JPH0275948A - プリント配線基板の評価のための非破壊的方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、含水率、積層剥離および傷等の表面服疵（欠
陥）を含むプリント配線基板の諸特性評価のための方法
に関する。さらに詳しくは、本発明はこれら基板の評価
を下すために使用する非破壊的方法に関する°。

〔従来の技術〕

多重積層セラミック・プリント配線基板（略称　ＰＷＢ
）は、電子回路の実装密度を向上するために保護プログ
ラム゛（計画）において、大きな役目を果たしている。

アセンブリ・プロセス（組立工程）において潜在的な欠
陥基板の早期発見のために、非破壊的テストの有効性が
製品の信頼性を大きく向上させている。更にそのような
非破壊的テストは、このセラミック・ＰＷＢの製造にお
けるプロセスの変数（ｖａｒｉａｂｌｅｓ）を最適化す
るためにも有効であろう。

これらのテストは、直流（ＤＣ）バイアスとの組合わせ
において、湿気に晒されること（ｈｕａｓｄｌｔｙ　ｅ
ｘｐｏｓｕｒｅ）が多重積層（ＰＷＢ）におＬＳでショ
ート（短絡）を発生させることを明らかにしてくれる。

したがって、このＰＷＢが回路アセンブリ（組立工程）
以前に湿気が無いこと（ｍｏｉｓｔｕｒｅ　ｒｒｅｅ）
を確認することは重要である。１つの選択としては、回
路アセンブリ以前に全てのプリント配線基板を加熱およ
び脱水（ｄｅｈｙｄｒａＬｌｏｎ）することである。

この脱水工程は、湿気に晒されたＰＷＢのために確かに
有効となり得る。しかし、本発明の以前には、湿気除去
がいつ完了したかを知らせる簡単な方法がなかった。そ
の上、多くのプリント配線基板が、乾燥を必要としない
ような（湿気のない乾燥した）状態で保管されていた。

このＰＷＢの乾燥の必要性についての不明確性をなくす
ためには、ＰＷＢの含水率についての情報を提供するよ
うな簡単で便利で、しかも信頼性の高い非破壊的選別工
程（Ｓｃｒｅｅｎｉｎｇ　ｐｒｏｃｅｓｓ）を提供する
ことが願われる。

［発明が解決しようとする課題］ また、多重積層セラミック・ＰＷＢは積層剥離を受けや
すい。しかし、積層剥離の大きな場合には視覚的にそれ
が識別され得るが、その積層剥離が探知されるのが困難
な場合もある。したがって、でき得るＰＷＢ積層剥離の
検知および選別を提供する必要性もある。

ＰＷＢは一般にガラスまたはプラスチックの被膜で覆わ
れている。この被膜は、ＰＷＢの内ニ湿気が拡散するこ
とを防ぐために設けられている。

回路アセンブリ以前の搬送および取扱いの間に、この外
側の保護被膜に゛何度も傷が付いてしまう。

この傷が保護被膜によって得られる湿気防止を阻害して
しまったか否かを視覚によってのみ確定することは不可
能である。よってＰＷＢ内に湿気が授人するほどに保護
被膜が破損されているか否かを確定するためには、その
傷付きＰＷＢを選別するために使われる簡単で効果的な
信頼性の高い非破壊的工程を提供することが願われる。

更にまた、組立て製造工程の変数をｒβ１するためにも
、組立て製造直後のＰＷＢの諸特性をモニタする非破壊
的方法を提供することが望まれる。

［課題を解決するための手段および作用］この発明によ
ると、非破壊的方法はプリント配線基板の多数の異なる
特性を評価するために提供される。この方法はプリント
配線基板の多くの重要な特性を監視し評価する、簡単で
、且つ信頼性のある方法である。この方法は電気化学イ
ンピーダンス・分光学（ｓｐｃｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を
利用することに基づいている。さらに詳しくは、この方
法はまた、ＰＷＢに印刷または形成されたコンダクタ・
パターンと、他のコンダクタ・パターンとの間に生じる
交流（略称　ＡＣ）インピーダンス・スペクトラを得る
ものである。その、他のコンダクタは、ＰＷＢの第２コ
ンダクタ・パターンまたは電解液を介して接続されてい
る外部電極であってもよい。

ｆｒｓ２のコンダクタ・パターンが計７１Ｐ１のために
使用されるとすると、そのパターンは、第１のパターン
と同じ層上、あるいは、絶縁材により第１の層から分離
された異なる層上における別のパターンであってもよい
。

そのようなＡＣインピーダンス・スペクトラは、約０　
、　１　（＋ｇｌｌｚ）　ミリヘルツ　〜２０　（ｋＨ
ｚ）キロヘルツの周波数範囲における測定時に、プリン
ト配ｔ！ｉｌｎ板の特性についての有益な情報を提供し
てくれることが発見され°た。ＰＷＢにおける含水率。

