KR20020021124A - 고주파 회로용 다층 프린트판에 사용되는 내층 회로를가지는 적층판, 이 내층 회로를 가지는 적층판의 회로임피던스의 측정 방법 및 그 측정 장치 - Google Patents

Abstract

임피던스 측정을 비파괴 검사에 의해, 정밀도 양호하게 실행하는 것을 가능하게 한 다층 프린트판용 내층 회로를 가지는 적층판, 및 이 내층 회로를 가지는 적층판의 임피던스 측정 방법, 및 그 측정 장치가 제공된다. 내층 회로를 가지는 적층판(L)은 절연 기재(1)와, 절연 기재의 상면에 적층된 제1 도체층(10)으로 형성된 고주파 회로(12)와, 절연 기재의 하면에 적층된 제2 도체층(20)과, 고주파 회로의 상면에 제1 절연층(11)을 통해 적층된 제3 도체층(30)으로 구성되고, 제1 도전체층에 내층용 회로와 독립하여 회로 임피던스 측정용 테스트 도체(13)가 형성되고, 테스트 도체의 일단이 적층판의 단면에 노출된다.

Description

고주파 회로용 다층 프린트판에 사용되는 내층 회로를 가지는 적층판, 이 내층 회로를 가지는 적층판의 회로 임피던스의 측정 방법 및 그 측정 장치 {LAMINATE WITH INSIDE LAYER CIRCUIT USED FOR MULTILAYER PRINTED CIRCUIT BOARD FOR HIGH FREQUENCY CIRCUIT, AND METHOD AND DEVICE FOR MEASURING CIRCUIT IMPEDANCE OF THE LAMINATE WITH INSIDE LAYER CIRCUIT}

최근, 휴대 전화 단말과 같은 전자 기기에 내장되는 고주파 회로를 실현하기 위해 다층 프린트판이 많이 사용되고 있으며, 기본 회로가 내층에 미리 형성된 내층 회로를 가지는 적층판을 가공하여 여러 가지의 다층 프린트판이 제조된다. 이 내층 회로를 가지는 적층판은 이하와 같이 하여 준비된다. 먼저, 절연 기재의 상하 양면의 전면(全面)에 걸쳐 제1 도체층과 제2 도체층을 적층하여, 제1 도체층에 기본의 고주파 회로를 형성하고, 제2 도전층은 그라운드층으로서 미가공인 채로 남기고, 그 후, 제1 도체층 위에 제1 절연층을 통해 제3 도체층을 전면에 걸쳐 형성한다. 또는, 제2 도체층을 소정의 회로 패턴을 가지는 그라운드층으로 하는 경우에는, 이 그라운드층 위에 제2 절연층을 통해 제4 도체층을 전면에 걸쳐 형성한다. 이와 같이 하여 제조된, 가장 바깥의 양면이 미가공의 도체층인 내층 회로를 가지는 적층판은 그 후, 여러 가지의 회로 설계의 요구에 따라, 미가공의 도체층에 회로가 형성된다. 이 때문에, 수율 향상의 점에서, 최후의 회로 형성 전에는 내층 회로를 가지는 적층판의 양품(良品) 검사가 필요하게 된다. 특히, 고주파 회로에서는, 회로로 흐르는 고주파 신호 사이의 임피던스 정합(整合)이 요구되고 있어, 소정의 임피던스가 설계값의 허용 범위 내에 수납되어 있는 것을 체크하는 것이 필요하며, 회로의 임피던스가 일정한 허용 범위에서 벗어난 것은 불량품으로서 파기하도록 하고 있다. 특히, 내층 회로를 가지는 적층판의 제조와 최후의 회로 형성과는 별개의 제조자에 의해 실행되는 일이 많기 때문에, 이와 같은 양품 검사는 반드시 실행되는 것이 요구된다.

종래부터 회로판의 회로의 임피던스를 측정하는 데 있어서는, 주로 TDR(Time Domain Refrectometry)법이 사용되고 있다. 이 방법은 내층의 도체층에 형성한 테스트 도체에, 이 도체층과 다른 도체층을 그라운드로 하여, 펄스 또는 스텝 신호 등의 고주파 입사 신호를 전송하고, 테스트 도체(내층 신호 회로) 내에서의 반사 신호를 검지하는 동시에 반사 신호로부터 요구되는 반사 계수(係數)를 사용하여 테스트 도체(내층 신호 회로)의 임피던스값을 얻도록 하는 것이다.

상기 임피던스 측정에 필요한 것으로서는, TDR용 계측기, 신호 전송용 케이블, 프로브(probe)가 있다. 프로브는 계측기 및 이와 접속되어 있는 케이블을 테스트 도체에 전기적으로 접속하기 위한 중개역으로서 사용되는 것이며, 될 수 있는한 저(低)손실로 입사 신호나 반사 신호 등의 전기 신호가 흐르도록 케이블이나 테스트 도체와의 임피던스 정합 등이 취해져 전기적 설계가 이루어져 있다.

이와 같은 측정기와 프로브를 사용하여 임피던스를 측정하는 데 있어서는, 먼저, 테스트 도체에 프로브를 접촉시키고, 계측기를 조작하여 측정 파형을 얻고, 다음에 측정 파형 중에서 프로브와 테스트 도체 사이의 반사 노이즈에 의한 측정 오차가 될 수 있는 한 적어지는 측정 영역을 선택하고, 그 영역 내에서의 테스트 도체의 임피던스값을 측정 파형으로부터 판독한다.

이와 같은 방법에 의해 내층 회로를 가지는 적층판의 회로 임피던스를 측정하는 경우, 가장 외면이 도체로 전면에 걸쳐 피복되어 있기 때문에, 내층으로 된 테스트 도체에 프로브를 접촉시키기 위해서는, 가장 외층의 도체 및 이에 대응하는 절연층의 일부를 제거하는 것이 필요하게 되어, 측정 조작이 번거롭게 될 뿐만 아니라, 나중의 최종적인 회로 설계에 제약을 준다고 하는 문제가 있었다. 또, 유효 회로 설계 면적을 많이 확보하기 위해 컷아웃을 최소로 하면, 테스트 도체에 대하여 프로브를 확실히 접촉시키는 것이 곤란하게 되어, 계측의 신뢰성이 저하된다고 하는 문제가 있었다.

