(57)【要約】【課題】回路配線基板の導体線路の特性インピーダンスの変動（ばらつき）情報を得ることができる特性インピーダンス検査装置及び特性インピーダンスの検査方法を提供することを目的とする。【解決手段】回路配線基板の導体線路の終端をオープンしたときの終端オープン特性インピーダンス波形と導体線路の終端を５０Ω抵抗で終端したときの５０Ω終端特性インピーダンス波形が測定できる特性インピーダンス波形測定手段１０と、特性インピーダンス波形測定手段１０にて測定した終端オープン特性インピーダンス波形と５０Ω終端特性インピーダンス波形とから終端オープン特性インピーダンス値と５０Ω終端特性インピーダンス値とを抽出し、データ処理・表示する機能を備えている波形処理手段２０とから構成されている回路配線基板の特性インピーダンス検査装置である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回路配線基板の導体線路の特性インピーダンスを検査する検査装置であって、特性インピーダンス波形測定手段（１０）と、波形処理手段（２０）とを備えていることを特徴とする回路配線基板の特性インピーダンス検査装置。
【請求項２】
前記特性インピーダンス波形測定手段（１０）は、導体線路の終端をオープン時の終端オープン特性インピーダンス波形と導体線路の終端を５０Ω抵抗で終端したときの５０Ω終端特性インピーダンス波形が測定できるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の回路配線基板の特性インピーダンス検査装置。
【請求項３】
前記波形処理手段（２０）は、前記終端オープン特性インピーダンス波形と５０Ω終端特性インピーダンス波形とから終端オープン特性インピーダンス値と５０Ω終端特性インピーダンス値とを抽出し、データ処理・表示する機能を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の回路配線基板の特性インピーダンス検査装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の特性インピーダンス検査装置を用いて、終端オープン特性インピーダンス値及び５０Ω終端特性インピーダンス値を時系列的に表示し、製造ロット内もしくは製造ロット間の回路配線基板の導体線路の特性インピーダンス値の変動（ばらつき）を把握できるようにしたことを特徴とする回路配線基板の特性インピーダンスの検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子を搭載する高速信号ラインを含んだ回路配線基板の特性インピーダンスを検査・保証するための検査装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、半導体デバイスの高速化が著しい。例えば、インテル製ＣＰＵのＰｅｎｔｉｕｍ（登録商標）４では３ＧＨｚを越え、ランバス製メモリのＲＤＲＡＭでは８００ＭＨｚとなっている。これらの部品に使用されるサブストレート基板を含む回路配線基板においても、高速信号特性が要求されるようになって来た。
【０００３】
それは、高周波化すると波長が短くなるために、半導体パッケージのような線路長の短いものにも、無視出来なくなって来たということである。例えば、３ＧＨｚで１波長１０ｃｍであるため、デバイスが使用される周辺部品との接続長さも含めると、波長以上の長さになり得るため、信号の反射を無視出来なくなってきているのである。そこで、正確な特性インピーダンスを測定する特性インピーダンス測定機が求められており、従来特に問題とされて来なかった特性インピーダンス整合が必要とされるようになって来ている。
【０００４】
回路配線基板においては、特性インピーダンスを決定づける製造因子として、導体線路幅、導体厚さ、ポリイミド基材と接着剤層からなる絶縁層厚さ、導体線路上の誘電体層厚さ、絶縁材料の誘電率等がある。特性インピーダンスがコントロールされた基板を製造するには、これらの要素を制御する必要がある。
【０００５】
従来、このような回路配線基板に対する検査は、ある合否基準に対して、個々の回路配線基板がその合格基準に入っているかいないかをチェックするためのものであった。すなわち、個々の回路配線基板の良否を判断・選別するめのものであって、不良品の流出防止が目的であった。そのために、出荷前に、回路配線基板の品質保証の目的で行われてきた。
【０００６】
しかし、近年回路配線基板に対して高い品質が求められ、製作難易度が高くなって来ると、製造収率が落ちる。そこで、回路配線基板の良否だけでなく、回路配線基板の悪さや製造工程の悪さを把握することが必要とされて来ている。
【０００７】
そうするためには、検査装置としても検査情報として回路配線基板の出来具合を把握できるものでなくてはならず、また、回路配線基板の不良原因を特定出来るか、製造プロセスの製造条件を調整出来る情報をフィードバックすることが求められて来ている。
【０００８】
元々、特性インピーダンスの検査ということには、回路配線基板の良否選別の他に、プロセス監視の意味合いが含まれている。ここで、例えば、ポリイミド基材上の回路配線パターンは凹凸を持っているため、絶縁層厚さを一定にする装置条件で製造したとしても、最終回路配線基板で特性インピーダンスが設計値どおりに出来ていない可能性がある。ここで、特性インピーダンスを決める他の製造因子が一定であったとすれば、回路配線基板の特性インピーダンスを測定することで、絶縁層厚さ不良を特定することが可能となる。
【０００９】
