JP5491026B2 - プリント配線基板中に補強コア材料を構成する製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、一般にプリント配線基板の製造に関し、特に、導電性補強コア（ｃｏｎｓｔｒａｉｎｉｎｇ ｃｏｒｅ）を含むプリント配線基板の生産に関する。

多様な形態の、導電性補強コアは、プリント配線基板内の層として使用できる。導電性補強コアは、純然たる構造層（すなわち、プリント配線基板の回路の一部を形成しない層）として使用してもよく、また機能層（すなわち、回路の一部を形成する層）として使用してもよい。パソヤ等の米国特許第６，８６９，６６４号明細書（特許文献１）は、プリント配線基板における電源、接地及び／または分割電源／接地平面としての導電性補強コアの使用を記述している。特許文献１の開示全体を引用によって本出願の記載に援用する。

導電性補強コアを構成する際使用する一般的な材料は、樹脂を含浸し１つかそれ以上の側面に金属をクラッドした（普通縦横方向で繊維の本数がほぼ同じ（ｂａｌａｎｃｅｄ ｗｅａｖｅ）である）炭素繊維織物である。しかし、導電性補強コアを構成する際多様な他の材料を使用してもよい。多くの導電性補強コアは、クラッドがあるものでもないものでもよい、導電性ラミネートを含む。ラミネートは樹脂で含浸した基板でもよい。基板は、日本の日本グラファイトファイバー株式会社が製造するＣＮ−８０−３ｋ、ＣＮ−６０、ＣＮ−５０、ＹＳ−９０、日本の三菱化学株式会社が製造するＫ１３Ｂ１２、Ｋ１３Ｃ１Ｕ、Ｋ６３Ｄ２Ｕ、サウスカロライナ州グリーンヴィル（Ｇｒｅｅｎｖｉｌｌｅ）のサイテックカーボンファイバーズ有限責任会社（Ｃｙｔｅｃ ｃａｒｂｏｎ ｆｉｂｅｒｓ ＬＬＣ）が製造するＴ３００−３ｋ、Ｔ３００−１ｋといった炭素、グラファイト繊維のような繊維材料であることが多い。繊維の導電率は、繊維材料を樹脂で含浸する前に金属で被覆することによって向上することが多い。金属被覆繊維の例は、炭素、グラファイト、Ｅガラス、Ｓガラス、アラミド、ケブラー、石英またはこれらの繊維の任意の組み合わせを含む。繊維材料は連続炭素繊維でよいことが多い。代替的には、繊維材料は不連続炭素繊維でもよい。不連続炭素繊維とは、米国テネシー州ロックウッド（Ｒｏｃｋｗｏｏｄ）の東邦カーボンファイバーズ社（Ｔｏｈｏ Ｃａｒｂｏｎ Ｆｉｂｅｒｓ Ｉｎｃ．）が製造するねじり破断繊維（Ｘ０２１９）のようなものである。繊維材料は織物であってもなくてもよい。織物でない材料はユニテープまたはマットの形態のものでもよい。炭素マットとは、マサチューセッツ州イーストウォルポール（Ｅａｓｔ Ｗａｌｐｏｌｅ）のアドバンスドファイバーノンウーブンズ社（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｆｉｂｅｒ ＮｏｎＷｏｖｅｎｓ）が製造するそれぞれ２オンスまたは３オンスの等級番号８００００４０及び８００００４７のようなものである。ＰＡＮ系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維または両方の繊維の組み合わせによって構成される導電性補強コアが知られている。

また、導電性補強コアは非繊維材料を使用して構成してもよい。例えば、導電性補強コアは固体炭素プレートから構成してもよい。圧縮した炭素またはグラファイト粉末を使用して、導電性補強コアとして有用な固体炭素プレートを製作してもよい。別のアプローチは、熱可塑性または熱硬化性の結合剤と共に炭素フレークまたは細断炭素繊維を使用して固体炭素プレートを製作することである。

導電性補強コアを構成する際に使用する別の有用な材料は、ニューヨーク州マルタ（Ｍａｌｔａ）に所在するスターファイアシステムズ社（Ｓｔａｒｆｉｒｅ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｉｎｃ．）が製造するＣ−ＳｉＣ（炭素−炭化珪素）である。

導電性補強コアを構成する際、エポキシ、ビスマレイミド・トリアジン・エポキシ（ＢＴ）、ビスマレイミド（ＢＭＩ）、シアン酸エステル、ポリイミド、フェノールまたは上記のうちいくつかの樹脂の組み合わせといった多様な樹脂を使用してよい。多くの場合、特性を改善するため、樹脂は熱分解炭素粉末、炭素粉末、炭素粒子、ダイヤモンド粉末、窒化ホウ素、酸化アルミニウム、セラミック粒子、及びフェノール粒子のような充填材を有してもよい。

導電性補強コアの導電率はその構成に応じて変化する。多くの場合、基板は導電性補強コアの電気特性を決定する。例えば、強化エポキシを伴うグラファイト繊維の場合である。別の場合、樹脂が導電性補強コアの電気特性を決定することもある。例えば、充填材として熱分解炭素粉末を有する、強化エポキシ樹脂で含浸したガラス繊維の場合である。

