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TWI810571B - 適用於加熱安裝的基板、適用於加熱安裝的電路基板及適用於加熱安裝的治具 - Google Patents

適用於加熱安裝的基板、適用於加熱安裝的電路基板及適用於加熱安裝的治具 Download PDF

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TWI810571B
TWI810571B TW110118377A TW110118377A TWI810571B TW I810571 B TWI810571 B TW I810571B TW 110118377 A TW110118377 A TW 110118377A TW 110118377 A TW110118377 A TW 110118377A TW I810571 B TWI810571 B TW I810571B
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micro
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蔡尚瑋
張正杰
張德富
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歆熾電氣技術股份有限公司
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Abstract

一種基板，其包括第一連接墊區、第二連接墊區、第一 微加熱器、第二微加熱器、第一加熱器端墊、第二加熱器端墊以及第三加熱器端墊。第一連接墊區和第二連接墊區分別包括至少一個連接墊。第一微加熱器和第二微加熱器分別相對於第一連接墊區和第二連接墊區設置。第一加熱器端墊和第二加熱器端墊藉外界之電性連接，與第一微加熱器形成一迴路，使該第一微加熱器產生熱。第二加熱器端墊和第三加熱器端墊藉外界之電性連接，與第二微加熱器形成一迴路，使該第二微加熱器產生熱。一種電路基板及治具亦被提供。

Description

適用於加熱安裝的基板、適用於加熱安裝的電 路基板及適用於加熱安裝的治具
本發明是有關於一種基板、電路基板及治具，且特別是有關於一種適用於加熱安裝的基板、電路基板及治具。
若要將電子元件連接於基板的連接墊上，常會透過微加熱器加熱安裝的方式，使電子元件焊接到基板的連接墊。隨著電子裝置走向輕薄短小的趨勢，如何減少基板上的微加熱器端墊並達到有效的焊接是當前的課題。
本發明提供一種基板、電路基板及治具，有利於電子裝置的微型化，並在使用上較為簡單或具有較佳的性能及/或應用性。
本發明的基板包括第一連接墊區和第二連接墊區、第一微加熱器和第二微加熱器以及第一加熱器端墊、第二加熱器端墊 和第三加熱器端墊。第一連接墊區和第二連接墊區分別包括至少一個連接墊。第一微加熱器和第二微加熱器分別相對於前述第一連接墊區和第二連接墊區設置。第一加熱器端墊和第二加熱器端墊藉外界之電性連接，與第一微加熱器形成一迴路，使該第一微加熱器產生熱，而該第二加熱器端墊和第三加熱器端墊藉外界之電性連接，與第二微加熱器形成一迴路，使該第二微加熱器產生熱。
本發明的電路基板包括上述的基板以及電路層。該電路層係電性連接於該基板之第一連接墊區和第二連接墊區。
本發明的治具包括加熱探針組，其包括至少二探針頭，該至少二探針頭係用於接觸以下其中之一者：如上述基板的第一加熱器端墊及第二加熱器端墊，以及如上述基板的第二加熱器端墊及第三加熱器端墊。
本發明的治具包括加熱探針組，其包括至少二探針頭，該至少二探針頭係用於接觸以下其中之一者：如上述電路基板的第一加熱器端墊及第二加熱器端墊，以及如上述電路基板的第二加熱器端墊及第三加熱器端墊。
基於上述，本發明的基板、電路基板及治具透過共用兩相鄰連接墊區之間的加熱器端墊，可減少基板及電路基板上加熱器端墊的數量及面積，同時也可減少治具的探針頭數量，進而有利電子裝置的微型化，並可降低成本，且在使用上較為簡單或具有較佳的性能及/或應用性。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。
