JP2007234890A - テストクーポン - Google Patents

Abstract

【課題】多層基板において、配線層間のずれを検出する、小型化されたテストクーポンを提供すること。
【解決手段】テストクーポン１０には、第一のスルーホール１と、ずれの検出対象となる配線層Ｌ２〜Ｌ１１の各々に一つずつ対応する第二のスルーホール２ａ〜２ｊとが設けられる。配線層Ｌ２には、第一のスルーホール１が設けられる領域を、所定の間隔を空けて囲む第一の内層パターン６ａと、自身の配線層Ｌ２に対応した第二のスルーホール２ａが設けられる領域を含むと共に他の配線層Ｌ３〜Ｌ１１に対応した第二のスルーホール２ｂ〜２ｊが設けられる領域以外の領域に、第一の内層ランド６ａと導電パターン８ａを介して電気的に接続される第二の内層ランド７ａとが形成される。同様に、配線層Ｌ３〜Ｌ１１には、第一の内層ランド６ｂ〜６ｊ及び第二の内層ランド７ｂ〜７ｊが各々形成される。
【選択図】図２

Description

本発明は、多層基板における配線層間のずれを検出するためのテストクーポンに関する。

複数の回路基板を積層することにより構成される多層基板では、各基板の各層間の貼り合わせの位置ずれや、各基板の各層のパターンのエッチングにばらつきがあると、回路のショート等の原因となってしまう。そこで、多層基板において、配線層間のずれを検出するために、テストクーポンが設置されて検査されるものがある。

例えば、特許文献１には、多層印刷配線板のずれの方向及びずれの量を判定するテストクーポンが記載されている。このテストクーポンは、多層印刷配線板に共通スルーホールと複数の個別のスルーホールを設け、この多層印刷配線板の内層には共通スルーホールを囲む複数のテストパターンと、テストパターンのリードに接続されたランドを形成すると共に、各テストパターン間の寸法を変えておき、かつ各々のランドに個別のスルーホールを接続させたものである。

実開昭５９−１４６９８５号公報

このようなテストクーポンは、通常、多層基板の製品外のところに設けられ、製造者がテストを行った後、製品から切り離されている。そのため、ユーザ側では、製品となっている多層基板の配線層のずれがどの程度であるかを確認することができない。そして、ユーザ側でずれの程度を確認可能にするために、テストクーポンを製品の基板内に設置するためには、テストクーポンを小型化する必要がある。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであって、多層基板において、配線層間のずれを検出する、小型化されたテストクーポンを提供することを目的とする。

本発明は、第１に、複数の回路基板が積層された多層基板において、配線層間の位置ずれを検出するためのテストクーポンであって、前記多層基板を貫通すると共に配線層間を電気的に接続する第一のスルーホールと、前記多層基板を貫通すると共に配線層間を電気的に接続し、位置ずれの検出対象となる配線層である対象配線層の各々に対応して一つずつ設けられる複数の第二のスルーホールと、前記対象配線層に形成され、前記第一のスルーホールが設けられる領域を、所定の間隔を空けて囲む第一の導電パターンと、前記対象配線層に、自身の対象配線層に対応した第二のスルーホールが設けられる領域を含むと共に他の対象配線層に対応した第二のスルーホールが設けられる領域以外の領域に形成され、前記第一の導電パターンと電気的に接続される第二の導電パターンとを備えるテストクーポンが提供されるものである。

この構成により、スルーホールを第一のスルーホールと第二のスルーホールとの電気的な導通を確認することにより対象配線層におけるずれを検出することが可能であり、また、第一のスルーホールを共通として、第二のスルーホールを対象配線層に一つずつ設けることにより、小型化が可能となる。

本発明は、第２に、上記第１に記載のテストクーポンであって、前記第一のスルーホールと、前記複数の第二のスルーホールと、前記第一の導電パターンと、前記第二の導電パターンとを一単位としたグループとして、並べて配置された複数のグループを有し、前記第一の導電パターンにおける前記所定の間隔は、前記複数のグループの各々について異なるテストクーポンが提供されるものである。

この構成により、各々のグループについて、第一の導電パターンが、第一のスルーホールが設けられる領域から異なる間隔を空けて形成されているので、対象配線層におけるずれ量を検出することができる。

本発明は、第３に、上記第１に記載のテストクーポンであって、前記第一のスルーホールと、前記複数の第二のスルーホールと、前記第一の導電パターンと、前記第二の導電パターンとを一単位としたグループとして、各々が基板の端部に配置された複数のグループを有するテストクーポンが提供されるものである。

