可防止高溫翹曲的印刷電路板的製作方法
2023-07-27 02:01:56
專利名稱：可防止高溫翹曲的印刷電路板的製作方法
技術領域：
本發明提供一種印刷電路板，特別是涉及一種可於高溫時減少因受熱不均而發生翹曲的印刷電路板。
背景技術：
現今無論任何的電子產品，都必需通過印刷電路板(printed circuit board，PCB)來嵌載各種電子零組件。所以，一項電子產品的性能優劣或耐用程度，與印刷電路板的品質、設計好壞有很大的關係。在過去，印刷電路板產業已經是一個成熟產業，但由於電子產品走向「輕、薄、短、小」和「多功、快速、高能、低價」的發展，促使印刷電路板也走向高密度、小孔、細線、薄型、多層的趨勢。
請參閱圖1，圖1為現有印刷電路板10的示意圖。先從印刷電路板10之中結構最簡單的單層板看起。印刷電路板10包括一基板(substrate)12以及一布線層14。印刷電路板10的基板12一般是由絕緣隔熱，且不易彎曲的塑料材質所製成。而印刷電路板10的表面看到的細小電路即為布線層14。一般來說，布線層14是由銅箔所形成。在製造過程中，原本銅箔是覆蓋在整個印刷電路板10的基板12上，在經過顯影、蝕刻處理之後，留下來的部分就變成細小線路構成的布線層14了。這些線路是用來提供印刷電路板10上零件的電路連接，以用來傳遞信號或是電源。由於布線層14與電子零件都位於基板12的同一側，所以稱之為單層板。而布線層14分布於基板12的不同的兩側時，則稱之為雙層板。
由於現今電子產品所需的線路日趨龐大複雜，所以單層或是雙層印刷電路板已經逐漸不適用。為了解決這樣的問題，多層印刷電路板就應運而生。請參閱圖2，圖2為多層印刷電路板20的分解圖。印刷電路板20包括多個基板12a-12d，銅箔是覆蓋在各個基板12a-12d上再經過顯影、蝕刻處理之後，即可在多個基板12a-12d上分別形成布線層14。之後，再將多個基板12a-12d熱壓而形成多層印刷電路板20。在圖2顯示四個基板，實際上任何由兩個以上的基板所組成的電路板都歸類為多層印刷電路板20。
請一併參閱圖2以及圖3。圖3為圖2的基板12a、12b、12c、12d熱壓後所形成的印刷電路板20的示意圖。為了設計的需要，每個基板上的布線層14分布不一定是均勻的。為便於說明，印刷電路板20可區分為第一布線區18a、18b、18c、18d以及第二布線區16a、16b、16c、16d。如圖2所示，印刷電路板20的基板12a、12b、12c、12d對應的第二布線區16a、16b、16c、16d的布線密度低於第一布線區18a、18b、18c、18d。在這裡要注意的是，所謂的高、低布線密度的區域是從印刷電路板整體的角度作判斷。因此，假設圖2的印刷電路板20的區域16c也布有線路，但是整個第一布線區18a、18b、18c、18d的平均布線密度仍高於第二布線區16a、16b、16c、16d的平均布線密度。由於印刷電路板在製造過程中需經過多次高溫回焊(reflow)處理，而由銅製成的布線層14與塑料基板12的熱膨脹係數有很大的不同，如此一來，在高溫下，有較高布線密度的第一布線區18a、18b、18c、18d因為熱膨脹的程度較低布線密度的第二布線區16a、16a、16c、16d大，這使得印刷電路板20整體所受到的應力會產生落差。受熱不均的結果造成印刷電路板20低布線密度的第二布線區16a、16b、16c、16d相對於高布線密度的第一布線區18a、18b、18c、18d發生翹曲，如圖3所示。對精密的電子設備來說，印刷電路板20稍微的翹曲都會造成組裝上誤差與困擾。此時，製造者必需再花費許多時間修改布局設計，以使得各基板12a、12b、12c、12d上布線層14的電路布局能較平均分布，這又要花費更多時間去修改設計與測試，而造成產品時程的延誤。所以如何在設計印刷電路板的電路布局時，能以快速而簡單的方式，避免印刷電路板20的低密度布線層區域在製造過程中發生翹曲所導致組裝上的麻煩，是一個急待解決的問題。
