JPH05235557A

JPH05235557A - 位置ずれ量測定システム

Info

Publication number: JPH05235557A
Application number: JP4035201A
Authority: JP
Inventors: Soichiro Kitaoka; 壮一郎北岡
Original assignee: N P S KK
Current assignee: N P S KK
Priority date: 1992-02-21
Filing date: 1992-02-21
Publication date: 1993-09-10
Also published as: TW198170B; EP0557136A3; EP0557136A2

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】位置ずれの測定を迅速、経済的かつ高精度に
行なう。【構成】多層構造のプリント回路基板が分離配置した
パネルの各層の位置ずれの量と方向とを測定するシステ
ムであり、システムはパネルの各層上に設けた導電性ト
レースからなる導電パターンを有する。各導電性トレー
スはその間の複数個の導電性貫通穴４１２、４１４、４
１６、４１８、４１を挟んで互いに反対側に位置する２
つのトレース部４００、４０２を有し、各トレース部は
共通の軸からの距離が漸次変化するように配置された複
数個の長尺状導体部４０８を有している。導電性貫通穴
は層が組み合わせられ、結合された後にパネル中に形成
され、貫通穴がトレース部のどれかと電気的に接触した
場合に位置ずれ量が測定できる。さらに、どのトレース
が貫通穴と接触したかを決めることで位置ずれの方向を
決められる、トレース部を通過することで他の方向への
位置ずれ量を測定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は一般的にはプリント回路
基板に関するものであり、特に、プリント回路基板層の
位置ずれ量を測定するシステムの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】多層構造を利用したプリント回路基板の
組立製造では、各層は各々の面が互いに並置配列となる
ように構成され、しかも各層上には層間接続を必要とす
る導電性のトレースが設けられている。層間接続は、通
常、各層を貫通する貫通穴を形成し、さらに貫通穴にメ
ッキ処理を施すことで得られている。貫通穴の形成位置
は、少なくとも一つの層上に形成した特定のトレースま
たは該トレースに設けたパッドとメッキ処理された貫通
穴とが互いに接触し、異なる層上の所望トレース間に導
電通路が形成される様に設定されている。このような組
立製造を有効なものとするためには、プリント回路基板
の各内部層と外側層とを正確に位置合わし、異なる層上
トレースの相対的位置関係が予測可能となり、さらに層
の組立後に形成される貫通穴を所望のトレースとのみ接
触させることが重要である。内部層と外側層との位置合
わせ、もしくは各内部層の位置合わせによるずれの量が
大きい場合、貫通穴は所望のトレースと接触しなくなる
か、または不必要なトレースと接触することになり、欠
陥基板が製造されることになる。

【０００３】プリント回路基板のほとんどの組立製造工
程では、内部層と外側層とを完全に位置合わせすること
は不可能であり、位置合わせによる多少のずれは避け得
ないことを考慮して、トレースの大きさと位置設定を行
わなければならない。位置ずれ量がより大きいものであ
ると予測される場合、貫通穴を所望のトレースのみと確
実に接触させるために、トレース間の間隙をより広くす
る必要がある。これは、一般的に基板のパッキング密度
と称する、プリント回路基板上に配置することの可能な
電子素子数を低減することになり、特定の回路に必要と
なるプリント回路基板のコストを高めることになる。

【０００４】従来では、プリント回路基板を組立製造後
に、貫通穴と適当な全てのトレースとが電気的に接触
し、その他のトレースとは電気的に接触していなかどう
かを単純に判定することで、層間位置合わせが良好かど
うかを決定していた。通常は、特定の貫通穴と特定のト
レースとの接触が検査され、接触していない場合は検査
に落第することになる。一方、検査を受けた全ての貫通
穴、もしくは多数の貫通穴が所望の全てのトレースと接
触している場合、このプリント回路基板は検査を通過す
ることになる。通常は、全ての貫通穴を検査することな
く、いくつかの貫通穴がサンプリングされ検査されてい
た。他方、位置合わせを検査する目的で、一群の検査用
トレースと貫通穴（”検査クーポン”と称する）が作成
されることもあった。いずれにせよ、検査を通して、層
間位置合わせのずれを定量することなく、単純に”通過
可”か”通過不可”かが示されるだけであった。

【０００５】もちろん、位置ずれ量を視覚的に確かめる
ためには、少なくとも基板を分離切断することで破壊す
ることなく、製造されたプリント回路基板の内部層を見
ることはできない。従って、基板が検査を通過した後に
所望のトレースとの接触を断ち切るか、または不必要な
トレースとの接触を誘引するに十分な熱変化、または機
械的屈曲によっても、このプリント回路基板は動作不良
することがないとの保証はない。換言すれば、位置合わ
せ検査を通過した基板が位置合わせの許容範囲の縁際に
はなく、従って後の使用により動作不良とはならないと
確信することはできない。このことから、層間位置合わ
せがかろうじて許容範囲内にあることから位置合わせ検
査を通過した基板が以後の使用により動作不良となる、
といった可能性を低減するために、トレース並びに各ト
レースの間隙は必要以上の大きさに設定されていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】プリント回路基板のパ
ッキング密度は劇的に増加する傾向にあり、これにより
より多くの、より小型の素子が回路基板上に形成可能と
なっている。このため、各素子を結合するために必要と
なる相互接続トレースの数の増加が求められている。こ
の要求に応えるためには、トレースの大きさを小さく
し、トレース間の間隙を狭くする必要がある。組立精度
を高めるためには、プリント回路基板の組立製造工程を
構成する、フォトツーリング処理、画像転写処理、エッ
チング処理、穴明け処理、積層化処理等の処理をよりき
びしい許容限界をもって制御しなければならない。基板
製造業者がこれらの処理工程における固有の精度限界に
近付くにつれ、位置合わせ検査に対する通過可並びに通
過不可のみを単純に判定するよりも、層間の位置ずれ量
を定量的に測定ことが重要となってきた。位置合わせ検
査での通過可／通過不可といった情報は手助けとはなる
が、層の位置ずれ量を知ることなく貫通穴がトレースと
適切な電気的接触を行っているかどうか、またはプリン
ト回路基板の観測不可能な内部層上のトレースと貫通穴
間で最少限度の電気的な間隙（クリアランス）が維持さ
れているかどうかを判定することは不可能である。