積層剥離、内部積層厚、および表面の特徴などの差異は
、ＡＣインピーダンス・スペクトラを応用することによ
り検知可能であることが解った。

電子回路のＡＣインピーダンスは、与えられたＡＣ周波
数における２つの変数によって特徴づけられる。最も一
般的に−、この２つの変数は、そのインピーダンスの絶
対値ＩＺ１と、位相角θである。本発明のテストされた
容量性回路（ｃａｐａｃ　Ｉ　ｉ　ｌ　ｖｅ　ｃｉｒｃ
ｕｉｔ）は、０°〜−９０°のマイナスの位１０角θを
もっている。しかしながら、仕様上においては簡単のた
めに、このマイナス符号は省略される。

本発明の一特徴として、プリント配線基板の含水率は、
２つのコンダクタ・パターン間におけるＡＣインピーダ
ンス・スペクトラの計測と、脱水された標準的基板のＡ
Ｃインピーダンス・スペクトラとの比較によって速やか
に、そして簡便に確定され得る。

その他の特徴としては、プリント配線基板の積層剥離の
程度についても、このＡＣインピーダンス・スペクトラ
の測定によって確定され得る。更に、ＡＣインピーダン
ス・スペクトラは基板の内部積層の厚さに関する情報を
提供するだけでなく、プリント配線基板上に使用されて
いる保ｒｇ！披膜の特性を評伍するために利用できる。

本発明は、特に製造組立中にプリント配線基板を評価す
るときに使用されることが適している。

この種の評価方法は、最適条件を得るために製造者が操
作パラメータを調整できる。更にこの方法は、ＰＷＢの
含水率、積層剥離おｊ：び保護被膜の保全性が、ある範
囲内に収まるようにすることを確実にする品質管理にお
いて使われる広い用途をもっている。

上記した事項と、その他の特性および本発明が備えた利
点については、以下に続く詳細な説明を添付図面と合わ
せて参照することによって本発明がより深く理解された
ときに更に明白になるであろう。

［実施例］ 本発明は、交流電流（ＡＣ）インピーダンス・分光学が
プリント配線基板（ＰＷＢ）の多くの特性を評価するた
めに使うことができるとの発見に基づいている。。ＡＣ
インピーダンス・分光学（いわゆる電気化学インピーダ
ンス・分光学として知られているもの）は、金属−絶縁
体システムの特性調査のための強力なツールとして最近
出現したものである。元来この技術は、有機材被覆（コ
ーティング）の下の腐食過程の性質を調べるために開発
されたものである。（Ｍ、ケンデイグ他　著　「抑制剤
およびポリマ・コーティングによる腐食防１１−のため
のインピーダンス・分光学の応用Ｊ　　Ｎｏ、７４．腐
食　８５．ナセ、ヒユーストン。

テキサス、１９８５年３月）　　　（Ｍ、　Ｋｅｎ旧ｇ
　ｅｔ　ａｌ、　　”　　Ｔｈｅ　　ＡｐｐＨｅａＬＩ
ｏｎ　　Ｏｒ　　Ｉｍｐｅｄａｎｃｅ　　５ｐｅｅｔｒ
ｏｓｃ。

ｐｙ　Ｔｏ　Ｔｈｅ　Ｅｖａｌｕａｔｉｏｎ　０ｒＣｏ
ｒｒｏｓｉｏｎ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ！３ｙ　Ｉｎ旧
旧ｔｏｒｓ＾ｎｄ　Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｃｏａｔｉｎｇｓ
　’　、ＰａｐｅｒＮｏ、　７４．　Ｃ０ＲＲＯ３ＩＯ
Ｎ　８５．　ＮＡＣＥ、　ｌ１ｏｕｓｔｏｎ、　Ｔｅｘ
ａｓ。

Ｍａｒｅ！１１９８５　）。

ＡＣインピーダンスｄｌ定を行なうための装置およびシ
ステムは良く知られている。

ＡＣインピーダンス１ｌＦＩ定システムは、ニューシャ
ーシー州プリン七トンのＥＧ＆Ｇブリシセトン・アプラ
イド・リサーチ社などの会社により製品化されている。

提供されているシステムは、モデル３６８−　Ｉ　Ａ　
Ｃインピーダンス測定システムと呼ばれ、これは前記Ｅ
Ｃ＆Ｇブリンセトン・アプライド・リサーチ社から出さ
れた製品である。その詳しい事項は以下に続く例におい
て述べられる。

ＡＣインピーダンス１ｌＦＩ定システムは、約０．１ｓ
ｌｌＺ　〜　２０　ｋＨｚの周波数範囲でスペクトラを
７１１７定でき、５ボルトまでの電圧を供給することが
可能なものであれば、慣例的に使われている他のどのよ
うなＡＣインピーダンス測定システムでも使用可能であ
る。