補強コア材料の選択は通常、熱伝達率、熱膨張係数、剛性及びそれらの組み合わせといった、最終製品レベルで要求される利点に依存する。広い意味で、導電性補強コアを構成する際には、１ＭＨｚで６．０より大きい誘電率を有する層が得られる任意の材料及び樹脂の組み合わせを使用してよい。

一般に、スルーホールとも呼ばれるめっきビアを使用して、プリント配線基板の機能層間の電気接続を形成する。プリント配線基板デザインに導電性補強コアを組み込む場合、めっきビアが導電性補強コアとの不要な電気接続を形成することがないように注意を払わなければならない。多くのプリント配線基板デザインでは、樹脂充填クリアランス孔を使用して不要な電気接続を防止している。樹脂充填クリアランス孔は、導電性補強コアを通してドリル加工した後誘電体樹脂を充填した孔である。樹脂充填クリアランス孔の直径より小さい直径を有するめっきビアを、樹脂充填クリアランス孔の中心にドリル加工する場合、めっきビアを取り囲む樹脂がビアのライニングを導電性補強コアから電気的に絶縁する。製造の際、樹脂充填クリアランス孔の中心とめっきビアとの間の許容可能な位置ずれの程度は、主として樹脂充填クリアランス孔とめっきビアとの間の直径の差によって決定される。位置ずれのためにめっきビアの一部が導電性補強コアに接触している状況では、ビアのライニングと導電性補強コアとの間の意図しない接触が生じる。
米国特許第６，８６９，６６４号明細書

導電性補強コアを含むプリント配線基板を製造する方法を開示する。本発明に係る方法によって、最終プリント配線基板を形成するために使用する様々なパネル及び部分組立体に対する工程を実行するツールが使用する位置決め孔の精密なアライメントが可能になる。また、本発明の実施形態に係る、製造歩留まりを向上させプリント配線基板のパネル化したアレイ中の不良のプリント配線基板を検出する能力を提供することが可能なガーバーファイルの修正も開示する。

本発明の１つの実施形態は、少なくとも１対の基準を使用して、導電性材料のパネル中の位置決め孔を形成するツール表面に対して、導電性材料の織物パネルの織物をアライメントするステップを含む。

さらなる実施形態では、１対の基準は、第１の直線に沿って配置した少なくとも２つの取り付けピンと、第２の直線に沿って配置した少なくとも２つの取り付けピンとを含み、第１及び第２の直線は直角に交差する。

別の実施形態では、１対の基準は、第１の基準エッジと、第２の基準エッジとを含み、第１及び第２の基準エッジは直角に交差する。

またさらなる実施形態では、位置決め孔はドリルを使用して形成される。

また別の実施形態では、位置決め孔はパンチを使用して形成される。

本発明のまたさらなる実施形態は、導電性材料のパネルに第１の組の位置決め孔を形成するステップと、導電性パネルに第１の直径を有するクリアランス孔をドリル加工するステップと、第１の組の位置決め孔を使用して導電性材料のパネルを他の材料の層とアライメントすることによってパネルのスタックを形成するステップと、パネルのスタックをラミネートするステップとを含む。

また別の実施形態は、また、ラミネートしたスタックを通る第１の直径より小さい第２の直径を有するスルーホールをドリル加工するステップを含む。

さらなる実施形態は、その上また、スルーホールをドリル加工する位置を決定する基準として、第１の組の位置決め孔を使用するステップを含む。

別の実施形態は、その上また、少なくとも１つの基準孔をドリル加工するステップと、少なくとも１つの基準孔を探索するため光学視覚システムを使用するステップと、少なくとも１つの基準孔に対する所定位置に第２の組の位置決め孔をドリル加工するステップとを含む。

さらなる追加実施形態は、また、少なくとも１つの基準孔をドリル加工するステップと、少なくとも１つの基準孔を探索するため光学視覚システムを使用するステップと、少なくとも１つの基準孔に対する所定位置に第２の組の位置決め孔をパンチ加工するステップとを含む。

別の追加実施形態は、また、導電性パネルに対してアートワークをアライメントするステップと、アートワークでフォトレジストを遮蔽するステップと、導電性パネルをエッチングするステップとを含む。

またさらなる実施形態では、アートワークをアライメントするステップは、アートワークに第１の組の位置決め孔に対応する孔をパンチ加工するステップと、第１の組の位置決め孔を使用してアートワークと導電性パネルとをアライメントするステップとを含む。

また別の実施形態は、導電性材料のパネルに第１の組の位置決め孔を形成するステップと、導電性パネルに第１の直径を有するクリアランス孔をドリル加工するステップと、導電性材料のパネルを通る第２の組の位置決め孔を形成するステップと、第２の組の位置決め孔を使用して導電性材料のパネルを他の材料の層とアライメントすることによってパネルのスタックを形成するステップと、パネルのスタックをラミネートするステップとを含む。

またさらなる実施形態では、その上、第２の組の位置決め孔を形成するステップは、さらに、所定位置を決定する基準として第１の組の位置決め孔を使用するステップと、所定位置に第２の組の位置決め孔をドリル加工するステップとを含む。

また別の実施形態では、第２の組の位置決め孔を形成するステップは、さらに、少なくとも１つの所定位置を決定する基準として第１の組の位置決め孔を使用するステップと、少なくとも１つの所定位置に基準孔をドリル加工するステップと、基準孔を探索するため光学視覚システムを使用するステップと、基準孔に対する所定位置に第２の組の位置決め孔をパンチ加工するため光学視覚システムを使用するステップとを含む。

