專利名稱：印刷電路板的制作方法
本申請基于且要求2000年1月31日申請的在先日本專利申請№2000-022656的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容與本文結(jié)合并作為參考。
本發(fā)明涉及一種印刷電路板，并特別涉及一種包括測量布線圖案的印刷電路板，該測量布線圖案用于測量測量目標(biāo)信號布線圖案的特性阻抗。
在用于工作頻率超過100MHz的電子電路且特別用于執(zhí)行無線通信的RF電路和Rambus公司的直接-RDRAM等的印刷電路板中，控制信號布線圖案的特性阻抗至關(guān)重要。為此，提供了一種用于測量信號布線圖案的特性阻抗的測量布線圖案。
這種測量布線圖案是一種僅用于測量的線性圖案，并且長度比規(guī)定用于特性阻抗的測量的預(yù)定長度要長。(1)布線圖案(銅)的寬度，(2)布線圖案的厚度，(3)絕緣層的介電常數(shù)，(4)絕緣層的厚度，和(5)線的類型(微帶線結(jié)構(gòu)或帶狀線結(jié)構(gòu))通常被看作是用于決定線性圖案的特性阻抗的因素。
因而，通過使測量布線圖案的寬度與測量目標(biāo)信號布線圖案的信號線的寬度相一致，可通過測量布線圖案的特性阻抗結(jié)果來研究測量目標(biāo)信號布線圖案的特性阻抗。
盡管如此，在實際的印刷電路板中，第(4)項中的絕緣層厚度常常是不均勻的并且在測量目標(biāo)信號布線圖案下面的絕緣層厚度與測量布線圖案下面的絕緣層厚度不一致。由于絕緣層在布線(patterning)導(dǎo)電層(用于電源或接地的空白(plain)層)上形成，所以在該導(dǎo)電層上形成的絕緣層的厚度隨著導(dǎo)電層的布線形式的不同而細微變化。
因而，由于在已有技術(shù)中僅使用圖案寬度的一致性，所以圖案寬度的細微變化將影響測量結(jié)果，因此實際上難以正確測量特性阻抗。
當(dāng)測量布線圖案被安排在印刷電路板的周邊，即制品等之外的印刷電路板的棄用部分上時，測量布線圖案下面和測量目標(biāo)信號布線圖案下面的絕緣層的厚度是不同的。在周邊或棄用部分中，由于空白層被事先刮去側(cè)邊以防外露，所以該部分的絕緣層通常被做得比印刷電路板的里邊要薄。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種印刷電路板，在該印刷電路板中可正確地測量測量目標(biāo)信號布線圖案的特性阻抗，同時減少因絕緣層厚度的不同而引起的特性阻抗的測量誤差。
根據(jù)本發(fā)明，通過在布線的導(dǎo)電層上形成絕緣層并在絕緣層上形成布線圖案層來形成印刷電路板。用于測量布線圖案層中的測量目標(biāo)信號布線圖案的特性阻抗的測量布線圖案設(shè)在布線圖案層上，并且導(dǎo)電層被制成這樣的圖案，以使在測量目標(biāo)信號布線圖案的形成區(qū)中和在測量布線圖案的形成區(qū)中，導(dǎo)電層的單位面積的導(dǎo)電材料的含量百分比變?yōu)榻咏嗤?br> 在這種印刷電路板中，由于導(dǎo)電層被制成使在測量目標(biāo)信號布線圖案形成區(qū)中和在測量布線圖案形成區(qū)中的導(dǎo)電層的單位面積的導(dǎo)電材料含量變?yōu)榇篌w相同且絕緣層在導(dǎo)電層上形成。所以在測量布線圖案形成區(qū)中的絕緣層厚度可與實際信號線(測量目標(biāo)信號布線圖案)形成區(qū)中的絕緣層厚度一致。
