專(zhuān)利名稱(chēng)：一種印制電路板敷銅方法及敷銅印制電路板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路封裝，尤其涉及一種印制電路板敷銅方法及敷銅印制電路板。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子產(chǎn)品需要體積更小、速度更快、功能更強(qiáng)的元器件。球狀引腳柵格陣列(BGA，Ball Grid Array)封裝技術(shù)一出現(xiàn)，便成為CPU、主板上南/北橋芯片等高密度、高性能、多引腳封裝的最佳選擇。BGA封裝技術(shù)是在封裝元器件底部，將引腳做成球狀并排列成一個(gè)類(lèi)似于格子的圖案。采用BGA技術(shù)封裝的元器件，可以在體積不變的情況下，內(nèi)存容量提高兩到三倍。BGA 封裝技術(shù)使每平方英寸的存儲(chǔ)量有了很大提升，采用BGA封裝技術(shù)的內(nèi)存產(chǎn)品在相同容量下，體積只有傳統(tǒng)封裝的三分之一，且BGA封裝方式具有更加快速有效的散熱途徑。BGA封裝的各種優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的，集成度高，體積小。通常情況下在印制電路板 (PCB,Printed Circuit Board)布局中能大大節(jié)省其布局空間，同時(shí)，BGA封裝功耗低、性能穩(wěn)定、壽命較長(zhǎng)，所以在現(xiàn)在和將來(lái)，它將是處理器芯片的主要封裝形式。但是，有利就必有弊，因?yàn)锽GA封裝的特殊焊接結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致將它回流焊接到PCB上相比其它封裝類(lèi)型有更高的不良率。其原因在于出于讓PCB焊接時(shí)盡可能不變形的目的，在不違背PCB設(shè)計(jì)規(guī)則的情況下，PCB生產(chǎn)廠(chǎng)家會(huì)在PCB的空曠區(qū)域填充銅皮或者網(wǎng)格狀的地線(xiàn)，即敷銅。敷銅效果如圖1所示
其中PCB上的焊盤(pán)10對(duì)應(yīng)球柵陣列(BGA)封裝上面焊料球，銅皮12為在常規(guī)的PCB 敷銅設(shè)計(jì)技術(shù)下敷出來(lái)的銅皮，由于受設(shè)計(jì)規(guī)則約束，銅皮12不能完全覆蓋整個(gè)PCB，導(dǎo)致這個(gè)表面的部分絕緣材料14直接置于PCB的表面。BGA封裝元器件需要通過(guò)回流焊組裝連接到PCB上，我們希望PCB焊接面盡可能平整，這樣有利于更高質(zhì)量的焊接。但發(fā)明人在實(shí)施本發(fā)明的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，在回流焊接中其溫度會(huì)達(dá)到200攝氏度以上，BGA封裝元器件和PCB上的焊接面受熱會(huì)發(fā)生形變(熱脹冷縮原理)，因此我們要考慮到各種材料的熱膨脹系數(shù)，我們列出以下三種材料的熱膨脹系數(shù)
BGA (硅)6ppm/°C
Cu (黃銅)18.5ppm/°C
FR-4 (絕緣板材) 110ppm/°C
在回流焊過(guò)程中，焊接面會(huì)產(chǎn)生如圖2所示的情況(圖2為焊接面截面圖):在溫度上升過(guò)程中，三種材料同時(shí)受熱膨脹，我們?cè)O(shè)BGA封裝元器件20相對(duì)PCB的絕緣材料14受熱膨脹發(fā)生形變的比例為χ (我們?cè)趫D中表征為BGA上各引腳22之間的距離或者PCB焊盤(pán)10 之間的距離)，如圖2所示，但是PCB表面上有的地方有銅皮12的存在，絕緣材料14跟銅皮12的熱膨脹系數(shù)相差很大，導(dǎo)致受熱膨脹發(fā)生形變的比例不再為X，我們假設(shè)為y，同一表面，各處的受熱膨脹的應(yīng)力不一樣，會(huì)導(dǎo)致這個(gè)表面發(fā)生扭曲，也就是說(shuō)此表面不僅發(fā)生水平方向的形變，同時(shí)也發(fā)生垂直方向的形變，使得PCB焊接面不再平整，達(dá)不到理想的焊
3接表面，結(jié)果可能會(huì)導(dǎo)致虛焊斷焊甚至焊點(diǎn)脫落。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，提供一種印制電路板敷銅方法及敷銅印制電路板?？山鉀Q在回流焊過(guò)程中，因?yàn)镻CB絕緣材料與銅皮的熱膨脹系數(shù)不同而使PCB 焊接面不平，導(dǎo)致虛焊斷焊甚至焊點(diǎn)脫落的問(wèn)題。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種印制電路板敷銅方法，包括 將印制電路板上安裝球狀引腳柵格陣列BGA封裝元器件的區(qū)域設(shè)置為敷銅禁止區(qū)域； 在所述印制電路板上除所述敷銅禁止區(qū)域外的閑置區(qū)域進(jìn)行敷銅。