印刷基板结构的制作方法

本发明涉及印刷基板结构。

背景技术：

已知在印刷基板形成被称作通孔(viahole)的具有导电性的侧壁的贯通孔来实现该印刷基板的多个导电层间的导通的技术。伴随电子设备的小型化，形成于印刷基板的通孔之间的间隔不断变窄，在进行焊接时，有时会在相邻的通孔的连接盘(通孔的导电件以圆环状露出到印刷基板表面的部分)间形成焊桥。另外，特别是在印刷基板的热容量大的部分的附近，在焊接时有时会在通孔的连接盘形成焊珠。在印刷基板组装到电子设备后，若该焊桥或焊珠因某些撞击等而从印刷基板剥离并移动，使印刷基板的布线或部件的引线彼此短路，就会成为电子设备的动作不良的原因。因此，已知如下技术：对部件的安装中不使用的全部通孔的连接盘涂敷阻焊剂，由此在进行焊接时不使焊料附着在通孔的连接盘，从而防止形成焊桥或焊珠(例如参考专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：jp特开平11-154778号公报

但是，若在通孔的连接盘涂敷阻焊剂，则阻焊剂会堵塞通孔的开口部，就算不堵塞，有时也会引起流入到通孔的贯通孔的内部的所谓的液体下垂(液ダレ)。若将通孔堵塞或在内部有液体下垂，则存在如下危险：即，印刷基板的制造工序中使用的蚀刻溶剂等未被充分清洗而残留在通孔内部，残留的蚀刻溶剂等的残渣会与覆盖通孔的壁面的导电件发生反应，从而有通孔发生断线的危险。若通孔断线，就会给印刷基板的层间的导通带来障碍，依然成为电子设备的动作不良的原因。

技术实现要素：

本发明为了解决这样的课题而提出，其目的在于，提供一种形成焊桥或焊珠的危险低且发生因通孔断线导致的电子设备的动作不良的危险低的印刷基板结构。

为了实现上述目的，本发明所涉及的印刷基板结构形成将印刷基板的多个导电层间导电连接的多个通孔，多个通孔包括在连接盘涂敷了阻焊剂的涂敷通孔和未在连接盘涂敷阻焊剂的非涂敷通孔，涂敷通孔配置在印刷基板上的产生焊桥或焊珠的可能性高的场所，且与至少1个非涂敷通孔并联地电连接。

另外，在本发明所涉及的印刷基板结构中，优选：涂敷通孔配置在相邻的通孔间的距离为给定的距离以下的场所，相邻的通孔当中的一个通孔是涂敷通孔，另一个通孔是非涂敷通孔。

另外，在本发明所涉及的印刷基板结构中，优选：涂敷通孔配置在距配置于印刷基板的金属构件的距离为给定的距离以下的场所。

另外，在本发明所涉及的印刷基板结构中，优选：包括通过流动方式或浸渍方式将电子部件焊接的第1区域、和在对第1区域进行焊接时由掩蔽夹具保护不受焊料的影响的第2区域，涂敷通孔配置在第1区域内的距与第2区域之间的边界的距离为给定的距离以下的场所。