またさらなる追加実施形態は、また、ラミネートしたスタックを通る第１の直径より小さい第２の直径を有するスルーホールをドリル加工するステップを含む。

また別の追加実施形態は、また、スルーホールをドリル加工する位置を決定する基準として第１または第２何れかの組の位置決め孔を使用するステップを含む。

またさらなる実施形態は、その上また、少なくとも１つの基準孔をドリル加工するステップと、少なくとも１つの基準孔を探索するため光学視覚システムを使用するステップと、少なくとも１つの基準孔に対する所定位置に第２の組の位置決め孔をドリル加工するステップとを含む。

また別の実施形態は、その上また、少なくとも１つの基準孔をドリル加工するステップと、少なくとも１つの基準孔を探索するため光学視覚システムを使用するステップと、少なくとも１つの基準孔に対する所定位置に第２の組の位置決め孔をパンチ加工するステップとを含む。

またさらなる追加実施形態は、また、導電性パネルに対してアートワークをアライメントするステップと、アートワークでフォトレジストを遮蔽するステップと、導電性パネルをエッチングするステップとを含む。

また別の追加実施形態では、アートワークをアライメントするステップは、アートワークに第１の組の位置決め孔に対応する孔をパンチ加工するステップと、第１の組の位置決め孔を使用してアートワークと導電性パネルとをアライメントするステップとを含む。

さらなる追加実施形態は、その上、Ｘ線光源と、光が入射する検出器の領域を表す出力を生成するように構成されたＸ線検出器と、Ｘ線検出器に接続されＸ線検出器の出力を使用して円形パターンを識別するように構成されたプロセッサとを含む。

別の追加実施形態は、その上、材料の導電性パネルにクリアランス孔をドリル加工するステップと、材料の導電性パネルに溝をルータ加工するステップと、プリント配線基板部分組立体のアレイを形成するため導電性パネルを他の材料のパネルとラミネートするステップと、プリント配線基板部分組立体のアレイ中の各プリント配線基板を通るスルーホールをドリル加工するステップと、スルーホールのライニングをめっきするステップと、プリント配線基板のアレイ中の各プリント配線基板を試験するステップとを含む。

別のさらなる実施形態では、各プリント配線基板をプリント配線基板のアレイ中の他のプリント配線基板から電気的に絶縁する位置に溝がルータ加工される。

図面を参照すると、本発明に係る少なくとも１つの導電性補強コアを含むプリント配線基板を製造する方法の実施形態が示される。この方法は、加工対象の材料の層に対するツールのアライメントを可能にする多様な技術を含む。アライメントの精度が向上することによって、めっきビアと導電性補強コアとの間の不要な電気接続が生じる可能性が減少する。多くの実施形態では、レジストレーション目標を使用してアライメントを達成する。いくつかの実施形態では、パネル化を使用して生産スループットを増大する。パネル化を利用する実施形態では、製造時試験を使用して不良の基板を検出してもよい。多くの実施形態では、パネルには樹脂充填溝が含まれ、試験の際各プリント配線基板を電気的に絶縁する。

本発明に係るプリント配線基板を製造する方法の実施形態を図１に示す。方法１０は、初期プリント配線基板設計を行うステップを含む（１２）。そして、プリント配線基板が少なくとも１つの導電性補強コアを含むという事実を考慮して基板デザインを修正する（１４）。そして、修正したプリント配線基板を製造に備えてパネル化する（１６）。そして、パネル化したデザインを使用してアートワークを作成し、情報を製造設備にエクスポートして、少なくとも１つのプリント配線基板の製造（１８）を可能にする。

プリント配線基板設計は通常、プリント配線基板の各層の回路を指定し、電源、接地及び／または分割平面を特定し、プリント配線基板の各層を接続するめっきビアの位置を指定する。プリント配線基板デザインは多様な方法で作成してよい。図１に示す方法の多くの実施形態では、プリント配線基板中の導電性補強コアの存在を無視した初期プリント配線基板デザインを作成する（１２）。初期プリント配線基板デザインはガーバーファイルとして表現してもよい。そして、プリント配線基板中の導電性補強コアの使用を考慮してガーバーファイルを修正してもよい（１４）。上記で論じたように、導電性補強コアとの電気接続を防止する手段が取られていない場合、めっきビアによって電気的接続が形成される。ガーバーデータを修正してめっきビアと導電性補強コアとの間の不要な電気接続を減少させる技術は、２００５年５月１６日出願の、バソヤ（Ｖａｓｏｙａ）の米国特許出願第１１／１３１，１３０号で開示されている。米国特許出願第１１／１３１，１３０号の開示全体を引用によって本出願の記載に援用する。

そして、修正したガーバーデータをパネル化することができる（１６）。パネル化も米国特許出願第１１／１３１，１３０号に記載されている。パネル化は、多数のプリント配線基板を同時に製造する時使用可能で、通常プリント配線基板デザインのドリルデータ、プレファブデータ及びアートワークを多数回コピーして、プリント配線基板のアレイを構成する元になるパネルを作成するステップを包含する。米国特許出願第１１／１３１，１３０号で論じられているように、プリント配線基板製造の際層の膨張または収縮に対応するため、一般にスケーリング・ファクタを、プリント配線基板デザインの各パネル化層に関連するアートワーク、ドリルデータ及びプレファブデータに適用する。以下にさらに論じるように、本発明の実施形態によれば、ガーバーファイル中にレジストレーション目標を定義するパネル化プリント配線基板用の情報を含めることによって、製造歩留まりを向上させることができる。