其中，所述印制電路板上設(shè)置有與所述BGA封裝元器件的引腳對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)。 其中，所述敷銅禁止區(qū)域是所述印制電路板上，包圍了所有與所述BGA封裝元器件的引腳對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)的區(qū)域。其中，所述敷銅禁止區(qū)域是所述印制電路板上，包圍了所有與所述BGA封裝元器件的引腳對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)的，且面積最小的區(qū)域。其中，所述BGA封裝元器件通過(guò)回流焊方式焊接在所述印制電路板上。相應(yīng)地，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種敷銅印制電路板，該印制電路板上設(shè)有敷銅禁止區(qū)域，所述敷銅禁止區(qū)域?yàn)橛≈齐娐钒迳习惭b球狀引腳柵格陣列BGA封裝元器件的區(qū)域，所述敷銅禁止區(qū)域沒(méi)有銅片覆蓋。其中，所述印制電路板上設(shè)置有與所述BGA封裝元器件的引腳對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)。其中，所述敷銅禁止區(qū)域是所述印制電路板上，包圍了所有與所述BGA封裝元器件的引腳對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)的區(qū)域。其中，所述敷銅禁止區(qū)域是所述印制電路板上，包圍了所有與所述BGA封裝元器件的引腳對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)的，且面積最小的區(qū)域。其中，所述焊盤(pán)用于與所述BGA封裝元器件的引腳通過(guò)回流焊方式焊接。實(shí)施本發(fā)明提供的印制電路板敷銅方法及敷銅印制電路板，在PCB敷銅過(guò)程中， 在BGA封裝元器件焊接區(qū)域設(shè)置敷銅禁止區(qū)，不讓銅皮鋪到BGA封裝元器件下面。在回流焊過(guò)程中，降低因受熱膨脹給PCB的BGA焊接面帶來(lái)的形變程度，從而降低BGA封裝元器件在回流焊接過(guò)程中的焊接組裝不良率，降低制造成本。


為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1是現(xiàn)有的PCB敷銅效果示意圖2是現(xiàn)有的PCB敷銅后，在回流焊過(guò)程中焊接面示意圖； 圖3是本發(fā)明提供的印制電路板敷銅方法第一實(shí)施例流程示意圖； 圖4是本發(fā)明提供的印制電路板敷銅方法第二實(shí)施例流程示意圖； 圖5是本發(fā)明提供的印制電路板敷銅方法的敷銅效果示意圖；圖6是PCB采用本發(fā)明提供的印制電路板敷銅方法敷銅后，在回流焊過(guò)程中焊接面示意圖7是本發(fā)明提供的敷銅印制電路板實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的印制電路板敷銅方法及敷銅印制電路板，在PCB敷銅過(guò)程中，在BGA 封裝元器件焊接區(qū)域設(shè)置敷銅禁止區(qū)，不讓銅皮鋪到BGA封裝元器件下面。在回流焊過(guò)程中，降低因受熱膨脹給PCB的BGA焊接面帶來(lái)的形變程度，從而降低BGA封裝元器件在回流焊接過(guò)程中的焊接組裝不良率，降低制造成本。下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。參見(jiàn)圖3，為本發(fā)明提供的印制電路板敷銅方法第一實(shí)施例流程示意圖，如圖所示
在步驟S100，將印制電路板上安裝BGA封裝元器件的區(qū)域設(shè)置為敷銅禁止區(qū)域。在步驟S101，在所述印制電路板上除所述敷銅禁止區(qū)域外的閑置區(qū)域進(jìn)行敷銅。實(shí)施本發(fā)明提供的印制電路板敷銅方法，在PCB敷銅過(guò)程中，在BGA封裝元器件焊接區(qū)域設(shè)置敷銅禁止區(qū)，不讓銅皮鋪到BGA封裝元器件下面。在回流焊過(guò)程中，降低因受熱膨脹給PCB的BGA焊接面帶來(lái)的形變程度，從而降低BGA封裝元器件在回流焊接過(guò)程中的焊接組裝不良率，降低制造成本。參見(jiàn)圖4，為本發(fā)明提供的印制電路板敷銅方法第二實(shí)施例流程示意圖，如圖2所示