この構成により、基板の端部に複数のグループが設けられることにより、各基板の貼り合わせのずれに起因した対象配線層のずれを高精度に検出することができる。

本発明は、第４に、上記第１に記載のテストクーポンであって、前記第一のスルーホールと、前記複数の第二のスルーホールと、前記第一の導電パターンと、前記第二の導電パターンとを一単位としたグループとして、複数のグループを有し、前記複数のグループの前記第二のスルーホールは、前記複数のグループの第一のスルーホールを中心として、前記複数の第一のスルーホールの周囲に整列して設けられるテストクーポンが提供されるものである。

この構成により、複数のグループが近い距離で配置されるので、エッチングのばらつきに起因した対象配線層のずれを高精度に検出することができる。

本発明によれば、多層基板において、配線層間のずれを検出する、小型化されたテストクーポンを提供することができる。

（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態に係るテストクーポンの表層の上面図、図２は本発明の第１の実施形態に係るテストクーポンの内層の上面図、図３は図２に示すテストクーポンのＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。なお、図２は、内層の一例として第２層の配線層Ｌ２を示している。

本実施形態では、多層基板として、基板９ａ〜９ｋが積層され、１２層の配線層Ｌ１〜Ｌ１２を有する多層基板を例にとって説明する（図３参照）。なお、基板９ａ〜９ｋには、ガラスエポキシ等のリジッド基板や、フレキシブル基板、リジッドフレキシブル基板等、種々の基材が適用可能である。

この場合、第１層目の配線層Ｌ１及び第１２層目の配線層Ｌ１２が多層基板の表面の配線層（以下、表層という）であり、第２層目の配線層Ｌ２から、第１１層目の配線層Ｌ１１までが多層基板の内部の配線層（以下、内層という）である。なお、多層基板の配線層の層数は、１２に限られず、任意の層数が可能である。

図１及び図２に示すように、テストクーポン１０には、その略中央に第一のスルーホール１と、第一のスルーホール１の周囲に設けられた複数の第二のスルーホール２ａ〜２ｊとが設けられている。

図１〜図３に示すように、第一のスルーホール１及び第二のスルーホール２ａ〜２ｊは、多層基板を貫通すると共に配線層Ｌ１〜Ｌ１２間を電気的に接続する。また、第二のスルーホール２ａ〜２ｊは、ずれの検出対象となる配線層である対象配線層（本実施形態では、配線層Ｌ２〜Ｌ１１）の各々に対応して一つずつ設けられる。すなわち、本実施形態の例では、１０個の第二のスルーホール２ａ〜２ｊが設けられる。

なお、スルーホール２ａは配線層Ｌ２に、スルーホール２ｂは配線層Ｌ３に、スルーホール２ｃは配線層Ｌ４に、スルーホール２ｄは配線層Ｌ５に、スルーホール２ｅは配線層Ｌ６に、スルーホール２ｆは配線層Ｌ７に、スルーホール２ｇは配線層Ｌ８に、スルーホール２ｈは配線層Ｌ９に、スルーホール２ｉは配線層Ｌ１０に、スルーホール２ｊは配線層Ｌ１１にそれぞれ対応するものとする。

図１に示すように、配線層Ｌ１には、第一のスルーホール１が設けられる領域を含む領域に第一の表層ランド３が導電材により形成され、第二のスルーホール２ａ〜２ｊが設けられる領域を含む領域に第二の表層ランド４ａ〜４ｊが導電材により形成されている。第二の表層ランド４ａ〜４ｊの近傍には各々、どの配線層に接続されているかを示す「２」「３」・・・等の表示５を、シルク印刷等により施すことが好ましい。

図２に示すように、配線層Ｌ２には、第一のスルーホール１が設けられる領域を、所定の間隔を空けて囲む第一の内層ランド６ａが導電材により形成されている。また、自身の配線層Ｌ２に対応した第二のスルーホール２ａが設けられる領域を含むと共に、他の対象配線層Ｌ３〜Ｌ１１に対応した第二のスルーホール２ｂ〜２ｊが設けられる領域以外の領域に、第二の内層ランド７ａが導電材により形成されている。そして、第一の内層ランド６ａは、導電パターン８ａを介して、第二の内層ランド７ａと電気的に接続されている。