本発明は、プリント配線基板上の２つのコンダクタ・パ
ターン間におけるＡＣインピーダンス・スペクトラの計
ｉｌｌと、１つのコンダクタ・パターンと外部電極との
間のＡＣインピーダンス・スペクトラをａｌ定すること
を包含している。この発明はまた、エポキシ・ガラス、
ポリイミド・ガラス。

およびセラミック・ＰＷＢを含む広範なプリント配線基
板の応用例を持っている。この方法は、単積層または多
重積層ＰＷＢを評価するために使われると共に、銅、銅
合金および（コンダクタ・）パターンを形成するために
一般に使われる他の金属等からできたコンダクタ・パタ
ーンと共に使われる方法である。ＡＣインピーダンス・
スペクトラはまた、異なるＰＷＢ積層におけるコンダク
タ・パターン間、または、単積層におけるコンダクタ・
パターン間において測定することができる。

もちろん、１コンダクタ・パターンと、電解液（ｅｌｅ
ｅｔｒｏｌｙｔｅ）内の１外部電極との間のハ１定もで
きる。この発明は特に、銅製コンダクタ・パターンを備
えた多重積層セラミック・ＰＷＢの評価のための好適実
施例である。下記の詳細な記述は、本発明が他種類のＰ
ＷＢに適用するための広範な応用例を持つことは理解で
きるので、銅製コンダクタ・パターンを備えたセラミッ
ク・ＰＷＢについての説明に限定されている。

ＡＣインピーダンス・スペクトラにより評価が下され得
る多重積層セラミック・ＰＷＢの１つの特性は含水率に
ある。この含水率は、多重積層板に少なくとも１組存在
するコンダクタ・パターン間のＡＣインピーダンスψス
ペクトラを７１１１定することによって評価される。０
．１ｍ１ｌｚ　　〜　２０ｋＨｚの周波数範囲内の測定
時において、インピーダンス・スペクトラは湿度レベル
により異なる値を示すことが発見された。湿気のない場
合には、１組のコンダクタ・パターンは純粋なコンデン
サの役目を果たし、ｌｏｇ（インピーダンスの太きさ）
対ｌｏｇ　（現周波数）、またはｌｏｇ（位相角）対ｌ
ｏｇ　（現周波数）を表すグラフは、直線になるべきで
ある。しかし湿気のある場合には、インピーダンス・ス
ペクトラは上記の乾燥した回路基板により提供された直
線スペクトラのグラフ線から偏移する。ｌｏｇ（位相角
）対１０ｇ（現周波数）を表すグラフの曲線は、ｌｏｇ
　（インピーダンスの大きさ）対ｌｏｇ　（現周波数）
のグラフの曲線よりも湿気の度合いに対してさらに敏感
で顕著である。それに加えて、両種類のＡＣインピーダ
ンス・スペクトラは共に、０　、　　Ｉ　Ｎｌｚ　　〜
１０　ｋＨｚの周波数範囲内では特に湿気の度合いに敏
感である。

多重積層セラミック・ＰＷＢ内における湿気の有無を決
定する特性情報は、単なるＡＣインピーダンス・スペク
トラの羅列および、コンダクタ・パターンが純粋なコン
デンサの役目を果たしているか否かを測定することによ
り得られる。更に、含水率が既知な標準的ＰＷＢのＡＣ
インピーダンス・スペクトラを測定することで、その特
性情報は得られる。含水率が不明なＰＷＢのスペクトラ
は、その含水率のおおよそのレベルを予測するために、
所望により標準的なＰＷＢのスペクトラと比較すること
によって得ることができる。

第５実施例に示すとおり、湿気は多重積層セラミック・
プリント配線基板（ＰＷＢ）内の全ての積層に亙って分
布していることがわかる。従って、全範囲の含水率を正
確に測定するためは、多重積層板の１領域内のコンダク
タ・パターンのＡＣインピーダンス・スペクトラを測定
することが必要なだけである。しかし所望により、数組
のコンダクタ・パターンのインピーダンスを測定しても
よい。多重積層セラミック・ＰＷＢ内における数組のコ
ンダクタ・パターンのＤＣレジスタンス（抵抗値）は、
通常的１０　’　ｏｈｍｓ　　〜１０　”ｏｈｍｓであ
る。一般に、適性電圧増幅は、測定応答値がバックグラ
ウンド・ノイズ（暗騒音）から明確に区別されて抽出さ
れるように、低電圧に設定される。