본 발명은 고주파 회로용 다층 프린트판에 사용되는 내층 회로를 가지는 적층판, 이 내층 회로를 가지는 적층판의 회로 임피던스의 측정 방법 및 그 측정 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 관한 고주파 회로용 다층 프린트판에 사용되는 내층 회로를 가지는 적층판을 나타내는 분해 사시도이다.

도 2는 동 상의 적층판 내에 형성되는 내층 회로를 나타내는 평면도이다.

도 3, 3 (B), 3 (C), 3 (D), 3 (E)는 동 상의 적층판으로부터 이것을 사용하여 형성되는 다층 프린트판의 형성 과정을 나타내는 사시도이다.

도 4는 내층 회로를 가지는 적층판의 임피던스 측정을 실행하는 장치의 사시도이다.

도 5는 동 상의 장치를 다른 각도에서 본 사시도이다.

도 6 (A), 6 (B)는 동 상의 장치에 사용하는 프로브의 구조를 나타내는 단면도이다.

도 7은 동 상의 프로브의 일부를 나타내는 사시도이다.

도 8은 동 상의 프로브의 내층 회로를 가지는 적층판에 대한 접촉 상태를 나타내는 사시도이다.

도 9는 동 상의 프로브와 내층 회로를 가지는 적층판에 대한 접촉 상태를 나타내는 정면도이다.

도 10은 동 상의 장치에 사용되어 프로브침을 지지하기 위한 지지 클릭을 나타내는 사시도이다.

도 11은 동 상의 프로브와 임피던스 계측기와의 접속을 나타내는 개략도이다.

도 12는 동 상의 장치의 정면도이다.

도 13은 동 상의 장치의 동작을 나타내는 플로도이다.

도 14는 동 상의 장치의 동작을 설명하는 도면이다.

도 15 (A), 15 (B), 15 (C)는 동 상의 장치의 동작 설명도이다.

본 발명은 상기 문제점을 해소하기 위해 이루어진 것이며, 임피던스 측정을 비파괴 검사에 의해, 정밀도 양호하게 실행하는 것을 가능하게 한 다층 프린트판용 내층 회로를 가지는 적층판, 및 이 내층 회로를 가지는 적층판의 임피던스 측정 방법, 및 그 측정 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

본 발명에 관한 내층 회로를 가지는 적층판은 이하의 방법에 의해 제조된다.

절연 기재의 상하 양면의 전면에 걸쳐 각각 제1 도체층과 제2 도체층을 적층하고, 이어서, 제1 도체층에 소정의 회로 패턴을 형성하여 내층용 신호 회로를 형성하는 동시에, 회로 임피던스 측정용 테스트 도체를 내층용 신호 회로와 독립하여 형성하고 이 테스트 도체의 적어도 일단을 절연 기재의 단면에 노출시키고, 그 후, 제1 도체층 위에 제1 절연층을 통해 제3 도체층을 적층한다. 이와 같이 하여 얻어진 내층 회로를 가지는 적층판의 단면에는, 테스트 도체의 일단이 노출되게 되며, 동일하게 단면에 노출되는 제2 도체층 또는 제3 도체층의 적어도 한쪽을 그라운드 전위로 하고, 프로브를 단면에 강하게 눌러 테스트 도체에 고주파 신호를 보내는 것이 가능하게 된다. 이 때문에, 내층 회로를 가지는 적층판의 가장 외층 도체의 일부를 파괴하지 않고, 임피던스를 비파괴 검사에 의해 측정할 수 있다.

절연 기재는 직사각형인 것이 바람직하고, 이 경우 테스트 도체는 절연 기재의 양 단면 사이의 전장에 걸쳐 연장됨으로써, 어느 단면으로부터도 임피던스 측정이 가능할 뿐만 아니라, 테스트 도체의 길이 내의 각 부분에 대한 개별 임피던스 측정이 가능하다.

사용하는 프로브의 형식에 따라, 절연 기재의 단면에 노출되는 부분에서 제2 도체층에 컷아웃을 형성함으로써, 테스트 도체와 제2 도체층 사이의 부주의한 단락(短絡)을 일으키는 것을 방지하도록 해도 된다.

본 발명의 바람직한 예에서는, 단면 카메라를 사용하여 내층 회로를 가지는 적층판의 단면에 노출되는 테스트 도체의 일단을 검출하고, 이 검출 결과에 따라프로브를 이동시킴으로써, 프로브를 테스트 도체에 대하여 정밀도 양호하게 위치 결정할 수 있다.

이와 관련하여, 이 단면 카메라와 프로브와의 상관 위치 어긋남을 검출하고, 이 위치 어긋남의 값을 테스트 도체의 위치 좌표로서 기억하고, 이 값에 따라 테스트 도체의 일단으로 향해 프로브를 이동시키도록 하면, 보다 정확한 프로브의 위치 결정을 실행할 수 있다.

또한, 테스트 도체에 프로브침을 접촉시킨 후, 접촉 상황을 보조 카메라로 관찰하여 테스트 도체와 프로브침 접촉의 위치 어긋남을 확인하고, 위치 어긋남이 확인된 경우에는, 그 값을 고려하여 프로브를 재이동시켜 테스트 도체와의 재접촉을 실행하도록 함으로써, 정확한 임피던스 측정이 가능하게 된다.

또, 테스트 도체에 접촉할 때까지 프로브침이 동요하는 일이 없도록 프로브침을 지지 클릭으로 협지하도록 함으로써, 테스트 도체에 대한 프로브침의 겨냥대로의 정확한 접촉이 가능하게 된다. 이 경우, 지지 클릭은 도전성 재료로 형성하여 프로브가 테스트 도체에 접촉된 시점에서 정전기를 제거하도록 하면, 계측기를 정전기로부터 보호할 수 있다.

