CN101887891A - 电子装置、高压电源和印刷电路板 - Google Patents

电子装置、高压电源和印刷电路板 Download PDF

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Abstract

电子装置、高压电源和印刷电路板。该电子装置例如包括：电路板，其安装有电子部件和压电元件；基准电位图案，其为电子部件和压电元件中的至少一方赋予基准电位；和焊盘，其被连接到基准电位图案。在电路板上，焊盘被配置于电路板的在安装压电元件和电子部件的过程中的行进方向的上游侧。

Description

电子装置、高压电源和印刷电路板
技术领域
本发明涉及电子装置、高压电源和印刷电路板。
背景技术
在电子照相图像形成设备中，为了良好地将图像转印到片材，通常对转印辊施加高压(比商用电源电压高的几百伏以上的电压)，并且对转印辊施加大约10μA的电流。为了产生该高压，传统上使用绕线型(wound-rotor type)电磁变压器。然而，绕线型电磁变压器的尺寸和重量难以减小。为了进一步减小例如图像形成设备等电子设备的尺寸和重量，必须减小用于产生高压的电源的尺寸和重量。为了实现电源的尺寸和重量的减小，考虑使用压电变压器(压电陶瓷中设置电极来构造变压器)来代替绕线型电磁变压器。压电变压器能够以比电磁变压器高的效率产生高压，此外，压电变压器不需要用于提供一次电极和二次电极之间的绝缘的成型。从而，压电变压器具有减小电源的尺寸和重量的优点(日本特开平11-206113号公报)。
发明内容
为了制造被组合到电子装置中的电路板，已知使用流体焊接(flow soldering)作为用于将电子部件焊接到印刷电路板的方法。流体焊接是通过将焊剂(flux)涂布到具有电子部件的印刷电路板然后将该电路板浸到包含熔融焊料(solder)的流体焊接槽中而实施的焊接方法。更具体地，通过在流体焊接槽中形成熔融焊料的喷流(焊料喷流)并且使电路板与焊料喷流的顶部接触来实施焊接。在该流体焊接过程中，在预加热过程和通过流体焊接槽的过程中，压电变压器被加热到高达几百度。被加热到高温的压电元件由于其热电效应(pyroelectric effect)而在压电变压器的端子处产生高压。具体地，在设置于压电变压器的一次端子和焊盘(solder land)之间的间隙中产生火花放电。此时的放电电压达到大约几百伏至几千伏的值。此外，虽然积聚在压电变压器的二次端子上的电荷量少从而不会成长为火花，但是，仍然在该端子处产生几百伏至几千伏的放电电压。
相反地，例如LSI(大规模集成电路)和晶体管等的电子部件(半导体部件)的端子处的静电耐压(electrostatic withstandvoltage)是大约几百伏的量级。从而，在由于热电效应而产生上述放电时，半导体部件是从为压电变压器的端子所设置的焊盘直接延伸的，该半导体部件可能由于被施加超过其静电耐压的电压而被破坏。
从而，本发明旨在解决该问题和其他问题中的至少一个问题。例如，本发明能够利用低成本且简单的方法保护半导体部件不受在流体焊接过程中压电元件由于热电效应而产生的放电的影响。注意，通过整个说明书的说明将理解其他问题。
根据本发明，一种电子装置包括例如：电路板，其安装有电子部件和压电元件；基准电位图案，其为电子部件和压电元件中的至少一方赋予基准电位；和焊盘，其被连接到基准电位图案。在电路板上，焊盘被配置于电路板的在安装压电元件和电子部件的过程中的行进方向的上游侧。
根据本发明，一种电子装置包括例如：电路板，其安装有电子部件和压电元件；基准电位图案，其为电子部件和压电元件中的至少一方赋予基准电位；和延伸图案，延伸图案从压电元件的多个端子中的在电路板的在安装电子部件和压电元件的过程中的行进方向上的位于最上游侧的一个端子向后延伸。
根据本发明，一种能安装于图像形成设备的高压电源包括例如：电路板，其安装有电子部件和压电元件；基准电位图案，其为电子部件和压电元件中的至少一方赋予基准电位；和焊盘，其被连接到基准电位图案，其中，在电路板上，焊盘被配置于电路板的在安装压电元件和电子部件的过程中的行进方向的上游侧，并且从压电元件输出的高电压被施加到图像形成设备的转印辊。
根据本发明，一种印刷电路板包括例如：电路板，其安装有电子部件和压电元件；基准电位图案，其为电子部件和压电元件中的至少一方赋予基准电位；和焊盘，其被连接到基准电位图案，其中，在电路板上，焊盘被配置于电路板的在安装压电元件和电子部件的过程中的行进方向的上游侧。
根据本发明，一种印刷电路板包括例如：电路板，其安装有电子部件和压电元件；基准电位图案，其为电子部件和压电元件中的至少一方赋予基准电位；和延伸图案，延伸图案从压电元件的多个端子中的在电路板的在安装电子部件和压电元件的过程中的行进方向上位于最上游侧的一个端子向后延伸。
通过下面(参照附图)对典型实施方式的说明，本发明的其他特征将变得明显。