高電圧増幅は、特に被試験回路が非直線特性要素を含ん
でいる場合には、歪んだ応答をもたらす。

この非直線特性は、ＰＷＢ内の１コンダクタ・パターン
と電解液を介して接続されている１？ｔ！極との間の測
定が行われる時に現れる。

ＡＣインピーダンス・スペクトラを使ってＡＰｊ定し得
る他の特性は、プリント配線基板の積層ｚｌｌ　Ｍに関
してである。積層剥離が在るときには、スペクトラムの
各点におけるインピーダンスは、積層剥離の生じない基
板のインピーダンス値から更に大きなインピーダンス値
に増やされる。この効果は、積層剥離を生じた基板の場
合の各点と、積層剥離の生じない基板の場合の実線とを
共に描写した第２図を見ればわかる。ＡＣインピーダン
ス・スペクトラはまた、プリント配線基板の内部積層の
厚さの情報を提供するためにも使用できる。

ＡＣインピーダンス・スペクトラはさらに、セラミック
ＰＷＢ上に慣例的に施されている保護被膜における傷の
影響を評価するにも非常に便利であることがわかった。

一般に、セラミックＰＷＢは薄いガラス被膜によって保
護されており、このガラス被膜はセラミック積層による
湿気の吸収を防止する。仮にこの被膜が傷付けられれば
、湿気侵入のｉＩ能性により、−船釣にはその基板全体
が用をなさないものとなる。本発明によれば、そのよう
な傷付けられたＰＷＢのＡＣインピーダンス・スペクト
ラは、その保護被膜が実際に湿気に侵入されているか否
かを決定するために測定される値である。

ＡＣインピーダンス・スペクトラの測定はまた、当該プ
リント配線基板が含水率、積層剥離、内部積層の厚さ、
および１表面被膜特性等に関しである要求を満たしてい
ることを保証するための品質管理試験としても有用であ
る。この品質管理試験は、プリント配線基板が製造され
、その設計仕様と合致する標準的なＰＷＢのＡＣインピ
ーダンス・スペクトラと、当該ＡＣインピーダンス拳ス
ペクトラとを比較した後に、当該プリント配線基板のＡ
Ｃインピーダンス・スペクトラを測定することによって
行われる。

本発明の実例は以下の如くである。

第１実施例　　　ＰＷＢ積層剥離の評価３　”　ｘ　　
４−（７，８２Ｘ　ＩＯ，１６ｃｍ　）の２つの類似な
ＰＷＢは、その電圧および接地面における対応するイン
ピーダンス・スペクトラを１ＹＦ１定することにより評
価されたものである。この２つのＰＷＢは、銅製コンダ
クタ・パターンを備えた普通の多重積層セラミックＰＷ
Ｂであった。上記２つの基板の違いは、一方の基板には
っきりした積層ｉｌｌ　Ｍが含まれていることのみであ
る。

そのインピーダンス・スペクトラは、ＥＧ＆Ｇプリン七
トン・アプライド・リサーチ社（ＰＡＲ）製のＰＡＲモ
デル３６ｇ　　ＡＣインピーダンス測定システムの使用
によって得られた値である。第１図にこのモデル３６８
システムの概略図が示されている。本システムは、２台
の５１／２”（１４，０ｃｍ）ディスクドライブ１２に
接続されているパーソナル・コンピュータ（ＰＣ）１０
を備えている。このコンピュータはまたプリンター１４
と陰極線チューブ（ＣＲＴ）デイスプレー１６に接続さ
れている。このコンピュータはＰＡＲモデル３６８ＡＣ
インピーダンス・ソフトウェアシステムとしてプログラ
ムされた。テスト対象（被試験体）ＰＷＢ　１８の中の
一対のコンダクタ−パターンは、ＰＡＲモデル２７６イ
ンターフエース・プラグイン２２と結合されているＰＡ
Ｒモデル１７３・ポテンシオスタット／ガルバノスタッ
ト２０と接続されている。ユニット２０および２２は、
コンピュータ１０に順次接続されたＰＡＲモデル５０２
６・コンピュータ制御ロックイン・システムに接続され
た。同様なＰＡＲモデル３６８ＡＣインピーダンス−ａ
ｐｌ定システムは、インピーダンス・スペクトラをａｐ
ｌ定するために、ここに記述した実施例の全てに使用さ
れた。

上記システムにより得られた２つのＰＷＢのインピーダ
ンス・スペクトラは、第２図に図示されている。実施例
１〜６および実施例８〜１０における２つのターミナル
測定のためには、Ｍ１７８エレクトロメータ・プローブ
２１がｒカウンタ・エレクトロード（対向電極）」リー
ド線２３と接続された。（第２図中の）実線は、顕著な
欠陥の無いＰＷＢのスペクトラムを表す。見てのとおり
、欠陥（例えば、積層剥離）ＰＷＢは、測定可能範囲に
おいて正常な基板と比ベインピーダンス値が大きい。本
実施例は、このインピーダンス−スペクトラの４−１定
か、積層剥離可能なＰＷＢの選別のために便利な方法で
あるとして提供した一例である。