同様に、図３に示すように、配線層Ｌ３〜Ｌ１１の各々においても、第一の内層ランド６ａと同様の位置に第一の内層ランド６ｂ〜６ｊが形成され、また、自身に対応して設けられたスルーホール２ｂ〜２ｊを含む領域に第二の内層ランド７ｂ〜７ｊが形成される。そして、第一の内層ランド６ｂ〜６ｊはそれぞれ、導電パターン８ｂ〜８ｊを介して、第二の内層ランド７ｂ〜７ｊと電気的に接続されている。なお、第一の内層ランド６ａ〜６ｊは第一の導電パターンの一例、第二の内層ランド７ａ〜７ｊは第二の導電パターンの一例である。

図４は、本発明の第１の実施形態に係るテストクーポンの第１の内層ランドの拡大図であり、図４（Ａ）は配線層のずれがない場合、図４（Ｂ）は配線層のずれがある場合をそれぞれ示す。

上記説明したように、第一の内層ランド６は、第一のスルーホール１が設けられる領域を、間隔Ｄを空けて囲んで形成される。したがって、図４（Ａ）に示すように、配線層のずれがない場合は、第一の内層ランド６は、第一のスルーホール１とは接触しない。したがって、図１に示す第一の表層ランド３と、第二の表層ランド４ａ〜４ｊとの電気的な導通を調べることにより、導通しなければ、配線層のずれ（ずれ量がＤ以上のずれ）が生じていないと判定される。

一方、図４（Ｂ）に示すように、配線層に、ずれ量Ｄ以上のずれが生じた場合は、第一の内層ランド６は、第一のスルーホール１と接触する。したがって、図１に示す第一の表層ランド３と、第二の表層ランド４ａ〜４ｊとの電気的な導通を調べることにより、導通があれば、導通が検出された第二の表層ランドに対応した配線層（例えば第二の表層ランド２ｇと第一の表層ランド３との間に導通が検出された場合は、配線層Ｌ８）にずれが生じていると判定されることとなる。

このような本発明の第１の実施形態によれば、テストクーポンの略中心に第一のスルーホールが配置されると共に、その周辺に各配線層に一つずつ対応する第二のスルーホールが設けられて各配線層の導電パターンが集中的に配置されるので、小型化されたテストクーポンを提供することが可能となる。したがって、テストクーポンを製品内に配置することが可能となり、多層基板のユーザ側で配線層のずれや短絡を確認することができる。

（第２の実施形態）
図５は本発明の第２の実施形態に係るテストクーポンの表層の上面図である。なお、第１の実施形態にて説明したテストクーポンと重複する部分については、同一の符号を付す。

図５に示すように、本実施形態のテストクーポン２０は、３つのテストクーポン１１，１２，１３が整列して配置されている。なお、テストクーポン１１，１２，１３は、第１の実施形態にて説明したテストクーポン１０と同様の構成を備えている。すなわち、テストクーポン２０は、テストクーポン１０を一つの単位としたグループとして、並べて配置された複数のグループを有するものである。

ただし、テストクーポン１１，１２，１３は、それぞれ第１の内層ランド６において、各々間隔Ｄ（図４参照）が異なるものであり、例えば、テストクーポン１１ではＤ＝０．１２５ｍｍ、テストクーポン１２ではＤ＝０．１５ｍｍ、テストクーポン１３ではＤ＝０．２ｍｍに設定されている。なお、図５に示すように、各々のテストクーポン１１，１２，１３の近傍に、設定されている間隔Ｄの値を示す「０．１２５」、「０．１５」、「０．２」等の表示５を、シルク印刷等により施すことが好ましい。

このように構成されたテストクーポン２０では、例えば配線層間のずれ量が０．１２５以下であれば、どのテストクーポン１１，１２，１３においてもずれが検出されないが、０．１２５以上０．１５未満では、テストクーポン１１においてずれが検出されることになる。

このように、本実施形態のテストクーポン２０では、配線層間のずれの発生のほか、どの程度ずれているかのずれ量を検出することができる。そして、製品内にテストクーポン２０を配置すれば、ユーザは、どの程度のずれがあるのかを把握することができる。例えば、回路がショートする直前のずれが生じている多層基板は、長期通電によりパターン銅箔が変形してショートに至るマイグレーションが発生する可能性があるが、このような状態を、ユーザ側で予め把握することができる。

