JPH0147037B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 本発明は印刷回路板を視覚的に検査する方法、
より具体的に言えば、積層された多層印刷回路基
板中に埋め込まれた電気的回路を目で捉えて追跡
することの出来る検査方法及びその方法に用いる
回路基板に関する。

Ｂ 開示の概要 本発明は多層印刷回路基板の各層にデポジツト
されている電気回路を視覚によつて検査する方法
を開示しており、その方法に従つて、可視光線を
通過して透明だが、320乃至440ナノメータの波長
の紫外線を吸収する染料を混入した透明で、可視
光線を通過させ、熱硬化性樹脂を使つた多層印刷
回路基板が準備される。

この多層回路基板を可視光線で照射することに
より、回路基板中の電気回路は検査員により容易
に追跡することが出来る。

Ｃ 従来の技術 コンピユータ等の電子機器の製造において、印
刷回路基板は独立した電子素子を保持して各素子
間の電気回路を与えるのに広く使われている。市
販されている現在のコンピユータはその初期の時
代のものに比べて性能が一層向上し、その上、コ
ンピユータの大きさは部屋大の規模から机大の大
きさに縮少されて来た。コンピユータの大きさが
小さくなり、そして、より高性能の論理回路によ
つて、相互接続の数が増加したので、使用される
印刷回路基板はより高密度になり、そしてより複
雑になつて来た。現在の印刷回路基板は極めて小
さい面積内で且つ多数の層内に非常に稠密に作ら
れている。

印刷回路板はガラス繊維と、エポキシ樹脂の如
き熱硬化性樹脂との合成材のような誘電体材料の
中央コア部を持つており、中央コア部の少くとも
１つの面には銅のような導電材料の層が設けられ
ている。導電材料の層は所定の形状を持つ回路構
成を与えるため蝕刻処理又は他の処理が施され
る。次に、個々の回路板は誘電体層の間に挾まれ
蝕刻された金属回路を有する多層構造を形成する
ために積層される。

印刷回路板が積層されてしまつた後に、その多
層回路基板に、例えば内部回路の一部を削除する
といつた設計変更が必要な場合、適当なツールを
用いることによつて、その設計変更を行うことが
出来る。然しながら、そのような設計変更を施す
ために、そのようなツールの操作者は、その設計
変更を遂行する回路中の正確なポイントを見出す
ために、回路基板の一方の側から他方の側へ、多
層構造中に埋め込まれた回路を追跡しなければな
らない。

例えば、スルーホールによつて相互接続されて
いる多層印刷回路基板であつて、多層構造中の各
回路板が回路板の夫々の面に１個又はそれ以上の
回路（そのうちの一つは接地面である場合もあ
る）を有し、それらの回路すべてが積層された多
層回路板中の他の層の他の回路に接続されている
場合、多層印刷回路基板中の回路を追跡すること
は大きな問題である。電気回路を追跡するための
他の困難な問題は、自動光学検査システムを使つ
て回路の品質を検査する助けとして使用される不
透明な染料が積層された回路板の誘電体層中に混
入されていることに基因する。例えば、1983年１
月のIBMジヤーナル・リサーチ・アンド・デベ
ロプメント（IBMJournal Research and
Development）、Vol.27、No.1の50頁乃至58頁
に、コンピユータ制御のイメージ検出システムを
利用した検査方法が開示されており、そのシステ
ムは、誘電体部分だけか、或は薄板の回路化され
た銅部分だけを走査したのと同じように、回路化
された銅部分と誘電体部分との間の反射率のコン
トラストの変化によつて回路の欠陥部分を決定す
る。このシステムの動作において、印刷回路板は
ヨウ化タリウム（thollium iodide）の高照度の
放電ランプ（570ナノメータの波長）によつて照
射される。その光線は光フアイバの束を介して回
路板へ差し向けられており、光フアイバの束は暗
黒領域イルミネータを構成するように、制御され
た傾斜角度で均一な光線を発射するように設計さ
れている。570ナノメータの光線を使つて目で見
うる高いコントラストを与えるように、不透明の
染料が誘電体中に混入される。検査中の表面から
反射された光線はビデオ信号に変換され、その信
号のレベルが回路中の欠陥の存在を表示する。

