專利名稱：電路板、測試電路板的方法及制造電路板的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種設(shè)置有電子組件的電路板，更具體地，涉及一種用于 檢査是否有任何焊料已經(jīng)重熔的技術(shù)。
背景技術(shù)：
隨著近年來電子設(shè)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(huán)境下，開發(fā)了將電子組件嵌入其中 的電路板(例如，參考專利文獻(xiàn)l)。在設(shè)置有內(nèi)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(dǎo)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，由于與表面安裝相比，這種方式能夠增加組件 布置的自由度，可以預(yù)期高頻特性的改善，這是因?yàn)榭梢宰顑?yōu)化組件之間 的引線。在陶瓷板領(lǐng)域，將電子組件嵌入其中的LTCC (低溫共燒結(jié)陶瓷)已 投入市場。然而，LTCC板在應(yīng)用上受到許多限制，由于其較重的重量和易 碎性，不易用于大尺寸的板，并且由于需要高溫下的熱工藝，不能在其中 設(shè)置諸如LSI之類的半導(dǎo)體元件。其中使用了樹脂的、設(shè)置有內(nèi)置組件的 電路板最近引起了關(guān)注。與LTCC板相比，這樣構(gòu)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(xiàn)l所公開的其中結(jié)合有電子組件的板(電路組 件結(jié)合模塊)進(jìn)行描述。圖1中示出的電路組件結(jié)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(nèi)部的引線圖案402a、 402b、 402c和402d;以及與板401內(nèi)部設(shè) 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(nèi)部通孔404互相電連接，以及包括無機(jī)填料和熱固性樹脂的混合材 料構(gòu)成了絕緣板401a、 401b和401c。
專利文獻(xiàn)l:日本專利申請未審公開H11-22026
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的問題
在電路組件結(jié)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(jié)合模塊400本身中的焊接狀態(tài) 可以通過電學(xué)測試或類似方法檢査，然而，檢查嵌入的焊料是否重熔并且 在回流工藝中失效是特別困難的，當(dāng)電路組件結(jié)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(fā)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，制備用于評價焊接性能的焊盤，并且將焊料在回流 或類似條件中熔化，接著，檢查熔化焊料延伸的范圍大小，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(jié)構(gòu)中，圖l所示的焊接 部分采用樹脂制模，根據(jù)No.H08-298360所公開的焊接測試方法，不能檢 査焊料是否重熔。當(dāng)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(zhuǎn)化實(shí)際上可能已經(jīng)使絕緣性能惡化，或者即使電路組件仍表現(xiàn)為 通過焊料互相電連接，重熔焊料可能已經(jīng)在焊料中產(chǎn)生了孔隙。結(jié)果，降 低了可靠性。
本發(fā)明旨在解決上述問題，其主要的目的是提供一種設(shè)置有能夠檢查 焊料是否重熔的焊料標(biāo)記的組件結(jié)合板或電路板。
解決問題的手段
根據(jù)本發(fā)明的電路板包括
絕緣層；
電子組件，安裝在絕緣層上； 焊料標(biāo)記，設(shè)置在絕緣層上；其中 具有第一熔點(diǎn)的第一焊料構(gòu)成焊料標(biāo)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于第一 熔點(diǎn)的第二熔點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的用于測試電路板特性的方法是用于測試在將另一電氣 構(gòu)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(diǎn)的焊料標(biāo)記預(yù)先設(shè)置在電路板中，并將所述另一電氣 構(gòu)件與電路板連接；以及檢査在連接所述另一電子組件后，焊料標(biāo)記是否重熔，以判斷在連接 所述另一電氣構(gòu)件時，電路板是否暴露于第一熔點(diǎn)。根據(jù)本發(fā)明的制造電路板的方法是用于制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(shè)置焊料標(biāo)記，所述焊料標(biāo)記包括具有第一熔點(diǎn)的第 一焊料，以及通過具有與第一熔點(diǎn)相等的熔點(diǎn)焊料，將所述電子組件安裝 在電路板上；以及通過具有低于第一熔點(diǎn)的第二熔點(diǎn)的第二焊料，將另一電子組件安裝 在電路板中。技術(shù)效果根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)檢査設(shè)置在引線板中的焊料標(biāo)記時，能夠檢査具有第 一熔點(diǎn)的焊料是否發(fā)生重熔。


