印刷布线板的制作方法

专利名称：印刷布线板的制作方法
技术领域：
本发明涉及印刷布线板和包括印刷布线板的电子设备，并且例如 涉及下述印刷布线板和包括所述印刷布线板的电子设备，在所述印刷
布线板内，用于抑制散热的热焊接区(thermal land)以实图案被形成 在通孔周围。
背景技术：
诸如计算机装置和通信装置的电子设备一般被配置为用印刷布线 板安装，在所述印刷布线板上，安装诸如通孔安装器件的部件。通孔 安装器件以下述方式连接到在印刷布线板中的期望的导电层用于焊 接的引线被插入到在印刷布线板中提供的通孔中，并且如此被焊接。
另一方面，随着近些年来电子设备的功能日益越来越复杂，已经 越来越多地使用要在电子设备中安装的印刷布线板的多层配置。
一般，如图1所示，多层印刷布线板101具有包括多层的多层结构， 所述多层包括作为内层的信号层102、电源层103和接地层104，并且还 包括表面层105。在此，作为示例示出了10层结构的多层印刷布线板， 所述10层结构包括四个信号层102、 一个电源层103、三个接地层104和 两个表面层105。
例如，形成通孔106a和106b，以便穿透多层，并且分别连接到电 源层103和接地层104。通孔106a和106b被插入通孔安装器件107的引线 108a和108b。通孔106a和106b用于将通孔安装器件107的端与作为相应 的导电层的电源层103和接地层104连接，并且通过焊接来安装通孔安 装器件107。艮P，引线108a用作用于电源连接的接触，并且引线108b用作用于 接地连接的接触。注意，在图1中的标记109指示焊料。
当执行焊接时，在通孔安装器件107的引线108a和108b被插入通孔 106a和106b后，执行使用流量设备的间歇式焊接(浸焊)或者通过使用 烙铁的焊接。
焊接的完成条件影响通孔安装器件107的连接点的连接可靠性，由 此影响其中安装包括通孔安装器件107的多层印刷布线板101的整体电 子设备的可靠性。
可以使得焊接的完成条件变差的一个因果关系因素是软焊料上升 的能力的降低，其中，因为在焊接期间温度升高不足，因此焊料不上 升到通孔106a和106b的端部。当因为上述原因导致不能在通孔106a和 106b内完全实现高质量的焊接时，连接强度变得不足，由此对连接可 靠性有不良影响。
因此，为了实现在通孔106a和106b内的满意焊接，必须相对于焊 料的熔化温度通过焊接而充分地提高连接点的温度。
例如，当在通孔106a和106b的低端进行加热时，热经由通孔106a 和106b的内部被传输到每个导电层(信号层102、电源层103和接地层 104)。
具体上，在电源层103和接地层104的整个表面上完全形成由铜箔 构成的实图案，因此，从连接到电源层103和接地层104的通孔106a和 106b散热。因为电源层103和接地层104具有大的热容量，因此通孔106a 和106b的温度不可能在焊接期间升高。由此，软焊料不上升到通孔106a 和106b的端部，由此引起接触故障。此外，如上所述，在多层印刷布线板101上安装的部件的数目近来 增加，用于连接部件的布线的数目也已经增加。随着这个趋势，多层 印刷布线板101的层的数目和厚度也已经增加，并且层的数目增加引起 多层印刷布线板101的热容量增大。
具体上，在大型计算机装置等内的多层印刷布线板的层的数目可 以是几十层。当层的数目增加时，热传导路径增加，由此使得难以提
高在通孔106a和106b附近的温度。
由于这个原因，如图2和3所示，在包括实图案的电源层103和接地 层104的多个内层的通孔106a和106b周围形成用于抑制散热的热焊接区 llla和lllb (例如，参见日本专利特开No.09-008443号和日本专利特开 No.2005-012088号)。
在接地层104中形成的热焊接区lllb包括最内周围区域112b和周 围边缘区域114b，如图2所示。最内周围区域112b围绕通孔106b被形成 为大致圆环形状。周围边缘区域114b被形成在最内周围区域112b的周 围边缘部分内。周围边缘区域114b具有在远离通孔106b的方向(沿着 径向，并且以通孔106b的中心点作为参考点)上的用于限制热传导路 径的轮辐113b。
在周围边缘区域114b内，在来自最内周围区域112b的四个径向向 上以相等的角间隔(以90度的间隔)形成作为热传导路径的轮辐113b， 并且因而，形成非铜箔区域115b，其中，在以弧形蚀刻掉铜箔而保留 轮辐113b。
这种布置将使得热从最内周围区域112b经由轮辐113b被传导到围 绕热焊接区lllb的实图案，并且热传导路径被限制在由附图内的箭头 所示的四个方向上。这种配置将降低通孔106b的热容量，使得在通孔106b内的温度可以被升高到用于焊接的足够温度。
此外，在多个信号层102内形成信号布线102e、 102f和信号布线 102g、 102h、 102i，其中每个具有预定宽度(并且其路径在图2中通过 虚线被示出)，信号层102形成在接地层104的直接上方和直接下方。
在这个方面，在信号层102中分别形成信号布线102e和102f与信号 布线102g、 102h和102i。此外，信号布线102e和102h被布线为绕过非铜 箔区域115b。信号布线102f和102g被布线为通过非铜箔区域115b。