一旦パネル化が完了したら、レジストレーション目標を含むスケーリングされたガーバーファイルを使用して、層をパターン化するアートワークを出力し、配線の描画、孔のドリル加工、パネルのフライス加工及び切断といった作業を行うために使用可能なコンピュータ制御機械を設定してもよい。そして、アートワークと設定した製造機械を使用して、プリント配線基板を製造する（１８）。

以下さらに論じるように、本発明に係る、パネル化デザインに追加されるレジストレーション目標及びプリント配線基板を製造するために使用される製造方法は通常、製造の際使用する予定のツール及びそのツールが利用するアライメント技術に依存する。ツールが異なれば、取り付けピンの構成が異なることがある。ツールの中には遊びのあるツール加工（ｓｏｆｔ ｔｏｏｌｉｎｇ）を使用するものがある。遊びのあるツール加工はパネルの主軸に沿って膨張及び収縮する材料の制限範囲内の自由な移動を可能にするスロットを提供する。他のツールの中には遊びのないツール加工（ｈａｒｄ ｔｏｏｌｉｎｇ）を使用するものがあり、これは材料の移動の自由を与えない位置決め孔（ｔｏｏｌｉｎｇ ｈｏｌｅ）の提供を伴う。

ツール加工の種類と無関係に、位置決め孔の正確な配置は製造方法の重要な部分である。位置決め孔の配置は、ツールによって行われる作業の位置が以前のツールによって行われた作業とアライメントされているか否かを決定する。パネルを加工する際、パネルは膨張及び収縮することがある。従って、パネル上の位置決め孔の配置はその膨張及び収縮を考慮する必要がある。製造工程で使用される全ての位置決め孔が同じツールによって作成されない場合、他のツールとパネルとのアライメントが可能になるようにレジストレーション目標を作成してもよい。一旦アライメントしてから、必要に応じて追加の位置決め孔を作成してもよい。

本発明の実施形態に係るプリント配線基板の製造方法の概略を図２に示す。方法２０は、導電性補強コアを通る位置決め孔をドリル加工またはパンチ加工するステップ（２２）を含む。そして導電性補強コアを通るクリアランス孔をドリル加工する。そして、導電性補強コアが一方または両方の側面上の銅のような金属のクラッドである実施形態では、アートワークを導電性補強コアに対してアライメントし（２４）、デブリをエッチングによって除去する（２６）。導電性補強コアがクラッドを含まない実施形態では、高圧液体または空気を使用してデブリを清掃してもよい。

エッチングに続いて、導電性補強コアを他の材料の層と結合してプリント配線基板を形成してもよい。プリント配線基板を形成する材料の各層を含むスタックアップを形成する（２８）。このスタックアップをラミネートする（３０）。ラミネートが完了したら、ビアをドリル加工及びめっき加工して、プリント配線基板を完成し（３２）試験を行う。

上記で論じたように、本発明の実施形態に係る、プリント配線基板を製造する図２で概説した操作を行うために、任意の多様なツールを使用することができる。通常、クリアランス孔のドリル加工、ラミネート及びラミネート後のビアのドリル加工のため位置決め孔が必要である。以下、こうした各製造ステップで必要な位置決め孔を形成する技術を説明する。

クリアランス孔のドリル加工の際使用する位置決め孔の初期組み合わせを作成する方法を図３に示す。方法３０は、導電性補強コアを作成する元になるパネルをアライメントするステップ（３２）と、その後位置決め孔をパンチ加工またはドリル加工するステップ（３４）とを含む。

繊維織物材料のパネルを使用してプリント配線基板中の導電性補強コアを構成する場合、ラミネートの際の材料の挙動が材料の織り方によって影響されることがある。炭素繊維の織り方に対するラミネート位置決め孔の配置は、ラミネートの際材料のパネルが撓むか（すなわち、非平面になるか）否かに影響することがある。導電性補強コアとして使用するのに適した織物材料のパネルは通常矩形シートとして調達されるが、その場合材料の織り方はパネルのエッジとアライメントされている。こうしたパネルを使用して導電性補強コアを構成する実施形態では、織り方に対する取り付け孔の位置は、取り付け孔をシートのエッジに対してアライメントすることによって決定してもよい。

製造の際、アライメントは、２つの基準エッジを直角に方向付けた作業空間を確立することによって簡単に達成してもよい。繊維織物のパネルを基準エッジに押し付け、テープを使用してパネルを固定することによって、ドリル加工またはパンチ加工ツールに対して繊維をアライメントしてもよい。本発明の実施形態に係る、導電性補強コアを構成する際の材料の層のアライメント、パンチ加工及びドリル加工を図４に示す。図４Ａに例示する実施形態では、パネル４０は、パネルの織り方に対するアライメントを達成するため、各エッジに沿った中間点にパンチ加工された遊びのある位置決め孔４２を含む。

