專利名稱：電路板和電子組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電路板，特別是涉及一種適用于波峰焊的電路板。
技術(shù)背景
當(dāng)將電路板安裝在金屬底架——例如將印刷電路板安裝在計(jì)算機(jī)的底架上時(shí)， 需要在底架與電路板的接地層之間形成接地電連接。用于實(shí)現(xiàn)這種接地電連接的一種 常用技術(shù)是在電路板的安裝孔周圍形成焊盤，焊盤通過一系列過孔與電路板的接地層連 通。通過波峰焊在焊盤上形成一層焊料。在安裝過程中，電路板通過穿過安裝孔的螺釘 固定在金屬底架上，并且通過焊盤上形成的焊料實(shí)現(xiàn)與金屬底架的電連接。
當(dāng)使用電路板上的圓形焊盤電連接到金屬底架時(shí)，在進(jìn)行波峰焊之后，會(huì)在圓 形焊盤周圍形成不均勻的焊料分布并且電路板上的焊料厚度可能會(huì)變化。在這種情況 下，當(dāng)利用螺釘將電路板安裝到金屬底架并將螺釘擰緊時(shí)，電路板可能會(huì)彎曲從而產(chǎn)生 應(yīng)力。這會(huì)導(dǎo)致相鄰的焊盤翹起并且可能會(huì)使電路板在彎曲的區(qū)域中出現(xiàn)電子元件斷 裂。此外，由于焊盤的內(nèi)邊緣靠近安裝孔，所以安裝孔經(jīng)常會(huì)被附連到焊盤上的焊料堵O
為了有助于實(shí)現(xiàn)均勻的焊料厚度并且防止安裝孔被堵塞，已知一種如圖1所示 的條狀分割的焊盤設(shè)計(jì)。電路板1包括安裝孔5并且在安裝孔5周圍設(shè)置有圓形的銅焊 盤2。焊盤2與電路板1的接地層通過一系列過孔3連接。在電路板1和焊盤2上涂覆 有阻焊層，并且在阻焊層上開有一系列相互平行并且等間距隔開的條狀開口 4。由于這些 條狀開口 4將焊盤2的區(qū)域分割成一系列相同寬度的用于鍍上焊料的條帶，所以經(jīng)過波峰 焊之后可以在焊盤上形成更均勻的焊料厚度。此外，由于條狀開口 4與圖1中的箭頭所 示的波峰焊方向形成一定夾角，因此在電路板經(jīng)過焊料池時(shí)可以使得從焊料池中拖出的 焊料量最小化。
無鉛波峰焊在業(yè)界已經(jīng)廣泛使用。由于無鉛波峰焊需要更高的焊接溫度，并且 所使用的焊料具有更高的表面張力，因此上述焊盤設(shè)計(jì)存在以下問題。(1)由于過孔3形 成的吸熱效應(yīng)，在相鄰的開口 4之間容易形成橋接部6; (2)各個(gè)開口 4的面積不同(盡管 寬度相同)，所以無鉛焊料的高表面張力容易在各個(gè)開口中形成厚度變化較大的焊料層； (3)在開口 4與焊盤2中心開口相交的銳角部位容易形成尖銳的焊料突起。
文獻(xiàn)1 (US5420378)公開一種電路板，如圖2和3所示，該電路板包括基板 12、穿過電路板形成的安裝孔觀、布置在安裝孔周圍的焊盤34、布置在安裝孔周圍并且 將電路板的接地層14電連接到焊盤34的過孔32。在波峰焊之前，在安裝孔周圍設(shè)置一 層阻焊劑掩膜40。在掩膜40中，在對應(yīng)于過孔32的部位設(shè)置有圓形開口 44。另外， 在掩膜40中還設(shè)置有周向隔開的一系列大直徑圓形開口 46。在隨后的波峰焊中，在掩膜 40的開口 44、46處形成焊料層52。如圖3所示，當(dāng)將電路板用螺釘M固定到金屬底架 20上時(shí)，經(jīng)由焊料層52實(shí)現(xiàn)電路板接地層14與金屬底架20之間的接地連接。但是，這 種焊盤設(shè)計(jì)仍然不能實(shí)現(xiàn)均勻的焊料分布，而且安裝孔仍然容易被焊料堵塞。
文獻(xiàn)2(USM14223)公開了一種對稱的焊盤設(shè)計(jì)，如圖4所示，其包括與電路板 上的安裝孔同心且隔開的圓環(huán)以及從所述安裝孔向外徑向伸出的與圓環(huán)幾乎垂直相交的 輻條。但是，這種焊盤設(shè)計(jì)也不能實(shí)現(xiàn)均勻的焊料分布并且還會(huì)占用太大面積，這對于 面積有限的電路板來說是非常不利的。
