JP2005354094A

JP2005354094A - プリント基板の不良判定方法及びこの判定に用いるマーク

Info

Publication number: JP2005354094A
Application number: JP2005207593A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Ohata; 孝文大畠
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2005-07-15
Filing date: 2005-07-15
Publication date: 2005-12-22

Abstract

【課題】外形加工を２回以上の金型打ち抜きで加工する工程が含まれるプリント基板において、外形打ち抜き加工に欠落が発生した場合でも、漏れの多い外観検査に頼らず、電気チェッカー検査で確実に不良品を選別できる不良判定方法を提供すること。
【解決手段】プリント基板の不良判定方法は、絶縁層と配線層を順次重ねて作製されるプリント基板の外形打ち抜き工程を検査する方法であって、配線層を形成する際に、打ち抜き予定部分を介して導通する打ち抜き検査用マークを絶縁層上に導体パターンで形成し、打ち抜き工程終了後に、打ち抜き検査用マークの導通を測定し、打ち抜き不良を判定する。
【選択図】図５

Description

この発明は、プリント基板の製造工程における不良品を最終の電気チェッカーで確実に検出し、不良と判定されたプリント基板の流出を防止するプリント基板の不良判定方法及びこの判定に用いるマークに関する。

絶縁層と配線層を順次重ねて作製されるプリント基板の製造工程における不良品を検出する方法として、配線層の回路ネットが適正に製造されていることを検査する電気チェッカー検査や拡大鏡や顕微鏡を用いた外観検査が一般に行われている。これらの検査は、製造の過程で発覚した不良品については、プリント基板のワークシート内の表面に、油性マーカーなどで不良該当個所を示す×印を付けたり、不良を示すシールを貼りつけたりし、最終の外観検査時に選別する方法がとられている。

また、該当する不良基板の製品内にドリルなどで穴をあけ、最終の電気チェッカー検査で検出する方法がとられている。
外縁の形状が複雑なプリント基板の場合、金型打ち抜きによる外形加工を行う外形打ち抜き工程が２回以上含まれる場合も多くあるが、設定されたすべての外形打ち抜きが行われずに検査工程に持ちこまれ、外観検査の漏れにより不良品が流出する事故が発生し易い。

工程途上で発覚した不良品は、ワークシート内のプリント基板表面の不良該当個所に油性マーカーなどで×印等を付けたり、不良を示すシールを貼りつけたりして最終の外観検査時に選別される。しかし、このようなマーキングは、マーキング後の製造工程において、物理的な研磨工程や、酸性またはアルカリ性の薬液、あるいは有機溶剤による処理等のさまざまな工程履歴を経ることによって油性マーカーによるマークが消去されたり、シールが剥がれ落ちたりして、電気回路のネットに影響のない不良品が、電気チェッカー検査、外観検査を合格し、さらに良品として出荷されるといった事故が発生する。また、油性マーカーによるマークやシールが残ったまま最終検査工程まで進んだ場合でも、油性マーカーによるマークやシールを外観検査で見落とすことがあり、そのまま良品として出荷される事故も発生する。

上記した油性マーカーによるマークやシール以外に、工程不良の基板にドリルなどで穴をあけて最終の電気チェッカー検査でこのドリル穴の有無を検出する方法も用いられている。この場合には、電気チェッカー検査で不良品の選別が確実に行われるが、電気チェッカー検査の結果では「オープン不良の多発」という結果しか出ないため、電気チェッカー検査での検査効率が著しく低下するばかりでなく、その不良品がどの製造工程で発生したものかを判別することが困難となり、製造工程への迅速なフィードバックが行えない。

一方、複数のプリント基板を１枚のキットに仕上げるいわゆる「キット基板」、例えば、５台が１キットになったプリント基板において、そのうちの１台が工程途上で不良品となり、この不良品を判別するためにキット基板にドリル等で孔をあけた場合、最終電気チェッカー検査では、オープン不良が多発し、残りの４台が良品かどうか判定できなくなってしまう。これを回避するためには、キット基板内の５台の基板について、これらを１台ずつ電気チェッカー検査にかけるしかなく、作業効率が著しく低下する。

また、金型による外形打ち抜き工程が含まれる場合、特に２回以上の外形打ち抜き工程が含まれる場合に、所定の外形打ち抜き工程が行われずに最終検査工程まですすんだ基板は、その電気回路に不良個所がなければ、電気チェッカー検査には合格する。このような基板は、その後の外観検査で打ち抜き不良品として選別されることになるが、目視に頼る検査では、このような不良品の流出を完全に防止することが困難である。

この発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、外形加工を２回以上の金型打ち抜きで加工する工程が含まれるプリント基板において、外形打ち抜き加工に欠落が発生した場合でも、漏れの多い外観検査に頼らず、電気チェッカー検査で確実に不良品を選別できるプリント基板の不良判定方法と検査用マークを提供することを目的とする。

