專利名稱：基板結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在高溫環(huán)境下制成的可裝配基板結(jié)構(gòu)。例如，本發(fā)明涉及一種能夠被安裝在交通工具中的變速箱外殼內(nèi)的基板結(jié)構(gòu)。
圖3是表示普通基板結(jié)構(gòu)100的示意圖。
如圖3所示，通常所用的一般基板結(jié)構(gòu)100包括形成電路的圖樣140。圖樣140是通過蝕刻等過程形成于基板110表面上的?；?10由環(huán)氧玻璃鋼板等材料制成，并被制成多層。通過支架150按照?qǐng)D樣140安裝裝配部件120。給出一種安裝裝配部件120的安裝方法，將焊接劑涂敷在擬安裝裝配部件120的圖樣140上的一部分上。然后，將裝配部件120安裝于其上，并使基板110經(jīng)受回流爐等高溫環(huán)境，從而使焊接劑等熔化。
進(jìn)而，在將裝配部件120安裝于基板110的兩個(gè)表面上時(shí)，設(shè)在基板110上的通孔130從基板110的上面穿透至其底面。然后通過給通孔130的內(nèi)部表面附上銅，形成導(dǎo)電部分160，從而導(dǎo)通設(shè)在基板110上下兩面的圖樣140。
然而，要在通常環(huán)境下安裝這種基板結(jié)構(gòu)的前提下穩(wěn)定地形成上述基板結(jié)構(gòu)。比如，一般地說，甚至是在使這種基板結(jié)構(gòu)在周圍溫度從-30℃到80℃條件下經(jīng)受3000次受熱循環(huán)的情況下，或者在周圍溫度為105℃的環(huán)境下耐受1000小時(shí)的情況下形成這種基板結(jié)構(gòu)的。
因此，當(dāng)偏離有如上述那樣設(shè)定的環(huán)境范圍安裝這種基板結(jié)構(gòu)時(shí)，比如在周圍溫度超過所設(shè)定的環(huán)境下，如車內(nèi)變速箱的外殼(周圍溫度約為120℃)中，安裝這種基板結(jié)構(gòu)，就會(huì)出現(xiàn)以下問題。
按照普通的基板結(jié)構(gòu)，基板表面上圖樣的布置是復(fù)雜的。因此，就可能因結(jié)露的濃集等而發(fā)生電路短路。設(shè)置保護(hù)膜，以覆蓋所述圖樣或焊點(diǎn)，防止這種可能。但這種保護(hù)膜不能經(jīng)受上述高溫環(huán)境，因而發(fā)生破裂。此外，所引起的問題在于，當(dāng)保護(hù)膜發(fā)生破裂時(shí)，還會(huì)引起被該膜所覆蓋的所述圖樣及焊點(diǎn)的破裂。
另外，由環(huán)氧玻璃鋼板材料制成的基板沿水平方向(基板的長(zhǎng)度方向)的熱線脹系數(shù)達(dá)14ppm，沿豎直方向(基板的厚度方向)的熱線脹系數(shù)達(dá)50ppm之高。因此，當(dāng)把裸芯片安裝在這種基板的表面上時(shí)，所引起的問題是，在裸芯片的電極與基板之間的連接部分會(huì)因水平方向的熱應(yīng)力而破裂。此外，在基板內(nèi)設(shè)有通孔的情況下，會(huì)因沿豎直方向的熱應(yīng)力而在通孔內(nèi)部表面上的導(dǎo)電部分處引起破裂。
再有，環(huán)氧玻璃鋼板材料本身的耐溫上限在120-130℃范圍內(nèi)，相應(yīng)引發(fā)的問題是基板本身在等于或高于120℃的高溫環(huán)境下會(huì)軟化。
此外，對(duì)于耐受高溫環(huán)境的基板結(jié)構(gòu)，通常是設(shè)想一種不用環(huán)氧玻璃鋼板材料，而使用有極好的高溫下耐熱性及線脹系數(shù)低的陶瓷材料制作的方法。按照這種方法，基板自身的線脹系數(shù)較低?？梢酝ㄟ^燒結(jié)過程在基板表面上形成圖樣。于是，就不會(huì)出現(xiàn)上述環(huán)氧玻璃鋼板材料情況下的問題，而且即使在高溫環(huán)境下，也能安裝這種基板。
