電路板、測試電路板的方法及製造電路板的方法

2023-05-01 00:40:06 1

專利名稱：電路板、測試電路板的方法及製造電路板的方法
技術領域：
本發明涉及一種設置有電子組件的電路板，更具體地，涉及一種用於 檢査是否有任何焊料已經重熔的技術。
背景技術：
隨著近年來電子設備尺寸日益減小、變薄和具有更高級功能，將電子 組件安裝在具有更高密度的電路板上和使安裝有電子組件的電路板具有 更高級功能的需要日益增長。在這種環境下，開發了將電子組件嵌入其中 的電路板(例如，參考專利文獻l)。在設置有內置組件的電路板中，將通常安裝在電路板的表面上的有源 組件(例如，半導體元件)和無源組件(例如，電容器)嵌入在電路板中， 能夠減小板的面積。此外，由於與表面安裝相比，這種方式能夠增加組件 布置的自由度，可以預期高頻特性的改善，這是因為可以最優化組件之間 的引線。在陶瓷板領域，將電子組件嵌入其中的LTCC (低溫共燒結陶瓷)已 投入市場。然而，LTCC板在應用上受到許多限制，由於其較重的重量和易 碎性，不易用於大尺寸的板，並且由於需要高溫下的熱工藝，不能在其中 設置諸如LSI之類的半導體元件。其中使用了樹脂的、設置有內置組件的 電路板最近引起了關注。與LTCC板相比，這樣構造的板在板尺寸方面受 到更少的限制，而且尤為有利的是，可以將LSI嵌入其中。參考圖l，對專利文獻l所公開的其中結合有電子組件的板(電路組 件結合模塊)進行描述。圖1中示出的電路組件結合模塊400包括:板401， 在所述板401上層疊有絕緣板401a、 401b和401c;形成在板401的主表 面上和內部的引線圖案402a、 402b、 402c和402d;以及與板401內部設 置的引線圖案連接的電路組件403。引線圖案402a、 402b、 402c和402d通過內部通孔404互相電連接，以及包括無機填料和熱固性樹脂的混合材 料構成了絕緣板401a、 401b和401c。
專利文獻l:日本專利申請未審公開H11-22026
發明內容
本發明所要解決的問題
在電路組件結合模塊400中，其中將電路組件403 (403a和403b) 嵌入絕緣板401，這不易檢查電連接電路組件403和引線圖案(402a、 402b 和402c)的焊接是否完好無損。電路組件結合模塊400本身中的焊接狀態 可以通過電學測試或類似方法檢査，然而，檢查嵌入的焊料是否重熔並且 在回流工藝中失效是特別困難的，當電路組件結合模塊400再安裝在諸如 主板之類的引線板上時，上述重熔和回流情況很可能會發生。
在未嵌入電路組件的情況下，例如，如日本專利申請未審公開No. H08-298360中所建議，製備用於評價焊接性能的焊盤，並且將焊料在回流 或類似條件中熔化，接著，檢查熔化焊料延伸的範圍大小，或測量焊盤之 間的電阻，從而評價焊接性能。然而，在這種板結構中，圖l所示的焊接 部分採用樹脂制模，根據No.H08-298360所公開的焊接測試方法，不能檢 査焊料是否重熔。當不能檢查焊料是否重熔時，存在以下顧慮重熔悍料 的物理轉化實際上可能已經使絕緣性能惡化，或者即使電路組件仍表現為 通過焊料互相電連接，重熔焊料可能已經在焊料中產生了孔隙。結果，降 低了可靠性。
本發明旨在解決上述問題，其主要的目的是提供一種設置有能夠檢查 焊料是否重熔的焊料標記的組件結合板或電路板。
解決問題的手段
根據本發明的電路板包括
絕緣層；
電子組件，安裝在絕緣層上； 焊料標記，設置在絕緣層上；其中 具有第一熔點的第一焊料構成焊料標記；電子組件通過第二焊料安裝在絕緣層上，所述第二焊料具有低於第一 熔點的第二熔點。根據本發明的用於測試電路板特性的方法是用於測試在將另一電氣 構件與其上通過焊料安裝有電子組件的電路板連接時所述電路板的特性的方法，其中將具有第一熔點的焊料標記預先設置在電路板中，並將所述另一電氣 構件與電路板連接；以及檢査在連接所述另一電子組件後，焊料標記是否重熔，以判斷在連接 所述另一電氣構件時，電路板是否暴露於第一熔點。根據本發明的製造電路板的方法是用於製造其上安裝有電子組件的 電路板的方法，包括在所述電路板中設置焊料標記，所述焊料標記包括具有第一熔點的第 一焊料，以及通過具有與第一熔點相等的熔點焊料，將所述電子組件安裝 在電路板上；以及通過具有低於第一熔點的第二熔點的第二焊料，將另一電子組件安裝 在電路板中。技術效果根據本發明，當檢査設置在引線板中的焊料標記時，能夠檢査具有第 一熔點的焊料是否發生重熔。


