도전성 테스트 표면을 포함하는 다층 인쇄 회로 보드 및내부층의 오정렬을 결정하는 방법(MULTI-LAYERED PRINTED CIRCUIT BOARD COMPRISING CONDUCTIVE TEST SURFACES, AND METHOD FOR DETERMINING A MISALIGNMENT OF AN INNER LAYER)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 등록특허공보(B1)
(45) 공고일자 2013년02월18일
(11) 등록번호 10-1234145
(24) 등록일자 2013년02월12일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
H05K 3/46 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2007-7022218
(22) 출원일자(국제) 2006년02월23일
심사청구일자 2011년02월23일
(85) 번역문제출일자 2007년09월28일
(65) 공개번호 10-2007-0112826
(43) 공개일자 2007년11월27일
(86) 국제출원번호 PCT/AT2006/000078
(87) 국제공개번호 WO 2006/091990
국제공개일자 2006년09월08일
(30) 우선권주장
A 344/2005 2005년03월01일 오스트리아(AT)
(56) 선행기술조사문헌
JP01053499 A
JP11054940 A
JP소화64053499 A*
US6297458 B1
*는 심사관에 의하여 인용된 문헌
(73) 특허권자
에이티 앤 에스 오스트리아 테크놀로지 앤 시스템
테크니크 악치엔게젤샤프트
오스트리아 레오벤-힌터베르크 파브릭크스가쎄 13
(우편번호: 아-8700)
(72) 발명자
클라밍어, 아르노
오스트리아 아-8054 그라츠/자이어스베르크 알베
르트 슈바이쳐가쎄 9
하벤바허, 하인츠
오스트리아 아-8792 장크트 페터/프라이엔-슈타인
엔들링슈트라쎄15에
로프너, 빌헬름
오스트리아 아-8700 레오벤 투름가쎄 3데
(74) 대리인
남상선
전체 청구항 수 : 총 13 항 심사관 : 김종희
(54) 발명의 명칭 도전성 테스트 표면을 포함하는 다층 인쇄 회로 보드 및내부층의 오정렬을 결정하는 방법
(57) 요 약
본 발명은 내부층 또는 내부층 구조화에 있을 수 있는 오정렬을 결정하기 위하여 적어도 하나의 내부층(2) 상에
도전성 테스트 표면들(7)을 포함하는 다층 인쇄 회로 보드(1)에 관한 것이고, 상기 도전성 테스트 표면들은 링
구조물(7.i)들로 구성되며, 상기 링 구조물들은 일렬로 배열되어 상이한 크기를 가진 내부의 비도전성 표면들
(8.i)을 한정한다. 본 발명의 인쇄 회로 보드는 또한 테스트 표면들의 영역에 금속화 보어홀(borehole)(5)들을
포함한다. 만약 오정렬이 존재하지 않거나 단지 무시할 수 있는 정도의 오정렬만이 존재한다면, 상기 보어홀들
(5)은 내부의 비도전성 표면들(8.i)의 영역에 존재한다. 그러나 무시할 수 없는 정도의 오정렬의 경우에는 적어
도 하나의 보어홀(5)이 도전성 링 구조물들(7.i) 중 하나의 영역에 위치하고, 그리하여 링 구조물(7.i)로의 도전
성 연결을 포함한다. 테스트 표면 링 구조물들(7.i)은 주변 방향의 세그먼트들(a, b, c, d)로 나누어지고, 상기
세그먼트들(a, b, c, d)은 비도전성 분리 영역들(9)에 의해 서로 주변 방향으로 분리된다.