多数の導電性補強コアを同時にアライメント、パンチ加工及びドリル加工することによって、生産スループットを増大することができる。本発明の実施形態に係る、クリアランス孔のドリル加工のために作業台にピン止めしたパネルのスタックを図４Ｂに示す。位置決め孔４２を通じて延びる取り付けピン４６によってスタック４５を固定する。スタック中の各パネルを通じていくつかのクリアランス孔４８をドリル加工する。例示実施形態では、パネル毎に１枚の導電性補強コアを製造する。上記で論じたように、他の実施形態では、材料の１枚のパネルを使用して導電性補強コアのアレイを構成できるように、導電性補強コアデザインをパネル化する。

図４Ａ，４Ｂに示す実施形態では、クリアランス孔のドリル加工の際にもラミネートの際にも同じ遊びのある位置決め孔を使用する。本発明に係る他の実施形態では、クリアランス孔のドリル加工及びラミネートの際遊びのない位置決め孔を使用してもよい。図５Ａ，５Ｂに本発明の１実施形態に係る、材料のパネル中の位置決め孔及びクリアランス孔のアライメント及びドリル加工を示す。アライメントピンに対するパネルのスタックのアライメントを図５Ａに示す。材料のパネル４０’をスタック４５’に形成し、パネルのエッジをアライメントピン５０に対して押し付けてアライメントする。アライメントを達成したら、パネル４０’のスタック４５’を通じてラミネート位置決め孔４４’をドリル加工する。

図５Ｂに、クリアランス孔のドリル加工のためピンを使用して作業台に固定したパネルのスタックを示す。いくつかのラミネート位置決め孔４４’を通じて延びるピン４６’を使用して、材料のパネル４０’のスタック４５’を作業台に固定する。そのように固定した状態で、クリアランス孔のドリル加工を行ってもよい。例示実施形態では、スタック４５’中の各パネル４０’を通じてドリル加工したクリアランス孔４８’を示す。

図４Ａ，４Ｂ及び図５Ａ，５Ｂに示す実施形態は、クリアランス孔のドリル加工の際ラミネート位置決め孔を使用している。多くの実施形態では、クリアランス孔のドリル加工とラミネートのために、別個の組の位置決め孔を使用する。別個の組の位置決め孔を使用する場合、位置決め孔の位置が、各ツールが行う処理間のアライメントを確保するものであるように注意を払わなければならない。

図６Ａ〜６Ｄに、本発明の実施形態に係る、クリアランス孔のドリル加工のために使用される位置決め孔をラミネート位置決め孔をドリル加工するための基準として使用する材料のパネルを示す。図６Ａに、材料のパネルを示す。パネル４０”のスタック４５”がアライメントピン５０”に押し付けられていることが示されている。パネルをピンに押し付けることによって、クリアランス孔のドリル加工の際使用する第１の組の位置決め孔６０をドリル加工するためのアライメントがなされる。図６Ｃに、本発明の実施形態に係る、ピン６２を使用して作業台に固定したパネル４０”のスタック４５”を示す。スタック４５”を固定すると、ピン６２は、クリアランス孔及びラミネート位置決め孔をドリル加工するために使用可能な基準を形成する。図６Ｄに、本発明の実施形態に係る、作業台に固定しドリル加工したパネルのスタックを示す。クリアランス孔４８”が、スタック４５”中の各パネル４０”を通じてドリル加工されている。さらに、ラミネート位置決め孔６４が、パネル４０”を通じてドリル加工されている。例示実施形態に示すラミネート位置決め孔は遊びのない位置決め孔である。

図７Ａ〜７Ｄに、クリアランス孔がドリル加工されており、基準孔を使用して遊びのあるラミネート位置決め孔をパンチ加工するツールをアライメントする材料のパネルを示す。図７Ａに、本発明の実施形態に係る、ピン６２’”によって作業台に固定しクリアランス孔４８’”及び基準孔７０がドリル加工されているパネル４０’のスタック４５’”を示す。図７Ｂに、本発明の実施形態に係る、基準孔を探索する光学視覚システムを示す。２つの光学視覚システムを使用してパネル４０’”中の基準孔７０を探索する。各光ビジョンシステムは、光（または他の形態の電磁放射）を照射する光源７２を含む。光検出器７６をパネルの下に配置する。光学基準システムは所定の範囲内で基準孔を探索する。この範囲の規定の仕方は、クリアランス孔の位置決め孔に対する規定またはパネルのエッジに対する規定を含んでもよい。光検出器が光の完全な円を検出した時基準孔が探索されたと考えられる。

図７Ｃに、本発明の実施形態に係る、基準孔を探索する光学視覚システムを示す、図７Ｂの点線に沿って見た断面図を示す。基準孔７０は、光源７２が位置決め孔を完全に照射した位置にある。基準孔７０の完全な照射は光検出器７６によって光の完全な円として検出される。図７Ｂに例示する光学視覚システムは、光学視覚システムが光の円である基準を探索しようとする点で、プリント配線基板を構成する際に従来使用された光学視覚システムと異なっている。光学視覚を含むツール加工システムは、ニューヨーク州ファーミングデール（Ｆａｒｍｉｎｇｄａｌｅ）のマルチラインテクノロジ社（Ｍｕｌｔｉｌｉｎｅ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）から入手可能である。導電性補強コアを含まないプリント配線基板を構成するために使用される誘電体材料は通常透明である。従って、位置決め目標は通常銅の円形領域としてパターン化される。銅の円形領域は暗色の円に見えるので、光学視覚システムは、（本発明の場合のような光の円の代わりに）暗色の円を探索する。