多層回路板の誘電体層中の不透明染料の存在は
これらの層を通過する光線の伝送を阻止する。こ
の積層回路板に設計変更を施すため、回路板の一
方の面から他の面に延びる回路を追跡するオペレ
ータは他方の面を検査するために、回路基板を引
つくり返さねばならない。この際、不透明染料で
染められた回路板のために、オペレータが回路を
追跡するため回路板を引つくり返したときに、し
ばしばその追跡点を見失う。オペレータの神経を
消耗させることに加えて、この追跡点の見失いは
時間を浪費し、従つて、多層印刷回路基板の製造
コストを増加することになる。

従つて、回路板を反転させることなく、オペレ
ータが回路の追跡を回路板の一方の面から完了す
ることが出来、これによりオペレータが追跡点を
見失う危険を回避するように、多層印刷回路板が
可視光線の下で透明であることは非常に望ましい
ことである。

高密度多層印刷回路基板の製造の最近の発達は
上述した型の光学検査システムを使用する必要を
無くしている。最新のこの方法は米国特許第
4448804号に開示されている。

多層印刷回路基板を製造する際に、誘電体面上
の薄い金属フオイル上にフオトレジストを被着
し、金属デポジシヨンを行う部分を露光して誘電
体上を選択的に金属化する従来のプロセス、即ち
いわゆる「準接着」（semi−additive）プロセス
とは対照的に、米国特許第4448804号に開示され
た方法は金属デポジシヨンのための金属フオイル
を使用しない。

この米国特許に開示された方法においては、コ
ロイド状の活性体、即ちたね金属としての錫／パ
ラジウム層が誘電体の粗面に被着され、そして、
その表面は適当なフオトレジストで処理される。
回路パターンで露光されたフオトレジストを現像
した後、露光された回路ラインを残すようフオト
レジストが除去され、露光された錫／パラジウム
のたね金属が無電解めつきの触媒として作用す
る。更に、従来の準接着プロセスにおいては、金
属デポジシヨンが行われた後、金属がはんだマス
クによつて保護されることと、連続した金属フオ
イル上に形成された回路ライン上にフオトレジス
トのマスクを残してフオトレジストが剥ぎ取ら
れ、次に、金属フオイルが蝕刻され、所定の回路
を残すためマスクが除去されるということとを含
む従来の準接着プロセスと比べてこの米国特許第
4448804号は異なつている。

この米国特許の方法に従つて準備された誘電体
基板においては、フオトレジストを露光するため
に使われる光線を阻止するような連続した金属フ
オイルは基板の表面には存在しない。準接着プロ
セスに従つて準備された誘電体基板は連続した金
属フオイルを含んでおり、これにより、回路板の
裏面に被着されたフオトレジストが表面のフオト
レジストの露光により露光されないようにする。

上述の米国特許の工程の各段階でのたね金属の
脱落により、回路ラインの間に銅は残留しないの
で、上記の米国特許に従つて製造された多層印刷
回路板は上述のコンピユータ制御の検査システム
によつて検査されることはない。米国特許第
4448804号に開示された方法において、フオトレ
ジストはめつき液に対して障壁を形成して、短絡
を生じないから、誘電体層中に不透明染料を混入
することは必要がない。然しながら、回路板の一
方の面上に被着されたフオトレジストは反対面を
露光しているときに保護されねばならないから、
320乃至440ナノメータの波長の紫外線を吸収する
染料の混入は、積層体を形成するのに使われる樹
脂加工システムに以然として必要である。紫外線
が少しでも洩れると、フオトレジストが除去され
ねばならない領域内に不溶性のフオトレジストを
発生させるので、めつき回路中に不連続のライン
を生ずる。

本発明は米国特許第4448804号に開示された方
法に従つて積層される多層印刷回路基板の誘電体
層上に被着された電気回路を視覚によつて検査す
る方法と、それに関連する他のプロセスに関して
いる。

Ｄ 発明の要約 本発明は多層印刷回路板の積層板の層中の電気
回路を視覚で検査する方法を提供し、この方法に
よつて、その薄板の一方の側からの視覚による観
察で、回路の面を容易に追跡することが出来る。
本発明の方法は、殆どの可視光線を透過するが、
320乃至440ナノメータの範囲の波長を吸収する染
料を、透明で光線を透過する熱硬化性樹脂中に混
入した誘電体層を使つて、多層印刷回路板を形成
することを含んでいる。

