Smt部品的焊盘结构及实装方法和线路板的利记博彩app
【专利摘要】一种SMT部品的焊盘结构及实装方法和线路板，焊盘结构包括至少两个设置于一基板表面的焊盘，所述SMT部品包括本体以及设置于该本体相对两端的第一电极和第二电极，所述焊盘上设置一用于限制液体锡流动的阻焊区，所述第一电极和所述第二电极分别焊接于两个所述焊盘上后，与所述阻焊区至少部分相对。SMT部品的焊盘结构及实装方法通过在焊盘上设置阻焊区，利用阻焊区限制融化后成为液体锡膏的流动方向，向着焊盘或者电极处移动并粘附，使得SMT部品两个相对的电极上粘附的液体锡膏相当，使得两个相对的电极间的因液体锡膏的粘附而产生应力差较小，避免了立碑不良的现象发生。
【专利说明】SMT部品的焊盘结构及实装方法和线路板
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体制作技术，特别是涉及一种SMT部品的焊盘结构及实装方法和 线路板。
【背景技术】
[0002] 半导体部品，根据实装在基板上时的形态差异，大概可以分成两大类。一种是表面 实装部品，一般情况下称之为SMT(Surface Mount Technology)部品；另外一种是lead插 入部品。SMT部品的，有的是不使用人手，可以机械的自动的在短时间内安装。Lead插入部 品的优点是有多个电极，另外比较容易通过大的电流。
[0003] SMT部品实装，就是在基板平整的电路图上，先印刷锡膏等电气接合材料，在其上 面放置SMT部品使SMT部品的电极端子得以配置，之后进行热处理和冷却，从而使基板和 SMT部品通过锡进行电气性的接合。锡膏印刷工位印刷锡膏，在SMT工位贴装SMT部品，然 后在回流工位进行热处理和冷却。后面我们将这么称呼这三个工位。
[0004] 回流工位，让锡膏在其熔点以上的温度进行熔化。通常，在这个工位使用的设备被 称之为回流炉，用耐热的传送带传送，在搬运过程中，实现与传送物整体热量和焊接性相适 应的温度上升、下降。特别重要的是，温度上升时的温度斜率。温度斜率是指每单位时间温 度的变化量，是横轴为时间，纵轴为温度的图表中的角度。温度上升的时候，将右侧上升的 斜率成为正温度斜率，温度下降的时候，右肩下降我们称之为负温度斜率。
[0005] 正温度斜率是为了将膏状锡膏材料中的空气排出。另外，冷却过程中不同材料间 的收缩率是不一样的，负的温度斜率主要是影响因收缩率差异所产生的残留在材料表面的 应力。在正温度斜率的过程中，也就是温度上升的过程中发生的SMT部品立碑不良的现象。 以下，是对立碑的记录。
[0006] 在SMT部品中，可以是chip电容或者chip电阻，电容或者电阻，都有两个电极，因 为其体积比较小且比较轻，所以经常发生立碑不良。像这种不良，即使在SMT工位，将电容 或者电阻放置在了正确的位置上，在经过回流工位之后，一边的电极还是会单方向立起来， 与基板的电极配线图分离，图1就是这个事例的显示。
[0007] 其发生的主要原理是，锡膏融化，在与SMT部品的电极融合的过程中，会产生一个 向下的力（后面，我们将其称为应力），两个电极不同（后面，我们称之为左右电极），应力 较小的电极侧将会立起来。图2,是左右电极产生的不同应力的示意图。在SMT部品中，体 型较小，重量较轻的chip电容或者chip电阻比较容易发生了立碑的原因是因为应力差比 较大。
[0008] 接下来，对SMT部品的电极与锡膏融合的过程中，为什么会产生应力进行说明。图 3-1和图3-2,显示的是SMT工位后，基板上贴装着chip电容。这时候，基板和chip电容 间的锡膏是含有松香和空气的膏状锡。因为膏状锡里面含有松香，含有粘着性，因此可以固 定chip电容。也可以说松香起到了粘着的作用。图4,显示的是回流工位的温度上升，锡膏 达到熔点的瞬间。锡膏虽然变成了液体，但是其比重比较大，比重较小的chip电容在一瞬 间漂浮在锡上面。图5-1和图5 - 2,显示的是锡膏与chip电容的电极金属相结合的过程。 图5-1显示的是初期和锡接触的chip电容电极的底面与锡结合的样子。图5-2,是第二阶 段，锡往chip电容的电极的侧面爬升时候的融合过程。在锡往侧面爬升的过程中，应力就 产生了；锡往上爬的过程中，chip电容的电极侧面会同时产生向下的拉力。
