電路板、具有所述電路板的電子設備及其製造方法

2023-06-24 03:09:01

專利名稱：電路板、具有所述電路板的電子設備及其製造方法
技術領域：
本發明涉及其上形成有預定電路圖案的電路板、具有所述電路板的 電子設備、以及製造所述電路板的方法。
背景技術：
通常，設計電路板的過程包括以下程序設計在電路板上形成的電 路、根據設計值製造電路板；以及測試已製造的電路板。當在測試期間 發現問題時，重複修改電路設計、製造已修改設計的電路板、以及測試 電路板，直到形成所需電路為止。為了使得電路板的測試更加容易，己經在設計步驟中設計了其中包 括OQ的電阻元件(檢查點)的電路。在開發、設計和生產時由OQ的電 阻元件故意短路預定部分的電路，通過檢測流過所述OQ的電阻元件的 電流來測試所述電路板，或者在測試和修理時去除OQ的電阻元件。理想地，因為OQ的電阻元件在電路中原先是不需要的，在完成電 路板的設計之後，在電路板的批量生產時通過圖案(互連)來代替全部 OQ的電阻元件。然而，由於採用OQ的電阻元件可以使得對在電路板的批量生產時產生的有缺陷電路板的檢査更簡單和容易，通常批量生產其 上安裝有OQ電阻元件的電路板。例如，日本未審專利申請公開No. 07-86729和日本未審實用新型注 冊申請公開No.62-4165公開了用於將檢查點安裝到電路板上的技術。當沒有預先在電路板上形成0Q的電阻元件時，在檢查有缺陷的電 路板時，需要在逐個去除己安裝的電子部件的同時執行所述檢查，以確 定安裝到電路板上的每一個電子部件的操作。然而，這包括以下缺點 在去除時可能破壞已安裝的電子部件。日本未審專利申請公開 No. 2003-168501公開了用於克服這種缺點的技術。在批量生產的電路板上安裝OQ的電阻元件有利地使得檢查更容 易。然而，電阻元件的安裝還要求待安裝的OQ的電阻元件的成本及其 安裝成本，這不希望地導致電路板成本的增加。此外，由於在安裝OQ的 電阻元件時出現缺陷的可能性與安裝普通電阻元件的可能性相同，電路 板的生產成品率不希望地與所安裝的電阻元件的數量成比例地減小。發明內容為了克服以上缺點，本發明的目的是提供一種電路板，允許在降低 成本和提高成品率的同時更容易地執行檢查，並提供具有所述電路板的 電子設備，以及用於製造所述電路板的方法。根據本發明的一方面，提供一種電路板，包括襯底；互連圖案， 包含連接電路並且設置在所述襯底上;與所述互連圖案相連的多個焊盤， 所述多個焊盤包括其上沒有安裝電子部件的一對第一焊盤，所述一對第 一焊盤並排地設置，並且通過所述連接電路彼此電連接；以及絕緣層， 形成於所述襯底的表面上，所述絕緣層具有允許將所述一對第一焊盤從 絕緣層中暴露出來的第一開口。根據本發明的另一方面，提供一種電子設備，包括電路板，包括 襯底；互連圖案，包含連接電路並且設置在所述襯底上；與所述互連圖 案相連的多個焊盤，所述多個焊盤包括一對第一焊盤和一對第二焊盤， 在所述一對第一焊盤上沒有安裝電子部件，所述一對第一焊盤並排地設 置，並且通過所述連接電路彼此電連接，當將電子部件安裝到所述一對 第二焊盤上時，所述一對第二焊盤通過電子部件彼此相連；以及絕緣層， 形成於所述襯底的表面上，所述絕緣層具有第一開口，所述第一開口允 許將所述一對第一焊盤從絕緣層中暴露出來；安裝到所述一對第二焊盤 上的電子部件；以及外殼，容納所述電路板和所述電子部件。根據本發明的又一方面，提供一種製造電路板的方法，包括準備 襯底，在所述襯底的上表面上有互連圖案、 一對第一焊盤、與所述互連 圖案相連的多個第二焊盤、以及將所述第一焊盤彼此電連接的連接電路; 在所述襯底的表面上形成具有第一和第二開口的絕緣層，所述第一和第 二開口允許所述第一和第二焊盤分別從所述絕緣層中暴露出來；以及將6電子部件安裝到所述第二焊盤上。