另外，在本发明所涉及的印刷基板结构中，优选：涂敷通孔配置在印刷基板的供给电源电压的电源电压图案部。

另外，在本发明所涉及的印刷基板的结构中，优选：涂敷通孔与印刷基板的被接地的接地图案部连接。

发明效果

根据本发明，能降低形成焊桥或焊珠的危险，且能降低发生因通孔的断线导致的电子设备的动作不良的危险。

附图说明

图1(a)是第1实施方式所涉及的印刷基板的部分俯视图，(b)是(a)所示的印刷基板的部分截面图。

图2(a)是用于说明图1所示的非涂敷通孔与涂敷通孔之间的距离的第1图，(b)是用于说明图1所示的非涂敷通孔与涂敷通孔之间的距离的第2图。

图3是表示决定图1所示的涂敷通孔的涂敷通孔决定处理的流程图。

图4是第2实施方式所涉及的印刷基板的部分俯视图。

图5(a)是在通孔的连接盘形成焊珠的说明图，(b)是用于说明图4所示的非涂敷通孔与涂敷通孔之间的距离的图。

图6是表示决定图4所示的涂敷通孔的涂敷通孔决定处理的流程图。

图7是第3实施方式所涉及的印刷基板的部分俯视图。

图8是用于说明图7所示的非涂敷通孔与涂敷通孔之间的距离的图。

图9是表示决定图7所示的涂敷通孔的涂敷通孔决定处理的流程图。

图10是表示图7所示的印刷基板的一例的图，(a)以及(b)是表示与相邻的非涂敷通孔之间的距离为焊桥形成距离以下的涂敷通孔的配置例的图，(c)是表示与边界线之间的距离为焊珠形成距离以下的涂敷通孔的配置例的图。

图11(a)是表示比较例所涉及的安装结构中的焊料向通孔的附着状态的一例的图，(b)是表示本实施方式所涉及的印刷基板中的焊料向通孔的附着状态的一例的图。

标号说明

1～3印刷基板

11第1面

12第2面

13贯通孔

14导电件

15阻焊剂

16连接盘

17导电图案

20非涂敷通孔

21、41、61涂敷通孔

30、32电子部件

31金属构件

50边界线

51第1区域

52第2区域

具体实施方式

参考以下的附图来说明本发明所涉及的印刷基板结构。但是，本发明的技术范围并不限定于这些实施方式，还涉及与记载于权利要求书的发明等同的方案，需要留意这一点。在本发明所涉及的印刷基板结构中，通孔包括未在连接盘涂敷阻焊剂的非涂敷通孔、和在连接盘涂敷了阻焊剂的涂敷通孔。通过有选择地将与相邻的非涂敷通孔之间的距离为形成焊桥的距离以下的通孔设为涂敷通孔，能使涂敷通孔的数量成为最小限度，从而使发生通孔断线的可能性最小化。

(第1实施方式所涉及的印刷基板结构)

图1(a)是第1实施方式所涉及的印刷基板的部分俯视图，图1(b)是图1(a)所示的印刷基板的部分截面图。

印刷基板1具有第1面11和位于与第1面11相反位置的第2面12，形成从第1面11贯通到第2面12的贯通孔13的壁面被铜等导电件14覆盖的多个通孔20以及21。另外，在通孔露出到印刷基板1的第1面11和第2面12的部分，形成导电件14以圆环状包围通孔的开口的周围的连接盘16。在印刷基板1的第1面11或第2面12用焊料来焊接电子部件30。印刷基板1的第1面11以及第2面12分别被涂敷阻焊剂15。在印刷基板1中，非涂敷通孔以及电子部件30等电子部件通过流动方式或浸渍方式被焊接。另外，在本说明书中，所谓流动方式是指，将贮藏于焊料槽的焊料喷射并用该喷射流冲洗基板表面来进行焊接的方式，所谓浸渍方式是指，使印刷基板浸渍到贮藏于焊料槽的焊料中来进行焊接的方式。

多个通孔20～21包括未在连接盘16涂敷阻焊剂15的非涂敷通孔20和在连接盘16涂敷了阻焊剂15的涂敷通孔21。在涂敷通孔21有时会残留蚀刻溶剂等的残渣90。

图2(a)是用于说明非涂敷通孔20与涂敷通孔21之间的距离的第1图，图2(b)是用于说明非涂敷通孔20与涂敷通孔21之间的距离的第2图。

在印刷基板1中，涂敷通孔21和与涂敷通孔21相邻的非涂敷通孔20之间的距离为焊接电子部件30的焊料形成焊桥18的焊桥形成距离d1以下。即，在与相邻的非涂敷通孔20之间的距离为焊桥形成距离d1以下的情况下，该通孔被选择为涂敷通孔21。换言之，在相邻的通孔的间隔为d1以下的情况下，将任何一个通孔设为非涂敷通孔20，将另一个通孔设为涂敷通孔21。在一例中，与相邻的非涂敷通孔20之间的距离为0.75mm以下的通孔被选择为涂敷通孔21。通过将相邻的通孔中的一个通孔设为涂敷通孔21，从而就不会在通孔21的连接盘附着焊料，防止了在与非涂敷通孔20的连接盘之间形成焊桥。