10:載體
100、100’、100”:基板/電路基板
110:基材
111:第一表面
112:第二表面
115:導通結構
120a、120b:微加熱器
122a、122b:微加熱元件
124a、124b:導電路徑
130a、130b:連接墊區
132a、132b:連接墊
142、144、146:加熱器端墊
150:電路層
160a、160b:絕緣結構
161a、161b:第一絕緣層
162a、162b:第二絕緣層
170:電子元件
172:連接件
200:電路基板
300、400:治具
310、410:加熱探針組
312、412:探針頭
320、420:承載件
圖1A是依照本發明的一實施例的一種基板的部分剖視示意圖。
圖1B是依照本發明的一實施例的一種基板的部分上視示意圖。
圖2至圖4是依照本發明的一實施例的一種電路基板的製造流程。
圖5是依照本發明的一實施例的一種電路基板的部分上視示意圖。
圖6是依照本發明的一實施例的一種基板的部分上視示意圖。
圖7是依照本發明的一實施例的一種電路基板的製造流程。
以下實施例的內容是為了說明而非限制。並且，可省略對熟知裝置、方法及材料之描述以免模糊對本發明之各種原理之描述。本文所使用之方向術語(例如，上、下)僅參看所繪圖式使用或對應之習慣用語，且不意欲暗示絕對定向。在附圖中，為 了清楚起見，可能放大或縮小了部分的元件或膜層的尺寸。類似的構件以相同的標號表示，且具有類似的功能、材質或形成方式，並省略描述。本發明所屬技術領域中具有通常知識者將顯而易見的是，藉由實施例的內容及對應的圖示說明，可以在脫離本文所揭示特定細節的其他實施例中實踐本發明。
圖1A是依照本發明的一實施例的一種基板的部分上視示意圖。圖1B是依照本發明的一實施例的一種基板的部分剖視示意圖。為了清楚示意，圖1A以透視方式繪示，並省略繪示部分構件。
請參照圖1A及圖1B，基板100包括第一連接墊區130a、第二連接墊區130b、第一微加熱器120a、第二微加熱器120b、第一加熱器端墊142、第二加熱器端墊144以及第三加熱器端墊146。基材110具有第一表面111及相對於第一表面111的第二表面112。第一微加熱器120a、第二微加熱器120b、第一加熱器端墊142、第二加熱器端墊144及第三加熱器端墊146可以配置於基材110的第一表面111上。基材110可以包括硬板(如：玻璃板、玻璃纖維板(如：FR4板)；但不限)及/或軟板(如：聚醯亞胺膜(polyimide film；PI)或其他適宜的軟質基材，但不限)，但本發明不限於此。基材110的第一表面111可包括第一連接墊區130a和第二連接墊區130b，但本發明不以此為限，連接墊區的數量可依需求調整。第一連接墊區130a和第二連接墊區130b分別包括至少一個連接墊132a、132b。例如，第一連接墊區130a包括至少 一個連接墊132a，第二連接墊區130b包括至少一個連接墊132b。連接墊132a、132b的材質例如包括高熔點(如：熔點高於後述的電子元件170的連接件172的材質)的金屬(如：銅或其他合金；但不限)，但本發明不限於此。
在本實施例中，第一微加熱器120a相對於第一連接墊區130a設置，第二微加熱器120b相對於第二連接墊區130b設置。舉例來說，第一微加熱器120a可設置於連接墊132a與基材110之間，第二微加熱器120b可設置於連接墊132b與基材110之間。
在本實施例中，第一加熱器端墊142和第二加熱器端墊144可藉外界之電源電性連接。然後，可以與第一微加熱器120a形成迴路，而使第一微加熱器120a產生熱。第二加熱器端墊144和第三加熱器端墊146可藉外界之電源電性連接。然後，可以與第二微加熱器120b形成迴路，而使第二微加熱器120b產生熱。換句話說，在基板100中，第一微加熱器120a可以在第一加熱器端墊142和第二加熱器端墊144之間的導電路徑124a上，第二微加熱器120b可以在第二加熱器端墊144和第三加熱器端墊146之間的導電路徑124b上。