【０００７】さらに、生命維持システムや軍事用具に利
用されるプリント回路基板のように、動作不良が容認不
可能な程度に損害を与えてしまう分野では、予備の層を
設けるといったオーバーデザインやコストを高くするこ
とが、必ずしも製造時の処理上の誤りを発見し、治癒す
ることで製造ミスにより引き起こされる位置ずれの再発
を防止することにはならない。従って、さらにコスト高
となるであろう、”通過可”または”通過不可”の検査
上の誤りを有した多数の基板が製造されるかもしれな
い。このようなシステムでは、位置ずれの量だけでな
く、位置ずれの方向、すなわち、層が左右前後のどちら
の方向に変位したかをも知る必要がある。さらにこのシ
ステムでは、他の基板の位置ずれとは無関係に、各基板
の位置ずれを知る必要がある。

【０００８】従って、各プリント回路基板の位置ずれの
量と方向とを定量的に分離測定するシステムが強く望ま
れている。

【０００９】そこで、本発明は位置ずれの測定を迅速、
経済的かつ高精度に行なうことができる測定システムを
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は層間接続を必要
とする導電性トレースを各々有し、外側層と当該外側層
に対して内部に位置する複数個の内部層とからなり、互
いに所定の許容範囲内で位置合せされている複数個の層
と、測定方向と交差する仮想の第１軸に沿って配列され
た複数個の導体を有する第一の導体部および少なくとも
一つの共通導体を有し、内部層に対して導電性通路を与
える導電手段と、内部層上に形成され導電手段と協働す
ることで該外側層に対する該内部層の位置ずれの方向及
びずれ量を決定し、該内部層が該外側層と位置合わせ状
態にあるか無いかに関わりなく少なくとも一つの該共通
導体に電気的に接触するように設けられた共通部を有
し、さらに該内部層が該外側層と完全な位置合わせ状態
にある場合に、該導電手段との間に漸次的に変化する複
数の間隙を形成するための計量トレース部を有するトレ
ース手段とを備え、該内部層が該外側層に対して完全な
位置合わせ状態にある場合には該導電手段は該トレース
手段と電気的に接触しない状態にあり、また該内部層が
該外側層に対して位置ずれ状態にある場合には該導電手
段の一つ以上が該トレース手段と電気的に接触した状態
にあり、さらに該トレース手段と該第一の導体部との電
気接触により測定方向への位置ずれが示されることを特
徴とする。

【００１１】

【作用】本発明は、計量導体の第２導体はトレース手段
の共通部及び第１計量トレース部と電気的に導通し、計
量トレース部は漸次広がる複数の間隙を介して第１導体
と離間して配置されているので、内部層と外側層に位置
ずれがある場合には、導通している第１導体およびその
数を検知することにより、位置ずれの方向、ずれ量を測
定できる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面を参照し
て説明する。なお、説明において、同一要素には同一符
号を使用し重複する説明は省略する。

【００１３】図で示されるごとく、本発明は、プリント
回路基板層の位置ずれ量を測定するシステムにおいて具
現化されるものである。本システムは特に図１の参照番
号１００で示されるパネルとともに利用されるものであ
る。パネル１００は複数個のプリント回路基板１０２、
１０４、１０６、１０８を有しており、公知の技術によ
り複数の層を用いて構成されている。基板１０２、１０
４、１０６、１０８は公知技術を用いてパネルから分離
されていてもよい。

【００１４】図１の回路基板１０６の最上部層に示され
ているように、各プリント回路基板層、従って各パネル
層は層間接続を必要とする導電性のトレース１１０を有
している。図３に示されるように、パネル１００の層は
最上部の外側層１１２と１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ
により表される複数の内部層１１４とからなる。内部層
１１４ｃは外側層１１２に対する”内部層”と称されて
はいるが、実際的にはパネル１００の最下部に位置して
いる。パネル１００は４層からなるパネルとして図示さ
れているが、本発明は任意数の層からなるパネルであっ
ても適用することが可能である。しかしながら、本技術
分野における熟練者にとって明らかなように、パネルの
プリント回路基板１０２、１０４、１０６、１０８の各
々は同数の層を有している。

【００１５】層１１２、１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ
は所定の最大限の許容範囲内で互いに位置合わせされて
いる。本発明では、各層が著しく位置ずれした場合は機
能しなくなるが、これほどの大きな位置ずれに対しては
視覚的な検査が可能となる。最も困難な問題であり、本
発明により解決された問題は、内部に隠された内部層と
外側層とが１／５０ｍｍ程度、すなわち視覚的に検知す
ることが不可能であり、許容範囲を越えた程度に位置ず
れするような状況である。本発明によれば、内部層が所
定の許容限度内で位置合わせされているかどうかだけで
なく、位置ずれの量と方向を定量的に測定することが可
能である。必要な場合は、１／５０ｍｍ以下の位置ずれ
精度を達成することも可能である。

【００１６】本発明は一般的に位置合わせ用チェック面
と称されている、内部層１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ
の各々に取り付けられた導電性の薄膜金属シートまたは
フィルムを利用するものであり、各層の位置合わせ用チ
ェック面を導体構成部１１６と協働させることで位置合
わせチェックシステムを与えるものである。導体構成部
１１６は複数組のトレース導体１２０、１２２及び１２
４からなり、各々の導体はパネル１００の各層のチェッ
ク面と電気的に接続されている。位置合わせ用チェック
面は、従来のプリント回路基板の製造プロセスをトレー
ス１１０の形成に利用されるプロセスの一部として利用
することで層上に所定の形状に形成することが可能であ
る。従って、位置合わせ用チェック面は、トレースに対
して内部層上に適切に位置配置するために設計段階で加
え、従来のフィルムエッチング処理により形成すること
が可能となる。トレースはほとんど余分のコストまたは
労力をかけることなく形成されている。

【００１７】各層１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ上のチ
ェック面は、トレース導体１２０、１２２及び１２４に
より示されるパネル１００の周囲に設けることが望まし
い。また、図１で示されているように、導体構成部１１
６はパネル１００の各角に設けるとよく、さらに導体構
成部は導体構成部１１８のように、パネル１００表面内
部に設けてもよい。しかしながら、本発明の現時点での
好ましい実施例としては、チェック面を基板１０２、１
０４、１０６、１０８の層の一部と接触することで各層
の一部分とならないようにすることが望ましい。