この発明によれば、絶縁層と配線層を順次重ねて作製されるプリント基板の外形打ち抜き工程を検査する方法であって、配線層を形成する際に、打ち抜き予定部分を介して導通する打ち抜き検査用マークを絶縁層上に導体パターンで形成し、打ち抜き工程終了後に、打ち抜き検査用マークの導通を測定し、打ち抜き不良を判定するプリント基板の不良判定方法が提供される。

この発明におけるプリント基板の外形打ち抜き工程は、製品基板を捨て板部分と分離するミシン目状の分離ラインや製品基板の固定のためのビス孔を形成するための打ち抜き、あるいは、製品基板の一部の輪郭を補助的に修正するための打ち抜き等が含まれる。

また、この発明によれば、絶縁層と配線層を順次重ねて作製されるプリント基板の外形打ち抜き工程を検査する検査用マークであって、配線層を形成する際に、打ち抜き予定部分を介して導通するよう絶縁層上に導体パターンで形成され、打ち抜き工程終了後に、検査用マークの導通を測定し、打ち抜き不良を判定するための打ち抜き検査用マークが提供される。
打ち抜き検査用マークの具体例としては、その中間部が打ち抜き予定部分を通るように形成された形状、例えば、コ字状の導体パターンからなるものが挙げられる。

本発明によれば、外形加工を２回以上の金型打ち抜きで加工する工程が含まれるプリント基板において、外形打ち抜き加工に欠落が発生した場合でも、漏れの多い外観検査に頼らず、電気チェッカー検査で確実に不良品を選別することができる。

以下、図１から図６を参照して、本発明によるプリント基板の不良判定方法と、不良判定に用いられるマークについてその実施の形態を説明する。
実施例
まず、図１から図４に基づいて、プリント基板の内層の配線層に関する検査結果を判定する判定方法と、この不良判定に用いられる検査記録用マークの一例を説明する。

この例では、図１に示すように、２台の製品基板２０が１枚の基板上に展開されたキット板３０の捨て板部分２５に、本発明の検査記録用マーク１０が、それぞれの製品基板２０に対応して設定される。
キット板３０は、図２の拡大断面図に示すように、絶縁層５の表裏（５−１から５−６）に配線層となる導体層を配設した両面コア基材１１、１２、１３を、絶縁性の接着層１５、１６を介して重ねた６配線層仕様のプリント基板である。製品基板２０は、上記の両面コア基材に対する平面配線パターン形成、スルホール形成、ソルダーレジスト、シンボル印刷、外形加工、表面処理等の製造工程により作製される。配線層は、その１層目から６層目までが、図中の絶縁層表面５−１から５−６のそれぞれに対応して形成される。

検査記録用マーク１０は、上記の製造工程を検査項目として、その検査結果を記録するための検査記録用マークであって、図２の拡大断面図及び図３の拡大平面図に示すように、製品基板２０の製造工程と、同時にあるいは前後して製品基板２０の裏面となる両面コア基材１１から内部の両面コア基材１２を経て表面となる両面コア基材１３にわたって順次、積層して形成される。

検査記録用マーク１０は、接着層１５、１６を含む絶縁層５を部分的に、すなわち盲孔、あるいは、捨て板部分２５の表裏にわたって貫通する貫通孔に形成されたスルホールパターンからなる複数の丸ランド１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）と、所定の絶縁層５に沿って隣接する丸ランド１を互いに導通させる表面パターン２（２ａ，２ｂ，２ｃ）とからなる。検査記録用マーク１０は、製品基板２０の回路を形成するのと同じ導体パターンでエッチング等により形成される。なお、図３の破線部分が各表面パターン２の形成部位を示す。

検査記録用マーク１０の外側には、所定の幅で形成された帯状の識別パターン３が形成される。識別パターン３は、丸ランド１及び表面パターン２のそれぞれを識別するために、一端に尖った形状の先鋭端３ａを有する。先鋭端３ａとともに、あるいは先鋭端３ａを設ける代わりに、他の識別パターン、例えば、各丸ランド１の近傍にアルファベット「Ａ」、「Ｂ」、「Ｃ」、「Ｄ」を順に導体パターンで形成してもよい。

丸ランド１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）及び識別パターン３は、製品基板２０の配線層が形成される絶縁層表面５−１から５−６までの平面と同一平面を有する捨て板部分２５の絶縁層表面５−１から５−６までの平面に形成され、かつ積層方向で完全に重なりあう、絶縁層５上の同一位置に設定される。
表面パターン２（２ａ，２ｂ，２ｃ）は、表面パターン２ａが丸ランド１ａと１ｂを、表面パターン２ｂが丸ランド１ｂと１ｃを、表面パターン２ｃが丸ランド１ｃと１ｄを、それぞれ接続し、各絶縁層５によって丸ランド１を接続する部位が変わるよう設定される。この例では、表面パターン２の設定部位が、図４に示す斜線を施した部位となる。