附图说明
图1是示出根据第一实施方式的压电变压器型高压电源装置的电路板布局的示例的电路图。
图2A是示出与压电变压器的端子相关的焊盘的形状的平面图。
图2B是示出与压电变压器的端子相关的焊盘的形状的垂直方向的截面图。
图3是示出压电变压器型高压电源装置的电路板布局的示例的电路图。
图4是示出压电变压器型高压电源装置的电路板布局的示例的电路图。
图5是示出根据第四实施方式的压电变压器型高压电源装置的电路板布局的示例的电路图。
图6是示出压电变压器型高压电源装置的电路板布局的示例的电路图。
图7A、图8A和图9A是压电变压器101的端子被插入通过纸-酚醛树脂板601的焊盘604处的部分的附近的放大图。
图7B、图8B和图9B是压电变压器101的端子被插入通过纸-酚醛树脂板601的焊盘604处的部分的附近的垂直方向的截面图。
图10是图像形成设备中使用的压电变压器型高压电源装置的电路图。
图11示出了被插入到印刷电路板中的压电变压器101。
图12A是压电变压器101的一次端子504A和纸-酚醛树脂板的焊盘604的附近的放大图。
图12B是图12A中的印刷电路板从焊接侧观察的图。
图13示出了通过测量根据放电间隙产生的放电电压的变化而获得的实际测量结果的示例。
图14是示出与由于热电效应而产生的放电相关的安装的不期望的效果的图。
图15是示出与由于热电效应而产生的放电相关的安装的不期望的效果的另一示例情况的图。
具体实施方式
现在，将说明本发明的实施方式。下面说明的各实施方式将帮助理解本发明的例如上位概念、中位概念和下位概念等各种概念。此外，由权利要求书的范围来确定本发明的技术范围，并且本发明的技术范围不限于下面的各实施方式。注意，为了简化说明，用相同的附图标记表示附图和说明书中的共同的部分。
相关技术
作为电子装置的示例，将参照图10说明用于输出正电压的高压电源装置100。高压电源装置100例如被用在电子照相图像形成设备中并且对转印辊施加高压。采用压电变压器101来代替传统的绕线型电磁变压器。压电变压器101的输出通过整流平滑电路(rectifier smoothing circuit)被整流平滑成正电压。整流平滑电路由整流二极管102、103和高压电容器104构成。压电变压器101的输出电压被从输出端子117输出并且被供给到负载(例如转印辊(未示出))，该输出端子117被连接到从压电变压器101延伸的路径。注意，该输出电压被电阻器105、106和107分压并且被输入到电容器115并且经由保护用电阻器108被输入到运算放大器109的同相输入端(正端)。
另一方面，运算放大器109的反相输入端(负端)接收到从输入端子118经由电阻器114输入的模拟信号(高压电源装置的控制信号(Vcont))。运算放大器109、电阻器114和电容器113用作积分电路。具体地，根据由电阻器114和电容器113的部件常数确定的积分时间常数而被平滑化的控制信号Vcont被输入到运算放大器109。运算放大器109的输出端子被连接到电压控制振荡电路(VCO)110。电压控制振荡电路110是根据输入的控制信号可变地设定其输出信号的频率的振荡电路的示例。
电压控制振荡电路110的输出端子被连接到场效应晶体管111的栅极(gate)。场效应晶体管111是由振荡电路的输出信号驱动的开关元件的示例。场效应晶体管111的漏极(drain)经由电感器112被连接到电源Vcc(例如，+24V电源)，并且经由电容器116被接地。电感器112是被连接在开关元件和电源之间的元件，并且电感器112是具有通过开关元件的驱动而被间歇地施加电压的感应成分的元件的示例。晶体管的漏极还被连接到压电变压器101的一个一次电极。压电变压器101的另一个一次电极被接地。场效应晶体管111的源极(source)也被接地。
电压控制振荡电路110根据运算放大器109的输出电压而以一定频率对场效应晶体管111进行开关控制。电感器112和电容器116构成谐振电路。由该谐振电路放大的电压被供给到压电变压器101的一次电极侧。如上所述，压电变压器101被连接到开关元件与具有感应成分的元件之间的连接点，并且当被施加以指定的谐振频率振荡的信号时，压电变压器101根据该信号的频率特性输出电压。
如这里所述，包括场效应晶体管111、运算放大器109和电压控制振荡电路(VCO)110的多个半导体部件被用于致动压电变压器101。此外，在图像形成设备等中使用的压电变压器型高压电源装置100通常具有形成在单个印刷电路板上的多个高压产生电路，因此，该压电变压器型高压电源装置100的配线布局在许多情况下非常复杂。
通过如下步骤来制造用作压电变压器101的压电元件：在向高温烧结多晶铁电体(high-temperature sintered polycrystallineferroelectric)施加几百度的温度的热的同时向高温烧结多晶铁电体施加直流强电场，从而沿一定方向对齐铁电体中的电偶极子(electric dipole)。由于铁电体的性质，在去除电场之后仍然残留偶极矩(dipole moment)，因此，压电元件在常温下具有高的压电性。
