專利名稱：帶焊料涂層的印刷電路板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶焊料涂層的印刷電路板和制造該電路板的方法，所說(shuō)的焊料涂層具有將電子元件引線焊接到焊盤上所必須的厚度。
通常，為了將表面安裝元件安裝到印刷電路板上，用印刷的方法在焊盤上涂覆焊料膏，電子元件的引線置于焊料膏上，加熱此印刷電路板使焊料膏熔化，從而焊接此表面安裝元件。然而近來(lái)，由于元件引線的排列間距減少，焊盤的排列間距也減少。當(dāng)焊盤的排列間距減少到0.5mm或更小時(shí)，由于易引起常見的焊接缺陷，例如跨橋，印刷焊料膏就是變得困難了。
作為安裝小型元件，例如在印刷電路板上安裝組合件的方法，一種所謂排式焊接方法已經(jīng)公知，在該方法中，通過(guò)電鍍或無(wú)電鍍，在焊盤上形成焊料層，元件引線放在焊料層上，驅(qū)使加熱夾具或類似裝置靠緊元件引線，從而完成焊接。然而這種方法在形成焊料層方面存在問(wèn)題。也就是說(shuō)，為了通過(guò)電鍍形成焊料層，載流墊片必須與每個(gè)焊盤聯(lián)接。而聯(lián)接和斷開載流墊片是很麻煩的。為了形成較厚的焊料層，必須進(jìn)行費(fèi)時(shí)的電鍍。換言之，用無(wú)電鍍來(lái)形成厚的焊料層是困難的，即用無(wú)電鍍不能形成實(shí)用水平上的焊接元件引線所必須厚度的焊料涂層。
作為在印刷電路板的焊盤上形成焊料層的方法，一種利用使焊料合金組分在有較小電離傾向的金屬有機(jī)酸鹽(例如，有機(jī)酸鉛鹽)和與其相比有較高電離傾向的金屬粉末(例如錫粉末)之間置換的方法已然公知(已公開的未審查的日本專利申請(qǐng)No.1-157796)。當(dāng)含有機(jī)酸鉛鹽的和錫粉作為主要成份的膏狀焊料淀析混合物密實(shí)地涂覆在印刷電路板上的焊盤區(qū)域并被加熱時(shí)，借助于有機(jī)酸鉛鹽和錫粉末之間的置換，焊料合金有選擇地沉淀在焊盤上。這種方法利用上述現(xiàn)象。按照這種方法，即使焊盤的陣列間距是0.5mm或更小時(shí)也能形成在短時(shí)間不致引起跨橋的焊料層。
但是，由于這種方法是通過(guò)在有機(jī)酸鉛鹽和錫粉末之間的置換在焊盤上沉淀焊料，焊盤的形狀和尺寸大大地影響所沉淀的焊料層形狀。由于這個(gè)原因，甚至當(dāng)在焊盤上形成具有焊接元件引線所必須厚度的焊料層時(shí)，因取決于焊盤的形狀和尺寸，往往有大量的焊料吸附到焊盤的側(cè)面因而難以增加焊料層的厚度。
在印刷電路板上安裝，例如，SOP(Small Outline Package外形小的組件)型、QFP(四邊形平面組件Quad Flat Package)型和有多條引線的PLCC(塑性含鉛片狀載流體Plastic Leaded Chip Carrier)型的表面安裝元件的情況下，形成有多個(gè)與元件引線相應(yīng)的焊盤的焊盤陣列。當(dāng)在有多個(gè)以0.5mm或更小的小間距排列的焊盤的焊盤陣列上形成具有焊接元件引線所必須厚度的焊料層時(shí)，位于焊盤陣列兩端的焊盤的焊料層變得比位于中間位置的焊盤焊料層厚，因而難以在所有焊盤上形成均勻厚度的焊料層。
這歸咎于如下原因。即，當(dāng)膏狀焊料淀析混合物密實(shí)地涂覆在焊盤陣列上以便在每個(gè)焊盤上沉淀焊料時(shí)，由涂覆在焊盤以外部分的膏狀焊料淀析混合物在焊盤上產(chǎn)生了一個(gè)間距有效范圍。由于在焊盤陣列兩端的每一端的焊盤僅在其一側(cè)有相鄰的焊盤，所以在焊盤陣列兩端焊盤上的間距有效范圍量大于在中間焊盤上的間距有效范圍量。結(jié)果，在焊盤陣列兩端焊盤上的焊料層厚度增加。在這種方法中，如果同一個(gè)焊盤陣列中焊料層的厚度改變，則在元件安裝期間元件引線將出現(xiàn)浮動(dòng)。因而預(yù)先將元件固定到印刷電路板上就變得困難，往往會(huì)產(chǎn)生元件引線不與焊盤電連接的開路故障。
此外，在這種方法中，因?yàn)樵诤副P陣列全部涂覆上膏狀焊料混合物，所以經(jīng)濟(jì)效益不高。
