专利名称：检测导电体在孔中的上升水平的方法的印刷线路板单元的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种包括基板和安装在该基板的表面上的插装器件(IMD)的印刷线路板单元。
技术背景在制造印刷线路板单元的方法中，例如，连接器的引线端子从印刷 线路板的前表面容纳在印刷线路板中形成的镀敷通孔中。镀敷通孔穿透 印刷线路板的前表面与后表面之间的印刷线路板。印刷线路板的后表面 浸入焊料浴中。焊料浴中的熔融焊料从印刷线路板的后表面上升到镀敷通孔中。当从焊料浴取出印刷线路板时，印刷线路板中的焊料固化或硬 化。因此，在引线端子与镀敷通孔之间建立电连接。当焊料未从印刷线路板的后表面充分上升到镀敷通孔中时，不能在 引线端子与镀敷通孔之间建立电连接。例如，为了观察焊料在镀敷通孔 中的上升水平，利用X射线来检查印刷线路板的内部结构。然而，镀敷 通孔中的引线端子和印刷线路板中的导电图案的影子占据了焊料的影 子。因此，不能精确地检测焊料的上升水平。发明内容因此，本发明的目的在于提供一种印刷线路板和印刷线路板单元， 使得能够精确地检测导电体的上升水平。根据本发明的第一方面，提供了一种印刷线路板单元，该印刷线路 板单元包括基板，该基板包括多个绝缘层；通孔，该通孔穿透第一表 面和与该第一表面相对的第二表面之间的所述基板，该通孔限定由绝缘 壁表面包围的空间；电子元件，该电子元件设置在所述基板的所述第一 表面上，该电子元件具有设置在所述通孔中的引线端子；导电体，该导电体位于在所述通孔中，以延伸到所述第一表面和所述第二表面中的至少一个处的暴露部分，该导电体与所述电子元件的所述引线端子相接触； 以及辅助导电体，该辅助导电体在所述多个绝缘层中的相邻绝缘层之间 的位置处暴露在所述通孔的所述空间中，以连接到所述导电体，该辅助 导电体延伸到所述第一表面和所述第二表面中的至少一个处的暴露部分。通孔限定了由绝缘壁表面包围的空间。电子元件的引线端子容纳在 通孔中。引线端子与通孔中的导电体相接触。导电体在基板的第一表面 和第二表面中的至少一个处暴露。辅助导电体在多个绝缘层中的相邻绝 缘层之间的位置处暴露在通孔的空间中。辅助导电体在基板的第一表面 和第二表面中的至少一个处暴露。检测是否在引线端子与辅助导电体之 间建立电导，以检测导电体的上升水平。当检测到这种电导时，则检测 到导电体已经上升到辅助导电体的水平。以这种方式可靠地检测导电体 的上升水平。所述印刷线路板单元中的所述辅助导电体可以包括导电图案，该导电图案设置在所述多个绝缘层中的一个绝缘层的表面上；以及导电材 料，该导电材料设置在从所述第一表面和所述第二表面中的至少一个延 伸到所述绝缘层的所述表面的孔中，该导电材料从所述第一表面延伸到 所述绝缘层的所述表面。例如，所述印刷线路板单元可以安装在电子设 备中。根据本发明的第二方面，提供了一种印刷线路板，该印刷线路板包 括基板，该基板包括多个绝缘层；通孔，该通孔穿透第一表面和与该第一表面相对的第二表面之间的所述基板，该通孔限定由绝缘壁表面包围的空间；以及辅助导电体，该辅助导电体在所述多个绝缘层中的相邻 绝缘层之间的位置处暴露在所述通孔的所述空间中，该辅助导电体延伸 到所述第一表面处的暴露部分。这种类型的印刷线路板非常有助于建立 前述印刷线路板单元。所述印刷线路板中的所述辅助导电体可以包括导电图案，该导电 图案布置在所述多个绝缘层中的一个绝缘层的表面上；以及导电材料，该导电材料设置在从所述第一表面延伸到所述绝缘层的所述表面的孔 中，该导电材料从所述第一表面延伸到所述绝缘层的所述表面。