然而，按照采用陶瓷的基板結(jié)構(gòu)，與通常采用環(huán)氧玻璃鋼板材料的基板結(jié)構(gòu)相比，存在的問題是使成本顯著提高。
按照本發(fā)明，提供一種基板結(jié)構(gòu)，它包括第一基板；被置于第一基板上的第二基板，第二基板具有第一電路圖樣；被置于第二基板上的第三基板，第三基板上裝有電極部件；設(shè)在第三基板上的部件墊片，用以與電極部件對(duì)應(yīng)；安置在第三基板上的導(dǎo)電元件，它正好在所述部件墊片下面，所述導(dǎo)電元件與部件墊片及第二基板的電路圖樣電連接。
在這種基板結(jié)構(gòu)中，第三基板可以具有正好在所述部件墊片下面形成的孔；導(dǎo)電焊劑可以形成導(dǎo)電元件；可將導(dǎo)電焊劑填入所述孔中，以使所述部件墊片與第二基板上的電路圖樣電連接。
在這種基板結(jié)構(gòu)中，第一至第三基板可由樹脂材料組成。
在這種基板中，可在第一和第二基板之間及第二和第三基板之間形成所有電路圖樣。
在這種基板中，第二基板可以包括被置于第一基板上的第四基板；被置于第四基板上的第五基板；被置于第五基板上的第六基板。
在這種結(jié)構(gòu)中，可使第三基板置于第六基板上。
在這種結(jié)構(gòu)中，可在第三與第六基板之間形成第二電路圖樣，并與電池電連接。
可在第一與第四基板之間形成第三電路圖樣，并使其接地。


圖1是表示本發(fā)明第一實(shí)施例基板結(jié)構(gòu)1的示意圖。
本發(fā)明第一實(shí)施例的基板結(jié)構(gòu)1表示安裝在車內(nèi)變速箱外殼內(nèi)部的控制基板的基板結(jié)構(gòu)，用以控制變速箱。
通過由樹脂材料構(gòu)造多層板形件而形成基板10，所述樹脂具有較高的抗熱性，比如芳族聚酰胺材料。按照這種形成基板10的方法，通過在所述由芳族聚酰胺材料組成的板形件表面上形成電路圖樣并疊置其它板形件，使所形成的圖樣被夾于其間，而制成所述基板。另外，關(guān)于各板形件的結(jié)合，通過加熱，熔融各板形件結(jié)合部分的表面而實(shí)現(xiàn)這種結(jié)合。不過，也不限于這種結(jié)合方法，而可以通過各種方法，比如使用粘合劑實(shí)現(xiàn)所述結(jié)合。
給基板10的表面形成導(dǎo)電的部件墊片40和裝配部件20，構(gòu)成表面安裝部分，使裝配部件20安裝于部件墊片40上，從而安裝在基板10的表面上。作為安裝裝配部件20的方法，給出一種安裝該部件的方法，即通過在裝配部件20所要裝配的部分涂敷焊接劑，將裝配部件20裝配于基板上，之后即使再使基板10置于高溫環(huán)境下，比如回流爐，而熔化焊接劑，或者涂敷導(dǎo)電的焊接劑，并固化該焊接劑，從而裝配該裝配部件20。
在部件墊片40的底部，也即在基板10的內(nèi)部，設(shè)置通孔30，用于使所述部件墊片40與在由多層組成之基板10的內(nèi)層處所形成的電路圖樣連接。另外，還設(shè)置通孔30，用于連接在不同的內(nèi)層中層形成的電路圖樣。另外，以填充焊接劑的方式，在通孔30內(nèi)部形成導(dǎo)電部件60，從而插入該通孔30中，并因此而構(gòu)成沿豎直方向(基板的厚度方向)熱應(yīng)力強(qiáng)的形狀。
此外，通孔30不像一個(gè)透孔那樣與基板10貫穿上下表面，但基本上被提供成用于連接基板10內(nèi)相鄰的各層，因而沿豎直方向(基板的厚度方向)的距離變得比一個(gè)透孔的距離短。
再有，由于構(gòu)成把焊接劑填入到通孔30內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，并因此可在通孔30的正上方形成部件墊片40。因此，與在部件墊片40不同的部分形成通孔30的情況相比，可使裝配效率顯著提高。