圖1A是部分頂部透視圖，示出了根據本發明第一實施例的在電路 板上形成導電焊盤(land pad)的特定結構的示例； 圖IB是沿圖1A的IB-IB'線得到的截面圖；圖2是部分頂部透視圖，示出了根據本發明第二實施例的在電路板 上形成安裝焊盤的特定結構的示例；圖3是用於說明其中將根據本發明第一實施例的電路板的導電焊盤用作檢查點的情況的圖；圖4是示出了根據本發明第一實施例的電路板的抗蝕劑層第一開口 和第三開口的圖；圖5是示出了用於製造根據本發明第一實施例的電路板的方法示例 的流程圖；圖6A是部分頂部透視圖，說明金屬掩模30的孔31和導電焊盤11 和12之間的位置關係；圖6B是金屬掩模30的頂部透視圖，說明金屬掩模30的孔32以及 配置為與安裝焊盤21和22重疊的孔32的形狀；圖7A是示出了根據本發明第二實施例的打開外殼的行動電話的透 視圖；以及圖7B是示出了根據本發明第二實施例的關閉外殼的行動電話的透 視圖。
具體實施方式
下面將描述根據本發明第一實施例的電路板IOO。如圖1A和圖1B所示，將與第一焊盤相對應的一對導電焊盤11和12按 照預定間隔(例如0.1ram)並排地形成於根據實施例的電路板100上。與 連接電路相對應的互連圖案13電互連這對導電焊盤11和12。導電焊盤ll 和12也分別與互連圖案14和15相連。這些導電焊盤11和12以及互連圖案 13、 14和15由諸如銅或金之類的導電材料形成。將導電焊盤11和12用作檢査電路板100時的檢查點，以及在電路板 IOO的工作時只用作電路圖案(互連)。因此，假設沒有將電子部件安裝 到實際產品的導電焊盤11和12上。例如，如圖1A所示，將導電焊盤11和12形成為矩形形狀。導電焊盤 11和12的形狀不局限於矩形形狀，可以採用諸如多邊形、半圓形、半橢 圓形、圓形或橢圓形之類的各種形狀。導電焊盤11和12相鄰地形成，使得與分別與互連圖案14和15所連接 的側邊相對的側邊(圖l中所示的側邊lla和12a)彼此面對。將導電焊盤ll和12互連的互連圖案13與側邊lla和12a相連。例如，將與絕緣層相對應的抗蝕劑層16形成於電路板100除了導電 焊盤11和12的部分上。例如，抗蝕劑層16包括光敏樹脂。除了抗蝕劑，可以將諸如氧化矽和氮化矽之類的其他絕緣材料用作絕緣層。抗蝕劑層 16分別在面對導電焊盤11和12的抗蝕劑層部分具有與第一開口相對應的 開口16a和16b。導電焊盤ll和12分別位於開口16a和16b內側。抗蝕劑層 16的開口16a和16b分別暴露出導電焊盤ll和12。參考圖1A和1B，陰影部 分示出了其上有抗蝕劑層16的一部分電路板表面。除了諸如導電焊盤11和12之類的檢查點，將與第二焊盤相對應的一 對安裝焊盤21和22形成於電路板100上，所述安裝焊盤用於允許在其上安 裝電子部件。如圖2所示，安裝焊盤21和22按照預定間隔(例如，0.2mm)形成於 根據本實施例的電路板100上。在電路板100上形成的安裝焊盤21和22可以是各種類型的形狀，如矩形、多邊形、半圓形、半橢圓形、圓形或橢 圓形形狀。互連圖案23和24分別與安裝焊盤21和22相連。這些安裝焊盤 21和22以及互連圖案23和24可以由諸如銅和金之類的導電材料形成。抗蝕劑層16也形成於除了安裝焊盤21和22之外的電路板100上。除 了開口16a和16b，抗蝕劑層16還分別在安裝焊盤21和22的部分具有與第 二幵口相對應的開口26a和26b。