在步驟S200，將印制電路板上安裝BGA封裝元器件的區(qū)域設(shè)置為敷銅禁止區(qū)域。更為具體的，所述印制電路板上設(shè)置有與所述BGA封裝元器件的引腳對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)。所述敷銅禁止區(qū)域是所述印制電路板上，包圍了所有與所述BGA封裝元器件的引腳對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)的區(qū)域，即所述敷銅禁止區(qū)域應(yīng)該將BGA封裝元器件在印制電路板上焊接位置都包括其中。優(yōu)選的，所述敷銅禁止區(qū)域不僅包圍了所有與所述BGA封裝元器件的引腳對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)，而且具有最小的面積，即所述敷銅禁止區(qū)域是由BGA封裝元器件的最外圍的一圈引腳對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)所圍成的區(qū)域。在步驟S201，在所述印制電路板上除所述敷銅禁止區(qū)域外的閑置區(qū)域進(jìn)行敷銅。 如圖5所示，假設(shè)在本實(shí)施例中BGA封裝元器件安裝的位置是PCB的中部虛線(xiàn)框所示的區(qū)域，則該區(qū)域在步驟S200中被設(shè)置為敷銅禁止區(qū)域，即使該區(qū)域中存在閑置的區(qū)域，也不會(huì)被敷銅。在步驟S202，所述BGA封裝元器件通過(guò)回流焊方式焊接在所述印制電路板上。回流焊設(shè)備的內(nèi)部有一個(gè)加熱電路，將空氣或氮?dú)饧訜岬阶銐蚋叩臏囟群蟠迪蛞呀?jīng)貼好BGA 封裝元器件的PCB，讓BGA封裝元器件的引腳和PCB上的焊盤(pán)融化后粘結(jié)。這種工藝的優(yōu)勢(shì)是溫度易于控制，焊接過(guò)程中還能避免氧化，制造成本也更容易控制。經(jīng)過(guò)步驟S200和S201，PCB上的焊盤(pán)之間不會(huì)再有由于PCB敷銅所產(chǎn)生的銅皮，這樣在回流焊過(guò)程中，焊接面如圖6所示(焊接面截面圖):PCB焊接面的焊盤(pán)10間沒(méi)有銅皮 12，在回流焊接的溫升過(guò)程中，對(duì)比圖2，焊接表面只有兩種材料同時(shí)受熱膨脹，我們?cè)俅卧O(shè) BGA封裝元器件20相對(duì)絕緣材料14的受熱膨脹發(fā)生形變的比例為X，同一表面，各處的受熱膨脹的應(yīng)力相同，使水平方向的形變遠(yuǎn)大于垂直方向的形變，從而保證其PCB表面扭曲程度降到最低，保持焊接平面的平整性，盡可能達(dá)到我們理想的焊接平面要求。最終使焊接質(zhì)量提高，降低焊接不良率，使制造成本降低，生產(chǎn)效率提高。
實(shí)施本發(fā)明提供的印制電路板敷銅方法，在PCB敷銅過(guò)程中，在BGA封裝元器件焊接區(qū)域設(shè)置敷銅禁止區(qū)，不讓銅皮鋪到BGA封裝元器件下面。在回流焊過(guò)程中，降低因受熱膨脹給PCB的BGA焊接面帶來(lái)的形變程度，從而使BGA封裝元器件在回流焊接過(guò)程中的焊接質(zhì)量提高，降低焊接不良率，使制造成本降低，生產(chǎn)效率提高。參見(jiàn)圖7，為本發(fā)明提供的敷銅印制電路板實(shí)施例結(jié)構(gòu)示意圖，該印制電路板1上設(shè)有敷銅禁止區(qū)域11，所述敷銅禁止區(qū)域11為印制電路板1上安裝球狀引腳柵格陣列BGA 封裝元器件的區(qū)域，所述敷銅禁止區(qū)域11沒(méi)有銅片覆蓋。更為具體的，所述印制電路板1上設(shè)置有與所述BGA封裝元器件的引腳對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)10，焊盤(pán)10用于與所述BGA封裝元器件的引腳通過(guò)回流焊方式焊接。所述敷銅禁止區(qū)域11是所述印制電路板1上，包圍了所有與所述BGA封裝元器件的引腳對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)的區(qū)域，即所述敷銅禁止區(qū)域11應(yīng)該將BGA封裝元器件在印制電路板上焊接位置都包括其中。優(yōu)選的，所述敷銅禁止區(qū)域11不僅包圍了所有與所述BGA封裝元器件的引腳對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)，而且具有最小的面積，即所述敷銅禁止區(qū)域11是由BGA封裝元器件的最外圍的一圈引腳對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)所圍成的區(qū)域。實(shí)施本發(fā)明提供的敷銅印制電路板，在PCB敷銅過(guò)程中，在BGA封裝元器件焊接區(qū)域設(shè)置敷銅禁止區(qū)，不讓銅皮鋪到BGA封裝元器件下面。在回流焊過(guò)程中，焊接面如圖6所示(焊接面截面圖)PCB焊接面的焊盤(pán)10間沒(méi)有銅皮12，在回流焊接的溫升過(guò)程中，對(duì)比圖2，焊接表面只有兩種材料同時(shí)受熱膨脹，我們?cè)俅卧O(shè)BGA封裝元器件20相對(duì)絕緣材料 14的受熱膨脹發(fā)生形變的比例為X，同一表面，各處的受熱膨脹的應(yīng)力相同，使水平方向的形變遠(yuǎn)大于垂直方向的形變，降低因受熱膨脹給PCB的BGA焊接面帶來(lái)的形變程度，從而使 BGA封裝元器件在回流焊接過(guò)程中的焊接質(zhì)量提高，降低焊接不良率，使制造成本降低，生產(chǎn)效率提高。