專利名稱：印刷電路板、電源裝置、成像裝置和印刷電路板制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及上面安裝有壓電元件的印刷電路板、使用印刷電路板的電源裝置、包括電源裝置的成像裝置以及印刷電路板制造方法。
背景技術(shù)：
已知流體焊接是將電子組件焊接到電子設(shè)備的方法。流體焊接方法通過向上面安裝有電子組件的印刷電路板施加磁通，并將板浸潰到包含熔焊料的流體焊料槽中來執(zhí)行焊接。更具體而言，焊接是通過在流體焊料槽中形成熔焊料的射流 (焊料射流)，并將板與焊料射流的頂部接觸來執(zhí)行的。在流體焊接過程中的預(yù)加熱以及通過流體焊料槽期間，壓電變壓器被加熱到高達(dá)幾百度，并且由于熱電效應(yīng)，在端子處生成高電壓。更具體而言，在充當(dāng)壓電變壓器的驅(qū)動(dòng)側(cè)的初級(jí)側(cè)端子和焊接區(qū)之間形成的間隙處產(chǎn)生火花放電。此時(shí)放電電壓幾乎達(dá)到幾百到幾千V。相反，諸如LSI或晶體管之類的半導(dǎo)體組件的端子的靜電擊穿電壓至多是大約幾十到幾百V。當(dāng)由于熱電效應(yīng)而產(chǎn)生放電時(shí)，在壓電變壓器的初級(jí)側(cè)端子處耦接到焊接區(qū)的延伸的半導(dǎo)體組件可能會(huì)由于靜電電介質(zhì)擊穿而損壞。日本專利公開出版物No. 2009-130311提出了在壓電變壓器的兩個(gè)初級(jí)側(cè)端子處安置短路端子并通過導(dǎo)電夾具臨時(shí)使它們短路的方法。這可以在流體焊接過程中抑制由于熱電效應(yīng)導(dǎo)致的高電壓的生成。日本專利公開出版物No. 2000-307166提出了一種在壓電變壓器的初級(jí)側(cè)端子之間并行地焊接電阻性元件，從而抑制由于熱電效應(yīng)而導(dǎo)致的高電壓的生成的方法。在此方法中，通過電阻性元件，使由熱電效應(yīng)所生成的熱電電流放電，減少壓電變壓器的初級(jí)側(cè)端子之間的電壓上升。這會(huì)抑制施加于耦接到壓電變壓器的初級(jí)側(cè)的半導(dǎo)體組件的電壓。在日本專利公開出版物No. 2009-130311的發(fā)明中，導(dǎo)電夾具需要可靠地安裝在初級(jí)側(cè)端子之間，以便既不會(huì)在流體焊接安裝期間掉落也不會(huì)導(dǎo)致接觸故障。高溫環(huán)境中的重復(fù)的短路需要導(dǎo)電夾具，該導(dǎo)電夾具在熱電阻和持久性方面極好，并易于連接和分離。取決于流體焊接過程中的溫度和轉(zhuǎn)移速度的條件，由熱電效應(yīng)所生成的熱電電壓超出了半導(dǎo)體組件的靜電能擊穿電壓。為防止這種情況，需要定義抑制熱電電壓的條件。在日本專利公開出版物No. 2000-307166中所描述的電阻性元件只有在焊接過程中穿過流體焊料槽之后被焊接到板上的電路。因此，此方法不能在焊接過程中的預(yù)加熱或通過流體焊料槽期間在壓電元件的突然的溫度上升之后令人滿意地抑制熱電電壓的生成。壓電變壓器的初級(jí)側(cè)端子的電極需要在預(yù)加熱以及到達(dá)流體焊料槽之前被可靠地耦接。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決了上面的問題。例如，本發(fā)明通過由低成本的可靠方法降低由于流體焊接過程中的熱電效應(yīng)而在壓電元件的初級(jí)側(cè)端子之間所生成的熱電電壓來防止對(duì)半導(dǎo)體組件的靜電放電損壞。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種使用焊料射流焊接的印刷電路板，包括包括由導(dǎo)電電阻器耦接的初級(jí)側(cè)電極對(duì)的壓電元件；和驅(qū)動(dòng)壓電元件的半導(dǎo)體組件。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種電源裝置，包括使用焊料射流焊接的印刷電路板；包括由導(dǎo)電電阻器耦接的初級(jí)側(cè)電極對(duì)的壓電元件；被布置在該印刷電路板上并驅(qū)動(dòng)該壓電元件的半導(dǎo)體組件；和對(duì)來自該壓電元件的次級(jí)側(cè)端子的輸出進(jìn)行整流的整流單元。