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CN1939102A - 具有热色涂层的载体基片 - Google Patents

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CN1939102A CNA2005800101209A CN200580010120A CN1939102A CN 1939102 A CN1939102 A CN 1939102A CN A2005800101209 A CNA2005800101209 A CN A2005800101209A CN 200580010120 A CN200580010120 A CN 200580010120A CN 1939102 A CN1939102 A CN 1939102A
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Abstract

描述具有热色材料(100)的载体基片的多个实施例。在本发明的一个实施例中，载体基片(100)具有可见表面，而热色材料设置在载体基片附近。当达到热色材料的激活温度时，热色材料产生可见表面的视觉变化。

Description

具有热色涂层的载体基片
技术领域
本发明的实施例涉及半导体处理和集成电路制造领域。
背景
电子制造商使用印刷基片在电气上连接集成电路(IC)及其他电器部件，诸如电容和电阻。IC是由通过导电接线链接在一起的电子部件制成的，以便形成一个或多个功能电路。基片是相对平坦的和刚性的结构，为IC封装中的管芯提供机械支持，传送往来于IC的信号，而且也可以传递IC运行过程中产生的热。IC封装可以应用于电路板组合件，电路板组合件包括互联的IC封装系统，以便形成电子装置，诸如计算机或蜂窝电话。
印刷电路板(PCB)是一种类型的印刷基片，一般包括若干电气层和非电气层。例如，电气层可以包括用作附在PCB上的部件之间的路径选择网的铜迹线和用作到电源和地的接线的各层。玻璃纤维或环氧树脂介质材料用来分隔每一层。
称作阻焊掩膜的涂层设置在PCB的顶部和/或底部上，以防止焊接剂在所述板上自由流动，而且一般呈绿色。PCB还包括用于文档编制的丝网层。例如，参考符号及其他正文利用类似于印刷衬衣用的过程印刷在PCB的顶部和/或底部。
诸如PCB的载体基片的一个问题是不容易检测出板上的热差。PCB特定区域上的热差图案可以提供有用的诊断信息。当前方法要用离线设备或设置在PCB表面两端的热传感器进行检定。
附图的简短说明
附图中以举例方式而不是限制的方式图解说明本发明的实施例，附图中：
图1图解说明具有热色材料层的载体基片的一个实施例的剖面侧视图。
图2A-2B图解说明把载体基片的可见表面从第一可见状态变化到第二可见状态的进行过程的一个实施例。
图3A-3B图解说明把载体基片可见表面从第一可见状态变化到第二可见状态的进行过程的另一个实施例；
图4图解说明具有热色材料层的载体基片的替代实施例的剖面侧视图；
图5图解说明具有热色材料层的载体基片的另一个实施例的剖面侧视图；以及
图6图解说明目视检测载体基片上的热差的一种方法。
详细说明
在以下描述中，为了对本发明的实施例提供透彻的理解，提出许多具体细节，诸如特定的材料或元件的示例。但是，对于本专业技术人员显然无需使用这些具体细节也能够实践本发明的实施例。在其他实例中，对众所周知的部件或方法将不予以详细描述，以免不必地模糊本发明的实施例。
术语″在上面″、”上面″、”下面″、”之间”、″旁边”和″附近″，正如在这里使用的，是指一个层或元件相对于另一个层或元件的相对位置。于是，第一元件设置在另一个元件上、上面或下面可以是直接与第一元件接触，或者可以有一个或多个中间元件。另外，一个元件设置在另一个元件的旁边或附近可以是直接与所述第一元件接触，或者可以有一个或多个中间元件。
在本说明书中，任何说到″一个实施例″，都意味着联系所述实施例描述的一个特定的特征、结构或特性包括在所要求的要点的至少一个实施例中。在本说明书中，不同的位置上出现的短语″在一个实施例中″，不一定全都指同一实施例。
描述诸如印刷电路板(PCB)的载体基片的实施例，所述载体基片支持集成电路(IC)和它们的关联的互联线路、接地层和电源层。在一个实施例中，PCB包括在PCB上表面和/或下表面上形成的铜互连信号层。PCB上和下表面之间可以是接地层，在电气上用玻璃纤维板把上和下信号层隔开。在PCB上和下表面之间还可以包括附加的信号层、接地层和电源层，各自在电气上通过玻璃纤维板彼此隔离。在PCB的上和下表面附近还可以包括诸如阻焊掩膜的绝缘层。