대 표 도 - 도4
등록특허 10-1234145
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특허청구의 범위
청구항 1
내부층(2, 4) 상에 내부층의 오정렬(misalignment) 또는 내부층의 구조화에 있어서의 오정렬을 결정하기 위한
도전성 테스트 영역(7)을 구비하는 다층 인쇄 회로 보드(1)로서,
도전성 테스트 영역은 행들로 줄지어 배열되고, 여러 크기들을 가진 내부의 비도전성 영역(8.i)을 한정하는 복
수의 링(ring) 구조물들(7.i)로 구성되며,
링 구조물(7.i)이 원주 방향으로 분할됨으로써 세그먼트들(a, b, c, d)이 형성되고, 세그먼트들(a, b, c, d)은
비도전성 분리 영역들(9)에 의해 원주 방향으로 서로로부터 분리되며,
내부층(2) 상에는 제1 링 구조물(7.i)이 형성되고, 제1 링 구조물(7.i)의 내측에는 내부층(2)으로부터 내부층
(4)을 향해 연장되는 제1 관통-접촉 보어홀(5)이 존재하며,
내부층(4) 상에는 제2 링 구조물(7.i)이 형성되고, 제2 링 구조물(7.i)의 내측에는 내부층(2)으로부터 내부층
(4)을 향해 연장되는 제2 관통-접촉 보어홀(5)이 존재하며,
복수의 제2 관통-접촉 보어홀(5)에 공통적으로 접촉하는 접촉 영역(11)이 되는 연속된 도전성 영역을 내부층
(2)이 구비하며,
오정렬이 없는 경우에는, 보어홀(5)은 내측에 있는 비도전성 영역(8.i)에 제공되지만,
오정렬이 있는 경우에는, 적어도 하나의 보어홀(5)이 도전성 링 구조물(7.i)중 하나의 영역에 존재하여, 링 구
조물(7.i)과 도전성 연결을 가지는,
다층 인쇄 회로 보드.
청구항 2
제 1 항에 있어서,
각각의 링 구조물(7.i)은 동일한 크기로 이루어진 세그먼트들(a, b, c, d)을 포함하는,
다층 인쇄 회로 보드.
청구항 3
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
각각의 링 구조물의 세그먼트들(a, b, c, d)은 원형 세그먼트들인,
다층 인쇄 회로 보드.
청구항 4
제 3 항에 있어서,
하나의 행(3)에 있는 모든 링 구조물들(7.i)의 원형 세그먼트들(a, b, c, d)은 동일한 반경 폭(radial
width)(D)을 갖는,
다층 인쇄 회로 보드.
청구항 5
제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
각각의 링 구조물(7.i)에 대하여 4개의 세그먼트들(a, b, c, d)이 제공되는,
다층 인쇄 회로 보드.
청구항 6
제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
등록특허 10-1234145
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각각의 링 구조물(7.i)에 대하여 분리 영역들(9)은 동일한 폭을 갖는,
다층 인쇄 회로 보드.
청구항 7
제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
하나의 행(3)에 있는 모든 링 구조물들(7.i)의 세그먼트들(a, b, c, d) 사이의 분리 영역들(9)은 모두 동일한
폭(A)을 갖는,
다층 인쇄 회로 보드.
청구항 8
제 1 항 내지 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 관통-접촉 보어홀들(5)은 하나의 내부층(4)으로부터 제1 링 구조물들(7.i)을 구비한 내부층(2)으로 연장되
고, 제1 관통-접촉 보어홀들(5)은 내부층(4)에서 접촉 영역들(6)을 구비하는,
다층 인쇄 회로 보드.
