JPH0718480U - 多層プリント配線板の層間位置ずれ検出構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高密度な多層プリント基板になる程、スルー
ホールと隣接パターン間のクリヤランスの維持管理が一
層重要となってきている。そこで、本考案は、プリント
板完成後に各層間の位置ずれを検出する手段を講じて良
否判別をすることで、より一層高品質な多層プリント基
板を提供することを目的とする。 【構成】 位置ずれ検出用に、外部取り出し用のランド
１２、１４を外層に設け、当該ランドにスルーホール１
１、１３を設ける。そして、内層の一方のスルーホール
１３に当該スルーホール１３との導通用ランド１７を設
けてリング・パターン１６と接続する。そして、当該リ
ング・パターンとスルーホール１１の間に位置ずれ検出
距離であるクリヤランス１５の絶縁距離を与える。この
パターン構造により、両外部取り出し用のランド１２、
１４間は、許容位置ずれ範囲を越えた時に導通するパタ
ーン構造としている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、スルーホールと、内層の隣接パターン間の導体間隙（クリヤラン ス）が接近している高密度多層プリント板の製造品質を、より一層高める為に、 各層間の位置ずれを容易に検出する構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、多層プリント板を製造後、各層間の位置ずれ検査することは行われて いない。その代わりに通常には、最終的に、ＣＡＤ配線データ（ガーバー・ファ イル等）に基づいてボード試験器等で回路パターンの導通試験と、隣接パターン との非導通試験を実施してプリント板の検査をし、良品判定をしている。

【０００３】 まず、図４の多層プリント板の断面図の一例を示して説明する。 最近の高密度実装基板では、０．１インチの間に５本の信号パターンを走らせ るプリント基板も多く、また、スルーホール３１の孔径も例えば０．２ｍｍ以下 に小さくなっている。これは、表面実装部品の小型化により回路密度が高まり、 この為、多層板化、高密度パターン化が進んできた為である。これに伴いスルー ホール３１が多数設けられるようになってきた。そして、スルーホールと内層の 隣接パターン３２とのクリヤランス３３が数十ミクロン単位で接近している為、 各層間の位置合わせの精度要求が厳しくなってきた。これは、各層間のわずかな 位置合わせのずれによって、内層の隣接パターンとスルーホールが導通する危険 性が大きくなってきたからである。

【０００４】 また、プリント板の検査を合格して出荷された中には、各層間の位置ずれによ り、スルーホール３１と内層の隣接パターン３２のクリヤランスが極めて狭くな っているものもある。これが、プリント基板の検査時は良品であっても使用によ り不良発生となるケースが発生している。例えば、ハンダ・ディップ時の温度ス トレスや、機械的なネジ締め力や振動や実装のたわみ力が加わったり、また、電 源印加による温度上昇で局部的に湾曲ストレスが加わったりして、プリント板の 隣接パターン３２とスルーホール３１間での絶縁距離が低下して導通してしまう 不良現象である。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

上記説明のように、高密度な多層プリント基板になる程、スルーホールと隣接 パターン間のクリヤランスが安定して維持されていることが一層重要となってき ている。 そこで、本考案が解決しようとする課題は、より一層高品質な多層プリント基 板を提供する為に、プリント板完成後に各層間の位置ずれを容易に検出する手段 を講じて良否判別を容易にすることである。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】

（図１の解決手段） 上記課題を解決するために、本考案の構成では、外部取り出し用のランド１２ 、１４を外層に設け、当該ランドにスルーホール１１、１３を設ける。そして、 内層の一方のスルーホール１３に当該スルーホール１３との導通用ランド１７を 設けてリング・パターン１６と接続する。 そして、当該リング・パターンとスルーホール１１の間に位置ずれ検出距離で あるクリヤランス１５の絶縁距離を設ける。このようにして、両外部取り出し用 のランド１２、１４間は、許容位置ずれ範囲を越えた時に導通するパターン構造 としている。

【０００７】 （図２の解決手段） また、上記構造に図２のようなパターン構造とした手段がある。 このパターン構造では、当該リング・パターンの代わりに、上下に平行な検出 パターン２１ａ、２１ｂを設ける。そして、各検出パターン毎に、外部取り出し 用のランド２２ａ、２２ｂを設けて、上下のいずれの方向の位置ずれかを導通に より検出するパターン構造としている。

【０００８】

【作用】

内層に環状のリング・パターン１６で、スルーホール１１をとり囲む輪の形状 パターン構造にし、かつ、位置ずれ検出距離に応じたクリヤランス１５の絶縁距 離を与えておく。この結果、全方向の指定距離以上の位置ずれを導通の有無で検 出する作用がある。 また、単一内層毎にチェックランドを設ける構造とする場合は、各内層毎に独 立して位置ずれを検出する機能が得られる。 また、図３の複数のチェックランド２９を設け、かつ、各クリヤランス１５値 を、例えば０．０２ｍｍ毎に変えておく。これにより、０．０２ｍｍ単位毎に位 置ずれを検出できるので、測定機能として利用できる。

