表面安装互连系统（10）提供用于将辅助印刷电路板组件（14）直接安装到主电路板组件（12），而不采用带引线的表面安装装置的方法和设备。直线阵列的间隔开的焊盘（20,36）设置在两个组件（12,14）的基板的露出表面（18,34）上，焊盘（36）阵列中的至少一个与和其相关联的基板（32）的边缘（48）相邻。选定的多对对准的协作的焊盘（20,36）通过焊球（50）电气和机械互连，该焊球回流以在成对的焊盘之间形成焊点（66）。焊球（50）包括相对高温的内芯部（52）和相对低温的外焊料层（54）。
【技术实现步骤摘要】
[0001 ] 本专利技术涉及用于向电路板提供电气连接的设备，并更具体地涉及提供电路板之间的电气和机械互连件。
技术介绍
电路板的互连会在成本和可靠性方面以及组装难易度方面出现问题。借助通常带引线的部件，排针(header pin)可用于取消连接件，以减少部件数量并提高可靠性。制造过程进步到采用更多是驱动组件的表面安装部件，以在表面安装技术的情况下不采用带引线的部件。产品设计致力于改变特别是用于昂贵但又没有太多可选的连接系统的表面安装。已知形成球栅阵列封装,该球栅阵列封装件包括通过焊接凸点(solder bump)互连件来安装到基板的电子组件。例如，具有封装集成电路管芯的组件可通过焊接凸点互连件安装到母板上。基板和组件平行并间隔开一间隙，而焊接凸点互连件设置在该间隙内。焊接凸点互连件经由基板和组件上的接合焊盘(bond pad)使基板电气和物理附连到组件。已提出采用焊球来形成互连件，这些焊球包括带有焊料层的聚合物芯部。将焊球放置于焊盘上，基板和组件借助它们之间的焊球对准，然后加热以使焊料回流。芯部用作间隔件以确保基板和组件之间的最小距离。在操作过程中，由于组件和基板之间热膨胀不匹配而引发的应力，焊接凸点互连会破裂，从而使电子组件和基板之间的电气连接断开，并引起封装的失效。基板的表面与电子组件的表面之间的距离被称为焊点互连高度。加大焊点互连高度会减少应力并产生更可靠的连接。此外，已知将电气部件定位在基板上、于电子组件下方。各部件产生热量。加大基板和组件之间的焊点互连高度可加大间隙内的空气或其它冷却流体的流动，并改善位于组件下方的电气部件的冷却。【专利
技术实现思路
】表面安装互连系统提供用于将辅助印刷电路板组件直接安装到主电路板组件，而不采用带引线的表面安装装置的方法和设备。直线阵列的间隔开的焊盘设置在两个组件的基板的露出表面上，焊盘阵列中的至少一个与和其相关联的基板的边缘相邻。选定的多对对准的协作的焊盘通过焊球电气和机械互连，该焊球回流以在焊盘对之间形成焊点。根据本专利技术的一方面，焊球中的至少一些包括高熔化温度的内芯部和低熔化温度的外焊料芯部/外焊料层。这种结构向主印刷电路板组件和辅助印刷电路板组件之间的机械连结提供加强的结构支承特性。为了代替排针和/或两件式连接系统，存在有能使垂直电路板互连到水平电路板的焊球。拾取和贴装执行电气互连的焊球。这些焊球的直径通常为约1.6毫米。垂直的电路板板将使焊球在与交界区域处的边缘相邻的接触区域处回流，以能焊接到水平电路板。借助施加于水平电路板上的交界接触点的焊膏，焊接操作将使焊料回流，并完成电路板之间期望的电路连接。小边缘卡型固定装置可有助于定位垂直电路板，而正好位于交界区域外的两个防错凸片可有助于定位电路板，并能有助于将电路板相对于彼此保持在位，直至完成焊接操作为止。根据本专利技术，提供一种用于形成具有加大的焊点互连高度的球栅阵列封装的方法。设有包括多个第一接合焊盘的基板。将焊球设置到各个第一接合焊盘上。焊球由在焊料回流温度下保持固态的材料制成的芯部构成，并封装在可回流焊料层内。电子组件设置在基板上，因而，组件上的第二接合焊盘与焊球接触，由此形成这样的结构，即，基板和组件处于平行的间隔开的关系，而焊球位于第一和第二接合焊盘之间，该电子组件的特征在于基板和组件之间的第一焊点互连高度。