多層印刷回路板積層体を形成する際に、本発明
の方法を実施することによつて、積層板の内部回
路面の検査を視覚によつて容易に達成することが
出来、積層板に照射する紫外線の有害な影響を回
避することが出来る。積層された構造中の回路に
設計変更を行うオペレータは可視光線で多層回路
板の積層板を照射することが出来、そして、回路
板の一方の側から回路を観察することによつて、
埋め込まれた電気回路を追跡することが出来る。

Ｅ 実施例 本発明の多層印刷回路板の積層板を準備する際
に、例えばエポキシ樹脂、エポキシ／ボラツク、
ポリイミド、又はフエノール・フオルムウルデヒ
ド樹脂のような透明で熱硬化性樹脂の溶液をガラ
ス繊維の布に浸透することによつて、誘電体材料
が準備される。本発明の実施に良好な樹脂はエポ
キシ樹脂を臭素処理を施したものであつて、それ
は火炎抑制体である。適当な硬化剤及び触媒と共
に熱硬化性樹脂は、重量で約20％乃至70％の樹脂
と、重量で約１％乃至５％の硬化剤と、重量で約
0.1％乃至0.5％の触媒とを含む溶液系を準備する
ために、例えばメチル・エチルケトン、エチレン
グリコール・モノメチルエーテルなどのような適
当な溶剤で溶解される。

320乃至440ナノメータの波長の紫外線を吸収し
可視光線には透明な性質を有する選択光線吸収染
料又は染料の組み合わせを重量で約0.25％乃至
1.0％の量で、樹脂溶液中に混入する。そのよう
な染料の例は、チバガイギー社及びGAF社で
夫々市販している商標名テイヌビン（Tinuvin）
及びユビヌール（Uvinul）がある。これらの染
料は通常、400ナノメータまでの紫外線を吸収す
る。320乃至440ナノメータ波長の範囲にわたる紫
外線の吸収を得るために、400乃至440ナノメータ
の範囲の紫外線を吸収する、例えば、オラゾル・
イエロー（Orasol Yellow）のような黄色染料
か、或は、モートンノルウイツチ（Morton
Norwich）社で市販しているけい光イエローＧ
のようなけい光染料がテイヌビン又はユビヌール
染料に混合される。これらの染料は透明な熱硬化
性樹脂に混入され、樹脂が硬化されたときでも、
硬化された樹脂を充分透明に保つので、これらの
染料で染められた樹脂で形成された複数枚の誘電
体層は、多層印刷回路板が通常の可視光線に照射
された時、目で検査することが出来る。

本発明に従つた多層印刷回路基板を準備する際
の予備段階として、本発明の選択光線吸収染料を
含む透明な熱硬化性樹脂の溶液を、例えば刷毛塗
り、浸漬又は吹き付けなどの適宜な方法で、ガラ
ス繊維シートの表面に添加する。次に、樹脂溶液
を含浸したガラス繊維シートは、溶液を除去し且
つガラス繊維シートの表面に含まれた樹脂を部分
的に硬化するために、約125℃乃至150℃の温度の
オーブン中に約３分乃至５分間置かれる。次に、
部分的に硬化した樹脂を含むガラス繊維シート
は、多層印刷回路基板のためのコアナンバ、即ち
コアの種目を形成するために、銅のシートの間に
置かれ、そして、毎平方センチメートル当り約14
キログラム（200psi乃至700psi）の圧力で、約
150℃乃至170℃に加熱される。銅層は印刷回路パ
ターンを与えるために、例えば米国特許第
4448804号に示された方法によつて回路形成が行
われる。組立体を形成するために、ガラス繊維シ
ートに同様な樹脂を含浸させた誘電体層が２つの
コアナンバの金属化された印刷回路層の間に組み
込まれる。複数枚のこれらの組立体は上述のよう
に積層されて硬化され、これにより、合体された
誘電体層中に埋め込まれた内部金属化印刷回路層
を有する１体的な多層構造を形成するために、そ
れらの組立体シートは相互に合体される。適当な
導電バイアが従来の方法ですべての層の間に与え
られる。多層印刷回路基板を得るために、この層
状の組立体を合体するための代表的な処理パラメ
ータは、圧力が毎平方センチメートル当り31.5キ
ログラム乃至38.5キログラム（450乃至550psi）
で、温度が約149℃乃至177℃（300乃至350゜F）
で、処理時間が約45分乃至1.5時間である。

