JP2003207304A - プリント配線基板の絶縁膜厚・反り測定装置及びプリント配線基板の絶縁膜厚測定方法及び反り測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】必要に応じて随時、極めて短時間に精度良く、
特にはプリント基板に対する傷の発生等を伴わずに測定
を行うことができるプリント配線基板の絶縁材料膜厚測
定方法及びプリント配線基板の反り測定方法を提供す
る。 【解決手段】絶縁膜厚・反り測定装置１の本体１ａから
引き出された接触端であるプロ−ブ３を配線基板９内に
形成された基準パタ−ン１２に接続された基準パタ−ン
測定用端子１８に接触させ、一方プロ−ブ４を測定パタ
−ン１４に接続された測定端子１９に接触させ、基準パ
タ−ン１２と測定パタ−ン１４間に挟まれた絶縁材１１
の電気容量を電気容量計２にて測定し、基準電気容量値
と測定された測定値とが比較部５にて比較されて単位膜
厚に対する電気容量値と実測の電気容量値の比から絶縁
材１１の絶縁膜厚を算出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプリント配線基板に
形成されるプリント配線基板の絶縁膜の膜厚を簡易に測
定すると共にプリント配線基板の反りを測定することが
できる絶縁膜厚・反り測定装置及びプリント配線基板の
絶縁膜厚測定方法及び反り測定方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のプリント配線基板の絶縁材料膜厚
測定方法及びプリント配線基板の反り測定方法を図２を
参照して説明する。図２はプリント配線基板２３の製造
途中工程を示す。図に示されるように信号配線層２４と
グランド層２５間の絶縁材２６の膜厚を測定する為に
は、絶縁材２６の製造段階にて、絶縁膜厚測定窓２７を
予め形成しておき、その絶縁膜厚測定窓２７を接触針型
の高さ測定器等で段差測定する方法が用いられていた。

【０００３】また従来、プリント配線基板の反り測定は
次のようにして行われていた。図３に示す様にプリント
配線基板２３の絶縁材２８を形成後に、図示しない接触
針型の高さ測定器を用いて、プリント配線基板２３の側
部表面内各点を接触しながら高さ変位を測定し、その測
定値から反りの有無及び部位を特定していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし以上の従来のプ
リント配線基板の絶縁材料膜厚測定方法及びプリント配
線基板の反り測定方法では次のような問題があった。す
なわち従来のプリント配線基板の絶縁材料膜厚測定方法
にあっては、図３に示す様に絶縁材２６を形成した後に
絶縁材２８を形成した後には絶縁材２８が存在するため
に絶縁材２６の膜厚測定はできず、例えば絶縁材２８を
形成する過程で絶縁材２６が収縮、膨張等してもこれを
計測することができないという問題があった。

【０００５】また従来のプリント配線基板の反り測定方
法では接触針型の高さ測定器を用いて、面内各点を接触
しながら高さ変位を測定するため測定精度を維持するた
めには測定時間が長くなりがちであり、また接触型であ
る為、プリント基板表面に傷をつけてしまう問題があっ
た。

【０００６】本発明は以上の従来技術における問題に鑑
みてなされたものであって、プリント配線基板の絶縁材
料膜厚測定及びプリント配線基板の反り測定を必要に応
じて随時、極めて短時間に精度良く、特にはプリント基
板に対する傷の発生等を伴わずに行うことができるプリ
ント配線基板の絶縁材料膜厚測定方法及びプリント配線
基板の反り測定方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本出
願第１の発明のプリント配線基板の絶縁膜厚・反り測定
装置は被測定物となる配線基板の絶縁材側部に設けられ
る基準パタ−ンに接続される基準パタ−ン測定用端子に
対する一の接触端と、前記絶縁材の他側部に配置される
測定パタ−ンに接続された測定端子に対する他の接触端
とを有し、前記各接触端と接続された電気容量計と、そ
の電気容量計の計測値が入力される比較部と、比較基準
容量を格納した基準容量格納部と、前記比較部における
比較結果が表示される表示部とを有してなることを特徴
とする。