청구항 9
삭제
청구항 10
도전성 테스트 영역들(7) 및 관통-접촉 보어홀들(5)의 도움으로 다층 인쇄 회로 보드(1)의 내부층 또는 내부층
구조화에 있을 수 있는 오정렬을 결정하는 방법으로서,
인쇄 회로 보드(1)의 내부층들(2, 4)은 행들로 줄지어 배열된 복수의 링 구조물들(7.i)로 구성되는 테스트 영역
들(7)을 구비하고, 링 구조물들(7.i)은 각각 비도전성 내부 영역들(8.i)을 한정하며, 하나의 행에 있는 링 구조
물들(7.i)의 내부 영역들(8.i)은 상이한 크기를 갖고, 링 구조물들(7.i)은 세그먼트 형태로 제공되고, 하나의
링 구조물의 각각의 세그먼트들(a, b, c, d)은 비도전성 분리 영역들(9)에 의해 서로로부터 분리되어 제공되며,
내부층(2) 상에는 제1 링 구조물(7.i)이 형성되고, 제1 링 구조물(7.i) 내측에는 내부층(2)으로부터 내부층(4)
을 향해서 연장되는 제1 관통-접촉 보어홀(5)이 존재하고, 내부층(4) 상에는 제2 링 구조물(7.i)이 형성되고,
제2 링 구조물의 내측에는 내부층(2)으로부터 내부층(4)을 향해서 연장되는 제2 관통-접촉 보어홀(5)이 존재하
고, 복수의 제2 관통-접촉 보어홀(5)에 공통되어서 접촉하는 접촉 영역(11)이 되는 연속한 전기 전도성 영역을
내부층(2)이 구비하고, 오정렬이 없는 경우, 관통-접촉 보어홀(5)은 비도전성 내부 영역(8.i) 내에 형성되며,
오정렬이 있는 경우, 관통-접촉 보어홀(5)은 도전성 링 구조물(7.i)의 영역 내에 적어도 개별적으로 존재하여,
도전성 링 구조물(7.i)과 도전성 연결을 형성하고, 관통-접촉 보어홀(5)과 링 구조물(7.i) 사이에 전압이 인가
되면, 오정렬에 따라 특정 쌍의 관통-접촉 보어홀(5)과 링 구조물에서 단락이 검출되고, 어느 쌍에 단락이 생길
지에 의해 내부층 또는 내부층 구조화에 있어서의 오정렬의 크기에 대한 결론이 도출되며, 관통-접촉 보어홀
(5)과 어느 세그먼트(a, b, c, d)가 전기적으로 접촉할지에 따라 오정렬의 각 방향이 결정될 수 있는,
오정렬 결정 방법.
청구항 11
제 10 항에 있어서,
하나의 행에 있는 테스트 영역들(7)은 원형 링 세그먼트들(a, b, c, d)의 그룹들에 의해 형성되는,
오정렬 결정 방법.
청구항 12
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서,
4개의 세그먼트들(a, b, c, d)이 각각의 링 구조물(7.i)에 대하여 제공되는,
등록특허 10-1234145
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오정렬 결정 방법.
청구항 13
제 10 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
관통-접촉 보어홀들은 또다른 내부층으로부터 테스트 영역의 세그먼트들을 구비한 내부층을 향해 구성되는,
오정렬 결정 방법.
청구항 14
삭제
청구항 15
제 10 항에 있어서,
테스트 영역의 세그먼트들(a, b, c, d)은 보어홀들(5)이 제공된 이후에만 포토리소그래피 공정으로 제공되는,
오정렬 결정 방법.
명 세 서
기 술 분 야
본 발명은 각각 내부층에 있을 수 있는 오정렬, 또는 내부층 구조화의 오정렬을 결정하기 위하여 적어도 하나의[0001]
내부층 상에 도전성 테스트 영역들을 포함하는 다층 인쇄 회로 보드에 관한 것이고, 여기서 도전성 테스트 영역
들은 행들로 줄지어 배치되고 다양한 크기를 가진 내부의 비도전성 영역들을 한정하는 링 구조물들로 구성되며,
상기 인쇄 회로 보드는 테스트 영역들의 범위에 관통-접촉 보어홀(through-contacting borehole)들을 포함하고,
여기서 상기 보어홀들은 아무런 오정렬도 없거나 무시할 만한 오정렬이 있는 경우 내부의 비도전성 영역들의 범
위에 제공되고, 무시할 수 없는 정도의 오정렬이 있는 경우 적어도 하나의 보어홀은 도전성 링 구조물들 중 하
나의 영역에 존재하여, 링 구조물들과의 도전성 연결을 갖는다.