在本實施例中，第一微加熱器120a或第二微加熱器120b的數量可以是至少一個。例如，第一微加熱器120a可以包括至少一個微加熱元件122a，或第二微加熱器120b可以包括至少一個微加熱元件122b所組成。微加熱元件122a、122b及/或連接墊132a、132b的數量及/或配置方式可以依據設計上的需求而進行調整，於 本發明並不加以限制。例如，微加熱元件122a、122b陣列排列於基材110的第一表面111上，且一個微加熱元件(如：微加熱元件122a/122b)可以相對於兩個連接墊(如：連接墊132a/132b)設置。
在本實施例中，至少一個微加熱元件可藉由一導電路徑而電性連接。舉例而言，多個微加熱元件122a在導電路徑124a上可以為串聯或並聯，或多個微加熱元件122b在導電路徑124b上可以為串聯或並聯。
在一實施例中，第一連接墊區130a和第一微加熱器120a之間可設置有絕緣結構160a，第二連接墊區130b和第二微加熱器120b之間設置有絕緣結構160b。也就是說，第一連接墊區130a和第一微加熱器120a不直接接觸，第二連接墊區130b和第二微加熱器120b不直接接觸。絕緣結構160a、160b可分別包括依續堆疊於第一微加熱器120a和第二微加熱器120b上的第一絕緣層161a、161b及第二絕緣層162a、162b，但本發明不以此為限。
在一實施例中，基板100還可包括電路層150。電路層150的佈線設計(layout design)可以依據需求而加以調整，於本發明並不加以限制。
電路層150位於連接墊132a、132b和第一微加熱器120a及第二微加熱器120b之間。電路層150位於第一絕緣層161a、161b上且被第二絕緣層162a、162b覆蓋。電路層150透過第二絕緣層162a、162b的導電通孔(conductive via)與連接墊132a、132b電 性相連。在一實施例中，包含電路層150的基板100也可稱作電路基板。
在一實施例中，第一加熱器端墊142和第二加熱器端墊144可透過對應的導電通孔、電路層150中對應的電路及導電路徑124a與第一微加熱器120a電性連接。第二加熱器端墊144和第三加熱器端墊146可透過對應的導電通孔、電路層150中對應的電路及導電路徑124b與第二微加熱器120b電性連接，但本發明不以此為限。
在一實施例中，第一加熱器端墊142、第二加熱器端墊144、第三加熱器端墊146與連接墊132a、132b可以為相同膜層。因此，基板100在使用或製作上可以較為簡單。
在一實施例中，微加熱元件122a、122b的電阻值可以介於10歐姆(ohm；Ω)至500Ω。也就是說，微加熱元件122a、122b可以是電阻式的加熱器。
圖2至圖4是依照本發明的一實施例的一種電路基板的製造流程示意圖。圖2是依照本發明的一實施例的一種治具的仰式示意圖。圖3至圖4是依照本發明的一實施例的一種電路基板的製造流程的剖視示意圖。圖3和圖4中的基板與前述實施例的基板100類似，其類似的構件以相同或相似的標號表示，且具有類似的功能、材質或用途，並省略描述。
請參照圖2，提供治具300，並將電子元件170承載於治具300上。治具300包括加熱探針組310。加熱探針組310包括至 少二探針頭312，其可用於接觸前述基板100的第一加熱器端墊142和第二加熱器端墊144；或是，用於接觸前述基板100的第二加熱器端墊144和第三加熱器端墊146。
值得注意的是，本發明並未限定加熱探針組310中探針頭312的數量，探針頭312的數量可依實際需求設置。
在一實施例中，治具300還可包括承載件320，其適於將至少一電子元件170配置於基板100的第一連接墊區130a或第二連接墊區130b上。舉例而言，承載件320可間接地透過載體10來承載電子元件170，以將電子元件170配置於基板100的第一連接墊區130a或第二連接墊區130b上，但本發明不限於此。載體10可以包括玻璃、塑膠或藍膜，但本發明不限於此。
在一實施例中，承載件320可直接地承載電子元件170。
電子元件170可包括至少一個連接件172，用以與基板100連接。連接件172材質例如包括低熔點(即，熔點低於基板100的連接墊132a、132b、微加熱器120a、120b以及絕緣結構160a、160b之熔點)的導體(如：焊料；但不限)。連接件172外形於本發明並不加以限制。
在一實施例中，電子元件170例如可為發光二極體，但本發明不限於此。