【００１８】各組のトレース導体１２０、１２２及び１
２４は一般的なＶ字形をしており、複数個のトレース導
体１２０、１２２及び１２４がパネル１００の角に互い
に対角線上に配列されている。導体構成部、従って下敷
チェック面は、パネルの全ての部分を代表して位置ずれ
量を測定するためにパネルの互いに反対側の角に配置す
ることが望ましい。位置ずれのずれ量とずれ方向を決定
するためには、図１で示されるパネル１００の各角に導
体構成部１１６を配置することが望ましい。以下の説明
を通して明らかとなるように、トレース導体は対角線上
に配置される必要はないが、トレース導体と下敷チェッ
ク面の占有空間を小さくできることが望ましい。しかし
ながら、トレース導体と下に横たわるチェック面とをＶ
字形とすることで、以下の説明で明かとなるように、互
いに直交する方向への位置ずれを定量的に測定すること
が可能となる。

【００１９】導体構成部１１６の各組のトレース導体１
２０、１２２及び１２４はパネル１００の内部層の各層
上に位置するチェック面に対応している。ここで示され
ている実施例では、３つの内部層１１４ａ、１１４ｂ，
１１４ｃには各層の位置合わせを決めるために３つのチ
ェック面が必要となる。以下に詳細に説明するように、
チャック面のためのトレースの各々は各内部層の位置ず
れを測定するために各内部層上に形成されている。従っ
て、トレース１２０ａが層１１４ａ上に形成されること
でその層のチェック面が形成され、トレース１２２ａが
層１１４ｂ上に、さらにトレース１２４ａが層１１４ｃ
上に形成されることになる。

【００２０】図２には内部層１１４ａから分離したトレ
ース１２０ａが示されている。本発明を実施する場合
は、トレース１２０ａは内部層１１４ａ上に取り付けら
れている。内部層１１４ｂ及び１１４ｃのためのトレー
ス１２２ａ及び１２４ａはトレース１２０ａと同様な構
成と機能を有しているので、ここではトレース１２０ａ
のみ詳細に説明することにする。トレース１２０ａは実
質的に同一の２つのトレース部２００、２０２からな
り、これらのトレース部２００、２０２は互いに直交す
るように配置されることでトレース１２０ａは一般的な
Ｖ字形構造となる。トレース部２００を図４により詳細
に示している。当業界における熟練者に明かなように、
トレース部２０２はトレース部２００と本質的に同一な
ものである。従って、ここではトレース部２００のみを
詳細に説明することにする。

【００２１】トレース部２００は、図４で示されるよう
に、互いに反対側に位置する本質的に同一の２つのトレ
ース導電部材４００及び４０２を有している。各導電部
材は、それらの中央に形成される貫通穴４０６との接触
を確実にするに十分な大きさの接地部もしくは共通部４
０４を有している。トレース１２０ａ、１２２ａ及び１
２４ａは各層の製造中に、全フィルム形成及びエッチン
グプロセスの一部として形成されるが、貫通穴４０６は
パネル１００が完成した後に形成されている。後に詳細
に述べるように、導体は貫通穴４０６の中に形成されて
いる。従って、共通部４０６は、貫通穴４０６に形成し
た導体に電気的に接触するように可能な最大限の位置ず
れを考慮した大きさに形成されている。

【００２２】導電部材４００、４０２の各々は厚さが漸
次減少する長尺状の導体部４０８を有している。導電部
材４００、４０２は、それらの共通軸４１０と各導電部
材の長尺状導体部４０８との間隙（クリアランス）が漸
次変化するように配置されている。パネル１００の完成
後に、貫通穴４０６と同様の方法で、共通軸４１０に沿
って複数個の貫通穴４１２，４１４，４１６，４１８，
４２０が形成される。従って、導電部材４００、４０２
の長尺状導体部４０８と共通軸４１０との間隙が漸次変
化することから、長尺状導体部４０８と貫通穴４１２，
４１４，４１６，４１８，４２０との間隙（クリアラン
ス）も漸次変化している。

【００２３】本実施例では、長尺状導体部４０８と共通
軸４１０との間隙の漸次変化は、複数個の厚さの異なる
長尺状導体片４２２を用いて、長尺状導体部４０８の厚
さが漸次変化するように長尺状導体片４２２を組み合わ
せることで得られている。導体片は貫通穴と協働するこ
とでパネル１００の層１１４ａの位置ずれを測定するこ
とが可能となる。すなわち、貫通穴４１２，４１４，４
１６，４１８，４２０はトレース１２０の形成後にパネ
ルに形成されるので、任意の貫通穴４１２，４１４，４
１６，４１８，４２０と導電部材４００との接触により
パネルの内部層１１４ａの位置ずれが示されることにな
る。従って、任意の貫通穴４１２，４１４，４１６，４
１８，４２０とそれに対応する長尺状導体片４２２との
間隙値（これらは位置ずれがない場合に存在することに
なるが）は知られた値なので、どの貫通穴と導電部材４
００が接触しているかを判定することで位置ずれの量を
測定することができる。

【００２４】例えば、位置ずれのない場合の導電部材４
００の導体片４３０と貫通穴４２０との間隙を５０分の
２ミリ、各長尺状導体片４２２，４２４，４２６，４２
８毎に間隙が５０分の２ミリずつ増加し、長尺状導体片
４２８と貫通穴４１２との間隙が５０分の１０ミリにな
るものとする。貫通穴に導電体を形成した後に、貫通穴
４１８は導電部材４００と電気的に接触しているが、貫
通穴４１６は導電部材４００とは電気的に接触していな
い場合、位置ずれ量は５０分の４から５０分の６の間に
ある。すなわち、プリント回路基板は少なくとも５０分
の４ミリ以上で５０分の６ミリ以下に軸４１０に直交す
る方向に位置ずれしていることになる。