因而，可以減小因絕緣層厚度不同而產(chǎn)生的特性阻抗的測量誤差，并且通過使用測量布線圖案，可以正確地測量測量目標(biāo)信號布線圖案的特性阻抗。
而且，為了使測量布線圖案形成區(qū)附近的導(dǎo)電材料的含量與測量目標(biāo)信號布線圖案形成區(qū)附近的導(dǎo)電材料的含量相同，可在測量布線圖案形成區(qū)附近的導(dǎo)電層中形成被做成任意形狀或任意形成的導(dǎo)電材料去除區(qū)，并且導(dǎo)電層中的導(dǎo)電材料含量可以進行調(diào)整。例如，最好可安排偽層間孔或通孔的通路孔或者可形成一斷流部分。
當(dāng)測量布線圖案在印刷電路板的周邊上形成時，導(dǎo)電材料去除區(qū)僅僅在印刷電路板上相對于該測量布線圖案靠里邊的位置上形成。由比，可減小必要的導(dǎo)電材料去除區(qū)的面積，并且可實現(xiàn)更利于高密度組裝的布局。
如果在測量目標(biāo)信號布線圖案形成區(qū)附近的導(dǎo)電層中形成的通孔或?qū)娱g孔的隙徑被設(shè)置成小于在其它布線圖案形成區(qū)附近的導(dǎo)電層中形成的通孔或?qū)娱g孔的隙徑，那么測量目標(biāo)信號布線圖案形成區(qū)的相鄰區(qū)域中的導(dǎo)電材料含量和測量布線圖案形成區(qū)的相鄰區(qū)域中的導(dǎo)電材料含量之間的差值可以較小。這種結(jié)構(gòu)可被單獨利用，但也可與配備有導(dǎo)電材料去除區(qū)的結(jié)構(gòu)組合使用。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點將在下面的描述中提出，并且通過該描述可部分呈現(xiàn)，或者可通過本發(fā)明的實踐來認識到。
通過以下具體提出的手段和組合可獲得和實現(xiàn)本發(fā)明的目的和優(yōu)點。
包括在說明書中且構(gòu)成其一部分的附圖示出了本發(fā)明目前的優(yōu)選實施例，并且結(jié)合上面給出的一般性描述和下面給出的對優(yōu)選實施例的詳細描述可用來解釋本發(fā)明的原理，其中

圖1是用于解釋根據(jù)本發(fā)明一個實施例的印刷電路板的截面結(jié)構(gòu)的視圖；圖2是用于解釋用于該實施例的印刷電路板的測量布線圖案的視圖；圖3表示在該實施例的印刷電路板中空白層的圖案和絕緣層的膜厚之間的關(guān)系；圖4表示在該實施例的印刷電路板中圍繞測量布線圖案的空白層的布線形式的第一實例；圖5表示在該實施例的印刷電路板中圍繞測量布線圖案的空白層的布線形式的第二實例；圖6表示在該實施例的印刷電路板中的狹縫寬度或通路孔的隙徑；圖7示出了根據(jù)該實施例的第一改進方案的印刷電路板的截面結(jié)構(gòu)；圖8示出了根據(jù)該實施例的第二改進方案的印刷電路板的截面結(jié)構(gòu)；以及圖9示出了根據(jù)該實施例的第三改進方案的印刷電路板的截面結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在將參考附圖地描述根據(jù)本發(fā)明的印刷電路板的一個優(yōu)選實施例。
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個實施例的印刷電路板的截面結(jié)構(gòu)。這種印刷電路板的用途非常廣泛。例如，它可用于諸如無繩電話的無線終端的RF電路，用于Rambus公司的直接RDRAM的存儲器模塊板，和用于計算機的系統(tǒng)板。當(dāng)用于高速信號傳輸?shù)碾娮与娐窌r，它要求嚴(yán)格的阻抗控制。下面以更利于高速信號傳輸?shù)奈Ь€結(jié)構(gòu)為例，將對本發(fā)明的印刷電路板的結(jié)構(gòu)進行描述。