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解實(shí)現(xiàn)上述實(shí)施例方法中的全部或部分流程，是可以通過(guò)計(jì)算機(jī)程序來(lái)指令相關(guān)的硬件來(lái)完成，所述的程序可存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀取存儲(chǔ)介質(zhì)中，該程序在執(zhí)行時(shí)，可包括如上述各方法的實(shí)施例的流程。其中，所述的存儲(chǔ)介質(zhì)可為磁碟、光盤(pán)、只讀存儲(chǔ)記憶體(Read-Only Memory, ROM)或隨機(jī)存儲(chǔ)記憶體(Random Access Memory, RAM)等。以上所揭露的僅為本發(fā)明一種較佳實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明權(quán)利要求所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。
權(quán)利要求
1.一種印制電路板敷銅方法，其特征在于，包括將印制電路板上安裝球狀引腳柵格陣列BGA封裝元器件的區(qū)域設(shè)置為敷銅禁止區(qū)域；在所述印制電路板上除所述敷銅禁止區(qū)域外的閑置區(qū)域進(jìn)行敷銅。
2.如權(quán)利要求1所述的印制電路板敷銅方法，其特征在于，所述印制電路板上設(shè)置有與所述BGA封裝元器件的引腳對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)。
3.如權(quán)利要求2所述的印制電路板敷銅方法，其特征在于，所述敷銅禁止區(qū)域是所述印制電路板上，包圍了所有與所述BGA封裝元器件的引腳對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)的區(qū)域。
4.如權(quán)利要求3所述的印制電路板敷銅方法，其特征在于，所述敷銅禁止區(qū)域是所述印制電路板上，包圍了所有與所述BGA封裝元器件的引腳對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)的，且面積最小的區(qū)域。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的印制電路板敷銅方法，其特征在于，所述BGA封裝元器件通過(guò)回流焊方式焊接在所述印制電路板上。
6.一種敷銅印制電路板，其特征在于，該印制電路板上設(shè)有敷銅禁止區(qū)域，所述敷銅禁止區(qū)域?yàn)橛≈齐娐钒迳习惭b球狀引腳柵格陣列BGA封裝元器件的區(qū)域，所述敷銅禁止區(qū)域沒(méi)有銅片覆蓋。
7.如權(quán)利要求6所述的敷銅印制電路板，其特征在于，所述印制電路板上設(shè)置有與所述BGA封裝元器件的引腳對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)。
8.如權(quán)利要求7所述的敷銅印制電路板，其特征在于，所述敷銅禁止區(qū)域是所述印制電路板上，包圍了所有與所述BGA封裝元器件的引腳對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)的區(qū)域。
9.如權(quán)利要求8所述的敷銅印制電路板，其特征在于，所述敷銅禁止區(qū)域是所述印制電路板上，包圍了所有與所述BGA封裝元器件的引腳對(duì)應(yīng)的焊盤(pán)的，且面積最小的區(qū)域。
10.如權(quán)利要求6至9中任一項(xiàng)所述的敷銅印制電路板，其特征在于，所述焊盤(pán)用于與所述BGA封裝元器件的引腳通過(guò)回流焊方式焊接。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種印制電路板敷銅方法及敷銅印制電路板，該方法包括將印制電路板上安裝球狀引腳柵格陣列BGA封裝元器件的區(qū)域設(shè)置為敷銅禁止區(qū)域；在所述印制電路板上除所述敷銅禁止區(qū)域外的閑置區(qū)域進(jìn)行敷銅。實(shí)施本發(fā)明提供的印制電路板敷銅方法及敷銅印制電路板，在PCB敷銅過(guò)程中，在BGA封裝元器件焊接區(qū)域設(shè)置敷銅禁止區(qū)，不讓銅皮鋪到BGA封裝元器件下面。在回流焊過(guò)程中，降低因受熱膨脹給PCB的BGA焊接面帶來(lái)的形變程度，從而降低BGA封裝元器件在回流焊接過(guò)程中的焊接組裝不良率，降低制造成本。
文檔編號(hào)H05K3/34GK102159039SQ20111000796
公開(kāi)日2011年8月17日 申請(qǐng)日期2011年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月14日
發(fā)明者石裕輝 申請(qǐng)人:深圳創(chuàng)維數(shù)字技術(shù)股份有限公司