TWI271521B - High frequency circuit impedance measuring probe for inner-layer-containing laminated sheet used for multi-layer printed board - Google Patents

Description

1271521 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關用於多層印 的高頻電路阻抗測量上使用;的含内層電路積層板 【先前技術】 1 ’為了實現、喊於攜帶電話終端那樣的電子機 層印刷電路板。含多種多樣的多 昔杰^ 曰屯路積層板，按以下步驟做成。 第？導^緣基材的上下兩面上，層麼第1導體層和 弟2 v體層m導體層上形祕 ;，地線層，以未加工的原樣留下，其後，第= /二t加進第1絕緣層，整個面上形成第3導體層。或者， 巴=2導體層=為有所定電路圖案的地線層時，這個地線 二、上面夾進第2絕緣層’整個面上形成第4導體層。這 羡，所製造的含最外兩面未加工的導體層内層電路的積層 板其後，可根據各種電路設計的要求，在未加工的導體 層形成Ί路。為此’在提高良品率方面，最後電路形成前， 茜要進行對含内層電路積層板的檢查。特別是，在高頻電 路中，要求流動在電路上的高頻信號之間的阻抗匹配，必 須檢查所定阻抗要限制在設計值的容許範圍内。電路阻抗 超出-定的容許範圍的作為不良品廢棄。特別是由於不同 的製造廠商進行含内層電路積層板的製造和最後的電路形 1271521 成’所以要求必須要進行這樣的良品檢查。 以前’測量電路板電路阻抗時，主要使用皿⑺脱

Domain Refrectometry)方法 〇 斤接+、丄。 、 友乂種方法是在内層導體層上 形成的測試導體上，把這個導體層和㈣導體層作為地 線，傳輸脈衝或階梯信號等高頻入射信號，在檢測測試導 ==:虎*電路）内反射信號的同時，使用從反射信號 付到^反射係數，從而得到测試導體（内層信號電路）的 阻抗值。 測試上述阻抗時所需的儀器有：td 號傳輸用電纜、探測器。探測哭 “義仏 _：儀及與此相連接的電_媒介❹色，因 要儘量低損耗流動人射信號及反射信號等 从輯導阻抗匹配等。 乍為此板測儀器，有兩種 有在測試導體(信號電個疋 (pin)，和在不同於測 《碉的彳。就抓針 在中央導體和圍介層’用外部導體包圍， ，無論是哪-種 兩個探斜_有要使接地探針與別的導體層接觸，在 層的位置：進:1二致’預先決定測試導體與別的導體 置控制、如二=探測器與此並列，正確地進行位 如果測4導體與別的導體層的距離錯位，以及探 1271521 型且薄型時，這_題报重要， 【發明内容】 本發明的目的係提供—種探測器， ，’且能_單蘭行對積層板的 的問題 賴性阻抗測定。 亚此夠進仃咼信 夕有關本發明的阻抗測量用探測器’ :::刷電路板上含内層電路的積層板的高頻二 探針ίΐ接觸在積層板_成高頻電路_部導體層的 ί探:=這個内部導體層和別的導二 自此，的二1:阻t相m連接，給内部導體層傳遞來 射的:明H #疋為了給計測儀傳送來自此處的被反 體二Γγ 的探測器，使之成為接觸於別的導 a極的接觸端緣，同軸狀包圍探針的環狀體。 狀探針接觸内部導體層的—部分，包圍探針的環 ，緣的無論什麼地方，就會接觸別的導體層。其結 接心部導體層的測量點和制導體層的輯，若在環狀 不闲而、,彖的直妈&圍内’就可以測量阻抗，相對於探測器， 進仃其軸周圍的旋轉㈣，不只可使制錄容易定 即使疋内部導體層和別的導體層間的尺寸不同的積層 ’亦^具有可以正確測量阻抗的優點。 