【０００８】以上の本出願第１の発明のプリント配線基
板の絶縁膜厚・反り測定装置によれば、各接触端と接続
された電気容量計の計測値と基準容量とを比較して簡便
にプリント配線基板の絶縁材料膜厚測定を行うことがで
きる。

【０００９】本出願第２の発明のプリント配線基板の絶
縁膜厚・反り測定装置は本出願第１の発明のプリント配
線基板の絶縁膜厚・反り測定装置において、２以上の前
記測定パタ−ンと一対一に接続される測定端子が設けら
れ、各測定パタ−ンは隣接したパタ−ン間の距離を一定
としかつ同一線幅かつ同一の線長として設けられ、また
各測定端子は略同一形状で隣接端子間距離も一定とされ
る。

【００１０】以上の本出願第２の発明のプリント配線基
板の絶縁膜厚・反り測定装置によれば、簡便にプリント
配線基板の絶縁材料膜厚測定を行うことができるだけで
なく、２以上の測定パタ−ンの隣接パタ−ン間距離が一
定でかつ同一線幅、同一の線長とされしかも各測定パタ
ーンと一対一に接続される測定端子が略同一形状で隣接
端子間距離も一定とされるため、電気容量計に接続され
た各接触端によって各端子間の電気容量を計測して比較
することによって、簡便に且つ正確にプリント配線基板
の反り測定をおこなうことができ、その際にプリント配
線板自体を傷つけるような問題が生じることはない。

【００１１】本出願第３の発明のプリント配線基板の絶
縁膜厚・反り測定装置は本出願第１の発明のプリント配
線基板の絶縁膜厚・反り測定装置において、前記接触端
と前記電気容量計とが無線接続される。

【００１２】以上の本出願第３の発明のプリント配線基
板の絶縁膜厚・反り測定装置によれば、前記接触端と前
記電気容量計とが無線接続されるので、より簡便に作業
性良くプリント配線基板の絶縁材料膜厚測定を行うこと
ができる。

【００１３】本出願第４の発明のプリント配線基板の絶
縁膜厚測定方法は、配線基板内に形成された基準パタ−
ンに接続された基準パタ−ン測定用端子に一の接触端を
接触させ、他の接触端を測定パタ−ンに接続された測定
端子に接触させ、基準パタ−ンと測定パタ−ン間の絶縁
材の電気容量を電気容量計にて測定し、電気容量計にて
測定された測定値と予め準備された基準容量値とを比較
し、その比較結果に基づいて前記絶縁材の絶縁膜厚を得
ることを特徴とする。

【００１４】以上の本出願第４の発明のプリント配線基
板の絶縁膜厚測定方法によれば、基準パタ−ンと測定パ
タ−ン間の絶縁材の電気容量を測定した測定値と予め準
備された基準容量値との比較結果に基づいて絶縁材の絶
縁膜厚を測定するので、測定対象となる絶縁材が例えば
他の絶縁材に被覆された状態でも簡易に且つ正確に絶縁
材の膜厚を測定することができる。

【００１５】本出願第５の発明のプリント配線基板の絶
縁膜厚測定方法は、本出願第４の発明のプリント配線基
板の絶縁膜厚測定方法において、前記基準容量値が前記
絶縁材の膜厚と誘電率及び前記測定パタ−ンの面積とに
より予め算出された単位膜厚当たりの基準電気容量値と
した。

【００１６】以上の本出願第５の発明のプリント配線基
板の絶縁膜厚測定方法によれば前記基準容量値として前
記絶縁材の膜厚と誘電率及び前記測定パタ−ンの面積と
により予め算出された単位膜厚当たりの基準電気容量値
とされるので、特に作業者の技能に依存しなくても定量
的に再現可能性の高い正確な膜厚測定を行うことができ
る。

【００１７】本出願第６の発明のプリント配線基板の絶
縁膜厚測定方法は、本出願第４の発明のプリント配線基
板の絶縁膜厚測定方法において、一の接触端と基準パタ
−ン測定用端子との接触を保持した状態で他の接触端を
２以上の測定パターンと一対一に接続された２以上の測
定端子と順次走査接触させ各測定パタ−ンと基準パタ−
ン間の電気容量を測定する。