本發(fā)明進(jìn)一步提供一種成像裝置，包括圖像載體；對(duì)該圖像載體進(jìn)行充電的充電器；靜電潛像形成單元，該靜電潛像形成單元在由該充電器充電的該圖像載體上形成靜電潛像；顯影單元，所述顯影單元使所述靜電潛像顯影，以形成調(diào)色劑圖像；轉(zhuǎn)印單元，所述轉(zhuǎn)印單元將所述調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到打印介質(zhì)上；以及電源裝置，該電源裝置向該充電器 和該轉(zhuǎn)印單元中的至少一個(gè)施加電壓，其中，所述電源裝置包括使用焊料射流焊接的印刷電路板；包括由導(dǎo)電電阻器耦接的初級(jí)側(cè)電極對(duì)的壓電元件；被布置在該印刷電路板上并驅(qū)動(dòng)該壓電元件的半導(dǎo)體組件；和對(duì)來自該壓電元件的次級(jí)側(cè)端子的輸出進(jìn)行整流的整流單元。本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種在其上面使用焊料射流焊接了元件的印刷電路板，包括包括由導(dǎo)電電阻器耦接的初級(jí)側(cè)電極對(duì)的壓電元件；和在面向該壓電元件的位置處形成的狹縫，其中，所述狹縫被布置在與面向所述導(dǎo)電電阻器的位置不同的位置處。本發(fā)明進(jìn)一步提供了一種印刷電路板制造方法，包括下列步驟在與面向壓電變壓器的初級(jí)側(cè)電極對(duì)的位置不同的位置處，在印刷電路板中形成狹縫，所述壓電變壓器包括由導(dǎo)電電阻器耦接的所述初級(jí)側(cè)電極對(duì)；以及將上面安裝有所述壓電變壓器的所述印刷電路板傳送到焊料射流。通過下面參考附圖對(duì)示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的進(jìn)一步的特征將變得清楚。


圖IA是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的被安裝并插入在印刷電路板中的壓電變壓器的截面圖；圖IB是示出了根據(jù)第一實(shí)施例的被安裝并插入在印刷電路板中的壓電變壓器的底部的視圖；圖2是示出了壓電元件的表面溫度和溫度上升速率的圖形；圖3是示出了根據(jù)第二實(shí)施例的被安裝并插入在印刷電路板中的壓電變壓器的截面圖；圖4A是示出了當(dāng)從印刷電路板的焊料表面查看時(shí)根據(jù)第二實(shí)施例的壓電變壓器附近的板狹縫的尺寸和位置的透視圖；圖4B是示出了當(dāng)從印刷電路板的焊料表面查看時(shí)壓電變壓器附近的板狹縫的尺寸和位置的透視圖；圖4C是示出了當(dāng)從印刷電路板的焊料表面查看時(shí)壓電變壓器附近的板狹縫的尺寸和位置的透視圖；圖5是示出了當(dāng)通過流體焊接使用板狹縫的尺寸和位置不同的印刷電路板來安裝壓電變壓器時(shí)相應(yīng)的壓電元件的表面溫度的圖形；圖6是示出了當(dāng)通過流體焊接使用板狹縫的尺寸和位置不同的印刷電路板來安裝壓電變壓器時(shí)相應(yīng)的壓電元件的溫度上升速率的圖形；圖7是示出了當(dāng)通過流體焊接使用板狹縫的尺寸和位置不同的印刷電路板來安裝壓電變壓器時(shí)溫度上升速率、熱電電流和電阻器的電阻值Rx的條件；圖8是示出了成像裝置中所使用的壓電變壓器類型的電源裝置的電路圖；圖9是示出了被安裝并插入在印刷電路板中的壓電變壓器的截面圖；圖10是示出了壓電變壓器的初級(jí)側(cè)端子和苯酚紙板的焊接區(qū)的附近的放大圖；以及圖11是示范了成像裝置的截面圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在，將描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。下面將描述的各個(gè)實(shí)施例將幫助理解本發(fā)明的構(gòu)思。本發(fā)明的技術(shù)范圍應(yīng)該由所附權(quán)利要求書確定，不僅限于下列各個(gè)實(shí)施例。請(qǐng)注意，相同的參考編號(hào)表示附圖和說明書中共同的部件以簡(jiǎn)化描述?