在电源层103中形成的热焊接区llla包括围绕通孔106a的大致圆 环形状的最内周围区域112a，以及如图3所示的周围边缘区域114a。周 围边缘区域114a包括在最内周围区域112a的周围边缘部分内来自通孔 106a的方向(沿着径向，并且通孔106a的中心为参考点)上的、用于限 制热传导路径的轮辐113a。
在周围边缘区域114a中，在来自最内周围区域112a的四个径向上以 相等的角间隔(以90度的间隔)形成作为热传导路径的轮辐113a，并且 因而，形成非铜箔区域115a，其中，在以弧形蚀刻掉铜箔而保留轮辐 113a。
这种布置将使得热从最内周围区域112a经由轮辐113a向围绕热焊 接区llla的实图案区域传导，热传导路径被限制在由附图内的箭头所示 的四个方向上。这种配置将降低通孔106a的热容量，使得在通孔106a 内的温度可以被提高到用于焊接的足够温度。即，通孔106a将更容易地 加热。
此外，在多个信号层102中形成信号布线102a、 102b与信号布线 102c、 102d，其中每个具有预定的宽度(并且其路径在图3内以虚线被 示出)，所述多个信号层102被形成在电源层103直接上方和直接下方。在信号层102中分别形成一对信号布线102a和102b与一对信号布线 102c和102e。此外，信号布线102b被布线为绕过非热传导区域115a。信 号布线102c被布线为通过非铜箔区域115a。注意，所述一对信号布线 102a和102b与一对信号布线102c和102d形成差动信号传输线。

发明内容
根据上述的现有技术要解决的第一问题是在焊接期间的温度上升 仍然不足，并且焊接的完成条件变差，由此降低了连接可靠性。
艮P，当电子设备的功能变得日益复杂时，现有的热焊接区技术不 能处理多层印刷布线板的层数目的进一步增加，并且热传导路径增加， 使得难以升高在通孔附近的温度。
此外，多层印刷布线板厚度的进一步增加导致更长的通孔，使得 向通孔内部的焊接更难。
此外，当由于强制要求而使用无铅焊料(例如锡银铜无铅焊料) 时，产生下述问题熔化温度升高几十度。即，当相关的共熔焊料的 熔点是183摄氏度时，无铅焊料的熔点虽然依赖于其构成，但是一般在 大约摄氏210到220度。
因此，当使用无铅焊料来用于焊接时，因为需要将焊点加热到240 摄氏度至260摄氏度，所以软焊料升高的能力趋向于进一步降低，使得 难以实现坚固的焊接。
此外，根据上述的现有技术的第二问题是因为电流将在热焊接 区的轮辐内流动，所以这样的窄宽度部分将提供高电阻，由此使得电 流容量降低。艮P，在现有技术的热焊接区内，为了降低通孔的热容量，必须在 一定程度上形成更大的非铜箔区域(不是实图案的区域)。但是，当 经由引线在其上安装封装部件后使用印刷板时，电流流过具有局部窄 宽度和大电阻的轮辐，使得产生热。这将导致降低电流容量，并且会 使得印刷板烧坏。
此外，根据上述的现有技术的第三问题是信号传输性能变差， 并且在经由绝缘层与以实图案形成的电源层和接地层相对的信号层内 通孔附近形成的信号布线中，信号布线密度降低。
例如，如图2所示，在现有技术的热焊接区lllb内，在通孔106b 周围以圆环形状形成非铜箔区域115b。以直线形成的信号布线102f、
102g具有通过作为相对的实层的接地层104中的非铜箔区域115b的部 分。因为在这个部分中信号布线102f、 102g已经失去相对的接地层104，
因此这将最终在信号传输中引起干扰。
具体上，例如，如图3所示，当通过一对信号布线102c和102d形成 差动信号传输线时，例如，只有一条信号布线102c将通过非铜箔区域 115a。这将在所述一对布线之间在电特性上的差别，因而引起信号传输 性能的变差。
此外，例如，如图2所示，当设置信号布线102h以避免非铜箔区域 115b以便与铜箔区域(实区域)相对时，在其本身和相邻的信号布线 102i之间的间隙将减少，因而使得产生交调噪声。此外，用于保证足够 的间隙的尝试趋向于导致信号布线的布线密度的降低。
此外，例如，如图3所示，在形成差动信号传输线的所述一对信号 布线102a和102b的情况下，设置信号布线102b以避免非铜箔区域115a 以便与铜箔区域(实区域)相对将导致信号布线102a和102b之间的布线 长度上的差别，因此使得产生噪声。此外，根据上述的现有技术的第四个问题是在通孔附近的导电层 的平坦性变差。
艮口，在现有技术的热焊接区中，在通孔周围以圆环形状设置了相 对大的区域的非铜箔区域。在这个非铜箔区域中，作为经由绝缘层位 于上述区域直接下方和直接上方的作为导电层(金属层)的信号层、 电源层或者接地层将偏斜。这趋向于引起印刷布线板的导电层的平坦 性的变差和印刷布线板的特性的变化。
已经考虑到上述情况而作出了本发明，其第一目的是提供一种印 刷布线板，所述印刷布线板可以抑制热扩散以保持焊接的良好完成条 件，并且由此保证高的连接可靠性，并且还提供包括相同的印刷布线 板的电子设备，所述电子设备可以趋向于在印刷布线板中增加层数目 和无铅焊料的使用。
此外，本发明的第二目的是提供一种印刷布线板和包括相同印刷 布线板的电子设备，所述印刷布线板保证在实图案中的电流路径，并 且获得足够的电流容量。
此外，本发明的第三目的是提供一种印刷布线板和包括相同印刷 布线板的电子设备，所述印刷布线板可以保持信号布线的良好信号传 输性能，并且也可以提高信号布线密度。
