JPH05129738A - Printed wiring board capable of detecting metallic migration - Google Patents
Printed wiring board capable of detecting metallic migrationInfo
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- JPH05129738A JPH05129738A JP3286752A JP28675291A JPH05129738A JP H05129738 A JPH05129738 A JP H05129738A JP 3286752 A JP3286752 A JP 3286752A JP 28675291 A JP28675291 A JP 28675291A JP H05129738 A JPH05129738 A JP H05129738A
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- H—ELECTRICITY
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- H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
- H05K1/00—Printed circuits
- H05K1/02—Details
- H05K1/0266—Marks, test patterns or identification means
Landscapes
- Testing Of Short-Circuits, Discontinuities, Leakage, Or Incorrect Line Connections (AREA)
- Structure Of Printed Boards (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、金属マイグレーション
を検知可能なプリント配線板に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a printed wiring board capable of detecting metal migration.
【０００２】[0002]
【従来の技術】プリント配線板を高温高湿の条件下で使
用すると、配線回路間において絶縁抵抗が低下すること
がある。これは、銅、銀等の導電性金属の金属マイグレ
ーションと呼ばれる現象が原因である。この金属マイグ
レーションとは、金属原子が正極から負極へ移行するこ
とにより両極間に金属のブリッジが形成されることであ
る。このため、必然的に配線回路間の絶縁抵抗が低下す
る。2. Description of the Related Art When a printed wiring board is used under conditions of high temperature and high humidity, the insulation resistance between wiring circuits may decrease. This is due to a phenomenon called metal migration of conductive metals such as copper and silver. This metal migration means that a metal bridge is formed between both electrodes by the transfer of metal atoms from the positive electrode to the negative electrode. Therefore, the insulation resistance between the wiring circuits is inevitably lowered.
【０００３】近年、プリント配線板の高集積化が進み、
これに伴い配線回路の導体幅や導体ピッチが微細化され
ている。このため、従来金属マイグレーションが起こり
にくいとされている銅の配線回路においても金属のマイ
グレーションが起こり、それによるプリント配線板の不
良が発生している。In recent years, high integration of printed wiring boards has progressed,
Along with this, the conductor width and the conductor pitch of the wiring circuit are miniaturized. For this reason, metal migration also occurs in a copper wiring circuit, which has been conventionally thought to be unlikely to cause metal migration, resulting in defective printed wiring boards.
【０００４】従来、プリント配線板の不良を事前に認知
する方法としては、プリント配線板の配線回路からの漏
れ電流を探知する方法が用いられている。また、一般的
には、プリント配線板に信頼性試験を行い、その結果か
ら寿命を推定して使用期間を設定している。Conventionally, as a method of recognizing a defective printed wiring board in advance, a method of detecting a leakage current from a wiring circuit of the printed wiring board has been used. Further, in general, a printed wiring board is subjected to a reliability test, and the life is estimated from the result to set the usage period.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、配線回
路からの漏れ電流を探知する方法では、漏れ電流を探知
する装置が大きく場所を占めてしまい、プリント配線板
自体が大型になってしまう。このため、電子機器の小型
化という要求を満足することができなくなる。However, in the method for detecting the leakage current from the wiring circuit, the device for detecting the leakage current occupies a large area, and the printed wiring board itself becomes large. Therefore, it becomes impossible to satisfy the demand for miniaturization of electronic devices.
【０００６】また、プリント配線板の寿命は、その使用
環境により大きく異なるので、正確に推定することは困
難である。Further, since the life of a printed wiring board greatly varies depending on the environment in which it is used, it is difficult to accurately estimate it.