因此，需要一種能夠克服上述技術(shù)方案中存在的缺點(diǎn)的焊盤設(shè)計(jì)。 發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種適用于波峰焊特別是無鉛波峰焊的電路板，所述電路 板包括能夠在波峰焊后獲得均勻的焊料厚度并且防止安裝孔被焊料堵塞的焊盤。本發(fā)明 的另一個(gè)目的是提供一種包括所述電路板的電子組件。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種電路板，包括至少一個(gè)安裝孔；設(shè)置在所述安 裝孔周圍的焊盤；涂覆在所述焊盤上的阻焊層；其特征在于，所述阻焊層包括沿所述安 裝孔的周向以等角間距的方式隔開的多個(gè)第一徑向阻焊層開口，并且所述第一徑向阻焊 層開口的縱軸延伸穿過所述安裝孔的圓心。
優(yōu)選地，所述阻焊層進(jìn)一步包括沿所述安裝孔的周向以等角間距的方式隔開的 多個(gè)第二徑向阻焊層開口。所述第二徑向阻焊層開口與所述第一徑向阻焊層開口沿安裝 孔的周向以等角間距的方式交替隔開并且具有相同的形狀和面積。所述第二徑向阻焊層 開口的縱軸延伸穿過所述安裝孔的圓心。
優(yōu)選地，與所述第一徑向阻焊層開口相比，所述第二徑向阻焊層開口布置在遠(yuǎn) 離所述安裝孔的位置。
優(yōu)選地，所述阻焊層進(jìn)一步包括沿所述安裝孔的周向以等角間距的方式隔開的 多個(gè)周向阻焊層開口。所述周向阻焊層開口設(shè)置在與所述第二徑向阻焊層開口相同的角 位置并且沿所述安裝孔的徑向位于所述第二徑向阻焊層開口內(nèi)側(cè)。所述周向阻焊層開口 具有與所述第一徑向阻焊層開口相同的形狀和面積。所述周向阻焊層開口的縱軸平行于 所述安裝孔在相應(yīng)位置處的切線。
優(yōu)選地，所述電路板包括4個(gè)第一徑向阻焊層開口、4個(gè)第二徑向阻焊層開口和 4個(gè)周向阻焊層開口。
優(yōu)選地，所述第一徑向阻焊層開口、第二徑向阻焊層開口和周向阻焊層開口的 形狀選自長孔形、橢圓形或帶有四個(gè)圓角的矩形。
優(yōu)選地，所述焊盤包括直徑大于所述安裝孔的圓形開口。
優(yōu)選地，所述焊盤在對應(yīng)于所述第二徑向阻焊層開口的部位具有突出部。
優(yōu)選地，所述電路板進(jìn)一步包括多個(gè)與所述電路板的接地層電連接的過孔。所 述過孔經(jīng)由寬度小于過孔直徑的頸部連接到所述焊盤。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種電子組件，包括金屬底架和上述電路板， 其中所述電路板通過穿過所述安裝孔的螺釘安裝至所述金屬底架。


通過以下參考附圖的詳細(xì)描述，本發(fā)明的前述以及其它特征和特點(diǎn)將變得顯而 易見，附圖中
圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的焊盤的平面圖2是根據(jù)另一現(xiàn)有技術(shù)的焊盤的平面圖3是沿圖2的線I-I的剖面圖4是根據(jù)又一現(xiàn)有技術(shù)的焊盤的平面圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的包括焊盤的電路板的平面圖。
具體實(shí)施方式
下面將參考圖5詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的包括焊盤的電路板。
圖5示出了電路板100的一部分。所述電路板100包括至少一個(gè)圓形的安裝孔 105和圍繞安裝孔105設(shè)置在電路板100 —側(cè)或兩側(cè)表面的焊盤110。焊盤110由諸如銅 的金屬制成并且包括大致為圓環(huán)形的基部120?；?20的圓形開口 125優(yōu)選與安裝孔 105同心設(shè)置。圓形開口 125的直徑大于安裝孔105的直徑。換言之，圓形開口 125的 圓周與安裝孔105的圓周隔開一定的距離。