此外，本发明的第四目的是提供一种印刷布线板和包括相同印刷 布线板的电子设备，所述印刷布线板可以保持在通孔附近的导电层的 平坦性。
为了解决所述问题，本发明的印刷布线板包括在其上安装的电 子元件；交替地层压的绝缘层和导电层；实区域，其具有大的热容量，所述实区域被形成在导电层的预定部分内；以及，热焊接区，其被形 成在由通孔穿透的实区域中，使得在通孔周围以网格形式或者矩阵形 式的分布图案设置非导体部分。
此外，本发明的印刷布线板可以被配置使得，形成信号布线以便 不与非导体区域重叠，信号布线沿着所述非导体部分的布置方向经由 绝缘层而与非导体部分相邻。
此外，本发明的印刷布线板的实区域可以是电源线或者接地线。
此外，本发明的印刷布线板的热焊接区可以被提供在实区域的通 孔周围，其中，经由绝缘层在实区域的至少一侧上形成信号布线；可
以沿着在同一平面上彼此相交的第一或/和第二方向形成信号布线；以 及沿着所述第一或/和第二方向布置非导体部分的至少一部分。
此外，本发明的印刷布线板的特征在于在通孔周围多重地提供 非导体区域，在非导体区域中，以大致矩形环形状来设置预定大小的 非导体部分，以及特征在于构成所述非导体区域的非导体部分的大小 被配置为沿着远离通孔中心进行的方向而彼此不同。
此外，本发明的印刷布线板可以被配置使得构成非导体区域的非 导体部分的大小沿着所述方向而变小。
此外，本发明的印刷布线板可以被配置使得沿着非导体部分的布 置方向经由绝缘层而接近非导体部分以及构成差动的信号传输线的一 对信号布线都被形成使得重叠非导体部分或者使得在非导体部分附近 重叠导体部分，以及使得沿着布线路径在大致同一区间通过非导体部 分或者导体部分。
本发明的印刷布线板的热焊接区可以被配置使得热焊接区被形成为在通孔处于引线端被插入在通孔中的情况下，当在电子元件中提 供的引线端与在通孔的一部分处的导电层进行焊接时抑制散热。
此外，本发明的印刷布线板可以被配置使得经由通孔连接作为 表面安装装置的电子元件内提供的连接端和导体层。
此外，本发明的电子设备包括本发明的印刷布线板。
根据本发明，形成热焊接区，使得在由实区域形成的导电层的通 孔周围以网格形式或者矩阵形式的分布图案来设置非导体部分。由此， 可以减少通孔的热容量，并且由此抑制从通孔所扩散的热。结果，根 据本发明，变得可以保持焊接的良好完成条件，并且由此保证高连接 可靠性以适应趋向于在印刷布线板中增加层数目和无铅焊料的使用。
此外，在所述热焊接区中，因为设置了通过去除导体而形成的多 个非导体部分，并且因为在非导体部分之间的导体区域用作电流路径， 所以变得可以保证电流路径，并且获得足够的电流容量。
此外，作为沿着非导体部分的布置方向来形成信号布线以便与在 非导体部分附近的导体部分重叠的结果，例如可以保持信号布线的良 好信号传输性能，并且改善信号布线密度。
此外，作为以网格形式或者矩阵形式设置多个非导体部分的结果， 变得可以在通孔附近保持导电层的平坦性。


图l是用于示出现有技术的多层印刷布线板的配置的截面图，并且 是用于说明现有技术的说明图2是用于示出在现有技术的多层印刷布线板的接地层内形成的 热焊接区的配置的截面图，并且是用于说明现有技术的说明图；图3是用于示出在同一多层印刷布线板内的电源层中形成的热焊 接区的配置的截面图，并且是用于说明现有技术的说明图4是用于示出在第一示例实施例的多层印刷布线板的接地层中 形成的热焊接区的截面图5是用于示出在同一多层印刷布线板的电源层中形成的热焊接 区的配置的截面图6是用于示出同一多层印刷布线板的配置的截面图7是用于示出第二示例实施例的多层印刷布线板的配置的截面
图8是用于示出第三示例实施例的多层印刷布线板的配置的截面图。
具体实施例方式
以下述方式来形成热焊接区在其中形成实区域的导电层的通孔 周围以网格形式或者矩阵形式的分布图案来布置非导体部分，这种配 置已经使得能够降低通孔的热容量，并且使得能够抑制从通孔扩散的 热，使得实现了第一目的，第一目的是保持焊接的良好完成条件，并 且由此保证用于处理在印刷布线板中增加层数目和使用无铅焊料的趋 势的高连接可靠性。
此外，在热焊接区中，通过去除导体而形成的多个非导体部分被 设置使得在非导体部分之间的导体区域用作电流路径，使得实现第二 目的，所述第二目的是保证电流路径，由此获得足够的电流容量。
此外，信号布线形成为与沿着非导体部分的布置方向在非导体部 分附近的导体部分重叠，以便实现第三目的，所述第三目的是例如保 持例如信号布线的良好信号传输性能以及改善信号布线密度。
此外，以网格形式或者矩阵形式来布置多个非导体部分，使得实 现第四目的，所述第四目的是保持在通孔附近的导电层的平坦性。[示范性实施例l]
图4是示出第一示范性实施例的多层印刷布线板的接地层中形成 的热焊接区的配置的截面图。图5是示出在同一多层印刷布线板的电源 层中形成的热焊接区的配置的截面图。图6是示出同一多层印刷布线板 的配置的截面图。
这个示例的多层印刷布线板l被安装在诸如计算机和通信设备的
电子设备内，并且具有多层结构，其中，多个导电层2和绝缘层3交替 地层压，如图6所示。此外，多层印刷布线板l包括多个通孔6a、 6b、...。 多个通孔6a、 6b从前表面向后表面穿透多个导电层2和绝缘层3，被插入 引线5a、 5b、…，用于焊接作为电子元件或者电子元件的通孔安装器件 (具有引线的被插入的部件)4。