【０００７】本発明はかかる点に鑑みてなされたもので
あり、小型であり、プリント配線板が不良となる前に金
属マイグレーションを検知することができる金属マイグ
レーションを検知可能なプリント配線板を提供すること
を目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a printed wiring board which is small in size and capable of detecting metal migration before the printed wiring board becomes defective and capable of detecting metal migration. The purpose is to
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、基板上に形成
された配線回路と、前記基板上に形成され、前記配線回
路よりも金属マイグレーションを生じ易いマイグレーシ
ョン検知回路と、前記マイグレーション検知回路に接続
され、金属マイグレーションの発生による前記マイグレ
ーション検知回路の絶縁抵抗の変化を監視して警報する
監視手段とを具備することを特徴とする金属マイグレー
ションを検知可能なプリント配線板を提供する。The present invention provides a wiring circuit formed on a substrate, a migration detection circuit formed on the substrate, which is more likely to cause metal migration than the wiring circuit, and the migration detection circuit. A printed wiring board capable of detecting metal migration, comprising: a monitoring unit that is connected and that monitors and warns a change in insulation resistance of the migration detection circuit due to the occurrence of metal migration.
【０００９】ここで、マイグレーション検知回路は、通
常の印刷法等により配線回路と同様にして基板上に形成
する。また、マイグレーション検知回路は、配線回路が
形成されている基板面と同一面上に形成することが好ま
しく、配線回路の近傍に形成することが特に好ましい。Here, the migration detection circuit is formed on the substrate in the same manner as the wiring circuit by a normal printing method or the like. Further, the migration detection circuit is preferably formed on the same surface as the substrate surface on which the wiring circuit is formed, and particularly preferably formed near the wiring circuit.
【００１０】マイグレーション検知回路の形状は、図１
に示すように櫛型形状のパターン１０であることが好ま
しい。これは、櫛型形状のパターンにすることによりマ
イグレーション検知回路１の省スペース化を図ることが
できる。The shape of the migration detection circuit is shown in FIG.
It is preferable that the pattern 10 has a comb shape as shown in FIG. This can save the space of the migration detection circuit 1 by forming a comb-shaped pattern.
【００１１】マイグレーション検知回路を配線回路より
も金属マイグレーションを生じ易くさせる方法として
は、第１の方法としてマイグレーション検知回路のパタ
ーン間隔を配線回路のパターン間隔よりも狭くする方
法、第２の方法としてマイグレーション検知回路に印加
する電圧を配線回路に印加する電圧よりも高くする方
法、第３の方法としてマイグレーション検知回路に使用
する導体の材料に配線回路に使用する導体の材料よりも
金属マイグレーションを起こし易い材料を用いる方法、
第４の方法として図２に示すように基板２０上に形成さ
れたマイグレーション検知回路２１上に形成する保護層
２２の材料に耐マイグレーション性の低い材料を用いる
方法等を単独もしくは組み合わせて用いることができ
る。As a method for making the migration detection circuit more susceptible to metal migration than a wiring circuit, a first method is to make a pattern interval of the migration detection circuit narrower than a pattern interval of the wiring circuit, and a second method is migration. A method of increasing the voltage applied to the detection circuit higher than the voltage applied to the wiring circuit, and a third method is that the material of the conductor used in the migration detection circuit is more likely to cause metal migration than the material of the conductor used in the wiring circuit. Method using
As a fourth method, a method of using a material having low migration resistance as the material of the protective layer 22 formed on the migration detection circuit 21 formed on the substrate 20 as shown in FIG. 2 may be used alone or in combination. it can.
【００１２】第１の方法において、マイグレーション検
知回路のパターン間隔を配線回路のパターン間隔よりも
２０％以上狭くする、すなわち配線回路の８０％以下に
することが好ましい。これは、パターン間隔を配線回路
の２０％未満とするとマイグレーション検知回路のマイ
グレーションから配線回路のマイグレーションによる不
良発生までの時間が短くなるからである。In the first method, it is preferable that the pattern interval of the migration detection circuit is 20% or more narrower than the pattern interval of the wiring circuit, that is, 80% or less of the wiring circuit. This is because if the pattern interval is less than 20% of the wiring circuit, the time from the migration of the migration detection circuit to the occurrence of a defect due to the migration of the wiring circuit becomes short.