第２実施例　　ＰＷＢの湿度バイアス効果の評価 湿度とＤＣバイアスを基板に加えたときに短絡破損を進
行する傾向と位相角（θ）データとの相関関係を示すた
めにテストが行われた。これらのテストのためには、Ｏ
ＣＡ精密科学社製の真空乾燥機（カタログ番号は８８３
５１　）が、雰囲気室として使用された。このメタルリ
ッド（ｍｃｔａｌｌｉｄ）は、多数の電子フィードスル
ー（プリント基板）を含む網グラス（ｐｌｃｘｌｇｌａ
ｓｓ）の１ブロツクと置き換えられた。ヒーターの温度
設定は、８５＠Ｃに保たれた。対応する湿度はその雰囲
気室の底部に４８Ｗ【・％グリセリン溶液２００ｍ１入
りのビー力を設置することで、公称８５％に制御された
。５ＶのＤＣバイアスは、各ＰＷＢの電圧および接地面
間に印加された。雰囲気室のふたの内部の凝縮（液化）
は、赤外線灯からの放射熱によって防１１−されたもの
である。湿度−バイアス露呈の前後のインピーダンス・
スペクトラの値は、第３図および第４図に典型的基板に
対して図示されている。

四角形印は湿度−バイアス露呈後のスペクトラを表し、
実線は露呈前のスペクトラを表す。４枚のＰＷＢにおけ
る一連のテストを通じて０，１ｌｌｚで測定された位相
角（θ）の変化が、市場提供者から受けた（ＲＥＣ−Ｄ
）ＰＷＢの値だけでなく、表１にも表わされている。湿
度−バイアス露呈は、純粋な容量特性からの偏差（ｄｅ
ｖｉａｔｉｏｎ）を明らかに増加させた。湿度−バイア
ス露呈後にその基板に行われるＤＣレジスタンスのｌ−
１定は、短絡回路が９０°からの位相角の最大偏差を示
す２つの基板において作られることを示した。

これらのテストは、位相角における偏差は空気中におい
て基板を加熱することにより、逆転できたことを示して
いた。湿度によって生じた位相角の観測変化と結び付く
このａ？１定結果は、低周波数における位相角が基板の
含水率に敏感であることを表している。

従って、ＰＷＢのＡＣインピーダンス−スペクトラ測定
は、基板の含水率に関する有益な情報を提供するととも
に、ＰＷＢが繊細な電子装置に使用する必要な低含水率
の要求に合致することを保証するためＰＷＢを選別する
便利な選別方法を提供することが明らかである。

表１．　インピーダンス位相角における湿気／バイアス
　露呈の効果 和動　基板　基板　基板　基板 時間　　１　２　３　４ ２Ｂ（値）　　　−４０３０６０９０ 湿気／バイアス　６　１０　１０　９０　９０湿気／バ
イアス３０　１０　１０　１０　５０湿気／バイアス５
４　１０　１０　１０　３５１１０°空気　６２　９０
　３５　８０　９０湿気／バイアス７０　２０　１０　
４０　７０＊注意 湿度　８５°Ｃ，５Ｖ　　ＤＣバイアス第３実施例　　
　ＰＷＢ含水率の評価 第５図および第６図には、２つの製造元からの３枚の３
”×　４”多重積層セラミックＰＷＨにおける電圧およ
び接地面板間で記録されるインピーダンス・スペクトラ
が図示されている。

高周波数においてこれら３枚の基板は、純粋なコンデン
サに類似している。すなわち、−１の傾斜、ｄ　（ｌｏ
ｇ　Ｚ）　／　ｄ　（ｌｏｇ　ｆ　）および、９０’に
近い位相角を示している。

しかしながら、低周波数においては、位相角（および、
より少ない程度までのインピーダンスの大きさ）は、理
想的なコンデンサの特性から偏移しはじめた。この偏移
は基板内の漏れ抵抗に起因すると思われる。インピーダ
ンス・スペクトラおよび位相変化スペクトラの両方は、
それぞれの基板が異なる含水量を含んでいることを示し
ている。ＡＣインピーダンス・スペクトラにおける差異
は、そのインピーダンス・スペクトラよりも位相変化（
第６図）におけるもののほうがより明確に示される。し
かしながら、両方のスペクトラは共に、その基板の含水
率の違いを示ず６益な情報を提供する。

第４実施例　　表面損傷および耐湿性の評価光に述べた
如＜、ＰＷＢにおけるガラス保護膜層の表面損傷が、そ
の保護膜層によって得られる耐湿性を与えるに十分であ
るか否かの決定をすることは困難である。この実施例は
、ＰＷＢのガラス保護膜層の表面損傷が、基板の耐湿性
を減少するに極めて十分であるか否かを判断するための
一般の方法を用いるときのこの発明の方法を示したもの
である。