值得注意的是，承載件320所承載的電子元件170的數量可依實際需求設置，本發明不以此為限。
請參照圖3，提供包含電路層150的基板100，並透過治 具300將電子元件170配置於基板100的第一連接墊區130a上。在本實施例中，所採用的包含電路層的基板為前述實施例的包含電路層150的基板100(也稱作電路基板100)。因此，在後續的圖式或說明中採用相同或相似的標號或用語進行說明，並對於重覆的內容不加以贅述。在一未繪示的實施例中，所使用的包含電路層的基板可以為相似於基板100的基板。
舉例而言，治具300的探針頭312分別與基板100的第一加熱器端墊142和第二加熱器端墊144相對並接觸，電子元件170的連接件172與第一連接墊區130a的連接墊132a相對並接觸。由於探針頭312與第一加熱器端墊142和第二加熱器端墊144接觸而使第一微加熱器120a與外界電性連接而形成迴路，進而可以對第一微加熱器120a進行電加熱，而第一微加熱器120a所產生的熱能可以傳遞至連接墊132a及熱耦接(thermal coupling)於其上的電子元件170的連接件172。也就是說，連接墊132a及位於其上的連接件172可以被第一微加熱器120a加熱。在藉由適度及/或適時的加熱之後，熱耦接於連接墊132a的連接件172例如可以被熔融，然後，可以停止加熱而使連接件172冷卻固化，而可以使電子元件170與對應的連接墊132a之間具有良好的電性連接。而後，可以移除治具300，以達到電子元件170被安裝至基板100上之目的。
請參照圖4，繼續承載電子元件170於治具300上，並透過治具300將電子元件170配置於基板100的第二連接墊區130b 上。以類似上述圖3的方式將電子元件170配置於基板100的第二連接墊區130b上。舉例而言，於治具300的承載件320上承載電子元件170，並使治具300的探針頭312分別與基板100的第二加熱器端墊144和第三加熱器端墊146相對並接觸，使電子元件170的連接件172與第二連接墊區130b的連接墊132b相對並接觸。由於探針頭312與第二加熱器端墊144和第三加熱器端墊146接觸而使第二微加熱器120b可與外界電性連接而形成迴路，進而可以藉由第二微加熱器120b進行電加熱，而第二微加熱器120b所產生的熱能可以傳遞至連接墊132b及熱耦接於其上的電子元件170的連接件172。也就是說，連接墊132b及位於其上的連接件172可以被第二微加熱器120b加熱。在藉由適度及/或適時的加熱之後，熱耦接於連接墊132b的連接件172例如可以被熔融，然後，可以停止加熱而使連接件172冷卻固化，而可以使電子元件170與對應的連接墊132b之間具有良好連接。而後，可以移除治具300，以達到電子元件170被安裝至基板100上之目的。
重覆類似於上述圖3至圖4的步驟直到將所有所欲被接合的電子元件170皆被接合於基板100上，並完成電路基板200的製造。應理解，在本實施例中僅繪示部分電子元件與部分基板的接合步驟作為示意，在其他未繪示處仍有未與電子元件接合的部分基板100。
由於電子元件170是透過治具300分區接合於基板100上，且相鄰兩連接墊區(如：第一連接墊區130a及第二連接墊區 130b)之間共用部分加熱器端墊(如：第二加熱器端墊144)，藉此可減少基板100或電路基板200的加熱器端墊的數量及面積，同時也可減少治具300的探針頭312數量，進而有利電子裝置的微型化，並可降低成本，且在使用上可以較為簡單或具有較佳的性能及/或應用性。
圖5是依照本發明的一實施例的一種電路基板的部分上視示意圖。
請參照圖5，電路基板200包括基板100及電路層150。基板100類似於前述實施例的基板100，包括第一連接墊區130a、第二連接墊區130b、第一微加熱器120a、第二微加熱器120b、第一加熱器端墊142、第二加熱器端墊144以及第三加熱器端墊146。其中，第一連接墊區130a包括至少一個連接墊132a，第二連接墊區130b包括至少一個連接墊132b。第一微加熱器120a相對於第一連接墊區130a設置，第二微加熱器120b相對於第二連接墊區130b設置。第一微加熱器120a由至少一個微加熱元件122a所組成，第二微加熱器120b由至少一個微加熱元件122b所組成。多個微加熱元件122a可以為串聯或並聯，並通過導電路徑124a彼此電性連接，多個微加熱元件122b可以為串聯或並聯，並通過導電路徑124b彼此電性連接。第一加熱器端墊142和第二加熱器端墊144可與第一微加熱器120a電性連接，第二加熱器端墊144和第三加熱器端墊146可與第二微加熱器120b電性連接。