通孔6a、 6b、…被插入通孔安装器件4的引线5a、 5b、...。然后， 通孔6a、 6b、…被填充有焊料7，并且其中插入引线5a、 5b、...。通孔 安装器件4的端连接到相应的导电层2，由此被安装到其上。
例如，通孔安装器件4的引线5a和5b分别被用作电源连接的接触和 用于接地连接的接触，以经由通孔6a、 6b连接到电源层9和接地层11。 此外，通孔6a、 6b、...的内壁中的每个被施加有金属电镀。
每个导电层2由信号层8、电源层9、接地层11或者表面层12构成。 在此，示出多层印刷布线板的示例，所多层印刷布线板具有10层结构， 所述10层结构由四个信号层8、 一个电源层9、三个接地层ll和两个表 面层12构成。
具体上，电源层9和接地层11被配置为实图案，其中，除了通孔6a、 6b和除了在通孔6a、 6b周围的要随后描述的非铜箔区域之外，在所述实 图案的整个表面上形成传导区域。此外，如图4和5所示，在电源层9和接地层ll的通孔6a、6b的边缘部分中形成用于在焊接期间抑制热扩散的 热焊接区13a和13b。
此外，在这个示例中，在每个信号层8中沿着x轴或/和y轴方向分 别形成预定宽度的信号布线。
在接地层ll中形成的热焊接区13b被配置使得以围绕如图4所示 的通孔6b的网格形式(栅格形式)沿着x轴和y轴方向以预定的间隔在 具有圆形形状的通孔6b周围设置具有正方形形状的非铜箔区域15b、 15b、...。此外， 一般，所述配置使得在热焊接区13b中，沿着x轴和y 轴方向以预定的间隔以网格形式(栅格形式)设置具有正方形形状的 非铜箔区域16b、 16b、...，以成双地围绕非铜箔区域15b、 15b、...。
艮P，在热焊接区13b中，通过以矩形环形状布置每个非铜箔区域15b (16b)而形成的非铜箔区域17b、 18b和19b被设置以三重地围绕通孔 6b。
艮P，热焊接区13b包括通过以矩形环形状布置每个非铜箔区域15b (16b)而形成的非铜箔区域17b、 18b和19b。因此，这些非铜箔区域 17b、 18b和19b被设置以便三重地围绕通孔6b。
在这个示例中，沿着x轴和y轴方向在四个方向上设置具有相对大 的面积的四个非铜箔区域15b (例如， 一侧的长度是通孔6b的直径的大 约1/2)，以便触及通孔6b的边缘部分。并且沿着对角方向，在远离通 孔6b的预定距离设置四个非铜箔区域15b，以形成非铜箔区域17b。艮P， 在通孔6b周围以矩形环形状来设置8个非铜箔区域15b。
此外，在由以矩形环形状设置的8个非铜箔区域15b构成的非铜箔 区域17b周围，以矩形环设置具有相对较小面积的16个非铜箔区域16b (例如， 一侧的长度是通孔6b的直径的大约1/3)。此外，在由以矩形环形状设置的16个非铜箔区域16b构成的非铜箔区域18b周围，以矩形
环形状来设置24个非铜箔区域16b以形成非铜箔区域19b。
通过铜箔的蚀刻而形成每个非铜箔区域15b、 16b，以提供热传导 和电的非传导区域。在通孔6b和对角设置的非铜箔区域15b之间、在非 铜箔区域15b和15b之间、在非铜箔区域15b和16b之间和在非铜箔区域 16b和16b之间的区域由铜箔区域构成，其中，剩余了用于传导热和电 的铜箔。
在此，以下项目根据例如在目标通孔6b周围的热容量和电流容量 的容限来设置每个非铜箔区域15b、 16b的大小和形状；非铜箔区域 15b、 16b的设置图案；用于在通孔6b周围形成非铜箔区域15b、 16b的 区域(范围)；在非铜箔区域15b和15b之间、在非铜箔区域16b和16b 之间以及在非铜箔区域15b和16b之间等的距离(即电流路径的宽度)。
在这个示例内，在经由绝缘层3的在接地层11直接上方和直接下方 形成的信号层8中沿着x轴和y轴方向以直线形成预定宽度的信号布线8e 和8f与信号布线8g和8h (由图4中的虚线来示出路径)。
在此，沿着x轴方向在同一平面上保持预定间隔、彼此平行地形成 信号布线8e和8f。
以信号布线8e的中线与下述两者之间的铜箔区域重叠的方式(即 以信号布线8e被覆盖有铜箔区域的方式)来设置信号布线8e:非铜箔区 域15b、在附图中的通孔6b之下沿着x轴方向设置的内周围侧和外周围 侧非铜箔区域16b;皿，在上述区域之下布置的内周围侧和外周围侧 非铜箔区域16b。以信号布线8f的中线与下述两者之间的铜箔区域重叠 的方式来设置信号布线8f:在附图中的通孔6b之下沿着x轴方向设置的 内周围侧和外周围侧非铜箔区域16b;皿，在上述区域之下布置的外 周围侧非铜箔区域16b。此外，沿着y轴在同一平面上保持预定距离、彼此平行地形成信号 布线8g和8h。
以信号布线8g的中线与下述两者之间的铜箔区域重叠的方式(即， 以信号布线8g被所述铜箔区域覆盖的方式)来设置信号布线8g:非铜 箔区域15b、在附图中的通孔6b左侧沿着y轴方向设置的内周围侧和外 周围侧非铜箔区域16b;皿，在上述区域左侧上布置的内周围侧和外 周围侧非铜箔区域16b。以信号布线8h的中线与下述两者之间的铜箔区 域重叠的方式来布置信号布线8h:在附图内的通孔6b左侧上沿着y轴方 向设置的内周围侧和外周围恻非铜箔区域16b;皿，在上述区域左侧 上布置的外周围侧非铜箔区域16b。