最下層に保護ガラス膜を設け、２”×　２”（５ｃ■ｘ
　　５ｃｍ）の２０個の多重積層セラミック・ＰＷＢは
、ガラス膜の傷の数および深さに基づいて硯覚的に洛付
けされていた。ＰＷＢは製造から供給された単一のロフ
トの全てであった。インピーダンス・スペクトラは、供
給された基板に記録されており、ＭＩＬ−３−２０２Ｆ
　（電子および電子構成要素のためのテスト方法）およ
び１０６Ｆ（テスト方法）に従って湿度および温度（Ｈ
／Ｔ）雰囲気に３日間晒された後、ふたたび、記録され
た。この湿度露呈に引き続いて、基板は１１ｏ０Ｃで空
気中において長期加熱されることで再度乾燥サレる。表
２は、ｒ傷の格付け（ランク）」の−覧表であり、テス
トを通じて各基板の０．１１Ｊｚにおける位相角の変化
を示している。後者の変数はこの後「インピーダンスの
格付け」として参照される。湿度サイクル（繰り返し）
に３日間晒されると、殆ど全ての基板に実質的な湿気の
侵入が生じた。ただ２つの一１外を除き、全ての基板は
９０＠よりもＯ″に近いθの値を呈した。

表２．　　傷の付いた基板のインピーダンス格付け（０
，１Ｈｚ　　における位相角）湿度／温度サイクルの効
果 乾燥４　　／！Ｉｌ／温　乾燥４　乾燥７傷　　　　時
間＠　サイクル　［］＠に１＠１．９　　８０　　　　
８０　　　　１５　　　　８０＊注意 ２０・・・最良、　　１・・・最悪 表２は、基板の傷のランクと基板のインピーダンスの格
付けとの間には、密接な関係はなかったことを表してい
る。したがって、板にその基板がその表面損傷の程度に
おいて種々穴なったものであっても、他のいくつかの要
素（おそらくガラスの吸水性に関連すること）は、湿気
侵入に対する感受性を明らかに制御していた。

ＰＷＢ内のより大きな剥離判別のために、第２の一連の
テストが行われた。このテストは、１３０′Ｃの蒸気圧
力釜の中に（ＰＷＢを）２時間式れる湿度露呈を採用し
た。ＡＣインピーダンス・スペクトラの７１−１定結果
は、第７図に示されている。

見ての如く、基板の傷のランクと湿気侵入に対する感受
性との間にはやはり相関関係がなかった。

この事は、ＰＷＢのガラス波膜における傷の視覚的検査
が、その被膜によって得られる耐湿性の信頼できる指標
とは成り得ないことを示している。

しかし、ＡＣインピーダンス・スペクトラ（値）は、傷
の付いたＰＷＢにおいて、傷がガラス被覆により得られ
る耐湿性に悪影響を与え、それゆえに基板を破棄するこ
とになるに十分厳しいものであるか否かを決定するため
の傷付きＰＷＢを検査するための迅速で便利な、しかも
信頼できる方法を提供するものである。

第５実施例　　多重積層ＰＷＢにおける湿気分布の評価 第４実施例において使用された１２枚の傷付き基板は、
ＡＣインピー　ダンス・スペクトラにより決められたイ
ンピーダンスの格付け０の基板が少なくとも７５°にな
るまで乾燥された。さらに、幾つかの基板は金属化パッ
ド・コンタクト（接点）に対してシング、ル・ターミナ
ル・アクセスを提供するために結線された。これらの基
板を用いることで、インピーダンス・スペクトラは、当
該基板の内部積層および外部積層の両ｈ°に’ｔ−ｊ　
Ｌ、て比較できた。この内部積層のデータは電圧および
接地面間の通常のΔＰ１定により得られ、また外部積層
のデータは電圧およびパッド面間のインピーダンス計１
定によってｊ′７られた。

第８図は、内部および外部積層の０．１Ｈｚにおけるイ
ンピーダンスの格付は値を、さまざまな露呈の後におい
て比較した図である。妥当な近似値に対して、単一の傾
斜の直線上に存在する点は、内部および外部積層の含水
率の間に差が無いことを事実上表している。この発見は
基板上のガラス表面積層は湿気侵入の制御因子であると
いう観点に一致している。従って、それらの湿気侵入に
対する感受性に関する基板間の観７１−１される相違は
、ガラス層の透過率の変化を反映している。ガラス層が
一度でも湿気に侵入されると、ＡＣインピーダンス・ス
ペクトラは、湿気が多重積層ＰＷＢのすべての層全体に
分散し、均一に平均化することをことを示している。

