(57)【要約】【課題】スルーホールのスタブ長を高精度に除去でき、伝送損失が小さく且つ各製品での伝送損失のばらつきの小さい印刷配線板を提供することができる。【解決手段】導体層と絶縁層とが交互に積層されてなる印刷配線板１は、１つのグランド層接続用のスルーホール１１と、積層方向においてそれぞれ異なる位置に設けられた各導体層から構成され、それぞれがスルーホール１１に導通するように接続される各内層パターン１３〜２０と、を備えており、これらから、バックドリル加工の深さ検出用のテストパターン１０が構成される。この印刷配線板１では、テストパターン１０の各内層パターン１３〜２０は、印刷配線板１を積層方向から視た際に、グランド層接続用のスルーホール１１に対して放射状の異なる位置であって他の内層パターンと重ならない位置となるように、設けられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導体層と絶縁層とが交互に積層されてなる印刷配線板であって、
１つのグランド層接続用のスルーホールと、
積層方向においてそれぞれ異なる位置に設けられた各前記導体層から構成され、それぞれが前記スルーホールに導通するように接続される各内層パターンと、
を備え、
各前記内層パターンは、バックドリル加工の深さ検出用の穴に対応する内層回路パッドをその外側に有し、前記印刷配線板を積層方向から視た際に、各内層回路パッドが前記グランド層接続用のスルーホールに対して放射状の異なる位置であって且つ他の内層回路パッドと重ならない位置となるように設けられている、印刷配線板。
【請求項２】
各前記内層パターンの前記内層回路パッドの外径が同一である、請求項１に記載の印刷配線板。
【請求項３】
前記１つのグランド層接続用のスルーホールと複数の前記内層パターンとを含んで構成されるバックドリル加工の深さ検出用のテストパターンが、前記印刷配線板において、製品となる第１印刷配線板領域に設けられている、請求項１又は２に記載の印刷配線板。
【請求項４】
前記１つのグランド層接続用のスルーホールと複数の前記内層パターンとを含んで構成されるバックドリル加工の深さ検出用の別のテストパターンが、前記印刷配線板において、前記第１印刷配線板領域の水平方向における外側に位置する製品外の第２印刷配線板領域に設けられている、請求項３に記載の印刷配線板。
【請求項５】
前記テストパターンと前記別のテストパターンの構成が同一である、請求項４に記載の印刷配線板。
【請求項６】
前記テストパターン又は前記別のテストパターンの水平方向における幅が２ｍｍ以下である、請求項３〜５の何れか一項に記載の印刷配線板。
【請求項７】
請求項３〜６に記載の印刷配線板を用いて、印刷配線板の各製品を製造する方法であって、
前記テストパターン又は前記別のテストパターンにおいて所望する加工深さとなるように設定された何れかの内層回路パターンに対してドリル加工を行い、バックドリル加工の深さを検出する工程と、
前記検出する工程で検出したバックドリル加工用の深さ情報に基づいて、ドリルによりスタブを除去する工程と、
を備える、印刷配線板の製造方法。
【請求項８】
前記テストパターンを該当製品内から除去する工程を更に備える、請求項７に記載の印刷配線板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷配線板および印刷配線板の製造方法に関し、特に、スルーホールのスタブ長を高精度に除去できる、印刷配線板および印刷配線板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１〜４には、電子機器等に用いられる印刷配線板の例が開示されている。これら印刷配線板では電子機器の高機能化に伴い多層化が行われており、内層の所定の導体層を表面電極等に接続するための端子としてスルーホールが形成され、その内周に導電メッキが施されている。しかしながら、スルーホールのメッキ部は所定の導体層までの距離よりも長くなってしまう部分（スタブ）を有するように形成されてしまうことから、これらスタブにより、インピーダンスの不整合等を引き起こしてしまうことがある。特に伝送に用いられる信号の周波数が高くなるにつれてこのような問題が顕著になりやすく、これらスタブを除去することが必要となってきている。
【０００３】