마찬가지로, 테스트 도체에 프로브침을 접촉시키는 동시에, 프로브침을 일시적으로 최부 그라운드에 접속하여 테스트 도체의 정전기를 제거한 후, 프로브침을 계측기에 접속하고 테스트 도체에 고주파 신호를 주어 테스트 도체의 임피던스를 측정하도록 하면, 계측 전의 정전기를 확실히 제거할 수 있어, 계측기를 보호할 수 있다.

본 발명의 계측 장치에 있어서는, 내층 회로를 가지는 적층판을 수평면 내에서 X-Y 방향으로 이동시키기 위한 X-Y 테이블이 설치되는 것이 바람직하고, 1매의 내층 회로를 가지는 적층판 내에 수평면 내에서 복수의 테스트 도체를 설치하고 있는 경우에는, 하나의 테스트 도체에 대하여 프로브를 위치 결정하고 임피던스의 계측을 마친 후에는, X-Y 테이블을 수평 방향으로 이동하는 것만으로, 나머지의 테스트 도체에 대한 계측을 용이하게 실행할 수 있다.

또, 프로브는 이동 수단에 의해 연직 방향으로 이동 가능하게 하여 둠으로써, X-Y 테이블에 겹쳐 쌓은 복수매의 내층 회로를 가지는 적층판에 대하여, 연속해서 임피던스 측정을 실행할 수 있는 것이다.

전술한 본 발명의 특징점 및 그 밖의 특징점은 첨부하는 도면에 따른 이하의 상세한 설명으로부터 명백하게 된다.

본 발명에 관한 내층 회로를 가지는 적층판(L)은 최종적으로 다층 프린트판으로서 마무리되는 중간 제품이며, 내층에 기본 고주파 회로(이하, 내층 회로라고 함)(12)를 가지며, 가장 바깥의 양면이 나중에 회로 형성되는 외부 도체층인 것이다. 도 1에 나타내는 실시 형태에서는, 절연 기재(1)의 상하 양면에 내층이 되는제1 도체층(10)과 제2 도체층(20)을 가지며, 이들의 내층 외측에 각각 제1 절연층(11)과 제2 절연층(21)을 통해 제3 도체층(30)과 제4 도체층(40)을 형성한 예를 나타낸다. 이 경우, 제1 도체층(10)에 내층 회로(121)가 형성되고, 제2 도체층(20)은 최종적인 회로의 그라운드 회로를 구성하도록 형성된다. 도시하지 않지만, 이 중간 제품을 3층의 도체층을 가지는 구성으로 하는 경우에는, 내부 도체층에 내층 회로가 형성되며, 2층의 외부 도체층 중 하나에 최종의 신호 회로가 형성되고, 나머지 하나에 그라운드 회로가 형성되어 사용하게 된다.

이 내층 회로를 가지는 적층판(L)은 도 3 (A)~3(C)에 나타내는 것과 같이, 절연 기재(1)의 양면 전면에 제1 도체층(10)과 제2 도체층(20)을 형성한 후에, 제1 도체층(10)에 내층 회로(12)를 형성하는 동시에, 제2 도체층(20)에 나중에 완성되는 고주파 회로의 그라운드 회로를 형성한다. 제1 도체층(10)에는 내층 회로(12)에 더하여, 회로 임피던스 측정용 테스트 도체(13)가 형성된다. 그 후, 제1 도체층(10) 및 제2 도체층(20)에 각각 제1 절연층(11)과 제2 절연층(12)을 통해 제3 도체층(30)과 제4 도체층(40)이 적층판의 전면에 걸쳐 형성된다.

이후, 적층판은 도 3 (D), 3 (E)에 나타나는 것과 같이, 가장 외층인 제3 도체층(30)과 제4 도체층(40)에 소정의 고주파 회로(32, 42)가 형성되고, 내층과 외층 사이를 스루홀(33)로 접속하여 최종의 다층 프린트판이 얻어진다..

도 2에 나타내는 것과 같이, 제1 도체층(10)에는 복수의 동일한 내층 회로(12)가 형성되고, 이와 아울러 다른 도체층에도 복수의 회로가 형성되고, 최종의 다층 프린트판을 복수로 잘라 냄으로써 동시에 복수의 회로 부품이 형성된다.이 도면에 나타내는 것과 같이, 테스트 도체(13)는 복수개 형성되고, 각 테스트 도체(13)는 적층판(L)의 길이 방향의 전장에 걸쳐 연장되고 적층판의 양 단면에 그 단부를 노출시키고 있다. 이와 관련하여, 그라운드 회로를 형성한 후의 제2 도체층(20)의 단 에지는 적층판(L)의 단면에 노출되어 회로 임피던스를 측정할 때에 테스트 도체(13)에 대한 기준 전위, 즉, 그라운드 전위를 주도록 기능한다.

임피던스의 측정에는 위의 적층판에 따라 특별히 설계된 프로브(P), 프로브를 통해 테스트 도체(13)에 고주파 신호를 주고 여기에서부터의 반사파를 분석하는 계측기(200), 계측기와 프로브(P)를 접속하는 동축 케이블(50)이 사용된다. 프로브(P)는 프로브침(111)과 그라운드 전극(120)을 구비하고, 도 8이나 도 9에 나타내는 것과 같이, 프로브침(P)을 테스트 도체(13)의 일단에 접촉시키는 동시에, 그라운드 전극(120) 전단에 형성된 환형의 접촉단 에지(121)를, 제2 도체층(20)이나 제3 도체층(30)에 접촉시킴으로써, 내층 회로의 임피던스의 측정이 실행된다. 계측기(200)는 오실로스코프나 측정용 고주파 신호를 발생하는 입력 신호 발생기를 구비한 것이다. 여기에서, 테스트 도체(13)는 적층판의 전장에 걸쳐 설치되어 있기 때문에, 반사되는 고주파 신호를 시간을 고려하여 분석함으로써, 테스트 도체의 길이의 각 점에서의 임피던스를 측정할 수 있는 것이다. 또, 테스트 도체는 적층판(L)의 양 단면에 노출되어 있기 때문에, 임피던스 측정은 적층판(L)의 어느 단면에서도 실행할 수 있다.