如圖1所示，在用絕緣基底構(gòu)成的芯部100上形成用于電源或接地層的銅箔墊層(空白層)2。盡管圖1中未示出，但空白層2被摹制成可形成用于分開電源/接地的狹縫、層間孔或通孔，并且在成形的空白層2上形成絕緣層4。
另外，用于形成信號布線圖案的布線圖案層在絕緣層4上形成。在布線圖案層中，形成了測量目標(biāo)的信號布線圖案1(S)(或測量目標(biāo)信號布線圖案)和用于測量其特性阻抗的測量布線圖案6(T)。
可形成多個測量目標(biāo)信號布線圖案1(S)并可根據(jù)圖案寬度的不同將其分為幾種布線圖案組在每種布線圖案組中，每個信號布線圖案的布局結(jié)構(gòu)常常是通用的。例如，由于形成存儲器總線的信號布線圖案的每個布線圖案彼此相似并且圖案寬度是通用的，并且如果典型信號布線圖案作為測量目標(biāo)信號布線圖案1(S)，則用作存儲器總線的每個信號布線圖案的特性阻抗可由測量布線圖案6(T)測量。隨后，使測量布線圖案6(T)的圖案寬度W與成為測量目標(biāo)信號布線圖案1(S)的信號線組的圖案寬度W一致。
此外，在本實施例中，在測量目標(biāo)信號布線圖案1(S)的形成區(qū)A中的絕緣層4的厚度h1被設(shè)計成與在測量布線圖案6(T)的形成區(qū)B中的絕緣層4的厚度h2一致。這可通過使A區(qū)中的空白層2的銅含量與B區(qū)中的銅含量相一致來實現(xiàn)。銅含量指的是在布線圖案形成之后空白層2中每單位面積的銅箔含量。由于絕緣層4是在布線圖案形成后在空白層2上形成的，所以A區(qū)和B區(qū)的銅含量一致，并且A區(qū)和B區(qū)的絕緣層4的膜厚可被設(shè)置為大致相等。
接著，參考圖2地描述測量布線圖案6(T)。
圖2是印刷電路板的俯視圖。為了測量測量目標(biāo)信號布線圖案1(S)的特性阻抗，必須配備具有一定長度的測量布線圖案6(T)和具有基準(zhǔn)電位的襯墊(接地)5。與測量目標(biāo)信號布線圖案1(S)的圖案長度無關(guān)，將測量布線圖案6(T)的圖案長度設(shè)置為大于測量所需的確定長度。通常，該圖案長度要比用于實際信號傳輸?shù)拿總€信號布線圖案的圖案長度長。
通過在測量布線圖案6(T)和襯墊5之間放置一個探針并在其間流動一個測量信號，可實現(xiàn)特性阻抗的測量。如果測量布線圖案6(T)的圖案長度足夠長，則可以在測量信號穩(wěn)定的狀態(tài)下測量特性阻抗。由測量布線圖案6(T)的特性阻抗的測量結(jié)果可知測量目標(biāo)信號布線圖案1(S)的特性阻抗。
圖3示出了測量目標(biāo)信號布線圖案部分和測量布線圖案部分的截面結(jié)構(gòu)。在測量目標(biāo)信號布線圖案1的周圍，有一個層間孔或通孔的通路孔11和用于把空白層2分成電源層和接地層的狹縫12。由于通路孔11和狹縫12的位置由布線圖案布局來確定。所以它們在同一類的信號布線圖案之間幾乎是通用的。
在通路孔11和狹縫12的周圍形成的空隙L處于設(shè)有空白層2的區(qū)域。即，不存在導(dǎo)體。當(dāng)絕緣層4在空白層2上形成時，由于絕緣材料流入無導(dǎo)體區(qū)(空隙L和狹縫12)，所以圍繞無導(dǎo)體區(qū)的測量目標(biāo)信號布線圖案1附近的絕緣層4的厚度h1變得比測量布線圖案6附近的絕緣層4的厚度h2要薄。印刷電路板的周邊(這里為圖右側(cè))預(yù)先被刮掉，這樣空白層2的側(cè)邊不會外露，并由此使該部分處的絕緣層4的厚度h3比h2要薄一些。