图11示出了压电变压器101的构造的示例，该压电变压器101可以是具有任何其他构造的压电元件。压电陶瓷元件506具有通过在压电陶瓷元件506上蒸镀银浆(silver paste)而形成的一次电极507和二次电极508。一次电极507和二次电极508分别利用金丝被连接到金属制的一次端子504A和金属制的二次端子504B，这些连接点经由焊料导通。现在，将以通用的单层的纸-酚醛板为例来说明印刷电路板。纸-酚醛板包括铜箔602和抗蚀剂(resist)603，其中铜箔602和抗蚀剂603作为纸-酚醛树脂板601的表面上的配线。由铜箔602和抗蚀剂603形成的层被称为阻焊层(solder resist layer)。纸-酚醛板具有孔，孔形成于元件端子和配线部之间的连接部。能够进行焊接的焊盘604形成在各孔的周围。通过借助于蚀刻来剥除抗蚀剂603并且由此露出铜箔602而形成焊盘604。
图12A和图12B示出了压电变压器101的一次端子504A。如前所述，当安装有压电变压器101的印刷电路板被输送通过流体焊接槽时，压电陶瓷元件506被预加热过程中使用的加热器加热并且被流体焊接槽中的焊料喷流的热加热。然后，由于被加热的压电陶瓷元件506的一次电极507和二次电极508处的热电效应而产生电荷。也就是，在一次端子504A和二次端子504B处产生电压。热电效应是指在晶体的加热或冷却时产生的电极化现象。虽然如压电元件等热电材料通过温度变化引起自发极化，但是，在无温度变化的情况下能中和这种极化。该极化的发生使得在安装于元件的两端的电极处产生内部积聚电荷。
如果在一次端子504A和焊盘604之间存在间隙(下文中被称为“放电间隙”)，则由于热电效应产生的高电压发展成火花放电614并且被传递通过该间隙。具体地，电荷移动到焊盘604和铜箔602，导致一次端子504A和焊盘604之间的电位的急剧波动。
参照图13，随着放电间隙的增大，一次端子504A的放电特性701和二次端子504B的放电特性702示出为放电电压的绝对值趋于变大。注意，放电电压的极性根据在压电陶瓷元件506的极化过程中施加的电压的极性而变化。借助于示例，这里使用的压电变压器101从一次端子504A输出正的放电电压并且从二次端子504B输出负的放电电压。
参照图14，利用自动插片机(automatic insertion machine)或通过手动插片而在印刷电路板210上的预定位置预先安装压电变压器101A和101B、作为半导体部件的场效应晶体管111A和111B、以及电感器112A和112B。在流体焊接实施过程中，沿由箭头211表示的行进方向输送印刷电路板210。首先，由加热器703对印刷电路板210进行预加热，然后，使印刷电路板210传递通过流体焊接槽402中的焊料喷流401。由此，实现焊接。
假设为压电变压器101A和101B赋予基准电位的图案以及场效应晶体管111A和111B的源极端子的图案经由印刷电路板210上的配线202连接，则这两个图案具有共同的电位。
属于电路块201A的压电变压器101A和电感器112A已经通过焊料喷流401，因此，完成了焊接206。属于电路块201A的场效应晶体管111A和属于电路块201B的电感器112B正在通过焊料喷流401。此外，属于电路块201B的压电变压器101B和场效应晶体管111B处于通过焊料喷流之前的预加热过程。
如果预加热过程中的压电变压器101B被来自加热器703的热空气HA急剧地加热，则热电效应使得从尚未被焊接的压电变压器101B的端子到焊盘产生火花放电203。火花放电203的电荷(放电电流)被传递到正在通过焊料喷流401的电感器112B的端子并且传递到焊盘。火花放电203的电荷沿着箭头F经由焊料喷流401被进一步传递到正在通过焊料喷流401的场效应晶体管111A的栅极端子。已经通过场效应晶体管111A的电荷经由配线202被传递，发展成火花放电205，并且返回到压电变压器101B的基准端子。上面说明了由于放电而从压电变压器101B飞出的电荷的行进路径(放电路径)。在产生放电时，场效应晶体管111A的栅极端子处的电位相对于场效应晶体管111A的源极端子的电位急剧增加，其中源极端子被连接到印刷电路板210的基准电位。从而，如果该电位超过栅极端子的静电耐压，则压电变压器101B在超过静电耐压时将被破坏。