将该结构加热到有效融化和使焊料回流的温度一段时间。融化的焊料浸润第一和第二接合盘，并聚结于固态芯部和接合盘的至少一个之间，以加大焊点互连高度。当焊料冷却和固化时，球栅阵列封装的特征在于比回流之前结构的第一焊点互连高度大的第二焊点互连高度。本专利技术的这些和其它特征与优点将通过阅读下述说明书变得清晰，说明书结合附图具体描述本专利技术的较佳和替代的实施例。【附图说明】现将参照附图通过例子描述本专利技术，附图中:图1是本专利技术的第一实施例的分解立体图，其中，水平设置的母电路板示出为与垂直设置的子电路板并置以与其进行组装；图2是图1的实施例的放大比例的剖视详图，其中，母电路板和子电路板在进行电气和机械连结之前预先定位在它们对应的组装定向；图3是类似于图2的剖视详图，该图示出通过焊料回流工艺互连母电路板和子电路板之后，接着施加刚性的电气绝缘的底填料；图4是本专利技术的第二实施例的分解立体图，其中，母电路板示出为与相邻的挠性子电路板并置，以与其进行组装；图5是本专利技术的第三实施例的立体图，其中子电路板具有通过“拾取和贴装”工艺预先与其组装的许多焊球，其中，焊球通过粘结剂或焊料回流工艺来粘附；图6A、B和C是第三实施例的组装过程步骤的立体图，其中，设有焊接板(图6A)，焊接板预先定位在母电路板上方，以支承与其垂直的子电路板(图6B)，以及从完成的母-子电路板组件移除焊接板(图6C);以及图7是图6C的一部分的放大详图，该图示出影响母和子电路板的机械和电气互连的焊点。尽管附图代表本专利技术的实施例，但不必按比例绘制附图，并且可以放大某些特征以说明和阐释本专利技术。本文如下的示例说明本专利技术在一种形式中的实施例，且这种示例并不构造成以任何方式限制本专利技术的范围。【具体实施方式】参见图1，示出体现本专利技术的电子封装件10。电子封装件10包括适于选择性地电气和机械连结的主电路板组件12和辅助电路板组件14。主电路板组件12具有大致平坦的基板16，诸如刚性印刷电路板(PCB)，其形成露出(上)表面18。直线阵列的间隔开的焊盘20a-20f沿标记为X-X的轴线承载于基板16的露出表面18上。各个焊盘20通过一个或多个导电迹线24与各种电气部件22电气互连。焊盘20a-20f、电气部件22和导电迹线24构成主或第一子电路组件26。诸如成形凹部的一对间隔开的定位特征28和30形成于该基板16内，这些凹部在焊盘20a-20f的阵列附近在露出表面18中敞开。各个焊盘20a-20f较佳地相似构造(成形和定尺寸)，而相邻的焊盘20a-20f彼此相等地间隔开。辅助电路板组件14具有大致平坦的基板32，诸如刚性印刷电路板(PCB)，从而形成露出(面向右)的表面34。直线阵列的间隔开的焊盘36a-36f沿标记为Y-Y的轴线承载于基板32的露出表面34上。各个焊盘36通过一个或多个导电迹线40与各种电气部件38电气互连。焊盘36a-36f、电气部件38和导电迹线40构成辅助或第二子电路组件42。诸如成形延伸部的一对间隔开的定位凸片44和46形成于基板32内，这些定位凸片与露出表面34相邻地从底边表面48 (向下)垂直延伸，并分别滑动配合到定位特征28和30内。焊盘36a-36f的阵列位于露出表面34和底边表面48的相交线处或非常接近该相交线。各个焊盘36a-36f较佳地类似构造而成(成形和定尺寸)，而相邻的焊盘36a-36f彼此相等地间隔开。现在参照图2和3，示出有为了形成封装件10而组合的主电路板组件12和辅助电路板组件14的结构。除了焊盘20a-20f以及36a_36f外，阻焊剂分别覆盖基板16和32的露出表面18和34以及承载面26。参照图1和2，示出用于将辅助电路板组件14表面安装在主电路板组件12上的初始组装步骤。