电路基板的制造方法以及电路基板与流程

本说明书公开的技术涉及电路基板的制造方法和电路基板。

背景技术：

在电路基板的制造方法中，包括将零件的引脚(pin)(引线脚)插入通过焊盘(land)的贯通孔，将引线脚焊接到焊盘的工序。此外，焊盘是指形成于电路基板的表面的布线图案的一部分，意味着包围贯通孔的部位。通常，焊盘比仅以导通为目的的布线图案的其它部位宽。

在近年来的焊接中，使用激光。激光被照射到焊料材料，并且其一部分还被照射到引线脚。在激光的直射光和被引线脚反射的光(反射光)被重叠照射到布线图案以外的绝缘部分(在大部分的情况下浓绿色)时，绝缘部分有时烧焦。

在日本特开2014-107424中，公开了防止直射光和反射光重叠所致的绝缘部分的烧焦的技术。在日本特开2014-107424公开的技术中，以使直射光和反射光在焊盘以外的电路基板表面不重叠的方式，决定引线脚的前端部的形状和引线脚从电路基板的突出量。此外，在日本特开2014-107424的技术中，针对电路基板垂直地照射激光。激光在引线脚的前端被反射。

技术实现要素：

在激光的反射光被照射到焊盘时，焊盘被加热，与焊盘相接的绝缘部分有可能受到损伤。本说明书提供降低焊盘从激光受到的热量，抑制焊盘的周边的绝缘部分受到的损伤的技术。

在本说明书公开的电路基板的制造方法中，插入通过焊盘的贯通孔的引线脚被焊接到焊盘。在本说明书公开的制造方法中，焊盘被白色的层覆盖，以使照射到引线脚的焊接用的激光被引线脚反射的光即反射光照到焊盘上的白色的层的方式，调整激光针对电路基板的照射角度。通过在焊盘上设置白色的区域并将激光的反射光照到此处，反射光在白颜色区域散射。焊盘的激光吸收率降低，焊盘的温度上升被抑制。其结果，焊盘周边的绝缘部分受到的损伤被抑制。

即便反射光的一部分照到白颜色区域，反射光也散射，焊盘的温度上升被抑制。也可以以使反射光不照到电路基板上的白色的层以外的方式，调整照射角度。能够有效地抑制焊盘的温度上升。

关于激光，也可以以照射到引线脚的侧表面并且照射到贯通孔的内表面的方式，调整照射角度。如果以使激光照射到贯通孔的内表面的方式调整照射角度，则激光不通过贯通孔。在电路基板的相反侧配置有其它零件的情况下，能够防止激光通过贯通孔而照到其它零件。

关于焊盘，也可以相对于贯通孔而激光入射的一侧的面积比与相对于所述贯通孔而所述激光入射的一侧相反的一侧的面积宽。即，也可以相对于贯通孔，激光的反射光照到的一侧的焊盘的面积宽，反射光未照到的一侧的焊盘的面积小。通过减小激光的反射光不到达的一侧的焊盘的面积，能够抑制焊盘整体的面积的增加。

本说明书还提供在焊盘周边的绝缘部分无烧焦的电路基板。在该电路基板中，也可以焊盘被白色的层覆盖。在焊盘上的白色的层中，激光的反射率变高，相反地，吸收率变低。因此，焊盘的温度上升被抑制，焊盘周边的绝缘部分受到的损伤被抑制。

本说明书公开的技术的详情和进一步的改良在以下的“具体实施方式”中说明。

附图说明

下面，将参考附图，描述本发明的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业重要性，附图中相同的数字表示相同的元件，并且其中：

图1是具备半导体模块和电路基板的电力变换器的侧面图。

图2a是从电路基板的法线方向俯视图1的虚线ii表示的范围时的放大图。

图2b是图1的虚线ii表示的范围的剖面图。

图3是图1的虚线ii表示的范围的剖面图(用假想线描绘引脚的图)。

图4是俯视电路基板时的图。

具体实施方式

参照附图，说明实施例的电路基板和其制造方法。实施例的电路基板被使用于电力变换器。图1示出电力变换器2的侧面图。图1仅示出电力变换器2的主要零件，壳体、连接器等一部分的零件的图示省略。为便于说明，将图中的坐标系的+z方向定义为“上”。

电力变换器2具备多个半导体模块4、多个冷却器3、以及电路基板10。多个半导体模块4和多个冷却器3各交替层叠1个。在作为半导体模块4的主体的封装40中，收容有功率晶体管。封装40由树脂形成。多个引线脚5从各个封装40的上表面向上方延伸。多个引线脚5是在封装40的内部与功率晶体管的栅电极连接的引脚、与功率晶体管的感测发射极连接的引脚、与测量功率晶体管的温度的传感器连接的引脚等。一个半导体模块4的多个引线脚5沿着图中的坐标系的y方向排成一列。因此，在图1中，仅描绘各半导体模块4的一个引线脚5。在电路基板10中，安装有控制半导体模块4的内部的功率晶体管的控制电路。控制电路的说明省略。

