JP2000294935A - 多層基板及び多層基板の検査方法 - Google Patents

多層基板及び多層基板の検査方法

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JP2000294935A
JP2000294935A JP9457199A JP9457199A JP2000294935A JP 2000294935 A JP2000294935 A JP 2000294935A JP 9457199 A JP9457199 A JP 9457199A JP 9457199 A JP9457199 A JP 9457199A JP 2000294935 A JP2000294935 A JP 2000294935A
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Japan
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substrate
layer
displacement detection
displacement
wiring board
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JP9457199A
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English (en)
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Shinichi Sugiura
慎一 杉浦
Yoshifumi Fukatsu
佳史 深津
Hiroyuki Arase
浩之 荒瀬
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Denso Ten Ltd
Original Assignee
Denso Ten Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】層間のズレの検査に関して、作業性がよく、コ
スト負担の少ない多層プリント配線基板を実現する。 【解決手段】基準となる層に設けたズレ検知枠1と、各
層に設けた検知パターン2、3、4の先端部(21、2
2等)との隙間(t21、t22等)がズレ許容差に等
しくなるようにした各層を積層して多層プリント配線基
板を形成し、検査時点では透過光を照射してズレ検知枠
1と先端部(21、22等)の接触の有無を視認し、積
層ズレ不具合を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【発明の属する技術分野】本発明は、多層基板及び多層
基板の品質を検査する方法に関する。
【従来の技術】多層プリント配線基板は、印刷配線され
た複数の配線基板を半硬化の状態で必要な枚数積層し、
圧着して多層の基板として製造されるものであり、複数
の配線基板間はスルーホールやバイアホールにより接続
配線して使用される。従って、バイアホール等で接続さ
れる内層の各配線基板の配線パターンの平面上の相対位
置は、配線基板相互間で正確に対応した位置でなければ
ならない。この正確な位置決めのため、印刷配線された
複数の配線基板を積層する際に、個々の配線基板に位置
決めのための工夫がなされているが、治工具や製造装置
の僅かな偏りのため、複数の配線基板間に若干のズレが
生じることは避けられない。こうして生じた各配線基板
の配線パターンの相対位置のズレは、許容差内であると
多層プリント配線基板の製造段階で確認され、さらに、
多層プリント配線基板を用いて電子機器を製造する機器
メーカにおける受入れ検査等の工程で確認されている。
また、多層プリント配線基板は、例えばガラス繊維とエ
ポキシ樹脂とからなる絶縁層と銅箔からなる配線とから
なる配線基板を、複数枚重ねて加圧加熱し接着したもの
である。例えば、6枚とか10枚とかの配線基板を重
ね、例えば1.2mm厚の多層プリント基板が用いられ
ている。多層プリント基板はこのような構成であるの
で、印刷配線としての銅箔が残されている部分は遮光さ
れるが、銅箔のない部分は透光性があり、多層プリント
基板の裏から光を当てることにより、銅箔部分が透視可
能である。これまで、内層の各配線基板の配線パターン
の相対位置に配線基板として許容できない欠陥としての