도 4에 임피던스의 측정을 실행하기 위한 임피던스 측정 장치를 나타낸다. 이 임피던스 측정 장치에는 퍼스널 컴퓨터(210), 프로브 이동 수단(60),계측기(200), 단면 카메라(80), 보조 카메라(81), 위치 어긋남 검출 카메라(820, X-Y 테이블(220)이 포함된다. 퍼스널 컴퓨터(210)는 모니터(211)나 키보드(212)를 구비한 것이며, 계측기(200)를 동작시켜 임피던스 측정의 파형을 얻거나, 이 파형으로부터의 임피던스의 판독, 데이터 처리 등 임피던스 측정 장치 전체의 제어를 실행하는 것이다. 따라서, 임피던스의 측정에 관한 일련의 동작이 퍼스널 컴퓨터에 의해 제어되어, 자동 임피던스 측정 시스템이 구축된다.

프로브 이동 수단(60)은 프로브(P)의 위치를 미(微)조정하는 서보 기구를 구비하고, 프로브(P) 및 단면 카메라를 연직 방향(Z 방향)으로 이동시키기 위한 것이다. 프로브 이동 수단(60)은 도 5에 나타내는 것과 같이, 지주(61)에 고정한 상하 가이드(62)에 따라 상하동하는 승강 블록(64)을 구비하고, 승강 블록(64)에 프로브(P)와 단면 카메라(80)가 지지된다. 프로브(P)는 그 후단이 승강 블록(64)에 너트(65)의 의해 고정된다. 또, 이 승강 블록(64)에는 프로브(P)의 그라운드 전극(120)을 도면의 화살표 방향에 따라 이동시키는 구동 기구(70)와, 프로브(P)의 프로브침(111)의 동요 정지를 실행하는 동요 정지 기구(90)가 설치된다. 구동 기구(70)는 상하 한 쌍의 액추에이터 로드(rod)(71)를 구비하고, 이것이 후술하는 것과 같이 프로브(P)의 장착 플랜지(106)를 잡고, 액추에이터 로드(71)를 구동함으로써 장착 플랜지(106)에 결합된 그라운드 전극(120)을 수평 방향으로 이동시킨다.

동요 정지 기구(90)는 도 10에 나타내는 것과 같이, 한 쌍의 지지 클릭(91)을 상하 방향에 따라 서로 접리(接離) 가능하게 한 것이며, 구동 실린더에 의해 지지 클릭(91)이 이동된다. 지지 클릭(91)은 스테인레스강의 도전성 재료로 형성되고임피던스 측정 장치의 그라운드에 접지되어 있다.

도 11에 나타내는 것과 같이, 프로브(P)와 계측기(200)를 접속하는 동축 케이블(50)의 도중에는 전환 수단(정전기 제거 장치)(230)이 설치되어 있다. 전환 수단(230)은 케이블(50)의 중앙 도체에 의해 계측기(200)와 전기적으로 접속되는 계측기측 단자(231)와, 그라운드에 접속되는 그라운드 단자(232)와, 계측기측 단자(231)와 그라운드 단자(232) 중 어느 한쪽에 접속되는 가동(可動) 접점(233)을 구비하고, 가동 접점(233)은 동축 케이블(50)의 중심 도체를 통해 프로브(P)의 프로브침(111)에 전기적으로 접속되어 있다. 가동 접점(233)이 계측기측 단자(231)와 접속되면, 임피던스의 측정 가능 상태로 되고, 가동 접점(233)이 그라운드 단자(232)와 접속되면, 프로브침(111)이 어스된다. 가동 접점(233)의 전환은 퍼스널 컴퓨터(210)에 의해 제어되며, 프로브침(111)이 테스트 도체(13)에 최초로 접촉되었을 때에는, 그라운드 단자(232)측에 접속되어 있어, 테스트 도체(13)의 정전기를 제거하고, 그 후에는 계측기측 단자(231)에 접속되어 임피던스의 측정을 실행한다.

단면 카메라(80), 보조 카메라(81), 위치 어긋남 검출 카메라(82)는 테스트 도체(13)에의 프로브(P)의 접촉을 보다 확실히 실행하기 위해 설치된다. 단면 카메라(80)는 적층판(L)의 단면에서의 테스트 도체(13)의 노출면을 촬상하여 테스트 도체(13)의 중심 위치 좌표를 검출하기 위해 설치되어 있다. 위치 어긋남 검출 카메라(82)는 프로브(P)와 단면 카메라(80)의 상관 위치 어긋남을 검출하기 위해 설치되어 있다. 이 위치 어긋남 검출 카메라(82)의 앞쪽에는 조명구(86)가 설치되어 있고, 이 조명구(86)에는 기준 스케일(88)이 그려진 유리제의 스케일판(87)이 설치되어 있다.

보조 카메라(81)는 승강 블록(64)의 하측에 배치되는 것이며, 테스트 도체(13)에 프로브(P)를 접촉시킨 후, 그 접촉 상황을 관찰하여 테스트 도체(13)와 프로브침(111)의 접촉 위치 어긋남을 확인하기 위해 설치되어 있다. 단면 카메라(80)와 보조 카메라(81)와 위치 어긋남 검출 카메라(82)로 촬상된 화상은 모니터(214)에 비추어지는 것이다.

도 12에 나타내는 것과 같이, X-Y 테이블(220)은 적층판(L)을 얹어 고정하는 동시에 얹혀진 적층판(L)을 수평 방향으로 이동시켜 적층판(L)의 단면을 프로브(P)에 대향시키기 위해 설치되어 있고, 프로브 이동 수단(60)의 앞 쪽에서 위치 어긋남 검출 카메라(82)의 아래 쪽에 배치되어 있다. X-Y 테이블(220)은 X 방향 레일(221)과 Y 방향 레일(222)과 이들 레일 가이드(223, 224)와의 조합에 의해 X-Y 방향으로 이동할 수 있고, 적층판(L)을 흡착 고정하기 위한 흡착대(226)를 구비한다.

