JP4034888B2

JP4034888B2 - プリント配線板におけるテストクーポン

Info

Publication number: JP4034888B2
Application number: JP31059298A
Authority: JP
Inventors: 克雄川口
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2008-01-16
Anticipated expiration: 2018-10-30
Also published as: WO2000027173A1; US6521841B2; JP2000138435A; US20020011857A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プリント配線板の電気的接続、絶縁性、特性インピーダンス等の試験を行うテストクーポンに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０に示すように、この種のテストクーポン５１は、プリント配線板５２の縁部に切り離し可能に突設されている。テストクーポン５１にはその両端縁に沿って複数のスルーホール５３，５４が形成されている。各スルーホール５３，５４の配列方向５５，５６は、互いに平行となっており、かつテストクーポン５１の縁部に対して直交している。各スルーホール５３，５４間には、スルーホール５３，５４の配列方向５５，５６と直交する方向（図１０の矢印５８）に延びる複数の導体パターン５７が並設されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のプリント配線板におけるテストクーポンにおいては、各スルーホール５３，５４の配列方向５５，５６と、導体パターン５７の延びている方向５８とが直交している。そのため、テストクーポン５１は、スルーホール５３，５４の数に比例してプリント配線板５２の縁部から遠ざかる方向に延びることとなる。この結果、プリント配線板５２に対するテストクーポン５１の張り出し距離が長くなり、全体として大型化するという問題があった。
【０００４】
この発明は、前記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、プリント配線板に対する張り出し距離を短くすることが可能なプリント配線板におけるテストクーポンを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、プリント配線板が配置された配線板用領域とは別に区画されたクーポン用領域に設けられ、前記プリント配線板の特性試験を行う際に用いられるテストクーポンにおいて、前記クーポン用領域における基板は積層された複数の絶縁基材から構成され、同基板の両端部に複数のスルーホールが基板の長手方向に沿って並設されたスルーホール群を設け、前記スルーホール群の間に前記各スルーホールを電気的に接続する複数の導体パターンを基板の長手方向に延設し、隣接する前記絶縁基材間の各導体パターンは、前記絶縁基材の積層方向からみて前記スルーホール群を挟んで重なり合わないような位置に配置されているプリント配線板におけるものである。
【０００６】
この構成によれば、プリント配線板に対する張り出し距離が短くなる。また、隣接する各導体パターン間の距離は充分に確保される。そのため、プリント配線板の特性試験を行うのに際して支障をきたすことがない。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のプリント配線板におけるテストクーポンにおいて、前記スルーホール群における前記スルーホールは、前記プリント配線板の縁部に沿って並設されているものである。
【０００７】
この構成によれば、スルーホールは、プリント配線板の縁部に沿って並設されているため、プリント配線板に対する張り出し距離がよりいっそう短くなる。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のプリント配線板におけるテストクーポンにおいて、前記導体パターンは直線状に形成され、同導体パターンの両端部のみが折曲されて各スルーホールに対して電気的に接続されているものである。
【０００８】
この構成によれば、プリント配線板の特性試験を行うのに際して正確なデータを得ることができる。