當(dāng)元件安裝到其焊盤上預(yù)制有焊料層的帶焊料涂層的印刷電路板上時(shí)，必須在每個(gè)焊料層上涂覆焊劑，以便使用以安裝元件的焊料面具有良好的焊料濕潤(rùn)度。由于焊劑含有電離物質(zhì)，所以如果在元件焊接后仍殘留有焊劑，則電絕緣特性將變壞。由于這一原因，在元件焊接后必須將焊劑清洗掉?？墒?，近來(lái)因?yàn)榄h(huán)境污染問(wèn)題，已決定限制清洗試劑如氟氯烷(商業(yè)名稱為Dupont de Nemours，E.I.Co.)的使用，而且已要求對(duì)其的防范處理措施。
本發(fā)明的目的是提供一種帶焊料涂層的印刷電路板，它具有小間距焊盤陣列并在每個(gè)焊盤上形成有必要厚度的焊料，以及制造這種帶焊料涂層的印刷電路板的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種小間距焊盤陣列并且每個(gè)焊盤陣列的焊料層厚度不隨焊盤發(fā)生變化的帶焊料涂層的印刷電路板和制造這種帶焊料涂層的印刷電路板的方法。
本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供一種具有小間距焊盤陣列并且成本低廉的帶焊料涂層的印刷電路板和制造它的方法。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種帶焊料涂層的印刷電路板，它不需要在安裝元件的每個(gè)焊盤的焊料層上涂焊劑。
首先，按照本發(fā)明，在此提供一種帶焊料涂層的印刷電路板，它包括印刷電路板體，和在板體表面部分上形成的多個(gè)焊盤，各焊盤上有焊接元件引線所必須厚度的焊料層，其中焊料層是通過(guò)在構(gòu)成焊料層的金屬中有最高電離傾向的金屬粉末或其合金粉末和由焊料層中的另一種或一些金屬與有機(jī)酸鍵接形成的鹽之間的置換反應(yīng)而形成的，焊盤從板體表面凸出的高度H和焊盤的寬度W滿足關(guān)系式2H＜W。
第二，按照本發(fā)明，在此提供一種制造帶焊料涂層的印刷電路板的方法，此方法包括如下步驟制備印刷電路板體;在板體上形成多個(gè)焊盤，每個(gè)焊盤都滿足關(guān)系式2H＜W，其中H是焊盤從板體表面凸出的高度，W是焊盤的寬度;和在每個(gè)焊盤上形成焊料層，此焊料層是通過(guò)在構(gòu)成焊料層的金屬中有最高電離傾向的金屬粉末或其合金粉末和焊料層中的另一種或一些金屬與有機(jī)酸鍵接形成的鹽之間的置換反應(yīng)而形成的。
第三，按照本發(fā)明，在此提供一種帶焊料涂層的印刷電路板，它包括印刷板體，和在板體的表面部分上形成的多個(gè)焊盤，每個(gè)焊盤上都有焊接元件引線所必須厚度的焊料層，其中焊料層是通過(guò)在構(gòu)成焊料層的金屬中有最高電離傾向金屬的粉末或其合金粉末和由焊料層中另一種或一些金屬與有機(jī)酸鍵接形成的鹽之間的置換反應(yīng)而形成的，所述多個(gè)焊盤以不大于0.5mm的間距排列形成焊盤陣列，位于焊盤陣列兩端的每個(gè)焊盤的寬度，大于位于它們之間的焊盤的寬度。
第四，按照本發(fā)明，在此提供一種制造帶焊料涂層的印刷電路板的方法，此方法包括如下步驟制備印刷電路板體;在該板體上形成多個(gè)焊盤以構(gòu)成間距不大于0.5mm的焊盤陣列，焊盤陣列兩端的每個(gè)焊盤的寬度大于位于它們之間的焊盤的寬度;和在每個(gè)焊盤上形成一焊料層，此焊料層是通過(guò)在構(gòu)成焊料層的金屬中有最高電離傾向金屬的粉末或其合金粉末和由焊料層中的另一種或一些金屬與有機(jī)酸鍵接形成的鹽之間的置換反應(yīng)而形成的。
第五，按照本發(fā)明，在此提供一種帶焊料涂層的印刷電路板，它包括印刷電路板體，和在該板體表面部分上形成的多個(gè)焊盤，每個(gè)焊盤上有一焊接元件引線所必須厚度的焊料層，其中此焊料層是通過(guò)在構(gòu)成焊料層的金屬中有最高電離傾向金屬的粉末或其合金粉末和由焊料層中另一種或一些金屬與有機(jī)酸鍵接形成的鹽之間的置換反應(yīng)而形成的，多個(gè)焊盤以不大于0.5mm的間距排列形成焊盤陣列，焊盤的寬度W和焊盤到焊盤的距離D滿足關(guān)系式W＞D。