ズレがないか確認する方法として、多層プリント基板の
回路配線エリア外に、ズレ検知のためのスルーホールを
設けて導通テストを行う方法等が行われている。次に、
スルーホールを設けて導通テストを行う方法を図4を用
いて説明する。図4では、例えば4層の多層プリント基
板Mが、基準となる層の配線基板S1に銅箔パターン1
7、18を、第2層の配線基板S2に銅箔パターン26
(スルーホール6の予定位置では隙間t(ズレ許容差に
同じ)だけ大きく銅箔を除去したパターンとする)を、
第3層の配線基板S3に銅箔パターン36(スルーホー
ル6の予定位置では隙間tを加えて銅箔を除去したパタ
ーンとする)を、第4層の配線基板S4に銅箔パターン
46(スルーホール6の予定位置では隙間tを加えて銅
箔を除去したパターンとする)を、そして第4層の配線
基板S4の裏面に銅箔パターン47、48を設けた後、
これらの各層を積層、圧着して製造される。その後、多
層プリント基板Mの仕上げ加工が、基準となる層の配線
基板S1の基準位置を基準として行われる。その仕上げ
加工の一つとしてズレ検知のためのスルーホール5、6
が窄孔され、次にスルーホール5、6がメッキ処理され
てメッキ部7、8が形成される。メッキ処理されると、
銅箔パターン17、26、36、46、47とメッキ部
7とが、また、銅箔パターン18、48とメッキ部8と
が接合される。その後に設けられた検査工程において、
銅箔パターン17と銅箔パターン18との間の導通がテ
ストされる。テストの結果、導通がなければ内層(第
2、3、4層)の配線基板S2の最外層の配線基板S1
の基準位置に対するズレは、隙間t以下であり許容でき
るズレ範囲内であると判定される。導通が認められた場
合は、スルーホール5から銅箔パターン26(或いは3
6、或いは46)を通じてスルーホール6に接続してい
ることを示しており、少なくともいずれかの内層の配線
基板S2、S3、S4が隙間t以上ズレて接続が生じた
と判断される。即ち、多層プリント基板Mは隙間t以上
のズレが生じており、許容外なので不良品であると判定
される。
【発明が解決しようとする課題】このように、多層プリ
ント基板のズレ検知をスルーホールを設けて導通テスト
を行う方法では、スルーホールを半田付けする処理が必
要であり、また、導通テストの装置が必要となる。多層
プリント配線基板の製造段階のように定常工程の一つで
ある場合には、こうした処理も容易に対処可能である
が、多層プリント配線基板を用いて電子機器を製造する
機器メーカ側の受入れ検査等では、多層プリント配線基
板の受入れ検査に専従していない場合も多いので、こう
した手間のかかる工程を間欠的に実施することは負担に
感じられる。そこで、必要なズレ検知精度を有しなが
ら、作業性およびコスト負担に優れたズレ検知方法の実
現が望まれてきた。
【課題を解決するための手段】本発明は上述の課題を解
決するもので、複数の基板を積層する多層基板におい
て、基準となる層の基板にパターンを用いて形成された
ズレ検知枠と、照合をうける他の層の基板にパターンを
用いて形成され、前記ズレ検知枠から所定寸法だけ離れ
て、前記ズレ検知枠の内側に囲まれてなるズレ検知マー
クとを有することを特徴とする。また、前記ズレ検知枠
が、複数の他の層の基板に形成された前記ズレ検知マー
ク毎に対応して複数形成されてなり、更にこの複数のズ
レ検知枠が、複数の他の層の基板の積層順に応じて順次
配置されてなることを特徴とする。或いは、前記ズレ検
知枠が、複数の他の層の基板に形成された前記ズレ検知
マークに対して共用され、前記複数のズレ検知マークが
該ズレ検知枠の内側に囲まれてなり、更にこの複数のズ
レ検知マークが、それぞれ4つの先端部を有する十字形
を呈し、該それぞれのズレ検知マークの先端部が互いに
重ならないよう形成され、それぞれの先端部が前記ズレ
検知枠から所定寸法だけ離れてなり、更にこの複数のズ
レ検知マークが、複数の他の層の基板の積層順に応じて
順次ずれて配置されてなることを特徴とする。また、前
記所定寸法は基準となる層の基板に対する他の層の基板
のズレを許容する寸法であることを特徴とする。また、
複数の基板を積層する多層基板の検査方法において、基
準となる層の基板にパターンを用いて形成されたズレ検
知枠と、照合をうける他の層の基板にパターンを用いて
形成され、前記ズレ検知枠から所定寸法だけ離れて、前