所述開口26a和26b分別將安裝焊盤21和 22從抗蝕劑16中暴露出來。如上所述，將導電焊盤11和12之間的間隔(例如O. lmm)設定為比根據本實施例的電路板100中的安裝焊盤21和22之間的間隔(例如0. 2mm) 小，以獲得與OQ的電阻元件提供的優點相同的優點(例如檢查點的保 證)，安裝面積則比安裝OQ的電阻元件所需的安裝面積更窄。同時，Oq的電阻元件意味著具有小於100Q電阻的電阻元件。如上所述，通過互連圖案13互連的導電焊盤11和12在根據實施例的 電路板100上的相鄰形成可以減小在現有技術中使用的0n的電阻元件的 數量，或者可以省略OQ的電阻元件的使用。因此，當與使用OQ的電阻 元件的情況下相比較時，可以減小部件的數量以及降低電路板100的製造成本。此外，在省略了使用OQ的電阻元件的情況下，通過省略形成OQ的電阻元件的步驟，可以提高與0Q的電阻元件的缺陷有關的電路板100總 成品率。此外，因為導電焊盤11和12之間的間隔比安裝焊盤21和22之間 的間隔小，可以保證電路板上更寬的空間，這允許有效地利用電路板的 面積。如上所述，可以將根據該實施例的導電焊盤11和12用作檢查點。 下面將描述使用導電悍盤11和12作為檢查點的情況。 如圖3所示，器件D1和D2與電源P串聯。器件D1和D2分別與導電焊盤 11和12相連。這裡，例如器件D1是用於提供預定電壓的電壓器件，而器 件D2是存儲器。通過切斷互連導電焊盤11和12的互連圖案13，可以將導 電焊盤11和12用作檢查點。更具體地，例如，可以測量只流過器件D1的 電流或只流過器件D2的電流。因此，在製作電路板100之後檢查電路板IOO檢查時，可以更容易地執行所述檢查。因此，如圖4所示，電路板100可以具有與第三開口相對應的幵口16c。開口16c形成於覆蓋互連圖案13的抗蝕劑層16中，所述互連圖案13 如圖4所示互連導電焊盤11和12。因為開口16c如圖4所示位於互連圖案13上面，當將導電焊盤11和12 用作檢査點時可以更容易地切割互連圖案13，並且可以減小切割漂移 (drift)。此外，因為將開口16c設置在切割位置處(互連圖案13上方)， 可以容易地找到待切割的位置。下面將描述用於製造電路板100的方法。圖5是示出了用於製造電路板100的方法示例的流程圖。步驟ST1 (焊盤形成步驟)將導電層形成於電路板100的表面上，並且使用光刻將該導電層構 圖為預定形狀，從而形成包括導電焊盤11和12，互連圖案13、 14和15， 安裝焊盤21和22，以及互連圖案23和24的電路圖案。更具體地，在相同 的步驟中至少形成這些焊盤ll、 12、 21和22以及電路圖案13、 14、 15、 23和24。可以將諸如銅、金或ITO (氧化銦錫)之類的材料用作導電層。 此外，可以將諸如電鍍、無電鍍、濺射和氣相沉積之類的各種薄膜沉積 技術用作導電層形成方法。步驟ST2 (抗蝕劑形成步驟)-將抗蝕劑層16形成於電路板100的表面上。在該步驟中也形成與抗 蝕劑層16的第一開口相對應的開口16a和16b、與第二開口相對應的開口 26a和26b、以及與第三開口相對應的開口16c。步驟ST3 (焊料塗敷步驟)使用金屬掩模30將諸如焊料之類的導電材料設置(塗敷)在電路板 IOO上的預定位置處。如圖6A和6B所示，金屬掩模30是一個金屬片，具有作為與第一開口 16a相對應的第一孔的孔31、以用作為與第二開口26a和26b相對應的第二 孔的開口32。在該實施例中，金屬掩模30沒有與第一開口 16b相對應的孔。 