在電路板和焊盤上涂覆有阻焊層并且在阻焊層的特定位置設(shè)置有開口以露出焊 盤110。換言之，焊盤110在阻焊層開口處可以露出諸如裸銅的金屬部分以鍍上焊料。
如圖5所示，在焊盤110的基部120上沿安裝孔105的周向以等角間距的方式設(shè) 置有多個(gè)第一徑向阻焊層開口 140。在本實(shí)施方式中，第一徑向阻焊層開口 140具有長孔 形形狀，即包括兩個(gè)平行的側(cè)邊以及兩個(gè)半圓形端部的形狀。第一徑向阻焊層開口 140 還可以是橢圓形形狀或帶有四個(gè)圓角的矩形形狀等。
第一徑向阻焊層開口 140具有縱軸X1-X1，縱軸Xl-Xl沿第一徑向阻焊層開口 140的具有較長開口長度的方向延伸，并且第一徑向阻焊層開口 140關(guān)于縱軸Xl-Xl對 稱。
根據(jù)本實(shí)施方式，設(shè)置有四個(gè)第一徑向阻焊層開口 140。各個(gè)第一徑向阻焊層開 口 140的縱軸Xl-Xl延伸經(jīng)過安裝孔105的圓心O。這四個(gè)第一徑向阻焊層開口 140沿 安裝孔105的周向以等角間距的方式設(shè)置。如果以安裝孔105的圓心O作為極坐標(biāo)的原 點(diǎn)并且以水平向右的方向作為極軸，則第一徑向阻焊層開口 140分別布置在0度、90度、 180度和270度的位置。
在焊盤110的基部120上沿安裝孔105的周向以等角間距的方式還設(shè)置有多個(gè)第 二徑向阻焊層開口 150。第二徑向阻焊層開口 150的形狀和面積與第一徑向阻焊層開口 140的形狀和面積基本相同。根據(jù)本實(shí)施方式，設(shè)置有4個(gè)第二徑向阻焊層開口 150。各 個(gè)第二徑向阻焊層開口 150的縱軸X2-X2也延伸經(jīng)過安裝孔105的圓心O。各個(gè)第二徑 向阻焊層開口 150與各個(gè)第一徑向阻焊層開口 140以等角間距的方式交替隔開。例如， 兩個(gè)相鄰的第一徑向阻焊層開口 140和第二徑向阻焊層開口 150相對于安裝孔105的圓心 O的角度為45度。換言之，在如上定義的極坐標(biāo)系中，第二徑向阻焊層開口 150分別布 置在45度、1；35度、225度和315度的位置。
與第一徑向阻焊層開口 140相比，第二徑向阻焊層開口 150布置在遠(yuǎn)離安裝孔 105的位置。S卩，第二徑向阻焊層開口 150與安裝孔105的圓心O的距離大于第一徑向 阻焊層開口 140與安裝孔105的圓心O的距離。相應(yīng)地，焊盤110在對應(yīng)于第二徑向阻 焊層開口 150的部位還具有突出部127。突出部127可以是半圓形或稍大于第二徑向阻焊層開口 150的其他形狀。
在焊盤110的基部120上沿安裝孔105的周向以等間距的方式還設(shè)置有多個(gè)周向 阻焊層開口 130。周向阻焊層開口 130的形狀和面積與第一徑向阻焊層開口 140或第二徑 向阻焊層開口 150的形狀和面積基本相同。但是周向阻焊層開口 130的縱軸X3-X3平行 于安裝孔105相應(yīng)位置的切線。
在本實(shí)施方式中，設(shè)置有4個(gè)周向阻焊層開口 130。各個(gè)周向阻焊層開口 130與 各個(gè)第一徑向阻焊層開口 140以等角間距的方式隔開。例如，兩個(gè)相鄰的周向阻焊層開 口 130和第一徑向阻焊層開口 140相對于安裝孔105的圓心O的角度為45度。各個(gè)周向 阻焊層開口 130分別設(shè)置在與第二徑向阻焊層開口 150相同的角位置并且沿安裝孔105的 徑向位于第二徑向阻焊層開口 150的內(nèi)側(cè)。