圖1是示出了包含本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的組件結(jié)合板的構(gòu)造的透視圖； 圖2A是根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例示意性地示出了包括焊料標(biāo)記10的電路板 100的構(gòu)造的截面圖；圖2B是根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例示意性地示出了包括焊料標(biāo)記10的電路板100的構(gòu)造的截面圖；圖3A是以X射線照射圖2A中的焊料標(biāo)記10的頂視圖； 圖3B是以X射線照射圖2B中的焊料標(biāo)記10的頂視圖； 圖4A是根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例示意性地示出了包括焊料標(biāo)記10的電路板100的構(gòu)造的截面圖4B是根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例示意性地示出了包括焊料標(biāo)記10的電路板 100的構(gòu)造的截面圖5A是根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例示意性地示出了包括焊料標(biāo)記10的電路板
100的構(gòu)造的截面圖5B是根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例示意性地示出了包括焊料標(biāo)記10的電路板
100的構(gòu)造的截面圖6A是用于描述根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的、制造組件結(jié)合板的方法的第一 工藝的截面圖6B是用于描述根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的、制造組件結(jié)合板的方法的第二 工藝的截面圖6C是用于描述根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的、制造組件結(jié)合板的方法的第三 工藝的截面圖6D是用于描述根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的、制造組件結(jié)合板的方法的第四 工藝的截面圖7A是用于描述根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的、制造組件結(jié)合板的方法的第五 工藝的截面圖7B是用于描述根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的、制造組件結(jié)合板的方法的第六 工藝的截面圖7C是用于描述根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的、制造組件結(jié)合板的方法的第七 工藝的截面圖8A是用于描述根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的、測試組件結(jié)合板的方法的第一 工藝的截面圖8B是用于描述根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的、測試組件結(jié)合板的方法的第二 工藝的截面圖9A是用于描述根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的、測試組件結(jié)合模塊的方法的第 一工藝的截面圖9B是用于描述根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的、測試組件結(jié)合模塊的方法的第 二工藝的截面圖10A是用于描述根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例的、測試安裝體的方法的第一工藝的截面圖；圖10B是用于描述根據(jù)優(yōu)選實(shí)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(tài)的圖表；圖12A是示出了導(dǎo)電顆粒和熔點(diǎn)之間的關(guān)系(固相線)的表格；圖12B是示出了本發(fā)明的修改實(shí)施例的截面圖；圖13A是從上面觀察的焊料標(biāo)記10的頂視圖；圖13B是從上面觀察的焊料標(biāo)記10的頂視圖；圖14A是示出了焊料標(biāo)記形狀的頂視圖；圖14B是示出了焊料標(biāo)記形狀的頂視圖；圖14C是示出了焊料標(biāo)記形狀的頂視圖；圖14D是示出了焊料標(biāo)記形狀的頂視圖；圖15A是根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例示意性地示出了包括焊料標(biāo)記10的電路板100的構(gòu)造的截面圖；圖15B是根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例示意性地示出了包括焊料標(biāo)記10的電路板100的構(gòu)造的截面圖；圖16A是根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例示意性地示出了包括焊料標(biāo)記10的電路板100的構(gòu)造的截面圖；圖16B是根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例示意性地示出了包括焊料標(biāo)記10的電路板100的構(gòu)造的截面圖；圖17A是根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例示意性地示出了包括焊料標(biāo)記10的電路板100的構(gòu)造的截面圖；圖17B是根據(jù)優(yōu)選實(shí)施例示意性地示出了包括焊料標(biāo)記10的電路板100的構(gòu)造的截面圖；圖18是構(gòu)造的頂視圖，其中在外框150中設(shè)置焊料標(biāo)記10，所述外 框150處于設(shè)置有組件結(jié)合板200的區(qū)域之外。附圖標(biāo)記說明10 焊料標(biāo)記11 上層板12 焊料
