(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電源供給側電源とアナログ回路側電源の間の絶縁層上にＥＢＧ構造を有する印刷配線板の検査方法であって、
ＴＤＴ測定により、ＴＤＴ波形の立ち上がり時間を測定し、ＥＢＧ構造を検査することを特徴とする印刷配線板の検査方法。
【請求項２】
前記ＴＤＴ波形をフーリエ変換した周波数成分で、ＥＢＧ構造による損失を測定する請求項１に記載の印刷配線板の検査方法。
【請求項３】
前記ＥＢＧ構造がオープンスタブまたは交差指状電極のいずれかである請求項１または２に記載の印刷配線板の検査方法。
【請求項４】
前記ＴＤＴ測定が、前記電源供給側電源とアナログ回路側電源にそれぞれ設けたポートを使用したＴＤＲ測定器で測定される請求項１〜３のいずれかに記載の印刷配線板の検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁バンドギャップ（ＥＢＧ）構造を有する印刷配線板の検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、導体パッチ等を周期的に配列させることで、材料の周波数分散を人工的に制御する構造が提案されている。このうち、電磁バンドギャップ（Electromagnetic Band Gap、以下「ＥＢＧ」）構造は、印刷配線板やデバイスパッケージ基板の特定の周波数帯において、電磁波の伝搬を抑制する特性を持っており、この特性を用いてノイズの抑制や干渉対策などに適用されている。
前記ＥＢＧ構造は、印刷配線板のデジタル回路とアナログ回路の間の絶縁層上に配置され、例えば、渦巻状配線のオープンスタブ構造のものや、周期的にＥＢＧ単位セルを配置し交差指状電極を形成したものなどが挙げられる。
【０００３】
印刷配線板では、製造後のオープンまたはショート部分の有無を調べる検査に、全ネットを個々に通電して電気検査をしており、例えば特許文献１に示すような検査方法が挙げられる。
【０００４】
特許文献１に示す基板検査方法は、一対の外部電極にそれぞれ複数の内部電極が接続された積層コンデンサが内蔵されると共に、当該両外部電極の一方が第１接続用パターンに接続され、かつ当該両外部電極の他方が第２接続用パターンに接続される検査対象基板に、前記積層コンデンサの未実装が生じているか否かを電気的に検査する検査方法が記載されている。
この検査方法では、当該第１接続用パターンの他方に交流信号を印加した状態において当該他方から当該いずれか一方に流れる電流に応じて変化する電気的パラメータを測定する第１測定処理と、当該導体および当該第２接続用パターンの他方に交流信号を印加した状態において当該他方から当該いずれか一方に流れる電流に応じて変化する前記電気的パラメータを測定する第２測定処理を実行し、両測定処理によって測定された両電気的パラメータの相異量と予め規定された量とを比較することにより、内蔵の積層コンデンサについて問題が生じているか否かを確実に検査することができるとしている。
【０００５】
しかしながら、ＥＢＧ構造が電源に形成される場合、高周波の阻止域を形成するために、ＥＢＧ構造はスリットや配線で構成される。そのため、同一電源にＥＢＧ構造を構成していると、ＥＢＧ構造の一部にオープンやショートの箇所があっても、ＥＢＧ構造は一方の端が電源に接続し、他方の端はどこにも接続していないので、同一ネットのオープンまたはショートになり、通常の電気検査では検出することができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−９６５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ＥＢＧ構造を有する印刷配線板において、ＥＢＧ構造の有無およびＥＢＧ構造の一部にオープンまたはショートがあることを検出できる印刷配線板の検査方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するべく完成されたものであって、以下の構成からなる。
（１）電源供給側電源とアナログ回路側電源の間の絶縁層上にＥＢＧ構造を有する印刷配線板の検査方法であって、ＴＤＴ測定により、ＴＤＴ波形の立ち上がり時間を測定し、ＥＢＧ構造を検査することを特徴とする印刷配線板の検査方法。
（２）前記ＴＤＴ波形をフーリエ変換した周波数成分で、ＥＢＧ構造による損失を測定する（１）に記載の印刷配線板の検査方法。
（３）前記ＥＢＧ構造がオープンスタブまたは交差指状電極のいずれかである（１）または（２）に記載の印刷配線板の検査方法。
