JPH09304455A - 高周波用基板の特性管理方法 - Google Patents

高周波用基板の特性管理方法

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JPH09304455A
JPH09304455A JP14790196A JP14790196A JPH09304455A JP H09304455 A JPH09304455 A JP H09304455A JP 14790196 A JP14790196 A JP 14790196A JP 14790196 A JP14790196 A JP 14790196A JP H09304455 A JPH09304455 A JP H09304455A
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JP
Japan
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substrate
monitor
area
product
pattern
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JP14790196A
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Yoshihiko Yamaguchi
嘉彦 山口
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Nippon Avionics Co Ltd
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Nippon Avionics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 導体パターンを形成した高周波用基板の電気
特性の良否を判定するための特性管理方法において、高
周波帯域で用いる基板の電気的特性を高精度にかつ能率
良く評価でき、部品を実装して試作品を作ることなく基
板の良否を容易に判別できるようにする。 【解決手段】 基板に製品領域と共にモニタ領域を形成
し、このモニタ領域に形成したモニタパターンを用いて
モニタパターンの電気特性と製品領域の電気特性との相
関を求め、この相関を用いてモニタパターンの判定結果
から製品領域の良否を判定する。この場合、モニタパタ
ーンとしては、ノッチフィルタ、バンドパスフィルタ、
楕円共振器の少くとも1つを用いることができ、これら
の共振周波数、Q値、挿入損失の少くとも1つを判定し
て相関を求めることができる。またモニタパターンは基
板の内層に形成したものであってもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、導体回路パターン
を形成した高周波用板の電気特性を管理し、基板の良否
を判定するための特性管理方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年用いられる携帯電話用HIC(Hyb
rid Integrated Circuit,ハイブリッド集積回路)で
は、使用周波数帯が0.8〜1.8GHzであり、VH
F帯(30〜300MHz)に比べて波長は1/10程
度となる。これに伴い使用する部品や基板の寸法は、よ
り高い精度を必要とする。
【0003】この種の高周波用HICでは、歩留まりを
左右する要因として、基板自身の不良と、この基板に実
装する能動素子の不良との2種類ある。基板の不良に
は、基板に導体パターンと同じ工程で形成される抵抗、
キャパシタ等の受動素子の不良も含む。また能動素子は
FET(電界効果トランジスタ)などである。
【0004】基板の製造工程では大きな1枚の基板に製
品となる部品(製品領域)を通常約30個程度一度に形
成する。従って基板に多数の製品領域の導体パターンを
一度に形成し、その後基板を各製品領域に分割して使用
する。そこで基板に不良がないことを確認しておくこと
が必要になる。
【0005】従来はこの基板の良否判定に2つの方法が
用いられている。第1の方法は、物理量の測定管理と製
造方法の管理を行うものである。例えば、(1)顕微鏡
や表面あらさ計等を用いた導体パターン幅、膜厚、形状
の測定、(2)粘度計によるペーストの粘度管理、
(3)基板の素材となるセラミック基板の板圧、誘電率
の測定管理、(4)印刷・焼成方法の管理、(5)完成
品の目視検査(パターンのオープン・ショートの確
認)、(6)直流抵抗の測定、などがある。
【0006】第2の方法は、基板に部品を実際に組付け
た製品(試作品)を用いて電気試験を行う方法である。
すなわち基板単体では実際の製品となった状態の評価が
行えないので、1枚の基板から1枚または少数の製品と
なる部品(製品領域)を抽出して、これに部品を組付け
て基板の評価を行うものである。
【0007】
【従来技術の問題点】前記第1の方法は低周波帯域で用
いる製品に対しては使用可能であるが、高周波帯域で用
いるものには使用できない。すなわち高周波帯域では信
号伝送機能に加えて、入出力および段間のインピーダン
ス・マッチング回路機能も備えていなければならない。
【0008】導体パターン幅と膜厚を高精度に管理して
も、高周波帯域では基板素材の誘電率や厚み、パターン
の形状や粗さまで特性に影響し、パターンの断面形状や
パターンエッジのミクロ的な蛇行も特性インピーダンス
に影響を及ぼす。従って前記第1の方法では高周波用の
基板の評価はできないという問題がある。
【0009】また第2の方法では、基板ごとに試作品を
作らなければならないから、作業が面倒で時間がかか
る。また組付けた部品(実装部品)に不良品があった場
合や組立に不良があった場合には、基板の不良か否かを
判別することができない。
【0010】
【発明の目的】本発明はこのような事情に鑑みなされた
ものであり、高周波帯域で用いる基板の電気的特性を高
精度にかつ能率良く評価することができ、部品を実装し
て試作品を作ることなく基板の良否を容易に判別するこ
とができる高周波用基板の特性管理方法を提供すること
を目的とする。
【0011】
【発明の構成】本発明によれば目的は、導体パターンを
形成した高周波用基板の電気特性の良否を判別するため
の特性管理方法において、 a.基板の製品領域に連続してモニタ領域を設け、この
モニタ領域に高周波電気特性測定用のモニタパターンを
製品領域と同一工程により形成し、 b.所定数の基板に対して前記製品領域に部品を組付け
て製品とした後に、この製品の電気特性を測定し、 c.同じ所定数の基板に対して前記モニタパターンの電
気特性を測定し、 d.前記所定数の基板に対して前記製品の電気特性と前
記モニタパターンの電気特性との相関を求め、 e.その後生産される基板のモニタパターンの電気特性
を測定して前記相関と比較することによりこのモニタパ
ターンと一体の製品領域の良否を判定する、ことを特徴
とする高周波用基板の特性管理方法により達成される。
【0012】基板は印刷により導体パターンを形成する