【００１８】本出願第７の発明のプリント配線基板の絶
縁膜厚測定方法は、本出願第４の発明のプリント配線基
板の絶縁膜厚測定方法において、２以上の接触端子と2
以上の基準パタ−ン測定用端子との接触を保持した状態
で他の複数の接触端を２以上の測定パターンと一対一に
接続された２以上の測定端子と同時接触させ、各測定パ
タ−ンと基準パタ−ン間の電気容量を測定する。

【００１９】以上の本出願第６の発明及び本出願第７の
発明のプリント配線基板の絶縁膜厚測定方法によれば、
２以上の測定パターンと一対一に接続された２以上の測
定端子と接触端を順次走査若しくは同時接触させて各測
定パタ−ンと基準パタ−ン間の電気容量を測定するので
複数部位の広範囲の膜厚測定を行うことができる。

【００２０】本出願第８の発明のプリント配線基板の反
り測定方法は、配線基板内に形成された複数の測定パタ
−ンの相互間の電気容量値を測定し、各測定値を比較す
ることを特徴とする。

【００２１】本出願第９の発明のプリント配線基板の反
り測定方法は、配線基板内に形成された３以上の測定パ
タ−ンの内の一の測定パターンに接続された第一の測定
端子に一の接触端を接触させ、他の接触端を他の一の測
定パタ−ンに接続された第二の測定端子に接触させて第
一の測定端子と第二の測定端子間の電気容量を測定し、
次いで一の接触端を前記第二の測定端子に接触させると
共に他の接触端を他の一の測定パタ−ンに接続された第
三の測定端子に接触させて第二の測定端子と第三の測定
端子間の電気容量を測定し、測定された第一の測定端子
と第二の測定端子間の電気容量値と第二の測定端子と第
三の測定端子間の電気容量値とを比較することを特徴と
する。

【００２２】本出願第８の発明及び本出願第９の発明の
プリント配線基板の反り測定方法によれば、配線基板内
に形成された複数の測定パタ−ンの相互間の電気容量値
を測定し、各測定値を比較するだけで反りの有無、反り
の部位を特定することができるので簡易にかつ特にプリ
ント基板を傷つけるようなこともなく、プリント基板の
反り測定を行うことができる。

【００２３】本出願第１０の発明のプリント配線基板の
反り測定方法は本出願第８の発明のプリント配線基板の
反り測定方法又は本出願第９の発明のプリント配線基板
の反り測定方法において、複数の測定パタ−ンは隣接し
たパタ−ン間の距離を一定としかつ同一線幅かつ同一の
線長として設けられ、複数の前記測定パタ−ンと一対一
に接続される各測定端子は略同一形状で、隣接端子間距
離が略一定とされる。

【００２４】以上の本出願第１０の発明のプリント配線
基板の反り測定方法によれば複数の測定パタ−ン相互及
びその相互間距離が等しくされかつ複数の測定パターン
と一対一に接続される各測定端子が等質にかつ隣接端子
間距離が略一定とされるので、各測定値を相互に比較す
るだけでプリント基板の反りの有無及びその部位を正確
に特定することができる。

【００２５】本出願第１１の発明のプリント配線基板の
反り測定方法は、以上の本出願のプリント配線基板の反
り測定方法では、予め準備されたデータに基づき、測定
パタ−ン相互間の電気容量値の比較結果が所定以上の差
を有する場合に反りの存在と反りが存在する部位を特定
する。