第６実施例　　適合した波田の評価 ハリＬ／　ン（ｐａｒｙｌｃｎｅ）　（ｍ全パラキシレ
ン）の適合被覆を施された６枚の基板が与えられ、含水
率の再チエツクが行われた。これらの基板は、ＭＩＬ−
ＳＬ−２０２Ｆ、方法１０６　Ｅ　Ｉ、：従い、２４時
間の湿度および温度サイクルに晒された。そのテスト中
に肺１定された位相角は、表３に要約されている。この
表によれば、このパリレン被覆は２４時間の湿度サイク
ルテストにおいても湿気の侵入を完全に排除したことを
示している。上記と同じ時間（湿度サイクル）内で晒さ
れた被覆されていない基板は、顕著な湿気の侵入によっ
て完全に害され、このテスト中にはこれら基板に対する
インピーダンスの格付けは、１８″から６９°に低下し
た。

表３．　　インピーダンス位相角における各種処理の効
果 基板　　　　　　　　　パリレン　湿度番号　　　乾燥
１　　　被覆−サイクル３つ ９６２　・　　　　　８５　　　　　　　　　　　　　
　　１６９８３　　　　　　８７　　　　　　　　　　
　　　　　　　６．９１十意　１．　各種乾燥処理対策
がとられた。

２、　パリレン被覆加工の適用後に測定３、　２４時間
・温度および湿度サイクル後に測定された。

第７実施例　　プロセス制御の評価 ＰＷＢ上に最終仕上層を形成するために使用されるオー
ブンのタイプが、その仕上層の多孔率に影響を与えるこ
とを立証するために、比較テストが行われた。Ａ　、Ｃ
インピーダンス・スペクトラのＡＩ定は、基板内の金属
蒸着層と外部対向電極との間で行なわれた。第９図に示
す如く、少し異なる回路１８Ａは第７実施例中のような
７１−１定のために使用された。これらのΔ−１定は１
コンダクタ・パターンと１外部対向７代極との間で行わ
れ、この両者は通常の電解液の中に浸されていた。この
場合、Ｍ１７８エレクトロメータ（電位計）のプローブ
２５は、第１〜第６実施例および第８〜第１Ｏ実施例の
場合の対向電極リード２３．に直接接続される代わりに
、同じ電解液に浸された基準電極（例えば、飽和したカ
ロメル（ｃａｌｏｓ＋ｅｌ）電極等）に接続された。

基板と対向電極との接続は、この２つを電解液である塩
化ナトリウムの３モル溶液中に浸すことによって達成さ
れた。そのインピーダンス・スペクトラは、グレイジン
グ（仕上げ）操作のために使用される（対流型、または
、赤外！４２）乾燥用オーブンのタイプに質的な依存性
を示した。その結果は、インピーダンス・分光学が仕上
層の特性についての情報を提供し、それゆえにこの分光
学は、セラミック回路基板の製造における工程変数を最
適化するためのツールを提供する。

第８実施例　　ＰＷＢ内部積層厚さの評価２０　ｋＨｚ
の周波数において測定された２”×２”の多重積層セラ
ミック基板の電圧面（ｖｏｌＬａｇｅ　ｐｌａｎｅ）と
接地面との間のインピーダンスの大きさは、約１５ｋｉ
ｌｏｈｓｓであった。この値は、約５３０ピコフアラツ
ド（ｐ「）のキャパシタンス（静電容量）に相当する値
である。内部積層の厚さ、およびインシュレータの誘電
率の公称値を用いて算出されたキャパシタンスの期待値
は、５００ｐｒである。キャパシタンス値におけるこの
一致は、ＡＣインピーダンス・分光学がＰＷＢの誘電積
層の厚さにおけるロット毎の壺化を区別するために必要
な所要の感度を提供することを示している。

本発明の典型的な実施例を記述したが、開示事項は単な
る例であり、この発明の範囲内で種々変更が成されるこ
とは、適業技術に精通する者によって気付かれるべきで
ある。従って、本発明は上述した実施例に限定されるも
のではなく、前述した請求範囲によってのみ限定される
。