并且，该涂敷通孔21与非涂敷通孔20的任意者并联地电连接，即使假设通孔因残留于涂敷通孔21的贯通孔的蚀刻溶剂等而发生断线，也能由并联连接的非涂敷通孔20维持电连接，因此能将电子设备成为动作不良的可能性抑制得很低。

更适合地，非涂敷通孔20和涂敷通孔21设置于印刷基板的构成电源供给线vdd的图案部或构成接地线vss的图案部。构成电源供给线vdd或地线vss的图案部为了降低阻抗或确保更多的电流容量，大多情况下将大多数的通孔并联地电连接并接地。在这样的部分中，即使假设在1个或少数涂敷通孔21中发生断线，也能由其他大多数的非涂敷通孔20或未断线的涂敷通孔21维持电连接，因此能将电子设备成为动作不良的可能性抑制得很低。

图3是表示决定涂敷通孔21的涂敷通孔决定处理的流程图。图3所示的处理由未图示的基板设计装置(印刷基板设计cad系统等)对形成于印刷基板的各个通孔执行。

首先，基板设计装置判定是否存在通过流动方式或浸渍方式在形成于印刷基板的通孔进行焊接的可能性(s101)。若基板设计装置判定为不存在通过流动方式或浸渍方式在形成于印刷基板的通孔进行焊接的可能性(s101“否”)，则处理结束。

基板设计装置若判定为存在在通孔进行焊接的可能性(s101“是”)，则判定从要进行焊接的通孔起在有形成焊桥的危险的焊桥形成距离d1以下是否有相邻的通孔(s102)。若基板设计装置判定为从要进行焊接的通孔起在焊桥形成距离d1以下没有相邻的通孔(s102“否”)，则处理结束。

基板设计装置若判定为在焊桥形成距离d1以下有相邻的通孔(s102“是”)，则判定在焊桥形成距离d1以下相邻的通孔是否与非涂敷通孔20并联地电连接(s103)。基板设计装置若判定为在焊桥形成距离d1以下相邻的通孔与非涂敷通孔20并联地电连接(s103“是”)，则将该相邻的通孔决定为涂敷通孔21(s104)。

基板设计装置若判定为在焊桥形成距离d1以下相邻的通孔不与非涂敷通孔20并联地电连接(s103“否”)，则重新考虑通孔的配置(s105)。在一例中，基板设计装置使判定为不与非涂敷通孔20并联连接的通孔与非涂敷通孔20比焊桥形成距离d1更远隔离地来配置。

(第2实施方式所涉及的印刷基板结构)

图4是第2实施方式所涉及的印刷基板的部分俯视图。

印刷基板2除了配置电子部件30以外还配置金属构件31，这一点与印刷基板1不同。另外，印刷基板2除了形成通孔20～21以外还形成通孔41，这一点与印刷基板1不同。金属构件31以及通孔41以外的印刷基板2的构成要素由于与标注相同标号的印刷基板1的构成要素相同，因而在此省略详细的说明。

金属构件31在一例中是散热用的散热片或将印刷基板2上的部件电气屏蔽的屏蔽罩，与电子部件30同时地通过流动方式或浸渍方式被焊接在印刷基板2的第1面11。另外，金属构件31也可以在与电子部件30不同的工序中预先配置在印刷基板2上。

图5(a)是在通孔的连接盘形成焊珠的说明图，图5(b)是用于说明金属构件31与涂敷通孔41之间的距离的图。

在印刷基板2中，金属构件31与涂敷通孔41之间的距离为焊料在通孔的连接盘形成焊珠19的焊珠形成距离d2以下。即，在金属构件31与涂敷通孔41之间的距离为焊珠形成距离d2以下的情况下，通孔被选择为涂敷通孔41。在一例中，在与金属构件31之间的距离为1.5mm以下的情况下，通孔被选择为涂敷通孔41。由于金属构件31的热容量大，因此对于与金属构件31之间的距离为焊珠形成距离d2以下的通孔来说，在通过流动方式或浸渍方式对电子部件30等进行焊接时，该通孔的连接盘的温度不会充分上升，焊料不会与连接盘融合，从而有形成焊珠的危险。通过在与金属构件31之间的距离为焊珠形成距离d2以下的通孔涂敷阻焊剂，能防止在焊珠形成距离d2以下的通孔的连接盘形成焊珠。