第六，按照本發(fā)明，在此提供一種制造帶焊料涂層的印刷電路板的方法，此方法包括下列步驟制備印刷電路板體;在該板體上以不大于0.5mm的間距形成多個(gè)焊盤，以使焊盤的寬度W和焊盤到焊盤的距離D滿足關(guān)系式W＞D;和在每個(gè)焊盤上形成一焊料層，此焊料層是通過(guò)在構(gòu)成焊料層的金屬中有最高電離傾向金屬的粉末或其合金粉末和由焊料層中另一種或一些金屬與有機(jī)酸鍵接形成的鹽之間的置換反應(yīng)而形成的。
第七，按照本發(fā)明，在此提供一種帶焊料涂層的印刷電路板，它包括一印刷電路板體，和在該板體表面上形成的多個(gè)焊盤，每個(gè)焊盤上有一焊接元件引線所必須厚度的焊料層，在該焊料層上形成一個(gè)金層。
本發(fā)明另外的目的和優(yōu)點(diǎn)將在下文中說(shuō)明，由這些說(shuō)明，它們中的一部分將是顯而易見的，或者也可以通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐來(lái)獲知。本發(fā)明的這些目的和優(yōu)點(diǎn)可以借助于特別是在所附的權(quán)利要求書中指示的手段和組合來(lái)獲得和實(shí)現(xiàn)。
現(xiàn)在參照構(gòu)成說(shuō)明書一部分的附圖和以上所作的一般性說(shuō)明一起描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，下面對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例所進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明用以幫助解釋本發(fā)明的原理。


圖1和2用以說(shuō)明本發(fā)明的第一實(shí)施例;
圖3用以說(shuō)明本發(fā)明的第二實(shí)施例;
圖4用以說(shuō)明本發(fā)明的第三實(shí)施例;
圖5用以說(shuō)明本發(fā)明的第四實(shí)施例;
圖6用以說(shuō)明本發(fā)明的第五實(shí)施例;
圖7用以說(shuō)明本發(fā)明的第六實(shí)施例。
下面將說(shuō)明本發(fā)明的較佳實(shí)施例。
圖1大體上示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的帶焊料涂層的印刷電路板的焊盤。多個(gè)焊盤2借助于，例如，銅箔的圖形蝕刻法形成在絕緣體的板體1上。具有電子元件引線焊接所必須厚度的焊料層3形成在每個(gè)焊接盤2上，以便將元件安裝在印刷電路板上。此處所用的術(shù)語(yǔ)“焊盤”是電子元件安裝領(lǐng)域的普通術(shù)語(yǔ)，例如，它可包括元件穿過(guò)其中得以安裝的通孔。此術(shù)語(yǔ)“焊盤”在下文中按以上意思使用。
為形成焊料層3，使用了前述的在已公開的未審查的日本專利No.1-157796說(shuō)明書中所披露的焊料淀析混合物。即，此焊料層3是通過(guò)在構(gòu)成焊料層的金屬中有最高電離傾向金屬的粉末和由焊料層中另一金屬(它具有比上述金屬粉末更低的電離級(jí)別)與有機(jī)酸鍵接形成的鹽之間的置換反應(yīng)來(lái)形成的。
將構(gòu)成焊料層的金屬中有最大電離傾向的一種金屬粉末和由焊料層中另一種或一些金屬與有機(jī)酸鍵接形成的鹽，例如羧酸鹽，加以混合形成一種膏。當(dāng)將此膏涂覆在焊接盤2上并被加熱時(shí)，在構(gòu)成粉末的金屬和鹽中隨電離傾向的差別而異的金屬離子之間發(fā)生置換反應(yīng)。由鹽中游離出的自由金屬以金屬的形式沉淀在粉末顆粒周圍，形成粉末金屬合金和鹽中的金屬。例如，當(dāng)有機(jī)酸的鉛鹽(例如像松脂酸或乙酸鉛這樣的鉛羧酸鹽)用作為有機(jī)酸鹽，錫粉末用作為具有大的電離傾向的金屬粉末時(shí)，錫-鉛焊料合金通過(guò)上述的沿淀反應(yīng)沉淀在焊盤2上。