本発明の実施例において、米国特許第4448804
号のプロセスに従つて与えられた２層の回路が臭
素処理されたエポキシ樹脂／ガラス繊維合成体上
にデポジツトされており、それは0.38mm（15ミ
ル）の厚さを持ち、61cm×71cm（24インチ×28イ
ンチ）角の寸法である多層印刷回路板が準備され
た。臭素処理を施したそのエポキシ樹脂は重量で
0.4％のテヌビンと0.4％のけい光イエローＧとを
含む染料の混合物が混入されている。ライトテー
ブル又は、顕微鏡の如き回路板の背後の照射源を
使うことにより、観察者は印刷回路板の内部層を
見ることが出来、従つて、回路板の一方の側から
観察することによつて、容易に回路を追跡するこ
とが出来た。

回路を容易に追跡することが出来ることに加え
て、エポキシ樹脂とガラス繊維シートとの合成体
（以下エポキシ／ガラス合成体という）上の錫／
パラジウムたねの被膜は、たね被膜のデポジツト
の均一性を検査するために、容易に観察すること
が出来る。米国特許第4448804号のプロセスにお
いて、回路中の欠陥は無電解めつきの工程では発
生されないので、たね金属薄膜の均一性は重要な
条件である。たね金属が余りにも少ないと、めつ
きが不充分だから回路は連続したラインにならな
い。たね金属が多すぎると、或る湿度と電圧条件
の下で樹枝状の成長を惹起して、回路ラインのこ
ぶが発生し、不完全な除去により短絡を生ずる。

若し、濃い色の染料とか不透明の染料がエポキ
シ／ガラス合成体に混入されると、たね金属膜の
均一性を目で見ることは出来なくなる。米国特許
第4448804号のプロセスで使われている錫／パラ
ジウムたね金属は黒つぽい茶色であり、暗い背景
の処では見ることが出来ない。光を通過する染料
を混入したエポキシ／ガラス合成体は暗色のたね
被膜を目で検査することを可能とする。

エポキシ／ガラス合成体中にけい光イエローＧ
の如きけい光染料を混入すると、紫外線の下で見
ると、回路板がけい光を生ずる。この性質は回路
板に向けられた紫外線を吸収するすべての汚点を
検出することを可能とし、汚点はけい光を発した
黄色の背景の中の暗部として現われる。

種々の処理段階を通じて、積層板を見のがさな
いように、エポキシ／ガラス合成体にレーザによ
り書き込まれた暗い標識は、暗い背景が使われた
場合、はつきり見えない。然しながら、本発明に
従つた淡い色の又は透明な積層板を使うことによ
つて、レーザで書き込まれた暗い標識であつても
容易に読むことが出来る。そのようなレーザ標識
は樹脂を炭化するほど充分な大きさのレーザエネ
ルギを積層板上に照射することにより作られる。
炭化された樹脂は明るい背景に置かれると黒色の
記号として目で見ることが出来る。

Ｆ 発明の効果 本発明は有害な紫外線を使わず、通常の可視光
線の下で、多層印刷回路基板に埋め込まれた電気
回路を、基板を裏返すことなく、常に基板の一方
の側からだけで、目で追跡することが出来る。ま
た、積層板にレーザで付された標識を容易に読み
取ることが出来る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 多層印刷回路板の積層中に埋め込まれた電気
   回路を視覚で検査する方法において、 320乃至440ナノメータの波長の紫外線を吸収し
   且つ可視光線を透過する性質の選択光線吸収染料
   を混入させた透明で光線を透過する熱硬化性樹脂
   を使つて形成される誘電体層、及び回路化された
   金属との合成から多層印刷回路板を準備すること
   と、 回路板を視覚で検査するために、多層印刷回路
   板を可視光線源に曝すことと、 を含む印刷回路板の検査方法。 ２ 320乃至440ナノメータの波長の紫外線を吸収
   し且つ可視光線を透過する性質の選択光線吸収染
   料を混入させた透明で可視光線を透過する熱硬化
   性樹脂を使つて形成される誘電体層、及び回路化
   された金属との合成から成る印刷回路板。