在本发明的一个实施例中，PCB可以涂有一层或多层热色材料。PCB的超过热色材料的激活阈值的任何温升，都会造成PCB表面上的视觉变化。这样的颜色变化可能是热色材料从第一颜色改变为第二颜色造成的，或者热色材料变得透明或半透明，以致露出与PCB相联系的底层或识别标记。热色材料的使用提供将PCB上热差(诸如来自PCB周围表面上所附部件或来自包含PCB(例如计算机系统母板)的机壳内效率不佳的冷却模式的温度升高的结果)可视化的优点，。
为说明清晰起见，本发明的实施例在这里就热色材料设置在PCB上进行描述。但是，会意识到，这里描述的实施例可以应用于其它类型的载体基片，包括(但是不限于)母板、子插件卡、控制器板、视频适配器和网络接口卡。
图1图解说明PCB 100的剖面侧视图，具有上信号层110，可以包括设置在绝缘层105上面的电气互连，所述绝缘层在电气上把信号层110与接地层(未示出)分开。绝缘层105还在电气上把信号层110与可能附加到在绝缘层105下面形成的其它接地层、信号层和电源层分开。一个或多个电气部件，诸如处理器、芯片组和稳压部件可以耦合到信号层110。
阻焊掩膜115设置在信号层110的上面，而热色层或材料120设置在阻焊掩膜115的上面。可以这样选择热色材料(例如墨水或染料)，使得其在特定的激活温度下从第一颜色改变为第二颜色。作为另一方案，可以这样选择热色墨水，使得其在特定的激活温度下变为半透明或透明。换句话说，PCB 100的可见表面可以包括热彩色材料，它在选定的温度下通过从第一颜色改变为第二颜色使可见表面从第一可见状态变为第二可见状态。作为另一方案，可以使热色材料在选定的激活温度下变为透明，露出下面的颜色或表面。也可以定制设置在阻焊掩膜115附近或上面的热色材料的组合，以便显露印刷在阻焊掩膜115或印刷在设置于热色材料120下面或热色材料120上面的另一层上的识别字符、标记、数字、符号或商标。
在一个实施例中，热色标记和层可以是不同的热色染料和墨水中的一种，包括(但是不限于)无色染料、N-异丙烯基丙烯酰胺(″NIPAM″)、热色液晶及其他先有技术已知的变色墨水。无色染料和NIPAM在选定的激活温度下从第一颜色变为透明状态。NIPAM是一种聚合物，它在功能上模拟章鱼皮肤改变颜色的能力。在一个实施例中，约3至约6的温度变化可以激活印刷在阻焊掩膜115上的无色染料从彩色状态变为透明状态。
热色液晶是一类晶体，其中原子以特定的方式排序，给出所述晶体独特的彩色特性。加热时，原子/分子排列成特定的配置，使分子与光以不同的方式互相作用(亦即改变颜色)。可以这样选择热色液晶，使得其在特定的激活温度下，例如高于或在对产生第二颜色可行的温度范围内从第一颜色改变为第二颜色。在一个实施例中，可以把热色液晶墨水调配成随着小于1的温度变化而激活颜色变化(亦即视觉变化)。在一个实施例中，可以激活PCB 100的热色材料的范围可以在约30至约200之间。热色染料、墨水或材料的激活温度是先有技术已知的，因而在这里不提供详细说明。热色材料可以通过丝网印刷或类似的印刷过程施加于PCB 100。其它施加热色材料的过程包括浸渍、涂抹、喷射及先有技术中已知的其他技术。
在替代方案实施例中，耦合到PCB 100的部件的识别标记和定位器标记可以用热色材料进行丝网印刷。这些识别标记和定位器标记可以印刷在阻焊掩膜115的上面或下面。可以耦合到PCB 100的部件包括(但不限于)处理器、芯片组、图形芯片和稳压部件。
图2A-2B图解说明PCB 100的可见表面(如上面就图1所描述的)从第一可见状态至第二可见状态的改变的进行过程的一个实施例。图2A图解说明设置在PCB 100上面的可见表面。为了清晰区别于PCB，把可见表面140表示为部分地覆盖PCB 100，尽管在替代的实施例中，可见表面140可以覆盖整个PCB 100表面或其较小的部分。可见表面140具有第一颜色150，而这第一颜色是来自热色材料120的颜色、阻焊掩膜115的颜色或者PCB 100的没有被不透明表面或材料覆盖的任何其它层的颜色。在一个实施例中，可见表面140可以是设置在阻焊掩膜115上面的热色液晶的结果，以便产生第一颜色150。当PCB100的温度上升至热色液晶的特定的激活温度时，如图2B图解说明的，第一颜色150变为第二颜色152。可以把所述激活温度选择成高于PCB 100的正常工作温度。例如，触发颜色变化的激活温度可以选择成使耗散耦合到PCB 100的部件所产生的热量的PCB 100区域可视化。PCB 100上的视觉变化也可以提供关于包含在机壳内的PCB 100的冷却效率的信息。例如，设置在机壳内的风扇可能不能耗散从PCB100发出的热量，它可以反映在PCB 100的一些部分的颜色变化上。