（４）前記ＴＤＴ測定が、前記電源供給側電源とアナログ回路側電源にそれぞれ設けたポートを使用したＴＤＲ測定器で測定される（１）〜（３）のいずれかに記載の印刷配線板の検査方法。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ＴＤＴ（時間領域透過法）測定により、ＴＤＴ波形の立ち上がり時間を測定し、このＴＤＴ波形を実測とシミュレーションとの比較を行うことにより、ＥＢＧ構造の有無や所望の特性が出ているかを検査することができる。
さらに、ＴＤＴ波形をフーリエ変換した周波数成分で、ＥＢＧ構造による損失を検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る印刷配線板の検査方法に用いるＥＢＧ構造（オープンスタブ）を有する印刷配線板の説明図とその部分拡大図である。
【図２】（ａ）は、図１に示すＥＢＧ構造（オープンスタブ）のショート例を示す部分拡大図、（ｂ）はオープン例を示す部分拡大図である。
【図３】本発明に係る印刷配線板の検査方法に用いるＥＢＧ構造（交差指状電極）を有する印刷配線板の説明図とその部分拡大図である。
【図４】（ａ）は、図３に示すＥＢＧ構造（交差指状電極）のショート例を示す部分拡大図、（ｂ）はオープン例を示す部分拡大図である。
【図５】（ａ）は、ネットワークアナライザによる伝送特性（S21）の測定波形を示すグラフであり、（ｂ）は、ＴＤＴ測定による電圧波形を示すグラフである。
【図６】ネットワークアナライザによる測定波形を示すグラフである。
【図７】ＴＤＴによる測定波形（シミュレーション）を示すグラフである。
【図８】図７をフーリエ変換した測定波形を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
印刷配線板１は、図１に示すように、電源供給側電源（デジタル側電源）２とアナログ側電源３との境界の電源層（電源ベタパターン）４上に、電源供給側電源２とアナログ側電源３とを接続する部分となるブリッジ部５１に、オープンスタブ５からなるＥＢＧ構造を配置したものである。
【００１２】
オープンスタブ５の形状は、図１の部分拡大図に示すように、開放部を中心に渦巻状に形成し占有面積をなるべく小さくするのがよい。この渦巻状とは、曲線でも直線でも折り曲げてもよく、折り曲げる場合は折り曲げ位置、回数は任意であり、折り曲げ角度も直角に限定するものではなく、円弧状の曲げや面取り形状でもかまわないし、ミアンダ状やスパイラル状の形状をとってもかまわない。
また、オープンスタブ５間のブリッジ部５１は１つでも複数あってもよい。
【００１３】
電源供給側電源２とアナログ側電源３には、それぞれＥＢＧ構造を跨ぐように一次側ポート８１と二次側ポート８２がそれぞれ設けられる。後述する検査は、ＥＢＧ構造の部分の個々の接続検査ではなく、一次側ポート８１から二次側ポート８２に跨るＥＢＧ構造全体の特性の検査を行う。
【００１４】
このようなオープンスタブ５は、図２（ａ）に示すように、回路が不必要に接続されるショート部分５２や、図２（ｂ）に示すような、必要な回路が無いオープン部分５３などの不良が発生することがある。
【００１５】
印刷配線板１´は、図３に示すように、電源供給側電源（デジタル側電源）２´とアナログ側電源３´との境界の電源層（電源ベタパターン）４´上に、電源供給側電源２´とアナログ側電源３´とを接続する部分となる交差指状電極６からなるＥＢＧ構造を配置したものである。
【００１６】
印刷配線板１´上に形成した交差指状電極６からなるＥＢＧ構造は、図３の部分拡大図に示すように、ＥＢＧ単位セル６１を周期的に二次元配置した構成とする。
ＥＢＧ単位セル６１は、ブリッジ部６２と細線電極６３から構成され四方の隣接ＥＢＧ単位セルの細線電極６４との間で交差指状電極６を構成する。
ブリッジ部６２は直流給電用の配線であり、配線幅を変えることで給電電流を調整することが可能である。
電源供給側電源２´のスイッチングノイズ（高周波ノイズ）は交差指状電極６で阻止され、アナログ側電源３´への混入を防ぐことができる。
【００１７】
図３において、電源供給側電源２´とアナログ側電源３´には、それぞれ高周波成分の伝播経路の一次側ポート８３と二次側ポート８４がそれぞれ設けられる。後述する検査は、ＥＢＧ構造の部分の個々の接続検査ではなく、一次側ポート８３から二次側ポート８４に跨るＥＢＧ構造全体の特性の検査を行う。
【００１８】
上述したオープンスタブ５または交差指状電極６からなるＥＢＧ構造が機能しているかを検証するには、電極検査ではなく、ネットワークアナライザによって伝送特性（S21）を測定し、所望の周波数で損失があることを検査する必要がある。
【００１９】
このような交差指状電極６は、図４（ａ）に示すように、回路が不必要に接続されるショート部分６５や、図４（ｂ）に示すような、必要な回路が無いオープン部分６６などの不良が発生することがある。
【００２０】