（作用）
従って、請求項１〜３に記載に記載の発明によれば、各プリント配線板の特性インピーダンス等の試験がテストクーポンを用いて行われる。即ち、図示しない試験機器の接続端子がテストクーポンの各スルーホールに接続される。そして、プリント配線板における特性インピーダンス等の計測試験が行われる。
【０００９】
特に、特性インピーダンスの計測を行う際において、各層の導体パターンは、絶縁基材の積層方向からみて重なり合わないような位置に配置されている。これにより、隣接する各導体パターン間の距離は充分に確保されるため、プリント配線板の特性試験に支障をきたすことがない。従って、特定インピーダンスを正確に計測することが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を多数個取りのプリント配線板におけるテストクーポンに具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１に示すように、配線板用領域Ｅ１には複数のプリント配線板１１が配置されている。配線板用領域Ｅ１の縁部に張り出し、かつ配線板用領域Ｅ１とは別に区画されたクーポン用領域Ｅ２には、テストクーポン１２が配置されている。
【００１２】
図２に示すように、このテストクーポン１２の基板１３は各プリント配線板１１のうちの一つに対し切り離し可能に設けられている。テストクーポン１２は、細長い長方形状に形成され、プリント配線板１１の縁部より突設されている。そして、一つのテストクーポン１２により、全てのプリント配線板１１について、電気的接続、絶縁性、特性インピーダンス等の試験を一度にまとめて行えるようになっている。
【００１３】
図２に示すように、テストクーポン１２の基板１３の一端部（図２の左側）には一対の第１スルーホール群１４，３１が設けられている。又、基板１３の他端部（図２の右側）には一対の第２スルーホール群１５，３２が設けられている。つまり、第１スルーホール群１４，３１及び第２スルーホール群１５，３２は、クーポン用領域Ｅ２の両端部に配置されている。
【００１４】
前記第１及び第２スルーホール群１４，１５，３１，３２は、６つのスルーホール１４ａ，１５ａ，３１ａ，３２ａからそれぞれ構成されている。各スルーホール１４ａ，１５ａ，３１ａ，３２ａは、基板１３の長手方向に沿って、即ち、プリント配線板１１の縁部に沿って並設されている。
【００１５】
図３に示すように、前記基板１３は、１０層からなる多層構造となっており、複数の絶縁基材１６及びプリプレグ１７が交互に積層されている。最外層（１層目Ｌ１、１０層目Ｌ１０）のプリプレグ１７の表面には図示しないがソルダーレジストが設けられている。なお、この実施形態において、テストクーポン１２の１層目Ｌ１とは最上部のプリプレグ１７の表面をいい、２〜９層Ｌ２〜Ｌ９とは隣接する各プリプレグ１７と各絶縁基材１６との間をいい、１０層目Ｌ１０とは最下部のプリプレグ１７の表面をいう。
【００１６】
図３、図５（ｃ）に示すように、２層目Ｌ２、５層目Ｌ５、６層目Ｌ６、９層目Ｌ９にはグランド層２０〜２３が設けられている。このグランド層２０〜２３は、細長い長方形状に形成され、テストクーポン１２の基板１３と同形状となっている。
【００１７】
図３、図４（ａ）〜（ｄ）、図５（ａ），（ｂ）に示すように、各層Ｌ１，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ１０において、第１スルーホール群１４，３１と、第２スルーホール群１５，３２との間には、複数の導体パターン２４〜２９が設けられている。１層目Ｌ１、１０層目Ｌ１０における導体パターン２４，２９は、プリプレグ１７に設けられている。又、３層目Ｌ３、４層目Ｌ４、７層目Ｌ７、８層目Ｌ８における導体パターン２５〜２８は、絶縁基材１６に設けられている。各導体パターン２４〜２９は、ほぼ全体が基板１３の長手方向に延びる細長い直線状をなし、両端部のみが折曲されている。各導体パターン２４〜２９の延設方向と、各スルーホール１４ａ，１５ａ，３１ａ，３２ａの並設方向とは同一になっている。
【００１８】
各層Ｌ１，Ｌ３，Ｌ４，Ｌ７，Ｌ８，Ｌ９における各導体パターン２４〜２９の一端は、第１スルーホール群１４のスルーホール１４ａにそれぞれ接続されている。各導体パターン２６〜２９の他端は、第２スルーホール群１５のスルーホール１５ａにそれぞれ接続されている。