次に、テストクーポン２０の基板への配置例について説明する。図６は本発明の第２の実施形態に係るテストクーポンの配置の第一例を示す図であり、図７は本発明の第２の実施形態に係るテストクーポンの配置の第二例を示す図である。

図６及び図７に示すように、捨て板２２，２６の領域を含む多層基板２１，２５は略長方形の形状を有し、その四隅の近傍には、印刷機用認識マーク２３と、自動装着用認識マーク２４が設けられている。テストクーポン２０は、これらの認識マーク２３，２４の近傍の四隅に配置されることにより、より高精度にずれの発生を検出することができる。

なお、テストクーポン２０は、四隅に配置されるのが困難な場合は３箇所又は２箇所に配置されても良い。なお、この場合、各々のテストクーポン２０はできるだけ距離を離して配置（例えば２箇所の場合は多層基板２１，２５の端部の対角に配置）することにより、高精度にずれの発生を検出することができる。

なお、図６及び図７に示す配置は、第１の実施形態に示すテストクーポン１０も適用可能である。

（第３の実施形態）
図８は本発明の第３の実施形態に係るテストクーポンの表層の上面図であり、図９は本発明の第３の実施形態に係るテストクーポンの内層の上面図である。

図８及び図９に示すように、本実施形態のテストクーポン３０は、テストクーポン１０を一単位としたグループとして複数のグループ（図８、図９の例では二つのグループ）を有するものである。

図８及び図９において、第一のグループは、第一のスルーホール１ｘと、第二のスルーホール２ｘａ〜２ｘｊと、第一の表層ランド３ｘと、第二の表層ランド４ｘａ〜４ｘｊと、第一の内層ランド６ｘａ〜６ｘｊと、第二の内層ランド７ｘａ〜７ｘｊと、導電パターン８ｘａ〜８ｘｊとを有する。

同様に、第二のグループは、第一のスルーホール１ｙと、第二のスルーホール２ｙａ〜２ｙｊと、第一の表層ランド３ｙと、第二の表層ランド４ｙａ〜４ｙｊと、第一の内層ランド６ｙａ〜６ｙｊと、第二の内層ランド７ｙａ〜７ｙｊと、導電パターン８ｙａ〜８ｙｊとを有する。

第一のスルーホール１ｘ，１ｙは、テストクーポン３０の中央部に並べて配置される。第一のグループの第二のスルーホール２ｘａ〜２ｘｊは第一のスルーホール１ｘ，１ｙの周囲に整列して設けられる。第二のグループの第二のスルーホール２ｙａ〜２ｙｊは第一のスルーホール１ｘ，１ｙの周囲に、第二のスルーホール２ｘａ〜２ｘｊの外側に整列して設けられる。

図９に示すように、配線層Ｌ２においては、第一の内層ランド６ｘと第二の内層ランド７ｘａとが、導電パターン８ｘａを介して電気的に接続されている。また、第二の内層ランド６ｙと第二の内層ランド７ｙａとが、導電パターン８ｙａを介して接続されている。

このような構成によれば、二つのグループのテストクーポンが近接して設置される構成となるので、いずれか一方のグループにて、ずれが検出された場合には、エッチングのばらつきに起因した配線層のずれが発生しているものと考えられる。すなわち、エッチングのばらつきの精度を把握することができる。

したがって、ずれが検出されたときに、そのずれが各基板の貼り合わせの位置ずれに起因したものか、エッチングのばらつきに起因したものかを判定することができる。

図１０は、本発明の第３の実施形態に係るテストクーポンの別の例の表層の上面図である。図１０にテストクーポン４０は、図８及び図９に示すテストクーポン３０と同様の構成を有するものであるが、第１のスルーホール１ｘ，１ｙが、離れて配置されているものである。なお、第一の表層ランド３ｘ，３ｙ、第一の内層ランド６ｘ，６ｙの位置も、第１のスルーホール１ｘ，１ｙが設けられる位置に応じて配置される。

これにより、第１のスルーホール１ｘ，１ｙ間が離れているので、各基板の貼り合わせの位置ずれを精度よく検出することができる。

なお、上記の第１〜第３の実施形態において、回路部分にテストクーポンを配置した場合、第一の表層ランド又は第二の表層ランドを、回路部分に設けられるリード部品のランドとして兼用してもよい。また、第一のスルーホール及び第二のスルーホールの穴径、並びに、第一の表層ランド、第二の表層ランド、第一の内層ランド及び第二の内層ランドのランド径は、同径である必要はなく、任意の径にて形成されてもよい。