본 발명에서 사용하는 프로브(P)는 도 6, 7에 나타내는 것과 같이, 후단에 동축 케이블(50)의 중앙 핀이 삽입되는 소켓(101)을 구비한 금속제의 본체통(本體筒)(100)과, 본체통(100) 내에 수납된 침 유닛(110)과, 본체통의 외주에 이 축 방향에 따라 슬라이드 가능하게 형성된 그라운드 전극(120)으로 구성된다. 본체통(100)의 후단에는 나사부(102)가 형성되고, 여기에 동축 케이블(50)의 외부 도체와 일체로 된 너트가 결합된다. 또, 이 나사부(102)는 프로브(P)를 승강블록(64)의 장착 너트(65)에 고정하기 위해 사용된다. 침 유닛(110)은 프로브침(111)과 이것을 축 방향에 따라 진퇴 가능하게 지지하는 홀더(112)로 구성되고, 홀더 내부에 수납된 스프링(113)에 의해 프로브침(111)이 전방으로 힘이 가해져 있다. 이 홀더(112)는 프로브침(111)과 전기적으로 접속되는 동시에, 동축 케이블의 중앙핀이 삽입되는 소켓(101)과 전기 접속되며, 홀더(112) 및 소켓(101)은 절연 슬리브(104, 105)에 의해 본체통(100)과 전기적으로 격리된다. 그라운드 전극(120)의 전단면에는 도전성 고부로 성형한 환형의 접촉단 에지(121)가 끼워져, 프로브침(111)과 동축형으로 포위한다. 그라운드 전극(120) 후방의 본체통(100) 외주에는 본체통(100)의 축 방향에 따라 이동 가능한 장착 플랜지(106)가 설치되고, 장착 플랜지(106)와 그라운드 전극(120)이 코일 스프링(126)에 의해 결합되어 있다. 이 장착 플랜지(106)는 도 5에 나타내는 것과 같이, 구동 기구(70)의 액추에이터 로드(71)에 고정되고, 축 방향의 전방으로 압출됨으로써, 코일 스프링(126)을 통해 그라운드 전극(120)의 접촉단 에지(121)를 도 6 (B)에 나타내는 것과 같이, 프로브침(111)과 동일한 정도로 돌출시켜, 적층판(L)의 단면에 노출되는 제2 도체층(20) 및 제3 도체층(30)에 접촉시킨다. 이 프로브(P)는 동축 케이블(50)과 동일한 임피던스(예를 들면, 10GHz의 통과 특성 Zo = 50Ω±1Ω)로 되도록 설계되어 임피던스 정합이 취해지고 있다.

그라운드 전극(120)의 접촉단 에지(121)가 도전성 고무로 형성되어 있기 때문에, 고무의 탄성 변형능에 의해 적당한 접촉압이 얻어지는 동시에, 접촉단 에지(121) 및 대응하는 도체층의 손상을 방지할 수 있다. 도전성 고무는 압력에 의한 왜곡이 없는 상태라도 통상의 고무보다도 낮은 저항값을 가지고 도전성 금속과 동일한 정도의 도전성을 가지는 것이며, 압축에 의한 저항값의 변화가 작은 것이다. 예를 들면, "신에쓰 가가쿠 고교(株)"제의 "EC-A" 등을 사용할 수 있다. 또, 도전성 고무 대신에 가압 도전 고무를 사용하여 접촉단 에지(121)를 형성할 수 있다. 가압 도전 고무는 보통 일반 고무와 동일한 정도의 도전 성질을 가지고 있는 것이지만, 압축함으로써 저항값이 내려가 도전성 금속과 동일한 정도의 도전률을 갖기에 이르는 것이며, 예를 들면, "니혼 고세이 고무(株)"제의 "PCR" 등을 사용할 수 있다.

프로브침(111)으로서는, 예를 들면, 테스트 도체(13)의 두께가 18㎛인 경우, 선단의 직경이 100㎛, 선단 이외의 직경이 300㎛인 것을 사용할 수 있다. 프로브침(111)은 홀더(112)에 대하여 전후 방향으로 슬라이드 이동 가능하며, 스프링(113)에 의해 전방으로 힘이 가해지고 있기 때문에, 플로브침(111)을 적절한 접촉압으로 테스트 도체(13)에 접촉시켜 확실한 전기 접속이 달성된다. 동시에 스프링의 작용에 의해, 임피던스의 측정 시에, 적층판(L)이나 프로브침(111)의 선단에의 과도한 충격이 가해지는 것이 방지된다. 마찬가지로, 코일 스프링(126)에 의해 그라운드 전극(120)의 접촉단 에지(121)에의 과도한 충격도 방지된다.

절연 슬리브(104, 105)는 고주파로서의 특성 향상을 도모하기 위해 저유전률이고, 저유전률 정접(正接)의 재료로 형성하는 것이 바람직하며, 예를 들면 PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌) 등의 불소 수지나 PPO(폴리페닐렌 옥사이드), PPE(폴리페닐렌 에테르)의 수지를 사용할 수 있지만, 불소 수지와 동일한 정도의 저유전률로 저유전 정접을 가지며, 나아가 불소 수지와 동일한 정도의 형상 안정성을 가지는 모든 재료를 사용할 수 있다.

그리고, 프로브침(111)은 홀더(112)에 대하여 뺏다 끼웠다 가능하게 형성되어 있으므로, 프로브침이 마모된 경우에는 교환할 수 있다. 프로브(P)를 승강 블록(64)에 고정한 경우, 프로브침(111)이 승강 블록(64)의 전단에 설치한 동요 정지 기구(90)의 지지 클릭(91) 사이에 배치된 상태로 되며, 프로브(P)를 적층판(L)의 단면으로 향해 이동시킬 때에는 지지 클릭(91)에 의해 프로브침(111)을 잡고, 테스트 도체(13)에 정확히 접촉할 때까지 프로브침(111)의 동요 정지를 실행하고, 접촉이 완료된 시점에서 프로브침(111)을 떨어지게 한다.