根据本发明的第三方面，提供了一种制造印刷线路板的方法，该方 法包括以下步骤形成包括多个绝缘层的基板；以及形成通孔，所述通 孔从所述基板的第一表面到与该第一表面相对的第二表面穿透所述基 板，以限定由绝缘壁表面包围的空间，所述通孔使得辅助导电体可以在 所述多个绝缘层中的相邻绝缘层之间的位置处暴露在所述空间中，所述 辅助导电体延伸到所述第一表面处的暴露部分。该方法使得可以制造前 述印刷线路板。根据本发明的第四方面，提供了一种检测导电体的上升水平的方法，该方法包括以下步骤将第一触点连接到位于通孔中的导电体，所述通孔从包括多个绝缘层的基板的第一表面到与该第一表面相对的第二表面穿透所述基板，所述导电体在所述第一表面和所述第二表面中的至少一个处暴露，所述通孔容纳安装在所述第一表面上的电子元件的弓I线端子；将第二触点连接到辅助导电体，所述辅助导电体在所述多个绝缘层中的相邻绝缘层之间的位置处暴露在所述通孔中所限定的空间中，所述辅助 导电体延伸到所述第一表面和所述第二表面中的至少一个处的暴露部分；以及测量所述第一触点与所述第二触点之间的电阻。所述方法使得能够将第一触点连接到位于通孔中的导电体。第二触 点连接到在基板的第一表面和第二表面中的至少一个处暴露的辅助导电 体。辅助导电体在多个绝缘层中的相邻绝缘层之间的位置处暴露在通孔 的空间中。测量第一触点与第二触点之间的电阻。例如，当测量的电阻 低于预定电阻时，检测到通孔中的导电体与辅助导电体之间的电导。检 测到导电体已经上升到辅助导电体的水平。以这种方式可靠地检测导电 体的上升水平。
通过结合附图对本发明的优选实施方式的以下描述，本发明的以上 和其他目的、特征和优点将变得清楚，在附图中图1是示意性地例示作为本发明的电子设备的具体示例的服务器计算机的立体图；图2是示意性地例示作为根据本发明的印刷线路板单元的具体示例 的主板单元的立体图；图3是沿图2中的线3-3截取的局部放大剖面图；图4是示意性地例示印刷线路板的表面的局部放大平面图；图5是沿图4中的线5-5截取的局部放大剖面图；图6是沿图4中的线6-6截取的局部放大剖面图；图7是沿图3中的线7-7截取的局部放大剖面图；图8是沿图3中的线8-8截取的局部放大剖面图；图9是沿图5中的线9-9截取的局部放大剖面图；图10是沿图6中的线10-10截取的局部放大剖面图；图11是示意性地例示制造树脂基板的处理的局部放大剖面图；图12是示意性地例示在树脂基板中形成通孔的处理的局部放大剖面图；图13是示意性地例示经受镀敷处理的树脂基板的局部放大剖面图； 图14是示意性地例示经受刻蚀处理的树脂基板的前表面和后表面的局部放大剖面图；图15是示意性地例示上升到通孔中的焊料以及通孔的局部放大剖面图；图16是示意性地例示电阻的测量的局部放大剖面图；以及 图17是与图3相对应的局部放大剖面图，示意性地例示了根据本发 明的另一具体示例的印刷线路板单元。
具体实施方式
图1示意性地例示了作为根据本发明实施方式的电子设备的具体示 例的服务器计算机ll。例如，服务器计算机ll安装在机架上。服务器计 算机11包括外壳12。外壳12中封装有印刷线路板单元或主板单元。如 图2所示，主板单元13包括印刷线路板14。印刷线路板14上安装有电子元件15。例如，电子元件15包括连接器。电子元件15是所谓的插装 器件(IMD)。如图3所示，印刷线路板14具有包括芯树脂层16以及形成在各个 芯树脂层16的前表面和后表面上的绝缘层17的分层结构。芯树脂层16 和绝缘层17对应于根据本发明的绝缘层。例如，芯树脂层16和绝缘层 17由包含玻璃纤维布的树脂材料制成。例如，环氧树脂用作树脂材料。 各个芯树脂层16表现出足够的刚度，以通过其自身来保持其形状。在印刷线路板14中形成有镀敷通孔21。