在此實(shí)施例中，焊盤2被形成并滿足2H＜W，此處的H是焊盤2從板體1表面凸出的高度，W是焊盤2的寬度。
此外，含有有機(jī)酸鉛鹽和作為主要組分的錫粉末的、涂覆在焊盤2上和其周圍的膏狀焊料淀析混合物被加熱，通過(guò)置換反應(yīng)形成焊料合金粒子。當(dāng)在貼近焊盤2的膏中沉積出焊料合金粒子時(shí)，小量的焊料吸附到焊盤2的側(cè)面，大多數(shù)焊料吸附在焊盤2的上表面，從而使所涂覆的焊料層3達(dá)到一個(gè)大的厚度。
如果2H≥W，則吸附到焊盤側(cè)面的焊料量增加，所要求的焊盤上表面上的焊料量減少。如果將焊接所必須焊料量涂覆在2H＞W(wǎng)的焊盤的上表面上時(shí)，則膏狀焊料淀析混合物的涂覆量必將增加，這是不經(jīng)濟(jì)的。而且，由于吸附到焊盤側(cè)面的焊料量也增加，經(jīng)常會(huì)引起焊盤之間的跨橋。
2H的值要盡可能地比W小。為此目的，如圖2所示，在相鄰的焊盤2之間涂覆一層絕緣材料4，例如焊料保護(hù)膜，是有效的，這就減少了凸出的高度H。
下面將討論本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的帶焊料涂層的印刷電路板的平面圖。在此實(shí)施例中，多個(gè)焊盤以0.5mm或更小的間距排列在板體1上，以形成焊盤陣列5(圖3中有四個(gè)焊盤陣列)。像在第一實(shí)施例中那樣，借助沉淀反應(yīng)，在每個(gè)焊盤上形成焊料層(圖3中未示出)。
在此實(shí)施例中，如圖3所示，位于焊盤陣列5兩端的每個(gè)焊盤2A的寬度調(diào)整得比位于焊盤2A之間的每個(gè)焊盤2B的寬度大。
因此，當(dāng)膏狀焊料淀析混合物密實(shí)地涂覆在焊盤陣列上以便在每個(gè)焊盤上沉淀焊料時(shí)，由于兩端處每個(gè)焊盤的面積增加，從除這些焊盤之外的部分流至位于焊盤陣列兩端的焊盤的焊料量相對(duì)減少。結(jié)果，能使沉淀在兩端和中間焊盤上的焊料層厚度一致。如果不這樣，由于從除這些焊盤之外的部分流至焊盤2A的焊料量大于流至焊盤2B的焊料量，位于兩端的焊盤2A上形成的焊料層會(huì)比在中間焊盤2B上形成的焊料層厚。最好將位于兩端的每個(gè)焊料盤2A的寬度調(diào)整為每個(gè)中間焊盤2B的寬度的1.2-2倍。
下面將說(shuō)明本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例。
圖4概略地示出按照本發(fā)明的第三實(shí)施例的帶焊料涂層印刷電路板的焊盤形成部分。在此實(shí)施例中，多個(gè)焊盤2以0.5mm或更小的間距排列在板體1上。像在第一實(shí)施例中那樣，借助沉淀反應(yīng)，在每個(gè)焊盤2上形成焊料層3。
在此實(shí)施例中，如圖4所示，所形成的焊盤2滿足W＞D的關(guān)系，這里的W是每個(gè)焊盤2的寬度，D是焊盤到焊盤的距離。
當(dāng)以這種方式將焊盤到焊盤的距離D調(diào)小時(shí)，從涂覆在時(shí)盤2之間的膏狀焊料淀析混合物有效地在每個(gè)焊盤上沉淀出焊料，以便能夠形成厚的焊料層。而且，對(duì)沉淀焊料無(wú)貢獻(xiàn)的膏狀焊料淀析混合物的量減少，這是經(jīng)濟(jì)的。
應(yīng)注意，在以上任一個(gè)實(shí)施例中，為了將焊料層的厚度調(diào)整均勻，焊盤長(zhǎng)度最好不要超過(guò)需要值太多。其原因如下所述。當(dāng)焊盤長(zhǎng)度增加時(shí)，焊盤寬度沿其縱向的變化也增加。結(jié)果，在焊盤上形成的焊料層厚度的變化也會(huì)增加。
下面將討論本發(fā)明的第四個(gè)實(shí)施例。