當(dāng)在這種條件下測量測量布線圖案6的阻抗時，得到的測量結(jié)果不是測量目標(biāo)信號布線圖案1的實際特性阻抗。在本發(fā)明的該實施例中，為使測量布線圖案6的特性阻抗與測量目標(biāo)信號布線圖案1的特性阻抗相一致，使測量目標(biāo)信號布線圖案1下面的空白層2的銅含量與測量布線圖案6下面的空白層2的銅含量一致。
接著將在下面描述兩個例子，在這兩個例子中，可使測量目標(biāo)信號布線圖案1下面的絕緣層4的銅含量和測量布線圖案6下面的絕緣層4的銅含量之間的差值盡可能地小。
首先將描述第一個例子，其中，在測量布線圖案6下面的空白層2上形成一個導(dǎo)電材料去除區(qū)。
圖4是印刷電路板的俯視圖。如圖3所示，通路孔11和狹縫12的空隙L在測量目標(biāo)信號布線圖案1附近的空白層2中形成。并且空白層在該部分中被去掉。在根據(jù)測量目標(biāo)信號布線圖案1限定的一個預(yù)定區(qū)域內(nèi)計算銅含量。與該預(yù)定區(qū)域具有相同銅含量的銅箔去除區(qū)在測量布線圖案6的一個形成區(qū)附近的空白層2中形成。在圖4中，形成兩個斷流部分16和兩個偽通孔或?qū)娱g孔的通路孔15以作為銅箔去除區(qū)，由此使測量目標(biāo)信號布線圖案1下面的空白層2的銅含量與測量布線圖案6下面的空白層2的銅含量一致。斷流部分16和通路孔15最好不集中形成。而是圍繞著測量布線圖案6的形成區(qū)的下面均勻地形成。
下面將描述一種用于有效形成導(dǎo)電材料去除區(qū)的方法。圖5示出了一個利用最初具有低銅含量的周邊的例子。測量布線圖案6在周邊處形成。在印刷電路板的周邊，空白層2不存在且銅含量本來就低。在這種情況下，通過在周邊形成測量布線圖案6，使為調(diào)整銅含量而形成的銅箔去除區(qū)的面積減少。如圖5所示，為調(diào)整銅含量而形成的銅箔去除區(qū)15和16最好比測量布線圖案6更靠里地形成。比較圖4和圖5可以清楚，去除區(qū)的面積被減少了約一半。
當(dāng)測量布線圖案應(yīng)在印刷電路板的周邊形成時，考慮到印刷電路板的高密度，這種結(jié)構(gòu)特別有效。
接著將在圖6中示出作為第二種方法的例子，在這個例子中，在測量目標(biāo)信號布線圖案1的形成區(qū)中的狹縫寬度或通路孔的隙徑被設(shè)置成小于另一個信號布線圖案的形成區(qū)中的狹縫寬度或通路孔隙徑的參考值。
通常，通路孔11的隙徑可由參考值L確定。盡管如此，對于在測量目標(biāo)信號布線圖案1的形成區(qū)中的通路孔11a來說，隙徑L1被設(shè)置為一個盡可能小的值(L1＜L)。同樣，對于狹縫的寬度而言，在測量目標(biāo)信號布線圖案1的形成區(qū)中的狹縫12a被設(shè)置為小于參考值M的值M1。由此，可減小測量目標(biāo)信號布線圖案1的形成區(qū)中的銅含量和測量布線圖案6的形成區(qū)中的銅含量間的差值，從而減小測量目標(biāo)信號布線圖案1的特性阻抗的測量誤差。
另外，可結(jié)合使用上面的兩種方法。