【００２５】さらに、２つの導電部材４００と４０２と
が協働することで位置ずれの方向を決定することができ
る。すなわち、上述の例では、貫通穴４１８の導電体が
導電部材４００と電気的に接触している場合、層１１４
ａは座標４３２に関してプラス”Ｙ”方向に少なくとも
５０分の４ミリずれていることになる。逆に、貫通穴４
１４が導電部材４０２に電気的に接触している場合は、
内部層１１４ａは座標４３２に関してマイナス”Ｙ”方
向に少なくとも５０分の４ミリずれていることになる。
同様に、トレース部２０２により座標４３２に関して”
Ｘ”方向への層１１４ａの位置ずれが検知されることに
なる。さらにトレース部２０２によりプラス及びマイナ
ス”Ｘ”方向への位置ずれ量が測定されることになる。

【００２６】ここで使用する長尺状導体片４２２、４２
４、４２６、４２８、４３０の長さとは当該トレース部
の測定方向に垂直な方向のディメンションを意味してい
る。すなわち、トレース部２００により”Ｙ”方向への
位置ずれが測定されている場合は、トレース部２００に
対する長尺状導体片４２２、４２４、４２６、４２８、
４３０と共通部４０４の長さは”Ｘ”方向に測定される
ことになる。当業界における熟練者にとって明らかなよ
うに、長尺状導体片の長さは予期し得る最大限の位置ず
れ量よりも長いものでなければならない。これにより、
任意の貫通穴４１２、４１４、４１６、４１８、４２０
と導電部材４００もしくは４０２との接触を通して、”
Ｘ”方向への内部層１１４ａの変位による正確な位置ず
れ（”Ｘ”方向位置ずれ）指示が確実になされることに
なる。換言すれば、貫通穴４１６は長尺状導体片４２２
及び４２６とは決して接触しないことを意味している。

【００２７】さらに、当業界における熟練者に明らかな
ように、本発明では間隙（クリアランス）における漸次
変化は階段状の導電部材４００を設けることで達成され
ているが、他の変化態様、例えば、三角状の導電部材を
用いて連続的に変化する間隙（クリアランス）を形成す
ることも可能である。他方、貫通穴４１２、４１４、４
１６、４１８、４２０の直径を漸次変化し、それらを互
いに平行な直線縁部を有する２つのトレースの間に配置
することでも本発明を適用することができる。しかしな
がら、本発明の階段状導電部材は、貫通穴が直線の配置
線に沿って形成され、かつ一定の直径を有することから
容易に製造することができ、従って、三角状導電部材や
貫通穴径変化型に比べてより好ましいものである。さら
にまた、ここではトレース部２００及び２０２は複数個
の貫通穴を挟んで互いに反対側に位置する一組の導電部
材からなるように図示されていたが、当業界における熟
練者に明らかなように、単一の導電体を挟むように互い
に反対側に配列する一組の貫通穴を形成し、導電体の各
側辺を各々対応する一組の配列貫通穴からの間隙が漸次
変化するような形状に成形することでも、本発明は同様
の作用をなすものである。貫通穴並びに導電体に対して
その他の多様な変形が可能なことは当業者には明かなこ
とである。

【００２８】本実施例において測定可能な最小の間隙
（クリアランス）として、５０分の２ミリを最小値とし
て５０分の２ミリごとに変化する間隙を用いたが、最小
の間隙として任意の長さであり、かつ任意の長さごとに
変化する間隙であっても測定可能なことはいうまでもな
い。従って、５０分の１ミリが最小の間隙であり、１０
０分の１ミリごとに変化する間隙を選ぶこともできる。
間隙の最小値または間隙間の変化値等の微小値に対する
測定限界は、導体部の製造に対する限界に依存してい
る。さらに、間隙または間隙の変化は導電部材の長さに
沿って均一である必要はなく、さらに各トレース片の各
々に対して同じである必要はない。トレース片間の間隙
を様々に変化することで、”Ｘ”及び”Ｙ”方向への位
置ずれに対して様々な測定が可能となる。

【００２９】当業界における熟練者であれば明らかなよ
うに、トレース１２０ａ，１２２ａ及び１２４ａの設置
は制御を必要とするものであり、トレース導体１２０、
１２２、１２４の貫通穴の位置合わせは精度良く行わな
ければならない。これにより測定に対する正確性が保証
されることになる。トレース１２０ａと同様に、それぞ
れ他の層の位置決めもしくは位置ずれに無関係に、トレ
ース１２２ａ及び１２４ａにより層１１４ｂ及び１１４
ｃの各位置ずれが判定され、かつ測定されることにな
る。

【００３０】外側層１１２及び積層された内部層１１４
ａ、１１４ｂ、１１４ｃに関しては、貫通穴４１２及至
４２０及び４０６は各層１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃ
のチェック面の各々の各トレース１２０ａ，１２２ａ及
び１２４ａに対して形成されている。各層１１４ａ，１
１４ｂ，１１４ｃの各トレース１２０ａ、１２２ａ，及
び１２４ａの各トレース部に対する各貫通穴４１２，４
１４，４１６，４１８，４２０及び４０６は図３で示さ
れている貫通穴４０６及び４１２に対して説明されたの
と同様の方法で形成されている。各貫通穴４０６及び４
１２には、公知のメッキ技術により貫通穴の側壁上に導
電体３００が形成されている。各導電体３００は外側層
１１２の露出外表面に取り付けられた導電性の接触パッ
ド３０２を有している。接触パッド３０２は円形状であ
り、各トレース部２００及び２０２の貫通穴４１２，４
１４，４１６，４１８，４２０及び４０６の配置パター
ンに対応した配置パターン状に設けられている。各トレ
ース部２００及び２０２の接触パッド３０２はトレース
導体１２０，１２２，１２４を構成する方向に配置され
ている。さらに、各面の導体構成部１１６の各トレース
１２０ａ，１２２ａ及び１２４ａに対する接触パッドは
図１に示されているパターンを形成するように配向され
ている。

【００３１】上述したように、導電体３００は外側層１
１２及び内部層１１４ａ，１１４ｂ，１１４ｃを貫通し
た貫通穴を形成し、さらに貫通穴をメッキ処理すること
で樽状に形成される。接触パッドは一般的には貫通穴の
形成前に配置されており、貫通穴は接触パッドを貫通し
て形成されている。さらに、形成された貫通穴にメッキ
処理を施して導電体３００を形成した場合、同時に対応
する接触パッド３０２にメッキが付着することになる。
接触パッドは導電体３００が形成された貫通穴から脱落
するのを防止する機能を有し、さらに基板の外表面状の
電気接触点として作用する。パッド３０６をパネル１０
０の裏面上に設けてもよいが、パッド３０２のみが本発
明を実施するに必要となることは明かである。