図５（ａ）（ａ）は、図１の一次側ポート８１から二次側ポート８２へ高周波成分を伝搬させたときのネットワークアナライザによる伝送特性（S21）の測定波形を示すグラフである。図５（ａ）のグラフによれば、周波数が２．４ＧＨｚで伝送特性が低化していることがわかる。
また、図５（ｂ）は、図１のＴＤＴ測定による電圧波形を示すグラフである。図５（ｂ）のグラフによれば、高周波成分（ＥＢＧ構造の特定周波数）が通らず、波形が鈍る（立上り時間が遅い）ことがわかる。
すなわち、ＥＢＧ構造の部分は、伝送損失が大きい周波数（ＥＢＧ構造の特定周波数）で伝搬しにくいことがわかる。そのため、時間軸の電圧波形にも影響が出る。
そのため、事前にシミュレーションしてＴＤＴ波形を求めておけば、ＴＤＴ測定で検査が可能となる。
【００２１】
図６は、ネットワークアナライザによる測定波形を示すグラフである。ここで、ＢＥＴＡはベタ構造を有する印刷配線板、ＯＰＥＮ＿ＳＴＵＢは図１に示すオープンスタブ５からなるＥＢＧ構造を有する印刷配線板１、ＩＤＴは図３に示す交差指状電極６からなるＥＢＧ構造を有する印刷配線板１´を用いている。
図６より、ベタ構造を有する印刷配線板（ＢＥＴＡ）の場合、特定周波数４ａ（約２．７GHｚ）で伝送損失が無いことがわかる。また、それぞれＥＢＧ構造を有する印刷配線板１，１´（ＯＰＥＮ＿ＳＴＵＢ、ＩＤＴ）の場合、特定周波数４ｂおよび４ｃ（約２．２８GHｚと約２．７８GHｚ）で伝送損失が起こることがわかる。これにより、印刷配線板におけるＥＢＧ構造の有無が判別できる。
【００２２】
実際の基板の製造工場では、ネットワークアナライザよりもＴＤＲ（時間領域反射法）測定器が広く普及している。そのため、ＴＤＲ測定器でネットワークアナライザと同等の測定ができるようにすれば、ＥＢＧ構造の製造後の印刷配線板の検査が容易に行える。このＴＤＴ測定は、ＴＤＲ測定器で２ポート使うことにより実施される。
【００２３】
図７は、ＴＤＴ測定による測定波形（シミュレーション）を示すグラフである。図７に示すように、ベタ構造を有する印刷配線板の場合は立上り時間が速く、ＥＢＧ構造を有する印刷配線板１，１´の場合は立上り時間が遅いことがわかる（特定周波数５ａ参照）。
このＴＤＴ波形の立上り時間により、ＥＢＧ構造の有無および特定の電磁波の抑制を検証することができる。
【００２４】
図８は、図７に示したＴＤＴ波形をフーリエ変換した測定波形を示すグラフである。図８より、ベタ構造を有する印刷配線板の場合、特定周波数６ａ（約２．７６GHｚ）で伝送損失が無いことがわかる。また、それぞれＥＢＧ構造を有する印刷配線板１，１´（ＥＢＧ４，５）の場合、特定周波数６ｂおよび６ｃ（約２．２７GHｚと約２．７８GHｚ）で伝送損失が起こることがわかる。このようにＴＤＴ波形をフーリエ変換して周波数成分でＥＢＧによる損失を検証する。
このＴＤＴ波形をフーリエ変換した周波数成分で、ＥＢＧ構造による特定周波数での損失を検証することができる。
【００２５】
以上のように、周波数成分のネットワークアナライザの実測結果（図６）と伝送経路シミュレーション（図７，８）で求めたS21（伝送特性）とを比較して、周波数成分が一致していることを確認する。その後、時間軸での比較を行うことにより、ＥＢＧ構造の一部にオープンまたはショートがあることを検出でき、通常の検査より精度の高いＥＢＧ構造の検証が可能になる。
上述した検査方法では、渦巻状オープンスタブは、スタブ長の計算が容易で、単純な構造で配置しやすいため、また交差指状電極は、大きさとの対比で、ノイズ低減の効果が高いため、使用したが、ＥＢＧ構造は渦巻状オープンスタブと交差指状電極に限定されるものではなく、どのようなＥＢＧ構造であっても有効に検査することができる。
【符号の説明】
【００２６】
１，１´    印刷配線板
２，２´    電源供給側電源
３，３´    アナログ側電源
４，４´    電源層
５          オープンスタブ
６          交差指状電極
５２，６５  ショート部分
５３，６６  オープン部分
６１        ＥＢＧ単位セル
５１、６２  ブリッジ部
６３        細線電極
６４        細線電極
８１、８３  一次側ポート
８２  ８４  二次側ポート
４ａ〜４ｃ、５ａ、６ａ〜６ｃ  特定周波数
【図１】
0006535563.tif 000002
【図２】
0006535563.tif 000003
【図３】
0006535563.tif 000004
【図４】
0006535563.tif 000005
【図５】
0006535563.tif 000006
【図６】
0006535563.tif 000007
【図７】
0006535563.tif 000008
【図８】
0006535563.tif 000009