现在参照图15，利用自动插片机或通过手动插片在另一个印刷电路板210上预先安装压电变压器101、半导体部件119、以及经由配线被连接到压电变压器101的二次焊盘的整流二极管103。半导体部件119是例如VCO电路、运算放大器或通过组合这些部件获得的集成电路。在流体焊接槽402中，通过沿电路板行进方向(由箭头211表示的方向)将电路板输送通过焊料喷流401来实现焊接。在图15所示的状态下，压电变压器101处于预加热过程并且尚未到达焊料喷流401。为压电变压器101赋予基准电位的图案以及为半导体部件119赋予基准电位的图案经由印刷电路板210上的配线202被连接，使得这两个图案具有共同的电位。
如果预加热过程中的压电变压器101被加热器或被焊料喷流401的热急剧地加热，则热电效应使得产生从尚未被焊接的压电变压器101的二次端子到焊盘的火花放电203。火花放电203的电荷被传递到正在通过焊料喷流401的整流二极管103的端子并传递到焊盘。电荷沿箭头F所示的方向经由焊料喷流401被进一步传递到正在通过焊料喷流401的半导体部件119的端子。已经通过半导体部件119的电荷经由配线202发展成火花放电205。火花放电205返回到压电变压器101的一次基准端子。
利用如上所述的模型说明了由于放电而从压电变压器101飞出的电荷的行进路径。此外，在该放电过程中，半导体部件119的端子处的电位相对于半导体部件119的基准电位急剧地增加。从而，如果该电位超过端子的静电耐压，则半导体部件119将被破坏。
如参照图14和图15说明的那样，流体焊接槽中的焊料喷流401被布置成与印刷电路板210的行进方向(由箭头211表示的方向)垂直。从而，即使压电变压器101的端子用的焊盘和半导体部件没有经由图案直接接触，也可以经由焊料喷流401使压电变压器101的端子用的焊盘和半导体部件彼此连接。此外，由于流体焊接槽通常被接地，因此，从广义考虑，焊料喷流401也被认为接地。然而，正在通过流体焊接槽402的印刷电路板210的基准电位处于浮动状态，直到电路板被直接接地或者与流体焊接槽402直接接触为止。因此，如果由于热电效应导致从压电变压器101产生放电，由于放电目标图案或电位相对于地处于浮动状态，放电电流将流过低阻抗图案或低阻抗部件端子。
构思例如下面的两种方法作为用于防止由于由热电效应引起的放电而导致半导体部件119被破坏的方法。第一种方法是：首先，焊接除压电变压器101之外的部件，然后，手动焊接压电变压器101。第二种方法是：在焊接安装过程中，利用导电构件建立压电变压器101的端子(电极)之间的短路，由此产生接触放电路径。
前一种方法具有如下缺点：特别是对于单个印刷电路板210上安装有多个压电变压器101的大型高压电源装置的情况，由于需要人力和时间，安装成本增加。后一种方法具有不需要人力的优点。如果存在具有在高温环境下重复建立压电变压器101的端子之间的短路所需的优异的耐热性和优异的耐久性的导电构件，则可以实施后一种方法。然而，如果该导电构件在安装过程中脱落或者引起接触不良，则不能充分地保护半导体部件119不受放电的影响。因此，后一种方法并不足以满足要求。考虑到上述问题，下述实施方式提出了用于制造能够利用低成本和简单的方法保护半导体部件不受放电的影响的电子装置的方法。
第一实施方式
本发明可适用于包括具有压电元件和半导体部件的印刷电路板的任何电子装置，并且该电子装置不必是高压电源装置。本发明对输出正电压或负电压的高压电源装置也是有效的。这里，将以输出正电压的高压电源装置为例进行说明。
图1所示的压电变压器101A、101B及101C和半导体部件119A、119B及119C是用于形成不同的电路块的电路部件。这并不意味着例如压电变压器101A和半导体部件119A构成同一电路块。在本实施方式中，在焊接安装过程中，压电变压器101A、101B及101C和半导体部件119A、119B及119C被配置成与印刷电路板210的行进方向(由箭头211表示的方向)并行。具体地，半导体部件119A和压电变压器101A以如下方式被配置在印刷电路板210上：连接半导体部件119A和压电变压器101A的直线E与印刷电路板210的在焊接过程中的行进方向大致正交。换句话说，行进方向与直线E成大约90度的角β。这同样适用于半导体部件119B和压电变压器101B。并且，这也同样适用于半导体部件119C和压电变压器101C。
此外，用于为压电变压器101A、101B、101C赋予基准电位的基准电位图案(reference potential pattern)302被配置于压电变压器101A、101B、101C与半导体部件119A、119B、119C之间。基准电位图案302的抗蚀剂被部分地剥除，以露出某些配线部，且露出的配线部形成焊盘301A、301B和301C。焊盘301A、301B和301C被配置成在通过流体焊接槽中的焊料喷流401的过程中抑制压电变压器101A、101B和101C的端子上的电荷行进到半导体部件119A、119B和119C。假设用于压电变压器的基准电位图案302被连接到地线。