圖1是示出了包含本發明優選實施例的組件結合板的構造的透視圖； 圖2A是根據優選實施例示意性地示出了包括焊料標記10的電路板 100的構造的截面圖；圖2B是根據優選實施例示意性地示出了包括焊料標記10的電路板100的構造的截面圖；圖3A是以X射線照射圖2A中的焊料標記10的頂視圖； 圖3B是以X射線照射圖2B中的焊料標記10的頂視圖； 圖4A是根據優選實施例示意性地示出了包括焊料標記10的電路板100的構造的截面圖4B是根據優選實施例示意性地示出了包括焊料標記10的電路板 100的構造的截面圖5A是根據優選實施例示意性地示出了包括焊料標記10的電路板
100的構造的截面圖5B是根據優選實施例示意性地示出了包括焊料標記10的電路板
100的構造的截面圖6A是用於描述根據優選實施例的、製造組件結合板的方法的第一 工藝的截面圖6B是用於描述根據優選實施例的、製造組件結合板的方法的第二 工藝的截面圖6C是用於描述根據優選實施例的、製造組件結合板的方法的第三 工藝的截面圖6D是用於描述根據優選實施例的、製造組件結合板的方法的第四 工藝的截面圖7A是用於描述根據優選實施例的、製造組件結合板的方法的第五 工藝的截面圖7B是用於描述根據優選實施例的、製造組件結合板的方法的第六 工藝的截面圖7C是用於描述根據優選實施例的、製造組件結合板的方法的第七 工藝的截面圖8A是用於描述根據優選實施例的、測試組件結合板的方法的第一 工藝的截面圖8B是用於描述根據優選實施例的、測試組件結合板的方法的第二 工藝的截面圖9A是用於描述根據優選實施例的、測試組件結合模塊的方法的第 一工藝的截面圖9B是用於描述根據優選實施例的、測試組件結合模塊的方法的第 二工藝的截面圖10A是用於描述根據優選實施例的、測試安裝體的方法的第一工藝的截面圖；圖10B是用於描述根據優選實施例的、測試安裝體的方法的第二工藝 的截面圖；圖11是示出了 Sn-Sb基材料的狀態的圖表；圖12A是示出了導電顆粒和熔點之間的關係(固相線)的表格；圖12B是示出了本發明的修改實施例的截面圖；圖13A是從上面觀察的焊料標記10的頂視圖；圖13B是從上面觀察的焊料標記10的頂視圖；圖14A是示出了焊料標記形狀的頂視圖；圖14B是示出了焊料標記形狀的頂視圖；圖14C是示出了焊料標記形狀的頂視圖；圖14D是示出了焊料標記形狀的頂視圖；圖15A是根據優選實施例示意性地示出了包括焊料標記10的電路板100的構造的截面圖；圖15B是根據優選實施例示意性地示出了包括焊料標記10的電路板100的構造的截面圖；圖16A是根據優選實施例示意性地示出了包括焊料標記10的電路板100的構造的截面圖；圖16B是根據優選實施例示意性地示出了包括焊料標記10的電路板100的構造的截面圖；圖17A是根據優選實施例示意性地示出了包括焊料標記10的電路板100的構造的截面圖；圖17B是根據優選實施例示意性地示出了包括焊料標記10的電路板100的構造的截面圖；圖18是構造的頂視圖，其中在外框150中設置焊料標記10，所述外 框150處於設置有組件結合板200的區域之外。附圖標記說明10 焊料標記11 上層板12 焊料
12a熔化的焊料
13 金屬構件
14 焊劑
20 絕緣構件 20a 上表面 20b 下表面
21 下層板
22 上層板
23 電極圖案
24 連接樹脂層(複合片)
25 容納腔
26 電極圖案
27 電極圖案
28 黏合劑
30 電子組件
31 連接盤(land)
32 焊料
32a熔化的焊料
40 電子組件
41 連接盤
42 焊料
42a熔化的焊料
46 焊料球
51 引線板(主板)
100 電路板
150 外框
200組件結合板
300組件結合模塊
350安裝體400電路組件結合模塊具體實施方式
