CN1988770A - 基板检查方法、印刷线路板、以及电子电路装置 - Google Patents
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Abstract
根据本发明的实施例，提供了一种基板检查方法、印刷线路板、以及电子电路装置。该基板检查方法包括步骤：在形成于印刷线路板(10)中的盲导孔(12)的开口部分上形成一个薄膜(20)；并且加热该印刷线路板(10)。根据薄膜(20)的形状变化，可以判定缺陷盲导孔(12)。
Description
技术领域
本发明的一个实施例涉及一种基板检查方法、一种印刷线路板、以及一种电子电路装置，它们被应用于对具有盲导孔的基板进行质量控制。
背景技术
将一种称作积层线路板的具有多层结构的印刷线路板用于个人计算机之类的电子电路装置。在印刷线路板中使用了许多盲导孔。通过由例如激光照射在表面层制成一个孔、电镀该孔、以及将表面层上的图案与内层图案相结合，从而来形成一个盲导孔。为了实现产品的稳定操作，必须通过充分电镀来保持盲导孔的电导率。
关于具有盲导孔的印刷线路板的质量控制技术，有一种技术通过附连试验板来确认上述的电导率(例如，见日本专利申请KOKAI公开2000-223840)。
当被应用于生产印刷线路板时的电导率测试时，该电导率确认技术是有效的。然而，该电导率确认技术不能被应用于对具有不稳定因素的导孔图案的测试，该不稳定因素是诸如元件安装或产品装运之后由例如热应力或机械应力引起的断开。
当形成盲导孔时，在对经过激光处理的孔进行的电镀处理中存在缺陷的情况下，该缺陷会引起断开，这导致了质量控制方面的问题。例如，当在盲导孔中发生了如裂缝(角裂、筒裂)、针孔、电镀缺陷等之类的问题时，这些问题不会立即导致断开。因此，一件产品可能会通过生产时的电导率测试，而在元件安装或产品装运之后由于热应力、机械应力等而使断开发生，这就导致了质量控制和可靠性方面的问题。
除了由于裂缝或电镀缺陷导致的已经在生产时具有了明显断开的盲导孔以外，缺陷盲导孔还包括具有不稳定因素的盲导孔，所述不稳定因素是由于裂缝或电镀缺陷而导致几乎不能仅由部分铜箔来保持连接。
针对在这样的电导率测试中可能被忽视的问题，可在元件安装之后通过横截面观察或X光检查来指出不正常工作的部分。然而，横截面观察是破坏性的检查，并且X光检查需要昂贵且大型的设备。因此，任何一种情况都需要大量的时间和工作。因而存在这样的问题，即很难将横截面观察和X光检查应用到生产过程期间的产品测试中。
发明内容
本发明的目的是提供一种基板检查方法、一种印刷线路板、以及一种电子电路装置，它们可以容易地识别出无法通过电导率测试来检测的缺陷盲导孔。
根据本发明一个实施例，提供了一种基板检查方法，该方法包括步骤：在形成于印刷线路板中的盲导孔的开口部分上形成一个薄膜；并且加热该印刷线路板。
另外，根据本发明另一实施例，提供了一种印刷线路板，该印刷线路板包括：包括了盲导孔的附连试验板；以及覆盖了该盲导孔的开口部分的薄膜。
另外，根据本发明又一实施例，提供了一种电子电路装置，该电子电路装置包括：印刷线路板；包括了盲导孔并被设置在该印刷线路板中的附连试验板；以及覆盖了该盲导孔的开口部分的薄膜。
根据本发明的一个实施例，可以容易的检测出在电导率测试中被忽视的盲导孔中的缺陷。
附图说明
现在将参考附图来描述实现本发明各种特征的总体结构。提供附图和相关描述来对本发明实施例进行举例说明，而并不限制本发明的范围。
图1是示出了根据本发明实施例的附连试验板的示例结构的示例图；