从例如压电变压器101B的端子产生的火花放电203经由流体焊接槽中的焊料喷流401进入被连接到压电变压器101B用的基准电位图案302的焊盘301B。其后，由火花放电203产生的电荷作为火花放电205返回到压电变压器101B的基准端子。这样，由压电变压器101B、焊料喷流401、焊盘301B和基准电位图案302形成放电电流的放电路径。特别地，在半导体部件119B和压电变压器101B之间设置的焊盘301B抑制了放电电流通过半导体部件119B。
此外，对于部件被连接到印刷电路板210的所在部位的焊盘的形状，采用图2A和图2B所示的焊盘的形状能够控制来自端子504的放电的方向。例如，如果通过剥除环状抗蚀剂603的右半部并且由此使配线部的铜箔602露出来而形成焊盘604，则在端子504最靠近焊盘604的部位形成放电路径。如果焊盘604位于端子504的沿印刷电路板210的行进方向(由箭头211表示的方向)的后方，则放电目标的焊接定时可能被延迟到晚于放电定时。
如上所述，被连接到基准电位图案的焊盘被设置在半导体部件与压电元件之间，从而，在利用焊料喷流的焊接处理过程中，防止了由于热电效应而在压电元件处产生的放电电流流入半导体部件。换句话说，由压电元件、焊盘、基准电位图案和焊料喷流形成放电路径。从而，可以在利用焊料喷流的焊接处理过程中将由于热电效应而在压电元件处产生的放电电流释放到放电路径。这能够以低成本和简单的方法保护半导体部件不受放电的影响。这进一步降低了半导体部件的破坏的概率，从而提高了如高压电源装置等的电子装置的产量。
基准电位图案302可以是配置在印刷电路板210上的宽范围的用于压电变压器或半导体部件的接地图案，或者可以是用于半导体部件的电源电压图案。在该情况下，可以以相对简单的图案设计来实现形成放电路径的一部分的基准电位图案302。
虽然已经使用从压电变压器的一次端子产生放电的模型说明了本实施方式，但是，本发明对从压电变压器的二次端子产生放电也是有效的。这也适用于下面说明的其他实施方式。已经使用在印刷电路板210上安装有三个压电变压器和三个半导体部件的模型说明了本实施方式。然而，利用包括至少一个压电变压器和至少一个半导体部件的印刷电路板也能获得与本实施方式的效果类似的效果。
第二实施方式
在第一实施方式中，通过在半导体部件与压电元件之间设置焊盘301A、301B和301C来保护半导体部件不受放电的影响。在第二实施方式中，采用焊接使能图案(soldering enablingpattern)来代替焊盘301A、301B和301C。
图3所示的焊接使能图案303是通过露出基准电位图案302的配线部而形成的一种焊盘。单个或多个焊接使能图案303通常被配置成与电路板的焊接安装过程中的行进方向(由箭头211表示的方向)平行。也就是，作为基准电位图案的一部分并且沿印刷电路板的在焊接处理过程中的行进方向延伸的焊接使能图案303被采用作为形成放电路径的一部分的焊盘。为了简化说明，图3示出了单个焊接使能图案303。注意，基准电位图案302可以是为压电变压器101B赋予基准电位的图案，或者可以是为半导体部件赋予基准电位的图案。
在半导体部件与压电元件之间设置有被连接到基准电位图案的焊接使能图案303的情况下，由压电元件、焊接使能图案303、基准电位图案302和焊料喷流401形成放电路径。从而，第二实施方式也能获得与第一实施方式的效果类似的效果。此外，在第二实施方式中，在预定面积上延伸的焊接使能图案303比第一实施方式更稳定地与焊料喷流401中的不连续的凹凸部接触。从而，可以说，第二实施方式提高了半导体部件的保护的可靠性。
第三实施方式
图4所示的第三实施方式与第一和第二实施方式的主要不同在于：设置在半导体部件的端部的防焊料桥接图案(anti-solder bridging pattern)304A、304B和304C被采用作为放电路径，以防止焊料在焊接处理过程中产生桥接。注意，防焊料桥接图案304A、304B和304C也可以被称为虚设焊盘(dummy land)或虚设焊垫(dummy pad)。防焊料桥接图案304A、304B和304C被连接到地线或电源线，经由该地线或电源线为半导体部件赋予基准电位。注意，通过剥除抗蚀剂603并由此露出配线部的铜箔602来形成防焊料桥接图案304A、304B和304C。
如上所述，被连接到基准电位图案的防焊料桥接图案304A、304B和304C被设置在半导体部件与压电元件之间。因此，由压电元件、防焊料桥接图案304A、304B和304C、基准电位图案302、以及焊料喷流401形成放电路径。
从而，第三实施方式能获得与第一和第二实施方式的效果类似的效果。如果防焊料桥接图案304A、304B和304C的形状形成为围绕待保护的半导体部件，则第三实施方式还能获得更高的保护效果。当然，第三实施方式的防焊料桥接图案304A、304B和304C可以与第一或第二实施方式组合。在该情况下，将获得甚至更高的保护效果。