【００１３】第２の方法において、マイグレーション検
知回路に印加する電圧を配線回路に印加する電圧よりも
５０％以上高くすることが好ましい。これは、配線回路
に印加する電圧よりも５０％未満で高くしてもマイグレ
ーション検知回路のマイグレーションから配線回路のマ
イグレーションによる不良発生までの時間が短くなるか
らである。In the second method, the voltage applied to the migration detection circuit is preferably 50% or more higher than the voltage applied to the wiring circuit. This is because the time from the migration of the migration detection circuit to the occurrence of a defect due to the migration of the wiring circuit is shortened even if the voltage applied to the wiring circuit is lower than 50%.
【００１４】第３の方法において、配線回路に使用する
導体の材料よりも金属マイグレーションを起こし易い材
料としては銀等を用いることができる。In the third method, silver or the like can be used as the material that is more likely to cause metal migration than the material of the conductor used for the wiring circuit.
【００１５】第４の方法において、耐マイグレーション
性の低い材料としてはシリコーン系、フェノール系樹脂
等を用いることができる。In the fourth method, a silicone-based resin, a phenol-based resin or the like can be used as the material having low migration resistance.
【００１６】監視手段としては、マイグレーション検知
回路に金属マイグレーションが発生した場合に、その絶
縁抵抗の変化、例えば電流量の変化により警報する（Ｌ
ＥＤ等を点灯）ものであればいずれの手段でもよい。As a monitoring means, when metal migration occurs in the migration detection circuit, an alarm is issued by a change in the insulation resistance, for example, a change in the amount of current (L).
Any means may be used as long as the ED is turned on.
【００１７】[0017]
【作用】本発明の金属マイグレーションを検知可能なプ
リント配線板は、配線回路の他にマイグレーション検知
回路を有しており、このマイグレーション検知回路が配
線回路よりも金属マイグレーションを起こし易い構成に
なっている。また、このマイグレーション検知回路には
監視手段が接続されており、マイグレーション検知回路
に金属マイグレーションが発生した時に何らかの警報
（ランプ点灯等）をするようになっている。The printed wiring board of the present invention capable of detecting metal migration has a migration detection circuit in addition to the wiring circuit, and the migration detection circuit is more likely to cause metal migration than the wiring circuit. .. Further, a monitoring means is connected to the migration detection circuit, and some kind of alarm (lamp lighting, etc.) is issued when metal migration occurs in the migration detection circuit.
【００１８】このため、配線回路に金属マイグレーショ
ンが発生する前にマイグレーション検知回路に金属マイ
グレーションが発生する。マイグレーション検知回路に
金属マイグレーションが発生することにより、マイグレ
ーション検知回路の絶縁抵抗が変化して、監視手段によ
り警報される。これにより、配線回路に金属マイグレー
ションが発生する前に配線回路の金属マイグレーション
発生の前兆を知らせることができる。Therefore, the metal migration occurs in the migration detection circuit before the metal migration occurs in the wiring circuit. When metal migration occurs in the migration detection circuit, the insulation resistance of the migration detection circuit changes, and the monitoring unit gives an alarm. As a result, it is possible to inform the precursor of the occurrence of metal migration in the wiring circuit before the metal migration occurs in the wiring circuit.
【００１９】[0019]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して具体
的に説明する。Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
【００２０】まず、基板上に銀ペーストをスクリーン印
刷法により印刷して配線回路を形成した。このとき、配
線回路の回路幅および回路間ピッチを０．４mmとした。
次いで、配線回路と同様にして基板上に回路幅および回
路間ピッチが０．２mmである櫛型形状のマイグレーショ
ン検知回路を形成した。この櫛型形状のマイグレーショ
ン検知回路の正極と負極の対向長は５ｍとした。次い
で、配線回路およびマイグレーション検知回路上にエポ
キシ系樹脂を塗布し、このエポキシ系樹脂を加熱して硬
化させた。First, a silver paste was printed on the substrate by a screen printing method to form a wiring circuit. At this time, the circuit width of the wiring circuit and the pitch between the circuits were set to 0.4 mm.