在电源层9中形成的热焊接区13a被配置使得具有正方形形状的 非铜箔区域15a、 15a、...以围绕通孔6a的网格形式(栅格形式)沿着x 轴和y轴方向以预定间隔被设置在具有环状的通孔6a周围，如图5所示。 此外，总体配置使得在热焊接区13a中，沿着x轴和y轴方向以预定的间 隔以网格形式(栅格形式)设置具有正方形形状的非铜箔区域16a、 16a、...，以成双地围绕非铜箔区域15a、 15a、...。
艮P，在热焊接区13a中，通过在矩形环形状中布置每个非铜箔区域 15a (16a)所形成的非铜箔区域17a、 18a和19a被设置为三重地围绕通 孔6a。
在这个示例内，沿着x轴和y轴方向在四个方向上设置具有相对大 面积的四个非铜箔区域15a (例如， 一侧的长度是通孔6a的直径的大约 1/2)，以便与通孔6a的边缘部分触及。以及沿着对角方向，以远离通 孔6a的预定距离来设置四个非铜箔区域15a，以形成非铜箔区域17a。即， 以围绕通孔6a的矩形环来设置8个非铜箔区域15a。此外，在由以矩形环形状设置的8个非铜箔区域15a构成的非铜箔 区域17a周围，以矩形环设置具有相对大面积的16个非铜箔区域16a(例 如， 一侧的长度是通孔6a的直径的大约1/3)。此外，在由以矩形环形 状设置的16个非铜箔区域16a构成的非铜箔区域18a周围，以矩形环设置 24个非铜箔区域16a以形成非铜箔区域19a。
通过蚀刻铜箔来形成每个非铜箔区域15a、 16a，以提供热和电的 非传导区域。在通孔6a和对角设置的非铜箔区域15a之间、在非铜箔区 域15a和15a之间、在非铜箔区域15a和16a之间以及在非铜箔区域16a和 16a之间的区域由铜箔区域构成，在所述铜箔区域中，留下用于传导热 和电的铜箔。
在此，以下项目根据例如围绕目标通孔6a的热容量和电流容量的 容限来设置每个非铜箔区域15a、 16a的尺寸和形状；非铜箔区域15a、 16a的设置图案；在通孔6a周围形成非铜箔区域15a、 16a的区域(范围)； 在非铜箔区域15a和15a之间、在非铜箔区域16a和16a之间以及在非铜箔 区域15a和16a之间等的距离(即电流路径的宽度)。
在这个示例中，在经由绝缘层3在电源层9直接上方和直接下方形 成的信号层8内沿着x轴和y轴方向以直线形成预定宽度的信号布线8a和 8d与信号布线8a和8d (由图5中的虚线示出路径)。
在此，沿着x轴方向在同一平面上保持预定间隔、彼此平行地形成 一对信号布线8a和8b，并且所述一对信号布线8a和8b被用作差动线。
以下述方式来设置信号布线8a:信号布线8a的中线通过在附图内 的通孔6a之下沿着x轴方向设置的内周围侧和外周围侧非铜箔区域16a 的中心。以下述方式来设置信号布线8b:信号布线8b的中线通过在以 矩形环形状设置的外周围侧非铜箔区域16a中的、在附图内的通孔6a之 下沿着x轴方向设置的非铜箔区域16a的中心。此外，在同一平面上沿着y轴方向保持预定间隔、平行地形成一对 信号布线8c和8d，并且所述一对信号布线8c和8d被用作差动线。
以下述方式来设置信号布线8c:信号布线8c的中线通过在附图中 的通孔6a左侧上沿着y轴方向设置的内周围侧和外周围侧非铜箔区域 16a的中心。以下述方式来设置信号布线8d:信号布线8d的中线通过在 以矩形形状设置的多个外周围侧非铜箔区域16a中的、在附图中的通孔 6a左侧上沿着y轴方向设置的非铜箔区域16a的中心。
接下来，参考附图4至6来描述上述配置的热焊接区的功能。
当执行焊接以向多层印刷布线板1上安装通孔安装器件4时，例如 从烙铁向焊料提供的热经由通孔6a、 6b、…被传导到每个导电层2，如 图6所示。在电源层9 (接地层ll)中，从每个通孔6a (6b)向从通孔6a (6b)看到的周围边缘部分扩散热。
在对应于通孔6a (6b)的热焊接区13a (13b)中，如图4和5所示， 从被填充有焊料的通孔6a (6b)传导的热从与通孔6a (6b)的边缘部分 接触的、在非铜箔区域15a、 15a(15b， 15b)之间的铜箔区域的内端边 缘上的任何点，传导通过在以矩形环形状设置的非铜箔区域15a、 15a (15b， 15b)之间的铜箔区域、在非铜箔区域15a、 16a (15b， 16b)之 间的铜箔区域以及在非铜箔区域16a、 16a(16b， 16b)之间的铜箔区域， 并且使从被填充有悍料的通孔6a(6b)传导的热旁路通过网格形式的路 径，并且由此向围绕热焊接区13a(13b)的实图案区域的热传导被延迟。 本发明使得能够当执行焊接时抑制在通孔6a(6b)附近的散热，因为内 周围侧的铜箔区域比外周围侧的铜箔区域更窄。
此外，例如，在通孔6a(6b)周围形成具有网格形式的铜箔区域。 即，当通孔安装器件4被安装在多层印刷布线板1上并且其后被用作被安装有多层印刷布线板l的电子设备时，本发明使得能够避免由于电流 路径以复杂的方式被分支而在特定窄部分中导致电流的局部集中。
此外，沿着非铜箔区域15b、 16b的布置方向(x轴或者y轴方向)， 保持预定间隔、分别以直线形成信号布线8e、 8f和信号布线8g、 8h。此 外，布置信号布线8e、 8f和信号布线8g、 8h被设置成与在非铜箔区域15b 和15b (15b和16b)之间的铜箔区域重叠(即以信号布线8e、 8f以及信 号布线8g、 8h被所述铜箔区域覆盖的方式)。作为其结果，信号布线 8e、 8f和信号布线8g、 8h的电流的返回路径被相对的接地层ll保证。