；九渲脤⒖紙D8描述輸出正電壓的電源裝置100作為電子設(shè)備的示例。電源裝置100用于，例如，電子照相成像裝置中。圖11示出了成像裝置1100。電源裝置100將高電壓的轉(zhuǎn)印偏壓(高于商業(yè)電源電壓的幾百V或更高的電壓)提供到轉(zhuǎn)印單元1101的轉(zhuǎn)印輥，轉(zhuǎn)印單元1101使用轉(zhuǎn)印偏壓將調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到打印介質(zhì)S上。電源裝置100可以將充電偏壓提供到充電器1103，該充電器1103均勻地對(duì)圖像載體1102進(jìn)行充電。成像裝置1100包括曝光設(shè)備1104，該曝光設(shè)備1104根據(jù)圖像信息使由充電器1103充電的圖像載體1102曝光，以形成靜電潛像，成像裝置1100還包括顯影單元1105，該顯影單元1105使靜電潛像顯影，以形成調(diào)色劑圖像。采用壓電變壓器101來代替常規(guī)的繞線的電磁變壓器。整流平滑電路將來自壓電變壓器101的次級(jí)側(cè)端子的輸出整流和平滑為正電壓。整流平滑電路由整流二極管102和103和高壓電容器104形成。壓電變壓器101的輸出電壓從耦接到從壓電變壓器101延伸的路徑的輸出端子117輸出，并被提供給負(fù)載(例如，轉(zhuǎn)印單元1101的轉(zhuǎn)印輥)。請(qǐng)注意，輸出電壓被電阻器105、106以及107分壓，并輸入到電容器115以及通過保護(hù)電阻器108輸入到運(yùn)算放大器109的同相輸入端子(正端子)。運(yùn)算放大器109的倒相輸入端子(負(fù)端子)通過電阻器114接收從輸入端子118輸入的模擬信號(hào)(電源裝置100的控制信號(hào)(Vcont))。運(yùn)算放大器109、電阻器114，以及電容器113充當(dāng)積分電路。更具體而言，運(yùn)算放大器109接收控制信號(hào)Vcont，該控制信號(hào)Vcont根據(jù)由電阻器114和電容器113的電路組件的常數(shù)確定的積分時(shí)間常數(shù)而被平滑。運(yùn)算放大器109的輸出端子耦接到壓控振蕩器(VCO) 110。壓控振蕩器110是根據(jù)輸入控制信號(hào)來可變地設(shè)置輸出信號(hào)的頻率的振蕩器的示例。壓控振蕩器110的輸出端子耦接到場(chǎng)效應(yīng)晶體管111的柵極。場(chǎng)效應(yīng)晶體管111是根據(jù)來自振蕩器的輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)的開關(guān)元件，并且是驅(qū)動(dòng)壓電元件的半導(dǎo)體組件的示例。場(chǎng)效應(yīng)晶體管111的漏極通過電感器112耦接到電源Vcc (例如，+24V)，并通過電容器116接地。電感器112是被耦接在開關(guān)元件和電源之間的元件，并且是具有電感組件的元件的示例，通過驅(qū)動(dòng)開關(guān)元件間歇性地向電感組件施加電壓。漏極進(jìn)一步稱接到壓電變壓器101的一個(gè)初級(jí)側(cè)電極。壓電變壓器101的另一初級(jí)側(cè)電極接地。場(chǎng)效應(yīng)晶體管111的源極也接地。壓控振蕩器110以與運(yùn)算放大器109的輸出電壓對(duì)應(yīng)的頻率切換場(chǎng)效應(yīng)晶體管111。電感器112和電容器116形成共振電路。通過共振電路放大的電壓被提供給壓電變壓器101的初級(jí)側(cè)。壓電變壓器101被耦接到開關(guān)元件和具有電感組件的元件之間的節(jié)點(diǎn)。在接收到以預(yù)先確定的共振頻率振蕩的信號(hào)之后，壓電變壓器101輸出與信號(hào)的頻率特征對(duì)應(yīng)的電壓。如上文所描述的，諸如場(chǎng)效應(yīng)晶體管111、運(yùn)算放大器109以及壓控振蕩器(VCO)110之類的多個(gè)半導(dǎo)體組件被用來操作壓電變壓器101。在成像裝置等等中所使用的壓電變壓器類型的電源裝置100中，常常在一個(gè)印刷電路板上形成多個(gè)高電壓生成電路，并且在很多情況下，線路布局變得非常復(fù)雜。