各个镀敷通孔21包括通孔 21a和圆筒形金属壁21b，通孔21a在印刷线路板14的前表面与后表面 之间穿透，圆筒形金属壁21b形成在通孔21a的内表面上。金属壁21b 连接到印刷线路板14的前表面和后表面上的焊盘图案22。例如，金属壁 21b和焊盘图案22由诸如铜的导电材料制成。印刷线路板14的前表面对 应于第一表面和第二表面中的一个，而印刷线路板14的后表面对应于第 一表面和第二表面中的另一个。在印刷线路板14中形成有通孔(即，非镀敷通孔23)。非镀敷通孔 23穿透印刷线路板14的前表面与后表面之间的印刷线路板14。非镀敷 通孔23被设计为与镀敷通孔21相平行地延伸。例如，各个非镀敷通孔 23限定圆筒形空间。该圆筒形空间被芯树脂层16和绝缘层17的绝缘材 料包围。前述焊盘图案22围绕非镀敷通孔23的开口形成在印刷线路板 14的前表面和后表面上。导电图案(即，第一到第四焊盘图案24、 25、 26、 27)暴露在圆筒 形空间中。第一到第四焊盘图案24、 25、 26、 27设置在绝缘层17中的 相邻绝缘层之间。第一到第四焊盘图案24、 25、 26、 27由诸如铜的导电 材料制成。例如，从印刷线路板14的后表面起，第一到第四焊盘图案24、 25、 26、 27分别设置在与印刷线路板14的厚度的10°/。、 25%、 50%和75% 相对应的水平处。镀敷通孔21和非镀敷通孔23分别在内部容纳电子元件15的引线端 子28。引线端子28的末端从印刷线路板14的后表面突出。在镀敷通孔 21和非镀敷通孔23中填充有导电体(即，焊料29)。焊料29在印刷线路板14的后表面上形成焊角(fillet) 29a。焊料29使得引线端子28可以 电连接到镀敷通孔21、焊盘图案22以及第一到第四焊盘图案24、 25、 26、 27。在印刷线路板14中形成有第一孔31和第二孔32。第一孔31和第 二孔32被设计为与非镀敷通孔23相平行地延伸。第一孔31和第二孔32 穿透印刷线路板14的前表面与后表面之间的印刷线路板14。在第一孔 31中填充有第一导电材料33。在第二孔32中填充有第二导电材料34。 第一导电材料33和第二导电材料34在印刷线路板14的前表面与后表面 之间延伸。例如，第一导电材料33和第二导电材料34由诸如铜的导电 材料制成。第一导电材料33连接到第三焊盘图案26。第二导电材料34 连接到第四焊盘图案27。如图4所示，在印刷线路板14中形成有第三孔35和第四孔36。第 三孔35和第四孔36被设计为与非镀敷通孔23以及第一孔31和第二孔 32相平行地延伸。第一孔31、第二孔32、第三孔33和第四孔34位于非 镀敷通孔23周围的位置处。在第三孔35中填充有第三导电材料37。在 第四孔36中填充有第四导电材料38。例如，第三导电材料37和第四导 电材料38由诸如铜的导电材料制成。如图5所示，第三孔35穿透印刷线路板14的前表面与后表面之间 的印刷线路板14。第三导电材料37从印刷线路板14的前表面延伸到后 表面。第三导电材料37连接到第一焊盘图案24。如图6所示，第四孔 36穿透印刷线路板14的前表面与后表面之间的印刷线路板14。第四导 电材料38从印刷线路板14的前表面延伸到后表面。第四导电材料38连 接到第二焊盘图案25。这里，根据本发明，第三焊盘图案26、第一孔31和第一导电材料 33的组合对应于辅助导电体。同样，根据本发明，第四焊盘图案27、第 二孔32和第二导电材料34的组合对应于辅助导电体。根据本发明，第一 焊盘图案24、第三孔35和第三导电材料37的组合对应于辅助导电体。第 二焊盘图案25、第四孔36和第四导电材料38的组合对应于辅助导电体。