【００３２】上述した構成によれば、内部層１１４ａ，
１１４ｂ，１１４ｃの任意の一つが外側層に対してきわ
めて大きく位置ずれした場合、貫通穴４１２，４１４，
４１６，４１８，４２０の接触パッド３０２とその層の
貫通穴４０６の接触パッド３０２との間に導電通路が形
成されることになる。電気導通性は以下で述べる導通テ
スター５００を用いて判定することができる。このよう
に形成された各導電通路は貫通穴４１２、４１４、４１
６、４１８、４２０の一つの導電体３００を通るもので
あり、これにより貫通穴が導電部材４００または４０２
と接触し、さらに位置ずれの量と方向が示される。

【００３３】図５に示されるテスター５００は、Ｔｏｍ
Ｒ．Ｐａｕｒにより１９８８年７月７日に米国に出
願された”プリント回路基板層の位置ずれを測定システ
ム”の米国特許出願番号第２１６、０８０で示され、述
べられているケース５０２とヘッド５０４とからなる手
持型装置である。上述の出願で開示される全ての内容は
それに対する上記参照名により本明細書中に表されたも
のとする。ケース内には図６に概略的に示されたバッテ
リー６００が載置されている。ケース５０２には、駆動
されることで可視光を発する５つの発光ダイオード６０
２、６０４、６０６、６０８及び６１０が保持されてい
る。

【００３４】テスター５００のヘッド５０４上には、軸
方向にばねにより付勢された５つの探針５０ａ，５０
ｂ，５０ｃ，５０ｄ及び５０ｅと軸方向にばねにより付
勢された共通探針５２とが設けられている。探針５０
ａ，５０ｂ，５０ｃ，５０ｄ，５０ｅと共通端子５２と
は、貫通穴４１２，４１４，４１６，４１８，４２０及
びトレース部２００の導電部材４００の貫通穴４０６に
対する接触バッド３００の配置パターンに対応して配置
されており、この配置パターンは導電部材４０２と他の
トレース部２０２の導電部材の配置パターンと同じもの
である。ヘッド５０４上のこのような探針の配置パター
ンにより、上述した導通試験を行うために探針と接触パ
ッド及び共通パッドとを電気的に接触した状態で利用者
によりテスターが握られ、かつ保持されることが可能と
なる。利用者はまず最初に、任意の貫通穴４１２，４１
４，４１６，４１８，４２０及び導電部材４００の貫通
穴４０６との導通性を調べることで、正の”Ｙ”方向へ
の位置ずれ量を測定し、その後、任意の貫通穴４１２及
至４２０と導電部材４０２の貫通穴４０６の接触パッド
との導通性を調べることで負の”Ｙ”方向への位置ずれ
量を測定する。この処理をトレース部２０２に対し繰り
返すことで層１１４ａの正及び負の”Ｘ”方向への位置
ずれ量を測定することができ、さらに層１１４ｂ及び１
１４ｃに対して上述の全処理が繰り返される。

【００３５】図６に示されているように、各発光ダイオ
ード６０２及至６１０の陽極は探針５０ａ−ｅの対応す
る一つと接続されており、発光ダイオードの陰極は共通
にバッテリー６００の正端子に接続されている。バッテ
リーの負端子は共通端子５２に接続されている。従っ
て、一つ以上の貫通穴４１２及至４２０の導電体３００
が内部層の位置ずれのため貫通穴４０６の導電体３００
と接触した場合、完全な回路（閉回路）が形成されるこ
とになり、対応する発光ダイオードに電流が流れること
になる。

【００３６】上述の例では、発光ダイオード６１０と６
０８とが点灯し、他の発光ダイオードとが点灯しなけれ
ば、貫通穴４２０及び４１８の接触パッド３００との電
気接触が示されることになる。

【００３７】任意の発光ダイオード６０２，６０４，６
０６，６０８，６１０の点灯により、問題の層、現在の
例では層１１４ａが少なくとも最少の間隙に対応したず
れ量で外側層１１２に対して位置ずれを起こしているこ
とが示される。もちろん、正の”Ｙ”方向への位置ずれ
が貫通穴４１２の導電体が長尺状導体部４２８と電気的
に接触するほど十分な大きさであれば、発光ダイオード
６０２も点灯することになり、この場合は、利用者は貫
通穴４１２と長尺状導体部４２８との間隙よりも大きい
位置ずれが発生したことを認識するであろう。

【００３８】本発明によれば、位置ずれ量を極めて正確
に、容易に、経済的に定量的に測定することができる。
さらに、プリント回路基板が所定の許容限界内にあるか
どうかを知るだけでなく、基板の各内部層がその許容限
界にどの程度近いものであり、さらに位置ずれがどの方
向に発生したかを知ることができる。このような方法に
より、従来の”通過可”／”通過不可”の導通試験を利
用した場合には良好と判断されるが、使用中に動作不良
となるほど十分に位置ずれを起こしていたプリント回路
基板を本発明では識別することができる。さらに、本発
明では、位置ずれの量並びに方向を極めて精密に測定す
る手段が与えられているので、正確な位置ずれ量が測定
不可能である場合があったとしても、設計者は、彼らの
設計の中に極めて大きな安全上のゆとりをもたせる必要
はない。各層の下敷トレースに加え、導体形成部１１６
をパネル１００の各角に配置することで、各層の各角の
位置ずれを調べることが可能となり、角に対する任意の
ずれの量及び方向を決定することができる。従って、層
が特定の角に対してその角の位置ずれが所定の許容範囲
内である程度に回転していたとしても、この”回転位置
ずれ”は他の角に対するこの角の位置ずれを調べること
で検出することができる。回転位置ずれは直線位置ずれ
と同様に一般的なものであるが、従来の手段では検出す
ることができなかった。本発明によれば、このような回
転位置ずれであっても検出することができる。