首先，將金屬掩模30在電路板100上對齊，使得孔31和孔32分別位於導電 焊盤11以及安裝焊盤21和22上方。隨後，在電路板覆蓋有金屬掩模30的 情形下，將作為導電膠的焊料膏設置在金屬掩模30的上表面上。通過沿 所述金屬掩模30的上表面滑動塗刷器(squeegee )，將金屬掩模30的孔 填滿焊料膏。然後將金屬掩模30與電路板100分離，從而可以將焊料設置 在電路板100的預定位置處。下面將描述金屬掩模的特定示例。如圖6A和6B所示，將金屬掩模30的孔31設置為與電路板100的導電 焊盤11重疊。金屬掩模30允許將焊料設置在導電焊盤11上。隨後將描述為什麼將金屬掩模30的與第一孔相對應的孔31設置為與導電焊盤11重 疊、而沒有在導電焊盤12上形成孔的原因。此外，金屬掩模30的孔31的形狀與金屬掩模30的與第二孔相對應的 孔32的形狀不同。更具體地，如圖6A和6B所示，孔31和孔32具有不同的 形狀。例如在圖6A和圖6B中，孔31是三角形形狀的，而孔部分32是圓形 形狀的。下面將描述為什麼金屬掩模30的孔31和32的形狀彼此不同的原因。由於金屬掩模30的孔31和32的不同形狀，在電路板100的導電焊盤 11上設置的焊料形狀與在安裝焊盤21和22上設置的焊料形狀不同。因為當在隨後的步驟中去除金屬掩模30 (步驟ST4)以及設置電子 部件(步驟ST5)時，這允許導電焊盤11易於與安裝焊盤21和22區分，有 望減少電子部件設置錯誤。不同的焊料形狀允許在隨後的步驟(步驟ST6) 執行回流焊接之後容易地找到導電焊盤ll的位置。因而，在檢査時，可 以減少從許多焊盤中找到作為檢查點的導電焊盤ll (12)的努力。同時，儘管在圖6A和圖6B中孔31和孔32分別具有三角形和圓形形 狀，本發明不局限於這種特定的形狀，並且孔31和32可以具有其他形狀。 然而，由於理想的是甚至在回流之後，在導電焊盤11和安裝焊盤21和22 上設置的焊料形狀彼此不同，因此理想的是孔31和32的形狀彼此不同。 更理想地，孔31和32的面積彼此不同。步驟ST4 (金屬掩模去除步驟)在完成步驟3中的焊料(焊料膏)設置之後，從電路板100中去除金 屬掩模30。步驟ST5 (電子部件對齊步驟)將待安裝的電子部件設置在電路板100上的安裝位置處。 將各種電子部件設置在電路板100上。例如，可以將電阻元件設置 在安裝焊盤21和22之間。例如，裝配工設置所述電子部件。在步驟ST3 時在電子部件的安裝位置處設置的焊料(膏)通過所設置的電子部件整 平。步驟ST6 (回流和安裝步驟)在完成步驟ST5的電子部件設置之後，執行回流。通過回流，將在 電路板100上設置的每一個電子部件焊接到相應的安裝焊盤上，從而將電 子部件安裝到電路板100上。同時，回流意味著熔化焊料膏並且執行焊接的處理。可以將紅外輻 射和熱空氣用作用於熔化焊料膏的手段。現在將描述為什麼將金屬掩模30的孔31設置為與導電焊盤11重疊 以及在導電焊盤12上方沒有形成孔的原因。當將電子部件設置在電路板100上時(步驟ST5)，可能將所述電子 部件錯誤地設置在導電焊盤11和12之間。根據該實施例的用於製造電路板100的方法通過將金屬掩模30的孔 31設置在導電焊盤11上方而允許將焊料只設置在導電焊盤11上。因此，當將電子部件錯誤地設置在導電焊盤11和12之間時，引起了 曼哈頓效應(Manhattan effect),所述效應從而允許容易地找到電子部 件設置錯誤。其中，曼哈頓效應指的是將設想連接在兩個焊盤之間的電子部件焊 接和固定到僅一個焊盤上、並且電子部件由於熔化的焊料的表面張力而 豎立起來的現象。