k測A在後端上備有從阻抗計測儀延出的同轴電境 的插座，插入插座的同軸電纜的中心導體與探針連 1271521 接制外解體與接地電極連接。 用¥電橡㈣成接地電極接觸端緣時，利 的變形能，相對表面有凹凸的導俨 象骖 夠進行可靠性高的阻抗^料體層也可以緊密接觸，能 自由接地電極物 1 姐體纽，希望探針能夠 自，’康此^以很容易地更換壽命較峨 另外，如針旎沿者其抽方向相對 # :希望能活動㈣連接’據此，可 = ::體層時的衝擊’能夠使探針及内部導體層的：; 料構設置低介電常數、低介電 可ί: 向頻範圍的損耗，提高阻抗測量的 在較佳實施例中，探針依靠彈菁的力，在突出於 =前方位置，以及彈簧反彈，押向後退、 是前方位置時，探針的-部分二= 後y置k ’料離開接地電極。因此 =二導體’就可以通過接地電極除去内二導 押糾：，’進—步繼續用所定的接觸壓，把探針按 ί内部祕上，因而使探針離開接地電極，可 〜、可以連續地進行除靜電和測量阻抗。 、 由壯極由接地電極域和在倾端的可以自 衣卸的外罩構成、外罩上希望形成接地電極的接觸 、。據此’當接觸端緣受賴以及受損傷時，就可以更換 1271521 ，ΐ:!。另外’探針和接地電極間的臨時電， 到。 在外罩的内面對接設置在探針上的凸緣來= ^ ,. L &彳木針的軸方向，能保持接地電極自4 # 動。據此，可以分別進行為使探針在内 ^移 ，動，以及為了使接地電極的接 二= f細地電極的移動、能夠進行探測器的正導 確雜針接觸到内部導體後，可以使接地 p 使兩者都在正確位置上接觸到對應的導體。，可以 後方菩設置在支撐筒轴方向後方的 強大的接觸壓使接地根據此淨黃構件的作用，用 體層的接端緣接觸到導體層，即使導 構;Η為、$ .、h也可以進行穩定的電連接。這個後 於軸；向的々方邛：動疋件而使用的，根據致動元件移動 心α、别’據此’就可以用所定的接觸壓，使接地 、虽的接觸端緣接觸到所需要的導體層。 細特點以及其他特點:按照以下附圖的詳 【實施方式】 阻抗，探測11，是為了測量使用多層印 :=内層電路積層板的高頻電路的阻抗而設計的。所 層板l，最終是作為多層印刷電路 板，為精加工的中間產品，内層有基本高頻電路（以下稱 1271521 内層電路）12，最外的兩面是後來電路形成的外部導體 層。圖1表示在絕緣基材1的上下兩面上有為内層的第1 導體層1 0和第2導體層2 0，在這些内層的外側上分別 夾進第1絕緣層1 1和第2絕緣層1 2，設置有第3導體 層3 0和第4導體層4 0的例子。此時，在第1導體層1 0上形成内層電路1 2，第2導體層2 0可形成構成最終 電路的接地電路。圖上雖未示出，但當有3層導體層構成 适個中間產品時，在内部導體層形成内層電路，在一個2 層外部導體層上形成最終的信號電路，在剩下的另外一個 上形成接地電路來使用。 這個含内層電路的積層板L，如圖3A_3C所示那樣， 在絕緣基材1的兩面的整面上形成第i導體層i 〇和第 導體層2 0後，在第1導體層i Q上形成内層電路 同時，也在第2導體層2 Q上形成隨後完成的高頻電 接地電路。在第1導體層丨Q上，包括内層電路1 ，、 形成電路眺測制_導體i 3。其後，在第 思 10以及第2導體層2 〇上，分別通過第i絕緣 = 第2絕緣層1 2，在整個積層板上全部形成第3導口 0和第4導體層4 0。 曰3 知層板如在圖3D、3E上所示那樣 外層的第3導體層30和第4導體層40間的所定4: 路3 2、4 2、用貫穿孔3 3連接内外層間，得到最^ 層印刷電路板。 ^ 如圖2所示，在第1導體層10上，形成數個相同的 1271521 内層電路，與此同時，在別的 依靠數個切製出的最終多二上也形成數個電路， 路元件。 ，層印刷電路板，同時形成數個電 導體ΓΓ二，13形成數個，各個測試 ¥體13，在整個積層板L的長 ，的兩端面上使其端部露出。與此相二:地 電路後的第2導體層20的端緣，在積層板_面=地 測量電路阻抗時，相對測試導们3的標準電位，