도 13의 플로 차트에 따라, 적층판(L)의 테스트 도체(13)의 임피던스 측정 수순을 설명한다. 먼저, 적층판(L)의 종류나, 어떠한 고주파에 대한 임피던스 측정을 실행하는가를 측정 타입으로 하여 퍼스널 컴퓨터(210)에 입력한다. 다음에, 기준 저항의 측정을 실행하여 장치 전체를 초기화한다. 다음에, X-Y 테이블(220)의 흡착 테이블(226) 상에 적층판(L)을 탑재하여 흡착에 의해 고정한다. 흡착 테이블(226)의 외측에는 도 14에 나타내는 것과 같이, 가이드 핀(스토퍼 핀)(228)이 흡착 테이블(226)의 위쪽에 돌출되도록 설치되어 있고, 이 가이드 핀(228)에 적층판(L)의 단면을 맞닿게 하여 위치 결정한다.

다음에, 적층판(L)으로의 프로브(P)의 접속 위치를 결정하는 보정을 실행한다. 이 보정은 단면 카메라(80)와 프로브(P) 사이의 보정량(거리)을 구하고, 다음에, 적층판(L)의 테스트 도체(13)의 위치 보정량을 구하고, 다음에, 테스트도체(13)에 프로브(P)를 접촉시키기 위한 오차를 구하고, 마지막으로, Z 방향에서의 미량의 오차를 구해, 이들을 종합하여 적층판(L)으로의 프로브(P)의 접촉 위치를 결정하는 보정을 실행한다.

단면 카메라(80)와 프로브(P) 사이의 보정량은 승강 블록(64)을 상동(上動)시켜 기준 스케일(88)을 끼우고 단면 카메라(80)와 위치 어긋남 검출 카메라(82)를 대향시켜 배치하고, 이후, 도 15 (A)에 나타내는 것과 같이, 기준 스케일(88)을 원점으로 하고, Z 방향에서의 단면 카메라(80)의 위치와 위치 어긋남 검출 카메라(82)의 위치의 차(△Z1)와, X 방향에서의 단면 카메라(80)의 위치와 위치 어긋남 검출 카메라(82)의 위치의 차(△X1)를 구한다. 다음에, 도 14에 나타내는 것과 같이, 승강 블록(64)을 하동(下動)시켜 기준 스케일(88)을 끼우고 프로브(P)와 위치 어긋남 검출 카메라(82)를 대향시켜 배치하고, 이후, 도 15 (B)에 나타내는 것과 같이, 위치 어긋남 검출 카메라(82)로 프로브(P)를 촬상함으로써, 기준 스케일(88)을 기초로 하여, Z 방향에서의 프로브(P)의 위치와 위치 어긋남 검출 카메라(82)의 위치의 차(△Z2)와, X 방향에서의 프로브(P)의 위치와 위치 어긋남 검출 카메라(82)의 위치의 차(△X2)를 구한다. 그리고, 도 15 (C)에 나타내는 것과 같이, 이와 같이 하여 구한 △Z1과 △Z2로부터 Z 방향에서의 단면 카메라(80)와 프로브(P)의 위치 오차(△Z3)를 산출하는 동시에 △X1과 △X2로부터 X 방향에서의 단면 카메라(80)와 프로브(P)의 위치 오차(△X3)를 산출함으로써, 프로브(P)와 단면 카메라(80)의 상관 위치 어긋남을 검출한다.

다음에, 가이드 핀(228)을 하동시켜 적층판(L) 단면의 접촉 상태로부터 릴리스(release)시킨다. 다음에, 단면 카메라(80)로 적층판(L)의 단면 촬상을 실행한다. 이 촬상은 X-Y 테이블(220)의 흡착 테이블(226)을 X 방향으로 이동시킴으로써, 적층판(L)을 단면 카메라(80)에 대하여 X 방향의 일단으로부터 타단 쪽으로 향해 이동시켜 실행한다. 그리고, 인식 범위 내에 미리 퍼스널 컴퓨터(210)에 등록한 테스트 도체(13)의 단면 형상과 동일 형상을 발견하면, 그 테스트 도체(13)의 중심 위치 좌표를 위치 보정량(△X4, △Z4)으로서 구한다. 이 △X4는 X 방향에서의 단면 카메라(80)의 시야의 단(端)으로부터 테스트 도체(13)의 중심 위치까지의 거리이며, 또 △Z4는 Z 방향에서의 단면 카메라(80)의 시양의 단으로부터 테스트 도체(13)의 중심 위치까지의 거리이다. 그리고, 이 테스트 도체(13)의 위치 보정량을 퍼스널 컴퓨터(210)로 보내 보존한다. 이와 같은 테스트 도체(13)의 위치 보정량은 적층판(L)의 단면에서 임피던스를 측정하는 전(全) 포인트에 대하여 실행한다.

다음에, 상기와 같이 하여 구한 단면 카메라(80)와 프로브(P)의 보정량(△X3, △Z3)과 테스트 도체(13)의 위치 보정량(△X4, △Z4)을 덧셈(부여)함으로써, 테스트 도체(13)에 프로브(P)를 접촉시키기 위한 오차를 구한다. 그리고, 다음에, 테스트 도체(13)에 프로브(P)를 접촉시키기 위한 오차에 따라 승강 블록(64)을 하동시켜 프로브(P)와 적층판(L)의 단면을 대향시킨다. 다음에, 한 쌍의 지지 클릭(91)을 서로 근접시켜 프로브침(111)을 협지하고, 적층판(L) 단면의 테스트로 도체(13)에의 접촉을 용이하게 한다.

그후, X-Y 테이블(220)의 흡착 테이블(226)을 Y 방향의 프로브(P)측으로 이동시킴으로써, 도 6 (A)에 나타내는 것과 같이, 프로브침(111)의 선단을 적층판(L)의 단면에 노출한 테스트 도체(13)의 노출면에 접촉시킨다. 이 때, 구동 기구(70)의 로드(71)는 후퇴시킨 상태이며, 이것으로 그라운드 전극(120)의 접촉단 에지(121)는 프로브침(111)에 대하여 후퇴한 상태이다. 따라서, 프로브침(111)과 적층판(L)의 단면과의 접촉 상태를 용이하게 확인할 수 있다.