图2是示出了热处理之后根据本实施例的附连试验板的状态的示例图；
图3是示出了热处理之前并且其中存在缺陷盲导孔的情况下根据本实施例的附连试验板的状态的示例图；
图4是示出了热处理之后并且存在缺陷盲导孔的情况下根据本实施例的附连试验板的状态的示例图；
图5是用于说明由于正常盲导孔导致的正常焊接的示例图；以及
图6是用于说明由于缺陷盲导孔导致的缺陷焊接的示例图。
具体实施方式
以下将参考附图来描述根据本发明的各个实施例。
当对具有盲导孔的印刷线路板进行加热时，如果在盲导孔中存在诸如裂缝、针孔、电镀缺陷之类的缺陷部分，则在包括绝缘材料的基底材料中的气体会通过该缺陷部分流出。本发明的一个实施例旨在获取并使用流出到盲导孔中的气体，从而容易地检测出在电导率测试中被忽视的盲导孔中的缺陷。
图1示出了实现根据本发明一个实施例的基板检查方法、印刷线路板、和电子电路装置的组件的一部分。
在图1中，印刷线路板10形成了一个积层多层线路板。在印刷线路板10的表面层和内层中形成许多线路图案、通孔、盲导孔、焊台、焊盘等，来将印刷线路板10的电路与要安装的电子元件的电路相连接。此外，在印刷线路板10的一部分内设置一个用来测试缺陷盲导孔的附连试验板11。可选的是，可将该附连试验板11设置在印刷线路板10的一部分上。
附连试验板11包括表面层中的平纹图案PP。在平纹图案PP和内层图案(Pa)之间形成4个盲导孔12、12、…。与那些设置在印刷线路板10中的盲导孔的形成方法类似，通过由激光照射进行的孔形成处理和电镀处理来形成设置在附连试验板11中的每个盲导孔12、12、…。在本实施例中，举例示出了设有4个盲导孔的附连试验板11。然而，附连试验板11可以是例如设有单个盲导孔的附连试验板、设有5个或更多盲导孔的附连试验板、或者设有盲导孔和其他要进行测试的导体的附连试验板中的任意一个，如设有任意数量盲导孔和通孔的附连试验板等。设在附连试验板11中的每个盲导孔12、12、…都是不具有电路功能的盲导孔(不作为功能电路)并只被提供用于测试。
将耐热薄膜20应用到平纹图案，该平纹图案形成在设有盲导孔12、12、…的附连试验板11的表面层上。经受了如回流处理的具有粘性和耐热特性的薄膜材料或者具有弹性的耐热薄片材料可用作薄膜20。可选的是，在形成图案时未被分离而留下的干膜也可用作薄膜20。而且，耐热粘合剂、半硫化树脂、包括焊料薄膜的金属薄膜等也可代替前述这些薄膜或薄片材料而被用作薄膜20。
通过应用上述薄膜20，可将设在附连试验板11中的每个盲导孔12、12、…的开口都覆盖上薄膜20。因此，用薄膜20将盲导孔的开口封闭，并行成了盲导孔的开口关闭的空间。
使用普通的电路板生产技术来将形成电子电路装置的各种电子元件安装在包含附连试验板11的印刷线路板10上，其中把薄膜20应用于该附连试验板11。将安装了电子元件的印刷线路板10送入回流炉并进行热处理(回流焊处理)。结果生产出了一个其电路图案与所安装的电子元件的电路相连接的印刷电路板(PCB)，或一个包括了功能电路的电子电路装置。
在上述热处理(回流焊处理)中，当包含有以薄膜20覆盖的附连试验板11的印刷线路板10被加热时，如果存在包括了如裂缝、针孔、电镀缺陷等的缺陷部分的缺陷盲导孔，则从包括绝缘材料的基底材料中产生出的气体会流出到上述通过封闭该缺陷导孔的开口而获得的空间中。结果薄膜20封闭该开口的那部分发生变形。在本实施例中，封闭开口的部分会膨胀并升起。
图2示出了这样的状态。图2示出了设在附连试验板11中的全部盲导孔12、12、…都为缺陷导孔的示例情况。另外，图3和4示出了封闭开口的薄膜20的状态转化。