下面參考附圖描述本發明的優選實施例。在下面的附圖中，為了簡化 描述，具有基本上相同功能的組件用相同的附圖標記表示。本發明並不局 限於下述的優選實施例。優選實施例參考圖2，描述根據本優選實施例的電路板。圖2A和2B根據本優選實施例示意性地示出了包括焊料標記10的電 路板100的截面結構。圖2A示出了表示焊料未重熔的焊料標記10的狀態， 而圖2B示出了表示焊料已重熔的焊料標記10的狀態。在焊料回流工藝方 面，圖2A示出了回流前的狀態，而圖2B示出了回流後的狀態。例如，電 路板100構成了安裝在副級板(secondary board)(主板)51和200上的 主級板(primary board),所述副級板(主板)51和200是另一電氣構件 的實例。電路板100的整體結構是圖1所示的結構，其中將電子組件安裝在板 內或板的表面上，或者板內和板的表面上。在用於描述本優選實施例的部 分附圖中(包括圖2A和2B)，未示出這些電子組件。如圖2A所示，根據本優選實施例的電路板100包括上層板22、下層 板21和連接樹脂層24，所述連接樹脂層24連接上層板22和下層板21 。 由絕緣體構成連接樹脂層24，上層板22和下層板21構成絕緣層20。根 據本優選實施例，第一焊料12構成焊料標記10，將所述焊料標記10設置 於絕緣層20內。例如，包括Sn-Sb作為其主要成分並且具有第一熔點的 焊料構成第一焊料12。將焊料標記10布置於設置在電路板100內的容納 腔25中。更具體地，將焊料標記10設置在容納腔25中暴露的電極圖案 23上。將第一電子組件(未示出)設置在電路板100的上表面20a或下表面 20b上。將第一電子組件通過第二焊料(未示出)安裝在電路板100上。 第二焊料具有低於第一熔點的第二熔點。例如，無Pb焊料構成第二焊料。第二電子組件(未示出)可以設置在絕緣層20內(更具體地，上層板22 和下層板21之間)。在這種情況下，電路板100是組件結合板，其中包含 了第二電子組件。
包含樹脂和無機填料的複合片構成連接樹脂層24。在上層板22和下 層板21之間設置焊料標記10。非熔第一焊料構成焊料標記10。容納腔25 形成在連接樹脂層(複合片)24的一部分中，並且將焊料標記10設置在 容納腔25內。更具體地，將焊料標記10設置在容納腔25中暴露的下層 板21的電極圖案23上。
第一焊料12構成圖中所示的焊料標記10，將第一焊料12通過焊劑 14設置在電極圖案23上。焊料標記10是用於檢査焊料是否重熔的標記。 當焊料標記IO達到預定的溫度(更具體地，第一熔點，g卩，第一焊料12 的熔點)時，第一焊料12熔化，表現出圖2B所示的狀態。
圖2B示出了焊料標記10以下狀態在所述狀態下，電路板100至少 達到預定的溫度(第一熔點)，因此第三焊料(具有與焊料標記10相同的 熔點)重熔，所述第三焊料是安裝在電路板100中的第二電子組件(未示 出)的連接構件。
如圖2B所示，構成焊料標記10的第一焊料12熔化，並且在電極圖 案23上延伸。然後，互相比較圖2A所示的非熔第一焊料12和圖2B所示 的已經熔化並且延伸的第一焊料12a。更具體地，檢查焊料標記10的形狀 和特性(非熔第一焊料12和熔化的第一悍料12a)。相應地，能夠檢査第 三焊料(第二電子組件的連接構件)是否已經重熔。第三焊料重熔是因為 電路板100暴露在至少第一熔點的溫度(即，第一熔點)中。
當採用X射線照射由圖2A所示的第一焊料12的非熔狀態構成的焊料 標記IO，並且從電路板100上方觀察時，得到圖3A所示的圖像。當採用 X射線照射由圖2B所示的第一焊料12a的熔化狀態構成的焊料標記10， 並且從電路板100上方觀察時，得到圖3B所示的圖像。當區別兩個形狀 之間的差異時，能夠執行焊料標記測試。可以由觀察者進行視覺檢查，或 者通過圖像識別裝置自動檢査焊料標記(判斷其是否熔化)。電極圖案23 (容納熔化的第一焊料12，從而形成其基本的形狀)可以是如圖所示的矩 形、或三角形、星形、十字形或其它任何形狀。焊料標記測試(判斷是否熔化)並非限於使用X射線的測試，也可以通過電測試來執行。例如，更 具體地，由非熔第一焊料12製成的焊料標記10暴露在互相分離且互相相 鄰的兩個電極圖案之間，從而形成兩個電極圖案之間的間隙的橋梁，但保 持兩個圖案絕緣。因此，當測試兩個端子之間的絕緣性時，能夠檢査焊料