如图7所示，第三焊盘图案26用于沿绝缘层17的表面将非镀敷通孔23连接到第一孔31。如图8所示，第四焊盘图案27用于沿绝缘层17 的表面将非镀敷通孔23连接到第二孔32。如图9所示，第一焊盘图案 24用于沿绝缘层17的表面将非镀敷通孔23连接到第三孔35。如图10 所示，第二焊盘图案25用于沿绝缘层17的表面将非镀敷通孔23连接到 第四孔36。例如，当基于主板单元13中的引线端子28和第一导电材料33来在 印刷线路板14的后表面上测量电阻时，如稍后所描述的，可以检测是否 通过焊料29、第一焊盘图案24和第一导电材料33而建立电导。检测到 电导证明焊料29达到第一焊盘图案24的水平。例如，从后表面起，第 一到第四焊盘图案24、 25、 26、 27分别设置在等于印刷线路板14的厚 度的10%、 25%、 50°/。和75%的水平处。因此，可以基于是否检测到在引 线端子28与第二导电材料34、第三导电材料37和第四导电材料38中的 每一个之间建立电导来可靠地检测焊料29在非镀敷通孔23或镀敷通孔 21中的上升水平。接下来，将对制造主板单元13的方法进行简要描述。首先，制造印 刷线路板14。在芯树脂层16的前表面和后表面上层压半固化片(未示出)。 在半固化片的表面上分别形成第一到第四焊盘图案24、 25、
26、 27。如 图11所示，以这种方式制造树脂基板41。第一到第四焊盘图案24、 25、 26、 27设置在绝缘层17中的相邻绝缘层之间。如图12所示，在树脂基板41中形成通孔42。通孔42对应于通孔 21a、非镀敷通孔23、第一孔31、第二孔32、第三孔35以及第四孔42。 例如，可以利用钻孔器来形成通孔42。第一到第四焊盘图案24、 25、
26、 27分别暴露在与非镀敷通孔23相对应的通孔42的圆筒形空间中。然后，树脂基板41经受镀敷处理。利用铜来进行该镀敷处理。如图 13所示，在进行镀敷处理之前，在与非镀敷通孔23相对应的通孔42中 的每一个的开口中装入抗蚀剂材料43。在前表面和后表面41以及通孔 42的内表面上形成铜膜44。抗蚀剂材料43防止在与非镀敷通孔23相对 应的通孔42的内表面上形成铜膜44。然后，对树脂基板41的前表面和后表面上的铜膜44施加刻蚀处理。按预定图案在铜膜44的表面上形成抗蚀剂材料(未示出)，以进行刻蚀 处理。如图14所示，在树脂基板41的前表面和后表面上形成焊盘图案 22。镀敷通孔21彼此绝缘。然后，去除抗蚀剂材料43。以这种方式制造 印刷线路板14。电子元件15的引线端子28插入到通孔42中。如图15所示，印刷 线路板14的后表面浸入焊料浴45中的熔融焊料46中。熔融焊料46基 于毛细管作用而从印刷线路板14的后表面上升到通孔42中。在浸入达 预定持续时间之后，从焊料浴45取出印刷线路板14。对熔融焊料46进 行冷却，使熔融焊料46固化或硬化。以这种方式制造主板单元13。下面将对检测焊料的上升水平的方法进行简要描述。如图16所示， 准备电阻计51来检测焊料的上升水平。电阻计51的第一触点52连接到 引线端子28。电阻计51的第二触点53相似地连接到第三孔35的第三导 电材料37。测量第一触点52与第二触点53之间的电阻。当测量的电阻低于预定电阻时，检测到通过焊料29、第一焊盘图案 24和第三导电材料37的电导。确认焊料29与第一焊盘图案24之间的连 接。这证明焊料29已经上升到第一焊盘图案24的水平。例如，可以基 于实验观察来确定预定电阻的值。同时，检测是否在印刷线路板14的后表面与第一焊盘图案24之间 的焊料29中形成所谓的破裂和空隙。例如，当在焊料29中形成破裂和 空隙时，引线端子28与焊料29之间的接触区减小。电流的路径变窄。 因此，破裂和空隙导致电阻增加。