發明內容
因此，本發明的目的在於提供一種能避免高溫時發生翹曲的印刷電路板，以解決上述問題。
本發明的目的是這樣實現的，即提供一種印刷電路板，其包括至少一塑料基板以及至少一布線層，形成在該至少一塑料基板上。該至少一布線層上具有一第一布線區及一第二布線區，該第一布線區的布線密度高於該第二布線區的布線密度。該第二布線區上具有一假性線路布局，用來避免該印刷電路板於加熱時發生翹曲的現象。
本發明的優點在於該線路布局在高溫時，可以使印刷電路板的布線層分布較為均勻，以避免因受熱不均而發生翹曲的問題。而且設置該線路布局的設計極為簡單，不需花費額外時間去重新安排整個布線層的布局。
圖1為現有單層印刷電路板的示意圖；圖2為現有多層印刷電路板的分解圖；圖3為圖2的基板熱壓後所形成的印刷電路板的示意圖；圖4為本發明的印刷電路板的分解示意圖；圖5為圖4的線路布局的示意圖。
具體實施例方式
請參閱圖4，圖4為本發明的印刷電路板40的分解示意圖。圖4中與圖2具有相同標號者，其功能與目的都相同，在此不再贅述。印刷電路板40包括多個塑料基板12a、12b、12c、12d以及多個布線層14，形成於塑料基板12a、12b、12c、12d上。一般來說，布線層14的材質為銅(copper)。
如現有技術部分所提的，由於印刷電路板在製造過程中，會遇到多次回焊(reflow)的步驟。回焊時的高溫會造成印刷電路板的翹曲，所以相比較於圖2的印刷電路板20，本發明的印刷電路板40在低布線密度的第二布線區的區域16b設置一對應的假性線路布局46，其並非用來傳輸信號及電源。由於印刷電路板20翹曲的原因在於第二布線區16a、16b、16c、16d的平均布線密度低於第一布線區18a、18b、18c、18d的平均布線密度，所以在高溫時，低布線密度的第二布線區16a、16b、16c、16d與高布線密度的第一布線區18a、18b、18c、18d兩者間的受熱會不均勻。而假性線路布局46的存在就可以增加第二布線區16a、16b、16c、16d整體的平均布線密度。所以假性線路布局46配置的目的是使得第二布線區16a、16b、16c、16d的平均布線密度得以增加，而避免印刷電路板40因線路分布不均勻所導致高溫時的翹曲。
設置假性線路布局46的位置可做如下的考慮。首先經過不同測試程序找出印刷電路板40在高溫時會發生翹曲的區域。當然，一般來說，多半發生於具有低密度布線的第二布線區16a、16b、16c、16d。接下來，在原先設計的電路布局上，在對應於第二布線區16a、16b、16c、16d的位置設置(layout)假性線路布局46，如圖4所示，區域16b設有一假性線路布局46，而假性線路布局46的寬度約為1釐米(mm)寬。當然，也可以視印刷電路板20的翹曲程度在其它區域16a、16c、16d其中之一設置假性線路布局46，或是在兩個以上的區域都設置假性線路布局46。之後再依據包括新的假性線路布局46的電路布局製造新的印刷電路板40，再繼續作測試直到製造出的印刷電路板40在加熱後不會翹曲為止。