電路板100上還設(shè)置有用于將電路板中的接地層電連接到焊盤110的過孔160。 如圖5所示，過孔160設(shè)置在焊盤基部120的外側(cè)并且通過寬度小于過孔直徑的頸部165 電連接到基部120。過孔160可以沿焊盤基部120的外周以等角間距的方式布置，也可 以以其他任何合適的方式布置，只要過孔160或頸部165距離各個(gè)阻焊層開口盡可能遠(yuǎn)即 可，以減小過孔所致的吸熱效應(yīng)。圖中示出了 8個(gè)過孔160，但是過孔的數(shù)量和位置并不 局限于圖中所示。
根據(jù)本實(shí)施方式的電路板100可以沿圖5中箭頭A所指的方向進(jìn)行波峰焊。 但是，由于各個(gè)阻焊層開口是對稱布置的，因此根據(jù)本實(shí)施方式的電路板可以像文獻(xiàn) 2(USM1422;3)那樣沿任意方向進(jìn)行波峰焊。換言之，根據(jù)本實(shí)施方式的焊盤110可以在 電路板100上沿任意方向定向。
根據(jù)本實(shí)施方式的包括焊盤110的電路板100具有如下有益效果。
第一，由于各個(gè)阻焊層開口的形狀和面積基本相等，所以能夠產(chǎn)生均勻的焊層 厚度。特別是在采用無鉛波峰焊時(shí)，也可以防止由于高的表面張力導(dǎo)致的焊層厚度不均 勻。
第二，由于各個(gè)阻焊層開口關(guān)于安裝孔的圓心對稱布置，所以電路板可以沿任 意方向進(jìn)行波峰焊或者焊盤可以在電路板上沿任意方向定位，這節(jié)約了設(shè)計(jì)時(shí)間和制造 成本。
第三，在各個(gè)徑向阻焊層開口之間設(shè)置有了周向阻焊層開口。當(dāng)進(jìn)行波峰焊 時(shí)，周向阻焊層開口對焊料波的拖拽作用有助于使焊料波在各個(gè)開口之間具有連貫性， 因此有助于形成更均勻的焊層厚度。
第四，由于焊盤內(nèi)的圓形開口與安裝孔隔開一定距離，因此可以防止安裝孔被堵塞。
第五，由于過孔通過寬度較窄的頸部與焊盤連接，所以減小了過孔與焊盤之間 的熱傳導(dǎo)。因此，也減小了過孔的吸熱效應(yīng)對阻焊層開口露出的諸如裸銅的金屬部分的 焊接性的不利影響，從而避免了在相鄰阻焊層開口之間形成橋接部。
第六，與圖1所示的條狀分割的焊盤設(shè)計(jì)類似，可以為本實(shí)施方式的焊盤設(shè)計(jì) 建立標(biāo)準(zhǔn)庫，因此采用本實(shí)施方式的焊盤不會(huì)增加額外的時(shí)間并且不會(huì)影響產(chǎn)品開發(fā)進(jìn) 度。
第七，本實(shí)施方式的焊盤占據(jù)的面積與圖1所示的條狀分割的焊盤相同，因此不會(huì)占據(jù)電路板上的額外面積并且不會(huì)影響電路板的布局。
第八，相對于現(xiàn)有制造工藝而言，本實(shí)施方式的焊盤設(shè)計(jì)僅需要改造焊盤的形 狀和阻焊層開口的形狀，因此對在現(xiàn)有的制造工藝進(jìn)行改造非常容易。
盡管在此已詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但要理解的是本發(fā)明并不局限 于這里詳細(xì)描述和示出的具體結(jié)構(gòu)，在不偏離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)和范圍的情況下可由本領(lǐng)域 的技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)其它的變型和變體。所有這些變型和變體都落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。例 如，盡管圖中示出的實(shí)施方式分別包括了4個(gè)第一徑向阻焊層開口、4個(gè)第二徑向阻焊層 開口和4個(gè)周向阻焊層開口，但是顯然這阻焊層開口的數(shù)量可以為其他數(shù)量，例如3個(gè)、5個(gè)或6個(gè)等。
權(quán)利要求