【００１９】
又、各層Ｌ３，Ｌ８における導体パターン２５，２８の一端は、第１スルーホール群３１のスルーホール３１ａにそれぞれ接続されている。導体パターン２５，２８の他端は、第２スルーホール群３２のスルーホール３２ａにそれぞれ接続されている。
【００２０】
隣接する絶縁基材１６間の導体パターン、つまり３層目Ｌ３及び４層目Ｌ４の導体パターン２５，２６は、絶縁基材１６の積層方向からみて重なり合わないような位置に配置されている。即ち、導体パターン２５，２６は、絶縁基材１６の積層方向（図３の上下方向）に対して相対向しない位置に配置されている。又、導体パターン２５，２６と同様に、７層目Ｌ７及び８層目Ｌ８の導体パターン２７，２８についても、絶縁基材１６の積層方向からみて重なり合わないような位置に配置されている。つまり、導体パターン２７，２８は、絶縁基材１６の積層方向に対して相対向しない位置に配置されている。
【００２１】
第１及び第２スルーホール群１４，１５，３１，３２の中央部における基板１３の表面には、基板１３を切断する際に切断方向を示唆する一対のマーク３５，３６が穿設されている。各マーク３５，３６は、円形状をなし、基板１３の幅方向に所定距離をおいて離間されている。そして、基板１３を検査する場合等において、両マーク３５，３６を目印として、それらを結ぶ仮想線上に沿って基板１３を切断できるようになっている。なお、この実施形態において、マーク３５，３６はスルーホールである。
【００２２】
次に、上記のように構成されたプリント配線板におけるテストクーポンの使用方法について説明する。
複数のプリント配線板１１を切り離す前において、各プリント配線板１１の特性インピーダンス等の試験がテストクーポン１２を用いてまとめて行われる。即ち、図示しない試験機器の接続端子がテストクーポン１２の各スルーホール１４ａ，１５ａ，３１ａ，３２ａに接続される。そして、プリント配線板１１における特性インピーダンス等の計測試験が行われる。特性インピーダンスの計測を行う際において、各層Ｌ３，Ｌ４の導体パターン２５，２６、及び各層Ｌ７，Ｌ８の導体パターン２７，２８は、絶縁基材１６の積層方向からみて重なり合わないような位置に配置されている。よって、特定インピーダンスを正確に計測することが可能となる。
【００２３】
又、特性インピーダンスは導体パターン２４〜２９の幅と厚みとによって決まる。そのため、テストクーポン１２の各導体パターン２４〜２９の幅や厚み等を検査するために、テストクーポン１２の基板１３を正確に切断する必要がある。この場合、基板１３の切断に際して、一対のマーク３５，３６を結ぶ仮想線上に沿って切断する。これにより、各導体パターン２４〜２９は、その延設方向と直交する方向に切断される。そのため、導体パターン２４〜２９の幅と厚みを正確に計測することが可能となる。
【００２４】
又、図示しない試験機器の接続端子を各導体パターン２４〜２９に接続し、導体パターン２４〜２９における反射係数の変化を調べると、図６に示すような結果となる。図６によれば、同導体パターン２４〜２９の両端部位置（図６のＡ−Ｂ間、Ｃ−Ｄ間）が反射係数の変化が大きく不安定となっている。しかしながら、導体パターン２４〜２９の両端部位置を除く部分（図６のＢ−Ｃ間）の反射係数の変化は少なく、比較的安定している。これは、導体パターン２４〜２９が、その両端部を除いて直線状に形成されていることによる。よって、この反射係数が安定した部分において、特性インピーダンスを正確に測定することが可能となる。
【００２５】
更に、特性インピーダンスを実測する以外に、既知である特性インピーダンス近似式（１）〜（３）に基づいて特性インピーダンスを割り出すことが可能となっている。即ち、図７に示すように、層間厚をｈ、導体パターン幅をω、導体パターン厚をｔ、誘電率をεｒ、特性インピーダンスをＺ０とすると、マイクロストリップラインにおける特性インピーダンスの近似式は次式（１）のようになる。
【００２６】
【数１】

図８に示すように、層間厚をｈ１，ｈ２、導体パターン幅をω、導体パターン厚をｔ、誘電率をεｒ、特性インピーダンスをＺ０とすると、片面シールド内層ラインにおける特性インピーダンスの近似式は次式（２）のようになる。なお、このタイプの積層パターンは、図示していない。
【００２７】
【数２】