標記10是否已經熔化。
優選地，焊料標記10設置於要測試的第二電子組件的附近(第三焊 料作為連接構件)。結果，能夠在其附近準確地測試第二電子組件被暴露 的溫度。
下面，詳細描述根據本優選實施例的測試方法。圖4A示出了所構造 的焊料標記10,從而將非熔第一焊料12設置在電極圖案對26上。在這種 狀態下，構成焊料標記10的第一焊料12處於非熔狀態。因此，電極圖案 26與第一焊料12之間並非互相金屬鍵合，電極圖案對26之間的間隙是開 路的(絕緣的)。更具體地，當第一焊料12未被熔化、且設置在電極圖案 對26之間時表現出的電特性與當第一焊料12熔化、且電極圖案對26互 相完全電導通時表現出的電特性不同，例如，電阻較高。
如圖4B所示，當焊料標記10 (第一焊料12)至少達到預定溫度(第 一熔點)且熔化時，由於熔化的第一焊料12a，電極圖案對26彼此短路。 因此，當檢查由於焊料標記10而導致的短路時，能夠判斷電路板100已 暴露在至少預定溫度(第一熔點)下，或者第一焊料12己經熔化。
膏狀焊料可以用作構成焊料標記10的第一焊料12。在圖4A所示的 狀態中，第一焊料12 (膏狀焊料)和電極圖案26並非互相金屬鍵合，且 電極圖案對26之間的間隙是開路的。當第一焊料12 (膏狀焊料)達到至 少預定溫度(第一熔點)且熔化時，熔化的第一焊料12a使得電極圖案對 26互相之間以圖4B所示的類似方式短路。當檢查由膏狀焊料製成的焊料 標記10引起短路時，可以檢査到這種轉變。結果，能夠判斷電路板100 已暴露在至少預定溫度(第一熔點)，或第一焊料12已熔化。
焊料標記10可以嵌入連接樹脂層24，如圖5A和5B所示。圖5A所 示的焊料標記10以與圖4A所示類似的方式構造，並形成焊料標記10，使 其嵌入連接樹脂層(複合片)24。另一方面，圖4A所示的焊料標記10布 置於設置在連接樹脂層(複合片)24中的容納腔25中。在圖5A所示的構造中，在非熔第一焊料12設置在電極圖案對26上 的情況下，電極圖案對26之間的間隙是開路的。當第一焊料12達到至少 預定溫度(第一熔點)且熔化時，熔化的第一焊料12a使電極圖案對26 互相短路，如圖5B所示。因此，當檢査到電短路時，能夠判斷第一焊料 12己經熔化。因此，膏狀焊料能夠用作構成焊料標記10的第一焊料12， 其中焊料標記10嵌入在連接樹脂層24中。參考圖6A至8B，對根據本優選實施例的、製造組件結合板的方法， 以及使用焊料標記10的重熔測試方法的實例進行描述。如圖6A所示，製備下層板21，然後，第三焊料32形成在下層板21 的電極圖案的一部分(連接盤31)上。第三焊料32是膏狀焊料，並且借 助印刷工藝形成在連接盤31上。針對焊料標記10的電極圖案26形成在 下層板21上。可以構成如圖4a所示或如圖2A所示的針對焊料標記10的 電極圖案26。如圖6B所示，第二電子組件通過第三焊料32設置在下層板21的連 接盤31上。第二電子組件30可以是晶片組件(例如，晶片電容、晶片電 感或晶片電阻)或半導體元件(例如，裸晶片、晶片尺寸封裝(CSP)等)。 在圖6B中，晶片組件用作第二電子組件30。將第二電子組件30安裝在圖 6B中的引線板21上之後，執行第一回流工藝，使得第三焊料32熔化，如 圖6C所示。於是，通過熔化的第三焊料32a，將第二電子組件30與連接 盤31鍵合。然後，如圖6D所示，將第一焊料12設置在電極圖案26上，以形成 焊料標記10。構成焊料標記10的第一焊料12由與用於第二電子組件30 的第三焊料32的材料相同的材料形成，或者具有與第三焊料32的熔點相 同的熔點(第一熔點)。在本優選實施例中，將包括Sn-Sb作為其主要成 分的焊料(Sn-Sb基焊料)用作第一焊料12和第三焊料32。此後，如圖7A所示，通過連接樹脂層24將上層板22設置在下層板 21 (其上安裝有第二電子組件30)上，使得第二電子組件30被包含在引 線板21和22之間。作為這樣設置的多層結構的結果，能夠形成其中結合 有第二電子組件30的電路板200。以與第二電子組件30類似的方式，將 焊料標記10設置在上層板21和下層22之間。可以在上層板21和下層板22之間形成容納腔25，從而將焊料標記10布置於容納腔25中，如圖4A所示。