當(dāng)表面安裝元件安裝在印刷電路板上時(shí)，在印刷電路板上制出一個(gè)用以通過(guò)圖形識(shí)別確定正確位置的指示標(biāo)記，以便將元件引線的位置調(diào)準(zhǔn)到印刷電路板焊盤的位置。此指示標(biāo)記通常在焊盤陣列的一側(cè)提供(該焊盤陣列的外和內(nèi)側(cè)之間)。當(dāng)上述焊料淀析混合物，例如，含有機(jī)酸鉛鹽和作為主要組分的錫粉末的膏狀焊料淀析混合物涂覆在焊盤陣列上以形成焊料層時(shí)，該膏狀焊料淀析混合物被密實(shí)地涂覆。所以，如果指示標(biāo)記設(shè)置在上述位置，而焊料層也被沉淀在指示標(biāo)記上，就使在元件安裝前難以確認(rèn)此指示標(biāo)記。
為了防止這種情況，用以安裝元件的指示標(biāo)記6最好如圖5所示，制作在每個(gè)由多個(gè)預(yù)定間距排列的焊盤組成的焊盤陣列5的外側(cè)L之外，以使膏狀焊料淀析混合物不會(huì)涂覆在此指示標(biāo)記6上，或者輸送給除此指示標(biāo)記6之外部分的膏狀焊料淀析混合物不沉淀在指示標(biāo)記6上。
圖5以表示第二實(shí)施例的圖3為基礎(chǔ)。顯然此第二實(shí)施例也能適用于其它實(shí)施例的其它線路板。
下面將討論本發(fā)明的第五個(gè)實(shí)施例。
在帶焊料涂層的印刷電路板上，其中的每個(gè)焊盤上形成有焊接元件引線所必須厚度的焊料層，線路中將與元件引線連接的測(cè)試焊盤7最好如圖6所示，與各焊盤2離開一定距離并且與之相連接。利用這種線路中測(cè)試焊盤7，當(dāng)非清洗型焊劑涂覆在焊盤的焊料層上且焊接元件引線時(shí)，即使絕緣的焊劑殘留在已焊接的部分，阻斷外部電源，此線路中的測(cè)試也能用該試驗(yàn)焊盤7來(lái)完成。
下面將討論本發(fā)明的第六個(gè)實(shí)施例。
圖7概略地示出按照本發(fā)明的第六實(shí)施例的帶焊料涂層的印刷電路板的焊盤形成部分。在此實(shí)施例中，以像在第一實(shí)施例中同樣的方法，在板體1上形成多個(gè)焊盤2。具有焊接元件引線所必須厚度的焊料層3形成在每個(gè)焊盤2上，以便將元件安裝在印刷電路板上。
在此實(shí)施例中，焊料層3上形成一個(gè)金層8。在這種情況下，金層8能夠通過(guò)涂覆技術(shù)，例如無(wú)電鍍，或者通過(guò)薄膜成形技術(shù)，例如濺射鍍膜，而適當(dāng)?shù)刂瞥伞?br> 在此實(shí)施例中，焊料層用常規(guī)方法形成，例如印刷并加熱焊料膏的方法、波焊法、熱空氣矯直法、和使用電鍍并加熱的方法。如果焊料陣列間距小于0.5mm，尤其是小于0.3mm或更小時(shí)，焊料層最好用上述方法形成，即采用通過(guò)在有小的電離傾向的有機(jī)酸金屬鹽(例如，有機(jī)酸鉛鹽)和有最大電離傾向的構(gòu)成焊料合金的金屬粉末(例如，錫粉末)之間的置換反應(yīng)來(lái)沉淀焊料合金的方法。
當(dāng)以這種方法在焊料層3上形成金層8時(shí)，能防止焊料層3的氧化。此外，當(dāng)元件引線設(shè)置在金屬8上并加熱時(shí)，金擴(kuò)散進(jìn)電鍍?cè)谠€表面上的錫或錫-鉛中，因而不用焊劑就能得到焊料和元件引線所需的足夠的濕潤(rùn)度。而且，在元件安裝前，帶有上面有金層的焊料層的印刷電路板能長(zhǎng)時(shí)間存放。因?yàn)椴挥煤竸士梢允∪デ逑床襟E。
在上述任一實(shí)施例中，構(gòu)成焊料層的焊料合金尤其不受限制，通常安裝電子元件的任何焊料合金都能使用。例如，除普通的錫-鉛型焊料外，包括鉍、銦、錫-鉍合金或錫-銦合金的低熔點(diǎn)焊料都能使用。在這些情況下，鉍、銦、錫-鉍合金或錫-銦合金粉末能用作參加置換反應(yīng)的金屬或合金粉末。
實(shí)例1制造一帶有銅焊盤陣列的印刷電路板，用以安裝0.3mm間距QFP-型160-針的元件。每個(gè)焊盤從絕緣板表面凸出的高度H調(diào)整至50μm，焊盤陣列的每個(gè)中間焊盤(除兩端部分以外的部分)寬度W調(diào)整到150μm(2H/W＝0.67)，在兩端的每個(gè)焊盤寬度調(diào)整到200μm。含有有機(jī)酸鉛鹽和作為主要組分的錫粉末的膏狀焊料淀析混合物涂覆在銅焊盤陣列上，厚達(dá)200μm，并在215℃的溫度下加熱2分鐘。此后，用三氯乙烷清洗掉殘留物。當(dāng)測(cè)量焊盤上焊料層厚度時(shí)，在兩端和中間焊盤上，兩者的厚度都是30μm。然后，將RMA-基(RMA-based)焊劑涂覆在焊料層上而且安裝前述QFP型元件。將整個(gè)結(jié)構(gòu)加熱以完成焊接。結(jié)果，諸如跨橋或引線浮動(dòng)這樣的缺陷完全不會(huì)產(chǎn)生。