図９に示すように、層間厚をＨ、導体の層間中央からの距離をＳ／２、導体パターン幅をω、導体パターン厚をｔ、誘電率をεｒ、特性インピーダンスをＺ０とすると、両面シールド内層ラインにおける特性インピーダンスの近似式は次式（３）のようになる。
【００２８】
【数３】

しかしながら、プリント配線板１１は、その材質、プリント配線板１１の製造方法、各導体パターン２４〜２５の形状等が様々である。そのため、上記（１）〜（３）の近似式で特性インピーダンスを計算すると、計算値と実測値との差が大きい場合がある。このような場合には、プリント配線板１１の仕様に合わせた図示しない補正式に基づいて、特性インピーダンスが補正されることが好ましい。
【００２９】
従って、この実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）この実施形態におけるプリント配線板１１のテストクーポン１２によれば、クーポン用領域Ｅ２の両端部には、第１及び第２スルーホール群１４，１５，３１，３２が設けられている。第１及び第２スルーホール群１４，１５の間には、各スルーホール１４ａ，１５ａを電気的に接続する導体パターン２４〜２９が延設されている。この導体パターン２４〜２９の延設方向と前記各スルーホール１４ａ，１５ａ，３１ａ，３２ａの並設方向とは同一方向になっている。このため、テストクーポン１２は、スルーホール５３，５４の数に比例することなく、プリント配線板１１の縁部に沿って延設することとなる。従って、プリント配線板１１に対するテストクーポン１２の張り出し距離が短くなり、全体として小型化することができる。
【００３０】
（２）この実施形態におけるプリント配線板１１のテストクーポン１２によれば、各スルーホール１４ａ，１５ａ，３１ａ，３２ａは、プリント配線板１１の縁部に沿って並設されている。このため、スルーホール１４ａ，１５ａ，３１ａ，３２ａの数に比例して、テストクーポン１２がプリント配線板１１の縁部に沿って延びる形状とすることができる。従って、プリント配線板１１に対するテストクーポン１２の張り出し距離をいっそう短くすることができる。
【００３１】
（３）この実施形態におけるプリント配線板１１のテストクーポン１２によれば、３層目Ｌ３及び４層目Ｌ４の導体パターン２５，２６は、絶縁基材１６の積層方向からみて重なり合わないような位置に配置されている。又、７層目Ｌ７及び８層目Ｌ８の導体パターン２７，２８についても、絶縁基材１６の積層方向からみて重なり合わないような位置に配置されている。このため、隣接する各導体パターン２５，２６又は２７，２８間の距離を充分に確保することができる。従って、特定インピーダンスを正確に計測することができる。
【００３２】
（４）この実施形態におけるプリント配線板１１のテストクーポン１２によれば、各導体パターン２４〜２９は、全体が直線状に形成され、両端部のみが折曲されている。そして、各導体パターン２４〜２９の両端部は、各スルーホール１４ａ，１５ａに対して電気的に接続されている。即ち、導体パターン２４〜２９の両端部を除く大部分は折曲されていない。この結果、同導体パターン２４〜２９の両端部位置を除く部分の反射係数を安定させることができる。従って、特定インピーダンスをよりいっそう正確に計測することができる。
【００３３】
（５）この実施形態におけるプリント配線板１１のテストクーポン１２によれば、テストクーポン１２の基板１３にはマーク３５，３６が設けられている。そして、このマーク３５，３６により、基板１３の切断方向が容易に分かるようになっている。このため、各導体パターン２４〜２９をその延設方向と直交する方向へ正確に切断することができる。従って、導体パターン２４〜２９の幅と厚みを正確に計測することができる。
【００３４】
なお、この発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・前記実施形態では、配線板用領域Ｅ１の外側にクーポン用領域Ｅ２が設けられているが、配線板用領域Ｅ１の内側にクーポン用領域Ｅ２を設けてもよい。そして、このクーポン用領域Ｅ２に前記実施形態と同様にスルーホール群１４，１５，３１，３２を形成してもよい。
【００３５】
・前記実施形態では、多数個取りのプリント配線板１１におけるテストクーポン１２に具体化したが、一つのプリント配線板１１にそれぞれテストクーポン１２を設けてもよい。
【００３６】