通過向在高溫下燒結(jié)的多晶鐵電體施加強(qiáng)的DC電場(chǎng)，同時(shí)在幾百度的溫度下對(duì) 鐵電體進(jìn)行加熱，從而在預(yù)定方向?qū)R鐵電體中的電偶極子，來制造被用作壓電變壓器101的壓電元件。由于鐵電現(xiàn)象的特性，甚至在電場(chǎng)被去除之后，偶極矩仍然存在。在室溫下，壓電元件具有高壓電效應(yīng)。圖9的截面圖所示出的壓電變壓器101的結(jié)構(gòu)只是示例，壓電元件可以具有另一種結(jié)構(gòu)。利用銀膏在壓電元件506上沉積初級(jí)側(cè)電極507以及次級(jí)側(cè)電極508。分別使用金絲509和511，將初級(jí)側(cè)電極507和次級(jí)側(cè)電極508耦接到金屬初級(jí)側(cè)端子504和次級(jí)側(cè)端子505。這些耦接的部分通過焊料而呈現(xiàn)為導(dǎo)電性。將通過示范一般單層苯酚紙板來說明印刷電路板210。苯酚紙板包括在苯酚樹脂紙板601的表面上充當(dāng)布線的銅箔602以及抗蝕劑603。苯酚紙板具有在組件端子和布線部分被耦接的耦接部分處形成的孔。圍繞每一個(gè)孔形成焊接區(qū)604以進(jìn)行焊接。通過腐蝕掉抗蝕劑603以暴露銅箔602，來形成焊接區(qū)604。如上文所描述的，當(dāng)承載壓電變壓器101的印刷電路板被傳送到流體焊料槽時(shí)，通過預(yù)加熱中所使用的加熱器以及流體焊料槽中的焊料射流的熱量來對(duì)充當(dāng)壓電陶瓷元件的壓電元件506進(jìn)行加熱。然后，由于熱電效應(yīng)，在被加熱的壓電元件506的初級(jí)側(cè)電極507和次級(jí)側(cè)電極508處生成電荷。即，在初級(jí)側(cè)端子504和次級(jí)側(cè)端子505之間生成電壓。熱電效應(yīng)是在加熱或冷卻晶體時(shí)發(fā)生電極化的現(xiàn)象。在諸如壓電元件之類的熱電部件的溫度發(fā)生變化時(shí)發(fā)生自發(fā)極化。如果沒有發(fā)生溫度改變，則極化抵消。極化生成在附接到元件的兩端的電極中累積的電荷。如果在初級(jí)側(cè)端子504和焊接區(qū)604之間存在間隙(下面被稱為放電間隙)，則由熱電效應(yīng)所生成的高電壓充當(dāng)通過間隙傳送的火花放電614。更具體而言，電荷移動(dòng)到焊接區(qū)604和銅箔602，突然改變初級(jí)側(cè)端子504和焊接區(qū)604之間的電勢(shì)。參考圖10，通過自動(dòng)安裝插入物或手動(dòng)安裝插入，將壓電變壓器IOlA和101B、充當(dāng)半導(dǎo)體組件的場(chǎng)效應(yīng)晶體管IllA和111B、以及電感器112A和112B預(yù)先安裝在印刷電路板210上的預(yù)先確定的位置。在流體焊接安裝過程中，印刷電路板210被在由箭頭211所指出的移動(dòng)方向傳送，以及使用焊料射流焊接上文所提及的電子組件。首先，印刷電路板210被通過加熱器703預(yù)加熱，然后在流體焊料槽402穿過焊料射流401，從而執(zhí)行焊接。假設(shè)向壓電變壓器IOlA和IOlB施加參考電勢(shì)的圖案和場(chǎng)效應(yīng)晶體管IllA和IllB的源極端子的圖案通過印刷電路板210上的布線202耦接，并具有共同的電勢(shì)。假設(shè)屬于電路塊201A的壓電變壓器101A、場(chǎng)效應(yīng)晶體管IllA以及電感器112A已經(jīng)穿過焊料射流401，并經(jīng)受了焊接206。此外，還假設(shè)屬于電路塊201B的場(chǎng)效應(yīng)晶體管IllB以及電感器112B正穿過焊料射流401。此外，還假設(shè)屬于電路塊201B的壓電變壓器IOlB在焊料射流之前正被預(yù)加熱。如果在預(yù)加熱期間壓電變壓器IOlB突然由來自加熱器703的熱空氣HA加熱，則由于熱電效應(yīng)，壓電變壓器IOlB的未被焊接的端子向焊接區(qū)生成火花放電203?；鸹ǚ烹? 203的電荷(放電電流)被傳輸?shù)酱┻^焊料射流401的電感器112B的端子以及焊接區(qū)。此外，火花放電203的電荷通過焊料射流401被傳輸?shù)酱┻^焊料射流401的場(chǎng)效應(yīng)晶體管IllB的柵極端子。