此外，在如小型印刷电路板的情况等的一些情况下，就布局而言，可能难以如第一或第二实施方式说明的那样配置焊盘或图案。因为防焊料桥接图案304A、304B和304C可以在小型印刷电路板等上形成，因此根据第三实施方式的防焊料桥接图案304A、304B和304C在该方面是有利的。
第四实施方式
虽然本发明对输出正电压或负电压的任何高压电源装置都是有效的，但这里以输出正电压的高压电源装置为例来说明本实施方式。所作说明基于如下假设：由于热电效应而产生电压的端子是二次端子，并且所产生的电压具有负极性。
在图5所示的第四实施方式中，半导体部件119被配置于压电变压器101的沿印刷电路板210的在焊接处理过程中的行进方向(由箭头211表示的方向)的前方。另外，延伸图案501被以如下方式配线：从压电变压器101的端子焊盘沿行进方向向前延伸到例如整流二极管103的端子。注意，压电变压器101的端子焊盘和二极管102的一端经由延伸图案502彼此连接，该延伸图案502从压电变压器101的端子焊盘沿与行进方向大致相反的方向延伸。二极管102的另一端被连接到基准电位图案302。在第四实施方式中，用于为压电变压器101或半导体部件119赋予基准电位的基准电位图案302被配置于压电变压器101与半导体部件119之间。此外，通过剥除基准电位图案302的部分抗蚀剂并由此露出配线部来形成焊盘301。
由于压电变压器101的热电效应而产生的火花放电203(在本示例中具有负极性的放电电流沿朝向压电变压器101的方向流动)经由延伸图案501和焊料喷流401进入基准电位图案302。由火花放电203产生的电荷发展成火花放电204并且返回到压电变压器101的另一个端子。这样，由压电变压器101、延伸图案501、焊盘301、基准电位图案302和焊料喷流401形成放电路径。因此，放电电流不会流入半导体部件119。为压电变压器101赋予基准电位的基准电位图案302可以是地线或电源线。如上所述，从压电变压器101的端子焊盘向被连接的部件延伸的延伸图案501沿印刷电路板210的行进方向与半导体部件119并行配置。另外，基准电位图案302被配置于延伸图案501和半导体部件119之间。这能够保护半导体部件119不受压电变压器101的放电的影响。也就是，第四实施方式获得与第一和第二实施方式的效果类似的效果。
虽然已经利用从压电变压器101的二次端子产生放电的模型说明了本实施方式，但是，本实施方式对从压电变压器101的一次端子产生放电也是有效的。此外，虽然基于产生负极性的放电的模型进行了说明，但是，本实施方式也可适用于产生正极性的放电的模型。
第五实施方式
在图6所示的第五实施方式中，将不再说明与第四实施方式重复的内容。第五实施方式的特征在于：延伸图案502的从压电变压器101的端子焊盘向例如整流二极管102和103延伸的延伸方向与行进方向(由箭头211表示的方向)成大于90度的角α(α＞90°)。延伸图案502被配置于与行进方向正交且通过压电变压器101的端子焊盘的虚线G的后方。
为压电变压器101赋予基准电位(本示例中的接地电位)的基准电位图案302和用于半导体部件119的接地端子的图案经由印刷电路板210的配线部连接，使得这两个图案具有共同的电位。在图6中，假设压电变压器101即将到达焊料喷流401或处于预加热过程。此外，假设半导体部件119正在通过焊料喷流401。
如果即将到达焊料喷流401或处于预加热过程的压电变压器101被加热器(未示出)或被焊料喷流401的热急剧地加热，则热电效应使得产生从二次端子到焊盘的火花放电203。由于火花放电203具有负极性，因此，放电电流沿朝向压电变压器101的方向流动。该放电电流经由尚未被焊接的整流二极管102流过用于压电变压器101的基准电位图案302并且返回到压电变压器101的一次端子。此时，在压电变压器101的一次端子处产生火花放电205。也就是，由压电变压器101的二次端子、延伸图案502、整流二极管102、基准电位图案302、和压电变压器101的一次端子形成放电路径。因此，放电电流不会流入半导体部件119。
如上所述，第五实施方式的电路构造也能获得与第一实施方式的效果类似的效果。特别地，从压电变压器101的端子焊盘延伸的延伸图案502被配线成与行进方向成大于90度的角。这抑制了放电电流经由焊料喷流401进入半导体部件119。在以复杂的方式配置有多个压电变压器和多个半导体部件的印刷电路板上，第五实施方式对于压电变压器的配置在最靠近印刷电路板行进方向的前端的端子焊盘和对于从该端子焊盘延伸的延伸图案特别有效。换句话说，通过采用从压电元件的多个端子中的配置在位于最靠近印刷电路板行进方向的前端的一个端子向后延伸的延伸图案502作为形成放电路径的一部分的焊盘，来增强保护效果。注意，延伸图案502是使压电元件与整流元件或驱动元件中的任一个导通的图案。在整流元件或驱动元件的一端被连接到延伸图案502且另一端被连接到基准电位图案302的情况下，整流元件或驱动元件也形成放电路径的一部分。由于整流元件或驱动元件具有比半导体部件119高的静电耐压，因此，如果上述元件形成放电路径的一部分，也不会产生问题。注意，通过第五实施方式与第一至第四实施方式中的任意一个实施方式组合，可以进一步增强保护效果。