如上所述，在本實施例的印刷電路板中，空白層2的圖案不僅根據(jù)布線圖案的線路設(shè)計而且還根據(jù)需要來確定，以使測量目標(biāo)信號布線圖案1的形成區(qū)中的空白層2的銅含量和測量布線圖案6的形成區(qū)中的空白層2的銅含量可以一致。因而，信號布線圖案部分和測量布線圖案部分的特性阻抗可以一致，并可獲得以下優(yōu)點。1)可以建立測量布線圖案中的測量數(shù)據(jù)的可靠性2)易于控制特性阻抗。3)易于實現(xiàn)批量生產(chǎn)過程中的印刷電路板的檢驗并且測量數(shù)據(jù)可靠。4)有效地利用印刷電路板的端部。
在上述實施例中，僅僅描述了其中布線圖案層在絕緣層4上形成的微帶線結(jié)構(gòu)，但是如圖7所示，本發(fā)明也可應(yīng)用于布線圖案層在內(nèi)層中形成的帶狀線結(jié)構(gòu)。在圖7中，芯部100和絕緣層4被夾在上、下空白層2之間，而且在形成于芯部100上的絕緣層4中形成包括信號布線圖案1和測量布線圖案6的布線圖案層。
本發(fā)明還可應(yīng)用于印刷電路板的如圖8所示的多層結(jié)構(gòu)。
圖8所示的印刷電路板具有如下所述的結(jié)構(gòu)，即布線圖案層202(S)、空白層(接地層)204(G)、布線圖案層206(S)通過絕緣層208和210層壓在芯部200上在這種印刷電路板中，由于芯部200上的布線圖案層202(S)的圖案的存在以及通過接地層204(G)形成了通路孔101和層間孔102等，每層之間的絕緣層的厚度變得不均勻。因而，當(dāng)利用與上述實施例相同的處理程序形成測量布線圖案時，需要調(diào)整銅含量。也就是說，在絕緣層夾在導(dǎo)電層之間的結(jié)構(gòu)的情況下，本實施例的結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于很多類型的印刷電路板。
圖9是圖8的改進。相對于圖8而言，在圖9所示的改進方案中，測量目標(biāo)信號布線圖案202(S)和測量布線圖案202(T)在形成于芯部200上的絕緣層4中的布線圖案層202上形成。與測量目標(biāo)信號布線圖案202(S)相同的任意形成的偽布線圖案210在測量布線圖案202(T)的相鄰區(qū)域中的布線圖案層202上形成。因而，在芯部200上的布線圖案層202(S)的銅含量可以是均勻的。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，基于絕緣層厚度變化的特性阻抗的測量誤差可以減小，并且利用測量布線圖案可容易地實施與測量目標(biāo)信號布線圖案有關(guān)的特性阻抗的正確測量。
對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，其它的優(yōu)點和改進也是易于發(fā)現(xiàn)的。因此，本發(fā)明在其更廣的范圍內(nèi)并不限于本文所述和所示的特定細節(jié)、典型設(shè)備和所示實例。因此，在不背離由所附權(quán)利要求及其等效部分所定義的總的發(fā)明概念的精神或范圍的情況下，可以進行各種改進。各級的發(fā)明包括在上述的實施例中，并且各種發(fā)明可從已經(jīng)在實施例中公開的多個組成部分或單元的適當(dāng)組合中獲取。例如，即使在從已在實施例中公開的所有組成部分中取走一些組成部分，已經(jīng)在概述中描述的要由本發(fā)明解決的問題也可通過剩余的組成部分來解決。而且，當(dāng)可以獲得至少一種效果時，這些組成部分可作為發(fā)明來提出。
權(quán)利要求