請(qǐng)注意，火花放電203的電荷通過各種路徑被傳輸?shù)綀?chǎng)效應(yīng)晶體管IllB的柵極端子。作為另一個(gè)示例，如果已在電路上形成了場(chǎng)效應(yīng)晶體管111B，則火花放電203的電荷通過電路圖案被傳輸?shù)綀?chǎng)效應(yīng)晶體管IllB的漏極端子。如果漏極和柵極端子由焊料射流401耦接，則火花放電203的電荷被傳輸?shù)綎艠O端子。如此，穿過場(chǎng)效應(yīng)晶體管IllB的電荷被通過布線202傳輸，充當(dāng)火花放電205，并且返回到壓電變壓器IOlB的參考端子。通過此路由(放電路徑)，從壓電變壓器IOlB放出的電荷在放電時(shí)移動(dòng)。在場(chǎng)效應(yīng)晶體管IllB中，柵極端子的電勢(shì)相對(duì)于與印刷電路板210的參考電勢(shì)耦接的源極端子突然上升。一般而言，柵極端子和源極端子之間的靜電能擊穿電壓(也叫做靜電擊穿電壓或靜電容差)低到幾V到幾十V。如果基于熱電電壓的柵極端子和源極端子之間的電勢(shì)超出靜電能擊穿電壓，則由于電介質(zhì)擊穿，場(chǎng)效應(yīng)晶體管IllB損壞。作為另一種模式，即使壓電變壓器101的端子的焊接區(qū)不通過圖案直接耦接到半導(dǎo)體組件，也可以通過焊料射流401形成放電路徑。流體焊料槽402 —般而言接地，在廣義上，焊料射流401也被視為接地。然而，穿過流體焊料槽402的印刷電路板210的參考電勢(shì)浮動(dòng)，除非印刷電路板210直接接地或接觸流體焊料槽402。因此，如果由于熱電效應(yīng)而從壓電變壓器101產(chǎn)生放電，則放電電流可以流過阻抗較低的圖案或組件端子，甚至?xí)p壞除場(chǎng)效應(yīng)晶體管IllB以外的半導(dǎo)體組件。為防止此情況發(fā)生，下列實(shí)施例將提出一種定義通過在電源裝置的流體焊接過程中的低成本且簡(jiǎn)單的方法來抑制由于熱電效應(yīng)而生成的熱電電壓以及保護(hù)半導(dǎo)體組件免受損壞所需的條件的方法。本發(fā)明適用于除電源裝置以外的電子設(shè)備，只要電子設(shè)備包括上面安裝了壓電變壓器101和半導(dǎo)體組件的印刷電路板210。本發(fā)明對(duì)于輸出正電壓或者負(fù)電壓的電源裝置也有效。這里，將示范輸出正電壓的電源裝置。在本發(fā)明中，將場(chǎng)效應(yīng)晶體管示范為要被熱電效應(yīng)損壞的目標(biāo)。然而，以下描述將適用于甚至另一種半導(dǎo)體組件。圖IA示出了在本發(fā)明的實(shí)施例中所使用的壓電變壓器101的剖面。圖IB示出了壓電變壓器101的底部。請(qǐng)注意，上文所描述的相同引用編號(hào)將表示相同部件以簡(jiǎn)化描述。具體而言，耦接到壓電元件506的初級(jí)側(cè)端子504A的初級(jí)側(cè)電極507A和耦接到初級(jí)側(cè)端子504B的初級(jí)側(cè)電極507B是使用電阻器515耦接的。壓電元件506包括由導(dǎo)電涂層形成的并耦接兩個(gè)位于初級(jí)側(cè)的初級(jí)側(cè)電極507A和507B的電阻器515。初級(jí)側(cè)端子504A和504B形成初級(jí)側(cè)電極對(duì)。
將詳細(xì)說明包括電阻器515的配置。電阻器515的一個(gè)示例由通過使用氧化鋅作為基本成分來混合環(huán)氧樹脂而制備的導(dǎo)電涂層形成。當(dāng)制造壓電變壓器101時(shí)，在初級(jí)側(cè)端子之間施加電阻器515，并將其烘干，并且電阻器515具有給定范圍內(nèi)的初始電阻值。在流體焊接過程中，將包括電阻器515的壓電變壓器101插入到印刷電路板210中，并通過流體焊接安裝。假設(shè)Rx是電阻器515的電阻值。當(dāng)生成預(yù)先確定的熱電電流時(shí)，較小的電阻值Rx可以降低熱電電壓。也就是說，隨著電阻值Rx增大，熱電電壓增大，增大了對(duì)半導(dǎo)體組件的靜電放電損壞的風(fēng)險(xiǎn)。相比之下，當(dāng)流體焊接的安裝完成后電源裝置進(jìn)行操作時(shí)，較大的電阻值Rx可以降低壓電變壓器101的初級(jí)側(cè)電路中的損耗。