【００２６】以上の本出願第１１の発明のプリント配線
基板の反り測定方法によれば予め準備されたデータに基
づき、測定パタ−ン相互間の電気容量値の比較結果に所
定以上の差が認められる場合に反りの存在と反りが存在
する部位を特定するので特に作業者の経験、個別技能に
依存しなくてもプリント配線基板の反り測定を簡便且つ
正確に行うことができる。かかるデータは例えば接触針
型の高さ測定器を用いて、面内各点を接触しながら高さ
変位を測定したデータと本発明のプリント配線基板の反
り測定方法を実施して得られる電気容量値の比較によっ
て得られる電気容量値の差とを対応させたデータとして
構成することができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態を図を参照
して説明する。図１は、本発明の一実施の形態のプリン
ト配線基板の絶縁膜厚測定方法及び反り測定方法に適用
される装置構成を示す。本実施の形態の絶縁膜厚・反り
測定装置１の本体１ａには電気容量計２が収納されてお
り、本体１ａから引き出される接触端であるプロ−ブ
３、プロ−ブ４が前記電気容量計２に電気的に接続され
る。前記本体１ａには電気容量計２の計測値が入力され
る比較部５とこの比較部５における比較基準容量を格納
した基準容量格納部６及び前記電気容量計２の計測値及
び比較部５における比較結果が記憶される記憶部７が設
けられる。また前記比較部５における比較結果は同じく
本体１ａに設けられる表示部８に表示される。一方、被
測定物となる配線基板９のグランド層１０と絶縁材１１
との境界部には基準パタ−ン１２が設けられ、さらに絶
縁材１１と絶縁材１３との境界部には測定パタ−ン１
４、測定パタ−ン１５、測定パタ−ン１６、測定パタ−
ン１７が隣接したパタ−ン間の距離を一定としかつ同一
線幅・線長として設けられる。

【００２８】前記絶縁材１３側面部には基準パタ−ン測
定用端子１８、測定端子１９、測定端子２０、測定端子
２１、測定端子２２が配置される。これらの測定端子１
９、測定端子２０、測定端子２１、測定端子２２は全て
同一形状とされかつ隣接した端子間距離は一定とされ
る。また基準パタ−ン測定用端子１８が基準パタ−ン１
２に接続され、測定端子１９が測定パタ−ン１４に、測
定端子２０が測定パタ−ン１５に、測定端子２１が測定
パタ−ン１６に、測定端子２２が測定パタ−ン１７に、
それぞれ一対一に対応して接続される。以上の装置構成
によって実施される本発明の一実施の形態のプリント配
線基板の絶縁膜厚測定方法及び反り測定方法につき以下
に説明する。

【００２９】絶縁膜厚測定方法 前記絶縁膜厚・反り測定装置１の本体１ａから引き出さ
れた接触端であるプロ−ブ３を配線基板９内に形成され
た基準パタ−ン１２に接続された基準パタ−ン測定用端
子１８に接触させる。一方プロ−ブ４を測定パタ−ン１
４に接続された測定端子１９に接触させる。これによっ
て基準パタ−ン（グランド層）１２と測定パタ−ン１４
間に挟まれた絶縁材１１の電気容量を電気容量計２にて
測定する。電気容量計２にて測定された測定値は比較部
５及び記憶部７に入力され、保持される。

【００３０】前記基準容量格納部６には予め絶縁材１１
の膜厚と誘電率及び測定パタ−ン１４の面積とにより算
出された単位膜厚当たりの基準電気容量値が保持されて
おり、この基準電気容量値と電気容量計２にて測定され
た測定値とが比較部５にて比較される。これによって単
位膜厚に対する電気容量値と実測の電気容量値の比から
絶縁材１１の絶縁膜厚を算出され、その絶縁膜厚が表示
部８に表示される。

【００３１】以下同様にしてプロ−ブ３と基準パタ−ン
測定用端子１８との接触を保持した状態でプロ−ブ４の
みを、測定端子２０、測定端子２１、測定端子２２と走
査しながら、測定パタ−ン１５，測定パタ−ン１６，測
定パタ−ン１７と基準パタ−ン１２間の電気容量を測定
することができ、配線基板９全面の絶縁材１１の膜厚を
測定することができる。

【００３２】なお以上の実施の形態ではプローブ３及び
プロ−ブ４を電気容量計２に有線接続されるものとして
構成されるがプローブ３及びプロ−ブ４を電気容量計２
と一体型に構成して、プローブ３及びプロ−ブ４と本体
１ａ間が無線すなわちワイヤレスとされるようにすれ
ば、プローブ３及びプロ−ブ４の操作性が向上し、プロ
ーブ３及びプロ−ブ４を用いた膜厚測定作業をさらに作
業性の良いものとすることができる。

【００３３】さらに以上の実施の形態ではプロ−ブ４
を、測定端子２０、測定端子２１、測定端子２２と走査
しながら、測定パタ−ン１５，測定パタ−ン１６，測定
パタ−ン１７と基準パタ−ン１２間の電気容量を測定す
る様にしたが、実施の態様によってはプローブ３及びプ
ロ−ブ４を複数対準備し、複数の基準パターン測定用端
子間と複数の測定端子間の電気容量を同時に測定するよ
うにすることもできる。