如图2所示，从包括绝缘材料的基底材料中产生出的气体会流出到通过封闭缺陷导孔的开口而获得的空间中。结果薄膜20在封闭该开口的那部分发生变形。在图2所示的实施例中，封闭盲导孔12的开口的部分会膨胀，并且形成凸起部分21。通过观察由薄膜20的膨胀形成的凸起部分21，可以确认缺陷盲导孔的存在。
图3示出了热处理前附连试验板11的示例状态。该附连试验板11包含了在其中形成的缺陷盲导孔，并且该附连试验板11被薄膜20覆盖。图4示出了热处理之后的附连试验板11的状态。
图3示出了这样一种缺陷情况，即在形成于表面层的平纹图案PP与内层图案Pa之间的盲导孔12的侧壁铜膜121中存在筒裂122。当包括这种缺陷盲导孔12的附连试验板11在回流处理中被加热时，如图4所示，从包括绝缘材料的基底材料中产生出的气体会流出到通过封闭该缺陷盲导孔的开口而获得的空间中。气体通过没有铜膜的部分流出到该空间中，这个没有铜膜的部分是由筒裂122产生的。结果，薄膜20在封闭该开口的部分发生变形，并且由在该缺陷盲导孔12上方的那部分薄膜20来形成凸起部分21。
通过视觉观察或光学测量方法等来对该薄膜20的变形情况进行观察，可以确认缺陷盲导孔的存在。例如，当薄膜20从附连试验板11的平纹图案PP升起时，可将薄膜20着色使得从视觉上来区分升起部分和接触平纹图案PP的部分。在这种情况下，可以更简便的目测缺陷盲导孔。而且，在使用焊料薄膜或其他金属薄膜的情况下，可由例如光学测量方法等来通过观察表面的变形情况而容易地确认缺陷盲导孔的存在。
这里，当在设在附连试验板11中的四个盲导孔12、12、…之中的例如一个(或两个)或多个盲导孔上方的薄膜20中形成凸起部分21时，则即使这些形成印刷线路板10的功能电路的盲导孔通过了电导率测试，但这些盲导孔也被看作具有会引起随后断开的缺陷因素的缺陷盲导孔。而且，对被看作缺陷的盲导孔的缺陷原因进行分析，并将分析结果反映到随后的生产处理中。通过采用这样的方法可以控制印刷线路板10的质量，并改善印刷线路板10的质量。例如，关于在飞机、航天卫星等中所使用并需要高可靠性的印刷线路板或电子电路装置的生产，可以通过在附连试验板11中设置更多盲导孔来对缺陷盲导孔实施更精确的测试。例如，在提供了包括10个或更多覆盖有薄膜20的盲导孔12、12、…的附连试验板11的情况下，并且在回流之后当观察到这些盲导孔12、12、…的任何一个发生变形时，根据对于更有可能存在一个具有会引起随后断开的缺陷因素的盲导孔的确定，将该盲导孔看作是有缺陷的。因此，可以执行对缺陷盲导孔的高精度测试。
对于将形成电子电路装置的电子元件焊接到上述包括了缺陷盲导孔的印刷线路板10的情况，该电子元件是在作为产品并不理想的状态下被焊接的。将参考图5和6来描述这种情况的示例。应该注意，在图5和6中，与图3和4中相同部件对应的那些部件用相同的参考数字来标记。
图5示出了在将形成电子电路装置的电子器件通过不存在上述如裂缝、针孔、电镀缺陷等缺陷部分的正常盲导孔来焊接到印刷线路板(电路板)10的情况下的一个焊接部的状态。图6示出了在将形成电子电路装置的电子器件通过具有如裂缝、针孔、电镀缺陷等缺陷部分的缺陷盲导孔来焊接到印刷线路板(电路板)10的情况下的一个焊接部的状态。在图5和6中示出了这样的情况，即设置在电子元件(如BGA半导体封装)40上的焊盘41通过焊球50和盲导孔12与电路板10的内层图案13相连接。