通过可见表面140的颜色以热变色的方式从第一颜色至第二颜色的改变(亦即，从第一可见状态至第二可见状态)，温度升高可以轻易地通过直接可视化检测出来。例如，可见表面140从绿至红的变化可以指示PCB 100某些部分中温度升高。
图3A-3B图解说明PCB 100可见表面从第一可见状态至第二可见状态的变化的进行过程的一个替代实施例(如上面就图1所描述的)。图3A图解说明设置在具有第一颜色160的PCB 100上面的可见表面140。可见表面140具有第一颜色160，而该第一颜色可以是来自热色材料120的颜色、阻焊掩膜115的颜色或不被不透明表面或材料覆盖的PCB 100的任何其它层的颜色。在一个实施例中，可见表面140可以是设置在阻焊掩膜115上面的无色染料或NIPAM产生第一颜色160的结果。当PCB的温度上升至无色染料或NIPAM的特定的激活温度时，可见表面140变为透明，显露印刷在阻焊掩膜115上的标记(用″LOGO″160代表)，如图3B图解说明的。标记160可以是PCB 100的产品标识符或在载体基片上发现的其它类型的信息标记。无色染料和NIPAM的使用为PCB 100上热差以及在阻焊掩膜160上的其它标记的可视化作好准备。例如，所述标记″HOT(热)″可以印刷在阻焊掩膜115上，以便当PCB 100的温度超过某种水平时，提供可见的报警。其它标签或标记也可以设置在耦合到PCB 100的各个部件上，包括(但是不限于)存储器芯片、子插件卡、处理器等。
图4示出具有设置在阻焊掩膜215下面和绝缘层205和信号层210上面的热色材料层220的PCB 200的替代实施例的剖面侧视图。在本发明的一个实施例中，热色材料层220可以具有类似于阻焊掩膜215的特性(即绝缘特性)。PCB 200可以与透明的阻焊掩膜配合使用，使得PCB 200的可见表面具有基于热色层220的第一颜色。热色层220可以包括变色墨水，诸如液晶或一种类型的在选定的激活温度下变为透明的墨水。从第一可见状态至第二可见状态的变化可以用来发出信号，指示PCB 200上的温度差，如上面就PCB 100讨论的。
图5图解说明具有热色材料层325的PCB 300的另一个实施例的剖面侧视图，所述热色材料可以与阻焊掩膜材料混合，以便代替阻焊掩膜材料(例如，具有阻焊掩膜特性)，以便形成设置在信号层310和绝缘层305信号上面的单一层。在一个实施例中，热色材料可以是液晶，以便给予可见表面(亦即，阻焊掩膜)从第一颜色改变为第二颜色的感受。作为另一方案，热色材料层325可以是也产生颜色变化的无色染料或NIPAM。例如，黑无色染料可以与绿色阻焊掩膜材料混合，以便给予PCB 300的可见表面一种混合的颜色。当PCB加热至选定激活温度时，黑无色染料变为透明，使阻焊掩膜可见表面具有它原来的绿颜色。通过把热色材料与阻焊掩膜材料一起调配，可以用较少的层来提供PCB 300的视觉温差。
图6图解说明用于目视检测载体基片上的热差的一种方法。可以使PCB的可视状态的变化的产生与温度差和波动相关，这对提供诊断和识别程序可能是有用的。在方框410，提供具有可见表面的载体基片，例如PCB。可见表面可以是PCB上(例如，PCB 100，200)的阻焊掩膜材料或其它外露层的顶层。在方框420，把热色材料设置在载体基片附近。在一个实施例中，热色材料可以是设置在阻焊掩膜上面的层。作为另一方案，热色材料可以设置在阻焊掩膜下面，或调配在阻焊掩膜内。热色材料可以是先有技术中已知的变色墨水(包括(但是不限于)无色染料、NIPAM和液晶)中的一种或它们的组合。无论选定什么热色材料，它都可以调配成在选定或要求的温度下触发颜色变化。例如，可以这样选择温度，使得耗散耦合到PCB的部件所发出的热量的PCB区域或者包含PCB的机壳的热量耗散效率不佳造成的温度差可视化。在一个替代方案实施例中，在方框430，耦合到PCB的部件的识别符号和定位器可以用热色材料进行丝网印刷。耦合到PCB 100的部件包括(但不限于)处理器、芯片组、图形芯片和稳压部件。