此外，每个形成差动信号传输线的信号布线8a、 8b和信号布线8c、 8d沿着非铜箔区域15a的布置方向(x轴或者y轴方向)形成为保持预定 间隔的直线，所述直线通过非铜箔区域15a。此外，因为信号布线8a、 8b和信号布线8c、 8d具有与相对的电源层9相同的非铜箔区域/铜箔区域 的图案配置， 一对信号布线之间的电特性没有差别产生。
因而，按照这个示例的配置，在用于将通孔安装器件4安装到多层 印刷布线板l的焊接期间从通孔6a (6b)传导的热将不沿着径向传导， 但是被使得绕过在非铜箔区域15a、 15a(15b， 15b)之间、在非铜箔区 域16a、 16a (16b， 16b)之间以及在非铜箔区域15a、 16a (15b， 16b) 之间的网格形式的铜箔区域，并且由此向热焊接区13a(13b)周围的实 图案区域的热传输被延迟。这将使得可以减少通孔6a (6b)的热容量， 并且抑制从通孔6a (6b)的散扩散。
以这种方式，在焊接期间在通孔6a (6b)周围的热容量由在电源 层9 (接地层ll)的实图案中形成的热焊接区13a (13b)充分地降低。 因此，热更可能被传导到通孔6a (6b)，使得充分地加热通孔6a (6b)， 由此允许在通孔6a(6b)内的温度上升到足够高以允许焊接的水平。作 为其结果，软焊料将在通孔6a (6b)内被令人满意地拉起。因而，本发明使得能够抑制热扩散以保持焊接的良好完成条件， 并且保证高连接可靠性，由此趋向于在印刷布线板中增加层数目以及 无铅焊料的使用。
此外，在通孔6a (6b)周围形成网格形式的铜箔区域。S卩，本发 明提供了一种以复杂方式分支的电流路径，由此保证电流路径可以避 免在特定的窄部分中的电流的局部集中，因而在提供相对低的电阻的 同时获得整体上足够的电流容量。因此，本发明使得能够防止诸如异 常温度上升、电压降落等的故障。
此外，沿着非铜箔区域15b、 16b的布置方向(x轴或者y轴方向)， 保持预定间隔、分别以直线形成信号布线8e、 8f和信号布线8g、 8h。此 夕卜，布置信号布线8e、 8f和信号布线8g、 8h被设置成与在非铜箔区域15b 和15b (15b和16b)之间的铜箔区域重叠(即，以信号布线8e、 8f和信 号布线8g、 8h被铜箔区域覆盖的方式)。作为其结果，信号布线8e、 8f 和信号布线8g、 8h的电流的返回路径通过相对的接地层ll来保证，因 而保持良好的信号传输性能。因为本发明消除了形成旁路路径以避免 非铜箔区域的需要，因此其可以保证在相邻的信号线之间的足够的间 隙，以及提高信号布线密度。
此外，分别形成差动信号传输线的信号布线8a、 8b和信号布线8c、 8d沿着非铜箔区域15a的布置方向(x轴或者y轴方向)、保持预定间隔 被形成为直线以便通过非铜箔区域15a。此外，信号布线8a、 8b和信号 布线8c、 8d具有与相对的电源层9相同的非铜箔区域/铜箔区域的图案配 置。因此，本发明使得能够获得良好的信号传输性能，而在一对信号 布线之间的电特性上不产生任何差别。
艮口，信号布线8a、 8b所通过的非铜箔区域15a、 15a和信号布线8c、 8d所通过的非铜箔区域15a、 15a分别具有相同的布置图案(相同的布置 方向和相同的间距)和相同的尺寸和形状。这表示信号布线8a和信号布线8b具有相同的布线条件，并且信号布线8c和信号布线8d也具有相同的
布线条件。
此外，因为本发明消除了形成旁路路径以避免非铜箔区域的需要， 所以在信号布线之间的布线长度上不产生差别，并且也不产生噪声。 这使得能够即使在通孔附近以高密度形成信号布线。
因而，本发明具有信号布线图案，所述信号布线图案是以在通孔 附近形成的信号布线适于具有网格形式的非铜箔区域的布置图案的方 式形成，其中，信号布线经由绝缘层而位于与电源层或者以实图案形
成的接地层相对的信号层中。因此，本发明使得能够保持信号布线的 良好信号传输性能，并且提高信号布线密度。
此外，本发明被配置使得沿着x轴和y轴方向以预定的间隔以网格 形式(栅格形式)设置相对于现有技术具有更小面积的非铜箔区域15a、 16a(15b， 16b)。即，以规则的方式来设置非铜箔区域15a、 16a(15b， 16b)。这使得能够防止经由绝缘层的在其中形成非铜箔区域15a、 16a (15b， 16b)的部分直接下方或者直接上方的作为导电层(金属层) 的信号层、电源层和接地层的偏斜(在非铜箔区域中的塌陷)，由此 保持在通孔附近的导电层的平坦性。作为结果，本发明使得能够抑制 电特性的变化。
此外，当非铜箔区域的布置图案被预先限定时，相对的信号层的 布线图案的设计将变得容易。
此外，本发明的配置可以有助于改善其中安装了多层印刷布线板l 的、诸如计算机和通信装置的电子设备的可靠性。
图7是示出第二示范性实施例的多层印刷布线板的配置的截面图。与上述的第一示范性实施例不同的本示范性实施例的特征是其被 应用到取代通孔安装器件的表面安装器件(SMD)的安装。
因为除了上述之外的配置与上述的第一示范性实施例的配置大致 相同，所以在图7中，通过使用与在图6中所使用的相同附图标记来指 示与第一示范性实施例的部件相同的部件，并且将简略其说明。
本示范性实施例的多层印刷布线板1A被安装在诸如计算机和通信
装置的电子设备中，并且具有多层结构，在所述多层结构中，多个导