Then, a comb-shaped migration detection circuit having a circuit width and a circuit pitch of 0.2 mm was formed on the substrate in the same manner as the wiring circuit. The facing length between the positive electrode and the negative electrode of this comb-shaped migration detection circuit was set to 5 m. Next, an epoxy resin was applied onto the wiring circuit and the migration detection circuit, and the epoxy resin was heated and cured.
【００２１】次いで、マイグレーション検知回路と監視
手段とを図３に示すように接続した。この回路において
は、ホイートストンブリッジのガルバノメータの代りに
ＴＴＬ出力コンパレータ３０が組み込まれており、その
出力が大きくなった場合、すなわちマイグレーション検
知回路３１に金属マイグレーションが発生した場合（具
体的にはマイグレーション検知回路３１の絶縁抵抗が１
０9Ω未満となった場合）にＬＥＤ駆動トランジスタ３
２がＯＮとなり、ＬＥＤ３３に電流が流れてＬＥＤ３３
が点灯する構成になっている。なお、この回路におい
て、Ｖは２０Ｖであり、ＲPV（プルアップ抵抗）は２ｋ
Ωであり、ＲLED （ＬＥＤ電流調整抵抗）は１５０Ωで
あり、Ｒ1 、Ｒ2 、Ｒ3 はそれぞれ１０9 Ω、１０
9 Ω、１０9 Ωである。このようにして金属マイグレー
ションを検知可能なプリント配線板を作製した。Next, the migration detection circuit and the monitoring means were connected as shown in FIG. In this circuit, a TTL output comparator 30 is incorporated in place of the Galvanometer of the Wheatstone bridge, and when the output becomes large, that is, when metal migration occurs in the migration detection circuit 31 (specifically, the migration detection circuit Insulation resistance of 31 is 1
LED drive transistor 3 when it becomes less than 0 9 Ω)
2 is turned on, a current flows through the LED 33 and the LED 33
Is lit up. In this circuit, V is 20V and R PV (pull-up resistor) is 2k.
Ω, R LED (LED current adjusting resistance) is 150 Ω, and R 1 , R 2 and R 3 are 10 9 Ω and 10 respectively.
It is 9 Ω and 10 9 Ω. In this way, a printed wiring board capable of detecting metal migration was produced.
【００２２】このような構成のプリント配線板を６０
℃、８５％ＲＨ、１，０００時間の信頼性試験に供し
た。この結果、配線回路の絶縁抵抗は１０11Ωであり、
１０12Ωから抵抗の低下は見られたが、回路不良まで至
っていなかった。また、マイグレーション検知回路の絶
縁抵抗は１０9 Ω未満となりＬＥＤが点灯した。このよ
うに、配線回路に金属マイグレーションによる回路不良
がが発生する前にその前兆を認知することができた。The printed wiring board having such a structure is
It was subjected to a reliability test of 1,000 ° C., 85% RH. As a result, the insulation resistance of the wiring circuit is 10 11 Ω,
Although a decrease in resistance was seen from 10 12 Ω, no circuit failure was reached. Also, the insulation resistance of the migration detection circuit was less than 10 9 Ω, and the LED was turned on. In this way, it was possible to recognize the precursor before a circuit failure due to metal migration occurred in the wiring circuit.
【００２３】[0023]
【発明の効果】以上説明した如く本発明の金属マイグレ
ーションを検知可能なプリント配線板は、プリント配線
板が不良となる前に金属マイグレーションを効率よく検
知することができる。As described above, the printed wiring board of the present invention capable of detecting metal migration can efficiently detect metal migration before the printed wiring board becomes defective.