在本優選實施例中，能夠在連接樹脂層24中形成電連接下層板21和 上層板22的層間連接構件(通孔)。可以由包含樹脂(例如，熱固性樹脂 和/或熱塑性樹脂)和無機填料的複合材料形成連接樹脂層24。在本優選 實施例中，將熱固性樹脂用作所述樹脂。此外，可以單獨地由熱固性樹脂 (不包括無機填料)形成連接樹脂層24。熱固性樹脂的實例是環氧樹脂等， 無機填料(如果加入)的實例是八1203、 Si02、 MgO、 BN、 A1N等。當加入無 機填料時，能夠控制各種物理屬性。因此，優選地，使用包含無機填料的 複合材料來形成連接樹脂層24。
引線圖案41預先形成在上層板11的上表面20a上，第二焊料42形 成在引線圖案的連接盤41上，如圖7B所示。在本優選實施例中，膏狀焊 料(用作第二焊料42)藉助印刷工藝形成在上層板22上。第二焊料42 是熔點(第二熔點)低於構成焊料標記10的第一焊料12的熔點(第一熔 點、以及第三焊料32的熔點)的焊料。
第二焊料42的第二熔點低於第三悍料32 (嵌入設置有電子組件的電 路板200中)的熔點第一熔點)，這是因為當第二焊料42的第二熔點 高於第三焊料32的熔點時，用於連接第二電子組件30 (首先被包含在電 路板200中)的熔化的第三焊料32a將發生重熔。當烙化的第三焊料32a 重熔時，在第三焊料32中產生氣泡，這容易導致問題的發生。此外，在 設置在熔化的第三焊料32a附近的連接樹脂層24等中存在孔隙的情況下， 由於熱膨脹和毛細管現象導致的壓力增長將產生驅動力，並且該驅動力使 得重熔的第三焊料32滲入孔隙，結果是第三焊料32可以從其設置的原位 置(圖案上)溢出。為了避免第三焊料32重熔，設置用於初次安裝的第 三焊料32的熔點和用於二次安裝的第二焊料42的熔點，使得它們互相不 同。
其熔點低於用於初次安裝的第三焊料32的熔點或用於焊料標記10的 第一焊料12的熔點的導電顆粒可以構成第二焊料42。例如，無Pb焊料(例 如，Sn-Ag-Cu基焊料或Sn-Zn基焊料)或Pb焊料(Sn-37Pb焊料)構成 第二焊料42，所述無Pb焊料或Pb焊料具有低於用於初次安裝的第三焊料32的熔點第一熔點)的熔點(第二熔點)。接著，如圖7C所示，通過第二焊料42將第一電子組件40設置在上 層板22的連接盤41上。第一電子組件40是與第二電子組件30類似的芯 片組件和/或半導體元件。然後，如圖8A所示，執行第二回流工藝，使得第二焊料42熔化，並 且通過熔化的第二焊料42a，將第一電子組件40與連接盤31鍵合。因此， 將第一電子組件40安裝在電路板200 (其中包含第二電子組件30)的上 表面上。在低於第一回流工藝溫度的溫度下，執行第二回流工藝，更具體 地，所述溫度不會重熔第三焊料32 (低於第三焊料的熔點(—第一熔點))。即使第二回流工藝的溫度被限制地設定為不會重熔第三焊料32的溫 度，由於回流爐的溫度變化或其它原因，電路板(組件結合板)的溫度仍 有可能會超過設定的溫度。測量和控制爐內溫度的回流裝置不直接測量板 (組件結合板或電路板)的溫度。因此，即使回流爐中的溫度被設定為不 重熔第三焊料32，但當板中的實際溫度高到足以重熔第三焊料32時，第 三焊料32實際上已被重熔。然後，如圖8B所示，測試電路板200的焊料標記10。更具體地，通 過焊料標記10來檢査熔化的第三焊料32a(電路板200中所包含的第二電 子組件30的連接構件)是否已經重熔。在如附圖所示構成焊料標記10的情況下，可以通過電測試，判斷焊 料標記10的狀態(開路或短路)。在使用圖2A和2B所示的焊料標記10 的情況下，可以通過X射線測量(50)來檢查重熔。此外，在電路板200的下表面20b形成焊料球46後，可以判斷焊料 標記10的狀態(如圖9B所示)，由此可以製造組件結合模塊(或組件結 合封裝)300 (如圖9A所示)。為了製造組件結合模塊300，將雙表面引線 板用作下層板21，並且在下層板21的端子(連接盤)45上形成焊料球(或 焊料隆凸)46。