12a熔化的焊料
13 金屬構(gòu)件
14 焊劑
20 絕緣構(gòu)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(復(fù)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(jié)合板
300組件結(jié)合模塊
350安裝體400電路組件結(jié)合模塊具體實(shí)施方式
下面參考附圖描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)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(biāo)記表示。本發(fā)明并不局 限于下述的優(yōu)選實(shí)施例。優(yōu)選實(shí)施例參考圖2，描述根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施例的電路板。圖2A和2B根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施例示意性地示出了包括焊料標(biāo)記10的電 路板100的截面結(jié)構(gòu)。圖2A示出了表示焊料未重熔的焊料標(biāo)記10的狀態(tài)， 而圖2B示出了表示焊料已重熔的焊料標(biāo)記10的狀態(tài)。在焊料回流工藝方 面，圖2A示出了回流前的狀態(tài)，而圖2B示出了回流后的狀態(tài)。例如，電 路板100構(gòu)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(gòu)件 的實(shí)例。電路板100的整體結(jié)構(gòu)是圖1所示的結(jié)構(gòu)，其中將電子組件安裝在板 內(nèi)或板的表面上，或者板內(nèi)和板的表面上。在用于描述本優(yōu)選實(shí)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(jù)本優(yōu)選實(shí)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(gòu)成連接樹脂層24，上層板22和下層板21構(gòu)成絕緣層20。根 據(jù)本優(yōu)選實(shí)施例，第一焊料12構(gòu)成焊料標(biāo)記10，將所述焊料標(biāo)記10設(shè)置 于絕緣層20內(nèi)。例如，包括Sn-Sb作為其主要成分并且具有第一熔點(diǎn)的 焊料構(gòu)成第一焊料12。將焊料標(biāo)記10布置于設(shè)置在電路板100內(nèi)的容納 腔25中。更具體地，將焊料標(biāo)記10設(shè)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(shè)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。 第二焊料具有低于第一熔點(diǎn)的第二熔點(diǎn)。例如，無Pb焊料構(gòu)成第二焊料。第二電子組件(未示出)可以設(shè)置在絕緣層20內(nèi)(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(jié)合板，其中包含 了第二電子組件。
包含樹脂和無機(jī)填料的復(fù)合片構(gòu)成連接樹脂層24。在上層板22和下 層板21之間設(shè)置焊料標(biāo)記10。非熔第一焊料構(gòu)成焊料標(biāo)記10。容納腔25 形成在連接樹脂層(復(fù)合片)24的一部分中，并且將焊料標(biāo)記10設(shè)置在 容納腔25內(nèi)。更具體地，將焊料標(biāo)記10設(shè)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(gòu)成圖中所示的焊料標(biāo)記10，將第一焊料12通過焊劑 14設(shè)置在電極圖案23上。焊料標(biāo)記10是用于檢査焊料是否重熔的標(biāo)記。 當(dāng)焊料標(biāo)記IO達(dá)到預(yù)定的溫度(更具體地，第一熔點(diǎn)，g卩，第一焊料12 的熔點(diǎn))時，第一焊料12熔化，表現(xiàn)出圖2B所示的狀態(tài)。
圖2B示出了焊料標(biāo)記10以下狀態(tài)在所述狀態(tài)下，電路板100至少 達(dá)到預(yù)定的溫度(第一熔點(diǎn))，因此第三焊料(具有與焊料標(biāo)記10相同的 熔點(diǎn))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(gòu)件。
如圖2B所示，構(gòu)成焊料標(biāo)記10的第一焊料12熔化，并且在電極圖 案23上延伸。然后，互相比較圖2A所示的非熔第一焊料12和圖2B所示 的已經(jīng)熔化并且延伸的第一焊料12a。更具體地，檢查焊料標(biāo)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(yīng)地，能夠檢査第 三焊料(第二電子組件的連接構(gòu)件)是否已經(jīng)重熔。第三焊料重熔是因?yàn)?電路板100暴露在至少第一熔點(diǎn)的溫度(即，第一熔點(diǎn))中。
