JP6699215B2

JP6699215B2 - プリント配線板

Info

Publication number: JP6699215B2
Application number: JP2016029789A
Authority: JP
Inventors: 正裕沖野; 敦北井; 齋藤　賢一; 賢一齋藤; 斉藤　久志; 久志斉藤
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2016-02-19
Filing date: 2016-02-19
Publication date: 2020-05-27
Anticipated expiration: 2036-02-19
Also published as: JP2017147390A

Description

本発明は、特性インピーダンス測定用配線パターンを有するプリント配線板に関する。

特性インピーダンス測定用配線パターンを有するプリント配線板が特許文献１に記載されている。特許文献１に記載されているように、プリント配線板の特性インピーダンスの測定を行うための特性インピーダンス測定用配線パターン（以下、テストパターンともいう）は、完成された回路配線パターン領域を有するプリント配線板から切り離し可能な切断領域、いわゆるダミー領域の周囲４辺に形成されている。特性インピーダンスはＴＤＲ（Time Domain Reflectometry）法などによって測定されている。上記従来のテストパターン構造では、１回の測定に付き、１つのテストパターンを測定する。

特開平５−４１５６７号公報

テストパターン毎の特性インピーダンス測定では、配線面内の複数個所に設けた複数のテストパターンを、テストパターンの数量だけ測定する必要がある。よって、複数個所の特性インピーダンスの測定に時間がかかるという問題があった。

本発明は上記した従来の問題に鑑みなされたものであり、複数個所の特性インピーダンスの測定時間の短縮が実現できるプリント配線板を提供することを目的とする。

本発明のプリント配線板は、回路配線パターン領域と、前記回路配線パターン領域の周囲に配置されたダミー領域とからなり、前記ダミー領域において、帯状の複数片の特性インピーダンス測定用配線パターンを有するプリント配線板であって、
前記特性インピーダンス測定用配線パターンの幅より広い幅を有し、かつ前記複数片の特性インピーダンス測定用配線パターンを直列に接続して直列配線を形成する少なくとも１つの中継導電部をさらに有することを特徴とする。

本発明によれば、少ない回数で、複数個所の特性インピーダンスの測定ができることにより、配線面内での当該測定値の不均一性を評価することができる。

図１は、本発明による第１の実施例のプリント配線板の一部を示す概略平面図である。図２は、本発明による第１の実施例のプリント配線板の基準電位ビアと測定ビアを説明するプリント配線板の一部を切り欠いた斜視図である。図３は、本発明による第１の実施例のプリント配線板の直列配線の特性インピーダンス測定波形の一例を示す説明図である。図４は、本発明による第２の実施例のテストパターンを２つに分けたプリント配線板の一部を示す概略平面図である。図５は、本発明による第３の実施例の同じ領域にテストパターンを２本設けたプリント配線板の一部を示す概略平面図である。図６は、本発明による第４の実施例のテストパターンが不要な領域があるプリント配線板の一部を示す概略平面図である。

以下、図面を参照しつつ本発明による実施例のプリント配線板の例について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、実施例において、実質的に同一の機能および構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１は、本発明による第１の実施例のプリント配線板の一部を示す概略平面図である。

図１はこの発明の第１の実施例を示す。所定寸法のプリント配線板１は、その主表面内に面付けされた２つの回路配線パターン領域２および３、およびにその周囲に配置されたダミー領域４（ハッチング部）を有する。ダミー領域４の表層（または内層）に、特性インピーダンスの検査を行うための直列配線１０が形成されている。直列配線１０は、一定幅の帯状の６片のテストパターン１１〜１６、これらを直列接続する中継導電部である円形状の５片のランド３０〜３４と終端ランド３５、および測定ビア２０から構成されている。測定ビア２０の近傍に基準電位ビア２１が配置されている。ランド３０〜３５は、テストパターン１１〜１６の幅より広い幅を有している。また、直列配線１０は、銅箔などの同一導電材料から成る。ランド３０〜３４は、近接する一定幅の各テストパターン１１〜１６の特性インピーダンスの平均値とは異なる特性インピーダンス値を有するように構成できれば、その幅、厚さや、材料、パターン形状など限定されない。

直列配線１０は、テストパターン１１〜１６を１本に繋ぎ、かつ各テストパターンの接続箇所にランド３０〜３５を設けた直列配線構造を有する。各ランドの位置ではキャパシタンスが変化してテストパターンとは異なる特性インピーダンス値になるため、評価したいテストパターン毎に区切るように、ランドを設けることで、測定結果を読み取りやすくすることができる。ただし、直列配線１０の一方の端は、ランドではなく、測定ビア２０に接続されている。

図２に示すように、基準電位ビア２１（多層プリント配線板の場合、内層のテストパターンに接続されている）は、測定ビア２０と近接（例えば、距離Ｄ＝１〜５ｍｍ）して、片面の絶縁層（破線で示す）上に設けられ、直列配線１０のリファレンスプレーンＧＮＤとなるベタ層に接続されている。なお、テストパターン１１〜１６、ランド３０〜３５、測定ビア２０および基準電位ビア２１はプリント配線板の回路配線パターン領域の製造過程で同時に形成される。