記ズレ検知枠の内側に囲まれてなるズレ検知マークとを
有する多層基板の上面又は下面より光を照射し、下面又
は上面に投影された前記ズレ検知マークが前記ズレ検知
枠に見かけ上接していると該ズレ検知マークに対応した
層の基板にズレ不良があると判定することを特徴とす
る。
【発明の実施の形態】まず、本発明の実施の形態に係わ
る多層プリント基板のズレ検知窓の構成を説明する。図
1は、本発明の第1の実施の形態に係わるズレ検知窓の
構成を示す構成図である。なお、本図では多層プリント
基板に形成されたズレ検知窓の構成について説明し、ズ
レ検知窓を用いたズレ検知の基板内の配置は後述の図3
の説明で補足する。S1は、多層プリント配線基板の基
準となる層の配線基板で、例えばガラス繊維とエポキシ
樹脂とからなる透光性の絶縁層と、絶縁層の表面に配設
された銅箔(例えば0.04mm厚の銅箔である12、
13、14等)とで構成される。S2は、第2層の配線
基板で、例えばガラス繊維とエポキシ樹脂とからなる透
光性の絶縁層と、絶縁層の表面に配設された銅箔(例え
ば銅箔で形成したズレ検知パターンr2)とで構成され
る。S3は、第3層の配線基板で、例えばガラス繊維と
エポキシ樹脂とからなる透光性の絶縁層と、絶縁層の表
面に配設された銅箔(例えば銅箔で形成したズレ検知パ
ターンr3)とで構成される。S4は、第4層の配線基
板で、例えばガラス繊維とエポキシ樹脂とからなる透光
性の絶縁層と、絶縁層の表面に配設された銅箔(例えば
銅箔で形成したズレ検知パターンr4)とで構成され
る。Mは、内部に複層の配線層を有する多層プリント基
板で、複数の配線基板S1、S2、S3、S4を積層、
圧着して形成され、複数の配線基板S1、S2、S3、
S4のそれぞれに形成されているプリント印刷配線と、
複数の配線基板S1、S2、S3、S4のプリント印刷
配線の間を繋ぐ図示されていない接続配線(例えばバイ
アホール)、スルーホール等で構成されている。また、
多層プリント基板Mの厚さは、例えば1.2mmであ
る。r2は、第2層の配線基板S2上に形成した円形
(直径d1例えば4mmφ)のズレ検知パターンで、配
線基板S2上の銅箔を用いてプリント配線印刷される。
12は、基準となる層の配線基板S1上に形成した枠形
空白部(ズレ検知パターンr2の外周に対して最接近す
る部位で隙間t12(例えば0.2mm)を生ずる内周
位置を有する)をもつズレ検知枠で、配線基板S1上の
銅箔を用いてプリント配線印刷される。ズレ検知枠12
の内側の枠bの位置に対するズレ検知パターンr2の相
対位置は、第2層の配線基板S2に設けられた基準位置
(図示されていない)と基準となる層の配線基板S1に
設けられた基準位置(図示されていない)が絶対的に一
致した場合に、隙間t12(ズレ許容差と等しい寸法例
えば0.2mm)がズレ検知パターンr2の上下左右4
箇所に生ずるような相対位置(X方向、Y方向)に形成
される。従って、検査対象の多層プリント基板Mでは、
第2層の配線基板S2に設けられた基準位置と基準とな
る層の配線基板S1に設けられた基準位置とが、実工程
で生じる治工具や製造装置の僅かな偏りのため相対的に
ズレるので、この隙間t12は予め設定された値(例え
ば0.2mm)からズレ方向に応じて変化することにな
る。従って、仮に基準となる層の配線基板S1に対する
第2層の配線基板S2の位置のズレの大きさがズレ許容
差を超えて大きくなると、ズレ検知パターンr2の外周
が検知枠12の内側の枠bに接触或いは重なることにな
り、検査対象の第2層の配線基板S2がズレ不良である
と判定される。検査に際しては、断面図に示した矢印F
1から検査用の光を入射し、光が多層プリント基板Mを
通過するようにして、矢印F2側でズレ検知パターンr
2の外周と検知枠12の内側の枠bとの干渉の有無を目
視で判定する。本実施例の形態では、第2層の配線基板
S2については、図示されたように4箇所の隙間t12
がいずれも確保されており、ズレは許容差範囲内にあり
良好であると判定される。同様に、第3層の配線基板S
3上にズレ検知パターンr3が、基準となる層の配線基
板S1上にズレ検知枠13が形成されるが、重複した説
明は省略する。本実施例の形態では、第3層の配線基板
S3については、図示されたように4箇所の隙間t13
がいずれも確保されており、ズレは許容差範囲内にあり
良好であると判定される。同様に、第4層の配線基板S