すなわち、絶縁層表面５−１に形成される１層目が丸ランド１のみの設定〔図４（ａ）〕、絶縁層表面５−２に形成される２層目が丸ランド１と表面パターン２ａの設定〔図４（ｂ）〕、絶縁層表面５−３に形成される３層目が丸ランド１と表面パターン２ｂの設定〔図４（ｃ）〕、絶縁層表面５−４に形成される４層目が丸ランド１のみの設定〔図４（ｄ）〕、絶縁層表面５−５に形成される５層目が丸ランド１と表面パターン２ｃの設定〔図４（ｅ）〕、絶縁層表面５−６に形成される６層目が丸ランド１のみの設定〔図４（ｆ）〕となっている。なお、検査記録用マーク１０の外層パターン、すなわち、１層目と６層目は、ソルダーレジスト等に被覆されないような形成及び扱いをすることが好ましい。

次に、上記の製造工程の過程における検査記録用マーク１０へ、各検査項目毎に検査結果を記録する手順について説明する。
なお、この例では、最終完成品のプリント基板について、丸ランド１ａ〜１ｂ、１ｂ〜１ｃ、１ｃ〜１ｄはいずれも電気的に導通した状態になる（１ａ〜１ｄも導通している）。
製品基板２０の製造工程で不良が発生した場合、各配線層に対応する検査記録用マーク１０の検査項目部位に検査結果を記録する。検査項目部位は、各配線層の検査項目に対応して検査記録用マーク１０上に設定され、検査結果に応じてドリル孔によって断線可能な部位である。

検査項目と検査項目に対応する検査記録用マーク１０の検査項目部位の一例を以下に示す。
１層目及び６層目の回路形成工程の不良：丸ランド１ｃ
２層目の回路形成工程の不良：表面パターン２ａの中央部分
３層目及び４層目の回路形成工程の不良：表面パターン２ｂの中央部分
５層目の回路形成工程の不良：表面パターン２ｃの中央部分
スルホール孔あけ工程の不良：丸ランド１ｂ
ソルダーレジストあるいは、シンボル印刷の不良：丸ランド１ｃ
外形加工、表面処理及びその他の不良：丸ランド１ｄ

断線に用いられるドリル孔は、各丸ランド１の直径よりも一回り大きなドリル径のドリルビットによって形成する。
上記した検査項目と検査記録用マーク１０の検査項目部位は、それらの割り振りのルールが、各製造工程における検査員、最終の電気チェッカー検査員及び製造工程に関与する者の間で約束されておれば、任意に設定してもよい。また、検査項目の増加に対応して、検査項目部位を表面パターン２の中央から両端寄りの部位に設定したり、丸ランド１及び表面パターン２を増やすことにより検査項目部位を増設できる。また、この例では、６層ブラインドバイアホール仕様のプリント基板に４つの丸ランド１を有する検査記録用マーク１０を設定したが、積層数の増減に応じて、設定する丸ランド１及び表面パターン２を増減することもできる。

最終の電気チェッカー検査工程では、最終完成品のプリント基板について、配線層の回路ネットの検査と同時に、検査記録用マーク１０の外層パターンの検査が行われる。この検査工程において、検査記録用マーク１０の外層パターンを介してオープン不良が検出されたとき、そのオープン個所を示すチェッカーネットアドレスからどの工程の不良であるかを即座に検出できる。

検査記録用マーク１０の仕様の一例を以下に示す。
識別パターン３の外寸：１１．５×３．０ｍｍ
丸ランド１の直径：φ０．７５ｍｍ
表面パターン２の線幅：０．１５ｍｍ
スルホール４の孔径：φ０．３５ｍｍ
丸ランド１のピッチ：２．５ｍｍ

次に、この検査記録用マーク１０を、配線層に形成されたスルホールの加工品質を判定するために用いる方法について説明する。この例では、捨て板部分２５の外層に形成された検査記録用マーク１０の導通を測定する際に、配線層のスルホールを形成する際に用いられたドリルビットによるドリル孔の表面形状を併せて検査する。
まず、チェックの対象となるドリル孔を検査するための検査部位を検査記録用マーク１０の近傍に設定する。検査部位は、識別パターン３内であってもよい。また、チェックの対象となるスルホールの位置に対応する検査部位を丸ランド１に割り振ってもよい。