請參閱圖5，圖5為圖4的假性線路布局46的放大圖。在本發明的較佳實施例之中，假性線路布局46上設有多條相互平行的假性線路以形成一網狀線路布局，其特點在於該各相互平行的假性線路的相鄰並行線的距離約為5mil(0.125mm)，且該各線路的線寬約為5mil(0.125mm)。當然相鄰並行線的距離以及線寬並不一定局限於5mil，3mil、4mil或是6mil也是可以考慮的尺寸。此假性線路與一般布線層14上的線路無異，只是其作用純粹用於使印刷電路板40能均勻受熱，並不作電源或信號線的傳遞。使用網狀線路布局的好處在於，印刷電路板不僅能矯正其彎曲度，同時由於該網狀線路本身形成電迴路，所以不會增加電磁幹擾(EMI)效應。當然，假性線路布局46的結構也不一定要是網狀，其它能在高溫時，用來適當地使得印刷電路板40能均勻受熱的線路布局也屬於本發明的範疇。除此之外，線路布局的安排也可以視印刷電路板的翹曲程度作適當地調整，例如增加線路布局的面積或長度。另外，在本實施例中，假性線路布局46與印刷電路板40上的信號線及電源線相隔離，然而，假性線路布局46也可不與印刷電路板40上的信號線及電源線相隔離，只要假性線路布局46不影響印刷電路板40上的電子組件的操作，均屬於本發明的範疇。
相比較於現有技術。本發明的印刷電路板增設一假性線路布局，其用來減少印刷電路板於高溫製造過程中發生的翹曲問題，如此一來不必擔心翹曲的印刷電路板造成組裝上的困難。此外，由於假性線路布局乃是直接在多個布線層中至少一布線層上設置該線路布局，所以不必增加額外的硬體或是重新規劃布線層就可以校正翹曲的誤差。同時該假性線路布局也不會增加電磁幹擾或者是影響原有印刷電路板的電器特性，實為一簡單同時節省成本的設計。
以上所述僅為本發明的較佳實施例，凡依本發明權利要求所做助均等變化與修飾，皆應屬本發明專利的涵蓋範圍。
權利要求
1.一種印刷電路板，其包括至少一塑料基板；以及至少一布線層，形成於該至少一塑料基板上，該至少一布線層上具有一第一布線區及一第二布線區，該第一布線區的布線密度高於該第二布線區的布線密度，該第二布線區上具有一假性線路布局，用來避免該印刷電路板在加熱時發生翹曲的現象。
2.如權利要求1所述的印刷電路板，其中該假性線路布局與該印刷電路板上的信號線及電源線相隔離。
3.如權利要求1所述的印刷電路板，其中該假性線路布局具有多條假性線路，該各假性線路不做電源或信號傳遞之用。
4.如權利要求3所述的印刷電路板，其中該各假性線路呈平行網狀交錯。
5.如權利要求4所述的印刷電路板，其中該各假性線路的相鄰並行線的距離約為5mil(0.125mm)。
6.如權利要求4所述的印刷電路板，其中該各假性線路的線寬約為5mil(0.125mm)。
7.一種形成一印刷電路板的方法，其特徵在於在該印刷電路板上設置一假性線路布局，以避免該印刷電路板於加熱時發生翹曲的現象。
8.如權利要求7所述的方法，其中該假性線路布局是由多條假性線路組成。
9.如權利要求8所述的方法，其中該各假性線路是以與該印刷電路板上的信號線及電源線隔離的方式形成在該印刷電路板上。
10.如權利要求7所述的方法，其中該各假性線路的相鄰並行線的距離約為5mil(0.125mm)。
11.如權利要求7所述的方法，其中該各假性線路的線寬約為5mil(0.125mm)。
全文摘要
一種印刷電路板，其包括至少一塑料基板以及至少一布線層，形成於該至少一塑料基板上。該至少一布線層上具有一第一布線區及一第二布線區，該第一布線區的布線密度高於該第二布線區的布線密度。該第二布線區上具有一假性線路布局，用來避免該印刷電路板於加熱時發生翹曲的現象。
文檔編號H05K3/00GK1612669SQ20031010261
公開日2005年5月4日 申請日期2003年10月27日 優先權日2003年10月27日
發明者林淳揚, 施文雄, 陳淑枝 申請人:明基電通股份有限公司