[0009] 如上面所讲的，左右电极的应力存在差异，chip电容就会立起。图6上所表现的 是，相对于右侧的应力，左侧的更大一些，所以其结果就是应力较小的右侧立起来了。左右 应力差产生的主要原因是，在锡往上爬的时候，供给的锡量不一样，也就是左右锡量的不 同。通常，印刷在左右两边的锡膏量是一样的，但是因为锡膏印刷工位锡膏的印刷位置与 SMT工位贴chip电容贴付位置会产生一个相对偏移。图7,就是偏移的不意图，相对于焊盘 图，锡膏向左偏移，chip电容向右方向偏移。图8,将chip电容两个电极的侧面用位置来进 行命名，两个相对的侧面分别命名为侧面Ai、侧面A 2，两个电极的正面分别命名为侧面&、 侧面B2、里面被遮挡的两个侧面分别命名为侧面q、侧面C 2。向侧面Ai、侧面A2爬的锡量是 图7中与侧面&、侧面A2分别相对的部分的锡，这种情况下，可以看到左电极侧面&锡的供 给量比较多，供给的锡量比较多的话，那么应力就会比较强，右电极的侧面4锡的供给量比 较少，应力就会比较弱，这种情况下右侧电极就有可能立起来。
【发明内容】
[0010] 基于此，有必要提供一种可以避免SMT部品在回流工位温度上升的过程中发生的 立碑不良现象的SMT部品的焊盘结构。
[0011] 一种SMT部品的焊盘结构，包括至少两个设置于一基板表面的焊盘，所述SMT部品 包括本体以及设置于该本体相对两端的第一电极和第二电极，所述焊盘上设置一用于限制 液体锡流动的阻焊区，所述第一电极和所述第二电极分别焊接于两个所述焊盘上后，与所 述阻焊区至少部分相对。
[0012] 另外，还提供了一种SMT部品的实装方法，所述SMT部品包括本体，以及设置于该 本体相对两端的第一电极和第二电极，所述实装方法包括：
[0013] 于一基板表面设置至少两个用于焊接所述SMT部品的焊盘；
[0014] 于所述焊盘上设置用于限制液体锡流动的阻焊区；
[0015] 在所述焊盘上印刷锡膏，使所述阻焊区被所述锡膏填满；
[0016] 将所述SMT部品的第一电极和第二电极分别贴装于所述锡膏上于所述阻焊区上 方；
[0017] 将贴装好所述第一电极和所述第二电极的所述焊盘进行热处理和冷却。
[0018] 此外，还提供了一种线路板，包括上述的SMT部品的焊盘结构，或由上述的SMT部 品的实装方法实装而成。
[0019] SMT部品的焊盘结构及实装方法通过在焊盘上设置阻焊区，利用阻焊区限制融化 后成为液体锡膏的流动方向，向着焊盘或者电极处移动并粘附，使得SMT部品两个相对的 电极上粘附的液体锡膏相当，使得两个相对的电极间的因液体锡膏的粘附而产生应力差较 小，避免了立碑不良的现象发生。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1是chip电容的立碑不良的示意图；
[0021] 图2是因应力所产生的chip电容立碑不良的示意图；
[0022] 图3-1是SMT工位后贴装在基板上的chip电容的俯视图；
[0023] 图3-2是SMT工位后贴装在基板上的chip电容的侧视图；
[0024] 图4是回流工位锡膏温度达到熔点的状态示意图；
[0025] 图5-1是锡膏与chip电容的电极底部电极相融合的状态示意图；
[0026] 图5-2是锡膏向与chip电容电极侧面爬升相融合的状态示意图；
[0027] 图6是chip电容左右电极间产生应力差，导致立碑不良发生的状态示意图；
[0028] 图7是相对于基板的金属焊盘，锡与chip电容位直偏移不意图；
[0029] 图8是chip电容左右电极侧面的命名示意图；
[0030] 图9-1和是传统的SMT部品安装于焊盘上的俯视图；
[0031] 图9-2是图9-1中沿X-X'的截面图；
[0032] 图10是SMT部品的实装方法的流程图；
[0033] 图11-1是第一实施例中SMT部品安装于焊盘上的俯视图；
[0034] 图11-2是图11-1中沿X-X'的截面图；
[0035] 图12是焊盘上开设的阻焊区的几种实施方式；
[0036] 图13-1是第二实施例中SMT部品安装于焊盘上的俯视图；
[0037] 图13-2是图13-1中沿X-X'的截面图；
[0038] 图14-1是第三实施例中SMT部品安装于焊盘上的俯视图；