第六实施方式
本实施方式的特征在于：相对于印刷电路板中设置的用于插入压电元件的端子的孔来确定压电元件的端子的形状和尺寸，使得端子的侧面与孔的壁面导通或彼此紧密接触。
如图11和图12所示，如果在压电变压器101的端子504A或504B与焊盘604之间存在间隙(空间)(换句话说，如果端子和焊盘彼此不紧密接触)，则由于热电效应而产生的高电压以火花放电的形式越过该间隙被传递。与气体放电或火花放电相关的放电电流具有比由通常的接触放电产生的放电电流小的时间常数，因此，电荷以非常短的脉冲的形式行进。从而，利用端子电容或利用设置于半导体部件119的端子的端子保护用二极管很难提供保护。此外，在气体放电的情况下，放电电压还根据间隙的长度而变化。较短的间隙减小了进入放电目标的电压水平，因此增大了用于静电耐压的余量(margin)。如果以仅产生接触放电的方式而防止气体放电的产生或者使端子和焊盘之间的间隙变窄从而降低放电电压的同时，采用第一至第五实施方式中说明的保护方法，则将极大地提高保护品质。
图7A和图7B所示的端子焊盘部的构造的特征是：端子504的水平截面形状是四边形，端子插入孔704的水平截面形状也是四边形，并且端子插入孔704的壁面与端子504的侧面成一角度，换句话说，端子插入孔704的壁面与端子504的侧面彼此不平行。参照图7A，端子插入孔704的壁面与端子504的侧面成一定角度。这是为了使端子504的缘部与端子插入孔704的壁面紧密接触或接触。
此外，可以通过设计端子插入孔704和端子504的形状和尺寸来改进该紧密接触或接触。例如，可以使端子504的水平截面中的最长线段的长度比端子504被插入到端子插入孔704之前的端子插入孔704的水平截面中的最短线段的长度长。利用上述形状和尺寸，在端子504的缘部刮擦端子插入孔704的壁面的状态下，端子504被插入到端子插入孔704中。这是使端子504的缘部与端子插入孔704的壁面紧密接触或接触的一种技术。这样，能够消除或缩小铜箔602的露出部(焊盘604)的端部与端子504之间的间隙。
如图8A和图8B所示，采用水平方向的截面形状为L字形的端子505来代替矩形端子504。这里所指的水平方向是与印刷电路板210的表面平行的方向。截面为L字形构造允许端子505在其侧面方向上稍微具有弹性。此外，在端子505被插入到端子插入孔704中的情况下，端子505弹性地抵靠端子插入孔704的壁面。从而，可以消除或缩小铜箔602的露出部的端部与端子505的侧面之间的间隙。特别地，通过使用例如高弹性不锈钢或磷青铜等金属作为端子505的材料，进一步增强缩小该间隙的效果。
图9A和图9B所示的端子焊盘部的特征是：在端子504和端子插入孔704之间设置用于端子504和端子插入孔704之间的导通的导电构件901。导电构件901是例如被设置于端子插入孔704的壁面的金属、导电橡胶或导电粘合剂。导电构件901使端子504、焊盘604和铜箔602导通，从而消除或缩小间隙。
如上所述，在第六实施方式中，可以通过设计端子504、505和端子插入孔704的形状和尺寸或者通过增加导电构件901来消除或缩小端子与焊盘604之间的放电间隙。这使施加到放电目标的电压减小，从而增强了对半导体部件119的保护效果。当然，如果第六实施方式与第一至第五实施方式中的一个或多个实施方式组合，将获得更高的保护效果。
其他实施方式
最后，将说明用于制造电子装置的方法。首先，通过露出印刷电路板210上的阻焊层的配线部而在半导体部件119和压电变压器101之间形成被连接到基准电位图案302的焊盘。然后，将半导体部件119和压电变压器101安装到印刷电路板210。此外，在沿预定方向(由箭头211表示的方向)移动具有半导体部件119和压电变压器101的印刷电路板210的同时，使印刷电路板210与焊料喷流401接触。由于热电效应而在压电变压器101处产生的放电电流流过由压电变压器101、焊盘和基准电位图案302形成的放电路径。因此，放电电流几乎不流入半导体部件119。注意，焊料喷流401可以被包括在放电路径中。
虽然已经参照典型实施方式说明了本发明，但是，应该理解，本发明不限于所公开的典型实施方式。所附权利要求书的范围将符合最宽的解释，以包含所有变型、等同结构和功能。

Claims (20)

1.一种电子装置，其包括：
电路板，其安装有电子部件和压电元件；
基准电位图案，其为所述电子部件和所述压电元件中的至少一方赋予基准电位；和
焊盘，其被连接到所述基准电位图案，
其中，在所述电路板上，所述焊盘被配置于所述电路板的在安装所述压电元件和所述电子部件的过程中的行进方向的上游侧。