夠給出接地電位。 I 在阻抗測罝上，對應上面的積層板，通過特別設計的 探測器P、探測器，給測試導體i 3上一個高頻信號^1，使 用分析由此而來的反射波的計測器、使用計測器與連u接探 測器P的同軸電纜。探測器P具備探針丄丄i和接地電= 1 2 0，如圖7以及圖9所示那樣，使探針p接觸到測試 導體1 3的一端上，同時，把接地電極X 2 〇前端形成環 狀接觸端緣1 2 1，使其接觸到第2導體層2 〇及第3導 體層3 0上，據此，可以進行内層電路的阻抗測量。計測 儀器備有示波器以及產生測量用高頻信號的輸入信號發生 圖4示出有關本發明的一實施例的探測器。探測p p 是由金屬製的主體筒1 〇 〇和主體筒1 〇 〇内收納的探針 單元1 1 0構成，這個主體筒在後端上具有插入同轴^繞 的中央銷的插座1〇1。探針單元1 1 〇是由沿軸方 退自如地夾持探針111的支架11 2構成，依靠支架内 1271521 =的彈簧113 ’把探針111向前推進的。這個支加 1 12是與探針Ul電連接的，^^力木 =的插座101電連接、支架112:== t依减緣套管與主體筒電隔離。主體筒i 有螺釘部10 2、從這裏連接到與同軸電纜外邹導^ =-體的螺母上。這樣，與計測器連接上見 的外部導體（護罩）電氣連接的主體筒100 =-电、为 =電極1 2 Q，亦限制住環狀接觸端緣121 Τ端緣121係’於主體筒1。。的前端面上形成;f:::接 且以同心圓狀圍繞探針lu :凸起， 2部形成安裝凸緣106、_探：== 致動元件連接到安裝凸緣1〇6上。 矛多動钱構的 這__ P彳目縣餘χ_γ 板水平方向移動，定位露出 作室，積層 動機構進二置:探測器p由別的移 之間的位置碉敕桩-σ 凡成彳木針與測試導體13 板L的端=圖，8、::動機構接近探測器㈣ 導體】3的同時，接地電極12。二接觸測試 體】周園別層的第2導體心/H表】21接觸測試導 狀態下，由計測器給測試導體二導二3〇，緣。這種 反射的高頻信穿測詈制钟t 达號，由此分析 抗。這個探測體13,也就是内層電路的阻 姻—h汁為與同輛電欖69相同的阻抗(例如 1271521 過雜Ζ〇=5〇Ω±1Ω)、取得阻抗匹配。因此， :5又置在整個積層板的全長上，則可以時間性考 二頻信號，依靠分析，能夠測量測試導體長度的各 +屮^。料，測試導體因為在積層板L的兩端上都 路出，所以在積層板的無論哪個端面都可以進行阻抗測量。 介電U提低高特性，絕緣套管104、105希望採用低 d丨電正切材料。例如可以使用PTFE(聚四氟 咖旨以及卿（料苯基氧化物）、ppE(聚次 使用與氣化樹脂相同的低介電介常 狀户二二=2切材料、以及具有與氟化樹脂相同程度的形 探針山相對支架⑴’可以插拔， 試導=3=時更換。作為探針⑴，例如當在測 I山豆、子又為18//01時，可以使用前端直徑100/Zm 夕卜直徑為300//m的探針。相對支架112在 則後方向上自如地滑動，依靠彈簧⑴，向前推進，用合適的 接腿力，使探針111接觸到測試導體13上，達财實的電 連接效果。同時’依靠彈簧的作用，測量阻抗時，可以防 止向積層板L及探針U1前端的過度衝擊。 另外’如圖6所示，也可以把用導電橡膠作成的 觸端緣121嵌進接地電極12〇中。 ^ 能’得到適當的接觸壓的同時’可以:止:觸 對應^導體層的損傷。導電橡膠即使是無壓力等引 形狀悲’也有比-般橡膠低的電阻值，具有與導電性金ς 相同的導電性，由壓縮弓丨起的電阻值變化小。