當(dāng)采用X射線照射由圖2A所示的第一焊料12的非熔狀態(tài)構(gòu)成的焊料 標(biāo)記IO，并且從電路板100上方觀察時，得到圖3A所示的圖像。當(dāng)采用 X射線照射由圖2B所示的第一焊料12a的熔化狀態(tài)構(gòu)成的焊料標(biāo)記10， 并且從電路板100上方觀察時，得到圖3B所示的圖像。當(dāng)區(qū)別兩個形狀 之間的差異時，能夠執(zhí)行焊料標(biāo)記測試?？梢杂捎^察者進(jìn)行視覺檢查，或 者通過圖像識別裝置自動檢査焊料標(biāo)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(biāo)記測試(判斷是否熔化)并非限于使用X射線的測試，也可以通過電測試來執(zhí)行。例如，更 具體地，由非熔第一焊料12制成的焊料標(biāo)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(dāng)測試兩個端子之間的絕緣性時，能夠檢査焊料
標(biāo)記10是否已經(jīng)熔化。
優(yōu)選地，焊料標(biāo)記10設(shè)置于要測試的第二電子組件的附近(第三焊 料作為連接構(gòu)件)。結(jié)果，能夠在其附近準(zhǔn)確地測試第二電子組件被暴露 的溫度。
下面，詳細(xì)描述根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施例的測試方法。圖4A示出了所構(gòu)造 的焊料標(biāo)記10,從而將非熔第一焊料12設(shè)置在電極圖案對26上。在這種 狀態(tài)下，構(gòu)成焊料標(biāo)記10的第一焊料12處于非熔狀態(tài)。因此，電極圖案 26與第一焊料12之間并非互相金屬鍵合，電極圖案對26之間的間隙是開 路的(絕緣的)。更具體地，當(dāng)?shù)谝缓噶?2未被熔化、且設(shè)置在電極圖案 對26之間時表現(xiàn)出的電特性與當(dāng)?shù)谝缓噶?2熔化、且電極圖案對26互 相完全電導(dǎo)通時表現(xiàn)出的電特性不同，例如，電阻較高。
如圖4B所示，當(dāng)焊料標(biāo)記10 (第一焊料12)至少達(dá)到預(yù)定溫度(第 一熔點(diǎn))且熔化時，由于熔化的第一焊料12a，電極圖案對26彼此短路。 因此，當(dāng)檢查由于焊料標(biāo)記10而導(dǎo)致的短路時，能夠判斷電路板100已 暴露在至少預(yù)定溫度(第一熔點(diǎn))下，或者第一焊料12己經(jīng)熔化。
膏狀焊料可以用作構(gòu)成焊料標(biāo)記10的第一焊料12。在圖4A所示的 狀態(tài)中，第一焊料12 (膏狀焊料)和電極圖案26并非互相金屬鍵合，且 電極圖案對26之間的間隙是開路的。當(dāng)?shù)谝缓噶?2 (膏狀焊料)達(dá)到至 少預(yù)定溫度(第一熔點(diǎn))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(dāng)檢查由膏狀焊料制成的焊料 標(biāo)記10引起短路時，可以檢査到這種轉(zhuǎn)變。結(jié)果，能夠判斷電路板100 已暴露在至少預(yù)定溫度(第一熔點(diǎn))，或第一焊料12已熔化。
焊料標(biāo)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(biāo)記10以與圖4A所示類似的方式構(gòu)造，并形成焊料標(biāo)記10，使 其嵌入連接樹脂層(復(fù)合片)24。另一方面，圖4A所示的焊料標(biāo)記10布 置于設(shè)置在連接樹脂層(復(fù)合片)24中的容納腔25中。在圖5A所示的構(gòu)造中，在非熔第一焊料12設(shè)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(dāng)?shù)谝缓噶?2達(dá)到至少 預(yù)定溫度(第一熔點(diǎn))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(dāng)檢査到電短路時，能夠判斷第一焊料 12己經(jīng)熔化。因此，膏狀焊料能夠用作構(gòu)成焊料標(biāo)記10的第一焊料12， 其中焊料標(biāo)記10嵌入在連接樹脂層24中。參考圖6A至8B，對根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施例的、制造組件結(jié)合板的方法， 以及使用焊料標(biāo)記10的重熔測試方法的實(shí)例進(jìn)行描述。如圖6A所示，制備下層板21，然后，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，并且借 助印刷工藝形成在連接盤31上。針對焊料標(biāo)記10的電極圖案26形成在 下層板21上?？梢詷?gòu)成如圖4a所示或如圖2A所示的針對焊料標(biāo)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(shè)置在下層板21的連 接盤31上。第二電子組件30可以是芯片組件(例如，芯片電容、芯片電 感或芯片電阻)或半導(dǎo)體元件(例如，裸芯片、芯片尺寸封裝(CSP)等)。 在圖6B中，芯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上之后，執(zhí)行第一回流工藝，使得第三焊料32熔化，如 圖6C所示。于是，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。然后，如圖6D所示，將第一焊料12設(shè)置在電極圖案26上，以形成 焊料標(biāo)記10。構(gòu)成焊料標(biāo)記10的第一焊料12由與用于第二電子組件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(diǎn)相 同的熔點(diǎn)(第一熔點(diǎn))。在本優(yōu)選實(shí)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。此后，如圖7A所示，通過連接樹脂層24將上層板22設(shè)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(shè)置的多層結(jié)構(gòu)的結(jié)果，能夠形成其中結(jié)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(biāo)記10設(shè)置在上層板21和下層22之間?？梢栽谏蠈影?1和下層板22之間形成容納腔25，從而將焊料標(biāo)記10布置于容納腔25中，如圖4A所示。