太小的電阻值Rx會(huì)增大損耗， 不能獲得滿意的電路特征。因此，電阻值Rx需要被確定為滿足所有這些要求。此時(shí)，電阻值Rx并不總是等于上文所提及的初始電阻值。這是因?yàn)?，通過使用氧化鋅作為基本成分來混合環(huán)氧樹脂而制備的導(dǎo)電涂層會(huì)根據(jù)導(dǎo)電涂層本身的溫度變化而改變電阻值。更具體而言，當(dāng)壓電元件506的溫度上升時(shí)，施加于壓電元件506的電阻器515的溫度也上升，電阻值Rx也增大。當(dāng)溫度恒定或減小時(shí)，電阻值Rx不會(huì)改變。通過使用氧化鋅作為基本成分來混合環(huán)氧樹脂而制備的導(dǎo)電涂層是電阻器的示例。特征和特性根據(jù)所使用的電阻器而改變。因此，考慮到電阻器515的特征，特別是電阻值的溫度變化，確定電阻器515的電阻值Rx。(I)獲取熱電電壓的方法由壓電元件506的熱電效應(yīng)所生成的熱電電流Ip由下列公式給出Ip=P · (A · Δ T/ Δ t)... I. I其中，P是熱電系數(shù)[C/(m2 · ° C)]，A是壓電元件的初級(jí)側(cè)電極的面積[m2]，而Λ T/At是壓電元件506每單位時(shí)間的溫度變化[° C/sec] ( [° C/秒])(被稱為溫度上升速率)。熱電系數(shù)P是指示由每單位面積的單位溫度變化給出的極化變化度的數(shù)值。隨著熱電系數(shù)P的數(shù)值變大，隨著溫度變化的壓電元件506中的電荷運(yùn)動(dòng)變得更活躍。使用電阻器515的電阻值Rx和熱電電流Ip，給出在壓電元件506的初級(jí)側(cè)電極507A和507B之間所生成的熱電電壓Vp Vp=Ip · Rx... I. 2如由此公式所表示的，熱電電壓Vp是由于使用焊料射流的焊接過程中的熱電效應(yīng)引起的由壓電元件506所生成的熱電電流Ip和電阻器515的電阻值Rx的乘積。將公式I. I代入公式I. 2中產(chǎn)生Vp=P · (A · Δ T/ Δ t) · Rx ... I. 3從公式(I. 3)清楚地看出，可以想得到四種方法作為降低熱電電壓Vp的方法。第一方法減小熱電系數(shù)P。第二方法減小壓電元件506的初級(jí)側(cè)電極的面積A。第三種方法減小溫度上升速率Λ T/At。第四方法減小電阻值Rx。減小熱電系數(shù)P的第一方法可以通過增大壓電元件506的熱容量來實(shí)現(xiàn)。然而，壓電元件506的較大的體積會(huì)增大組件尺寸，并提高成本。如果組件成分改變,則特征也會(huì)大大地改變。減小壓電元件506的初級(jí)側(cè)電極的面積A的第二方法會(huì)損害壓電元件506的增壓能力。如此，第二方法不適用于需要高增壓能力的電路。相比之下，減小壓電元件506的溫度上升速率AT/At的第三方法，以及減小電阻器515的電阻值Rx的第四方法可以相對(duì)容易地被實(shí)現(xiàn)。壓電元件506的溫度上升速率ΛΤ/At隨著參數(shù)而改變。參數(shù)的示例有加熱器703以及流體焊料槽402的溫度設(shè)置，印刷電路板210的傳送速度，它們是流體焊接過程中的條件設(shè)置。用于改變溫度上升速率ΛΤ/At的參數(shù)還包括印刷電路板210上的壓電變壓器101的配置位置，以及板狹縫的存在/不存在、位置和尺寸。(2)獲取對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的施加電壓的方法將說明當(dāng)場(chǎng)效應(yīng)晶體管111的柵極和漏極通過流體焊料槽402中的焊料射流401耦接時(shí)獲取對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管111的靜電放電損壞的余量的方法。此時(shí)，基于由壓電元件506 的熱電效應(yīng)所生成的熱電電壓Vp，獲取熱電效應(yīng)的放電能量Ep。然后，獲取當(dāng)放電能量Ep被提供給場(chǎng)效應(yīng)晶體管111時(shí)的施加電壓。此外，將場(chǎng)效應(yīng)晶體管111的柵極和源極之間的靜電能擊穿電壓與施加電壓彼此進(jìn)行比較。