【００３９】位置ずれ量を視覚的に示すために発光ダイ
オードを利用した手持型テスターについて述べたが、テ
スターは手持型である必要はなく、導通試験を自動的に
行うコンピュータを中心要素とした自動試験システム内
に設置したものであってもよい。このようなシステムで
は、試験結果を他の手段に表示または記録するか、プリ
ント回路基板が使用するに十分に位置合わせされている
かどうかを自動的に判定する処理に利用してもよい。本
実施例では、手持型テスターを用いていることから、発
光ダイオードをデジタル数字表示器及びそれに伴う回路
とで置換してもよい。

【００４０】しかしながら、コンピュータを中心要素と
する自動試験といった構成は、許容範囲内にないパネル
が製造される前に処理の誤りを識別し、その誤りを訂正
することに特に役に立つものである。図５にそのシステ
ムの例が示されている。パネル５と接触するように自動
的に配置された、手持型テスター５００と類似したもの
でもよい自動センサー素子５０８が与えられている。セ
ンサー５０８の移動制御は当業界において知られている
様々な直線運動制御器もしくはロボットにより行われて
もよい。図５ではただ一つのセンサーのみが示されてい
るが、当業界の熟練者であれば、センサー５０８がパネ
ル１００のトレース部の各々に設けてもよく、これによ
り自動試験処理能力をよりいっそう高めることができる
ことは理解されるであろう。

【００４１】センサー５０８は処理コンピュータ５１０
と接続されることで導通試験結果をコンピュータ５１０
に供給している。処理コンピュータは、マイクロプロセ
ッサーや他の計算機等の従来の制御装置、センサーと他
の装置とのインターフェース、メモリ、利用者インター
フェース（キーボード、スクリーン等）及び他の制御回
路により構成することができる。さらに自動化を高める
ために、処理コンピュータはセンサー５０８の運動を制
御する装置を有してもよい。さらにまた、センサー５０
８を下げる前に試験すべきパネルを自動的に移動し、位
置合わせする装置を設けてもよい。処理コンピュータ５
１０はこの位置合わせ移動を制御するようにしてもよ
い。

【００４２】自動位置ずれ試験期間中に、処理コンピュ
ータはパネルの各層の任意のＸ−Ｙ位置ずれの量並びに
方向を決定するだけでなく、所定の時間内に生成した各
パネルの各層に対する試験結果を記録し、プロットする
ことができる。その結果をモニターするか、または周期
的に調べることで位置ずれのパターンもしくは特定の方
向へ増大する位置ずれを検出することができる。他方、
処理コンピュータに（動作不良を起こし得る許容限界よ
りも小さい）位置ずれ限度値を与え、その限界値を越え
た位置ずれに対して光またはベル等の警報を与える様に
プログラムし、この時点で処理を訂正し、製造を続ける
ようにしてもよい。このようなシステムでは、処理の誤
りを発見し、訂正するための処理制御が可能となり、動
作不良となるプリント回路基板の製造を防ぐことができ
る。

【００４３】ここでは本発明を図解的に説明するために
特定の実施例について述べてきたが、本発明の趣意を逸
脱しない範囲で、上記実施例に様々な変形を加えること
が可能である。従って、以下のクレームによる限定を除
き、本発明は上述の実施例により限定されるものではな
い。

【００４４】例えば、次に示す変形例が可能である。図
７から図１４は、本発明の変形例を示す平面図である。
以下、本発明の変形例について説明する。なお、以下の
変形例はＹ方向の位置ずれを検出する測定システムを示
すが、Ｘ方向の位置ずれを検出する場合にも適用できる
ことはいうまでもない。

【００４５】第１の変形例（図７）は、貫通穴４１２、
４１４、４１６、４１８に面するトレース導体部４０
０、４０２の近接部が直線状に変化している点で、前述
した実施例とは異なる。この場合も、前述したように、
Ｘ方向に配列された複数の貫通穴４１２、４１４、４１
６、４１８を挟むように、Ｙ方向に沿って一対のトレー
ス導体部４００、４０２が配置されている。貫通穴４１
２とトレース導体部４０２との間隙を５０分の２ミリと
すれば、貫通穴４１４とトレース導体部４０２との間隙
は５０分の４ミリ、貫通穴４１６とトレース導体部４０
２との間隙は５０分の６ミリ、貫通穴４１８とトレース
導体部４０２との間隙は５０分の８ミリ、貫通穴４２０
とトレース導体部４０２との間隙は５０分の１０ミリと
漸次増加する。逆に、トレース導体部４００と貫通穴４
１２、４１４、４１６、４１８、４２０との間隙は５０
分の２ミリずつ減少する。従って、いくつの貫通穴とト
レース導体部４００、４０２のいずれかが接触している
かを検出することにより、位置ずれの方向および位置ず
れ量が測定できる。

【００４６】第２の変形例（図８）は、貫通穴４１２、
４１４、４１６、４１８、４２０がＸ方向，Ｙ方向と交
差する直線状に配列されている点で第の１変形例と異な
る。基本的な測定原理は前述した通りなので、説明は省
略する。

【００４７】第３の変形例（図９）は、貫通穴４１２、
４１４、４１６、４１８、４２０の配列方向に対してト
レース導体部４００、４０２の導体片が曲線状になって
いる点で、第１変形例と異なる。この場合、貫通穴４１
２、４１４、４１６、４１８、４２０の間隔は均等では
ないが、貫通穴４１２、４１４、４１６、４１８、４２
０とトレース導体部４０２との間隙は漸次増加する関係
になっており、貫通穴４１２、４１４、４１６、４１
８、４２０とトレース導体部４００との間隙は漸次減少
する関係になっている。

【００４８】第４の変形例（図１０）は、同一形状でな
いトレース導体部を用いている点で、上述した変形例と
は異なる。この変形例では、トレース導体部４００とし
て第４の変形例（図８）を使用し、トレース導体部４０
２として右側に斜辺部を備えた三角形状を用いている。
そのため、外径は貫通穴４１２、４１４、４１６、４１
８、４２０の順に小さくなっており、貫通穴４１２、４
１４、４１６、４１８、４２０とトレース導体部４０２
との間隙は漸次増加する関係、貫通穴４１２、４１４、
４１６、４１８、４２０とトレース導体部４００との間
隙は漸次減少する関係になっている。

【００４９】第５の変形例（図１１）は、Ｘ方向に延在
する単一のトレース導体部４００を挟むように、一定方
向に傾斜した一対の平行な仮想直線に沿って、複数の貫
通穴４１２ａ、４１４ａ、４１６ａおよび複数の貫通穴
４１２ｂ、４１４ｂ、４１６ｂが配列されている。貫通
穴とトレース導体部４００との間隙は上述して通りなの
で、説明は省略する。