基準孔を探索したら、基準孔はラミネート位置決め孔をパンチ加工するために使用することができる。図７Ｄに、本発明の実施形態に係る、光学視覚システムを使用して探索した基準孔を使用してパネルにパンチ加工した遊びのある位置決め孔を示す。パネル４０’”は、パネルの各エッジに沿った中間点にパンチ加工した遊びのある位置決め孔７８を含む。

図２に示す方法に戻ると、金属の層でクラッドしたパネルのクリアランス孔のドリル加工に続いて、通常エッチング工程が行われる。エッチングする領域は、クラッド材料の上をフォトレジストで遮蔽し、アートワークを使用してフォトレジストを選択的に露光させることによって管理してもよい。エッチングの際、アートワークによって選択的に露光したクラッド材料を化学物質でエッチングする。図８に、本発明の実施形態に係る、アートワークを生成しドリル加工された導電性補強コアに対してアートワークをアライメントする方法を示す。方法８０は、補強コアのためのアートワークをプロットするステップ（８２）を含む。アートワークは２つの方法のうち１つによってアライメントしてもよい。多くの実施形態では、導電性補強コア中の位置決め孔に対応する位置決め孔をアートワークにパンチ加工またはドリル加工する（８４）ことによってアライメントする。そして、ピンを位置決め孔に通し（８６）、下部アートワーク、ドリル加工した導電性補強コア及び上部アートワークのアライメントに使用してもよい。他の実施形態では、光学目標を使用して、上部及び下部アートワークをドリル加工した導電性補強コアとアライメントしてもよい。光学目標による方法は通常、アートワーク上の目標を、導電性補強コア上に事前にドリル加工した位置決め孔とアライメントするための上部及び下部のカメラの使用を包含する。

光学目標によってアートワークをアライメントする方法は位置決め孔を使用する方法より精度が劣ることがある。従って、基準孔及び目標を使用してラミネート後の位置決め孔のドリル加工またはパンチ加工を行う実施形態では、位置決め孔を使用してアートワークをアライメントする方が好適となり得る。

再び図２に示す方法を参照すると、ラミネートの後、通常ビアのドリル加工を行う。いくつかの実施形態では、ビアのドリル加工を行うための位置決め孔としてラミネート位置決め孔を使用する。他の実施形態では、基準目標を使用して、ビアのドリル加工のためのラミネート後の位置決め孔のドリル加工またはパンチ加工を行う。

図９に、本発明の実施形態に係る、プリント配線基板部分組立体のアレイ、いくつかの位置決め孔、いくつかの基準孔、及びレジストレーション検証目標を含む、本発明に係るパネルの実施形態を示す。パネル９０は、プリント配線基板部分組立体９２のアレイを含む。各部分組立体は、少なくとも１つの導電性補強コアを含む材料のいくつかの層から構成される。また、パネルは、複数のラミネート位置決め孔９４を含む。ラミネート位置決め孔に加えて、パネルは、ラミネート後の位置決め孔をドリル加工またはパンチ加工する適当な位置を決定する基準として使用可能ないくつかの基準孔９６及びレジストレーション検証目標９８を含む（すなわち、ラミネート後の位置決め孔は基準に対する所定位置に規定される）。そして、ラミネート後の位置決め孔を使用してビアのドリル加工を行ってもよい。図９に例示する実施形態では、ラミネート位置決め孔は遊びのない位置決め孔である。

図１０に、本発明に係る、プリント配線基板部分組立体のアレイ、いくつかの位置決め孔、いくつかのレジストレーション孔、いくつかのレジストレーション検証目標、及びいくつかのレジストレーション目標孔を含むパネルを示す。図１０の位置決め孔９４’は遊びのある位置決め孔であり図１０のパネル９０’は位置決め目標孔１００をも含むこと以外は、図１０に示すパネル９０’は図９に示すパネル９０と同様である。位置決め目標孔１００は位置決め孔９４’をパンチ加工する基準として使用する。

上記の議論では、本発明の実施形態に係る、プリント配線基板製造の様々な段階において位置決め孔を作成するための多様な技術を概説した。こうした技術を様々な形で組み合わせて、クリアランス孔のドリル加工、アートワークのアライメント、ラミネート及びビアのドリル加工を行うために必要な位置決め孔を提供してもよい。以下、そうしたいくつかの組み合わせを論じる。

図１１に、本発明の実施形態に係る、クリアランス孔のドリル加工及びラミネートのためにラミネート位置決め孔を使用し、ラミネート後のレジストレーション目標を使用してラミネート後の位置決め孔をパンチ加工またはドリル加工する、位置決め孔を形成する方法を示す。方法１１０は、パネルにラミネート位置決め孔をパンチ加工またはドリル加工するステップ（１１２）と、その後パネルにクリアランス孔をドリル加工するステップ（１１４）とを含む。パネルがクラッドである想定すると、アートワークを使用してパネルを印刷し（１１６）、その後デブリを除去するためにエッチングする（１１８）。プレファブ工程を実行し（１２０）、その後材料のパネルを酸化する（１２２）。ラミネートに備えて、プリント配線基板を構成する際使用する他の材料の層（すなわち、導電性補強コアを形成しない層）を処理する（１２４）。そして、導電性補強コアを構成するために使用される材料のパネルと他の材料の層とをスタックしラミネートする（１２６）。ラミネートの後、ラミネートの際形成されたプリント配線基板部分組立体のアレイに、ラミネート後の位置決め孔をパンチ加工またはドリル加工する（１２８）。ラミネート後の位置決め孔は、ビアのドリル加工とプリント配線基板の仕上げに備えて形成される。多くの実施形態では、内部のラミネート後のレジストレーション目標を基準として検出するＸ線システムを使用してラミネート後の位置決め孔を位置決めする。