【０００９】

【実施例】

（実施例１） 本考案の実施例１について、図１のリング・パターン時の、（ａ）多層プリン ト板の断面図の一例と、（ｂ）第１層のＺ軸方向矢視図と、（ｃ）内層のＺ軸方 向矢視図、を示す図と図３のプリント基板上のチェックランドの配置例の図を参 照して説明する。

【００１０】 本実施例の、実施概要を説明する。本実施例は、まず、上下の外層（第１層、 第ｎ層）は、ランド１２、１４を設けスルーホール１１、１３と導通させる。そ して内層（第２層〜第ｎ−１層）では、一方のスルーホール１１にはランドを設 けない。代わりに、位置ずれの有無の検出用に当該スルーホールの円周上をとり 囲むようにリング・パターン１６を設けてその導体を他方のスルーホール１３の ランド１７に接続する。そして当該リング・パターンとスルーホール１１とのク リヤランス１５は、製造するプリント基板毎に要求される許容範囲の寸法（例え ば０．０５ｍｍ）に設定する。そして製造後の良否判定は、チェックランド１２ と１４間で導通しているか否かで全部の層でかつ全方向（Ｘ、Ｙ方向）に対して 許容範囲内か否かが判定できることとなる。

【００１１】 さらに、クリヤランスの良否判定用検出ランド（以後チェックランドと称す） は、通常図３に示すように、プリント基板の対角線上に２箇所（２７、２８）に 設ける。これによりプリント基板全体にわたって位置ずれを検出できる。これに 対し、より精細なプリント基板の場合は４角に設けても良い。このようにチェッ クランドを配置し、完成した多層プリント基板のチェックランドの２端子間で導 通があるか否かを調べることで容易に良品か否かが判定できることとなる。

【００１２】 まず最初に、各層のパターン構造について説明する。外層（第１層、第ｎ層） にはチェックランド１２、１４を設けてスルーホール１１、１３と導通させて、 検出用端子とする。次に、内層（第２層〜第ｎ−１層）は、一方のスルーホール １３にのみ図１（ｃ）のように導通用ランド１７を設ける。そしてこのランド１ ７とリング・パターン１６を導通させる。そして、環状のリング・パターンは、 クリヤランス１５の絶縁距離を与えてスルーホール１１をとり囲む円形のパター ン形状にする。他方、スルーホール１１は、内層とはどこも接続しないで、外層 のチェックランド１２とのみ接続する構造としておく。

【００１３】 上記のパターン構造により、もしも、何れかの内層でクリヤランス１５以上の ずれが生じたままで接着（熱プレス）後、ＮＣドリルマシンでスルーホールの孔 明け、スルーホールのめっき処理をした時、このめっき処理によりスルーホール １１と、ずれの生じた内層のリング・パターン１６どうしが導通接続されること となる。結果として、出来上がった多層プリント基板のチェックランドの両端で 導通が確認される。このことから、何れかの内層で、層間の位置ずれがあったか が容易に検出できる。

【００１４】 また、プリント板製造時の位置ずれ要因としては、フィルム原版のずれや、露 光時のずれや、位置決め用のガイド孔明けのずれや、熱プレス時のずれ等がある が、何れで発生した位置ずれでも、又、これらのずれが積算された位置ずれでも 、最終的に本チェックランドを設けることにより容易に検出実現できる。

【００１５】 また、位置ずれ限界距離については、図１（ｃ）のクリヤランス１５を、各プ リント基板の必要精度や種類（低密度、高密度パターン配線）に応じて所要の限 界距離を設定してリング・パターン１６の内径の大きさを決め製造用フィルムに 焼き込んでおけば良い。 ここで、スルーホール１１自体の孔加工精度ばらつきや、スルーホールのめっ き処理による誤差や、リング・パターン自体のエッチング精度のばらつきが、例 えば２０ミクロン程度あるが、ここではこれら加工精度の誤差については問題点 とはしないことにする。

【００１６】 また上記説明では、内層の全ての層について設けると説明したが、他の検出構 造として、各内層毎に独立にチェックランド設ける方法にしても良い。この場合 は、内層と第１層（外層）毎に独立に設けることにより、どの内層がずれていた かが個別に判別できることとなり、統計データ取りして、歩留まり向上、製造品 質向上に使用しても良い。