并且，该涂敷通孔41与非涂敷通孔20的任意者并联地电连接，即使假设通孔因残留于涂敷通孔41的贯通孔的蚀刻溶剂等而断线，也能由并联连接的非涂敷通孔20来维持电连接，因此能将电子设备成为动作不良的可能性抑制得很低，更适合地，非涂敷通孔20和涂敷通孔41设置于印刷基板的构成电源供给线vdd的图案部或构成接地线vss的图案部，上述情况与第1实施方式相同。

图6是表示决定涂敷通孔41的涂敷通孔决定处理的流程图。图6所示的处理对由未图示的基板设计装置形成于印刷基板的各个通孔执行。另外，图6的处理也可以通过第1实施方式的基板设计装置与图3所示的处理相连续地进行。

首先，基板设计装置判定是否有与金属构件31之间的距离为在通过流动方式或浸渍方式对焊料进行焊接时有形成焊珠的危险的焊珠形成距离d2以下的通孔(s201)。若基板设计装置判定为没有与金属构件31之间的距离为焊珠形成距离d2以下的通孔(s201“否”)，则处理结束。

基板设计装置若判定为有与金属构件31之间的距离为焊珠形成距离d2以下的通孔(s201“是”)，则判定该通孔是否与非涂敷通孔20并联地电连接(s202)。基板设计装置若判定为与金属构件31之间的距离为焊珠形成距离d2以下的通孔与非涂敷通孔20并联地电连接(s202“是”)，则将该通孔决定为涂敷通孔41(s203)。

基板设计装置若判定为与金属构件31之间的距离为焊珠形成距离d2以下的通孔不与非涂敷通孔20并联地电连接(s202“否”)，则重新考虑通孔的配置(s204)。在一例中，基板设计装置使判定为不与非涂敷通孔20并联连接的通孔与金属构件31比焊珠形成距离d2更远隔离地来配置。

(第3实施方式所涉及的印刷基板结构)

图7是第3实施方式所涉及的印刷基板的部分俯视图。

印刷基板3包括通过流动方式或浸渍方式来将电子部件焊接的第1区域51和通过回流方式来将电子部件焊接的第2区域52，这一点与印刷基板1不同。回流方式是指如下方式：在印刷基板印刷焊料膏，以在印刷的焊料膏上配置了电子部件的状态进行加热，由此进行焊接。在第1区域51与第2区域52之间存在后述的边界线50，表征边界线50的线通过丝网印刷等来印刷为佳。印刷基板3除了配置电子部件30以外还配置电子部件32，这一点与印刷基板1不同。另外，印刷基板3除了形成通孔20～21以外还形成通孔61，这一点与印刷基板1不同。电子部件32以及通孔61以外的印刷基板3的构成要素由于与标注相同标号的印刷基板1的构成要素相同，因而在此省略详细的说明。

电子部件32通过回流方式被焊接，配置在第2区域52。之后，电子部件31通过流动方式或浸渍方式被焊接，配置在第1区域51。由于回流方式适于对小型的部件进行焊接，流动方式或浸渍方式适于对大型的部件进行焊接，因此通过采取这样的施工方法，在使小型部件和大型部件混合存在于1个印刷基板而进行配置的情况下，能采用适于各个部件的焊接方法。并且，在通过流动方式或浸渍方式对电子部件31进行焊接而配置在第1区域51时，先通过回流方式进行焊接，为了不使配置于第2区域52的电子部件32因被流动方式或浸渍方式的焊料冲洗而脱落，第2区域52由金属制的掩蔽夹具覆盖而被保护。边界线50在这时是表征该金属制的掩蔽夹具与印刷基板3接触的范围的线。