在形成焊料球46期間，可以使用用於球柵陣列(BGA)的 焊料球。另外，如圖IOA所示，可以形成安裝體(組件結合模塊安裝體)350， 從而將圖9A或9B所示的組件結合模塊300安裝在用作主板的引線板51 上。在這種情況下，如圖10B所示，可以藉助焊料標記10檢査安裝體350中焊料的重熔。如上所述，構成焊料標記10的第一焊料12可以採用包含Sn-Sb作為 其主要成分的焊料材料。使用這種類型的焊料材料是因為可以根據Sb含 量來改變熔點。圖11示出了 Sn-Sb基材料的狀態及多個熔點。例如，當 Sb是0。/。時，熔點是232。C;當Sb是l(m時，熔點是246"C。Sn-Sb基焊料不利地易於受到諸如熱衝擊之類的應力的損害，且易碎， 這是因為合金複合材料通常比Pb-Sn共晶焊料更硬。然而，在這種構造中， 如前所述，將第一焊料12嵌入連接樹脂層24，可以避免上述不利之處， 這是所述構造的另一優點。構造焯料標記10的第一焊料12不限於Sn-Sb 基焊料。圖12是示出了用作焊料的導電顆粒和熔點之間的關係(固相線)的 表格。考慮到不同的熔點，可以從這些導電顆粒中選取構成焊料標記10 的第一焊料12和分別用於第一和第二電子組件的第二和第三焊料32和 42。導電顆粒不限於表中所示的導電顆粒。根據本優選實施例，設置由具有第一熔點的焊料12製成的焊料標記 10，並且通過第二焊料42 (具有低於第一熔點的第二熔點)將第一電子組 件40安裝在電路板200的上表面20a上。因此，當測試設置在電路板200 中的焊料標記10時，可以檢査具有與第一熔點相同的熔點的第三焊料32 (第二電子組件的連接構件)是否重熔。因此，可以判斷結合在電路板200 中的第二電子組件30的第三焊料32是否重熔，並且可以準確地檢査電路 板200的可靠性。此外，根據本優選實施例，在設置有電子組件的電路板200 (或未設 置內置電子組件的電路板100)中設置焊料標記IO，焊料標記10可以用 來檢査板是否由於回流工藝中的變化(回流溫度的偏離及變化)而暴露在 高於預定溫度的其他溫度。因此，可以防止產品可靠性的降低。根據本優選實施例，焊料標記10不僅可以用於檢查其中結合有電子 組件的電路板200中是否發生重熔，而且也可以用於其它目的。例如，可 以有效地檢查回流溫度是否超過圖2至5B所示的構造中的適當溫度。其 中未設置內置電子組件的電路板中也可以類似地獲得這種效果。下面給出 與這種效果有關的描述。板質量惡化的因素之一是回流溫度的顯著增加。特別是在廣泛採用無 Pb焊料後，回流工藝中的回流溫度增加，這在電子組件安裝工藝中產生了 對板的危險環境。當回流溫度太高時，構成板的樹脂惡化。結果，連接盤 附著力變弱，並且在內層和外層中易發生連接盤和電極之間的分離。在可 以容易地從外觀檢查出問題的情況下，可以進行適當的測量。然而，在損 壞發生在板內且不能從外部觀察出的情況下，在製造出最終產品後，由於 層內電極中的連接盤分離，仍可能出現連接盤的分離或遷移(由於潮氣容 易留在分離的部分)之類的問題。對回流裝置進行配置，以控制該裝置內
的溫度；然而，其不能控制諸如板之類的產品本身的溫度。因此，在某些 情況下，由於變化，所述板可能會被暴露於高溫下。因此，在板內設置標 記10從而檢查回流溫度是否為至少適當的溫度是非常有用的技術。
根據本優選實施例，可以由一組不同類型的第一焊料12 (分別具有 不同的熔點)構成焊料標記10，使其作為溫度標記。例如，如圖12B所示， 多個不同焊料標記10由從圖12A所示的導電顆粒中選擇的一組第一焊料 12製成，於是，可以通過焊料標記IO檢査回流工藝中的板溫度(例如， 基板中溫度)已經達到多高。
根據本優選實施例的焊料標記10可以修改如下。圖13A和13B中， 從上面觀察焊料標記10。構造圖13A所示的焊料標記10，使得由非熔第 一焊料12製成的標記構件作為電極圖案27之間的橋梁，在所述電極圖案 27周圍形成阻擋劑(阻焊劑)29。當第一焊料12熔化時，產生表面張力。 因此，如圖13B所示，當第一焊料12熔化時，焊料標記10示出了與圖13A 所示的熔化之前的狀態不同的狀態。當觀察到前述變化時，可以通過焊料