本実施例ではＴＤＲによる特性インピーダンス測定を想定している。ＴＤＲ測定器のプローブのシグナル側を測定ビア２０へ接続し、ＧＮＤ側を基準電位ビア２１へ接続、接触することによって図３に示すような特性インピーダンス測定波形が得られ、特性インビーダンスを測定することができる。

テストパターン１１〜１６は、同じ特性インピーダンス値を想定して製造されている場合、ＴＤＲ測定を実施すると、図３のような波形は、テストパターン１１〜１６にそれぞれ対応する平坦部４１〜４６と、ランド３０〜３５にそれぞれ対応する不連続部５１〜５６で構成される。

ＴＤＲ測定器の表示装置を介して、テストパターン１１〜１６の特性インピーダンスは、平坦部４１〜４６のそれぞれの値を読み取ることで得られる。不連続部５１〜５６は、ランド３０〜３５における、テストパターンとの特性インピーダンス不連続によって生じ、テストパターン１１〜１６のどの部分の特性インピーダンスがいくつであるか、容易に判別が可能である。

第１の実施例によれば、ランドを介してテストパターン１１〜１６を１本に直列接続することにより、一度のＴＤＲ測定によって、テストパターン１１〜１６のすべての特性インピーダンスを同時に検査することが可能となる。また、ランド３０〜３５による不連続点によって、テストパターン１１〜１６それぞれの特性インピーダンス値を識別することが可能となる。

以上により、一度のＴＤＲ測定によって、特性インピーダンスの検査を完了することが可能になることから、検査時間の短縮と、短縮による検査コストの削減ができる。さらに、プリント配線板の配線面内での特性インピーダンスの測定値の不均一性を評価することができる。

第１の実施例では、単層プリント配線板を例に説明したが、プリント配線板は１つ以上の内層を有する多層プリント配線板であってもよい。その場合、中継導電部は、内層の各々において直列配線の一部を形成する導電ランドの他に、内層の層間を貫通する内層の直列配線の一端または両端に接続された導電ビアで構成される。

図４は、本発明による第２の実施例のテストパターンを２つに分けたプリント配線板の一部を示す概略平面図である。

第２の実施例は直列配線６１および６２を設け、ビア７１および７２、ビア７３および７４よりＴＤＲ測定を２回に分けて行う例である。

図５は、本発明による第３の実施例の同じ領域にテストパターンを２本設けたプリント配線板の一部を示す概略平面図である。

第３の実施例は直列配線６３を設ける際に、同じ領域にテストパターンが２回通らなければ、全ての領域を網羅できない場合、領域８１に２本、テストパターンを設ける例である。

図６は、本発明による第４の実施例のテストパターンが不要な領域があるプリント配線板の一部を示す概略平面図である。

第４の実施例は直列配線６４を設ける際に、領域８２の特性インピーダンス値が必要ではない場合、領域８２はテストパターンを設けない例である。

第２〜第４の実施例においては、第１の実施例と同様に、ビア７１と７２、ビア７３と７４、ビア７５と７６、ビア７７と７８に対し、ＴＤＲ測定を実施することで、それぞれ直列配線６１，６２，６３，６４の特性インピーダンスを一度に検査することができ、かつ、ランドで区切られた各テストパターンの特性インピーダンス値を識別することが可能となる。

以上のように、第２〜第４の実施例によれば、必要に応じてテストパターンの設け方を変化させることにより、さまざまな面付け方法において、特性インピーダンスの検査を最小限の測定回数で実施することが可能である。

第１〜第４の実施例では、テストパターン間はランドで区切っていたが、ランドの代わりにビアを使用すれば、複数の内層にわたって特性インピーダンスを同時に検査することも可能である。

また、第１〜第４の実施例では、テストパターンは単線を想定していたが、単線の代わりに差動２線のテストパターンを使用すれば、複数の差動信号の特性インピーダンスを同時に検査することも可能である。

１０，６１，６２，６３，６４直列配線
１プリント配線板
２，３回路配線パターン領域
４ダミー領域
１１〜１６テストパターン
３０〜３４中継導電部であるランド
２０測定ビア
２１基準電位ビア

Claims

回路配線パターン領域と、前記回路配線パターン領域の周囲に配置されたダミー領域とからなり、前記ダミー領域において、帯状の複数片の特性インピーダンス測定用配線パターンを有するプリント配線板であって、
前記プリント配線板の配線面内において、前記特性インピーダンス測定用配線パターンの幅より広い幅を有する導電ランドを、前記複数片の特性インピーダンス測定用配線パターンの各パターン毎に区切るように設け、前記導電ランド及び前記複数片の特性インピーダンス測定用配線パターンを直列に接続した直列配線が形成されていることを特徴とするプリント配線板。
前記プリント配線板は単層プリント配線板であることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
前記プリント配線板は１つ以上の内層を有する多層プリント配線板であり、前記内層の配線面内の各々において前記直列配線が形成され、前記内層の層間を貫通する前記内層の前記直列配線の一端または両端に接続された導電ビアが形成されていることを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。