【００３４】基板の反り測定方法 最初にプロ−ブ３を測定パタ−ン１４に接続された測定
端子１９に接触させ、一方プロ−ブ４を測定パタ−ン１
５に接続された測定端子２０に接触させることによっ
て、測定端子１９及び測定端子２０間の電気容量を電気
容量計２にて測定する。その測定値を記憶部７に保持す
る。同様にプロ−ブ３を測定パタ−ン１５に接続された
測定端子２０に接触させ、プロ−ブ４を測定パタ−ン１
６に接続された測定端子２１に接触させて、測定端子２
０及び測定端子２１間の電気容量を電気容量計２にて測
定し、その値も記憶部７に保持する。以後同じ要領で順
次、隣接する測定端子間すなわち測定パタ−ン間の電気
容量を測定し全て記憶部７に保持する。その後記憶部７
に記録された各々の測定値同士を比較部５にて比較す
る。

【００３５】その各測定値を比較した場合には構成する
測定端子は全て同一形状で、測定パタ−ンも同一線幅・
線長であり、さらに隣接端子間・及びパタ−ン間距離も
一定であることから、配線基板９に歪がない限りにおい
て、比較された各測定値は同一値となる。一方配線基板
９にに歪みがある場合には、その歪によって隣接パタ−
ン間の距離が部分的に変化することから歪みの生じてい
る部位においてその測定値が他の部位に対して増減する
こととなる。したがって各測定値の比較によって歪の有
無及びその歪の部位を特定することができる。

【００３６】なお以上の実施の形態において、予め以上
の実施の形態の反り測定方法を実施して電気容量値の比
較によって得られる電気容量値の差と、予め接触針型の
高さ測定器を用いて、面内各点を接触しながら高さ変位
を測定した測定結果とを対応させたデータを予め準備
し、この予め準備されたデータに基づき、測定パタ−ン
相互間の電気容量値の比較結果が所定以上の差を有する
場合に反りの存在と反りが存在する部位を特定する様に
することもできる。その場合、前記基準容量格納部６に
は予め前述するデータが保持される様にし、さらに電気
容量計２にて測定された測定値が比較部５にて比較され
て得られる電気容量値の差と基準容量格納部６に保持さ
れて予め準備されたデータを再度比較部５にて比較し、
表示部８に反りの有無及び部位が表示される様にするこ
とができる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明では、プ
リント配線板に内層される絶縁材料の膜厚を、既知であ
る測定パタ−ンの線幅・配線長と、絶縁材の誘電率等の
情報を元に、基準パタ−ンと基板内に点在する測定パタ
−ン間の電気容量を測定する事で、上部に絶縁材料の積
層を行っても、その影響を受けずに測定することができ
る。またプリント配線板の歪みを、線幅・配線長及び点
在する間隔を一定とした測定パタ−ン間の電気容量を計
測し、その各々の測定値を比較することによって測定
し、きわめて短時間に特には基板表面に表面傷等を発生
させることなく測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施の形態のプリント配線基板の
絶縁膜厚・反り測定

【図２】 従来のプリント配線基板の絶縁膜厚測定方法
の説明図である。

【図３】 従来のプリント配線基板の絶縁膜厚測定方法
の説明図である。

【符号の説明】

１・・・絶縁膜厚・反り測定装置 ３，４・・・接触端（プロ−ブ） ９・・・配線基板 １２・・・基準パタ−ン １８・・・基準パタ−ン測定用端子 １４，１５，１６，１７・・・測定パタ−ン １９，２０，２１，２２・・・測定端子 １１・・・絶縁材 ２・・・電気容量計 ５・・・比較部 ７・・・記憶部 ６・・・基準容量格納部