例如，可屬乂 13 1271521 使用#越化學工業（株）製造的「EC_A」等 代替導電橡膠的加壓導電橡膠，可以用於接觸端緣121 加壓導電橡膠，具有通常與-般橡膠相同的導電性，但在 3:件::能，阻值下降、達到與導電金屬相同一的 电率例如，可以使用日本合成橡膠（株）製造的「p 荨。 」 、另f ’ ® 9示出了，使探測器P接觸積層板L的端面.， 可以測里相輯層板L的非破壞性檢查引起的阻抗測量的 例子，但是本發明的探測器p，除此之外，如圖 :導體3〇以及第丨絕緣層u的一部分，使探丄= 2測料體13及内部電路上，同時，使接地電極12〇接觸 到路出在積層板L上面的外部導體層3〇上，也可以進行阻 抗測量。 圖11和圖以出了有關本發明的其他實施 ΐ測器P縣上是與實施_-結構，其列點是在主體 =100A的剌設置有可自如裝卸的外罩，並將此作為接地 :極120A。關於同—構件係於同—標號後加上「八」。在 足個外罩12GA的前端面上環狀接觸端緣12ia形成一體 化、後端用螺釘與主職1G()A連接，在主體筒之間形成空 間124。在#針ι11Α上，位於這個空間124内的凸緣⑴ 形成體化，如圖η所示那樣，當探針111A依靠彈箬113A 在向前方推進的位置時，凸、緣114連接於外罩120入的内面， 如圖12所不，押緊操針⑴人時，凸緣114從外罩丨繼處離 開，連接於絕緣套管104A的端面上。在外罩120A的中央， 1271521 為了得到與探針111A的絕緣、設置、絕緣環⑽。據此構 造，±當測試導體13帶靜電的情況下，探針111A接觸測試導 體日可以使靜電從凸緣114逃逸到接地電極i2〇a上，其後 隨著接地電極12GA的接觸端緣121A，押向積層板l’的端 面，由於探針111押入，凸緣⑴從接地電極UOA脫開，因此 要立即測量阻抗。 ’ —圖13、圖14、圖15，示出了本發明以外的，有 他貫施例的探測器。 八 4種&測|| P基本上和以上實施 所不同的是在主體筒咖上，接地電極 7主= =，r;滑動支樓。關於同-種構件，心 ^狀油4 賴_極麗，簡料電性橡膠作 ==i2iB，在主體筒1_的軸向後端部分採用 自甶支杈/月動的安裝凸緣臟和螺旋彈簧 本戸广例中’主體筒100B後端的螺釘部102B在同軸兩严 的外側導體上用螺母連接，同時用於固定 : 置的移動機構。這時，安裝凸緣⑽3同 么: 的致動元件結合，如m w仏-分土μ 肛動機構 ,罪移動機構，把探針111Β 接觸^層板L端_ _導體13後，安裝凸緣致 它和螺旋彈簀126結合的接地電極1雇向 則移動，如® u所示，使環狀接觸端緣12 端面的導體層2。、4。，因此就可以進 == 著螺旋彈簧給予適當接纏力，可防止 121的過度衝擊。 双接觸纟而緣 15 1271521 【圖式簡單說明】 圖1是表示用本說明的高頻電路阻抗測量探測器測 量的含内層電路的積層板的分解斜視圖。 圖2是表示同上的積層板内形成的内層電路平面圖。 圖3、3B、3C、3E是表示使用同上的積層板，形成 多層印刷電路板的形成過程的斜視圖。 圖4是表示本發明的阻抗測量探測器的剖面圖。 圖5是表示同上的探測器前端面的側視圖。 圖6是表示同上的探測器的一部分變更例的部分剖 — 面圖。 圖7是表示同上的探測器的使用形態的斜視圖。 圖8是表示同上的探測器的使用形態的主視圖。 圖9是表示同上的探測器的使用形態的剖面圖。 圖10是表示同上的探測器的另外的使用形態的剖 面圖。 圖1 1及圖1 2是表示有關本發明別的實施例的阻 抗測量探測器的剖面圖。 β 圖13及圖14是表示有關本發明的另外的實施例 的阻抗測量探測器的剖面圖。 圖1 5是表示同上的探測器的一部分的斜視圖。 