電路層150電性連接於第一連接墊區130a和第二連接墊 區130b。具體而言，電路層150位於連接墊132a、132b和第一微加熱器120a及第二微加熱器120b之間，並與連接墊132a、132b電性相連，但本發明不以此為限。
在一實施例中，電路基板200還可包括電子元件170。電子元件170可與微加熱元件122a、122b相對應設置。電子元件170例如可為發光二極體，但本發明不限於此。電子元件170可包括至少一個連接件172，連接件172可與基板100的連接墊132a、132b相對應。電子元件170可陣列排列於基板100上，但本發明不以此為限。
在電路基板200的一種示例性應用方式上，其可以為背光源基板或背光源基板的一部分。
在電路基板200的一種示例性應用方式上，其可以為顯示基板或顯示基板的一部分。
圖6是依照本發明的一實施例的一種基板的部分上視示意圖。圖6的基板與前述實施例的基板100類似，其類似的構件以相同或相似的標號表示，且具有類似的功能、材質或用途，並省略描述。
請參照圖6，本實施例的基板100’與圖1實施例最大的差異在於，相鄰兩導電路徑124a可以並聯，以連接到同一個第一加熱器端墊142及同一個第二加熱器端墊144；相鄰導電路徑124b可以並聯，以連接到同一個第二加熱器端墊144及同一個第三加熱器端墊146。換句話說，相鄰兩導電路徑124a上的微加熱元件 122a可以透過同一個第一加熱器端墊142及同一個第二加熱器端墊144與外界電性連接，且相鄰兩導電路徑124b上的微加熱元件122b可以透過同一個第二加熱器端墊144及同一個第三加熱器端墊146與外界電性連接，藉此可減少基板100’的加熱器端墊的數量及面積。
在一些實施例中，基板100’也可利用類似於上述圖2至圖4的方法，於基板100’上設置電子元件170以形成電路基板，本發明不以此為限。
圖7是依照本發明的一實施例的一種電路基板的製造流程的剖視示意圖。圖7中的基板與前述實施例的電路基板100類似，圖7中的治具與前述實施例的治具300類似，其類似的構件以相同或相似的標號表示，且具有類似的功能、材質或用途，並省略描述。
請參照圖7，提供基板100”。本實施例的基板100”與前述實施例其中一差異在於：基板100”的第一加熱器端墊142、第二加熱器端墊144以及第三加熱器端墊146位於基材100”的第二表面112上，且基材110還包括貫穿基材110的導通結構115。導通結構115與第一加熱器端墊142、第二加熱器端墊144以及第三加熱器端墊146相對應，且電性連接於導電路徑124a、124b及第一加熱器端墊142、第二加熱器端墊144以及第三加熱器端墊146。
請繼續參照圖7，提供治具400。治具400包括加熱探針組410及承載件420。加熱探針組410包括探針頭412，其可用於 接觸基板100”的第一加熱器端墊142、第二加熱器端墊144和/或第三加熱器端墊146。承載件420適於將至少一電子元件170配置於基板100”的第一連接墊區130a或第二連接墊區130b上。
請繼續參照圖7，透過治具400將電子元件170配置於基板100”的第一連接墊區130a上。舉例而言，治具400的承載件420可直接地或間接地承載電子元件170，並使電子元件170的連接件172與第一連接墊區130a的連接墊132a相對並接觸。而治具400的加熱探針組410可以暫時性地固定於基板100”的下方，並使探針頭412與第一加熱器端墊142、第二加熱器端墊144及第三加熱器端墊146相對並接觸。加熱探針組410可以對相對應於第一連接墊區130a的至少兩探針頭412通電，例如可對相對於第一加熱器端墊142和第二加熱器端墊144的兩探針頭412通電。