在本優(yōu)選實(shí)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(gòu)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(jī)填料的復(fù)合材料形成連接樹脂層24。在本優(yōu)選 實(shí)施例中，將熱固性樹脂用作所述樹脂。此外，可以單獨(dú)地由熱固性樹脂 (不包括無機(jī)填料)形成連接樹脂層24。熱固性樹脂的實(shí)例是環(huán)氧樹脂等， 無機(jī)填料(如果加入)的實(shí)例是八1203、 Si02、 MgO、 BN、 A1N等。當(dāng)加入無 機(jī)填料時，能夠控制各種物理屬性。因此，優(yōu)選地，使用包含無機(jī)填料的 復(fù)合材料來形成連接樹脂層24。
引線圖案41預(yù)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(yōu)選實(shí)施例中，膏狀焊 料(用作第二焊料42)借助印刷工藝形成在上層板22上。第二焊料42 是熔點(diǎn)(第二熔點(diǎn))低于構(gòu)成焊料標(biāo)記10的第一焊料12的熔點(diǎn)(第一熔 點(diǎn)、以及第三焊料32的熔點(diǎn))的焊料。
第二焊料42的第二熔點(diǎn)低于第三悍料32 (嵌入設(shè)置有電子組件的電 路板200中)的熔點(diǎn)第一熔點(diǎn))，這是因?yàn)楫?dāng)?shù)诙噶?2的第二熔點(diǎn) 高于第三焊料32的熔點(diǎn)時，用于連接第二電子組件30 (首先被包含在電 路板200中)的熔化的第三焊料32a將發(fā)生重熔。當(dāng)烙化的第三焊料32a 重熔時，在第三焊料32中產(chǎn)生氣泡，這容易導(dǎo)致問題的發(fā)生。此外，在 設(shè)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， 由于熱膨脹和毛細(xì)管現(xiàn)象導(dǎo)致的壓力增長將產(chǎn)生驅(qū)動力，并且該驅(qū)動力使 得重熔的第三焊料32滲入孔隙，結(jié)果是第三焊料32可以從其設(shè)置的原位 置(圖案上)溢出。為了避免第三焊料32重熔，設(shè)置用于初次安裝的第 三焊料32的熔點(diǎn)和用于二次安裝的第二焊料42的熔點(diǎn)，使得它們互相不 同。
其熔點(diǎn)低于用于初次安裝的第三焊料32的熔點(diǎn)或用于焊料標(biāo)記10的 第一焊料12的熔點(diǎn)的導(dǎo)電顆?？梢詷?gòu)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(gòu)成 第二焊料42，所述無Pb焊料或Pb焊料具有低于用于初次安裝的第三焊料32的熔點(diǎn)第一熔點(diǎn))的熔點(diǎn)(第二熔點(diǎn))。接著，如圖7C所示，通過第二焊料42將第一電子組件40設(shè)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(dǎo)體元件。然后，如圖8A所示，執(zhí)行第二回流工藝，使得第二焊料42熔化，并 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。在低于第一回流工藝溫度的溫度下，執(zhí)行第二回流工藝，更具體 地，所述溫度不會重熔第三焊料32 (低于第三焊料的熔點(diǎn)(—第一熔點(diǎn)))。即使第二回流工藝的溫度被限制地設(shè)定為不會重熔第三焊料32的溫 度，由于回流爐的溫度變化或其它原因，電路板(組件結(jié)合板)的溫度仍 有可能會超過設(shè)定的溫度。測量和控制爐內(nèi)溫度的回流裝置不直接測量板 (組件結(jié)合板或電路板)的溫度。因此，即使回流爐中的溫度被設(shè)定為不 重熔第三焊料32，但當(dāng)板中的實(shí)際溫度高到足以重熔第三焊料32時，第 三焊料32實(shí)際上已被重熔。然后，如圖8B所示，測試電路板200的焊料標(biāo)記10。更具體地，通 過焊料標(biāo)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(gòu)件)是否已經(jīng)重熔。在如附圖所示構(gòu)成焊料標(biāo)記10的情況下，可以通過電測試，判斷焊 料標(biāo)記10的狀態(tài)(開路或短路)。在使用圖2A和2B所示的焊料標(biāo)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后，可以判斷焊料 標(biāo)記10的狀態(tài)(如圖9B所示)，由此可以制造組件結(jié)合模塊(或組件結(jié) 合封裝)300 (如圖9A所示)。為了制造組件結(jié)合模塊300，將雙表面引線 板用作下層板21，并且在下層板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，可以使用用于球柵陣列(BGA)的 焊料球。