［発明の効果］ 本発明によれば、請求範囲に記述した事項を実施するこ
とにより、ＰＷＢの含水率、積層剥離および表面の傷を
含む基板の諸特性を評価するため、更には、組立製造工
程における変数を予測するための、簡単で効果的な信頼
性の高い非破壊的評価方法を提ｔｔｔすることが可能と
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、プリント配線基板（ＰＷＢ）のＡＣインピー
ダンス・スペクトラを得るために利用されたＡＣＣイン
ピーダンス定システムの例を示す図、 第２図は、積層剥離したプリント配線基板（ＰＷＢ）お
よび、構造上の健全なＰＷＢの周波数スペクトラを、イ
ンピーダンスの大きさと比較した図、 第３図は、湿気化され、その後乾燥されたプリン！・配
線基板（ＰＷＢ）の現周波数スペクトラをインピーダン
スの大きさと比較した図、第４図は、第３図と同じＰＷ
Ｂの現周波数スペクトラを、位相角と比較した図、 第５図は、異なる３つのＰＷＢの現周波数スペクトラを
インピーダンスの大きさと比較した図、第６図は、第５
図と同じ異なる３つのＰＷＢの現周波数スペクトラを位
相角度と比較した図である。 第７図は、ＰＷＢのインピーダンス格付けと、表面損傷
の程度との相関関係を導くためのテスト結果のグラフ図
、 第８図は、種々な含水率をもつＰＷＢの内部積層と外部
積層とのインピーダンスの（格付け）分布図で、その分
布は、多重積層ＰＷＢの異なる積層における含水率のそ
れに類似した分布を示す図、第９図は、コンダクタ・パ
ターンと基準電極との間でＩＩＰ１定が行われる際に使
用された回路の配線図である。 １０・・・パーソナル・コンピュータ（ｐｃ）、ｔ２、
・、ディスクドライブ、１４・・・プリンター、１６・
・・陰極線チューブ（ＣＲＴ）デイスプレー、１８６１
．テスト対象（被試験）ＰＷＢ、２０・・・ＰＡＲモデ
ル１７３・ポテンシオスタット／ガルバノスタット、２
１・・・Ｍ１７８エレクトロメータ・プローブ、２２・
・・ＰＡＲモデル２７６インターフエース・プラグイン
、２３・・・対向電極リード線。 出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦１　　　９　
　　Ｓ　　　７　　　！　　　Ｉｔ　　　１３　１５　
１７　　１つ傷のランク βセ・８・ 内　旨１；［ミ　ｄ　）１１！

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. （１）　コンダクタ・パターンを有する、少なくとも１
   積層を含むプリント配線基板の特性を評価する方法にお
   いて、前記プリント配線基板の特性を評価するために、
   約０．１ｍＨｚ（ミリヘルツ）〜２０ｋＨｚ（キロヘル
   ツ）の範囲内の周波数にわたり、前記コンダクタと他の
   コンダクタとの間の交流インピーダンス・スペクトラを
   測定することを特徴とするプリント配線基板の特性を評
   価するための非破壊的方法。
2. （２）　評価される前記特性が前記プリント配線基板の
   含水率である請求項１に記載の方法。
3. （３）　前記交流インピーダンス・スペクトラが測定さ
   れる周波数は０．１Ｈｚ（ヘルツ） １０Ｈｚ（ヘルツ）である請求項２に記載の方法。
4. （４）　評価される前記特性は前記プリント配線基板の
   積層剥離である請求項１に記載の方法。
5. （５）　評価される前記特性は前記プリント配線基板の
   内部積層の厚さである請求項１に記載の方法。
6. （６）　前記プリント配線基板はガラス被膜を有し、前
   記ガラス被膜の特性が評価される請求項１に記載の方法
   。
7. （７）　前記交流のインピーダンス・スペクトラが測定
   される周波数は０．１Ｈｚ〜１０Ｈｚである請求項１に
   記載の方法。
8. （８）　前記プリント配線基板は、多重積層セラミック
   ・プリント配線基板（ＰＷＢ）である請求項１に記載の
   方法。
9. （９）　前記交流インピーダンス・スペクトラを決定す
   るために使われる電圧は約１．０ボルト以下である請求
   項１に記載の方法。
10. （１０）　前記相互間のインピーダンス・スペクトラを
    測定するために使われる電圧が約０．１ボルト以下であ
    る請求項９に記載の方法。
11. （１１）　前記プリント配線基板は、１コンダクタ・パ
    ターンを形成する２つの前記積層と前記２積層間の絶縁
    材とから構成され、前記２積層間の前記スペクトラカリ
    が設定される請求項１に記載の方法。
12. （１２）　前記１積層が２つの離間したコンダクタ・パ
    ターンにより構成され、前記スペクトラは前記１積層上
    の２つの前記コンダクタ・パターンとの間において測定
    される請求項１に記載の方法。
13. （１３）　前記他方コンダクタは１前記プリント配線基
    板に付帯する電極により構成され、前記１積層と前記電
    極とは前記スペクトラを測定するために通常の電解液に
    浸される請求項１に記載の方法。
14. （１４）　前記プリント配線基板の欠陥を評価するため
    に、前記交流インピーダンス・スペクトラと、既知の特
    性を有するプリント配線基板から得られる標準インピー
    ダンス・スペクトラとを比較する肯定を更に含む請求項
    １に記載の方法。
15. （１５）　評価された前記特性は、前記プリント配線基
    板の含水率であり、前記交流インピーダンス・スペクト
    ラは、異なる既知の含水率を持つ複数のプリント配線基
    板から得られる複数の標準交流インピーダンス・スペク
    トラと比較され、それにより前記プリント配線基板の含
    水率を評価する請求項１４に記載の方法。