图8是用于说明边界线50与涂敷通孔61之间的距离的图。

在印刷基板3中，边界线50与涂敷通孔61之间的距离为焊接电子部件30的焊料形成焊珠19的焊珠形成距离d2以下。即，在边界线50与涂敷通孔61之间的距离为焊珠形成距离d2以下的情况下，通孔被选择为涂敷通孔61。在一例中，在与边界线50之间的距离为1.5mm以下的情况下，通孔被选择为涂敷通孔61。如先前所述那样，在通过流动方式或浸渍方式对电子部件30等配置于第1区域51的电子部件进行焊接时，边界线50表征金属制的掩蔽夹具与印刷基板3接触的范围。由于金属制的掩蔽夹具的热容量大，因此对于与边界线50之间的距离为焊珠形成距离d2以下的通孔来说，在通过流动方式或浸渍方式对电子部件30等进行焊接时，该通孔的连接盘的温度不会充分上升，焊料不会与连接盘融合，从而有在连接盘上形成焊珠的危险。通过在与边界线50之间的距离为焊珠形成距离d2以下的通孔涂敷阻焊剂，能防止在焊珠形成距离d2以下的通孔的连接盘形成焊珠。

并且，该涂敷通孔61与非涂敷通孔20的任意者并联地电连接，即使假设通孔因残留于涂敷通孔61的贯通孔的蚀刻溶剂等而断线，也能由并联连接的非涂敷通孔20来维持电连接，因此能将电子设备成为动作不良的可能性抑制得很低，更适合地，非涂敷通孔20和涂敷通孔61设置于印刷基板的构成电源供给线vdd的图案部或构成接地线vss的图案部，上述情况与第1实施方式相同。

图9是表示决定涂敷通孔61的涂敷通孔决定处理的流程图。图9所示的处理对由未图示的基板设计装置形成于印刷基板的各个通孔执行。另外，图9的处理也可以通过第1实施方式或第2实施方式的基板设计装置与图3或图6所示的处理相连续地进行。

首先，基板设计装置判定是否有与边界线50之间的距离为在通过流动方式或浸渍方式对焊料进行焊接时有形成焊珠的危险的焊珠形成距离d2以下的通孔(s301)。若基板设计装置判定为没有与边界线50之间的距离为焊珠形成距离d2以下的通孔(s301“否”)，则处理结束。

基板设计装置若判定为有与边界线50之间的距离为焊珠形成距离d2以下的通孔(s301“是”)，则判定该通孔是否与非涂敷通孔20并联地电连接(s302)。基板设计装置若判定为与边界线50之间的距离为焊珠形成距离d2以下的通孔与非涂敷通孔20并联地电连接(s302“是”)，则将该通孔决定为涂敷通孔61(s303)。

基板设计装置若判定为与边界线50之间的距离为焊珠形成距离d2以下的通孔不与非涂敷通孔20并联地电连接(s302“否”)，则重新考虑通孔的配置(s303)。在一例中，基板设计装置使判定为不与非涂敷通孔20并联连接的通孔与边界线50比焊珠形成距离d2更远隔离地来配置。

另外，在以上的说明中，配置于第2区域52的电子部件32通过回流方式来焊接，但配置于第2区域52的电子部件32的配置方法并不限于此，也可以是其他焊接方法(流动方式、浸渍方式)或其他接合方法(用导电膏等的粘接)。即，在通过流动方式或浸渍方式对第1区域51进行焊接时，用掩蔽夹具对第2区域52进行保护，以使得焊料不会侵入到已经配置有电子部件32的第2区域52，只要是采用这样的施工方法的情况，就能采用本实施方式的印刷基板结构。

图10是表示以上在第一实施方式到第三实施方式中说明的印刷基板的一例的图，图10(a)是表示涂敷通孔21的配置例的第1图，图10(b)是表示涂敷通孔21的配置例的第2图，图10(c)是表示涂敷通孔61的配置例的图。在图10(a)中，涂敷通孔21以方形标记表示，在图10(b)中，涂敷通孔21以圆形标记表示，在图10(c)中，涂敷通孔61以三角形标记表示。

在图10所示的示例中，印刷基板是也被称作fr-4(flameretardanttype4)的玻璃环氧基板。印刷基板的厚度为1.6mm，形成于印刷基板的通孔的口径为0.3mm。通过流动方式或浸渍方式来焊接电子部件的焊料是sn-3.0％ag-0.5％cu(锡96.5％、银3％、铜0.5％(无铅))。

通过流动方式或浸渍方式在第1区域51进行焊接时使用的焊料槽内的焊料的温度是320℃±5℃。对于通过流动方式或浸渍方式进行焊接的焊接时间来说，虽然温度上升时间以及焊脚形成时间等根据电子部件的大小以及形状、和端子的粗细、材质以及形状等条件而不同，但大致为6秒以下。