4上にズレ検知パターンr4が、基準となる層の配線基
板S1上にズレ検知枠14が形成されるが、重複した説
明は省略する。本実施例の形態では、第4層の配線基板
S4については、図示されたように2箇所の隙間t14
はいずれも確保されているが、ズレ検知パターンr4が
横方向にズレたため、部位141において隙間t141
が検知枠14の内側の枠bと見かけ上干渉していること
が検知され、ズレは許容差外にあると判定されて、ズレ
不良であると判断される。なお、隙間t141を変化さ
せたズレの発生に伴い隙間t142は拡大されている。
また、各内層の配線基板S2、S3、S4毎に、基準と
なる層の配線基板S1との相対位置のズレを個別に検知
する検知パターンr2、r3、r4を設け、また各内層
の配線基板S2、S3、S4の積層順に、つまり検知パ
ターンr2、r3、r4の順に、ズレ検知枠12、1
3、14を順次並べて設けたので、仮にいずれかの配線
基板S2、S3、S4に許容差外れの位置ズレが生じた
場合には、どの配線基板S2、S3、S4にズレ不良が
発生したのかを容易に把握することができる。 なお、
本実施例では隙間t12、t13、t14はいずれも
0.2mmとして例示したが、各内層に必要な許容差が
異なる場合には、それぞれ異なる値としてもよい。ま
た、本実施例ではズレ検知枠12、13、14の枠型空
白部は方形としたが、円形の空白部とすることも可能で
ある。このように、基準となる層の配線基板S1に検知
枠12、13、14を設け、各内層の配線基板S2、S
3、S4に検知パターンr2、r3、r4を設けたの
で、検査対象の多層プリント基板Mの下面より光を照射
し、上面に投影された検知パターンr2、r3、r4を
それぞれ目視判定するだけで、それぞれの内層の配線基
板S2、S3、S4が基準となる層の配線基板S1から
許容差外の位置ズレを起こしていないか検査可能とな
り、積層番号毎のズレ不良の有無が把握できる。次に、
図2を用いて本発明の第2の実施の形態に係わるズレ検
知窓の構成を説明する。図2は、本発明の第2の実施の
形態に係わるズレ検知窓の構成を示す構成図である。な
お、本図では多層プリント基板に形成されたズレ検知窓
の構成について説明し、ズレ検知窓を用いたズレ検知の
基板内の配置は後述の図3の説明で補足する。また、図
1で説明した説明と同じ部分については、同じ番号を付
して説明を省略する。1は、多層プリント配線基板の基
準となる層の配線基板S1上に形成した枠形空白部(図
2(A)に示した対辺寸法dが例えば5mmの空白部)
をもつズレ検知枠で、配線基板S1上の銅箔を用いてプ
リント配線印刷される。2は、第2層の配線基板S2上
に形成した十字形状のズレ検知パターン(図2(B)に
示す)で、配線基板S2上の銅箔を用いてプリント配線
印刷される。ズレ検知パターン2は、十字形状であって
4つの先端部を有するものである。そしてこの4つの先
端部、即ちズレ検知枠1の内側の枠b(点線で示す)に
接近する部位21、22、23、24の隙間t21、t
22、t23、t24が、内層の配線基板S2の配線基
板S1に対するズレ許容差(例えば0.2mm)となる
ように形成される。同様に、第3層の配線基板S3上に
形成されるズレ検知パターン3(図2(C)に示す)
は、十字形状であって4つの先端部を有するものであ
る。そしてこの4つの先端部、即ちズレ検知枠1の内側
の枠b(点線で示す)に接近する部位31、32、3
3、34の隙間t31、t32、t33、t34が、ズ
レ許容差(例えば0.2mm)となるように形成され
る。更に、第4層の配線基板S4上に形成されるズレ検
知パターン4(図2(D)に例示)は、十字形状であっ
て4つの先端部を有するものである。そしてこの4つの
先端部、即ちズレ検知枠1の内側の枠b(点線で示す)
に接近する部位41、42、43、44の隙間t41、
t42、t43、t44が、ズレ許容差(例えば0.2
mm)となるように形成される。これらズレ検知枠1、
ズレ検知パターン2、ズレ検知パターン3、ズレ検知パ
ターン4は、配線基板S1、S2、S3、S4が積層さ
れ多層プリント基板Mとして完成されると、図2(E)
に示したように配置されることになる。また、図2
(G)の断面図で示したに示したように、検査に際して
は矢印F1から検査用の光が入射され、矢印F2側で多
層プリント基板Mを透過した光線が目視判定され、ズレ