또, 프로브침(111)의 선단이 테스트 도체(13)에 접촉하기 직전 또는 접촉 순간에, 지지 클릭(91)에 의한 프로브침(111)의 동요 방지를 해제한다. 그리고, 프로브침(111)의 선단이 테스트 도체(13)의 노출면에 접촉한 순간에 동요 방지를 해제하면, 테스트 도체(13)에 대전(帶電)한 정전기를 제거할 수 있는 것이다. 또, 프로브침(111)의 선단이 테스트 도체(13)에 접촉할 때에는, 전환 수단(230)의 가동 접점(233)이 그라운드 단자(232)와 접속되어 있어, 프로브침(111)을 통해 테스트 도체(13)의 정전기를 제거할 수 있다. 이와 같이, 본 발명에서는 지지 클릭(91)에 의한 정전기 제거와 전환 수단(230)에 의한 정전기 제거의 2중 보호에 의해 계측기(200)에 정전기가 흘러 들어가지 않도록 할 수 있어, 계측기(200)의 정전기에 의한 파괴를 방지할 수 있다.

또, 상기와 같이, 테스트 도체(13)에 프로브(P)를 접속하기 위한 오차를 구한 후 프로브(P)를 이동시키고 있으므로, 거의 정확한 위치에 프로브(P)를 이동시켜 프로브침(111)의 선단과 테스트 도체(13)를 접촉시킬 수 있지만, 프로브 이동 수단(60)의 피칭이나 요잉(yawing) 등으로 프로브(P)의 위치가 어긋나, 프로브침(111)의 선단과 신호 회로(4)의 노출면을 접촉시킬 수 없는 경우가 있다.그래서, 프로브침(111)의 선단과 테스트 도체(13)가 접촉되어 있지 않은 경우에는, 보조 카메라(81)로 그 접촉 상황을 관찰하여 테스트 도체(13)와 프로브침(111)과의 접촉 위치 어긋남을 확인하여 Z 방향에서의 미량의 오차를 구하고, 이에 따라 프로브(P)를 프로브 이동 수단(60)의 서보 기구로 이동(재이동)시켜 프로브(P)의 위치를 보정한다. 그리고, 이 보정에 의해 프로브침(111)과 테스트 도체(13)를 확실히 접촉(재접촉)시킬 수 있다.

다음에, 전환 수단(230)의 가동 접점(233)을 계측기측 단자(231)와 접속하는 동시에, 구동 기구(70)의 로드(71)를 전진시켜 장착 플랜지(106)로부터 그라운드 전극(120)을 적층판(L)측으로 전진시키고, 도 6 (B)에 나타내는 것과 같이, 접촉단 에지(121)를 테스트 도체(13) 상하의 도체층(20, 30) 단부의 표면에 접촉시킨다. 다음에, 계측기(200)로부터 케이블(50)을 통해 펄스 또는 스텝 신호 등의 고주파 입사 신호를 전송하고, 테스트 도체(13) 내에서의 반사 신호를 계측기(200)에 도입하고, 이 반사 신호로부터 구해지는 반사 계수를 사용하여 테스트 도체(13)의 임피던스를 계측기(200)로 측정한다. 다음에, 이 측정 결과를 판정하여 양호한 결과가 얻어지면, 구동 기구(70)의 로드(71)를 후퇴시켜 그라운드 전극(120)을 후퇴시키고 도체층(20, 30)으로부터 접촉단 에지(121)를 떨어지게 하는 동시에 X-Y 테이블(220)의 흡착 테이블(226)을 Y 방향으로 프로브(P)와 반대측으로 이동시킴으로써, 프로브침(111)의 선단과 테스트 도체(13)와의 접촉을 해제한다. 다음에, X-Y 테이블(220)의 흡착 테이블(226)을 X 방향으로 이동시켜 다음의 측정 포인트에 프로브(P)를 대향시켜 배치한다. 이후, 상기와 동일한 공정으로 1매의 적층판(L)의전 측정 포인트에서의 임피던스를 차례로 측정하여 퍼스널 컴퓨터(210)에 보존하고 1매의 적층판(L)의 임피던스 측정을 종료한다. 그리고, 1개소의 측정 포인트에서 판정 결과가 불량한 경우에는 3회의 재측정을 실시한다. 이와 같이 하여 적층판(L)의 전 측정 포인트의 임피던스를 측정한 후, X-Y 테이블(220)을 적층판(L)의 인출 위치로 이동시켜 적층판(L)을 꺼내도록 한다.

본 발명에서는 상기와 같이, 적층판(L)의 단면에 노출된 테스트 도체(13)의 임피던스의 측정에 있어서, 단면 카메라(80), 보조 카메라(81), 위치 어긋남 검출 카메라(82), 동요 방지 기구(90), 전환 수단(230), X-Y 테이블(220), 프로브 이동 수단(60)을 사용한 임피던스의 측정이 퍼스널 컴퓨터(210)에 의해 제어 가능하게 시스템화되어 있는 것이며, 이들 모두를 통합함으로써, 단면 테스트 도체(13)가 노출된 적층판(L)의 임피던스 측정에 대응한 임피던스 자동 계측 시스템의 구축이 가능하다.