・前記実施形態では、テストクーポン１２の基板１３にマーク３５，３６であるスルーホールを穿設したが、これ以外にも、基板１３の表面に適当な目印をマーク３５，３６として印刷してもよい。
【００３７】
・テストクーポン１２の層数を任意の数に変更してもよい。
・前記実施形態では、スルーホール群１４，１５，３１，３２における各スルーホール１４ａ，１５ａ，３１ａ，３２ａの数をそれぞれ８個としたが、２〜７個、或いは９個以上に変更してもよい。
【００３８】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。
【００３９】
（１）前記クーポン用領域に位置する基板には導体パターンの延設方向に対して直交する方向に同基板を切断する際に切断方向を示唆するマークを設けた請求項１〜３のうちいずれか一項に記載のプリント配線板におけるテストクーポン。
【００４０】
この構成によれば、導体パターン２４〜２９の幅と厚み等の形状を正確に計測することができる。
（２）プリント配線板が配置された配線板用領域とは別に区画されたクーポン用領域に設けられ、前記プリント配線板の特性試験を行う際に用いられるテストクーポンにおいて、前記クーポン用領域における基板に複数のスルーホールが所定の方向に沿って並設されたスルーホール群を設け、前記スルーホール群の間に前記各スルーホールを電気的に接続する導体パターンを延設し、この導体パターンの延設方向と前記各スルーホールの並設方向とをほぼ同一方向にしたプリント配線板におけるテストクーポン。
【００４１】
【発明の効果】
この発明は、以上のように構成されているため、次のような効果を奏する。
請求項１に記載の発明によれば、プリント配線板に対する張り出し距離を短くすることができる。また、隣接する各導体パターン間の距離を充分に確保することができるため、プリント配線板の特性試験を行うのに際して正確なデータを得ることができる。
【００４２】
請求項２に記載の発明によれば、プリント配線板に対する張り出し距離をよりいっそう短くすることができる。
請求項３に記載の発明によれば、プリント配線板の特性試験を行うのに際して正確なデータを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プリント配線板及びテストクーポンを示す正面図。
【図２】テストクーポンを拡大して示す正面図。
【図３】図２の３−３断面図。
【図４】（ａ）は１層目の導体パターンを示す正面図、（ｂ）は３層目の導体パターンを示す正面図、（ｃ）は４層目の導体パターンを示す正面図、（ｄ）は７層目の導体パターンを示す正面図。
【図５】（ａ）は８層目の導体パターンを示す正面図、（ｂ）は１０層目の導体パターンを示す正面図、（ｃ）は２，５，６，９層目の導体パターンを示す正面図。
【図６】導体パターンの測定結果を示す図。
【図７】マイクロストリップラインの概略説明図。
【図８】片面シールド内層ラインの概略説明図。
【図９】両面シールド内層ラインの概略説明図。
【図１０】従来技術におけるプリント配線板及びテストクーポンを示す正面図。
【符号の説明】
１１…プリント配線板、１２…テストクーポン、１４ａ，１５ａ，３１ａ，３２ａ…スルーホール、１４，３１…第１スルーホール群、１５，３２…第２スルーホール群、１６…絶縁基材、２４〜２９…導体パターン、Ｅ１…配線板用領域、Ｅ２…クーポン用領域。

Claims

プリント配線板が配置された配線板用領域とは別に区画されたクーポン用領域に設けられ、前記プリント配線板の特性試験を行う際に用いられるテストクーポンにおいて、
前記クーポン用領域における基板は積層された複数の絶縁基材から構成され、同基板の両端部に複数のスルーホールが基板の長手方向に沿って並設されたスルーホール群を設け、前記スルーホール群の間に前記各スルーホールを電気的に接続する複数の導体パターンを基板の長手方向に延設し、隣接する前記絶縁基材間の各導体パターンは、前記絶縁基材の積層方向からみて前記スルーホール群を挟んで重なり合わないような位置に配置されているプリント配線板におけるテストクーポン。
前記スルーホール群における前記スルーホールは、前記プリント配線板の縁部に沿って並設されている請求項１に記載のプリント配線板におけるテストクーポン。
前記導体パターンは直線状に形成され、同導体パターンの両端部のみが折曲されて各スルーホールに対して電気的に接続されている請求項１又は２に記載のプリント配線板におけるテストクーポン。