図１２に、本発明の実施形態に係る、クリアランス孔のドリル加工、ラミネート及びラミネート後のビアのドリル加工のためにラミネート位置決め孔を使用する、位置決め孔を形成する方法を示す。アートワークをアライメントするために光学レジストレーション１１６’を使用可能なことと、ラミネート後のビアのドリル加工を行うためにラミネート位置決め孔を使用すること以外は、この方法は図１１で示す方法と同様である。

図１３に、本発明の実施形態に係る、クリアランス孔のドリル加工のために第１の組の位置決め孔を使用し、ラミネートの際別個のラミネート位置決め孔を使用し、ラミネート後のビアのドリル加工のためにラミネート位置決め孔を使用する、位置決め孔を形成する方法を示す。方法１３０は、材料のパネルをアライメントするステップ（１３２）と、パネルを通るパネル取り付け孔をドリル加工するステップ（１３４）とを含む。ピンを使用してパネルを作業台に固定し（１３６）、クリアランス孔とラミネート位置決め孔のドリル加工（１３８）を可能にする。ドリル加工の後、パネルを印刷してデブリを除去するためにエッチングし、各パネルのプレファブ工程を実行する（１４２）。パネルがクラッドである場合、パネルを酸化してもよい（１４４）。ラミネート（１４８）の前に、材料のパネルを、スタックアップに含めるために処理した（１４６）他の材料の層と結合する。ラミネートの後、ラミネート位置決め孔を基準として使用して、ラミネート後のドリル加工工程を実行してもよい（１５０）。

図１４に、本発明の実施形態に係る、クリアランス孔のドリル加工のために第１の組の位置決め孔を使用し、ラミネートの際使用するため別個のラミネート位置決め孔をパンチ加工し、ラミネート後のビアのドリル加工のためにラミネート位置決め孔を使用する、位置決め孔を形成する方法を示す。パネルにレジストレーション目標孔がドリル加工される（１３８’）ことと、本発明の実施形態に係る、レジストレーション目標孔の探索が可能な光学視覚システムを装備したツールを使用してパネルにラミネート位置決め孔をパンチ加工する（１４０’）ためにレジストレーション目標孔を使用すること以外は、この方法１３０’は図１３で示す方法１３０と同様である。

上記で説明した方法を使用して、プリント配線基板を生産する際の歩留まりを向上させることができる。本発明の多くの実施形態では、試験を使用して、プリント配線基板が正しく製造されたかを検証し、また不良のプリント配線基板を識別する。多くの実施形態では、プリント配線基板の電気的試験を行って、導電性補強コアとめっきビアとの間の短絡のような不良を含むプリント配線基板を識別する。パネル化を使用して材料のパネルからプリント配線基板のアレイを製造する場合、アレイ中の各プリント配線基板を同時に試験することができれば試験効率を向上することができる。パネル化したデザイン中の各プリント配線基板の導電性補強コア間の電気接続によって、１つのプリント配線基板の不良によって全てのプリント配線基板で不良が検出されることがある。アレイ中の各プリント配線基板を電気的に絶縁することによって、本発明の多くの実施形態に係る、プリント配線基板のアレイ中の不良のプリント配線基板を識別する能力を達成することができる。多くの実施形態では、導電性補強コアデザイン中にルータ加工溝を組み込み、アレイ中の隣接するプリント配線基板が接触する位置からプリント配線基板デザイン中の金属の層をエッチングにより除去することによって、電気絶縁を達成する。ラミネートの際樹脂充填溝に樹脂を充填する。樹脂充填溝と金属層のエッチングの作用は、アレイ中のプリント配線基板が互いに物理的に接触する位置で電気絶縁を形成することである。

図１５に、本発明の実施形態に係る、互いに電気的に絶縁したプリント配線基板のアレイを含むパネルを示す。パネル１５２は、タブ１５４を介して接続されアレイをなすいくつかのプリント配線基板１５３を含む。タブ中の導電層が樹脂充填溝１５６によって隣接するプリント配線基板中の導電層から分離されているため、タブ１５４はアレイ中のプリント配線基板間の電気接続を形成しない。

図１６に、本発明の実施形態に係る、互いに電気的に絶縁したプリント配線基板のアレイを有するパネルの別の実施形態を示す。パネル１５２’は、プリント配線基板のエッジの全長に沿って延びる樹脂充填溝１６０を介して互いに電気的に絶縁されアレイをなすいくつかのプリント配線基板１５３’を含む。

