[发明专利]包括非环状焊接区的电路板

说明书

早期的电路板制造技术将电路板面上的布线直接连至通孔。镀以导电材料的通孔用于连接电路板的前、后面。不幸的是将布线直接连至通孔所得连结点具有高故障率。金属布线与衬底间热膨胀的差别导致裂缝，尤其是在布线与通孔的连接处。其结果是布线与通孔的电连接断裂。

为克服此种连接的故障率，产生了用于将布线连至通孔的焊接区(1and)。由导电材料通常是铜所制成的焊接区是圆状、更具体说是环状结构，它完全包住通孔。使用焊接区后通孔与布线间的连接面积显著增大，因而得到故障率小的连接。

历来的焊接区是环状的，以最大限度地增加所镀通孔边缘与焊接区的接触面。此外，焊接区的圆形外形可补偿在印制板制造过程中由于钻孔或光刻误差而造成的焊接区与通孔位置的偏移。

为探索将电路板和集成电路装置微型化，设计者试图在电路板和装置上放置更多电子结构。为达到此目标，设计者需要在电路板面上有愈来愈多的空间，即“有效区域”。在试图增加可用“有效区域”时，相对于通孔直径而言将常用焊接区的直径加以减小。然而，当钻通孔时，钻头经常将焊接区从衬底剥离开，从而造成不规则形状的通孔，产生一个可靠的电镀通孔。

的确，随着电路板技术的发展，焊接区尺寸不但没有减小，反而增加了。称为“喇叭区”(flare)的凸出部分沿布线轴方向加到焊接区上，以进一步改善布线与焊接区间的连接可靠性。将喇叭区加到圆形焊接区后比常用焊接区占用了更多有效区域。

希望在保持由焊接区提供的布线与通孔间可靠连接的同时增加衬底上可用的有效区域。

本发明通过提供不完全包住通孔的非环状焊接区以增加有效区域，也即这些焊接区并不遍布通孔360°。这些非环状焊接区接触通孔的面最好不要超过一边，从而提供使用常规焊接区时所无法利用的有效区域。本方法也涉及制造这类非环状焊接区的方法。

图1是显示现有技术典型配置中焊接区外形和孔间连线的电路板一部分的示意图；

图2是类似图1的示意图，显示本发明的非环状焊接区和孔间连线；

图3是显示非环状焊接区与电镀通孔关系的图；

图4是用于显示制造非环状焊接区时图形位置的电镀通孔；

图5、6和7显示使用本发明的非环状焊接区的不同布线图。

本发明在保持通孔与布线间可靠连接的同时提供一种新焊接区形状，从而增加有效区域。本发明的非环状焊接区只接触通孔的一部分，即小于360°，而不是如360°环状焊接区那样接触电镀通孔的全部周边。非环状焊接区和接触通孔的布线置放于通孔同一侧其形状最好为椭圆形。

采用非环状焊接区可增加有效区域。例如，参照图1，常规360°环状焊接区10和带喇叭区14的常规360°环状焊接区12连至通孔20和22。当通孔中心位置相距1.27mm时，只有两根0.1016mm布线16和18能放置于通孔20和22之间区域内。布线16和18之间的间隔为0.1524mm。布线16和焊接区12之间0.1016mm布线16和18能放置于通孔20和22之间区域内。布线16和18之间的间隔为0.1524mm。布线16和焊接区12之间的间隔为0.1778mm。布线18和焊接区10之间的间隔为0.1778mm。大焊接区12的直径为0.5588mm，通孔22中钻孔直径为0.3048mm，喇叭区14的直径为0.508mm。

参照图2，可看出非环状焊接区40部分地包住通孔42。在通孔42的中心之间的距离为1.27mm，其间可放置三根0.1016mm布线46、48和50。当环氧树脂玻璃用作电路板的绝缘材料时，需要阻止布线间短路的最小布线距是0.0508mm，因此与使用常规焊接区时可用的有效区域比较，非环状焊接区使有效区域显著地增大。各布线46，48和50之间的间隔为0.1651mm。布线46和通孔42之间的间隔为0.1651mm，布线50和另一通孔之间的间隔为0.1651mm。通孔42中的钻孔直径为0.3048mm。非环状焊接区40的直径为0.3048mm。

现参照图3，非环状焊接区的最佳长度最好通过计算偏移距离d₀来确定。偏移距离d₀代表光刻过程中最佳图形的标界线从通孔中心偏离开的距离。

最佳偏移距离d₀由下式确定：

d₀＝Z+(r_H-r_I)+t₀-s其中：t₀是导体生产过程也即蚀刻过程的公差

(当公差为未知数时t₀等于0)；