此外，按照本實(shí)施例的基板結(jié)構(gòu)1，所有電路圖樣都形成在基板10的內(nèi)部，基板10的表面只設(shè)有部件墊片40，用于安裝裝配部件20，因而可使基板10的表面部分處形成的部件墊片40的布置簡(jiǎn)化到消除了因結(jié)露的濃集等而使各電路短路的可能性。因此，可以免去覆蓋部件墊片40等的保護(hù)膜，相應(yīng)地，就可避免保護(hù)膜在高溫環(huán)境下的破裂。
圖2是表示本發(fā)明第一實(shí)施例基板的截面細(xì)節(jié)的示意圖。
圖2所示的基板結(jié)構(gòu)1表示出有6層情況的基板10的截面。
在基板10設(shè)置的各層中間，暴露于基板上下兩面每一個(gè)表面的表面層11構(gòu)成一種結(jié)構(gòu)，其中只形成部件墊片40，并且部件墊片40不從各表面露出，裝配部件20即用支架50安裝于所述表面上。另外，基板內(nèi)部鄰近表面層11的各層是電源層12和接地層14，電源層12與電源相連，接地層14則接地。夾在電源層12和接地層14之間的其它各層是電路層13，它們是用于與安裝在具有電源層12及接地層14的基板10的表面上的各裝配部件20任意連接的層，并且形成各個(gè)電路圖樣。另外，通過各通孔30使基板10的每一層之間的間隔電連接。
通過按這種方式由電源層12和接地層14夾置基板10中的各電路層13，可以由電源層12和接地層14切斷從外部到電路層13混合的噪聲。
接下去將描述用芳族聚酰胺材料形成基板10所產(chǎn)生的效果。
基板10中所用芳族聚酰胺材料的耐高溫落在170-180℃的范圍，相應(yīng)地，即使在變速箱外殼內(nèi)部(周圍溫度約120℃)，芳族聚酰胺材料也不會(huì)軟化。
由芳族聚酰胺材料形成基板10，通過加熱基板10所得沿水平方向(基板的縱長(zhǎng)方向)的線脹系數(shù)成為大約8ppm，因此，沿水平方向的熱應(yīng)力變得明顯低于由環(huán)氧玻璃鋼板材料制成的基板產(chǎn)生的熱應(yīng)力。另外，由于沿水平方向的熱應(yīng)力減小，所以可將在芯片外部具有電極的裸芯片25作為裝配部件20安裝到基板10上。
再有，從其強(qiáng)度看，芳族聚酰胺材料遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過環(huán)氧玻璃鋼板材料，因此，在用環(huán)氧玻璃鋼板材料制成基板10的情況下，比如，當(dāng)基板10需要1.6mm的厚度時(shí)，在芳族聚酰胺材料的情況下，這一厚度可以限制在0.6-0.8mm。
此外，芳族聚酰胺材料給出低介電常數(shù)的特性，于是，對(duì)于基板10使用芳族聚酰胺材料，可以得到吸收基板10的各層中間所產(chǎn)生之噪聲的效果。
按照上述本發(fā)明第一實(shí)施例中的基板結(jié)構(gòu)1，實(shí)驗(yàn)證實(shí)，即使這種基板結(jié)構(gòu)1在-40℃至125℃之間的周圍溫度下經(jīng)受3000次熱循環(huán)，或者即使在周圍溫度為130℃的環(huán)境下經(jīng)歷2000小時(shí)，它都能正常起作用。
因此，即使在有如車內(nèi)變速箱外殼中(周圍溫度約120℃)那樣的高溫環(huán)境下，本發(fā)明第一實(shí)施例的基板結(jié)構(gòu)1仍被認(rèn)為正常起作用。
另外，雖然按照本實(shí)施例，已經(jīng)對(duì)假設(shè)將基板結(jié)構(gòu)1安裝于車內(nèi)變速箱外殼中的情況給出描述，當(dāng)然，基板結(jié)構(gòu)1可用于高溫環(huán)境，并且即使在周圍環(huán)境并不處于高溫環(huán)境的情況下，也能應(yīng)用。