【００５０】第６の変形例（図１２）は、梯状に形成さ
れたトレース導体部４００を使用している点で、上述し
た変形例とは異なる。この場合、貫通穴４１２、４１
４、４１６、４１８はトレース導体部４００の内部に配
置されており、トレース導体部４００の下方近接部と貫
通穴４１２、４１４、４１６、４１８との間隙は漸次増
加する関係にあり、トレース導体部４００の上方近接部
と貫通穴４１２、４１４、４１６、４１８との間隙は漸
次減少する関係にある。

【００５１】第７の変形例（図１３）は、複数の円形ト
レース導体部を使用し、その内部に貫通穴が位置してい
る。この場合、円形トレース導体部４００ａ、４００
ｂ、４００ｃ、４００ｄ、４００ｅは互いに共通導体
（図示せず）と導通しており、この共通導体と貫通穴４
１２、４１４、４１６、４１８、４２０の間の導通状態
を検知することにより、位置ずれ量を測定することがで
きる。

【００５２】次に、本発明の第２実施例に係る位置ずれ
量測定システムを図１４に基づき説明する。図１４は、
各層の組立製造前の、図１のパネルの各内部層に取り付
けられた第２実施例に使用できるトレースの拡大正面図
である。

【００５３】この実施例は、一対の第４の変形例をＸ方
向およびＹ方向に配置し、そのうち、マイナス方向（−
Ｘ方向および−Ｙ方向）の位置ずれを測定するトレース
導体部を一体化している点で、上述した第１実施例およ
び変形例とは異なる。このシステムによると、トレース
導体部の数を少なくすることができるのでコストダウン
になり、テスタの探針を差替える回数が減少するので測
定時間を短くすることができる。

【００５４】−Ｙ方向の位置ずれを測定する場合には、
Ｖ字状トレース部２０４と貫通穴４１２ｙ、４１４ｙ、
４１６ｙ、４１８ｙ、４２０ｙ、を使用し、−Ｘ方向の
位置ずれを測定する場合には、Ｖ字状トレース部２０４
と貫通穴４１２ｘ、４１４ｘ、４１６ｘ、４１８ｘ、４
２０ｘを使用すればよい。

【００５５】

【発明の効果】このシステムでは、位置ずれの測定は迅
速、経済的並びに高精度に行われるものである。

【００５６】また、このシステムではプリント回路基板
の高密度製造を妨げる、内部層の位置ずれによる影響を
最少にするため現在工業的に行われている設計上の補償
処理を避けられるものである。

【００５７】さらに、このシステムでは誤処理の識別訂
正能力がないことから生じる欠陥基板の連続製造が防止
されるものである。このシステムにより得られるプリン
ト回路基板は単位コストに対してより効率のよい製造物
となるであろう。