1.一種電路板(100)，包括至少一個(gè)安裝孔(105)；設(shè)置在所述安裝孔(105)周圍的焊盤(110)；涂覆在所述焊盤(110)上的阻焊層；其特征在于，所述阻焊層包括沿所述安裝孔(105)的周向以等角間距的方式隔開的 多個(gè)第一徑向阻焊層開口(140)，并且所述第一徑向阻焊層開口(140)的縱軸延伸穿過所述安裝孔(105)的圓心(O)。
2.如權(quán)利要求1所述的電路板(100)，其中，所述阻焊層進(jìn)一步包括沿所述安裝孔(105)的周向以等角間距的方式隔開的多個(gè)第 二徑向阻焊層開口(150)；所述第二徑向阻焊層開口(150)與所述第一徑向阻焊層開口(140)沿安裝孔(105)的 周向以等角間距的方式交替隔開并且具有相同的形狀和面積；并且所述第二徑向阻焊層開口(150)的縱軸延伸穿過所述安裝孔(105)的圓心(O)。
3.如權(quán)利要求2所述的電路板(100)，其中，與所述第一徑向阻焊層開口(140)相 比，所述第二徑向阻焊層開口(150)布置在遠(yuǎn)離所述安裝孔(105)的位置。
4.如權(quán)利要求3所述的電路板(100)，其中，所述阻焊層進(jìn)一步包括沿所述安裝孔(105)的周向以等角間距的方式隔開的多個(gè)周 向阻焊層開口(130)；所述周向阻焊層開口(130)設(shè)置在與所述第二徑向阻焊層開口(150)相同的角位置并 且沿所述安裝孔(105)的徑向位于所述第二徑向阻焊層開口(150)內(nèi)側(cè)；所述周向阻焊層開口(130)具有與所述第一徑向阻焊層開口(140)相同的形狀和面 積；并且所述周向阻焊層開口(130)的縱軸平行于所述安裝孔(105)在相應(yīng)位置處的切線。
5.如權(quán)利要求1所述的電路板(100)，其中，所述電路板包括4個(gè)第一徑向阻焊層開 口(140)。
6.如權(quán)利要求2所述的電路板(100)，其中，所述電路板包括4個(gè)第二徑向阻焊層開 口(150)。
7.如權(quán)利要求4所述的電路板(100)，其中，所述電路板包括4個(gè)周向阻焊層開口 (130)。
8.如權(quán)利要求1所述的電路板(100)，其中，所述第一徑向阻焊層開口(140)的形狀 選自長孔形、橢圓形或帶有四個(gè)圓角的矩形。
9.如權(quán)利要求1所述的電路板(100)，其中，所述焊盤(110)包括直徑大于所述安裝 孔(105)的圓形開口(125)。
10.如權(quán)利要求2所述的電路板(100)，其中，所述焊盤(110)在對應(yīng)于所述第二徑向 阻焊層開口(150)的部位具有突出部(127)。
11.如權(quán)利要求1所述的電路板(100)，進(jìn)一步包括多個(gè)與所述電路板(100)的接地層 電連接的過孔(160)，所述過孔(160)經(jīng)由寬度小于過孔(160)直徑的頸部(165)連接到 所述焊盤(110)。
12.一種電子組件，包括金屬底架和如權(quán)利要求1-11中任一項(xiàng)所述的電路板(100)，其中所述電路板(100)通過穿過所述安裝孔(105)的螺釘安裝至所述金屬底架。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電路板(100)，包括至少一個(gè)安裝孔(105)；設(shè)置在安裝孔(105)周圍的焊盤(110)；涂覆在焊盤(110)上的阻焊層。阻焊層包括沿安裝孔(105)的周向以等角間距的方式隔開的多個(gè)第一徑向阻焊層開口(140)、多個(gè)第二徑向阻焊層開口(150)和多個(gè)周向阻焊層開口(130)。各個(gè)阻焊層開口具有相同的形狀和面積。本發(fā)明還涉及一種包括所述電路板的電子組件。采用本發(fā)明的電路板可以在焊盤上形成更加均勻的焊料厚度。
文檔編號H05K3/34GK102026470SQ20091017356
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月17日
發(fā)明者方興邦, 羅家樂, 胡浩然, 鄧國榮, 鄭維民 申請人:雅達(dá)電子國際有限公司