2.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，去除所述基准电位图案的部分抗蚀剂，以形成所述焊盘。
3.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，在用于将所述电子部件和所述压电元件安装到所述电路板的焊接处理中，使由于热电效应而在所述压电元件处产生的放电电流进入所述焊盘和由所述基准电位图案形成的放电路径。
4.根据权利要求3所述的电子装置，其特征在于，所述电子部件和所述压电元件以使连接所述电子部件和所述压电元件的直线与所述电路板的在所述焊接处理过程中的行进方向大致正交的方式配置于所述电路板。
5.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述焊盘包括如下图案：该图案作为所述基准电位图案的一部分并且沿所述电路板的在所述焊接处理过程中的行进方向延伸。
6.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述焊盘是被设置在所述电子部件的周围以防止焊料桥接的一种焊盘。
7.根据权利要求3所述的电子装置，其特征在于，所述电子装置还包括如下延伸图案：所述延伸图案从所述压电元件的端子沿所述电路板的行进方向向前延伸并且形成所述放电路径的一部分。
8.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，所述焊盘是如下延伸图案：所述延伸图案从所述压电元件的多个端子中的在所述电路板的行进方向上位于最上游侧的一个端子向后延伸。
9.根据权利要求8所述的电子装置，其特征在于，所述延伸图案是使整流元件或驱动元件与所述压电元件导通的图案。
10.根据权利要求1所述的电子装置，其特征在于，相对于设置于所述电路板中的用于插入所述压电元件的端子的孔来确定所述压电元件的端子的形状和尺寸，使得所述压电元件的所述端子的侧面与所述孔的壁面导通或彼此紧密接触。
11.根据权利要求10所述的电子装置，其特征在于，所述压电元件的所述端子的水平方向的截面中的最长线段的长度比所述压电元件的所述端子被插入到所述孔之前的所述孔的水平方向的截面中的最短线段的长度长。
12.根据权利要求10所述的电子装置，其特征在于，所述压电元件的所述端子的水平方向的截面为L字形。
13.根据权利要求10所述的电子装置，其特征在于，在所述孔与所述压电元件的所述端子之间设置用于使所述孔与所述压电元件的所述端子导通的导电构件。
14.一种电子装置，其包括：
电路板，其安装有电子部件和压电元件；
基准电位图案，其为所述电子部件和所述压电元件中的至少一方赋予基准电位；和
延伸图案，所述延伸图案从所述压电元件的多个端子中的在所述电路板的在安装所述电子部件和所述压电元件的过程中的行进方向上的位于最上游侧的一个端子向后延伸。
15.根据权利要求14所述的电子装置，其特征在于，在安装所述电子部件和所述压电元件的过程中，使由于热电效应而在所述压电元件处产生的放电电流进入由所述压电元件、所述延伸图案和所述基准电位图案形成的放电路径。
16.一种高压电源，其能安装于图像形成设备，所述高压电源包括：
电路板，其安装有电子部件和压电元件；
基准电位图案，其为所述电子部件和所述压电元件中的至少一方赋予基准电位；和
焊盘，其被连接到所述基准电位图案，
其中，在所述电路板上，所述焊盘被配置于所述电路板的在安装所述压电元件和所述电子部件的过程中的行进方向的上游侧，并且
从所述压电元件输出的高电压被施加到所述图像形成设备的转印辊。
17.一种印刷电路板，其包括：
电路板，其安装有电子部件和压电元件；
基准电位图案，其为所述电子部件和所述压电元件中的至少一方赋予基准电位；和
焊盘，其被连接到所述基准电位图案，
其中，在所述电路板上，所述焊盘被配置于所述电路板的在安装所述压电元件和所述电子部件的过程中的行进方向的上游侧。
18.根据权利要求17所述的印刷电路板，其特征在于，在安装所述电子部件和所述压电元件的焊接处理过程中，使由于热电效应而在所述压电元件处产生的放电电流进入由所述焊盘和所述基准电位图案形成的放电路径。
19.一种印刷电路板，其包括：
电路板，其安装有电子部件和压电元件；
基准电位图案，其为所述电子部件和所述压电元件中的至少一方赋予基准电位；和
延伸图案，所述延伸图案从所述压电元件的多个端子中的在所述电路板的在安装所述电子部件和所述压电元件的过程中的行进方向上位于最上游侧的一个端子向后延伸。
20.根据权利要求19所述的印刷电路板，其特征在于，在安装所述电子部件和所述压电元件的过程中，使由于热电效应而在所述压电元件处产生的放电电流进入由所述压电元件、所述延伸图案和所述基准电位图案形成的放电路径。
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