如上所述，將所述焊料設置在導電焊盤ll上，同時未 將焊料設置在與電路板100有關的導電焊盤12上。因此，即使當電子部件錯誤地設置在導電焊盤11和12之間時，也只焊接電子部件的一側，並且 電子部件豎立起來，引起曼哈頓效應。因此，可以在回流步驟之後(步 驟ST6)容易地找到錯誤地設置的電子部件。儘管在上述實施例中將焊料設置在導電焊盤ll上而未設置在導電 焊盤12上，相反的結構也是可以使用的。這種情況也提供了與上述實施 例的優點相同的優點。在這種情況下，金屬掩模30的孔31的位置未在導 電焊盤ll上方，而是在導電焊盤12上方。使得設置在導電焊盤ll (或12)上的與第一導電材料相對應的焊料 以及設置在安裝焊盤21和22上的與第二導電材料相對應的焊料的形狀和/或面積彼此不同的結構包括以下結構使得焊盤的形狀和/或面積彼此 不同，以及使得與第一開口相對應的開口16a (或16b)以及與第二開口相對應的開口26a和26b的形狀和/或面積彼此不同。儘管在以上實施例中將焊料用作第一和第二導電材料，可以使用導 電粘合劑來代替所述悍料。此外，儘管在上述實施例中通過掩模印刷將第一和第二導電材料塗 敷到導電焊盤和安裝焊盤上，可以使用除了掩模印刷之外的其他方法來 塗敷第一和第二導電材料。此外，儘管在上述實施例中不同的焊料形狀允許區分導電焊盤與安 裝焊盤，可以通過記號來區分導電焊盤與安裝焊盤。可以採用雷射記號 或印刷作為標記方法。而且，根據上述實施例的電路板100可以包括兩個或更多的導電焊 盤以及兩個或更多安裝焊盤。其中，例如，可以將根據上述實施例的電路板100包括在如圖7A和 7B中所示的行動電話200中。行動電話200與根據本發明第二實施例的移動電子設備相對應。如圖7A和7B所示，行動電話200的上外殼201和下外殼202通過鉸鏈部分203可開合地彼此相連。上外殼201包括顯示單元和揚聲器。例如，可以將諸如有機EL (電 致發光)器件或LCD (液晶顯示器)之類的圖像顯示設備用作顯示單元。下外殼202具有操作單元，所述操作單元包括摘機鍵、掛機鍵和數 字鍵盤以及用於語音呼叫的麥克風。下外殼202也包括電路板100和電池 204 (由虛線表示)，用於向行動電話200的每一個部件(即，電路板IOO上的電子部件)供電。行動電話200與未示出的基站通信，從而能夠執行語音呼叫和數據通信。根據本發明實施例的電子設備不局限於行動電話200，也可以是其 中有電子電路和電路板的任意電子設備，例如PM (個人數字助手)、PHS (個人手機系統)和PC (個人計算機)。應該注意的是本發明不局限於上述實施例。當本發明投入實踐時，可以在本發明的技術範圍及其等價物的範圍內對上述實施例的相關元件進行各種修改、組合、分組合和改變。
權利要求
1.一種電路板，包括襯底；互連圖案，包含連接電路並且設置在所述襯底上；與所述互連圖案相連的多個焊盤，所述多個焊盤包括其上沒有安裝電子部件的一對第一焊盤，所述一對第一焊盤並排地設置，並且通過所述連接電路彼此電連接；以及絕緣層，形成於所述襯底的表面上，所述絕緣層具有允許將所述一對第一焊盤從絕緣層中暴露出來的第一開口。
2. 根據權利要求l所述的電路板，其中所述多個焊盤包括一對第二焊盤，當將電子部件安裝到所述一對第 二焊盤上時，所述一對第二焊盤通過電子部件彼此相連。
3. 根據權利要求2所述的電路板，其中所述一對第一焊盤之間的距離比所述一對第二焊盤之間的距離小。
4. 根據權利要求2所述的電路板，還包括第一導電材料，設置在所述一對第一焊盤中的至少一個上；以及第二導電材料，設置在所述一對第二焊盤上，其中 所設置的第一導電材料與所述第二導電材料形狀不同。