另外，如圖IOA所示，可以形成安裝體(組件結(jié)合模塊安裝體)350， 從而將圖9A或9B所示的組件結(jié)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，可以借助焊料標(biāo)記10檢査安裝體350中焊料的重熔。如上所述，構(gòu)成焊料標(biāo)記10的第一焊料12可以采用包含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?yàn)榭梢愿鶕?jù)Sb含 量來改變?nèi)埸c(diǎn)。圖11示出了 Sn-Sb基材料的狀態(tài)及多個熔點(diǎn)。例如，當(dāng) Sb是0。/。時，熔點(diǎn)是232。C;當(dāng)Sb是l(m時，熔點(diǎn)是246"C。Sn-Sb基焊料不利地易于受到諸如熱沖擊之類的應(yīng)力的損害，且易碎， 這是因?yàn)楹辖饛?fù)合材料通常比Pb-Sn共晶焊料更硬。然而，在這種構(gòu)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(gòu)造的另一優(yōu)點(diǎn)。構(gòu)造焯料標(biāo)記10的第一焊料12不限于Sn-Sb 基焊料。圖12是示出了用作焊料的導(dǎo)電顆粒和熔點(diǎn)之間的關(guān)系(固相線)的 表格?？紤]到不同的熔點(diǎn)，可以從這些導(dǎo)電顆粒中選取構(gòu)成焊料標(biāo)記10 的第一焊料12和分別用于第一和第二電子組件的第二和第三焊料32和 42。導(dǎo)電顆粒不限于表中所示的導(dǎo)電顆粒。根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施例，設(shè)置由具有第一熔點(diǎn)的焊料12制成的焊料標(biāo)記 10，并且通過第二焊料42 (具有低于第一熔點(diǎn)的第二熔點(diǎn))將第一電子組 件40安裝在電路板200的上表面20a上。因此，當(dāng)測試設(shè)置在電路板200 中的焊料標(biāo)記10時，可以檢査具有與第一熔點(diǎn)相同的熔點(diǎn)的第三焊料32 (第二電子組件的連接構(gòu)件)是否重熔。因此，可以判斷結(jié)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，并且可以準(zhǔn)確地檢査電路 板200的可靠性。此外，根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施例，在設(shè)置有電子組件的電路板200 (或未設(shè) 置內(nèi)置電子組件的電路板100)中設(shè)置焊料標(biāo)記IO，焊料標(biāo)記10可以用 來檢査板是否由于回流工藝中的變化(回流溫度的偏離及變化)而暴露在 高于預(yù)定溫度的其他溫度。因此，可以防止產(chǎn)品可靠性的降低。根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施例，焊料標(biāo)記10不僅可以用于檢查其中結(jié)合有電子 組件的電路板200中是否發(fā)生重熔，而且也可以用于其它目的。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(gòu)造中的適當(dāng)溫度。其 中未設(shè)置內(nèi)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(guān)的描述。板質(zhì)量惡化的因素之一是回流溫度的顯著增加。特別是在廣泛采用無 Pb焊料后，回流工藝中的回流溫度增加，這在電子組件安裝工藝中產(chǎn)生了 對板的危險(xiǎn)環(huán)境。當(dāng)回流溫度太高時，構(gòu)成板的樹脂惡化。結(jié)果，連接盤 附著力變?nèi)?，并且在?nèi)層和外層中易發(fā)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(jìn)行適當(dāng)?shù)臏y量。然而，在損 壞發(fā)生在板內(nèi)且不能從外部觀察出的情況下，在制造出最終產(chǎn)品后，由于 層內(nèi)電極中的連接盤分離，仍可能出現(xiàn)連接盤的分離或遷移(由于潮氣容 易留在分離的部分)之類的問題。對回流裝置進(jìn)行配置，以控制該裝置內(nèi)
的溫度；然而，其不能控制諸如板之類的產(chǎn)品本身的溫度。因此，在某些 情況下，由于變化，所述板可能會被暴露于高溫下。因此，在板內(nèi)設(shè)置標(biāo) 記10從而檢查回流溫度是否為至少適當(dāng)?shù)臏囟仁欠浅Ｓ杏玫募夹g(shù)。
根據(jù)本優(yōu)選實(shí)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(diǎn))構(gòu)成焊料標(biāo)記10，使其作為溫度標(biāo)記。例如，如圖12B所示， 多個不同焊料標(biāo)記10由從圖12A所示的導(dǎo)電顆粒中選擇的一組第一焊料 12制成，于是，可以通過焊料標(biāo)記IO檢査回流工藝中的板溫度(例如， 基板中溫度)已經(jīng)達(dá)到多高。
根據(jù)本優(yōu)選實(shí)施例的焊料標(biāo)記10可以修改如下。圖13A和13B中， 從上面觀察焊料標(biāo)記10。構(gòu)造圖13A所示的焊料標(biāo)記10，使得由非熔第 一焊料12制成的標(biāo)記構(gòu)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(dāng)?shù)谝缓噶?2熔化時，產(chǎn)生表面張力。 因此，如圖13B所示，當(dāng)?shù)谝缓噶?2熔化時，焊料標(biāo)記10示出了與圖13A 所示的熔化之前的狀態(tài)不同的狀態(tài)。當(dāng)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(dāng)焊料12 熔化時，角部變形，并由于所產(chǎn)生的表面張力而變圓。采用該理論，可以 設(shè)置圖14A至14D所示的焊料標(biāo)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(biāo)記10的形狀。當(dāng)熔化時，這些焊料標(biāo)記10 變形，并且其角部變圓，因此成為圖14A至14D右邊所示的形狀。所以， 當(dāng)觀察到形狀的這些變化時，可以執(zhí)行使用焊料標(biāo)記10的測試。