しかし、従来の同種の装置では、回路配線基板個々の良否判定か、抜取り検査によるロット保証の機能に止まり（例えば、特許文献１参照）、回路配線基板の出来ばえを情報として出力するものはなかった。
【特許文献１】特開２００１−２８４７６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特性インピーダンスを測定・検査するということは、特性インピーダンスを決定する因子を考えた時、材料の誘電率以外は製造上の寸法精度によって決まるため、各製造工程の製造条件が管理幅から外れているかどうかをみていることをも意味している。
【００１１】
そこで、特性インピーダンスの測定波形から、その波形を特徴付けるパラメータを抽出できれば、回路配線基板そのものの出来ばえをみることも出来るし、それを時系列的に見ていくことで関連付けられれば、製造プロセスの変動監視にもなる。ここで、製品の出来ばえを判断できる測定値として何を取り出し、どう管理するかが課題となる。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑み考案されたもので、回路配線基板の導体線路の特性インピーダンスの変動（ばらつき）情報を得ることができる特性インピーダンス検査装置及び特性インピーダンスの検査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】
【００１３】
本発明に於いて上記課題を達成するために、まず請求項１においては、回路配線基板の導体線路の特性インピーダンスを検査する検査装置であって、特性インピーダンス波形測定手段１０と、波形処理手段２０とを備えていることを特徴とする特性インピーダンス検査装置としたものである。
【００１４】
また、請求項２においては、前記特性インピーダンス波形測定手段１０は、導体線路の終端をオープン時の終端オープン特性インピーダンス波形と導体線路の終端を５０Ω抵抗で終端したときの５０Ω終端特性インピーダンス波形が測定できるようになっていることを特徴とする請求項１に記載の回路配線基板の特性インピーダンス検査装置としたものである。
【００１５】
さらにまた、請求項３においては、前記波形処理手段２０は、前記終端オープン特性インピーダンス波形と５０Ω終端特性インピーダンス波形とから終端オープン特性インピーダンス値と５０Ω終端特性インピーダンス値とを抽出し、データ処理・表示する機能を備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の回路配線基板の特性インピーダンス検査装置としたものである。
【００１６】
さらにまた、請求項４においては、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の特性インピーダンス検査装置を用いて、終端オープン特性インピーダンス値及び５０Ω終端特性インピーダンス値を時系列的に表示し、製造ロット内もしくは製造ロット間の回路配線基板の導体線路の特性インピーダンス値の変動（ばらつき）を把握できるようにしたことを特徴とする回路配線基板の特性インピーダンスの検査方法としたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の特性インピーダンス検査装置を用いて配線回路基板の特性インピーダンスを検査することにより、配線回路基板の製造ロット内、もしくは製造ロット間の特性インピーダンスの変動（ばらつき）を容易に把握することが可能になり、配線回路基板の出来具合を判断でき、それによって製造プロセスの異常監視に役立てることができる。
また、終端オープン特性インピーダンス値及び５０Ω終端特性インピーダンス値を時系列的に表示することにより、配線回路基板の導体線路のマクロ的な特性インピーダンスの変動と個々の導体線路の変動要因を突き止める手がかりをつかむことができる。
【００１８】
また、抜取り検査をする場合に、従来のＪＩＳ規格等による抜取り数および合格数でロット全数の特性インピーダンス値を保証するという根拠のないものではなく、製品のできばえで判断しながら、抜き取る製品を決められるので、必要かつ最小の検査数でロット内の品質を保証することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２０】
図１は本発明の回路配線基板の特性インピーダンス検査装置の一実施例を示す模式構成概略図である。
【００２１】
回路配線基板の特性インピーダンス検査装置１００は、回路配線基板の導体線路の終端をオープンしたときの終端オープン特性インピーダンス波形と導体線路の終端を５０Ω抵抗で終端したときの５０Ω終端特性インピーダンス波形が測定できる特性インピーダンス波形測定手段１０と、特性インピーダンス波形測定手段１０にて測定した終端オープン特性インピーダンス波形と５０Ω終端特性インピーダンス波形とから終端オープン特性インピーダンス値と５０Ω終端特性インピーダンス値とを抽出し、データ処理・表示する機能を備えている波形処理手段２０とから構成されている。
特性インピーダンス波形測定手段１０としては、例えば、ＴＤＲオシロスコープ等が、処理手段２０としては、例えば、コンピューター装置が使用される。
【００２２】
図２は、本発明の回路配線基板の特性インピーダンス検査装置１００を用いて特性インピーダンス検査に使用した回路配線基板の一例を示す。
回路配線基板１内に、製造単位２と回路配線基板の方向・表裏識別マーク３がある。そして、製造単位２の中に、配線パターンの導体線路４−１、導体線路４−２、導体線路４−３、導体線路４−４を有する。
【００２３】
以下、回路配線基板の特性インピーダンス検査装置１００を用いた回路配線基板の導体線路の特性インピーダンスの測定方法について説明する。