由下列公式給出壓電元件506的熱電效應(yīng)的放電能量Ep Ep= ((C1+C2) · Vp2) /2 ... I. 4其中，Cl是壓電元件506的初級(jí)側(cè)端子504A和504B的電容[pF]，C2是與印刷電路板210上的壓電元件506的初級(jí)側(cè)電容并聯(lián)安裝的電容器116的電容[pF]。一般而言，Cl和C2兩者大約是幾百到幾千pF。由下列公式給出場(chǎng)效應(yīng)晶體管111的柵極和源極之間的靜電能Egs Egs=Ciss · Vgs2/2... I. 5其中，Vgs是場(chǎng)效應(yīng)晶體管111的柵極和源極之間的施加電壓[V]，Ciss是場(chǎng)效應(yīng)晶體管111的柵極和源極之間的電容[pF]。一般而言，Ciss大約是100pF。從壓電元件506所生成的放電能量Ep和場(chǎng)效應(yīng)晶體管111的靜電能Egs在實(shí)施例中的熱電電壓Vp的施加模型中彼此相等Egs=Ep…I. 6將公式I. 4和I. 5代入公式I. 6會(huì)產(chǎn)生Ciss · Vgs2=(Cl+C2) · Vp2 · · · I. 7相應(yīng)地，場(chǎng)效應(yīng)晶體管111的柵極和源極之間的施加電壓Vgs可以由下列公式給出VgS = Vp1...1.8
、 M Ciss
Γ—Π( Δ/·I Cl+Cl! OV2S = PxCAx——)X X1- ...1.9
Al\ Ciss如此，施加電壓Vgs由熱電電壓Vp、布置在壓電元件506的初級(jí)側(cè)的兩個(gè)電極之間的電容(C1+C2)、以及半導(dǎo)體組件的電容Ciss來確定。(3)防止對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管的靜電放電損壞的條件表達(dá)式為防止對(duì)場(chǎng)效應(yīng)晶體管111的靜電放電損壞，通過熱電效應(yīng)在柵極和源極之間的施加電壓Vgs足以等于或低于場(chǎng)效應(yīng)晶體管111的柵極和源極之間的靜電能擊穿電壓。即，足以滿足關(guān)系Ve ^ Vgs ... I. 10關(guān)系(I. 10)被重寫為
權(quán)利要求
1.一種使用焊料射流焊接的印刷電路板，包括 包括由導(dǎo)電電阻器耦接的初級(jí)側(cè)電極對(duì)的壓電元件；以及 驅(qū)動(dòng)所述壓電元件的半導(dǎo)體組件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的板，其中 所述電阻器的電阻值的上限值是與由于使用所述焊料射流的焊接過程中的熱電效應(yīng)弓I起的由所述壓電元件所生成的熱電電壓成比例的、施加于所述半導(dǎo)體組件的施加電壓變得不大于所述半導(dǎo)體組件的靜電能擊穿電壓時(shí)的值，以及 所述熱電電壓是由于使用所述焊料射流的所述焊接過程中的熱電效應(yīng)引起的在所述壓電元件中所生成的熱電電流與所述電阻器的所述電阻值的乘積。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的板，其中 在所述電阻器的溫度變化時(shí)，所述電阻器的所述電阻值改變，以及所述電阻器的初始電阻值是通過從所述上限值減去隨著所述焊接過程中的所述電阻器的溫度上升而增大的電阻值獲得的值。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的板，其中，所述施加電壓是由所述熱電電壓、所述壓電元件的所述初級(jí)側(cè)電極對(duì)中的電容、以及所述半導(dǎo)體組件的電容確定的。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任何一個(gè)所述的板，還包括板狹縫，所述板狹縫是在從所述壓電元件的所述初級(jí)側(cè)電極對(duì)的布置位置偏移的位置處、在所述印刷電路板中形成的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-3中的任何一個(gè)所述的板，其中，所述導(dǎo)電電阻器是由導(dǎo)電涂層所形成的電阻器。