此外，雖然按照本實(shí)施例，使用芳族聚酰胺材料作為基板10的材料，但作為所述材料，可以使用任何材料，只要是在安裝該基板的溫度環(huán)境下具有較高的耐熱特性的材料。
再有，雖然按照本實(shí)施例，對(duì)所述基板10包含6層的情況給以描述，但本發(fā)明不限于此。
進(jìn)而，雖然按照本實(shí)施例，為了沿通孔30的豎直方向提供對(duì)熱應(yīng)力的耐受特性，將焊接劑填充在通孔30的內(nèi)部，另外，將通孔30設(shè)置成使相鄰各層互相連接，并用芳族聚酰胺材料作為基板10的材料，于是本發(fā)明無需將所有這些都考慮進(jìn)去，而是在通過至少實(shí)現(xiàn)這些內(nèi)容當(dāng)中之一時(shí)，在安裝這種基板的溫度環(huán)境下，達(dá)到沿所述豎直方向?qū)釕?yīng)力的足夠耐受特性，也即可以構(gòu)成只考慮這些內(nèi)容之一的結(jié)構(gòu)。
正如上面所說明的那樣，按照本發(fā)明的基板結(jié)構(gòu)，構(gòu)成一種結(jié)構(gòu)，其中由具有較高耐受溫度特性的樹脂材料等形成所述基板，而可以不必在基板的表面上提供保護(hù)膜，構(gòu)成耐受沿基板的豎直方向(基板的厚度方向)熱應(yīng)力的結(jié)構(gòu)，因此，可以較低的成本提供在高溫環(huán)境下安裝這種基板結(jié)構(gòu)的能力。
權(quán)利要求
1.一種基板結(jié)構(gòu)，它包括第一基板；被置于第一基板上的第二基板，第二基板具有第一電路圖樣；被置于第二基板上的第三基板，第三基板上裝有電極部件；設(shè)在第三基板上的部件墊片，用以與電極部件對(duì)應(yīng)；安置在第三基板上的導(dǎo)電元件，它正好在所述部件墊片下面，所述導(dǎo)電元件與部件墊片及第二基板的電路圖樣電連接。
2.如權(quán)利要求1所述的基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第三基板具有正好在所述部件墊片下面形成的孔；導(dǎo)電焊劑形成導(dǎo)電元件；將導(dǎo)電焊劑填入所述孔中，使所述部件墊片與第二基板上的電路圖樣電連接。
3.如權(quán)利要求1所述的基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述第一至第三基板可由樹脂材料組成。
4.如權(quán)利要求1所述的基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，在所述第一和第二基板之間及第二和第三基板之間形成所有電路圖樣。
5.如權(quán)利要求1所述的基板結(jié)構(gòu)，其特征在于，第二基板可以包括被置于第一基板上的第四基板；被置于第四基板上的第五基板；被置于第五基板上的第六基板；其中使第三基板置于第六基板上；第三與第六基板之間形成第二電路圖樣，并與電池電連接；第一與第四基板之間形成第三電路圖樣，并使其接地。
全文摘要
一種基板結(jié)構(gòu)10包括多層,在每層的表面處安裝有裝配部件20?；?0上設(shè)置部件墊片40,與裝配部件20的電極相應(yīng)。在基板內(nèi)部的一層處設(shè)置電路圖樣,導(dǎo)電部件60用于使部件墊片40與正好在該部件墊片40下面的電路圖樣電連接。
文檔編號(hào)H05K3/46GK1356862SQ0113970
公開日2002年7月3日 申請(qǐng)日期2001年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2000年11月27日
發(fā)明者貝野秀昭, 渡邊弘道, 杉浦慎一, 木村修治, 森茂 申請(qǐng)人:富士通天株式會(huì)社