【００２４】
特性インピーダンス波形測定手段１０には、ＴＤＲ（Time Domain Reflectometry）法で測定できるデジタルサンプリングオシロスコープが内蔵されており、
まず、測定プローブを上記回路配線基板１の導体線路（４−１、４−２、４−３、４−４）の一端に接触させて、導体線路の終端をオープン（開放状態）したときの終端オープン特性インピーダンス波形と、導体線路（４−１、４−２、４−３、４−４）の終端を５０Ωの抵抗で終端したときの５０Ω終端特性インピーダンス波形をそれぞれ測定し、その測定結果の一例を図３（ａ）〜（ｄ）に示す。
【００２５】
終端オープン特性インピーダンス波形は、導体線路のプローブ接触点からオープンとなる点までの特性インピーダンス波形を示しており、インピーダンス波形の接触点からオープンとなる点までの線路部分の内、５０％から７０〜８０％の間の時間領域をＯＲとし、このＯＲ領域で終端オープン特性インピーダンス値を抽出することになる。
また、５０Ω終端特性インピーダンス波形は、導体線路の終端を５０Ωの抵抗で終端したときの特性インピーダンス波形を示しており、精密な５０Ωの抵抗に導体線路の抵抗成分・漏れ成分がのった波形であり、波形としてはある時間以降はほぼ一定値になる。そのため、後半の時間領域をＳＲとし、このＳＲ領域で５０Ω終端特性インピーダンス値を抽出することになる。
また、５０Ω終端特性インピーダンス波形は、ある時間以降は一定値になるため、インピーダンス値を抽出する時の時間範囲や値の取り方、その他の変動要因の影響を受けること
無く、導体線路の配線幅、導体厚さ、絶縁層厚さ、誘電体層の厚さ等の総合的な変動を捉えることが可能となる。
【００２６】
次に、波形処理手段２０により、図３（ａ）〜（ｄ）に示す終端オープン特性インピーダンス波形のＯＲ領域でのインピーダンス値を、製造ロット内の配線回路基板の導体線路（４−１、４−２、４−３、４−４）についてそれぞれ５６箇所抽出した終端オープン特性インピーダンス値を図４（ａ）〜（ｂ）及び図５（ｃ）〜（ｄ）に示す。
【００２７】
また、波形処理手段２０により、図３（ａ）〜（ｄ）に示す５０Ω終端特性インピーダンス波形のＳＲ領域でのインピーダンス値を、製造ロット内の配線回路基板の導体線路（４−１、４−２、４−３、４−４）についてそれぞれ５６箇所抽出した５０Ω終端特性インピーダンス値を図６（ａ）〜（ｂ）及び図７（ｃ）〜（ｄ）に示す。
【００２８】
図４（ａ）〜（ｂ）及び図５（ｃ）〜（ｄ）に示す終端オープン特性インピーダンス値の縦軸を、例えば、５０Ω±１０％（４５Ω〜５５Ω）の範囲に設定しておけば、この範囲内に収まっているかどうかで、導体線路の良品・不良品を判別することになり、また同時に測定場所毎の平均値を比較すれば、製品加工単位でのばらつきをみることも出来る。
【００２９】
また、図６（ａ）〜（ｂ）及び図７（ｃ）〜（ｄ）に示す５０Ω終端特性インピーダンス値変動をみることで、図４及び図５の結果だけからでは分からなかったロット内での変動をより分かり易い形で把握することができる。この例ではロットの中程で、配線幅が太くなっているか、銅厚さが厚くなっているか、絶縁層が薄くなっているか、配線パターン上の絶縁層が薄くなっているかのいずれかのことが推測され、別の方法で導体線路を含む配線回路基板を解析することにより、変動（ばらつき）要因を特定できる。
このように、本発明によれば、製造プロセスが製品の有効エリア内で一定に出来ているかどうかの判断ができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の回路配線基板の特性インピーダンス検査装置の一実施例を示す模式構成図である。
【図２】特性インピーダンスの検査に使用した回路配線基板の一例を示す説明図である。
【図３】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の回路配線基板の特性インピーダンス装置を用いて測定した回路配線基板の測定線路の特性インピーダンス波形を示す説明図である。
【図４】（ａ）〜（ｂ）は、終端オープン特性インピーダンス波形から抽出した導体線路４−１及び４−２の終端オープン特性インピーダンス値のロット内の変動を示す説明図である。
【図５】（ｃ）〜（ｄ）は、終端オープン特性インピーダンス波形から抽出した導体線路４−３及び４−４の終端オープン特性インピーダンス値のロット内の変動を示す説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｂ）は、５０Ω終端特性インピーダンス波形から抽出した導体線路４−１及び４−２の終端オープン特性インピーダンス値のロット内の変動を示す説明図である。
【図７】（ｃ）〜（ｄ）は、５０Ω終端特性インピーダンス波形から抽出した導体線路４−３及び４−４の終端オープン特性インピーダンス値のロット内の変動を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１……回路配線基板
２……製造単位
３……方向・表裏識別マーク
４−１、４−２、４−３、４−４……導体線路
１０……特性インピーダンス波形測定手段
２０……波形処理手段
１００……回路配線基板の特性インピーダンス検査装置
【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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【図７】
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