次に、ＮＣドリルによるスルホール孔あけ加工を行うプログラムに基づいて、製品基板２０内を孔あけした後、新しいドリルビットに交換する直前のドリルビットで、検査記録用マーク１０近傍の対応する検査部位を穿孔する。これにより、検査部位に形成されたスルホールが、ドリルビットの切れが一番悪い状態であけられた孔となり、この孔をサンプルとして、その断面等を観察することにより、製品基板２０内の孔の加工品質を分析することができる。

次に、図５及び図６に基づいて、外形加工を行う際に２回以上の金型打ち抜きを行うプリント基板において、所定の打ち抜き加工が適正に行われたか否かを判定する不良判定方法及びこの不良判定に用いられる打ち抜き検査用マークの一例を説明する。
図５は、上記検査前の打ち抜き検査用マークの状態を示す拡大平面図であり、図６は、上記検査後の打ち抜き検査用マークの状態を示す拡大平面図である。

この例では、キット板９０が、断続して矩形状に形成された打ち抜き用のスリット８（８ａ，８ｂ，８ｃ・・・・）を介して内・外に区画形成される製品基板８０と捨て板部分８５とからなり、スリット８が、製品基板８０と捨て板部分８５とを分離する分離ラインとなる。また、スリット８は、打ち抜き時に適正な外形打ち抜きが行われる等の条件を満たすスリット形成用金型の設計上の制約により、この外形打ち抜きを行うとき、各コーナー部分に形成されるスリット部８ｂのみが、２回目の金型打ち抜き工程で打ち抜かれるようプログラムの設定がなされているものとする。

打ち抜き検査用マーク７０は、このスリット部８ｂの打ち抜きが適正に行われているか否かを判定するために、キット板９０の外層に形成された導体パターンであり、図５に示すように、捨て板部分８５に２つの丸ランド７１、７２を設定し、丸ランド７１、７２が両端となる「コ」字を描くようにスリット形成予定部８ｂ−１をまたいで丸ランド７１と丸ランド７２を接続する。
一方、電気チェッカーのネットデータは、その接続端子となる丸ランド７１、７２間がオープンになった場合に良品と判定するように編集しておく。

所定の製造工程を経たプリント基板９０に対して、電気チェッカーで丸ランド７１と丸ランド７２の導通を測定する。２回目の外形打ち抜きが適正に実施されておれば、図６に示すように、形成されたスリット８ｂによって打ち抜き検査用マーク７０が切断されて良品の判定となるが、万一、２回目の打ち抜き加工が忘れられていたような場合には、完全な形で残された打ち抜き検査用マーク７０によって丸ランド７１、７２間が導通して不良品の判定となる。したがって、スリット形成予定部分８ｂ−１の打ち抜き不良を、目視に頼ることなく、電気チェッカーで確実に検出することができる。

打ち抜き検査用マーク７０は、打ち抜き予定部分を介して導通しておれば、その形状及び形成される位置は特に限定されない。また、電気チェッカーとの接続端子（丸ランド７１、７２）は、製品基板８０内の外層に形成されてもよいし、製品基板８０と捨て板部分８５にまたがるようにこれらの外層に形成されてもよい。

プリント基板及びプリント基板検査用の検査記録用マークの一例を説明する平面図。図１のプリント基板の構成及び検査記録用マークを説明する拡大断面図。図１の検査記録用マークの拡大平面図。図１の検査記録用マークの構成の詳細を説明する拡大平面図。本発明によるプリント基板及びプリント基板検査用の打ち抜き検査用マークの一例を説明する平面図。図５の打ち抜き検査用マークの機能を説明する平面図。

符号の説明

１（１ａ〜１ｄ）丸ランド（検査記録用マーク）
２（２ａ〜２ｃ）表面パターン（検査記録用マーク）
３識別パターン
３ａ先鋭端（識別パターン）
５絶縁層
１０検査記録用マーク
２０製品基板
３０キット基板
７０打ち抜き検査用マーク
８０製品基板
９０キット基板

Claims

絶縁層と配線層を順次重ねて作製されるプリント基板の外形打ち抜き工程を検査する方法であって、配線層を形成する際に、打ち抜き予定部分を介して導通する打ち抜き検査用マークを絶縁層上に導体パターンで形成し、打ち抜き工程終了後に、打ち抜き検査用マークの導通を測定し、打ち抜き不良を判定するプリント基板の不良判定方法。
絶縁層と配線層を順次重ねて作製されるプリント基板の外形打ち抜き工程を検査する検査用マークであって、配線層を形成する際に、打ち抜き予定部分を介して導通するよう絶縁層上に導体パターンで形成され、打ち抜き工程終了後に、検査用マークの導通を測定し、打ち抜き不良を判定するための打ち抜き検査用マーク。
検査用マークは、その中間部が打ち抜き予定部分を通るように形成されたコ字状の導体パターンからなる請求項２に記載の打ち抜き検査用マーク。