樹脂充填溝を作成し金属層をエッチングして電気絶縁を達成するには、パネル化の際のガーバーデータの修正が必要である。図１７に、本発明の実施形態に係る、互いに電気的に絶縁したプリント配線基板のアレイの構成を可能にするような形でプリント配線基板デザインをパネル化するガーバーファイルの修正のため使用可能な本発明の実施形態に係る方法の実施形態を示す。方法１７０は、プリント配線基板デザインに関連するガーバーファイルをパネル化するステップ（１７２）を含む。そして、炭素で構成するようにガーバーファイル中で定義された層に追加のルータ加工溝を加えてもよい（１７４）。ルータ加工溝は、アレイ中の各プリント配線基板が電気的に絶縁されるようなプリント配線基板のアレイの構成を可能にする位置に定義する。ルータ加工溝の性質は、パネル化デザインにおいてプリント配線基板がタブによって分離されているか否かに依存することがある。ガーバーファイルへのルータ加工溝の追加に続いて、ガーバーファイルの関連部分を基準化し（１７６）、レジストレーション目標を定義する情報をガーバーファイルに追加してもよい（１７８）。

上記の説明は本発明の多くの特定の実施形態を含むが、それらは本発明の範囲に対する制限としてではなく、本発明の実施形態の一例として見るべきである。例えば、上記の説明の多くは生産量を増大するためプリント配線基板デザインをパネル化することを想定しているが、本発明によって、１枚のパネルを使用して１枚のプリント配線基板を製造してもよい。１枚のパネル毎に１枚の基板を製造する場合、プリント配線基板デザインを基準化することによってガーバーファイルを修正し、製造時の膨張及び収縮を考慮し、生産歩留まりを向上させる目的でパネル上にレジストレーション目標を組み込んでもよい。従って、本発明の範囲は例示実施形態によってではなく、添付の請求項及びその同等物によって決定されるべきである。

本発明の実施形態に係る、導電性補強コアを含むプリント配線基板を生産する方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る、導電性補強コアを含むプリント配線基板を製造する方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る、材料のパネルをアライメントして、パネルに位置決め孔をドリル加工またはパンチ加工する方法である。 本発明の実施形態に係る、遊びのある位置決め孔をパンチ加工したアライメントした材料の斜視図である。 本発明の実施形態に係る、取り付けピンを使用して作業台にピン止めしたドリル加工したパネルのスタックの斜視図である。 本発明の実施形態に係る、遊びのない位置決め孔をドリル加工したアライメントしたパネルのスタックの斜視図である。 本発明の実施形態に係る、取り付けピンを使用して作業台に固定したドリル加工したパネルのスタックの斜視図である。 本発明の実施形態に係る、材料のパネルの斜視図である。 本発明の実施形態に係る、位置決め孔をドリル加工したアライメントした材料のパネルのスタックの斜視図である。 本発明の実施形態に係る、ピンを使用して作業台に固定した材料のパネルのスタックの斜視図である。 本発明の実施形態に係る、ピンを使用して作業台に固定され、クリアランス孔及び位置決め孔をドリル加工した材料のパネルのスタックの斜視図である。 本発明の実施形態に係る、ピンを使用して作業台に固定され、レジストレーション目標をドリル加工した、ドリル加工した材料のパネルのスタックの斜視図である。 本発明の実施形態に係る、ドリル加工した材料のパネルの基準孔を探索する光学視覚システムの斜視図である。 本発明の実施形態に係る、基準孔を探索する光学視覚システムの概略断面図である。 本発明の実施形態に係る、光学視覚システムを含むツールを使用して遊びのある位置決め孔をパンチ加工したドリル加工したパネルの斜視図である。 本発明の実施形態に係る、アートワークを作成し材料のパネルとアライメントする方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る、遊びのない位置決め孔、基準孔、基準目標を含むパネルの上面図である。 本発明の実施形態に係る、遊びのある位置決め孔、基準孔、基準目標を含むパネルの上面図である。 本発明の実施形態に係る、ビアのドリル加工に備えてプリント配線基板部分組立体を構成する方法を示すフローチャートである。 本発明のさらなる実施形態に係る、ビアのドリル加工に備えてプリント配線基板部分組立体を構成する方法を示すフローチャートである。 本発明の別の実施形態に係る、ビアのドリル加工に備えてプリント配線基板部分組立体を構成する方法を示すフローチャートである。 本発明のまたさらなる実施形態に係る、ビアのドリル加工に備えてプリント配線基板部分組立体を構成する方法を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る、タブを介して接続したプリント配線基板のアレイを含むパネルの上面図である。 本発明の実施形態に係る、樹脂充填溝によって分離されたプリント配線基板のアレイを含むパネルの上面図である。 パネル化したプリント配線基板デザインを、本発明の実施形態に係る、試験中プリント配線基板を電気的に絶縁する樹脂充填溝を含むように修正する、本発明の実施形態に係る方法である。

Claims (4)

1. プリント配線基板を製造する方法であって、
   織物パネルの第１の基準エッジが押し付けられる第１のアライメントピンと、前記織物パネルの第２の基準エッジが押し付けられる第２のアライメントピンとを含む少なくとも１対の基準を使用して、形成される位置決め孔の配置に対して導電性材料の織物パネルの繊維をアライメントするステップと、
   前記第１および第２のアライメントピンを使用してアライメントされた前記導電性材料のパネルに前記位置決め孔を形成するステップとを備える方法。
2. 前記第１及び第２の基準エッジが直角に交わる、請求項１に記載の方法。
3. 前記位置決め孔がドリルを使用して形成される、請求項１に記載の方法。
4. 前記位置決め孔がパンチを使用して形成される、請求項１に記載の方法。

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