电层21和绝缘层22被交替地层压，如图7所示。此外，多层印刷布线板 1A包括多个通孔25a、 25b、...。从多层印刷布线板1A的前表面向后表 面穿透多个导电层21和绝缘层22的多个通孔25a、 25b、...用于将作为电 子元件或者作为电子元件的表面安装器件23的连接端24连接到作为内 层的导电层21。
表面安装器件23被附着到多层印刷布线板1A，并且连接端24经由 通孔25a、 25b、…而连接到相应的导电层21。
注意，通孔25a、 25b的内壁被施加有金属电镀。在多层印刷布线 板1A的表面上形成焊料焊盘26。使用对应于焊料焊盘26的连接端24来 形成表面安装器件23。作为表面安装器件23的连接端24经由焊料7而物 理地和电气地连接到焊料焊盘26的结果，表面安装器件23被附着到多 层印刷布线板1A。
例如，通孔25a连接到电源层28以及相应的焊料焊盘26。此外，通 孔25b连接到接地层29以及相应的焊料焊盘26。
每个导电层21由信号层27、电源层28、接地层29或者包括焊料焊 盘26的表面层31构成。在本示范性实施例内，示出多层印刷布线板的一个示例，其具有10层结构，所述10层结构由四个信号层27、 一个电
源层28、三个接地层29和两个表面层31构成。
具体地，电源层28和接地层29中的每个被配置成具有实图案，其 中，在除了通孔25a、 25b、…和除了在通孔25a、 25b周围以网格形式的 非铜箔区域之外的整个表面上形成传导区域。此外，在电源层28和接 地层29中在通孔25a、 25b、...的边缘部分中形成用于在焊接期间抑制散 扩散的热焊接区32a、 32b、...。
本示范性实施例的热焊接区32a、 32b、...具有与上述的第一示范 性实施例的热焊接区13a、 13b、...的配置大致相同的配置。
在电源层28和接地层29的通孔25a、 25b、...周围形成用于抑制热 扩散的热焊接区32a、 32b、…。结果，当执行焊接以将表面安装器件23 安装到多层印刷布线板1A上时，通过焊料焊盘26、通孔25a (25b)和 通过电源层28 (接地层29)的热传导被抑制，使得将用作表面层31的 焊料焊盘26周围的热容量控制得足够小。因此，焊料7被充分地加热成 熔化的，使得可以执行满意的焊接。
此外，在通孔32a (32b)周围形成网格形式的铜箔区域。g卩，当 在将表面安装器件23安装到多层印刷布线板1A上后使用安装有多层印 刷布线板1A的电子设备时，本发明使得能够避免因为电流路径以复杂 的方式分支而在特定的窄部分中导致电流的局部集中。因而，因为在 电阻相对低的同时可以获得整体上足够的电流容量，所以本发明使得 能够防止诸如异常温度上升和电压降落等的故障。
按照本示范性实施例的配置，可以实现与上述的第一示范性实施 例的效果大致相同的效果。图8是示出第三示范性实施例的多层印刷布线板的配置的截面图。 与第二示范性实施例显著不同的本示范性实施例的特征是多层印
刷布线板1A被配置为装配基板(built-up substrate)。
因为除了上述之外的配置与上述的第二示范性实施例的配置大致 相同，所以在图8中，通过使用与在图7中所使用的相同的附图标记来 指定与第二示范性实施例的部件相同的部件，并且将简略其说明。
本示范性实施例的多层印刷布线板1B被安装在诸如计算机和通信 装置的电子设备内。如图8所示，多层印刷布线板1B由核心层43和装配 基板构成。核心层43是多层结构，其中，交替地层压多个导电层41和 绝缘层42。装配基板包括装配层44和45。此外，多层印刷布线板1B包 括通孔48a和通孔48b。通孔48a从核心层43的前表面向后表面穿透多个 导电层41和绝缘层42。通孔48b从装配层44的前表面向装配层45的后表 面穿透核心层43和装配层44和45。通孔48a和通孔48b都使得表面安装器 件46的连接端47与作为内层的导电层41连接。
注意，通孔48a和48b的内壁被施加有金属电镀。焊料焊盘49被形 成在多层印刷布线板1B的表面上。使用对应于焊料焊盘49的连接端47 来形成表面安装器件46。作为表面安装器件46的连接端47经由焊料7而 连接到焊料焊盘49的结果，表面安装器件46被附着到多层印刷布线板 1B。此外，预定连接端47经由在装配层44中形成的通路孔51和通孔48a 来连接到预定导电层41。
例如，通孔48a经由通路孔51而连接到电源层53以及相应的焊料焊 盘49。此外，通孔48b连接到接地层54以及相应的焊料焊盘49。
每个导电层41由信号层52、电源层53、接地层54或包括焊料焊盘 49的表面层55构成。具体地，电源层53和接地层54中的每个被配置成具有实图案，其中，在除了通孔48a和48b和除了在通孔48a和48b周围形 成的网格形式的非铜箔区域之外的整个表面上形成传导区域。此外， 在电源层53和接地层54中在通孔48a和48b的边缘部分处形成用于在焊 接期间抑制热扩散的热焊接区56a和56b。
本示范性实施例的热焊接区56a和56b具有与上述的第二示范性实 施例的热焊接区32a、 32b、...的配置大致相同的配置。
在电源层53 (接地层54)的通孔48a (48b)周围形成用于抑制热 扩散的热焊接区56a (56b)。结果，当执行焊接以将表面安装器件46 安装到多层印刷布线板1B时，通过焊料焊盘49、通路孔51、通孔48a和 电源层53 (焊料焊盘49、通孔48b和接地层54)的热传导被抑制，使得 作为表面层55的焊料焊盘49周围的热容量被控制得足够小。因此，焊 料7被充分地加热成熔化的，使得可以执行满意的焊接。