検知枠1の内側の枠bと検知パターン2、3、4の部位
21、22、23、24、31、32、33、34、4
1、42、43、44との見かけ上の干渉の有無が判断
される。ズレ検知枠1の位置に対するズレ検知パターン
2、3、4の相対位置は、基準となる層の配線基板S1
に設けられた基準位置(図示されていない)と内層の配
線基板S2、S3、S4に設けられた基準位置(図示さ
れていない)とが絶対的に一致した場合に、部位21、
22、23、24、31、32、33、34、41、4
2、43、44における隙間t21、t22、t23、
t24、t31、t32、t33、t34、t41、t
42、t43、t44をズレ許容差と等しい寸法(例え
ば0.2mm)とするような相対位置(X方向、Y方
向)に形成されている。ところが、検査対象の多層プリ
ント基板Mでは、内層の配線基板S2、S3、S4に設
けられた基準位置と基準となる層の配線基板S1に設け
られた基準位置とが、実工程で生じる治工具や製造装置
の僅かな偏りのため相対的にズレを生じるので、この隙
間t21、t22、t23、t24、t31、t32、
t33、t34、t41、t42、t43、t44は予
め設定された値(例えば0.2mm)からズレ方向に応
じて変化することになる。ズレ不具合が発生した場合に
は、つまり基準となる層の配線基板S1に対し配線基板
S2、S3、S4の位置のズレの大きさがズレ許容差を
超えた場合には、ズレ検知パターン2、3、4の部位2
1、22、23、24、31、32、33、34、4
1、42、43、44のいずれかがズレ検知枠1の内側
の枠bに接触(或いは重複)した状況が視認され、検査
対象の多層プリント基板Mがズレ不良であると判定され
る。例えば、図2(F)に示した事例では、基準となる
層の配線基板S1上のズレ検知枠1の内側の枠bに検知
パターン2の部位21が見かけ上重なっており、配線基
板S2はズレ不具合を生じていると判定される。また、
ズレ検知枠1の内側の枠bに検知パターン4の部位44
が見かけ上接しており、配線基板S4はズレ不具合を生
じていると判定される。なお、配線基板S3は、検知パ
ターン3の部位31、32、33、34がズレ検知枠1
の内側の枠bに対して隙間を有しているので、ズレは許
容差範囲に収まっており、ズレ不具合はないと判定され
る。このように、本実施の形態では、共通のズレ検知枠
1の中に、ズレ検知パターン2、3、4が収められてお
り、図1で説明した第1実施例が数個のズレ検知窓をも
つのに比べ、1箇のズレ検知窓にまとまり、簡潔な形と
することができる。また、検知パターン2、3、4の部
位21、31、41の位置、部位22、32、42の位
置、部位23、33、43、部位24、34、44の位
置を配線基板S2、S3、S4の積層順に並べることに
より、どの配線基板S2、S3、S4を対象としたズレ
検知パターン2、3、4なのかが容易に把握できる。な
お、本実施の形態では、隙間t12、t13、t14は
いずれも0.2mmとして例示したが、各内層に必要な
許容差が異なる場合には、それぞれ異なる値としてもよ
い。また、本実施の形態では、検知パターン2、3、4
を十字形状としたがこれに限らず、全て円形や角形等の
同じ形状のものを重畳するようにしても良い。このよう
に、同形状のものを重畳したとしても、いづれかの基板
に大きなズレ不良があると、この基板に相当するズレ検
知パターンが少なくともズレ検知枠1の内側の枠bに接
するので、このズレ不良を検出することができる。この
ように、基準となる層の配線基板S1に検知枠1を設
け、各内層の配線基板S2、S3、S4に検知パターン
2、3、4を設けたので、それぞれの内層の配線基板S
2、S3、S4が基準となる層の配線基板S1から許容
差外れの位置ズレを起こしていないか、検査対象の多層
プリント基板Mを光源にかざして目視判定するだけで検
査可能となり、また内層番号ごとのズレ不良の状況を把
握することができる。次に、図3を用いて本発明の実施
の形態に係わるズレ検知窓の多層プリント基板内の配置
を補足して説明する。図3は、本発明の実施の形態に係
わるズレ検知窓の多層プリント基板内の配置を説明する
説明図である。第1の実施の形態のズレ検知窓を用いた
場合には、図3(A)に示すように、検査対象の多層プ
リント基板Mの左下に1組の検知窓W11を配置し、右
上に他の1組の検知窓W12を配置することにより、回