特許文献２〜４には、これらスタブを除去する方法が開示されている。特許文献２には、ドリルによるスタブ除去加工（バックドリル加工）において、簡易なテストパターンを設けることが開示されている。特許文献３には、スタブ除去のための穴開け深さを制御するための事前工程を不要とするバックドリル加工方法が開示されている。特許文献４には、製品内に内層検出クーポンを設けておき、これを利用してスタブを除去する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０９−１６２５５０号号公報
【特許文献２】特開２００９−００４５８５号公報
【特許文献３】特開２０１４−１８７１５３号公報
【特許文献４】特開２０１７−０９８４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した印刷配線板では、スタブ除去のため、上述したバックドリル加工を行っている。しかしながら、バックドリル加工の深さを検出するためのテストパターンを加工途中の印刷配線板に設ける場合、高密度に配線されている製品に対応する箇所にこのテストパターンを設けることは難しかった。しかも異なるバックドリル加工の深さを検出できるようなテストパターンを印刷配線板に設けることは更に難しいものになっていた。また、多層化された印刷配線板では、信号配線の増加等により、製品外と製品内との間、製品内の異なる場所等において、板厚に差が生じるようにもなってきており、スタブ除去を行う場所の近くにバックドリル加工のためのテストパターンを設けることが望まれてきている。
【０００６】
本発明は、スルーホールのスタブ長を高精度に除去できる、印刷配線板および印刷配線板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は印刷配線板に関する。この印刷配線板は、導体層と絶縁層とが交互に積層されてなる印刷配線板であって、１つのグランド層接続用スルーホールと、積層方向においてそれぞれ異なる位置に設けられた各導体層から構成され、それぞれがスルーホールに導通するように接続される各内層パターンと、を備えている。この印刷配線板では、各内層パターンは、バックドリル加工の深さ検出用の穴に対応する内層回路パッドをその外側に有し、印刷配線板を積層方向から視た際に、各内層回路パッドがグランド層接続用スルーホールに対して放射状の異なる位置であって且つ他の内層回路パッドと重ならない位置となるように設けられている。
【０００８】
上記の印刷配線板では、バックドリル加工のそれぞれの深さ検出に用いられる各内層パターンの内層回路パッドが、印刷配線板を積層方向から視た際に、グランド層接続用スルーホールに対して放射状の異なる位置であって他の内層回路パッドと重ならない位置となるように設けられている。この場合、より多くの内層パターンを場所をあまりとらずに効率的に配置することができるため、バックドリル加工を行う場所により近い位置にバックドリル加工用の複数の内層パターンを設けることができ、様々なスルーホールのスタブ長を高精度に除去することができる。
【０００９】
上記の印刷配線板において、各内層パターンの内層回路パッドの外径が同一であることが好ましい。この場合、バックドリル加工の深さ検出用の穴に対応する内層回路パッドをより効率的に配置しやすくなる。また、穴径を同一にすることで、設計と穴明け作業を効率的に行うことができる。
【００１０】
上記の印刷配線板において、１つのグランド層接続用スルーホールと複数の内層パターンとを含んで構成されるバックドリル加工の深さ検出用のテストパターンが、印刷配線板において、製品となる第１印刷配線板領域に設けられていることが好ましい。この場合、バックドリル加工の深さ検出用のテストパターンを、バックドリルが行われる箇所のより近くに設けることができるため、スルーホールのスタブ長を更に高精度に除去できるようになる。また、上記構成の印刷配線板において、１つのグランド層接続用スルーホールと複数の内層パターンとを含んで構成されるバックドリル加工の深さ検出用の別のテストパターンが、印刷配線板において、第１印刷配線板領域の水平方向における外側に位置する製品外の第２印刷配線板領域に設けられていてもよい。第１印刷配線板領域に設けられているテストパターンと、第２印刷配線板領域に設けられている別のテストパターンの構成は、同一であってもよいし、テストパターン又は別のテストパターンの水平方向における幅が２ｍｍ以下であってもよい。テストパターン又は別のテストパターンが２ｍｍ以下であることにより、これらテストパターン等をバックドリル加工が行われる箇所のより近くに設置することが可能となる。
【００１１】