[0039] 图14-2是图14-1中沿X-X'的截面图；
[0040] 图15是图11-1中液体锡移动方向的示意图；
[0041] 图16是图9-1、图11-1、图13-1及图14-1中各个实施例上锡膏供给区域在焊盘 上的覆盖尺寸。
【具体实施方式】
[0042] 为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合 附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用 以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0043] 请参阅图10、图11 -1和图11 -2，本发明较佳实施例中SMT部品的实装方法，SMT部 品10包括本体，以及设置于该本体相对两端的第一电极11和第二电极12,实装方法包括 ：
[0044] 步骤S110,于一基板20表面设置至少两个用于焊接SMT部品10的焊盘。本实施 例中，包括分别用焊接第一电极11和第二电极12的第一焊盘31和第二焊盘31。在其他实 施例中，视SMT部品10电极的多少，焊盘的数量相应设置。
[0045] 步骤S120,于所述焊盘上设置用于限制液体锡流动的阻焊区40。锡膏加热到熔点 融化之后具有流动性，阻焊区40用于限制液体锡的流动。
[0046] 优选地，参考图12,阻焊区40为在焊盘表面上开设的开孔（可以是通孔40a，也可 以是盲孔40b)或凹槽40c、设置于焊盘表面上的环形凸起40d，图12中的通孔40a、盲孔40b 和凹槽40c是截面图，环形凸起40d是俯视图。两个焊盘21、22上的阻焊区40可以根据需 要各自在开孔40a或40b、凹槽40c或环形凸40d起中选择其中一种设置。
[0047] 进一步地，阻焊区40的开口形状有多种选择，即开孔40a的开口的形状、凹槽40b 的开口的形状和环形凸起40d的形状为多边形（参考图11-1和图13-1)、圆形、半圆形、椭 圆形或半椭圆形（参考图14-1)。
[0048] 步骤S130,印刷工位，在所述焊盘上印刷锡膏50,使所述阻焊区40被所述锡膏50 填满。
[0049] 步骤S140, SMT工位，将所述SMT部品10的第一电极11和第二电极12分别贴装 于所述锡膏50上于所述阻焊区40上方。如此，进入回流工位时，阻焊区40上的液体锡能 直接作用于相应的电极的外沿。结合图8,其中，电极的外沿指的是图8所示的侧面ApA 2。
[0050] 步骤S150,回流工位，将贴装好所述第一电极11和所述第二电极12的所述焊盘进 行热处理和冷却。
[0051] 优选地，为了在热处理时，阻焊区40上的液体锡能作用于电极的外沿，那么在将 贴装好所述第一电极11和所述第二电极12的所述焊盘进行热处理时，所述第一电极11和 所述第二电极11的外沿在所述焊盘方向上的投影落在所述阻焊区40的边缘或边缘以内， 且与所述阻焊区40远离所述SMT部品10本体的边缘不重叠。
[0052] 另外，进一步地，阻焊区40所开设的、与SMT部品10的轴线方向垂直的宽度最好 比电极的在同方向上的宽度要大，可以使电极在阻焊区40上的投影在阻焊区40的边缘范 围内，如此，作用电极的外沿的应力全部能产生于阻焊区40上的液体锡。
[0053] 结合图11-1和图11-2用一个实施案例来说明本发明的效果原理，为了进行比较， 原来的配线图用图9表示。
[0054] 在基板20上，当对焊盘有阻焊区40进行回流工位的时候，阻焊区40上面的锡膏 50达到了锡膏温度的熔点，融化之后就会向着焊盘或者SMT部品10的第一电极11和第二 电极12处移动。这是因为融化后成为液体锡，与非金属的表面会产生排斥（物质特性）。 图15是以图10的实施案例的第二电极12部分为例，说明锡的移动方向：四角形阻焊区40 上面的锡向四角形的四边流动，移动的方向是，距离锡最短距离的金属方向（基板20上的 焊盘32或者SMT部品10的第二电极12)。图15中，往SMT部品10的第二电极12侧面A 2 流动的锡膏是填充区域50B。因此，设置有阻焊区40的焊盘，可以控制锡的移动方向，第一 电极11的侧面4和第二电极12侧面A 2的供给的锡膏量比以往的无阻焊区40的要均匀， 两个电极间的应力差也变少。因此，在将SMT部品10的第一电极11和第二电极12分别贴 装于所述锡膏50上于所述阻焊区40上方时：将所述第一电极11和所述第二电极12在所 述焊盘方向上的至少部分投影落在所述阻焊区40的边缘或边缘以内，可以确保两个电极 的外沿供给的锡膏亮均匀。