较佳地，分开预组装辅助电路板组件14和主电路板组件12。此后，辅助电路板组件14垂直地预先定位在主电路板组件12上，而辅助电路基板32的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种表面安装互连系统（10），包括：第一和第二电路板组件（12,14），各个电路板组件包括大致平坦的基板（16,32），所述基板具有设置在其露出表面（18,34）上的直线阵列的间隔开的焊盘（20,36），其中，所述直线阵列的焊盘（20,36）中的至少一个与和其相关联的所述基板（32）的边缘（48）大致相邻地设置，以及其中，多对对准的协作的所述焊盘（20,36）均通过焊球（50）电气和机械互连，所述焊球回流以在相关联的成对焊盘（20,36）之间形成焊点（66）。
【技术特征摘要】
1.一种表面安装互连系统(10)，包括: 第一和第二电路板组件(12，14)，各个电路板组件包括大致平坦的基板(16，32)，所述基板具有设置在其露出表面(18，34)上的直线阵列的间隔开的焊盘(20，36)， 其中，所述直线阵列的焊盘(20，36)中的至少一个与和其相关联的所述基板(32)的边缘(48)大致相邻地设置，以及 其中，多对对准的协作的所述焊盘(20，36)均通过焊球(50)电气和机械互连，所述焊球回流以在相关联的成对焊盘(20，36)之间形成焊点(66)。2.如权利要求1所述的表面安装互连系统(10)，其特征在于，所述基板(16，32)以相互呈锐角来设置。3.如权利要求1所述的表面安装互连系统(10)，其特征在于，所述基板(16，32)大体刚性。4.如权利要求1所述的表面安装互连系统(10)，其特征在于，所述基板(16，32)中的至少一个包括大致挠性的印刷电路板(84 )。5.如权利要求1所述的表面安装互连系统(10)，其特征在于，还包括形成于各个所述协作的焊盘(20，36)中的一个内的凹入空腔(62)，所述凹入空腔(62)的尺寸设计成在相关的焊球(50)回流之前实现所述焊球的预先定位。6.如权利要求1所述的表面安装互连系统(10)，其特征在于，至少多个所述焊球(50)包括相对高温的内芯部(52 )和相对低温的外焊料层(54 )。7.如权利要求6所述的`表面安装互连系统(10)，其特征在于，还包括设置在各个焊球(50)和相关的焊盘(20)之间的粘性材料层(64)，所述粘性材料层操作成在所述焊球(50)回流之前实现所述焊球(50)的位置保持。8.如权利要求6所述的表面安装互连系统(10)，其特征在于，还包括设置在所述焊球(50)的外表面上的助熔材料层(58)。9.如权利要求1所述的表面安装互连系统(10)，其特征在于，还包括完全包封所述焊点(66)的模制复合物保护层(60)。10.如权利要求1所述的表面安装互连系统(10)，其特征在于，还包括围绕所述焊点(66)部分覆盖各个基板(16，32)的阻焊层。11.如权利要求1所述的表面安装互连系统(10)，其特征在于，各个所述电路板组件(12，14)包括设置在所述电路板组件的所述基板(16，32)上并与所述焊盘(20，36)中的至少一些构成回路的电路迹线(24，40)。12.如权利要求11所述的表面安装互连系统(10)，其特征在于，各个所述电路板组件(12，14)包括设置在...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·R·施奈德，R·L·瓦达斯，
申请(专利权)人：德尔福技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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