【００２４】また、本発明の金属マイグレーションを検
知可能なプリント配線板は、配線回路を形成する方法と
同じ方法でマイグレーション検知回路が形成されている
ので、容易に効率よく製造することができる。しかも、
マイグレーション検知回路の形状を変えることにより、
プリント配線板の小型化に対応することができる。Further, the printed wiring board of the present invention capable of detecting metal migration has the migration detecting circuit formed by the same method as the method for forming the wiring circuit, and therefore can be easily and efficiently manufactured. Moreover,
By changing the shape of the migration detection circuit,
It is possible to cope with miniaturization of the printed wiring board.
【図１】本発明の金属マイグレーションを検知可能なプ
リント配線板のマイグレーション検知回路を示す概略説
明図。FIG. 1 is a schematic explanatory view showing a migration detection circuit of a printed wiring board capable of detecting metal migration according to the present invention.
【図２】本発明の金属マイグレーションを検知可能なプ
リント配線板のマイグレーション検知回路領域を示す断
面図。FIG. 2 is a sectional view showing a migration detection circuit region of a printed wiring board capable of detecting metal migration according to the present invention.
【図３】本発明の金属マイグレーションを検知可能なプ
リント配線板におけるマイグレーション検知回路と監視
手段との関係を示す回路図。FIG. 3 is a circuit diagram showing a relationship between a migration detection circuit and a monitoring means in a printed wiring board capable of detecting metal migration according to the present invention.
１，２１，３１…マイグレーション検知回路、１０…櫛
型形状のパターン、２０…基板、２２…保護層、３０…
ＴＴＬ出力コンパレータ、３２…ＬＥＤ駆動トランジス
タ、３３…ＬＥＤ。1, 21, 31 ... Migration detection circuit, 10 ... Comb-shaped pattern, 20 ... Substrate, 22 ... Protective layer, 30 ...
TTL output comparator, 32 ... LED drive transistor, 33 ... LED.
Claims (1)
板上に形成され、前記配線回路よりも金属マイグレーシ
ョンを生じ易いマイグレーション検知回路と、前記マイ
グレーション検知回路に接続され、金属マイグレーショ
ンの発生による前記マイグレーション検知回路の絶縁抵
抗の変化を監視して警報する監視手段とを具備すること
を特徴とする金属マイグレーションを検知可能なプリン
ト配線板。1. A wiring circuit formed on a substrate, a migration detection circuit formed on the substrate, which is more likely to cause metal migration than the wiring circuit, and connected to the migration detection circuit. A printed wiring board capable of detecting metal migration, comprising: a monitoring unit configured to monitor and warn a change in insulation resistance of the migration detection circuit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3286752A JPH05129738A (en) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | Printed wiring board capable of detecting metallic migration |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3286752A JPH05129738A (en) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | Printed wiring board capable of detecting metallic migration |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05129738A true JPH05129738A (en) | 1993-05-25 |
Family
ID=17708586
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3286752A Pending JPH05129738A (en) | 1991-10-31 | 1991-10-31 | Printed wiring board capable of detecting metallic migration |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05129738A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0829460A (en) * | 1994-07-18 | 1996-02-02 | Fujitsu Ten Ltd | Insulation testing device for substrate |
| JP2012220242A (en) * | 2011-04-05 | 2012-11-12 | Yokogawa Electric Corp | Electronic apparatus having short circuit detector |
| CN117148027A (en) * | 2023-10-31 | 2023-12-01 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） | Electromigration test device and method |
-
1991
- 1991-10-31 JP JP3286752A patent/JPH05129738A/en active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0829460A (en) * | 1994-07-18 | 1996-02-02 | Fujitsu Ten Ltd | Insulation testing device for substrate |
| JP2012220242A (en) * | 2011-04-05 | 2012-11-12 | Yokogawa Electric Corp | Electronic apparatus having short circuit detector |
| CN117148027A (en) * | 2023-10-31 | 2023-12-01 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） | Electromigration test device and method |
| CN117148027B (en) * | 2023-10-31 | 2024-01-30 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） | Electromigration test device and method |
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