在圖4和5所示的構(gòu)造中，使用膏狀焊料形式的第一焊料12來形成焊料標(biāo)記10。然而，焊料標(biāo)記10也可以由第一焊料12制成的焊料球形成， 如圖15所示。在圖15A所示的狀態(tài)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并未互相金屬鍵合。因此，電極 26之間的間隙是開路的。當(dāng)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，并且電極26互相之間 短路，如圖15B所示。當(dāng)檢查到這些狀態(tài)之間的差異時，可以執(zhí)行焊料標(biāo) 記測試。如圖16A所示，設(shè)置黏結(jié)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(復(fù)合片) 24時，其由于樹脂的流動而偏移。即使在以黏合劑28固定第一焊料12 的構(gòu)造中，當(dāng)?shù)谝缓噶?2熔化時，熔化的第一焊料12a和電極26仍可發(fā) 生金屬鍵合(如圖16B所示)，因此電極26互相短路。所以，可以執(zhí)行焊 料標(biāo)記測試。如圖17A所示，第一焊料12和導(dǎo)電構(gòu)件(典型地，金屬構(gòu)件或OD芯 片電阻)13的組合可以構(gòu)成焊料標(biāo)記10。在這種情況下，當(dāng)金屬構(gòu)件13 設(shè)置在非熔第一焊料12 (例如，膏狀焊料)上時，由于第一焊料12并未 熔化，電極26之間的間隙是電開路的。另一方面，當(dāng)?shù)谝缓噶?2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)，并且熔化 的第一焊料12a和金屬構(gòu)件13互相金屬鍵合。因此，在出現(xiàn)電極26短路 的情況下，表現(xiàn)出該組件的特性。根據(jù)狀態(tài)之間的差異，可以執(zhí)行焊料標(biāo) 記測試。在本優(yōu)選實(shí)施例中，焊料標(biāo)記10設(shè)置在板內(nèi)部；然而，并非必須設(shè)置在板內(nèi)部。例如，在借助于用于獲得大量模塊110 (設(shè)置有電子組件的 電路板200等)的大型板(例如，用于獲得大量模塊的復(fù)合板)來制造設(shè) 置有電子組件的電路板200的情況下(如圖18所示)，焊料標(biāo)記10可以 設(shè)置在除設(shè)置有電子組件的電路板200所處的區(qū)域以外的部分(外框150) 中。在焊料標(biāo)記10設(shè)置在這些部分的情況下，可以執(zhí)行焊料標(biāo)記，而不 浪費(fèi)板的面積，因此實(shí)現(xiàn)了面積的有效利用。將上述結(jié)合有電子組件的電路板200(組件結(jié)合模塊300、安裝體350)安裝在電子裝置中，以便適當(dāng)使用，特別適用于安裝面積嚴(yán)格受限的移動
電子裝置(例如，移動電話、PDA等)中。電路板200也可以用在諸如家
用電器(數(shù)字?jǐn)z像機(jī)等)之類的電子裝置中。
至此，已經(jīng)對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述；然而，以上描述并非 對本發(fā)明作任何限制，允許對上述優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行各種修改。
工業(yè)實(shí)用性
本發(fā)明可以提供一種組件結(jié)合板或電路板，其包含能夠檢查焊料是否 重熔的焊料標(biāo)記。
權(quán)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(biāo)記，設(shè)置在絕緣層上；其中具有第一熔點(diǎn)的第一焊料構(gòu)成焊料標(biāo)記，以及第一電子組件通過具有低于第一熔點(diǎn)的第二熔點(diǎn)的第二焊料安裝在絕緣層上。
2. 根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求1所述的電路板，還包括設(shè)置在絕緣層上的電極 圖案；其中焊料標(biāo)記設(shè)置在電極圖案上。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電路板，其中 焊料標(biāo)記設(shè)置在絕緣層內(nèi)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路板，其中 在絕緣層內(nèi)設(shè)置容納腔，以及焊料標(biāo)記布置于容納腔內(nèi)。
6. 根據(jù)權(quán)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(biāo)記設(shè)置在電極圖案上。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路板，其中焊料標(biāo)記嵌入在絕緣層中。
8. 根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求l所述的電路板，其中 第一焊料是非熔焊料。