图10(a)中以方形标记表示的涂敷通孔21是与相邻的非涂敷通孔20之间的距离为0.75mm以下且与电源供给线vdd连接的通孔。图10(b)中以圆形标记表示的涂敷通孔21是与相邻的非涂敷通孔20之间的距离为0.75mm以下且与接地线vss连接的通孔。图10(c)中以三角形标记表示的涂敷通孔61是与边界线50之间的距离为1.5mm以下且与接地线vss连接的通孔。

针对各种部件，基于使焊接时间发生变化的实验来决定涂敷通孔21与非涂敷通孔20之间的距离和边界线50与涂敷通孔61之间的距离。焊接时间的最小值是能保证焊料的连接强度的最小时间，焊接时间的上限值是6秒。

(实施方式所涉及的印刷基板结构的作用效果)

在实施方式所涉及的印刷基板结构中，在与相邻的通孔之间的距离为形成焊桥的焊桥形成距离以下且未被焊接的通孔涂敷阻焊剂。在实施方式所涉及的印刷基板结构中，由于在与相邻的通孔之间的距离为焊桥形成距离以下且未被焊接的通孔涂敷阻焊剂，因此能防止在流动方式或浸渍方式下的焊接时形成焊桥。

图11(a)是表示焊料向比较例所涉及的安装结构中的通孔附着的附着状态的一例的图，图11(b)是表示焊料向本实施方式所涉及的印刷基板中的通孔附着的附着状态的一例的图。在图11(a)所示的示例中，未被焊接的通孔不涂敷阻焊剂，在图11(b)所示的示例中，与印刷基板1～3同样地配置非涂敷通孔以及涂敷通孔。

在图11(a)所示的示例中，在通过流动方式或浸渍方式进行焊接时，由于在连接盘的露出部附着有焊料，因此有形成焊桥或焊珠的危险。另一方面，在图11(b)所示的示例中，由于在通过流动方式或浸渍方式进行焊接时不会产生不必要的焊料的附着，因此没有形成焊桥或焊珠的危险。

另外，在实施方式所涉及的印刷基板结构中，在与金属构件之间的距离为形成焊珠的焊珠形成距离以下且未被焊接的通孔涂敷阻焊剂。在实施方式所涉及的印刷基板结构中，由于在与金属构件之间的距离为焊珠形成距离以下且未被焊接的通孔涂敷阻焊剂，因此能防止在流动方式或浸渍方式下的焊接时在通孔的连接盘上形成焊珠。

另外，在实施方式所涉及的印刷基板结构中，在与和通过回流方式进行焊接的区域之间的边界线之间的距离为形成焊珠的焊珠形成距离以下且未被焊接的通孔涂敷阻焊剂。在实施方式所涉及的印刷基板结构中，由于在与边界线的距离为焊珠形成距离以下且未被焊接的通孔涂敷阻焊剂，因此能防止在流动方式或浸渍方式下的焊接时因掩蔽夹具的影响而形成焊珠。

另外，在实施方式所涉及的印刷基板结构中，涂敷阻焊剂的涂敷通孔与未涂敷阻焊剂的非涂敷通孔的任意者并联地电连接。在实施方式所涉及的印刷基板结构中，由于涂敷通孔与非涂敷通孔连接，因此在涂敷通孔的内部发生了断线的情况下，也会经由非涂敷通孔来收发电信号，因此不会存在印刷基板丧失功能的危险。

另外，在实施方式所涉及的印刷基板结构中，由于涂敷通孔的任意者与连接到非涂敷通孔的电源电压线连接，因此在涂敷通孔的内部发生了断线的情况下，也能经由非涂敷通孔供给电源电压。

另外，在实施方式所涉及的印刷基板结构中，由于涂敷通孔的任意者与连接到非涂敷通孔的接地线连接，因此在涂敷通孔的内部发生了断线的情况下，也能经由非涂敷通孔接地。

虽然在印刷基板2配置通孔20以及41，在印刷基板3配置通孔20以及61，但也可以在实施方式所涉及的印刷基板中配置通孔41以及61。