由於探針頭412與第一加熱器端墊142和第二加熱器端墊144接觸而使第一微加熱器120a與外界電性連接而形成迴路，進而可以對第一微加熱器120a進行電加熱，而第一微加熱器120a所產生的熱能可以傳遞至連接墊132a及熱耦接於其上的電子元件170的連接件172。也就是說，連接墊132a及位於其上的連接件172可以被第一微加熱器120a加熱。在藉由適度及/或適時的加熱之後，熱耦接於連接墊132a的連接件172例如可以被熔融，然後，可以停止加熱而使連接件172冷卻固化，而可以使電子元件170與對應的連接墊132a之間具有良好的電性連接。而後，可以移除承載件420，以達到電子元件170被安裝至基板100”上之目的。
相似地，可繼續承載電子元件170於承載件420上，並透過治具400將電子元件170配置於基板100”的第二連接墊區130b或其他未繪示的區域上，直到所有所欲被接合的電子元件170皆被接合於基板100”上，以完成類似電路基板200的製造。
由於治具400的加熱探針組410可固定於基板100”的下方，因此可以僅移動承載件420至預定區域(例如第二連接墊區130b)，並且對相對應的至少兩探針頭412(例如相對於第二加熱器端墊144及第三加熱器端墊的探針頭412)進行通電，以使電子元件170熱耦接至基板100”上。
在一實施例中，基板100”也可類似於圖6的實施例包括彼此並聯的導電路徑124a、124b，但本發明不以此為限。
綜上所述，本發明的基板、電路基板及治具透過共用兩相鄰連接墊區之間的加熱器端墊，可減少基板及電路基板上加熱器端墊的數量及面積，同時也可減少治具的探針頭數量，進而有利電子裝置的微型化，並可降低成本，且在使用上較為簡單或具有較佳的性能及/或應用性。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
100:基板/電路基板
110:基材
111:第一表面
122a、122b:微加熱元件
124a、124b:導電路徑
132a、132b:連接墊
142、144、146:加熱器端墊

Claims (10)

  1. 一種適用於加熱安裝的基板，其係包括：一第一連接墊區和一第二連接墊區，該二連接墊區係分別包括至少一個連接墊；一第一微加熱器和一第二微加熱器，其係分別相對於該第一連接墊區和該第二連接墊區設置；以及一第一加熱器端墊，一第二加熱器端墊，和一第三加熱器端墊，其中該第一和第二加熱器端墊係藉外界之電性連接，與該第一微加熱器形成一迴路，使該第一微加熱器產生熱，而該第二和第三加熱器端墊係藉外界之電性連接，與該第二微加熱器形成另一迴路，使該第二微加熱器產生熱。
  2. 如請求項1所述的基板，其中該第一微加熱器和該第二微加熱器係分別由至少一個微加熱元件所組成，其中該至少一個微加熱元件係藉由一導電路徑而電性連接。
  3. 如請求項2所述的基板，其中該導電路徑係使該至少一個微加熱元件為串聯或並聯之電性連接。
  4. 如請求項1所述的基板，其中於該第一連接墊區和該第一微加熱器間，以及於該第二連接墊區和該第二微加熱器間，係分別設置有一絕緣結構。
  5. 一種適用於加熱安裝的電路基板，其係包括：如請求項1至4中任一項之基板；以及一電路層，該電路層係電性連接於該基板之該第一連接墊區 和該第二連接墊區。
  6. 如請求項5所述的電路基板，其更包括至少一個電子元件，其係電性連接於該基板之該第一連接墊區和該第二連接墊區。
  7. 如請求項6所述的電路基板，其中該至少一個電子元件係為發光二極體。
  8. 如請求項6所述的電路基板，其為一背光源基板或一顯示基板。
  9. 一種適用於加熱安裝的治具，其係包括：一加熱探針組，其包括至少二探針頭，該至少二探針頭係用於接觸以下其中之一者：如請求項1之基板的該第一加熱器端墊及該第二加熱器端墊；以及如請求項1之基板的該第二加熱器端墊及該第三加熱器端墊。
  10. 一種適用於加熱安裝的治具，其係包括：一加熱探針組，其包括至少二探針頭，該至少二探針頭係用於接觸以下其中之一者：如請求項5或6之電路基板的該第一加熱器端墊及該第二加熱器端墊；以及如請求項5或6之電路基板的該第二加熱器端墊及該第三加熱器端墊。
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