10. 根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求9所述的電路板，還包括用于將焊料標(biāo)記固定于 絕緣層的黏合劑。
12. 根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(diǎn)相等的熔點(diǎn)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(jù)權(quán)利要求13所述的電路板，其中 第二電子組件設(shè)置在絕緣層內(nèi)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的電路板，其中焊料標(biāo)記是用于檢査在將另 一 電氣構(gòu)件與電路板連接時電路板所展 現(xiàn)的特性的標(biāo)記。
16. 根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)利要求l所述的電路板，其中 在電子板的平面圖中，焊料標(biāo)記在其外圍中具有角部。
18. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電路板，其中設(shè)置多個焊料標(biāo)記，分別具有不同的第一熔點(diǎn)的第一焊料構(gòu)成多個焊 料標(biāo)記。
19. 根據(jù)權(quán)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、以及用于鍵合上層板和下 層板的連接樹脂層；以及焊料標(biāo)記設(shè)置在上層板和下層板之間。
20. 根據(jù)權(quán)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(jī)填料。
21. 根據(jù)權(quán)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，用于檢查在將另一電氣構(gòu)件與電 路板連接時電路板所展現(xiàn)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(diǎn)的焊料標(biāo)記預(yù)先設(shè)置在電路板中，并將所述另一電氣 構(gòu)件與電路板連接；以及判斷在連接所述另一電子構(gòu)件后，焊料標(biāo)記是否重熔，以判斷在連接 所述另一電氣構(gòu)件后，電路板是否暴露于第一熔點(diǎn)。
23. 根據(jù)權(quán)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(gòu)件后，焊料標(biāo)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(jù)權(quán)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(diǎn)相等的熔點(diǎn)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(gòu)件后，焊料標(biāo)記是否熔化，以判斷焊料是 否暴露于第一熔點(diǎn)。
25. 根據(jù)權(quán)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(shè)置在絕緣層內(nèi)。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的檢査電路板特性的方法，其中 將焊料標(biāo)記設(shè)置在絕緣層內(nèi)。
27. 根據(jù)權(quán)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，并觀察由此獲得的透射光，來進(jìn)行判斷。
28. 根據(jù)權(quán)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，并對由此獲得的透射光進(jìn)行圖像識別，來進(jìn)行判斷。
29. 根據(jù)權(quán)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，并檢査所述電信號的信號特性，來進(jìn)行判斷。
30. —種制造電路板的方法，在所述電路板上安裝有電子組件，所述制造電路板的方法包括以下步驟在所述電路板中設(shè)置焊料標(biāo)記，所述焊料標(biāo)記包括具有第一熔點(diǎn)的第 一焊料，以及通過具有與第一熔點(diǎn)相等的熔點(diǎn)的焊料，將所述電子組件安 裝在電路板上；以及通過具有低于第一熔點(diǎn)的第二熔點(diǎn)的第二焊料，將另一電子組件安裝 在電路板中。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的制造電路板的方法，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、各個電路板所占據(jù)的區(qū)域以外，設(shè)置所述焊料標(biāo)記。
全文摘要
本發(fā)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(shè)置在絕緣層上的焊料標(biāo)記。具有第一熔點(diǎn)的第一焊料構(gòu)成所述焊料標(biāo)記。通過具有低于第一熔點(diǎn)的第二熔點(diǎn)的第二焊料將第一電子組件安裝在絕緣層上。此外，本發(fā)明還涉及一種測試電路板的方法和一種制造電路板的方法。
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(yōu)先權(quán)日2006年3月31日
發(fā)明者沖本力也, 小島俊之, 石丸幸宏 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社