[0055] 图9-1和图9-2,金属焊盘没有开设阻焊区，向往SMT部品（Chip电容）两个侧面 4和A 2爬升的锡分别是填充区域501和填充区域502 ;
[0056] 图11-1和图11-2,金属焊盘31、32开设四角形的阻焊区40的实施例。向往SMT 部品10上第一电极11的侧面Ai和第二电极12侧面A2爬升的锡分别是填充区域503和填 充区域504。
[0057] 图13-1和图13-2,金属焊盘31、32分别开设四角形和三角形的阻焊区40的实施 例。向往SMT部品10上第一电极11的侧面Ai和第二电极12侧面A 2爬升的锡分别是填充 区域505和填充区域506。
[0058] 图14-1和图14-2,金属焊盘31、32分别开设半圆形或半椭圆形的阻焊区40的实 施例。向往SMT部品10上第一电极11的侧面Ai和第二电极12侧面A 2爬升的锡分别是填 充区域507和填充区域508。
[0059] 在金属焊盘31、32上设置阻焊区40,印刷锡膏，贴装SMT部品10进入回流炉内，温 度上升达到熔点成为液体之后，因液体所持有的物质特性，液体的锡会向右金属的部分移 动。利用这个移动现象，控制SMT部品10两个侧面Ai和A 2的锡膏供给量。
[0060] 以传统的焊盘和本发明焊盘的给SMT部品的两个侧面Ai和A2锡膏供给量进行了 比较，如表1所示，分列了传统焊盘对SMT部品的两个侧面Ai和A 2的锡膏供给量与本发明 三个实施例三种焊盘对SMT部品的两个侧面&和A2的锡膏供给量进行比较。
[0061] 表1:
[0062] 锡膏供给区域 501 502 503 504 505 506 507 508 锡膏量 31.5 17.5 10.5 8.0 9.5 5.0 10,0 6.0 锡膏量差值 14.0 2.5 4 5 4.0
[0063] 其中，表1中的锡膏的供给量的计算方法：焊盘的厚度假定为1，焊盘与电极之间 的锡膏的厚度假定为1，锡膏在焊盘表面上的覆盖的面积的长、宽根据焊盘和锡膏的比例计 算，结果如图16各个标注所示。
[0064] 上述表1中，SMT部品的两个侧面Ai和A2锡膏的供给量的差值越少，则两个电极 上所受的应力差就越少，立碑不良就更难发生。
[0065] 此外，还公开了一种线路板，该线路板包括SMT部品的焊盘结构，该焊盘结构可由 上述SMT部品的实装方法制作而成。
[0066] 参考图11至16, SMT部品的焊盘结构包括至少两个焊盘，该焊盘是设置于一基板 20表面的，本实施例中，包括第一焊盘31和第二焊盘32, SMT部品10包括本体、第一电极 11和第二电极12,第一电极11和第二电极12分别设置于该本体相对两端，所述焊盘上设 置一用于限制液体锡流动的阻焊区40,所述第一电极11和所述第二电极12分别焊接于两 个所述焊盘31、32上后，与所述阻焊区40至少部分相对。锡膏加热到熔点融化之后具有流 动性，阻焊区40用于限制液体锡的流动。如此，进入回流工位时，阻焊区40上的液体锡能 直接作用于相应的电极的外沿。结合图8,其中，电极的外沿指的是图8所示的侧面4、A 2。
[0067] 进一步地，为了在热处理时，阻焊区40上的液体锡能作用于电极的外沿，所述第 一电极11和所述第二电极12的外沿在所述焊盘方向上的投影落在所述阻焊区40的边缘 或边缘以内，且与所述阻焊区40远离所述SMT部品10本体的边缘不重叠。可以确保两个 电极的外沿供给的锡膏量均匀。
[0068] 另外，进一步地，阻焊区40所开设的、与SMT部品10的轴线方向垂直的宽度最好 比电极的在同方向上的宽度要大，可以使电极在阻焊区40上的投影在阻焊区40的边缘范 围内，如此，作用电极的外沿的应力全部能产生于阻焊区40上的液体锡。
[0069] 进一步地，参考图12,阻焊区40为于所述焊盘表面上开设的开孔（可以是通孔 40a，也可以是盲孔40b)或凹槽40c、设置于焊盘表面上的环形凸起40d。两个焊盘21、22 上的阻焊区40可以根据需要各自在开孔40a或40b、凹槽40c或环形凸40d起中选择其中 一种设置。