厚膜基板や、銅箔をエッチングしてパターンを形成する
一般的なプリント基板などである。モニタパターンは、
ノッチフィルタ、バンドパスフィルタ、楕円共振器の少
くとも1つとし、これらを測定装置に接続して共振周波
数、Q値、挿入損失の少くとも1つを含む特性を測定す
るのが望ましい。モニタパターンは基板の最外層に形成
したものに限定されない。例えばモニタパターンを内層
の全ての層あるいは少なくとも1層に形成したものであ
っても良い。
【0013】
【実施態様】図1は本発明の方法に用いる相関図を求め
る手順を説明する図、図2はこの相関図を用いて基板の
良否を判定する手順を説明する図、図3は良否判定の基
礎となる相関図の一例を示す図である。
【0014】図4はモニタパターンの一例であるノッチ
フィルタの等価回路(a)および回路パターン例(b、
c)を示す図である。図5は同じくバンドパスフィルタ
(BPF)の等価回路(a)と、シミュレーション回路
(b)と、回路パターン例(c、d)を示す図である。
図6は同じく楕円共振器の等価回路(a)と、そのシミ
ュレーション回路(b)と、回路パターン例(c)とを
示す図である。
【0015】図1、2において符号10は厚膜基板であ
り、例えばセラミックの絶縁基板に印刷によって導体パ
ターンが形成されている。この基板10には製品となる
領域(製品領域)12とモニタパターンを形成する領域
(モニタ領域)14とが設けられている。これらの両領
域12、14には同一工程によって所定の導体パターン
が形成される。
【0016】製品領域12には多数の製品となる領域
(約30個分の領域)が形成され、これらの各領域を後
で分割して使用する。モニタ領域14には高周波特性を
測定するためのモニタパターンが形成される。モニタパ
ターンは例えば図4、5、6に示す回路パターン図のも
のを用いる。図4のノッチフィルタは帯域阻止型フィル
タの一種であり、共振周波数の信号を阻止する。この場
合の共振周波数(f)は、図4の(a)に示すようにイ
ンダクタンス(L)とキャパシタンス(c)により、f
=(2πLC)-1/2、により求めることができる。
【0017】図5のBPF(帯域通過フィルタ)はスト
リップライン共振型であって、半波長(λ/2)が中間
部のメアンダライン長(L)の正数倍(L=nλ/2,
nは自然数)となる周波数に共振し、この周波数のみを
通過させる。この共振周波数(f)は、基板の実効誘電
率(ε)、光速(ν)、波長(λ)を用いて、f=ν・
λ-1・ε-1/2、となる。
【0018】図6の楕円共振器は、波長(λ)の整数倍
が楕円円周長(L=nλ)となる周波数に共振する。こ
の共振周波数(f)は、f=ν・λ-1・ε-1/2、で求め
られる。このように図4の(b)または(c)、図5の
(c)または(d)、図6の(c)に示す回路パターン
(モニタパターン)が、モニタ領域14に形成される。
これらのモニタパターンは、前記のように製品領域の導
体パターンと同一の工程で形成される。
【0019】このように作られた基板10は各領域1
2、14を分割し、または分割せずに一体にしたまま、
製品領域12に部品が組付けられる(図1のステップ1
00)。この結果製品領域12は試作品となる。この試
作品を計測装置に接続し電気特性を測定する(ステップ
102)。そしてこの試作品の良否を判定する。
【0020】一方モニタ領域14に対しては、ここに形
成したモニタパターンに対して電気特性を測定する(ス
テップ104)。すなわち図4(b)、(c)、図5
(c)、(d)、図6(c)などのモニタパターンの電
極に測定用プローブを接触させて測定装置に接続し、共
振周波数、Q値(尖鋭度)、挿入損失などの特性を測定
する。そしてこれらの測定結果を図3に示すように表示
してこれらの相関を調べる(ステップ106)。
【0021】この図3は横軸に共振周波数(f)を、縦
軸にQ値あるいは挿入損失(dB)をとって示したもの
である。この図3はモニタパターンごとに別々に作る。
Q値に対する結果は○印で示す。挿入損失に対する結果
を×印で示す。これらの測定結果を、試作品に対する測
定結果と比較し、試作品が良品となる範囲A、Bを求め
る。従ってモニタパターンの測定結果がこの範囲A、B
に入る基板10であれば、その基板10から得られた製
品領域12も良品であると考えられる。
【0022】このようにして求めた図3の相関図を用い
て、図2に示す手順に従い基板10の良否を判定するこ
とができる。すなわち基板10のモニタ領域14のモニ
タパターンの電気特性を測定し(ステップ108)、こ
の結果を図1のステップ106で求めた相関図上に表示
する。この表示した点が図3のA、Bの範囲に入ってい
れば、このモニタ領域14と一体で同一工程で作られた
製品領域12も良品であると判定する(ステップ11
0)。表示した点が範囲A、Bのいずれか一方から外れ
ていれば製品領域12の導体パターンも不良品であると
判定する。
【0023】以上の実施態様では厚膜基板10を用いて
いるが、本発明は銅張絶縁板にエッチングによって回路
パターンを形成したプリント配線基板にも適用できる。
またこの実施態様では、図4、5、6に示した回路パタ
ーンをモニタパターンとして用いたが、本発明はこれに
限定されない。製品領域12の導体パターンに依って最
適な1または複数のモニタパターンを決定し、用いても
よい。測定する電気特性も共振周波数、Q値、挿入損失
に限られない。
【0024】また基板10が多層基板の場合には、内層
にモニタパターンを形成してもよい。この場合には内層
のモニタパターンにスルーホールなどで接続した電極を
外層に形成し、この電極を測定装置に接続することによ
り測定することができる。
【0025】
【発明の効果】請求項1の発明は以上のように、基板に
製品領域と共にモニタ領域を形成し、このモニタ領域に
形成したモニタパターンを用いてモニタパターンの電気
特性と製品領域の電気特性との相関を求め、この相関を
用いてモニタパターンの測定結果から製品領域の良否を
判定するものである。
【0026】従って高周波帯域で用いる厚膜基板やプリ
ント基板などの基板(製品領域)の電気特性を、高精度
かつ能率良く評価することができる。また部品を実際に
実装して試作品を作ることなく基板の良否を容易に判別
できる。
【0027】この場合、モニタパターンとしては、ノッ
チフィルタ、バンドパスフィルタ、楕円共振器の少くと
も1つを用いることができ(請求項2)、これらの共振
周波数、Q値、挿入損失の少くとも1つを測定して相関
を求めることができる(請求項3)。またモニタパター
ンは基板の外層に形成することができるのは勿論である
が、内層に形成したものであってもよい。内層と外層の
両層にモニタパターンを形成しても良い(請求項4)。
【図面の簡単な説明】
【図1】相関を求める手順を説明する図
【図2】基板の良否を判定する手順を説明する図
【図3】相関図の一例を示す図
【図4】ノッチフィルタを示す図
【図5】バンドパスフィルタを示す図
【図6】楕円共振器を示す図
【符号の説明】
10 基板 12 製品領域 14 モニタ領域