此外，在通孔48a (48b)周围形成网格形式的铜箔区域。即，当 在将表面安装器件46安装到多层印刷布线板1B上之后使用被安装有多 层印刷布线板1B的电子设备时，本发明使得能够避免因为电流路径以 复杂方式来分支而在特定窄部分中导致电流的局部集中。因而，因为 在电阻相对低的同时可以获得总体上足够的电流容量，所以本发明使 得能够防止诸如异常温度上升和电压降落等的故障。
按照本示范性实施例的配置，可以实现与上述的第二示范性实施 例的效果大致相同的效果。
迄今，已经参考附图详细说明了示范性实施例，但是具体配置不 限于所述示范性实施例，并且不脱离本发明的精神的设计等的改变将 被包括在本发明内。
例如，虽然在上述的示范性实施例中已经说明了非铜箔区域的形状是正方形的情况，但是形状不限于正方形，而是可以是圆形、椭圆 形、多边形或者未限定的形状。此外，也可以根据形成层的布线图案 和其他通孔的布置图案来使用不对称的形状。
此外，虽然在上述的示范性实施例中已经说明了三重地设置环形 非铜箔区域的情况，但是这样的区域可以被四重地设置，或者单个地 或者成双地被设置。此外，虽然在上述的示范性实施例中己经说明了 以两个步骤来改变构成多个非铜箔区域的非铜箔区域的大小，但是所 述改变可以以三个或者更多的步骤，或者所述大小可以是统一的。
此外，非铜箔区域的布置方向可以不是正交的，但是可以是偏斜 的。此外，网格结构不限于栅格形式，而是可以是三角形网格。
此外，可以在电源层和接地层中的所有通孔周围不形成其中以网 格形式设置本发明的非铜箔区域的热焊接区，并且例如，可以在其附 近没有形成要保护的信号布线的部分中形成现有技术配置的热焊接 区。
此外，本发明可以被应用到下述情况其中，除了铜箔之外，例 如，银箔和铝箔被用作金属箔。
此外，本发明可以被应用到下述情况通过蚀刻粘附到绝缘层的 金属箔的方法以及通过电镀的方法来形成导电层。
此外，本发明可以被应用到下述情况其中，使用用于形成绝缘 层的方法，所述绝缘层具有平板形状、薄膜形状或者隔膜形状，其由 作为在层之间(在导电层之间)的绝缘层的例如环氧树脂和聚酰亚胺 树脂等构成。
本发明也可以被应用到下述情况其中电源布线、接地布线和信号布线被混合的导电层被形成在与在印刷布线板中的导电层同一的平 面中。
本申请要求基于在2006年8月2日提交的日本专利申请No. 2006-211450的优先权，其通过引用结合于此。
权利要求
1. 一种印刷布线板，包括电子元件，安装在所述印刷布线板上；交替地层压的绝缘层和导电层；实区域，具有高的热容量，所述实区域被形成在所述导电层的预定部分中；以及热焊接区，形成在由通孔穿透的所述实区域中，使得在所述通孔周围以网格形式或矩阵形式的分布图案来设置非导体部分。
2. 根据权利要求l的印刷布线板，其中信号布线被形成为与所述非导体部分不重叠，所述信号布线沿着 所述非导体部分的布置方向经由所述绝缘层而与所述非导体部分相 邻。
3. 根据权利要求l的印刷布线板，其中 所述实区域是电源线或者接地线。
4. 根据权利要求2的印刷布线板，其中所述热焊接区被提供在所述实区域的所述通孔周围，经由所述绝 缘层在所述实区域的至少一侧上形成所述信号布线；沿着在相同平面 上彼此相交的第一或/和第二方向来形成所述信号布线；以及沿着所述 第一或/和第二方向来布置所述非导体部分的至少一部分。
5. 根据权利要求l的印刷布线板，其中在所述通孔周围多重地提供非导体区域，在所述非导体区域中， 以基本矩形环形状来设置预定大小的所述非导体部分，并且其中，构成所述非导体区域的所述非导体部分的大小被配置为沿着远离所述通 孔中心行进的方向而彼此不同。
6. 根据权利要求5的印刷布线板，其中构成所述非导体区域的所述非导体部分的大小被配置为沿着所述 方向而变小。
7. 根据权利要求l的印刷布线板，其中，形成一对信号布线使其与所述非导体部分重叠或者使其与所述非导体部分附近的导体部分重 叠，并且使其沿着布线路径在基本相同的区间中通过所述非导体部分或者所述导体部分，所述一对信号布线沿着所述非导体部分的布置方 向经由所述绝缘层而与所述非导体部分相邻并且构成差动信号传输 线。
8. 根据权利要求l的印刷布线板，其中，所述热焊接区被形成为 当引线端被插入在所述通孔中的情况下，在所述电子元件中提供的所 述引线端与在所述通孔的一部分处的所述导电层进行焊接时抑制散 热。
9. 根据权利要求l的印刷布线板，其中，经由所述通孔连接所述 导电层和在作为表面安装器件的所述电子元件中提供的连接端。
10. —种电子设备，包括根据权利要求1至9的任何一项所述的 印刷布线板。
全文摘要
在焊接时，通过在绕过在非铜箔区域之间的网格状铜箔区域的同时被延迟，从通孔(6b)传输的热被传导到在热焊接区(13b)周围的实图案区域。分别沿着非铜箔区域(15b，16b)的布置方向、保持它们之间的预定间隔来形成信号布线(8e，8f)和信号布线(8g，8)，并且所述信号布线(8e，8f)和信号布线(8g，8)被布置成与铜箔区域重叠，因而保证通过相对的接地层(11)的电流返回路由。
文档编号H05K1/02GK101513144SQ20078003265
公开日2009年8月19日 申请日期2007年7月30日 优先权日2006年8月2日
发明者石田尚志 申请人:日本电气株式会社