[0070] 阻焊区40的开口形状有多种选择，即开孔40a的开口的形状、凹槽40b的开口的 形状和环形凸起40d的形状为多边形（参考图11-1和图13-1)、圆形、半圆形、椭圆形或半 椭圆形（参考图14-1)。
[0071] 进一步地，第一电极11和第二电极12的轴线与相应的所述阻焊区40的轴线重 叠。可以确保两个电极的外沿供给的锡膏量均匀。
[0072] SMT部品的焊盘结构方法通过在焊盘上设置阻焊区40,利用阻焊区40限制融化 后成为液体锡膏的流动方向，向着焊盘或者电极处移动并粘附，使得SMT部品两个相对的 电极上粘附的液体锡膏相当，使得两个相对的电极间的因液体锡膏的粘附而产生应力差较 小，避免了立碑不良的现象发生。
[0073] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，并不用以限制本发明，凡在本 发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范 围之内。
【权利要求】
1. 一种SMT部品的焊盘结构，包括至少两个设置于一基板表面的焊盘，所述SMT部品包 括本体以及设置于该本体相对两端的第一电极和第二电极，其特征在于，所述焊盘上设置 一用于限制液体锡流动的阻焊区，所述第一电极和所述第二电极分别焊接于两个所述焊盘 上后，与所述阻焊区至少部分相对。
2. 根据权利要求1所述的SMT部品的焊盘结构，其特征在于，所述第一电极和所述第二 电极的外沿在所述焊盘方向上的投影落在所述阻焊区的边缘或边缘以内，且与所述阻焊区 远离所述SMT部品本体的边缘不重叠。
3. 根据权利要求1或2所述的SMT部品的焊盘结构，其特征在于，所述阻焊区为于所述 焊盘表面上开设的开孔或凹槽，或为设置于所述表面焊盘上的环形凸起。
4. 根据权利要求3所述的SMT部品的焊盘结构，其特征在于，所述开孔及凹槽的开口和 所述环形凸起的形状为多边形、圆形、半圆形、椭圆形或半椭圆形。
5. 根据权利要求1所述的SMT部品的焊盘结构，其特征在于，所述第一电极和所述第二 电极的轴线分别与相应的所述阻焊区的轴线重叠。
6. -种SMT部品的实装方法，所述SMT部品包括本体，以及设置于该本体相对两端的第 一电极和第二电极，其特征在于，所述实装方法包括： 于一基板表面设置至少两个用于焊接所述SMT部品的焊盘； 于所述焊盘上设置用于限制液体锡流动的阻焊区； 在所述焊盘上印刷锡膏，使所述阻焊区被所述锡膏填满； 将所述SMT部品的第一电极和第二电极分别贴装于所述锡膏上于所述阻焊区上方； 将贴装好所述第一电极和所述第二电极的所述焊盘进行热处理和冷却。
7. 根据权利要求6所述的SMT部品的实装方法，其特征在于，所述阻焊区为于所述焊盘 表面上开设的开孔或凹槽，或为设置于所述焊盘表面上的环形凸起。
8. 根据权利要求7所述的SMT部品的实装方法，其特征在于，所述开孔及凹槽的开口和 所述环形凸起的形状为多边形、圆形、半圆形、椭圆形或半椭圆形。
9. 根据权利要求6、7或8所述的SMT部品的实装方法，其特征在于，将所述SMT部品的 第一电极和第二电极分别贴装于所述锡膏上于所述阻焊区上方时，所述第一电极和所述第 二电极在所述焊盘方向上的至少部分投影落在所述阻焊区的边缘或边缘以内。
10. 根据权利要求6、7或8所述的SMT部品的实装方法，其特征在于，将贴装好所述第 一电极和所述第二电极的所述焊盘进行热处理时，所述第一电极和所述第二电极的外沿在 所述焊盘方向上的投影落在所述阻焊区的边缘或边缘以内，且与所述阻焊区远离所述SMT 部品本体的边缘不重叠。
11. 一种线路板，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述的SMT部品的焊盘结构， 或由权利要求6至10任一项所述的SMT部品的实装方法实装而成。
【文档编号】H05K3/34GK104144563SQ201410310190
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】高桥亘 申请人:广东美的集团芜湖制冷设备有限公司