因此，低于预定电阻的测量电阻证明 在焊料29中没有形成破裂或空隙。电阻计51的第二触点53依次连接到第四导电材料38、第一导电材 料33以及第二导电材料34。针对这些连接中的每一个测量电阻。按照这 种方式，检测焊料29是否已经上升到第二、第三或第四焊盘图案25、 26、 27的水平。同时，检测是否形成破裂和空隙。可靠地观察焊料29在非镀 敷通孔23中的上升水平。焊料29在非镀敷通孔23中的上升水平反映焊 料29在镀敷通孔21中的上升水平。按照这种方式，可靠地检测焊料29 的上升水平。如图17所示，可以利用印刷线路板14a来替代主板单元13中的印 刷线路板14。第一到第四焊盘图案24、 25、 26、 27可以暴露在印刷线路 板14a中的各个镀敷通孔21的通孔21a中。第一到第四焊盘图案24、 25、 26、 27连接到金属壁21b。在制造印刷线路板14a的方法中，可以在镀 敷处理中省去前述抗蚀剂材料43的形成。与前述印刷线路板14的结构 或部件等同的结构或部件附有相似的标号。例如，第一触点52连接到镀敷通孔21在印刷线路板14a的前表面 上的焊盘图案22。例如，第二触点53连接到印刷线路板14a的前表面上 的第二导电材料34。测量第一触点52与第二触点53之间的电阻。当测 量的电阻低于预定电阻时，则检测到在第四焊盘图案27与印刷线路板14a 的前表面之间的金属壁21b中没有形成破裂。接下来，例如，第二触点53连接到印刷线路板14a的前表面上的第 一导电材料33，而第一触点52保持连接到焊盘图案22。测量第一触点 52与第二触点53之间的电阻。当测量的电阻低于预定电阻时，检测到在 第三焊盘图案26与印刷线路板14a的前表面之间的金属壁21b中没有形 成破裂。当测量的电阻等于或高于预定电阻时，则检测到在第三焊盘图案26 与印刷线路板14a的前表面之间的金属壁21b中形成有一个或多个破裂。 这里，由于已经检测到在第四焊盘图案27与印刷线路板14a的前表面之 间的金属壁21b中没有形成破裂，因此检测到在第三焊盘图案26与第四 焊盘图案27之间的金属壁21b中形成有一个或多个破裂。以这种方式粗 略地寻找一个或多个破裂的位置。相似地利用第三和第四导电材料37、 38来这样地检测破裂。应当注意，在主板单元13中，第一到第四焊盘图案24、 25、 26、 27可以设置在沿印刷线路板14的厚度方向限定的任何位置处。可以改变 焊盘图案24、 25、 26、 27的数量。第一到第四孔31、 32、 35、 36可以 不是通孔。例如，第一到第四孔31、 32、 35、 36可以是从印刷线路板14a 的前表面向后表面形成的底孔。
权利要求
1、一种印刷线路板，该印刷线路板包括基板，该基板包括多个绝缘层；通孔，该通孔穿透第一表面和与该第一表面相对的第二表面之间的所述基板，该通孔限定由绝缘壁表面包围的空间；以及辅助导电体，该辅助导电体在所述多个绝缘层中的相邻绝缘层之间的位置处暴露在所述通孔的所述空间中，该辅助导电体延伸到所述第一表面处的暴露部分。
2、 根据权利要求1所述的印刷线路板，其中，所述辅助导电体包括导电图案，该导电图案布置在所述多个绝缘层中的一个绝缘层的表面上；以及导电材料，该导电材料设置在从所述第一表面延伸到所述绝缘层的 所述表面的孔中，该导电材料从所述第一表面延伸到所述绝缘层的所述 表面。
