(57)【要約】【課題】２層以上の導体層を有するプリント配線板の対向する導体層間の位置ずれ量を、簡単に非破壊で測定するプリント配線板の板厚制限なく測定することを可能とする。【解決手段】対向する各導体層に設けた導体パターン及びそれら導体パターンで挟まれた絶縁層からなる並行平板型コンデンサーをプリント配線板に設け、並行平板の対向面積とコンデンサー静電容量の相関関係を利用して、コンデンサーの静電容量を測定することで、非破壊で対向する導体層間のずれ量を測定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２層以上の導体層を有するプリント配線板において、層間ずれの測定対象となる導体層及びこれら導体層に挟まれる形で存在する絶縁層からなる並行平板型コンデンサーを形成し、このコンデンサーの静電容量を測ることにより該導体層の層間ずれ量を測定することを可能とする多層プリント配線板およびその検査方法。
【請求項２】
請求項１のプリント配線板において、並行平板型コンデンサーを形成する検査用パターンの形状を櫛歯形状とすることで、塊状パターンと比較して層間ずれ量に対するコンデンサーの静電容量の変化量を大きくし、より正確な層間ずれ量の測定を可能とすることを特徴とする、プリント配線板およびその検査方法。
【請求項３】
請求項２のプリント配線板において、二つ以上の櫛歯形状検査パターンを任意に回転設置することにより、特定の層間ずれ方向に対してコンデンサーの静電容量の変化量を大きくし、ずれ方向及びずれ方向量（ベクトル量）の測定を可能とすることを特徴とする、プリント配線板およびその検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は２層以上の導体層を有するプリント配線板に関する。より詳しくは、対向する導体層の相互位置ずれ量の検査手段に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の多層プリント配線板の構造について、図３を用いて説明する。（ａ）は従来技術による多層プリント配線板の断面例で、（ｂ）はその多層プリント配線板の対向する１対の導体層の平面透視図例である。従来技術によるプリント配線板では、予め配線パターン１３を施した基板Ａ１と配線パターン１４を施した基板Ｂ２を絶縁性接着剤シート１５とを交互に重ね所定の圧力及び加熱を施す接着工程を経て絶縁性接着剤シートが熱硬化することで一体構造の多層配線板１６を成型する。ここで、前記のパターン形成工程における設計位置からの位置ずれ、前記の接着工程における位置ずれ及び寸法収縮率の設計見込み違いなどの要因から、対向する導体層の相互位置が設計寸法に対して偏差をもった、いわゆる層間ずれ１７が発生することがある。層間ずれ要因のうち寸法収縮率の設計見込み違いは、そのずれ量及びずれ方向に規則性が見られることがあるが、パターン形成工程における位置ずれや接着工程における位置ずれは、そのずれ量及びずれ方向に偶発性が見られることが多い。
【０００３】
例えば、２層の電源層或いはグラウンド層或いは両者の組合せ（以下、総称して電源／GND層と呼ぶ）とそれら電源／GND層により垂直方向に挟まれた信号配線からなるストリップライン構造を有するプリント配線板において、層間ずれが規定の許容値を超えた場合、電源／GND層に設けられたクリアランスホールと水平方向同位置を信号配線が通過することにより、当該部で特性インピーダンスの不整合が発生し、このプリント配線板を用いた電子機器の性能に大きな影響を及ぼす可能性がある。また、２層の信号配線層と、それら信号層により垂直方向に挟まれた電源／GND層が、各信号層に設置された信号配線相互の電磁的結合を遮断する構造のプリント配線板において、層間ずれが規定の許容値を超えた場合、電源／GND層に設けられたクリアランスホールと水平方向同位置を信号配線が通過することにより、各信号層に設けられた配線が互いに影響しあうクロストークノイズが発生し、このプリント配線板を用いた電子機器の性能に大きな影響を及ぼす可能性がある。
【０００４】
従って、２層以上の導体層をもつ多層配線板の製造にあたっては、対向する導体層間の位置ずれを規定の許容値に収まるように製造方法を改良したり、層間位置ずれ量が規定公差内であるか検査する方法が一般的に求められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２０３４６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来このような多層プリント配線板の層間ずれ検査方法として、例えばプリント配線板の外周部に設けた検査パターン部分を切断し、これを樹脂等に埋め込んで検査サンプルを形成し、研磨機で測定面を研磨して層間ずれを実測していた。
【０００７】
しかしながら、従来の層間ずれ検査方法は破壊検査であり、切断や研磨、顕微鏡などによる位置ずれ量測定に時間や手間がかかっていた。このような検査方法で実際に全製品について実測することは、経済的合理性から適用できる製品が限られていた。また、製造ラインの製品をある抽出基準に従って抜取り検査を実施する例もあるが、層間ずれは前述のとおり、パターン形成や接着工程における偶発性をともなう精度低下の結果もたらされるものであり、抽出されたサンプルが同一作業グループ、いわゆるロットの品質を代表していると考えることは難しい。
【０００８】