7.一種電源裝置，包括 使用焊料射流焊接的印刷電路板； 包括由導(dǎo)電電阻器耦接的初級(jí)側(cè)電極對(duì)的壓電元件； 被布置在所述印刷電路板上并驅(qū)動(dòng)所述壓電元件的半導(dǎo)體組件；以及 對(duì)來自所述壓電元件的次級(jí)側(cè)端子的輸出進(jìn)行整流的整流單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的裝置，其中，所述導(dǎo)電電阻器是由導(dǎo)電涂層所形成的電阻器。
9.一種成像裝置，包括 圖像載體； 對(duì)所述圖像載體進(jìn)行充電的充電器； 靜電潛像形成單元，所述靜電潛像形成單元在由所述充電器充電的所述圖像載體上形成靜電潛像； 顯影單元，所述顯影單元使所述靜電潛像顯影，以形成調(diào)色劑圖像； 轉(zhuǎn)印單元，所述轉(zhuǎn)印單元將所述調(diào)色劑圖像轉(zhuǎn)印到打印介質(zhì)上；以及 電源裝置，所述電源裝置向所述充電器和所述轉(zhuǎn)印單元中的至少一個(gè)施加電壓， 其中，所述電源裝置包括 使用焊料射流焊接的印刷電路板； 包括由導(dǎo)電電阻器耦接的初級(jí)側(cè)電極對(duì)的壓電元件； 被布置在所述印刷電路板上并驅(qū)動(dòng)所述壓電元件的半導(dǎo)體組件；以及 對(duì)來自所述壓電元件的次級(jí)側(cè)端子的輸出進(jìn)行整流的整流單元。
10.一種在其上面使用焊料射流焊接了元件的印刷電路板，包括包括由導(dǎo)電電阻器耦接的初級(jí)側(cè)電極對(duì)的壓電元件；以及 在面向所述壓電元件的位置處形成的狹縫， 其中，所述狹縫被布置在與面向所述導(dǎo)電電阻器的位置不同的位置處。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的板，其中 所述壓電元件包括用于輸出電壓的次級(jí)側(cè)電極，以及 所述狹縫被布置在面向所述初級(jí)側(cè)電極對(duì)的位置和面向所述次級(jí)側(cè)電極的位置之間的位置處。
12.根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的板，還包括耦接到所述初級(jí)側(cè)電極對(duì)并驅(qū)動(dòng)所述壓電 元件的驅(qū)動(dòng)元件。
13.一種印刷電路板制造方法，包括下列步驟 在與面向壓電變壓器的初級(jí)側(cè)電極對(duì)的位置不同的位置處，在印刷電路板中形成狹縫，所述壓電變壓器包括由導(dǎo)電電阻器耦接的所述初級(jí)側(cè)電極對(duì)；以及 將在其上面安裝了所述壓電變壓器的所述印刷電路板傳送到焊料射流。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中，在面向所述初級(jí)側(cè)電極對(duì)的位置和面向所述壓電變壓器的次級(jí)側(cè)電極的位置之間形成所述狹縫。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的方法，其中，驅(qū)動(dòng)壓電元件的驅(qū)動(dòng)元件被安裝在所述印刷電路板上。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種印刷電路板、電源裝置、成像裝置和印刷電路板制造方法。一種壓電變壓器包括壓電元件。在壓電元件的初級(jí)側(cè)存在兩個(gè)初級(jí)側(cè)電極。初級(jí)側(cè)電極通過由導(dǎo)電涂層所形成的電阻器耦接。通過電阻器將放電電流放電，以保護(hù)半導(dǎo)體組件免受放電電流損害。由于既不需要短路端子也不需要導(dǎo)電夾具，因此，可以通過低成本的配置來防止對(duì)半導(dǎo)體組件的靜電放電損壞。
文檔編號(hào)H01L41/04GK102858089SQ20121021478
公開日2013年1月2日 申請(qǐng)日期2012年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月29日
發(fā)明者長崎修, 飯?zhí)飳⒌? 真野宏 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社