3、 一种印刷线路板单元，该印刷线路板单元包括 基板，该基板包括多个绝缘层；通孔，该通孔穿透第一表面和与该第一表面相对的第二表面之间的 所述基板，该通孔限定由绝缘壁表面包围的空间；电子元件，该电子元件设置在所述基板的所述第一表面上，该电子 元件具有设置在所述通孔中的引线端子；导电体，该导电体位于所述通孔中，以延伸到所述第一表面和所述 第二表面中的至少一个处的暴露部分，该导电体与所述电子元件的所述 引线端子相接触；以及辅助导电体，该辅助导电体在所述多个绝缘层中的相邻绝缘层之间 的位置处暴露在所述通孔的所述空间中，以连接到所述导电体，该辅助 导电体延伸到所述第一表面和所述第二表面中的至少一个处的暴露部 分。
4、 根据权利要求3所述的印刷线路板单元，其中，所述辅助导电体包括导电图案，该导电图案设置在所述多个绝缘层中的一个绝缘层的表 面上；以及导电材料，该导电材料设置在从所述第一表面和所述第二表面中的 至少一个延伸到所述绝缘层的所述表面的孔中，该导电材料从所述第一 表面延伸到所述绝缘层的所述表面。
5、 一种制造印刷线路板的方法，该方法包括以下步骤 形成包括多个绝缘层的基板；以及形成通孔，所述通孔从所述基板的第一表面到与该第一表面相对的 第二表面穿透所述基板，以限定由绝缘壁表面包围的空间，所述通孔使 得辅助导电体可以在所述多个绝缘层中的相邻绝缘层之间的位置处暴露 在所述空间中，所述辅助导电体延伸到所述第一表面处的暴露部分。
6、 一种检测导电体的上升水平的方法，该方法包括以下步骤 将第一触点连接到位于通孔中的导电体，所述通孔从包括多个绝缘层的基板的第一表面到与该第一表面相对的第二表面穿透所述基板，所 述导电体在所述第一表面和所述第二表面中的至少一个处暴露，所述通 孔容纳安装在所述第一表面上的电子元件的引线端子；将第二触点连接到辅助导电体，所述辅助导电体在所述多个绝缘层 中的相邻绝缘层之间的位置处暴露在所述通孔中所限定的空间中，所述 辅助导电体延伸到所述第一表面和所述第二表面中的至少一个处的暴露 部分；以及测量所述第一触点与所述第二触点之间的电阻。
7、 一种包括印刷线路板单元的电子设备，所述印刷线路板单元包括 基板，该基板包括多个绝缘层；通孔，该通孔穿透第一表面和与该第一表面相对的第二表面之间的 所述基板，该通孔限定由绝缘壁表面包围的空间；电子元件，该电子元件设置在所述基板的所述第一表面上，该电子 元件具有设置在所述通孔中的引线端子；导电体，该导电体位于所述通孔中，以延伸到所述第一表面和所述第二表面中的至少一个处的暴露部分，该导电体与所述电子元件的所述引线端子相接触；以及辅助导电体，该辅助导电体在所述多个绝缘层中的相邻绝缘层之间 的位置处暴露在所述通孔的所述空间中，以连接到所述导电体，该辅助 导电体延伸到所述第一表面和所述第二表面中的至少一个处的暴露部 分。
8、根据权利要求7所述的电子设备，其中，所述辅助导电体包括 导电图案，该导电图案设置在所述多个绝缘层中的一个绝缘层的表面上；以及 -导电材料，该导电材料设置在从所述第一表面和所述第二表面中的至少一个延伸到所述绝缘层的所述表面的孔中，该导电材料从所述第一表面延伸到所述绝缘层的所述表面。
全文摘要
本发明提供了一种用于检测导电体在孔中的上升水平的方法的印刷线路板单元。通孔穿透基板。所述通孔限定由绝缘壁表面包围的空间。在所述通孔中容纳电子元件的引线端子。导电体位于所述通孔中，以延伸到所述基板的表面处的暴露部分。辅助导电体暴露在所述通孔的所述空间中，以连接到所述导电体。所述辅助导电体延伸到所述基板的表面处的暴露部分。所述引线端子与所述通孔中的导电体相接触。检测所述引线端子与所述辅助导电体之间的电导，以检测所述导电体的上升水平。当检测到这种电导时，推定所述导电体达到所述辅助导电体的水平。
文档编号H05K3/34GK101222822SQ20071030045
公开日2008年7月16日 申请日期2007年12月27日 优先权日2007年1月11日
发明者末广光男 申请人:富士通株式会社