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 導体パターンを形成した高周波用基板の
    電気特性の良否を判別するための特性管理方法におい
    て、 a.基板の製品領域に連続してモニタ領域を設け、この
    モニタ領域に高周波電気特性測定用のモニタパターンを
    製品領域と同一工程により形成し、 b.所定数の基板に対して前記製品領域に部品を組付け
    て製品とした後に、この製品の電気特性を測定し、 c.同じ所定数の基板に対して前記モニタパターンの電
    気特性を測定し、 d.前記所定数の基板に対して前記製品の電気特性と前
    記モニタパターンの電気特性との相関を求め、 e.その後生産される基板のモニタパターンの電気特性
    を測定して前記相関と比較することによりこのモニタパ
    ターンと一体の製品領域の良否を判定する、 ことを特徴とする高周波用基板の特性管理方法。
  2. 【請求項2】 モニタパターンは、ノッチフィルタ、バ
    ンドパスフィルタ、楕円共振器の少くとも1つを含む請
    求項1の高周波用基板の特性管理方法。
  3. 【請求項3】 測定する電気特性は、共振周波数、Q
    値、挿入損失の少くとも1つを含む請求項1または2の
    高周波用基板の特性管理方法。
  4. 【請求項4】 モニタパターンは基板の内層に形成され
    ている請求項1〜3のいずれかの高周波用基板の特性管
    理方法。
JP14790196A 1996-05-20 1996-05-20 高周波用基板の特性管理方法 Pending JPH09304455A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050038398A (ko) * 2003-10-22 2005-04-27 주식회사 대우일렉트로닉스 인덕턴스 성분을 갖는 전자부품의 와이어 절연파괴 감지장치
JP2007305747A (ja) * 2006-05-10 2007-11-22 Nec Electronics Corp 半導体装置、及びコンデンサマイクロフォン
JP2011205588A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Furukawa Electric Co Ltd:The ミリ波伝送線路、これを用いた回路基板、および回路基板の測定方法

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KR20050038398A (ko) * 2003-10-22 2005-04-27 주식회사 대우일렉트로닉스 인덕턴스 성분을 갖는 전자부품의 와이어 절연파괴 감지장치
JP2007305747A (ja) * 2006-05-10 2007-11-22 Nec Electronics Corp 半導体装置、及びコンデンサマイクロフォン
JP2011205588A (ja) * 2010-03-26 2011-10-13 Furukawa Electric Co Ltd:The ミリ波伝送線路、これを用いた回路基板、および回路基板の測定方法

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