引线脚5通过电路基板10的贯通孔13，利用焊料与贯通孔接合。图2a示出从电路基板10的法线方向观察图1的虚线ii的范围的放大俯视图，图2b示出用xz平面将虚线ii的范围剖开的剖面图。图2b是用通过贯通孔13和引线脚5的平面剖开的剖面图。

电路基板10是在由环氧树脂形成的绝缘板11上配置有布线图案16的板。布线图案16分别设置于绝缘板11的上表面和下表面。用符号16a表示上表面的布线图案，用符号16b表示下表面的布线图案。此外，实际上，在绝缘板11的厚度方向的中间也配置有布线图案层，但其图示省略。布线图案16是铜等导电性金属的层，是使配置于电路基板10的各种电子零件导通的导通路。

布线图案16以外的基板表面被绝缘性的抗蚀剂层12覆盖。在图2b中，在绝缘板11的下表面的左侧，布线图案16b从电路基板10露出，布线图案16b在未图示的部位与电子零件连接。

在绝缘板11中设置有贯通孔13，布线图案16的一部分还覆盖贯通孔13的内侧面。上表面的布线图案16a和下表面的布线图案16b经由贯通孔13导通。

绝缘板11的上表面的布线图案16a以包围贯通孔13的方式扩展，构成对引线脚5进行焊接的焊盘14。在图2a中，为了帮助理解，用黑色涂上引线脚5。另外，用浅灰色涂上白色的丝线(silk)15(后述)被粘贴的区域，用深灰色涂上焊盘14露出的区域(焊盘露出区域14a)。在图2a中，黑色的引线脚5与深灰色的焊盘露出区域14a之间的白的区域与贯通孔13相当。如后所述，贯通孔13用焊料掩埋，但在图2a中为了帮助理解，省略焊料的图示。图2a的单点划线cl表示图中的坐标系的x方向上的焊盘14和丝线15的中心。

焊盘14是布线图案16a的一部分，是包围贯通孔13的周围的区域。贯通孔13配置于远离焊盘14的中心(中心线cl)的位置。关于焊盘14，在图中的坐标系中，相对于贯通孔13，-x的一侧变宽，+x的一侧变窄。

说明电路基板10的制造方法。更具体而言，说明在制造电路基板10的过程中，将引线脚5焊接到焊盘14的工序。

在电路基板10之上有时为了描绘字符等而使用白色的丝线。在实施例的电路基板10中，不仅是为了描绘字符，而且还以覆盖焊盘14为目的使用白色的丝线。白色的丝线15除了贯通孔13的周围的焊盘露出区域14a以外，覆盖焊盘14的整体。更详细而言，抗蚀剂层12除了贯通孔13的焊盘露出区域14a以外覆盖焊盘14，并且在抗蚀剂层12之上，白色的丝线15除了焊盘露出区域14a以外覆盖焊盘14的整体。在图2a中符号14表示的虚线表示丝线15和抗蚀剂层12之下的焊盘的轮廓。

半导体模块4的引线脚5通过贯通孔13，引线脚5通过焊料19与贯通孔13和焊盘露出区域14a接合。为了易于观察附图，在图2a中，焊料的图示省略。在图2b中，用假想线描绘焊料19。

为了使焊料19熔融而将引线脚5焊接到焊盘14，使用焊接用的激光。从倾斜方向对电路基板10的表面照射激光。在图2a、图2b中，符号21表示的粗箭头线表示激光的入射光(入射光21)。在图2b中，关于激光(入射光21)，以针对电路基板10的表面以照射角度a1入射的方式调整。

在对引线脚5进行焊接时，从倾斜方向对电路基板10入射的激光(入射光21)直接照到焊料19，并且其一部分还照到引线脚5。焊料19通过激光(入射光21)的热熔融，并且引线脚5被加热。通过引线脚5的温度上升，熔融的焊料19与引线脚5密接。

激光(入射光21)的一部分在引线脚5的侧表面返回，成为反射光22。在反射光22被照射到抗蚀剂层12时，抗蚀剂层12有可能由于激光的能量而受到损伤。另外，在反射光22被照射到现有技术的焊盘时焊盘被加热，由于该热，焊盘周围的抗蚀剂层12、绝缘板11有可能受到损伤。实施例的制造方法降低激光的反射光22对焊盘周围的绝缘板11、抗蚀剂层12造成的损伤。

在图2a的俯视图中观察时，激光的入射光21被照射到图中的坐标系的+x方向。在x方向上，在焊盘14的区域中，向+x侧偏移地配置有贯通孔13。换言之，相对于贯通孔13而入射光21入射的一侧的焊盘14的面积大于相对于贯通孔13而入射光21入射的一侧的相反侧(+x侧)的焊盘14的面积。