在方框440，当载体基片变成被加热至或高于选定的激活温度时，热色材料从第一可见状态变化至第二可见状态。在一个实施例中，热色材料可以是载体基片具有第一颜色的可见表面的一部分(例如，顶部阻焊掩膜)。热色材料使可见表面的颜色从第一颜色变化至第二颜色。作为另一方案，所述变化可以是从第一颜色至透明状态。可以把至已知的第二颜色的变化与载体基片上温度提高相联系，可能是由耦合到载体基片的电气部件所引起的。在方框450，至透明状态的变化可以显露印刷在设置于热色材料(例如阻焊掩膜)下面的各层上的识别标记、下面的颜色或其它标签。
在上述说明书中，已经参照其特定的示范性实施例描述了本发明。但是，在不脱离后附权利要求书所提出的本发明的各实施例的较宽的精神和范围的情况下，显然可以对其进行各种各样的修改和变化。因此，应把本说明书和附图看作是示范性的而不是限制性的。

Claims (29)

1.一种设备包括：
具有可见表面的载体基片；以及
设置在所述载体基片附近的热色材料，当达到所述热色材料的激活温度时，所述热色材料产生所述可见表面的视觉变化。
2.如权利要求1所述的设备，其中所述载体基片包括印刷电路板。
3.如权利要求2所述的设备，其中阻焊掩膜材料是所述可见表面的一部分。
4.如权利要求1所述的设备，其中所述热色材料包括从第一颜色变为透明状态的无色染料。
5.如权利要求1所述的设备，其中所述热色材料包括从第一颜色变为透明状态的N-异丙基丙烯酰胺。
6.如权利要求1所述的设备，其中所述热色材料包括从第一颜色改变为第二颜色的液晶。
7.如权利要求3所述的设备，其中所述热色材料包括所述阻焊掩膜上面的层。
8.如权利要求3所述的设备，其中阻焊掩膜材料包括第一透明层，以及其中所述热色材料包括设置在所述第一透明层下面的第二层。
9.如权利要求1所述的设备，其中所述载体基片还包括用所述热色材料印刷的部件识别标记。
10.一种印刷电路板包括：
信号层；
设置在所述信号层上面的阻焊掩膜；以及
热色层，它设置在所述阻焊掩膜附近，所述热色层使所述印刷电路板的可见表面从第一可见状态变化至第二可见状态。
11.如权利要求10所述的印刷电路板，其中所述第一可见状态包括第一颜色，而所述第二可见状态包括第二颜色。
12.如权利要求11所述的印刷电路板，其中所述热色层包括液晶材料。
13.如权利要求10所述的印刷电路板，其中所述第一可见状态包括第一颜色，而所述第二可见状态包括透明状态。
14.如权利要求13所述的印刷电路板，其中所述热色层包括无色染料材料。
15.如权利要求13所述的印刷电路板，其中所述热色层包括N-异丙基丙烯酰胺。
16.如权利要求10所述的印刷电路板，其中所述热色层设置在所述阻焊掩膜上面。
17.如权利要求10所述的印刷电路板，其中所述阻焊掩膜是透明的，以及其中所述热色层设置在所述阻焊掩膜下面。
18.如权利要求10所述的印刷电路板，其中所述热色层与所述阻焊掩膜结合在一起。
19.一种方法包括：
把热色材料设置在具有可见表面的载体基片附近；以及
加热所述热色材料，以激活所述可见表面从第一可见状态至第二可见状态的变化。
20.如权利要求19所述的方法，其中所述加热步骤还包括使所述可见表面从第一可见状态的第一颜色至所述第二可见状态的透明状态的改变。
21.如权利要求19所述的方法，其中所述加热步骤还包括使所述可见表面从第一可见状态的第一颜色至所述第二可见状态的第二颜色的改变。
22.如权利要求20所述的方法，其中所述加热步骤还包括显露设置在所述载体基片上和所述热色材料附近的识别标记。
23.如权利要求20所述的方法，其中所述设置步骤还包括用无色染料印刷所述载体基片。
24.如权利要求20所述的方法，其中所述设置步骤还包括用N-异丙基丙烯酰胺印刷所述载体基片。
25.如权利要求21所述的方法，其中所述加热步骤还包括显露所述载体基片的识别颜色。
26.如权利要求21所述的方法，其中所述设置步骤还包括用热色液晶印刷所述载体基片。
27.如权利要求19所述的方法，其中所述加热步骤还包括把所述载体基片的温度升高至高于所述载体基片工作温度的激活温度。
28.如权利要求19所述的方法，其中所述设置步骤还包括用所述热色材料印刷识别标记。
29.如权利要求19所述的方法，其中所述设置步骤还包括用所述热色材料印刷定位器标记。
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