在焊料12形成在平面圖中具有外圍角部的形狀的情況下，當焊料12 熔化時，角部變形，並由於所產生的表面張力而變圓。採用該理論，可以 設置圖14A至14D所示的焊料標記10。圖14A至14D左邊的形狀示出了使 用非熔第一焊料12的焊料標記10的形狀。當熔化時，這些焊料標記10 變形，並且其角部變圓，因此成為圖14A至14D右邊所示的形狀。所以， 當觀察到形狀的這些變化時，可以執行使用焊料標記10的測試。
在圖4和5所示的構造中，使用膏狀焊料形式的第一焊料12來形成焊料標記10。然而，焊料標記10也可以由第一焊料12製成的焊料球形成， 如圖15所示。在圖15A所示的狀態中，形成焊料球形狀的第一焊料12未熔化，因 此，焊料球形狀的第一焊料12和電極26並未互相金屬鍵合。因此，電極 26之間的間隙是開路的。當焊料球形狀的第一焊料12熔化時，焊料球形 狀的熔化的第一焊料12a和電極26互相金屬鍵合，並且電極26互相之間 短路，如圖15B所示。當檢查到這些狀態之間的差異時，可以執行焊料標 記測試。如圖16A所示，設置黏結圖15A所示的第一焊料12和電極26的黏合 劑28以固定第一焊料12，防止在將第一焊料12嵌入連接樹脂層(複合片) 24時，其由於樹脂的流動而偏移。即使在以黏合劑28固定第一焊料12 的構造中，當第一焊料12熔化時，熔化的第一焊料12a和電極26仍可發 生金屬鍵合(如圖16B所示)，因此電極26互相短路。所以，可以執行焊 料標記測試。如圖17A所示，第一焊料12和導電構件(典型地，金屬構件或OD芯 片電阻)13的組合可以構成焊料標記10。在這種情況下，當金屬構件13 設置在非熔第一焊料12 (例如，膏狀焊料)上時，由於第一焊料12並未 熔化，電極26之間的間隙是電開路的。另一方面，當第一焊料12熔化時， 熔化的第一焊料12a和電極26互相金屬鍵合(如圖17B所示)，並且熔化 的第一焊料12a和金屬構件13互相金屬鍵合。因此，在出現電極26短路 的情況下，表現出該組件的特性。根據狀態之間的差異，可以執行焊料標 記測試。在本優選實施例中，焊料標記10設置在板內部；然而，並非必須設置在板內部。例如，在藉助於用於獲得大量模塊110 (設置有電子組件的 電路板200等)的大型板(例如，用於獲得大量模塊的複合板)來製造設 置有電子組件的電路板200的情況下(如圖18所示)，焊料標記10可以 設置在除設置有電子組件的電路板200所處的區域以外的部分(外框150) 中。在焊料標記10設置在這些部分的情況下，可以執行焊料標記，而不 浪費板的面積，因此實現了面積的有效利用。將上述結合有電子組件的電路板200(組件結合模塊300、安裝體350)安裝在電子裝置中，以便適當使用，特別適用於安裝面積嚴格受限的移動
電子裝置(例如，行動電話、PDA等)中。電路板200也可以用在諸如家
用電器(數字攝像機等)之類的電子裝置中。
至此，已經對本發明的優選實施例進行了描述；然而，以上描述並非 對本發明作任何限制，允許對上述優選實施例進行各種修改。
工業實用性
本發明可以提供一種組件結合板或電路板，其包含能夠檢查焊料是否 重熔的焊料標記。
權利要求
1.一種電路板，包括絕緣層；第一電子組件，安裝在絕緣層上；以及焊料標記，設置在絕緣層上；其中具有第一熔點的第一焊料構成焊料標記，以及第一電子組件通過具有低於第一熔點的第二熔點的第二焊料安裝在絕緣層上。
2. 根據權利要求l所述的電路板，其中 電路板是安裝在副級板上的主級板。
3. 根據權利要求1所述的電路板，還包括設置在絕緣層上的電極 圖案；其中焊料標記設置在電極圖案上。
4. 根據權利要求l所述的電路板，其中 焊料標記設置在絕緣層內。
5. 根據權利要求4所述的電路板，其中 在絕緣層內設置容納腔，以及焊料標記布置於容納腔內。
6. 根據權利要求5所述的電路板，還包括電極圖案，暴露在容 納腔中；其中焊料標記設置在電極圖案上。
7. 根據權利要求4所述的電路板，其中焊料標記嵌入在絕緣層中。
8. 根據權利要求l所述的電路板，其中 第一 電子組件安裝在絕緣層的表面上。