實(shí)例2制造一有銅焊盤的印刷電路板，用來(lái)安裝0.15mm間距、TAB-型250針的元件。每個(gè)焊盤從絕緣板表面凸出的高度H調(diào)整到18μm，寬度W調(diào)整到90μm(2H/W＝0.4，D/W＝0.67)。含有有機(jī)酸鉛鹽和作為主要組分的錫粉末的膏狀焊料淀析混合物涂覆在銅焊盤陣列上，厚度達(dá)100μm。當(dāng)將整個(gè)結(jié)構(gòu)像實(shí)例1中那樣處理時(shí)，在每個(gè)焊盤上即形成厚15μm的焊料層。然后將TAB元件的引線放在焊料層上，并用熱夾具進(jìn)行熱壓處理，以完成全套焊接。不會(huì)出現(xiàn)像跨橋這樣的缺陷。
比較例1用以下的像實(shí)例1中同樣的工藝方法形成焊料層，只是將銅焊盤陣列兩端的兩焊盤中的每一個(gè)的寬度調(diào)整到與每個(gè)中間焊盤相同的寬度(W＝150μm)。結(jié)果，在兩端焊盤上焊料層厚度為60μm，在中間焊盤上的為20μm。在安裝像實(shí)例1中那樣的元件時(shí)，由于一些引線和焊盤未焊接上而出現(xiàn)開路的缺陷。
比較例2制造一帶有銅焊盤的印刷電路板，其銅焊盤凸出高度H為38μm，寬度W為60μm(2H/W＝1.3)，隨后以像實(shí)例2中同樣的工藝程序進(jìn)行處理。在每個(gè)焊盤上焊料層的厚度僅4μm。當(dāng)元件被安裝在此印刷電路板上并焊接時(shí)，會(huì)發(fā)生一些引線和焊盤焊接失效的故障。
實(shí)例3制造一有間距為0.3mm的銅焊盤陣列的印刷電路板。將含有有機(jī)酸鉛鹽和作為主要組分的錫粉末的膏狀焊料淀析混合物涂覆到銅焊盤陣列上，厚度達(dá)200μm，將整個(gè)結(jié)構(gòu)在215℃的溫度下加熱2分鐘，從而在每個(gè)焊盤上形成厚度為30μm的焊料層。
接著，通過(guò)去油步驟，除去焊料表面的脂垢和油污，將已涂覆焊料的印刷電路板在80-90℃的金無(wú)電鍍液中浸泡5分鐘，從而在焊料層的表面上形成厚0.5-0.8μm的鍍金層。
然后，將整個(gè)結(jié)構(gòu)用水沖洗再充分烘干。用熱夾具使每個(gè)帶有錫-鉛鍍層的元件引線緊貼每個(gè)有鍍金層的焊盤。加熱溫度為280℃，加熱時(shí)間為3-5秒鐘。不用焊劑。
結(jié)果，所有引線都焊接到與焊料有良好濕潤(rùn)度的焊盤上。焊盤之間不會(huì)出現(xiàn)跨橋。
為檢驗(yàn)長(zhǎng)期擱置的穩(wěn)定性，將實(shí)例3的已涂覆有焊料并在其上形成有鍍金層的印刷電路板用水沖洗后，在溫度為40℃、相對(duì)濕度為95%的溫濕器中放置1000小時(shí)。然后，將該電路板充分烘干，把元件引線用像實(shí)例3那樣相同的工藝程序焊接，使所有引線都焊接到與焊料有良好的濕潤(rùn)度的焊盤上。焊盤之間不會(huì)出現(xiàn)跨橋。
本領(lǐng)域熟練的技術(shù)人員將很容易地想出更多的優(yōu)點(diǎn)和改進(jìn)。因此，本發(fā)明在其更廣泛的意義上不限于此中示出和討論的具體細(xì)節(jié)、典型裝置和圖示的實(shí)例。相應(yīng)地，在不離開所附的權(quán)利要求和其等同部分所限定的總發(fā)明概念的精神和范圍內(nèi)，可以做出各種修改。
權(quán)利要求
1.一種帶焊料涂層的印刷電路板，包括印刷電路板體(1)；和在板體(1)的表面部分上形成的多個(gè)焊盤(2)，每個(gè)焊盤上都有焊接元件引線所必須厚度的焊料層(3)，其特征在于所說(shuō)的焊料層(3)通過(guò)在構(gòu)成焊料層的金屬中有最高電離傾向金屬的粉末或其合金的粉末和由焊料合金中另一種或一些金屬與有機(jī)酸鍵接形成的鹽之間的置換反應(yīng)而形成的，焊盤(2)從板體(1)表面凸出的高度H和焊盤(2)的寬度W滿足關(guān)系式2H＜W。