【００１７】 ところで、上記説明では許容範囲以上のずれを検出していたが、同様の方法で 位置ずれの距離の測定を実現することも可能である。 その為には、図３のように複数のチェックランド２９を設ける。そして、各ク リヤランス１５値を、例えば０．０５、０．０７ｍｍ、０．０９ｍｍ、０．１１ ｍｍのように、例えば０．０２ｍｍ毎に変えておく。その後、これにより製造さ れたプリント基板の各々のチェックランドの導通を測定することで、ここの例で は０．０２ｍｍ単位毎に位置ずれの量を測定することが実現できる。

【００１８】 （実施例２） 本考案の実施例２について、図２のＹ軸方向独立、及びＹ軸の上下方向独立の 検出パターン時の、（ａ）第１層のＺ軸方向矢視図と、（ｂ）内層のＺ軸方向矢 視図、を示す図を参照して説明する。

【００１９】 図２は、指定方向のクリヤランスの検査を可能とするチェックランドのパター ン構造の例である。この場合は、各層間のずれがＹ軸上（又はＸ軸上）でかつ上 下（又は左右）いずれの方向に位置ずれが発生したか、をチェックする時のパタ ーン構造の例である。図２の例では、Ｙ方向の寸法ずれを測定する為に、内層の スルーホール１１の上下に検出パターン２１ａ、２１ｂを横方向に平行に引いて それぞれランド２２ａ、２２ｂと接続し、第１層でチェックランド２０ａ、２０ ｂに接続しておき、他方、スルーホール１１は第１層でチェックランド２０ｃに 接続したパターン構造としている。

【００２０】 この結果、許容範囲内で製造された正常なプリント基板は、チェックランド２ ０ｃと両端子（２０ａ、２０ｂ）間のいずれでも導通がない。また逆に許容範囲 を越えてＹ方向の位置ずれがあった場合は、両端子（２０ａ、２０ｂ）の何れか と２０ｃ間で導通がある。これにより上方向か、下方向かの位置ずれを検出でき ることとなる。

【００２１】

【考案の効果】

本考案は、以上説明したように構成されているので、下記に記載されるような 効果を奏する。 多層プリント基板の位置ずれの検査がチェックランドの導通検査で容易に確認 できる為、より品質の高いプリント基板を供給できる利点が得られる。 プリント基板の検査時は良品で出荷されても、ハンダ・ディップ時や、通電使 用による温度ストレス等により、スルーホール間と隣接内層パターンで導通して しまうという、不良現象の発生が防止できる効果が得られる。

【００２２】 複数のチェックランド２９を設け、かつ、各クリヤランス１５値を、例えば０ ．０２ｍｍ毎に変えておく。これにより例えば０．０２ｍｍ単位毎に位置ずれを 測定でき、製造にフィードバックしてより一層の品質向上をはかることができる 利点が得られる。

【００２３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のリング・パターン時の、（ａ）多層プ
リント板の断面図の一例と、（ｂ）第１層のＺ軸方向矢
視図と、（ｃ）内層のＺ軸方向矢視図を示す図である。

【図２】本考案のＹ軸方向独立及びＹ軸の上下方向独立
検出パターン時の、（ａ）第１層のＺ軸方向矢視図と、
（ｂ）内層のＺ軸方向矢視図を示す図である。

【図３】本考案のプリント基板上のチェックランドの配
置例の図である。

【図４】高密度多層プリント板の断面図の一例を示す図
である。

【符号の説明】

１１、１３ スルーホール １２、１４ チェックランド １５、２３ クリヤランス（導体間隙） １６ リング・パターン １７、２２ａ、２２ｂ ランド ２０ａ、２０ｂ、２０ｃ チェックランド ２１ａ、２１ｂ 検出パターン

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 多層プリント配線板の位置ずれ検出構造
   において、 外部取り出し用のランド（１２、１４）を外層に設け、 当該ランドにスルーホール（１１、１３）を設け、 内層で、一方のスルーホール（１３）に導通用ランド
   （１７）を設けてリング・パターン（１６）と接続し、 当該リング・パターンと、他方のスルーホール（１１）
   の間に位置ずれ検出距離であるクリヤランス（１５）を
   とり、 以上を具備していることを特徴とした多層プリント配線
   板の層間パターン位置不良検出構造。
2. 【請求項２】 当該リング・パターンの代わりに、スル
   ーホール（１１）の上下に平行な検出パターン（２１
   ａ、２１ｂ）を設け、 各検出パターン毎に、外部取り出し用のランド（２２
   ａ、２２ｂ）を設けて上下のいずれの方向の位置ずれか
   を検出する構造とし、 以上を具備していることを特徴とした、請求項１記載の
   多層プリント配線板の層間位置ずれ検出構造。