また、本発明は、上述したテストパターン又は別のテストパターンを備える印刷配線板を用いて、印刷配線板の各製品を製造する方法に関する。この印刷配線板の製造方法は、テストパターン又は別のテストパターンにおいて所望する加工深さとなるように設定された何れかの内層回路パターンに対してドリル加工を行い、バックドリル加工の深さを検出する工程と、検出する工程で検出したバックドリル加工用の深さ情報に基づいて、ドリルによりスタブを除去する工程と、を備えている。この場合、上述したように、様々なスルーホールのスタブ長を高精度に除去することができる。
【００１２】
上記の印刷配線板の製造方法は、テストパターンを該当製品内から除去する工程を更に備えていてもよい。この場合、テストパターンを当該製品から除去することにより、製品としての見栄え等がよくなる。また、テストパターンが残ると、フィールドでの品質不具合（例えば、異物付着による電気的な短絡等）の発生が考えられるため、不要なパターンを製品に残すことが好まれないことがある。しかし、上述した方法によれば、テストパターンを除去することができ、このような品質不具合を排除することが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、スルーホールのスタブ長を高精度に除去でき、伝送損失が小さく且つ各製品での伝送損失のばらつきの小さい印刷配線板を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、半完成品の印刷配線板にテストパターンを配置した例を示す平面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態に係るテストパターンの概略を示す上面透視図である。
【図３】図３は、図２に示すテストパターン周辺の断面図である。
【図４】図４の（ａ）は、図３に示す印刷配線板（テストパターン周辺）の表面層にクリアランスを形成した状態を示す断面図であり、図４の（ｂ）は、バックドリル深さの検出を行った状態を示す断面図である。
【図５】図５の（ａ）は、複数のバックドリル深さの検出を行った状態を示す断面図であり、図５の（ｂ）は、テストパターンを最終的に除去した例を示す断面図である。
【図６】図６は、図２に示すテストパターンの各部の寸法の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、各図面において同一又は相当の部分に対しては同一の符号を付すこととする。
【００１６】
図１は、半完成品の印刷配線板にテストパターンを設けた例を示す平面図である。図１に示すように、本実施形態に係る印刷配線板１は、加工途中の配線板であり、製品内エリアＡ１（第１印刷配線板領域）と、製品内エリアＡ１の水平方向の外側に位置して周りを取り囲む製品外枠エリアＡ２（第２印刷配線板領域）とを、有している。印刷配線板１には、製品内エリアＡ１及び製品外枠エリアＡ２のそれぞれにバックドリル加工の深さ検出用のテストパターン１０が設けられている。テストパターン１０は、導電層と絶縁層２とが交互に積層されて多層化された印刷配線板１において（図３を参照）、いわゆるスタブを除去する際のドリル加工深さの基準深さを検出するためのパターンである。
【００１７】
テストパターン１０は、少なくとも製品内エリアＡ１に設けておくことが好ましいが、製品外枠エリアＡ２に設けておいてもよい。製品内エリアＡに設けられるテストパターン１０は、例えば、製品内の非貫通穴又はスリット部等の最終製品でくり抜かれる部分に埋設するように設けられていることが好ましい。また、テストパターン１０を製品内エリアＡ１及び製品外枠エリアＡ２の両方に設けた場合、製品外枠エリアＡ２に設けたテストパターン１０でバックドリル深さ（Ｚ方向）及び横方向（Ｘ，Ｙ方向）のスルーホールに対するバックドリルのずれ量等の仕上がり品質を確認することができる。
【００１８】
図２は、本発明の一実施形態に係るテストパターンの概略を示す上面透視図である。図３は、図２に示すテストパターン周辺の断面図である。テストパターン１０は、バックドリル加工の深さ検出用のパターンであり、図２及び図３に示すように、１つのグランド層接続用のスルーホール１１と、スルーホール１１の内周面に設けられた金属めっき層１２と、表層に配置される銅箔層３と、スルーホール１１の金属めっき層１２に導通するように接続される各内層パターン１３〜２０と、を備えている。各内層パターン１３〜２０は、絶縁層２の積層方向（図３の上下方向）において、それぞれ異なる位置に設けられた導体層から構成されている。また、各内層パターン１３〜２０は、図２に示すように、印刷配線板１を積層方向の上方から視た際に、グランド層接続用のスルーホール１１に対して放射状の異なる位置であって内層パターン１３〜２０の内層回路パッド１３ｂ〜２０ｂ同士が重ならない位置となるように、設けられている。