激光的反射光22到达的一侧的焊盘14(丝线15)的面积宽，反射光22照到焊盘14之上的白色区域(粘贴丝线15的区域)。关于照射角度a1，以使激光的反射光22照到焊盘14之上的白色的区域的方式调整。优选，关于照射角度a1，以使反射光22不照到电路基板10的焊盘14之上的白色的区域以外的方式调整。

反射光22在白色区域被进一步反射(散射)，所以吸收到焊盘14的激光的能量被抑制。其结果，焊盘14的温度上升被抑制。由于焊盘14的热而焊盘14周围的抗蚀剂层12、绝缘板11受到的损伤被减轻。图2b的粗虚线箭头线示意性地表示从焊盘14之上的白色的丝线15散射的激光。

在实施例的制造方法中，焊盘14被白色的丝线15覆盖，以使照射到引线脚5的激光的反射光22照到焊盘14之上的白色的丝线15的方式，调整激光针对电路基板10的照射角度a1。反射光22从丝线15的表面扩散，焊盘14的温度上升被抑制。其结果，能够抑制焊盘14的周围的抗蚀剂层12、绝缘板11受到的损伤。

另外，关于焊盘14，相对于贯通孔13激光入射侧(图中的-x侧)的面积大于相对于贯通孔13激光入射侧的相反侧(图中的+x侧)的面积。在反射光22不到达的区域，减小焊盘14的面积，防止焊盘14整体的面积不必要地变大。

在图3中，示出用假想线描绘引线脚5的剖面图。在实施例的制造方法中，以使通过贯通孔13的开口缘13b的激光(入射光21a)照射到贯通孔13的内表面13a的方式，调整激光的照射角度a1。开口缘13b处于贯通孔13的被照射激光的一侧。通过这样的调整，即使在假设焊料19(在图3中未图示)熔融落下而激光(入射光)未被焊料遮挡的情况下，仍防止入射光21a漏向电路基板10的相反侧。即使在贯通孔13的相反侧配置其它零件(例如半导体模块4)，激光(入射光21)也不会穿过贯通孔13。通过开口缘13b的入射光21最接近电路基板10的相反侧的开口缘。在这样入射光21a照射到贯通孔13的内表面13a时，保障入射光21的整体不直接通过贯通孔13。

如上所述，多个引线脚5从一个半导体模块4延伸。图4示出在比图2a宽的范围俯视电路基板10时的图。在图4中，仅对右下的一个引线脚5、贯通孔13、焊盘14、丝线15附加符号，对其它引线脚等省略符号。在图4中，为了帮助理解，也用黑色涂上引线脚5，用浅灰色涂上白色的丝线15被粘贴的区域。另外，用深灰色涂上焊盘14露出的区域(焊盘露出区域14a)。黑色的引线脚5和深灰色的焊盘露出区域14a之间的白的区域表示贯通孔13。贯通孔13用焊料掩埋，但在图4中也省略焊料的图示。

在图4中描绘了10个引线脚5、和与它们对应的焊盘14。5个引线脚5和焊盘14在图中的坐标系的y方向上排成一列。剩余的5个引线脚和焊盘14也在y方向上排成一列。在多个贯通孔13和与各个贯通孔对应的焊盘14中，各个贯通孔13设置于相对对应的焊盘14在相同的方向上偏移的位置。通过这样的配置，在从相同的方向以相同的照射角度照射激光的情况下，都能够使反射光到达焊盘14之上的白色的丝线15之上。即，无需改变激光光源的入射方向，而能够在抑制焊盘的周围的绝缘层的损伤的同时，对多个引线脚进行焊接。

本说明书还提供对焊盘的周围的绝缘部分(抗蚀剂层12、或者绝缘板11)损伤少的电路基板10。关于电路基板10，贯通贯通孔13的引线脚5被接合到贯通孔13的周围的焊盘14。焊盘14被白色的丝线15覆盖。

叙述与本说明书公开的技术有关的留意点。也可以代替用白色的丝线覆盖焊盘，而对焊盘涂敷白色涂料。或者，也可以用白色的抗蚀剂层覆盖焊盘。白色的层除了贯通孔的周围(焊盘露出区域)以外覆盖焊盘。也可以除了贯通孔的周围(焊盘露出区域)以外用深色的抗蚀剂层覆盖焊盘，并对该抗蚀剂层涂敷白色涂料。

本说明书中的“白色”还包含淡的奶油色。

以上，详细说明了本发明的具体例，但这些仅为例示，不限定权利要求书。在权利要求书记载的技术中，包括使以上例示的具体例子各种各样地变形、变更的例子。在本说明书或者附图中说明的技术要素单独或者通过各种组合发挥技术上的有用性，不限定于申请时权利要求记载的组合。另外，在本说明书或者附图中例示的技术能够同时达成多个目的，达成其中的一个目的的技术自身具有技术上的有用性。