1．一種印刷電路板，包括一在第一絕緣層(100)上摹制的導(dǎo)電層(2)；一在所述第一絕緣層(100)上形成的第二絕緣層(4)；和在所述第二絕緣層(4)上形成的布線圖案層(1,6)，其特征在于，所述布線圖案層包括其特性阻抗要被測量的測量目標(biāo)信號布線圖案(1)和用于測量所述測量目標(biāo)信號布線圖案的特性阻抗的測量布線圖案(6)，并且所述導(dǎo)電層(2)被做成使所述導(dǎo)電層的每單位面積的導(dǎo)電材料含量與所述測量目標(biāo)信號布線圖案形成區(qū)和所述測量布線圖案形成區(qū)中的導(dǎo)電材料的含量大體相等。
2．根據(jù)權(quán)利要求1的印刷電路板，其特征在于，所述導(dǎo)電層被制成使導(dǎo)電材料去除區(qū)在所述測量布線圖案的形成區(qū)中形成。
3．根據(jù)權(quán)利要求2的印刷電路板，其特征在于，所述導(dǎo)電材料去除區(qū)是層間孔或通孔的通路孔，或是斷流部分。
4．根據(jù)權(quán)利要求2的印刷電路板，其特征在于，所述導(dǎo)電材料去除區(qū)位于比所述測量布線圖案更靠里的位置。
5．根據(jù)權(quán)利要求1的印刷電路板，其特征在于，所述導(dǎo)電層被制成使得在所述測量目標(biāo)信號布線圖案形成區(qū)中的層間孔或通孔的通路孔的隙徑小于所述測量布線圖案形成區(qū)中的通路孔的隙徑。
6．根據(jù)權(quán)利要求2的印刷電路板，其特征在于，所述導(dǎo)電層被制成使得在所述測量目標(biāo)信號布線圖案形成區(qū)中的層間孔或通孔的通路孔的隙徑小于所述測量布線圖案形成區(qū)中的通路孔的隙徑。
7．根據(jù)權(quán)利要求1的印刷電路板，其特征在于，所述導(dǎo)電層被制成使得在所述測量目標(biāo)信號布線圖案形成區(qū)中用于分離導(dǎo)電層的狹縫寬度小于在所述測量布線圖案形成區(qū)中的狹縫寬度。
8．根據(jù)權(quán)利要求2的印刷電路板，其特征在于，所述導(dǎo)電層被制成使得在所述測量目標(biāo)信號布線圖案形成區(qū)中用于分離導(dǎo)電層的狹縫寬度小于所述測量布線圖案形成區(qū)中的狹縫寬度。
9．根據(jù)權(quán)利要求1的印刷電路板，其特征在于，所述導(dǎo)電層用于電源或接地。
10．一種印刷電路板，在該印刷電路板中形成一種用于測量信號線的特性阻抗的測量布線圖案，其中在信號線(202T)的形成區(qū)中形成一偽布線圖案(210)，以便根據(jù)測量目標(biāo)信號布線圖案(202S)的形成區(qū)中的導(dǎo)電物質(zhì)含量來調(diào)整信號線形成區(qū)中的導(dǎo)電物質(zhì)含量。
全文摘要
在測量布線圖案(6)的形成區(qū)B中的空白層被做成使得其銅含量可與測量目標(biāo)信號布線圖案(1)的形成區(qū)A中的銅含量一致,由此,可使測量布線圖案(6)的形成區(qū)中的絕緣層厚度與測量目標(biāo)信號布線圖案(1)的形成區(qū)中的絕緣層厚度一致,從而減小因絕緣層厚度不同而引起的特性阻抗的測量誤差。通過使用測量布線圖案(6),可測量測量目標(biāo)信號布線圖案(1)的正確的特性阻抗。
文檔編號G01R31/28GK1309525SQ0111197
公開日2001年8月22日 申請日期2001年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2000年1月31日
發(fā)明者古賀裕一, 出口貴浩, 中村茂雄 申請人:株式會社東芝, 味之素株式會社, 日本勝利株式會社