【００１９】
テストパターン１０の内層パターン１３は、スルーホール１１を取り囲む中央の円環部１３ａと、バックドリル加工の深さ検出用の円形の内層回路パッド１３ｂと、円環部１３ａと内層回路パッド１３ｂとを繋ぐ連結部１３ｃと、を有して構成されている。テストパターン１０の他の内層パターン１４〜２０もテストパターン１０の内層パターン１３と同様の構成を有しており、円環部１４ａ〜２０ａと、内層回路パッド１４ｂ〜２０ｂと、これらを相互に繋ぐ連結部と、を有して構成されている。各内層パターン１３〜２０は、内層パターンの内層回路パッド同士と重ならないように、水平方向において所定の角度ずれた（回転した）位置になるように形成されている。一方、各内層パターン１３〜２０では、回転の中心となる円環部１３ａ〜２０ａは、積層方向の上方から視た際に同じ位置に来るように設けられている。なお、テストパターン１０の各内層パターン１３〜２０の内層回路パッドが銅線ワイヤ等であってもよい。また、各内層パターン１３〜２０はベタ銅であっても良く、その場合、他の内層パターン１３〜２０の穴が電気的に接続しない様に、スルーホール１１と接続させたくない内層銅箔の部分を予めエッチングしておき、クリアランスを取っておくことが好ましい。
【００２０】
次に、図４及び図５を参照して、図２及び図３に示すテストパターン１０を用いて、バックドリル加工の深さを検出する方法について説明する。なお、図４及び図５では、説明を容易にするため、図のハッチング等は省略している。まず、図４の（ａ）に示すように、図３に示す印刷配線板１の表面層にドリル（不図示）により、クリアランス５を形成する。クリアランス５は、各内層パターン１３〜２０の内層回路パッド１３ｂ〜２０ｂよりも一回り大きい形状である（図２を参照）。
【００２１】
続いて、図４の（ｂ）に示すように、先端に通電を検出できる部材を設けた別のドリル（不図示）により、内層パターン１３（内層回路パッド１３ｂ）まで非貫通穴６を形成する。ドリルが内層パターン１３の内層回路パッド１３ｂに到達するまで穴加工が進むと、ドリル先端が内層パターン１３を介してグランド層接続用のスルーホール１１及び金属めっき層１２に導通し、これにより、内層パターン１３として設定された加工深さになったことを検出する。この際、ドリル加工装置により、内層パターン１３までの加工深さを得るための加工情報を取得する。なお、取得する加工深さが他の内層パターン１４〜２０で設定されているものである場合には、他の内層パターン１４〜２０に対して同様のドリル加工を行って（図５の（ａ）を参照）、必要な情報を取得する。
【００２２】
その後、ドリル加工装置で取得したバックドリル加工用のドリル深さに関する情報に基づいて、所定のスルーホールに設けられた余分なメッキ部（スタブ）を除去するようにドリル加工を行う。これにより、スタブが除去された印刷配線板を取得することができる。
【００２３】
なお、スタブを除去した後には、図５の（ｂ）に示すように、使用されたテストパターン１０を、更に径の大きいドリルＤで、除去してしまってもよい。このように、特に製品内エリアＡ１内でテストパターン１０を除去した場合、最終製品には不要な穴を残しておかない形状となり、見栄え等がよくなる。また、テストパターンが残ると、フィールドでの品質不具合（例えば、異物付着による電気的な短絡等）の発生が考えられるため、不要なパターンを製品に残すことが好まれないことがある。しかし、上述した方法によれば、テストパターンを除去することができ、このような品質不具合を排除することができる。
【００２４】
以上、本実施形態に係る印刷配線板１では、バックドリル加工のそれぞれの深さ検出に用いられる各内層パターン１３〜２０の内層回路パッド１３ｂ〜２０ｂが、印刷配線板１を積層方向から視た際に、グランド層接続用のスルーホール１１に対して放射状の異なる位置であって他の内層回路パッドと重ならない位置となるように設けられている。このため、より多くの内層パターンを場所をあまりとらずに効率的に配置することができ、バックドリル加工を行う場所により近い位置にバックドリル加工用の複数の内層パターンを設けて、様々なスルーホールのスタブ長を高精度に除去することができる。つまり、この印刷配線板１の構成によれば、スタブ除去用のドリル加工長さが複数、即ちバックドリル加工のための検出深さの数が増加しても、これらの内層パターン１３〜２０を効率よく配置させて、各バックドリル加工を精度よく行うことができる。