また、第一の表層ランド３，３ｘ，３ｙ、第二の表層ランド４ａ〜４ｊ，４ｘａ〜４ｘｊ，４ｙａ〜４ｙｊ、第一の内層ランド６，６ａ〜６ｊ，６ｘａ〜６ｘｊ，６ｙａ〜６ｙｊ、第二の内層ランド７ａ〜７ｊ，７ｘａ〜７ｘｊ，７ｙａ〜７ｙｊの形状は円形に限らず、四角やその他形状としてもよい。

本発明は、多層基板において、配線層間のずれを検出する、小型化されたテストクーポンを提供可能な効果を有し、等に有用である。

本発明の第１の実施形態に係るテストクーポンの表層の上面図 本発明の第１の実施形態に係るテストクーポンの内層の上面図 図２に示すテストクーポンのＩＩＩ−ＩＩＩ断面図 本発明の第１の実施形態に係るテストクーポンの第１の内層ランドの拡大図 本発明の第２の実施形態に係るテストクーポンの表層の上面図 本発明の第２の実施形態に係るテストクーポンの配置の第一例を示す図 本発明の第２の実施形態に係るテストクーポンの配置の第二例を示す図 本発明の第３の実施形態に係るテストクーポンの表層の上面図 本発明の第３の実施形態に係るテストクーポンの内層の上面図 本発明の第３の実施形態に係るテストクーポンの別の例の表層の上面図

符号の説明

１，１ｘ，１ｙ 第一のスルーホール
２ａ〜２ｊ，２ｘａ〜２ｘｊ，２ｙａ〜２ｙｊ 第二のスルーホール
３，３ｘ，３ｙ 第一の表層ランド
４ａ〜４ｊ，４ｘａ〜４ｘｊ，４ｙａ〜４ｙｊ 第二の表層ランド
５，１５ 表示印刷
６，６ａ〜６ｊ，６ｘａ〜６ｘｊ，６ｙａ〜６ｙｊ 第一の内層ランド
７ａ〜７ｊ，７ｘａ〜７ｘｊ，７ｙａ〜７ｙｊ 第二の内層ランド
８，８ａ〜８ｊ，８ｘａ〜８ｘｊ，８ｙａ〜８ｙｊ 接続パターン
９ａ〜９ｋ 基板
１０，１１，１２，１３，２０，３０，４０ テストクーポン
２１，２５ 多層基板
２２，２６ 捨て板
２３ 印刷機用認識マーク
２４ 自動装着用認識マーク

Claims (4)

1. 多層基板における配線層間のずれを検出するためのテストクーポンであって、
   前記多層基板を貫通すると共に配線層間を電気的に接続する第一のスルーホールと、
   前記多層基板を貫通すると共に配線層間を電気的に接続し、ずれの検出対象となる配線層である対象配線層の各々に対応して一つずつ設けられる複数の第二のスルーホールと、
   前記対象配線層に形成され、前記第一のスルーホールが設けられる領域を、所定の間隔を空けて囲む第一の導電パターンと、
   前記対象配線層に、自身の対象配線層に対応した第二のスルーホールが設けられる領域を含むと共に他の対象配線層に対応した第二のスルーホールが設けられる領域以外の領域に形成され、前記第一の導電パターンと電気的に接続される第二の導電パターンと
   を備えるテストクーポン。
2. 請求項１に記載のテストクーポンであって、
   前記第一のスルーホールと、前記複数の第二のスルーホールと、前記第一の導電パターンと、前記第二の導電パターンとを一単位としたグループとして、並べて配置された複数のグループを有し、
   前記第一の導電パターンにおける前記所定の間隔は、前記複数のグループの各々について異なるテストクーポン。
3. 請求項１に記載のテストクーポンであって、
   前記第一のスルーホールと、前記複数の第二のスルーホールと、前記第一の導電パターンと、前記第二の導電パターンとを一単位としたグループとして、各々が基板の端部に配置された複数のグループを有するテストクーポン。
4. 請求項１に記載のテストクーポンであって、
   前記第一のスルーホールと、前記複数の第二のスルーホールと、前記第一の導電パターンと、前記第二の導電パターンとを一単位としたグループとして、複数のグループを有し、
   前記複数のグループの前記第二のスルーホールは、前記複数のグループの第一のスルーホールを中心として、前記複数の第一のスルーホールの周囲に整列して設けられるテストクーポン。

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