路配線部分Cのいずれの平面位置においても、内層のズ
レが許容差内であることを保証できるようにしている。
また、第2の実施の形態のズレ検知窓を用いた場合に
は、図3(B)に示すように、検査対象の多層プリント
基板Mの左下に1組の検知窓W21を配置し、右上に他
の1組の検知窓W22を配置することにより、回路配線
部分Cのいずれの平面位置においても、内層のズレが許
容差内であることを保証できるようにしている。このよ
うに、配線基板の外周部分に配置することにより、回路
配線部分Cと干渉することなく、ズレ検知窓を簡潔に配
置することができ、必要に応じて随時ズレ不具合を視認
することが可能となる。
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、多層基板に、内層のズレを検知するズレ検知枠と
ズレ検知パターンとからなるズレ検知窓を設け、多層基
板を積層して構成する各基板のズレ不具合を、透過光に
よる目視検査により検出するようにして、どの積層にズ
レ不具合が生じているかの検査を、従来の検査作業に比
べて作業性良く、またコスト負担を少なく実現すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施の形態に係わるズレ検知窓の
構成を示す構成図。
【図2】本発明の第2実施の形態に係わるズレ検知窓の
構成を示す構成図。
【図3】本発明の実施の形態に係わるズレ検知窓の多層
プリント基板内の配置を説明する説明図。
【図4】従来のズレ検知手段を説明する説明図。
【符号の説明】
1、12、13、14・・ズレ検知枠 2、3、r2、r3・・・ズレ検知パターン t12、t13、t21、t22・・・隙間

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の基板を積層する多層基板におい
    て、 基準となる層の基板にパターンを用いて形成されたズレ
    検知枠と、 照合をうける他の層の基板にパターンを用いて形成さ
    れ、前記ズレ検知枠から所定寸法だけ離れて、前記ズレ
    検知枠の内側に囲まれてなるズレ検知マークとを有する
    ことを特徴とする多層基板。
  2. 【請求項2】 前記ズレ検知枠が、複数の他の層の基板
    に形成された前記ズレ検知マーク毎に対応して複数形成
    されてなることを特徴とする請求項1記載の多層基板。
  3. 【請求項3】 前記複数のズレ検知枠が、複数の他の層
    の基板の積層順に応じて順次配置されてなることを特徴
    とする請求項2記載の多層基板。
  4. 【請求項4】 前記ズレ検知枠が、複数の他の層の基板
    に形成された前記ズレ検知マークに対して共用され、前
    記複数のズレ検知マークが該ズレ検知枠の内側に囲まれ
    てなることを特徴とする請求項1記載の多層基板。
  5. 【請求項5】 前記複数のズレ検知マークが、それぞれ
    4つの先端部を有する十字形を呈し、該それぞれのズレ
    検知マークの先端部が互いに重ならないよう形成され、
    それぞれの先端部が前記ズレ検知枠から所定寸法だけ離
    れてなることを特徴とする請求項4記載の多層基板。
  6. 【請求項6】 前記複数のズレ検知マークが、複数の他
    の層の基板の積層順に応じて順次ずれて配置されてなる
    ことを特徴とする請求項5記載の多層基板。
  7. 【請求項7】 前記所定寸法は基準となる層の基板に対
    する他の層の基板のズレを許容する寸法であることを特
    徴とする請求項1記載の多層基板。
  8. 【請求項8】 複数の基板を積層する多層基板の検査方
    法において、 基準となる層の基板にパターンを用いて形成されたズレ
    検知枠と、 照合をうける他の層の基板にパターンを用いて形成さ
    れ、前記ズレ検知枠から所定寸法だけ離れて、前記ズレ
    検知枠の内側に囲まれてなるズレ検知マークとを有する
    多層基板の上面又は下面より光を照射し、下面又は上面
    に投影された前記ズレ検知マークが前記ズレ検知枠に見
    かけ上接していると該ズレ検知マークに対応した層の基
    板にズレ不良があると判定することを特徴とする多層基
    板の検査方法。
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