9. 根據權利要求l所述的電路板，其中 第一焊料是非熔焊料。
10. 根據權利要求9所述的電路板，其中所述非熔焊料是膏狀焊料的形式。
11. 根據權利要求9所述的電路板，還包括用於將焊料標記固定於 絕緣層的黏合劑。
12. 根據權利要求l所述的電路板，其中 第一焊料包括Sn-Sb，作為其主要成分。
13. 根據權利要求4所述的電路板，還包括第二電子組件，通過 具有與第一熔點相等的熔點的第三焊料安裝在絕緣層上；以及第一電子組件安裝在絕緣層的表面上。
14. 根據權利要求13所述的電路板，其中 第二電子組件設置在絕緣層內。
15. 根據權利要求13所述的電路板，其中焊料標記是用於檢査在將另 一 電氣構件與電路板連接時電路板所展 現的特性的標記。
16. 根據權利要求15所述的電路板，其中所述電路板的特性是隨著第三焊料的重熔而惡化的、電路板和第二電 子組件之間的連接特性。
17. 根據權利要求l所述的電路板，其中 在電子板的平面圖中，焊料標記在其外圍中具有角部。
18. 根據權利要求l所述的電路板，其中設置多個焊料標記，分別具有不同的第一熔點的第一焊料構成多個焊 料標記。
19. 根據權利要求l所述的電路板，其中絕緣層包括上層板、面向上層板的下層板、以及用於鍵合上層板和下 層板的連接樹脂層；以及焊料標記設置在上層板和下層板之間。
20. 根據權利要求19所述的電路板，其中 連接樹脂層包含熱固性樹脂和無機填料。
21. 根據權利要求l所述的電路板，其中 第二焊料是無Pb焊料。
22. —種檢查電路板特性的方法，用於檢查在將另一電氣構件與電 路板連接時電路板所展現的特性，通過焊料在所述電路板上安裝有電子組件，其中將具有第一熔點的焊料標記預先設置在電路板中，並將所述另一電氣 構件與電路板連接；以及判斷在連接所述另一電子構件後，焊料標記是否重熔，以判斷在連接 所述另一電氣構件後，電路板是否暴露於第一熔點。
23. 根據權利要求22所述的檢査電路板特性的方法，其中 判斷在連接所述另一電子構件後，焊料標記是否熔化，以判斷電路板和電子組件之間的連接特性。
24. 根據權利要求23所述的檢査電路板特性的方法，其中 通過具有與第一熔點相等的熔點的焊料，將電子組件安裝在電路板上，以及判斷在連接所述另一電子構件後，焊料標記是否熔化，以判斷焊料是 否暴露於第一熔點。
25. 根據權利要求22所述的檢查電路板特性的方法，其中 將電子組件設置在絕緣層內。
26. 根據權利要求25所述的檢査電路板特性的方法，其中 將焊料標記設置在絕緣層內。
27. 根據權利要求22所述的檢査電路板特性的方法，其中 通過在電路板上照射透射束，並觀察由此獲得的透射光，來進行判斷。
28. 根據權利要求27所述的檢査電路板特性的方法，其中 通過在電路板上照射透射束，並對由此獲得的透射光進行圖像識別，來進行判斷。
29. 根據權利要求22所述的檢查電路板特性的方法，其中 通過向電路板傳輸電信號，並檢査所述電信號的信號特性，來進行判斷。
30. —種製造電路板的方法，在所述電路板上安裝有電子組件，所述製造電路板的方法包括以下步驟在所述電路板中設置焊料標記，所述焊料標記包括具有第一熔點的第 一焊料，以及通過具有與第一熔點相等的熔點的焊料，將所述電子組件安 裝在電路板上；以及通過具有低於第一熔點的第二熔點的第二焊料，將另一電子組件安裝 在電路板中。
31.根據權利要求30所述的製造電路板的方法，其中 作為在大尺寸板中的單一單元，形成多塊電路板；以及 在大尺寸板中、各個電路板所佔據的區域以外，設置所述焊料標記。
全文摘要
本發明涉及一種電路板，所述電路板包括絕緣層、安裝在絕緣層上的第一電子組件、以及設置在絕緣層上的焊料標記。具有第一熔點的第一焊料構成所述焊料標記。通過具有低於第一熔點的第二熔點的第二焊料將第一電子組件安裝在絕緣層上。此外，本發明還涉及一種測試電路板的方法和一種製造電路板的方法。
文檔編號H05K3/34GK101411252SQ20078001115
公開日2009年4月15日 申請日期2007年3月30日 優先權日2006年3月31日
發明者衝本力也, 小島俊之, 石丸幸宏 申請人:松下電器產業株式會社