Claims (20)

1. 절연 기재와,

   상기 절연 기재의 상면에 적층된 제1 도체층(導體層)으로 형성된 고주파 회로와,

   상기 절연 기재의 상면에 적층된 제2 도체층과,

   상기 고주파 회로의 상면에 제1 절연층을 통해 적층된 제3 도체층

   으로 구성된 적층판이며, 제1 도체층에 내층용 회로와 독립하여 회로 임피던스 측정용의 테스트 도체가 형성되고, 테스트 도체의 일단이 적층판의 단면(端面)에 노출되는 것을 특징으로 하는 고주파 회로용 다층 프린트판에 사용되는 내층 회로를 가지는 적층판.
2. 제1항에 있어서,

   상기 절연 기재는 직사각형이며, 테스트 도체는 절연 기재의 양 단면 사이의 전장(全長)에 걸쳐 연장되고, 테스트 도체의 양단이 상기 적층판의 양단에 노출되는 내층 회로를 가지는 적층판.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제2 도체층에 절연 기재의 단면에 노출되는 부분에서 컷아웃(cutout)이 형성되는 내층 회로를 가지는 적층판.
4. 제1항의 내층 회로를 가지는 적층판의 단면에, 고주파 신호를 발하는 프로브침(probe neddle)과 그라운드 전극을 구비한 프로브를 근접하게 하여, 적층판의 단면에 노출되는 테스트 도체의 일단에 프로브침을 접촉시키는 동시에, 적층판의 단면에 노출되는 제2 도체층과 제3 도체층의 적어도 한쪽에 그라운드 전극을 접촉시켜, 테스트 도체에 고주파 신호를 부여하고, 테스트 도체로부터 반사되는 고주파 신호를 분석하여, 고주파 신호 회로의 임피던스 특성을 측정하는 것을 특징으로 하는 내층 회로를 가지는 적층판의 회로 임피던스의 측정 방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 내층 회로를 가지는 적층판의 단면에 노출되는 테스트 도체의 일단을 단면 카메라를 사용하여 검출하고, 이 검출 결과에 따라, 상기 테스트 도체에 대한 프로브의 위치 결정을 실행하는 회로 임피던스의 측정 방법.
6. 제5항에 있어서,

   프로브와 단면 카메라의 상관 위치 어긋남을 검출하고, 검출된 상관 위치 어긋남의 값을 테스트 도체의 위치 좌표로서 기억하고, 이 값에 따라 테스트 도체의 일단으로 향해 프로브를 이동시키는 회로 임피던스의 측정 방법.
7. 제5항에 있어서,

   테스트 도체에 프로브침을 접촉시킨 후, 접촉 상황을 보조 카메라로 관찰하여 테스트 도체와 프로브침의 접촉 위치 어긋남을 확인하는 회로 임피던스의 측정 방법.
8. 제7항에 있어서,

   테스트 도체와 프로브침의 접촉 위치 어긋남을 값으로서 검출하고, 이 값에 따라 프로브의 재이동 및 재접촉을 실행하는 회로 임피던스의 측정 방법.
9. 제5항에 있어서

   테스트 도체에 접촉할 때까지 프로브침이 동요하지 않도록 프로브침을 지지 클릭으로 협지(挾持)하는 회로 임피던스의 측정 방법.
10. 제9항에 있어서,

    지지 클릭에 의해 테스트 도체의 정전기를 제거한 후에, 테스트 도체의 임피던스를 측정하는 회로 임피던스의 측정 방법.
11. 제5항에 있어서,

    테스트 도체에 프로브침을 접촉시키는 동시에, 프로브침을 일시적으로 외부 그라운드에 접속하여 테스트 도체의 정전기를 제거한 후, 프로브침을 외부의 고주파 신호 발생 회로에 접속하여, 테스트 도체에 고주파 신호를 부여하고 테스트 도체의 임피던스를 측정하는 회로 임피던스의 측정 방법.
12. 제1항 기재의 내층 회로를 가지는 적층판의 회로 임피던스의 측정 장치로서,

    고주파 신호를 전하는 프로브침과 그라운드 전극을 구비한 프로브,

    프로브에 케이블을 통해 접속된 계측기,

    프로브를 적층판에 대하여 상대 이동시키는 이동 수단,

    상기 이동 수단에 의해 프로브가 적층판의 단면에 근접하게 되어, 프로브침이 테스트 도체의 일단에 접촉되는 동시에 그라운드 전극이 적층판의 단면에 노출되는 제2 도체층과 제3 도체층 중 적어도 한쪽에 접촉되고,

    상기 계측기가 테스트 도체로부터 반사되는 고주파 신호에 따라 회로 임피던스를 측정하는 측정 장치.
13. 제12항에 있어서,

    내층 회로를 가지는 적층판의 단면에 노출되는 테스트 도체의 일단을 촬상하여 테스트 도체의 위치 좌표를 검출하는 단면 카메라가 구비되고, 카메라의 검출 결과에 따라 이동 수단이 동작되어 프로브를 내층 회로를 가지는 적층판에 근접시키는 측정 장치.
14. 제13항에 있어서,

    프로브와 단면 카메라의 상대 위치 어긋남을 검출하기 위한 위치 어긋남 검출 카메라를 구비하고, 상대 위치 어긋남을 고려하여 이동 수단이 프로브를 내층 회로를 가지는 적층판의 단면에 근접시키는 측정 장치.
15. 제13항에 있어서,

    테스트 도체에 프로브침을 접촉시킨 후, 접촉 상황을 관찰하여 테스트 도체와 프로브침과의 접촉 위치 어긋남을 확인하기 위한 보조 카메라를 구비하고, 위치 어긋남 검출 시에는 이동 수단에 의해 센서의 재이동이 실행되는 측정 장치.
16. 제12항에 있어서,

    테스트 도체에 접촉하기 직전까지 프로브침이 동요하지 않도록 이것을 협지하는 지지 클릭을 구비하는 측정 장치.
17. 제16항에 있어서,

    지지 클릭을 도전성 재료로 형성하는 동시에 그라운드에 접속하는 측정 장치.
18. 제12항에 있어서,

    프로브침과 계측기를 접속하는 케이블의 신호 입출력 라인을 그라운드로 전환하여 접속하기 위한 전환 수단을 구비하는 측정 장치.
19. 제12항에 있어서,

    내층 회로를 가지는 적층판을 평면 내에서 X-Y 방향으로 이동시키기 위한 X-Y 테이블이 설치되는 측정 장치.
20. 제19항에 있어서,

    상기 이동 수단은 프로브를 연직(鉛直) 방향에 따라 내층 회로를 가지는 적층판에 대하여 이동시키는 측정 장치.