇的金屬材料制成，所述多個匯流條的每一 個具有一個表面，所述多個匯流條被設(shè)置以便組裝為構(gòu)成預(yù)定電路圖案；##合；并且將所述焊接接合放置在所述多個匯流條中的至少一個的所述一個表面上；并且把放置在所述多個匯流條的所述至少一個的所述一個表面上的焊接 M從熔融狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，以由此機(jī)械地和電氣地將所述電子部件連接 到所述多個匯流條的所述至少一個的所述一個表面，所述多個匯流條的所 述至少 一個的所述至少 一種選擇的金屬材料和所述焊接接合的所述選擇流條的所述至少一個的所述一個表面的接觸角在40到60度的角度范圍以 內(nèi)。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述焊接接合由選擇的無鉛金 屬材料的合金制成。
15. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述多個匯流條的每一個具有 由所述至少一種選擇的金屬材料制成并且在其所述一個表面上形成的鍍 層，所述鍍層的所述至少一種選擇的金屬材料是鎳。
16. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述匯流條組件被形成為待從 匯流條板切除，所述匯流條板包括被設(shè)置以便組裝為構(gòu)成所述預(yù)定電路圖案的所述多個匯流條；以及連接件，其將所述多個匯流條的至少一個連接到所述多個匯流條的至 少另 一個，在通過所述焊M合將所述電子部件機(jī)械地和電氣地連接到所 述多個匯流條的所述至少一個的所述一個表面之后執(zhí)行所述匯流條組件 從所述匯流條板的切除。
17. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，所述匯流條組件包括連接到包 含在所述多個匯流條中的至少一個外部連接匯流條的終端條，所述終端條 允許外部設(shè)備和所述至少一個外部連接匯流條之間的電氣連接。
18. 如權(quán)利要求17所述的方法，還包括在所述電子部件已被機(jī)械地和電氣地通過所述焊接接合連接到所述 多個匯流條的所述至少一個的所述一個表面之后，相對于相應(yīng)的至少一個 外部連接匯流條彎曲所述終端條。
全文摘要
在電子裝置中，匯流條組件由至少一種預(yù)先選擇的金屬材料構(gòu)成的匯流條組成。每個匯流條具有一個表面。焊接接合由預(yù)先選定的金屬材料的合金構(gòu)成并且放置在至少一個匯流條的一個表面上。焊接接合從熔融狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，由此機(jī)械地和電氣地把電子部件連接到至少一個匯流條的一個表面。至少一個匯流條的至少一種預(yù)先選擇的金屬材料和焊接接合的合金的預(yù)先選擇的金屬材料確定熔融焊接接合與至少一個匯流條的一個表面的接觸角在40到60度的角度范圍以內(nèi)。
文檔編號H01R4/02GK101174734SQ20071016693
公開日2008年5月7日 申請日期2007年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月30日
發(fā)明者吉野睦, 山崎雅志 申請人:株式會社電裝