5. 根據權利要求l所述的電路板，還包括第三導電材料，設置在所述一對第一焊盤中的一個上。
6. 根據權利要求l所述的電路板，其中 在相同的步驟中形成所述連接電路和所述互連圖案。
7. 根據權利要求2所述的電路板，其中所述絕緣層具有第二開口 ，所述第二開口允許將所述一對第二焊盤 從所述絕緣層中暴露出來，並且其中所述第一開口與所述第二開口形狀不同。
8. 根據權利要求l所述的電路板，其中所述絕緣層具有第三開口 ，所述第三開口允許所述連接電路從所述絕緣層中暴露出來。
9. 根據權利要求8所述的電路板，其中 所述連接電路具有切割部分，以及 將所述第三開口形成為面對所述切割部分。
10. 根據權利要求2所述的電路板，其中所述一對第一焊盤與所述一對第二焊盤形狀不同。
11. 根據權利要求l所述的電路板，其中 所述絕緣層包括抗蝕劑層。
12. 根據權利要求4所述的電路板，其中所述第一和第二導電材料包括焊料。
13. 根據權利要求5所述的電路板，其中所述第三導電材料包括焊料。
14. 一種電子設備，包括 電路板，包括襯底；互連圖案，包含連接電路並且設置在所述襯底上；與所述互連圖案相連的多個焊盤，所述多個焊盤包括一對第一 焊盤和一對第二焊盤，在所述一對第一焊盤上沒有安裝電子部件， 所述一對第一焊盤並排地設置，並且通過所述連接電路彼此電連接， 當將電子部件安裝到所述一對第二焊盤上時，所述一對第二焊盤通過電子部件彼此相連；以及絕緣層，形成於所述襯底的表面上，所述絕緣層具有第一開口， 所述第一開口允許將所述一對第一焊盤從絕緣層中暴露出來； 安裝到所述一對第二焊盤上的電子部件；以及 外殼，容納所述電路板和所述電子部件。
15. —種製造電路板的方法，包括準備襯底，在所述襯底的上表面上有互連圖案、 一對第一焊盤、與 所述互連圖案相連的多個第二焊盤、以及將所述第一焊盤彼此電連接的 連接電路；在所述襯底的表面上形成具有第一和第二開口的絕緣層，所述第一和第二開口允許所述第一和第二焊盤分別從所述絕緣層中暴露出來；以 及將電子部件安裝到所述第二焊盤上。
16. 根據權利要求15所述的方法，還包括準備掩模，所述掩模具有與所述一對第一焊盤中的至少一個相對應 的第一孔，以及與所述第二焊盤相對應並且與所述第一孔形狀不同的第 二孔；將導電膠設置在所述掩模上；以及分別通過所述第一和第二孔將導電塗膠塗敷到所述第一和第二焊 盤上。
17. 根據權利要求15所述的方法，其中 準備所述襯底包括在相同的步驟中形成互連圖案和連接電路。
18. 根據權利要求15所述的方法，其中形成所述絕緣層包括形成覆蓋所述第一和第二焊盤的層，以及在所 述層中形成所述第一和第二開口。
19. 根據權利要求17所述的方法，其中-形成所述絕緣層包括在絕緣層中形成第三開口，所述第三開口允許 將所述連接電路從所述絕緣層中暴露出來。
全文摘要
公開了電路板、具有所述電路板的電子設備、以及製造所述電路板的方法，所述電路板包括襯底，包含連接電路的電路圖案，以及與所述電路圖案相連的多個焊盤。所述焊盤包括彼此相鄰設置的一對第一焊盤。所述第一焊盤沒有與外部電子部件相連，而是通過所述連接電路彼此電連接。所述電路板還包括襯底上的絕緣層，包括通過其暴露出第一焊盤的第一開口，以及襯底上的連接電路，用於將所述第一焊盤彼此電連接。
文檔編號H05K1/02GK101252807SQ20081008144
公開日2008年8月27日 申請日期2008年2月22日 優先權日2007年2月22日
發明者寺田一高, 張替正人, 石田裕司, 竹川秀人 申請人:京瓷株式會社