在将电子元件40焊接到不存在缺陷部分的正常盲导孔12的情况下，加热时从基底材料产生的气体不会流入盲导孔12。因此，如图5所示，焊球50被焊料(固体状态)完全填充，并且不会在焊球50中形成空隙。在此情况下，相对于外部施加到电子元件40或电路板10的变形力或压力等来说，电子元件40被牢固地焊接到电路板10，并且电子元件40的电路以稳定的状态长时间连接到电路板10。
另一方面，在将电子元件40焊接到存在如裂缝、针孔、电镀缺陷等缺陷部分的缺陷盲导孔12的情况下，加热时从基底材料产生的气体流入盲导孔。因此，如图6所示，由于气体的聚积而在焊球50内形成了空隙51。在此情况下，电子元件40以相对于外部施加到电子元件40或电路板10的变形力或压力等来说极不牢固的状态被焊接到电路板10，并且电子元件40的电路以缺乏可靠性的状态焊接到电路板10。
很难期望包含有通过这种具有空隙51的焊球50来彼此连接的电路的电子电路装置能够长时间稳定操作。结果，这样的电子电路装置成为了具有低可靠性的产品。
因此，通过使用根据上述实施例的附连试验板11对缺陷盲导孔实施测试，可以生产出具有高可靠性的电子电路装置，同时减少了包括图6中所示通过缺乏可靠性的焊接而彼此连接的电路的缺陷产品。通过将本发明实施例应用在其中而生产的电子电路装置可被提供作为需要高可靠性并结合到例如通信卫星中的各种功能电路装置，以及结合到通用个人计算机、移动终端等中的功能电路装置。
上述附连试验板11可在测试完缺陷盲导孔之后从电路板上切下。然而通过原样保留该附连试验板11可将该附连试验板11用于产品控制。例如，在通过上述生产过程制造的电子电路装置中，通过原样保留该表面上覆盖有薄膜的附连试验板11，可以通过将该附连试验板11用作质量控制样本来有效利用该附连试验板11进行产品的耐久性测试、产品发货前后的质量控制等。
虽然对本发明的具体实施例进行了描述，但是这些实施例仅通过示例的方式出现，并不意在限制本发明的范围。事实上，这里所描述的新方法和新系统可通过各种其他形式来实施；而且在不超出本发明精神的情况下可对在此描述的方法和系统在形式上作出各种省略、替换和改变。所附权利要求及其等同物意在覆盖落入本发明范围和精神内的这些形式和修改。
Claims (10)
1.一种基板检查方法，其特征在于包括步骤：
在形成于印刷线路板中的盲导孔的开口部分上形成一个薄膜；以及
加热所述印刷线路板。
2.根据权利要求1的基板检查方法，其特征在于所述薄膜形成在一个其中形成有盲导孔的附连试验板上。
3.根据权利要求2的基板检查方法，其特征在于在所述附连试验板中形成多个盲导孔。
4.根据权利要求3的基板检查方法，其特征在于所述薄膜包括干膜、耐热薄膜、和耐热薄片构件之一。
5.根据权利要求3的基板检查方法，其特征在于所述薄膜包括耐热粘合剂和耐热半硫化树脂之一。
6.根据权利要求3的基板检查方法，其特征在于所述薄膜包括焊料薄膜和金属薄膜之一。
7.一种印刷线路板，其特征在于包括：
附连试验板，其包括一个盲导孔；以及
薄膜，其覆盖了所述盲导孔的开口部分。
8.根据权利要求7的印刷线路板，其特征在于在所述附连试验板中设置有多个盲导孔。
9.根据权利要求7的印刷线路板，其特征在于所述薄膜包括耐热薄膜、耐热半硫化树脂、和金属薄膜之一。
10.一种电子电路装置，其特征在于包括：
印刷线路板；
附连试验板，其包括了一个盲导孔并且所述附连试验板被设置在所述印刷线路板中；以及
薄膜，其覆盖了所述盲导孔的开口部分。
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