【００２５】
また、印刷配線板１では、各内層パターン１３〜２０は、バックドリル加工の深さ検出用の穴に対応する内層回路パッド１３ｂ〜２０ｂを有し、各内層パターン１３〜２０の内層回路パッド１３ｂ〜２０ｂの外径が相互に同一であることが好ましい。この場合、バックドリル加工の深さ検出用の穴に対応する内層回路パッド１３ｂ〜２０ｂをより効率的に配置しやすくなる。
【００２６】
印刷配線板１では、１つのグランド層接続用のスルーホール１１と複数の内層パターン１３〜２０とを含んで構成されるバックドリル加工の深さ検出用のテストパターン１０が、印刷配線板１において、製品となる製品内エリアＡ１に設けられている。このため、バックドリル加工の深さ検出用のテストパターン１０を、バックドリルが行われる箇所のより近くに設けることができるため、印刷配線板１の板厚差が製品内で生じたとしても、スルーホールのスタブ長を更に高精度に除去できるようになる。
【００２７】
また、印刷配線板１では、１つのグランド層接続用のスルーホール１１と複数の内層パターン１３〜２０とを含んで構成されるバックドリル加工の深さ検出用の別のテストパターン１０が、印刷配線板１において、製品内エリアＡ１の水平方向における外側に位置する製品外枠エリアＡ２に設けられている。この場合、製品外枠エリアＡ２に設けたテストパターン１０でバックドリル深さ（Ｚ方向）及び横方向（Ｘ，Ｙ方向）のスルーホールに対するバックドリルのずれ量等の仕上がり品質を確認することができる。なお、製品内エリアＡ１に設けられているテストパターン１０と、製品外枠エリアＡ２に設けられているテストパターン１０の構成は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００２８】
ここで、図６を参照して、本実施形態の構成がバックドリル加工精度を向上させている一例について説明する。図６は、図２に示すテストパターンの各部の寸法の一例を示す図である。図６に示すように、このテストパターン１０では、スルーホール１１の内径が０．３ｍｍであり、各内層パターン１３〜２０の円環部１３ａ〜２０ａの外径が０．６ｍｍであり、内層回路パッド１３ｂ〜２０ｂの外径が０．５ｍｍであり、内層回路パッドへのドリル加工の径が０．３ｍｍであり、クリアランス５の内径が０．７ｍｍであった。
【００２９】
基板板厚偏差が±０．３００ｍｍで且つ機械加工精度が０．００５ｍｍとの条件において、従来（ドリル加工条件：回転数８０，０００ｒｐｍ、送り速度１．２ｍ／分）の構成で基板内のバックドリルを行ったところ、その加工精度は、０．３０５ｍｍであった。一方、従来と同じ条件で図６に示す構成のテストパターン１０を用いてスタブ除去を行ったところ、バックドリルの加工精度が向上し、０．１０５ｍｍとなった。これは、このテストパターン１０が、その水平方向における幅が２ｍｍ以下であることにより、テストパターン１０をバックドリル加工が行われる箇所のより近くに設置することが可能となったことが１つの理由であると考えられ、本実施形態の構成によって、バックドリルの加工精度をより一層向上させることが確認できた。
【００３０】
以上、本発明の実施形態について詳細に説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく様々な実施形態に適用することができる。例えば、上記実施形態では、テストパターン１０が８個の内層パターン１３〜２０を設けた例を示したが、内層パターンの数はこれに限定されず、８個より少ない内層パターンを備えてもよいし、８個より多い内層パターンを備えていてもよい。
【符号の説明】
【００３１】
１…印刷配線板、２…絶縁層、３…銅箔層、５…クリアランス、６…非貫通穴、１０…テストパターン、１１…スルーホール、１２…金属めっき層、１３〜２０…内層パターン、１３ａ〜２０ａ…円環部、１３ｂ，１７ｂ…内層回路パッド、１３ｃ…連結部、Ａ１…製品内エリア、Ａ２…製品外枠エリア、Ｄ…ドリル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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