2.按照權(quán)利要求1所說(shuō)的印刷電路板，其特征在于所說(shuō)的焊料層(3)包括借助于有機(jī)酸鉛鹽和錫粉末之間的置換反應(yīng)形成的錫-鉛合金。
3.按照權(quán)利要求1所說(shuō)的印刷電路板，其特征在于所說(shuō)的焊料層(3)包括借助于在有機(jī)酸鉛鹽和錫-鉍合金粉末之間的置換反應(yīng)形成的錫-鉛-鉍合金。
4.按照權(quán)利要求1所說(shuō)的印刷電路板，其特征在于所說(shuō)的焊料層(3)包括借助于在有機(jī)酸鉛鹽和錫-銦合金粉末之間的置換反應(yīng)形成的錫-鉛-銦合金。
5.按照權(quán)利要求1所說(shuō)的印刷電路板，其特征在于還包括安裝元件用的指示標(biāo)記(6)，此指示標(biāo)記(6)在焊盤陣列(5)的外側(cè)之外形成。
6.按照權(quán)利要求1所說(shuō)的印刷電路板，其特征在于進(jìn)一步包括與焊盤(2)離開一定距離并與相應(yīng)的焊盤(2)相連的線路中的焊盤(7)。
7.一種制造帶焊料涂層的印刷電路板的方法，包括如下步驟制備印刷電路板體(1);在板體上形成多個(gè)焊盤(2)，每個(gè)焊盤都滿足關(guān)系式2H＜W，式中H是焊盤(2)從板體(1)表面凸出的高度，W是焊盤(2)的寬度;和在每個(gè)焊盤(2)上形成焊料層(3)，此焊料層(3)是通過(guò)在構(gòu)成焊料層(3)的金屬中有最高電離傾向金屬的粉末或其合金粉末和由焊料層(3)中任一種或一些金屬與有機(jī)酸鍵接形成的鹽之間的置換反應(yīng)而形成的。
8.一種帶焊料涂層的印刷電路板，包括印刷電路板體(1);和在板體(1)的表面部分上形成的多個(gè)焊盤(2)，每個(gè)焊盤(2)上都有一為焊接元件引線所必須厚度的焊料層(3)，其特征在于所說(shuō)的焊料層(3)是通過(guò)在構(gòu)成焊料層(3)的金屬中有最高電離傾向金屬的粉末或其合金粉末和由焊料層(3)中另一種或一些金屬與有機(jī)酸鍵接形成的鹽之間的置換反應(yīng)而形成的，多個(gè)焊盤(2)以不大于0.5mm的間距排列以形成焊盤陣列(5)，每個(gè)位于焊盤陣列(5)兩端的焊盤(2A)的寬度大于在它們中間的焊盤(2B)的寬度。
9.按照權(quán)利要求8所說(shuō)的印刷電路板，其特征在于所說(shuō)的焊料層(3)包括通過(guò)有機(jī)酸鉛鹽和錫粉末之間的置換反應(yīng)形成的錫-鉛合金。
10.按照權(quán)利要求8所說(shuō)的印刷電路板，其特征在于所說(shuō)的焊料層(3)包括通過(guò)有機(jī)酸鉛鹽和錫-鉍合金粉末之間的置換反應(yīng)形成的錫-鉛-鉍合金。
11.按照權(quán)利要求8所說(shuō)的印刷電路板，其特征在于所說(shuō)的焊料層(3)包括通過(guò)有機(jī)酸鉛鹽和錫-銦合金粉末之間的置換反應(yīng)形成的錫-鉛-銦合金。
12.按照權(quán)利要求8所說(shuō)的印刷電路板，其特征在于還包括用以安裝元件的指示標(biāo)記(6)，此指示標(biāo)記(6)在焊盤陣列(5)的外側(cè)之外形成。
13.按照權(quán)利要求8所說(shuō)的印刷電路板，其特征在于進(jìn)一步包括與焊盤(2)離開一定距離并與相應(yīng)的焊盤(2)相連接的線路中的焊盤(7)。
14.一種制造帶焊料涂層的印刷電路板的方法，其特征在于包括如下步驟制備印刷電路板體(1);在板體(1)上形成多個(gè)焊盤(2)以構(gòu)成間距不大于0.5mm的焊盤陣列(5)，每個(gè)在焊盤陣列兩端的焊盤(2A)的寬度大于位于它們之間的焊盤(2B)的寬度;和在每個(gè)焊盤上形成焊料層(3)，此焊料層(3)是通過(guò)在構(gòu)成焊料層的金屬中有最高電離傾向金屬的粉末或其合金粉末和由焊料層中另一種或一些金屬與有機(jī)酸鍵接形成的鹽之間的置換反應(yīng)而形成的。