【主要元件符號說明】 1:絕緣基材 10:第1導體層 11:第1絕緣層 16 1271521 12:内層電路 13:測試導體 20:第2導體層 30:第3導體層 40:第4導體層 32、42:高頻電路 33:貫穿孔 69:同軸電纜 100:主體筒 100A:主體筒 100B:主體筒 101:插座 102、102B:螺釘部 104、104A、105:絕緣套管 106、106B、114:凸緣 108:絕緣環 110:探針單元 111、111A、111B:探針 112:支架 113、113A:彈簧 120、12GB:接地電極 120A:外罩 12卜121A、121B:接觸端緣 124:空間 1271521 126:螺旋彈簧 P:探測器 L:積層板

Claims (1)

1. l27lS2i 十〗申凊專利範圚 電路上；於:=;有之蝴電路積额的㉞ 探針，用以在 · 導 體層相接觸； μ積層板内和形成高頻電路之内部 一接地電極， 層，其中 “接觸該㈣導體層和其他的導體 高頻信號傳送到導:阻::則量器’並將由此而來的 傳送到測量器，i 然後將由此反射的高頻信號 接觸端端緣’接觸其他導體層，且兮 其中該探 相對於該接地電極在方〜者忒振針的軸向， 抗刪往後押的-後前方:置和，反 ^時’ ϊ探針的一部分係接觸該接地電極，°在s前方位 守，该探針係從該接地電極離開。 退位置 2. 如申請專利範圍第i項所述的探測哭 電極係，由接地電極本體和在接地電極本體㈣=接地 如的外罩所組成，且於該外罩上形成 =衣卸自 端緣。 I極的該接觸 3. 如申請專利範圍第2項所述的探測器 緣，設在該探針上，其中該探針移動到該前 凸 垓探針的該凸緣係，接觸該外罩的内 時，設在 ，Μ罙針移動到該 19 1271521 後退位置時，該凸緣係離開該外罩。 4·如申請專利範圍第丨項所述的探測器，其中上述的 探測器，在後端備有連接從阻抗測量器伸出的同軸電纜的 插座’插人該插座的同軸電㈣中心、導體係連接到該探 iU接在该插座外周的該同軸電纜的外側導體係連接到 邊接地電極。 + 5.如中請專利範圍第1項所述的探測器，1中談接祕 电極的該卿端緣係由導電橡膠做成。 ’、μ 8·如申請專利範圍第ljp，動連接。 探針和該接地電極之間^崎相探測器，其中介於該 正切材料形成。 、；丨电質是由低介電常數和低介電 9.如申凊專利範圍第丨 10·如申凊專利範圍第 、、 極係由設在該支撐筒 、所4_測11，其中該接地 合。 D後方的後方構件和彈簧構件所 該探針及支撐該探針的支/所述的探測器，其中於圍繞 著該探針的軸向自如地移動每筒的外周上，該接地電極係沿 電 έ士人 、、、口口 的彈簧 12·如申兩 u·如申請專利範圍第 更構件是螺旋彈簀。 、所述的探測器，其中上对 12·如申諸專利範圍第 項所述的探測器，其中上站 20 1271521 的後方構件係沿該支撐筒的轴向自如移動，用以連接到外 部的致動元件，利用致動元件移動到軸向的前方，將該接地 電極的該接觸端緣按所定的接觸壓接觸到作為對象的該導 體層。 21 1271521 七、 指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（4 )圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 100:主體筒 101:插座 102、102B:螺釘部 104、104A、105:絕緣套管 106、106B、114:凸緣 108:絕緣環 110:探針單元 111:探針 112:支架 113:彈簧 120:接地電極 121:接觸端緣 P:探測器 八、 本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學 式：