また、非破壊による検査方法として、透過X線画像投影装置を用いる例もある。しかしながら、板厚の厚い高多層プリント配線板の層間ずれ量を測定するには、高出力のX線照射部と高分解能の画像測定機能が必要となり、検査装置の技術的制約及び経済的合理性の面から適用できる製品が限られる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、層間ずれの測定対象となる導体層及びこれら導体層に挟まれる形で存在する絶縁層からなる並行平板型コンデンサーを形成し、このコンデンサーの静電容量を測ることにより、被測定導体層の層間ずれ量を測定する手段を提供する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、２層以上の導体層を有するプリント配線板の対向する導体層間の位置ずれ量を、簡単に非破壊で測定可能となる。また、測定にあたって高価な透過Ｘ線画像投影装置を用いる必要がなく、透過Ｘ線画像投影装置の技術的制限から来る測定可能なプリント配線板の板厚制限も存在しない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】検査パターンの例及び層間ずれ検査方法の概念説明。
【図２】櫛歯型検査用パターンの例。
【図３】従来技術によるプリント配線板の断面及び導体層の水平透視図の例。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明の実施の形態に係る多層プリント配線板の層間ずれ検査用パターンの配置例と検査原理の説明図である。（ａ）、（ｂ）に示すように、多層プリント配線板を構成する矩形基板Ａ１、基板Ｂ２の各４辺の隅に、本発明に係る層間ずれ測定用検査パターンＡ３、検査パターンＢ４を形成する。この検査パターンＡ，Ｂは基板１、２に形成された配線パターン（図示しない）と同じリソグラフィプロセスで基板の各層に形成される。
【００１３】
（ｃ）は検査パターンＡ、検査パターンＢを備えたプリント配線板の断面概念図である。各導体層に設けた検査パターンＡ３、検査パターンＢ４は、それぞれ独立したスルーホールＡ５、スルーホールＢ６を経由して、基板外層部に設置された検査端子Ａ７、検査端子Ｂ８に電気的に接続される。検査パターンＡと検査パターンＢ及び両者間に存在する絶縁材料９は、並行平板型のコンデンサーを形成する。尚、プリント配線板の内層導体と絶縁材料によりコンデンサーを構成する発明は、米国サンミアＳＣＩ社等により実用化されている（米国特許第５，０７９，０６９号）。
【００１４】
コンデンサーの静電容量Ｃは、Ｃ＝εｘＳ／ｄの式で表される。ここで、εは絶縁材料９の誘電率、Ｓは並行平板の対向面積（ｍ2）、ｄは絶縁材料の厚み（ｍ）を表す。対向する検査パターンに層間ずれが発生すると、並行平板の面積（Ｓ）の減少からコンデンサーの静電容量が減少する。従って、検査端子Ａ、Ｂに静電容量計１０を接続して静電容量を測定することで、層間ずれを測定することが可能となる。
【００１５】
図２により具体的な層間ずれ検査パターンの設計例及び測定実施例を示す。（ａ）、（ｂ）に示すように、多層プリント配線板を構成する矩形基板Ａ１、矩形基板Ｂ２の４隅に、本発明に係る櫛歯状検査パターンＡ１１、櫛歯状検査パターンＢ１２を形成する。ここで検査パターンは櫛歯形状とすることで、塊状パターンと比較して層間ずれ量に対するコンデンサーの静電容量の変化量を大きく取れる発明効果が期待できる。
【００１６】
（ｃ）に櫛歯形状検査パターンＡと櫛歯形状検査パターンＢの水平透過図の例例を示す。櫛歯形状検査パターンＡ１１は、櫛幅０．１ｍｍ、櫛ピッチ０．３ｍｍ、櫛長さ２２ｍｍの櫛歯を１００連備えたパターンとした。櫛歯形状検査パターンＢ１２は、櫛幅０．１ｍｍ、櫛ピッチ０．３ｍｍ、櫛長さ２２ｍｍの櫛歯を１００連備えたパターンで、櫛歯形状検査パターンＡに対して１８０度回転させた向きで、両検査パターンの櫛歯部分が長さ方向に２０ｍｍ、幅方向に全副0.1ｍｍに渡って水平方向に重なる位置に設置されている。櫛歯形状検査パターンＡ、櫛歯形状検査パターンＢは基板１、基板２に形成された配線パターン（図示しない）と同じリソグラフィプロセスで基板の各層に形成される。従って、櫛歯形状検査パターンＡと櫛歯形状検査パターンＢは設計寸法で対向面積２０ｘ１０-6ｍ2の並行平板を形成する。絶縁層９は厚さ０．１ｘ１０-3ｍの日立化成工業製ガラスエポキシ基材ＭＣＬ−Ｅ−６７９Ｗを用いる。
【００１７】
上記構造からなる並行平板型コンデンサーの１ＭＨｚにおける理論静電容量は、数式１で求められる。
【００１８】
静電容量の測定には、Ａｇｉｌｅｎｔ社製キャパシタンスメーター（Ｅ４９８１Ａ）が好適である。
【００１９】
また、検査パターンとしてＸ方向とＹ方向、あるいは任意の方向に櫛歯形状検査パターンを設置することで、特定の層間ずれ方向に対してコンデンサーの静電容量の変化量を大きくし、ずれ方向及びずれ方向量（ベクトル量）の測定を可能とする発明効果が期待できる。
【００２０】
尚、上記実施の形態は本発明の実施形態を分かりやすく説明するために具体的に明示した一例であり、検査パターンの形状や寸法、絶縁材料の種類や厚さ、測定機の機種を限定するものではない。
（数１）
Ｃ＝ＥｘＳ／ｄ＝(４．７ｘ８．９ｘ１０-12)ｘ２０ｘ１０-6／０．１ｘ１０-3＝３３ｘ１０-12＝３３ｐＦ
ここで、絶縁材料の比誘電率は日立化成工業カタログから４．７、真空の誘電率は８．９ｘ１０-12を採用した。
【符号の説明】
【００２１】
１…基板Ａ、２…基板Ｂ、３…検査パターンＡ、４…検査パターンＢ、５…スルーホールＡ、６…スルーホールＢ、７…検査端子Ａ、８…検査端子Ｂ、９…絶縁材料、１０…静電容量計。        
【図１】
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【図２】
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【図３】
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