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被測定物となる配線基板の絶縁材側部に設
   けられる基準パタ−ンに接続される基準パタ−ン測定用
   端子に対する一の接触端と、前記絶縁材の他側部に配置
   される測定パタ−ンに接続された測定端子に対する他の
   接触端とを有し、前記各接触端と接続された電気容量計
   と、その電気容量計の計測値が入力される比較部と、比
   較基準容量を格納した基準容量格納部と、前記比較部に
   おける比較結果が表示される表示部とを有してなること
   を特徴とするプリント配線基板の絶縁膜厚・反り測定装
   置。
2. 【請求項２】２以上の前記測定パタ−ンと一対一に接続
   される測定端子が設けられ、各測定パタ−ンは隣接した
   パタ−ン間の距離を一定としかつ同一線幅かつ同一の線
   長として設けられ、また各測定端子は略同一形状で隣接
   端子間距離も一定とされる請求項１記載のプリント配線
   基板の絶縁膜厚・反り測定装置。
3. 【請求項３】前記接触端と前記電気容量計とが無線接続
   される請求項１記載のプリント配線基板の絶縁膜厚・反
   り測定装置。
4. 【請求項４】配線基板内に形成された基準パタ−ンに接
   続された基準パタ−ン測定用端子に一の接触端を接触さ
   せ、他の接触端を測定パタ−ンに接続された測定端子に
   接触させ、基準パタ−ンと測定パタ−ン間の絶縁材の電
   気容量を電気容量計にて測定し、電気容量計にて測定さ
   れた測定値と予め準備された基準容量値とを比較し、そ
   の比較結果に基づいて前記絶縁材の絶縁膜厚を得ること
   を特徴とするプリント配線基板の絶縁膜厚測定方法。
5. 【請求項５】前記基準容量値が前記絶縁材の膜厚と誘電
   率及び前記測定パタ−ンの面積とにより予め算出された
   単位膜厚当たりの基準電気容量値である請求項４に記載
   したプリント配線基板の絶縁膜厚測定方法。
6. 【請求項６】一の接触端と基準パタ−ン測定用端子との
   接触を保持した状態で他の接触端を２以上の測定パター
   ンと一対一に接続された２以上の測定端子と順次走査接
   触させ各測定パタ−ンと基準パタ−ン間の電気容量を測
   定する請求項４に記載したプリント配線基板の絶縁膜厚
   測定方法。
7. 【請求項７】２以上の接触端子と2以上の基準パタ−ン
   測定用端子との接触を保持した状態で他の複数の接触端
   を２以上の測定パターンと一対一に接続された２以上の
   測定端子と同時接触させ、各測定パタ−ンと基準パタ−
   ン間の電気容量を測定する請求項４に記載したプリント
   配線基板の絶縁膜厚測定方法。
8. 【請求項８】配線基板内に形成された複数の測定パタ−
   ンの相互間の電気容量値を測定し、各測定値を比較する
   ことを特徴とするプリント配線基板の反り測定方法。
9. 【請求項９】 配線基板内に形成された３以上の測定パ
   タ−ンの内の一の測定パターンに接続された第一の測定
   端子に一の接触端を接触させ、他の接触端を他の一の測
   定パタ−ンに接続された第二の測定端子に接触させて第
   一の測定端子と第二の測定端子間の電気容量を測定し、
   次いで一の接触端を前記第二の測定端子に接触させると
   共に他の接触端を他の一の測定パタ−ンに接続された第
   三の測定端子に接触させて第二の測定端子と第三の測定
   端子間の電気容量を測定し、測定された第一の測定端子
   と第二の測定端子間の電気容量値と第二の測定端子と第
   三の測定端子間の電気容量値とを比較することを特徴と
   するプリント配線基板の反り測定方法。
10. 【請求項１０】複数の測定パタ−ンは隣接したパタ−ン
    間の距離を一定としかつ同一線幅かつ同一の線長として
    設けられ、複数の前記測定パタ−ンと一対一に接続され
    る各測定端子は略同一形状で、隣接端子間距離が略一定
    とされる請求項８又は請求項９記載のプリント配線基板
    の反り測定方法。
11. 【請求項１１】予め準備されたデータに基づき、測定パ
    タ−ン相互間の電気容量値の比較結果が所定以上の差を
    有する場合に反りの存在と反りが存在する部位を特定す
    る請求項４乃至請求項１０のいずれか一に記載したプリ
    ント配線基板の反り測定方法。