15.一種帶焊料涂層的印刷電路板，包括印刷電路板體(1);和在板體(1)的表面部分上形成的多個(gè)焊盤(2)，每個(gè)焊盤(2)上有為焊接元件引線所必須厚度的焊料層(3)，其特征在于所說(shuō)的焊料層(3)通過(guò)在構(gòu)成該焊料層的金屬中有最高電離傾向金屬的粉末或其合金粉末和由焊料層(3)中的另一種或一些金屬與有機(jī)酸鍵接形成的鹽之間的置換反應(yīng)而形成，多個(gè)焊盤以不大于0.5mm的間距排列以構(gòu)成焊盤陣列(5)，焊盤(2)的寬度W和焊盤到焊盤的距離D滿足關(guān)系式W＞D。
16.按照權(quán)利要求15所說(shuō)的印刷電路板，其特征在于所說(shuō)的焊料層(3)包括通過(guò)有機(jī)酸鉛鹽和錫粉末之間的置換反應(yīng)形成的錫-鉛合金。
17.按照權(quán)利要求15所說(shuō)的印刷電路板，其特征在于所說(shuō)的焊料層(3)包括通過(guò)有機(jī)酸鉛鹽和錫-鉍合金粉末之間的置換反應(yīng)形成的錫-鉛-鉍合金。
18.按照權(quán)利要求15所說(shuō)的印刷電路板，其特征在于所說(shuō)的焊料層(3)包括通過(guò)有機(jī)酸鉛鹽和錫-鉍合金粉末之間的置換反應(yīng)形成的錫-鉛-銦合金。
19.按照權(quán)利要求15所說(shuō)的印刷電路板，其特征在于還包括用以安裝元件的指示標(biāo)記(6)，此指示標(biāo)記(6)在焊盤陣列(5)的外側(cè)之外形成。
20.按照權(quán)利要求15所說(shuō)的印刷電路板，其特征在于進(jìn)一步包括與焊盤(2)離開一定距離并與相應(yīng)的焊盤(2)相連的線路中的焊盤(7)。
21.一種制造帶焊料涂層的印刷電路板的方法，包括如下步驟制備印刷電路板體(1);在板體(1)上形成間距不大于0.5mm的多個(gè)焊盤(2)，以使焊盤(2)的寬度W和焊盤到焊盤的距離D滿足關(guān)系式W＞D;和在每個(gè)焊盤上形成焊料層(3)，此焊料層(3)通過(guò)在構(gòu)成焊料層的金屬中有最高電離傾向金屬的粉末或其合金粉末和由焊料層(3)中的另一種或一些金屬與有機(jī)酸鍵接形成的鹽之間的置換反應(yīng)而形成。
22.一種帶焊料涂層的印刷電路板包括印刷電路板體(1);和在板體(1)的表面部分上形成的多個(gè)焊盤(2)，每個(gè)焊盤(2)上有為焊接元件引線所必須厚度的焊料層(3)和在焊料層(3)的表面上形成的金層(8)。
23.按照權(quán)利要求22所說(shuō)的印刷電路板，其特征在于所說(shuō)的金層(8)是一鍍層或薄膜。
24.按照權(quán)利要求22所說(shuō)的印刷電路板，其特征在于所說(shuō)的焊料層(3)是由合金組成，此合金是通過(guò)在構(gòu)成焊料層的金屬中有最大電離傾向金屬的粉末或其合金粉末和由焊料層(3)中另一種或一些金屬與有機(jī)酸鍵接形成的鹽之間的置換反應(yīng)而形成的。
全文摘要
在印刷電路板體上形成間距為0.5mm或更小的多個(gè)焊盤，焊盤從板體表面凸出的高度H和焊盤的寬度W滿足關(guān)系式2H＜W，形成焊盤陣列，其中每個(gè)位于焊盤陣列兩端的焊盤度寬大于在其中間的焊盤寬度，而且焊盤寬度W和焊盤到焊盤的距離D滿足關(guān)系式W＞D。在每個(gè)焊盤上通過(guò)在構(gòu)成焊料層的金屬中有最高電離傾向金屬的粉末或其合金粉末和由焊料層中的另一種或一些金屬與有機(jī)酸鍵接形成的鹽之間的置換反應(yīng)形成焊料層。
文檔編號(hào)H05K3/34GK1065372SQ92102090
公開日1992年10月14日 申請(qǐng)日期1992年3月26日 優(yōu)先權(quán)日1991年3月26日
發(fā)明者小菅泉, 布施憲一, 福永隆男, 城石弘和, 河野政直, 人江久夫 申請(qǐng)人:古河電氣工業(yè)株式會(huì)社