【図面の簡単な説明】

【図１】複数のプリント回路基板を含む、本発明が適用
された構造のパネルを示す図である。

【図２】各層の組立製造前の、図１のパネルの各内部層
に取り付けられた第１実施例に係るトレース手段の拡大
正面図である。

【図３】図１に示されたパネルを貫通穴に沿って切断し
た破断図である。

【図４】本発明の第１実施例による層の位置ずれ測定方
法を説明するためのトレース部の拡大図である。

【図５】位置ずれを判定するために導電状態を検出する
他の方法を説明するための、図１のパネル及び検査器の
斜視図である。

【図６】図５で示される検査器の回路の概略図である。

【図７】本発明の第１の変形例に使用できるトレース部
を示す拡大正面図である。

【図８】本発明の第２の変形例に使用できるトレース部
を示す拡大正面図である。

【図９】本発明の第３の変形例に使用できるトレース部
を示す拡大正面図である。

【図１０】本発明の第４の変形例に使用できるトレース
部を示す拡大正面図である。

【図１１】本発明の第５の変形例に使用できるトレース
部を示す拡大正面図である。

【図１２】本発明の第６の変形例に使用できるトレース
部を示す拡大正面図である。

【図１３】本発明の第７の変形例に使用できるトレース
部を示す拡大正面図である。

【図１４】各層の組立製造前の、図１のパネルの各内部
層に取り付けられた第２実施例に使用できるトレースの
拡大正面図である。

【符号の説明】

１００…パネル、１０２、１０４、１０６、１０８…回
路基板、１１０…トレース、１１２…外側層、１１４…
内部層、１１６、１１８…導体構成部、１２０、１２
２、１２４…トレース導体、２００、２０２…トレース
部、３００…導電体、３０２…接触パッド、４００、４
０２…トレース導電部材、４０４…共通部、４０６、４
１２、４１４、４１６、４１８、４２０…貫通穴、４０
８…長尺状導体部、４１０…共通軸、４２２、４２４、
４２８、４３０…長尺状導体片、５００…導通テスタ、
５０２…ケース、５０４…ヘッド、５０８…センサ、５
１０…処理コンピュータ、６００…バッテリ、６０２、
６０４、６０６、６０８、６１０…発光ダイオード。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】層間接続を必要とする導電性トレースを
各々有し、外側層と当該外側層に対して内部に位置する
複数個の内部層とからなり、互いに所定の許容範囲内で
位置合せされている複数個の層と、測定方向と交差する仮想の第１軸に沿って配列された複
数個の導体を有する第一の導体部および少なくとも一つ
の共通導体を有し、前記内部層に対して導電性通路を与
える導電手段と、前記内部層上に形成され前記導電手段と協働することで
該外側層に対する該内部層の位置ずれの方向及びずれ量
を決定し、該内部層が該外側層と位置合わせ状態にある
か無いかに関わりなく少なくとも一つの該共通導体に電
気的に接触するように設けられた共通部を有し、さらに
該内部層が該外側層と完全な位置合わせ状態にある場合
に、該導電手段との間に漸次的に変化する複数の間隙を
形成するための計量トレース部を有するトレース手段と
を備え、該内部層が該外側層に対して完全な位置合わせ状態にあ
る場合には該導電手段は該トレース手段と電気的に接触
しない状態にあり、また該内部層が該外側層に対して位
置ずれ状態にある場合には該導電手段の一つ以上が該ト
レース手段と電気的に接触した状態にあり、さらに該ト
レース手段と該第一の導体部との電気接触により前記測
定方向への位置ずれが示されることを特徴とする位置ず
れ量測定システム。
【請求項２】一対の前記トレース手段が前記第１軸を
挟んで互いに反対側に配置され、電気的に接触している
トレース手段を検知することにより、前記内部層と前記
外部層との位置ずれ方向を測定することを特徴とする請
求項１記載の位置ずれ量測定システム。
【請求項３】前記導電手段は、前記第１軸とほぼ直交
する仮想の第２軸に沿って配列された複数個の導体を有
する第二の導体部をさらに有し、前記トレース手段は、前記内部層が前記外側層と完全な
位置合せ状態にあるとき前記第二の導体部との間で漸次
増加的に変化する複数の間隙を形成する計量トレース部
をさらに有し、電気的に接触している計量トレース部を検知することに
より、前記内部層と前記外部層との位置ずれ方向を測定
することを特徴とする請求項１記載の位置ずれ量測定シ
ステム。
【請求項４】層間接続を必要とする導電性トレースを
各々有し、外側層と該外側層に対して内部に位置する複
数個の内部層とからなり、互いに所定の許容範囲内で位
置合わせされている複数個の層と、該内部層に対して導電性通路を与えるための複数個の導
電手段であって、互いにある角度で交差した第一及び第
二の共通軸に沿って互いに配列された複数個の導体を各
々有する第一と第二の導体部により少なくとも構成さ
れ、該第一の導体部は該第二の導体部と本質的に同一配
列に配置されており、さらに少なくとも一つの共通導体
を有する複数個の導電手段と、該内部層上に形成され該導電手段と協働することで該外
側層に対する該内部層の位置ずれの方向及びずれ量を決
定し、該内部層が該外側層と位置合わせ状態にあるか無
いかに関わりなく少なくとも一つの該共通導体に電気的
に接触するように設けられた共通部を有し、さらに該内
部層が該外側層と完全な位置合わせ状態にある場合に、
該導電手段と該トレース手段との間に漸次的に変化する
複数の間隙を形成するための計量トレース部を有する位
置合わせトレース手段とを備え、該内部層が該外側層に対して完全な位置合わせ状態にあ
る場合には該導電手段は該トレース手段と電気的に接触
しない状態にあり、また該内部層が該外側層に対して位
置ずれ状態にある場合には該導電手段の一つ以上が該ト
レース手段と接触状態にあり、さらに該トレース手段と
該第一の導体部との電気接触により第一の方向への位置
ずれが示され、該トレース手段と該第二の導体部との電
気接触により第二の方向への位置ずれが示されることを
特徴とする位置ずれ量測定システム。
【請求項５】前記複数の導体と少なくとも一つの該共
通導体との電気接触を判定し、該導体と該共通導体の少
なくとも一つと接触させ、該第一及び第二の導体部の該
導体のうちの任意の一つと該共通導体の少なくとも一つ
との間に導電通路が形成されているかどうかを判定する
ための複数個の探針を有したテスター手段をさらに備え
ている請求項４記載の位置ずれ量測定システム。
【請求項６】前記少なくとも一つの共通導体は第一と
第二の共通導体とからなり、該トレース手段は各々該第
一と第二の複数個の導体と協働することで該第一及び第
二の方向への該内部層の位置ずれの方向と量を決定する
第一及び第二のトレース部とをさらに有することを特徴
とする請求項５記載の位置ずれ量測定システム。
【請求項７】前記少なくとも一つの共通導体は第一、
第二、第三及び第四の共通導体からなり、該トレース手
段は第一、第二、第三及び第四のトレース部からなり、
該第一及び第二のトレース部は該第一及び第二の共通導
体の各々と電気的に接続され、該第一の導体部と協働す
ることで該第一の方向への位置ずれ量を決定し、また該
第三及び第四のトレース部は該第三及び第四の共通導体
の各々と電気的に接続され、該第二の導体部と協働する
ことで該第二の方向への位置ずれ量を決定することを特
徴とする請求項５記載の位置ずれ量測定システム。
【請求項８】前記第一と第二のトレース部はその間に
形成された該第一の導体部を挟んで互いに反対側に位置
していることを特徴とする請求項７記載の位置ずれ量測
定システム。
【請求項９】前記第三と第四のトレース部はその間に
形成された該第二の導体部を挟んで互いに反対側に位置
していることを特徴とする請求項８記載の位置ずれ量測
定システム。
【請求項１０】前記第一、第二、第三及び第四のトレ
ース部の各々は複数個の長尺状のトレース導体片からな
り、該長尺状トレース導体片は各々の厚さの変化が該導
電手段と該第一のトレース手段との間隙に漸次変化を与
えるように厚さが変化したものであり、該トレース導体
片の各々は対応する各共通導体に電気的に接続している
ことを特徴とする請求項６記載の位置ずれ量測定システ
ム。
【請求項１１】前記導体片の長さは漸次増加する間隙
の正確性を保証するために、予期される最大限の位置ず
れ量よりも大きく設定されていることを特徴とする請求
項１０記載の位置ずれ量測定システム。
【請求項１２】第二の内部層と、該第二の内部層に導
電通路を与えるための第二の導電手段と、該第二の導電
手段と協働することで第一及び第二の方向への該第二の
内部層の位置ずれの量と方向とを決定する第二のトレー
ス手段とをさらに有したことを特徴とする請求項５記載
の位置ずれ量測定システム。
【請求項１３】互いに直交する方向への位置ずれを測
定するために、該第一及び第二の複数個の導電手段は互
いに直交する方向に配置されたことを特徴とする請求項
５記載の位置ずれ量測定システム。
【請求項１４】前記第一及び第二の複数個の導電手段
は互いに反対の方向への位置ずれを測定するために実質
的に平行な軸に沿って形成されていることを特徴とする
請求項５記載の位置ずれ量測定システム。
【請求項１５】前記トレース手段は該内部層の周辺部
に沿い、該内部層上のトレースから外方向へ向かって、
かつ内部層状の該トレースと電気的に非接触状態で配置
されることを特徴とする請求項５記載の位置ずれ量測定
システム。