부가하여 본 발명은 도전성 테스트 영역들 및 관통-접촉 보어홀들에 의해 다층 인쇄 회로 보드의 내부층 또는[0002]
내부층 구조화에 각각 있을 수 있는 오정렬을 결정하는 방법에 관한 것이고, 여기서 인쇄 회로 보드의 적어도
하나의 내부층은 행들로 줄지어 배열된 링 구조물들의 형태로 테스트 영역들을 구비하며, 링 구조물들은 각각
비도전성 내부 영역을 한정하며, 여기서 링 구조물들의 내부 영역들은 다수의 상이한 크기들을 갖고, 오정렬이
존재하지 않거나 무시할 만한 정도의 오정렬이 존재하는 경우에 테스트 영역들의 범위에 제공된 관통-접촉 보어
홀들은 내부 영역들의 범위에 존재하며, 오정렬이 존재하는 경우에는 적어도 개별적으로 도전성 링 구조물의 영
역에 존재하고 도전성 링 구조물의 영역과 도전성 연결을 형성함으로써, 보어홀들과 링 구조물들 사이에 전압이
인가되는 때 오정렬에 따라 단락 회로가 보어홀들과 링 구조물들의 특정 쌍에서 발견되며, 그로부터 내부층 또
는 내부층 구조화의 오정렬이 각각 결정된다.
배 경 기 술
인쇄 회로 보드들의 개별적인 층들 및/또는 상기 층들에서의 구조화의 레지스터링 에러(registering error)들은[0003]
다층 인쇄 회로 보드들의 생산 동안에 반복적으로 야기되고, 이러한 레지스터링 에러는 또한 내부층 오프셋으로
도 지칭되는데 보다 중요하고, 인쇄 회로 보드들에 인가되는 컴포넌트들의 밀도가 더 높을수록 인쇄 회로 보드
들의 층들 상에 있는 구조화의 도전성 트랙들은 더 좁다. 이러한 레지스터링 에러들은 인쇄 회로 보드들의 생
산 동안 우세한 여러 영향들로 인한 것이고, 생산 공정 동안의 재료 신장 및 재료 수축은 그것의 주 원인이다.
다른 원인들은 다층 스택들의 압축 동안에 일어나는 내부층들의 휘어짐에 있을 수 있고, 또한 포토-에칭 기술들
을 수행할 때 일어날 수 있는 소위 이미지 전사 에러(image transfer error)들에 있을 수 있다. 무엇보다도,
생산 공정 동안에 일어나는 막 변화들은 내부층 오프셋 또는 내부층에 제공되는 구조화의 오프셋을 야기할 수
있다.
US 6,297,458 B에서, 비파괴 측정 방법으로 특별히 구조화된 테스트 영역들을 사용함으로써 내부층들의 오정렬[0004]
에 대하여 인쇄 회로 보드들을 검사하기 위한 기술이 제안되었다. 이러한 경우, 링-형 테스트 영역들이 다층
인쇄 회로 보드들의 상이한 내부층들에 제공되고, 상기 테스트 영역들은 상이한 반경 폭을 가지며, 그 결과 원
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형 링들 내부에 존재하는 비도전성 원형 영역들은 각각 상이한 크기 및 직경을 갖는다. 환형 테스트 영역들은
서로로부터 분리된 내부층 상에 배열되는 반면, 또다른 내부층 상에서는 도전성 재료 스트립들에 의해 상호연결
된다. 이러한 링 구조물의 영역에서, 보어홀들은 구리-도금, 즉 관통-접촉 보어홀로 이루어진다. 레지스터링
에러 또는 오정렬을 결정하기 위한 테스트 동안에, 테스트 니들들은 니들 테스터(needle tester)에 의하여 상기
보어홀들 안으로 서로 평행하게 도입되고, 부가의 니들의 도움으로 접촉(contact)이 도전성으로 상호연결된 링
들에 제공된다. 오정렬에 따라, 영 개, 한 개 또는 여러 개의 니들들이 링-형 테스트 영역들과 접촉하여 단락
회로를 야기하고, 상기 단락 회로가 얼마나 많은 니들들에서 발견되는지에 따라 링-형 테스트 영역들의 행들의
방향에 의해 주어진 방향으로 오정렬의 크기, 즉, 오정렬의 양이 결정될 수 있다. 이러한 공지된 기술에서의
단점은 테스트 영역들의 하나의 행에 일렬로 있는 내부층들 또는 내부층 구조화의 오프셋이 단지 하나의 방향으
로만 결정될 수 있다는 것이고, 만약 오프셋이 다른 방향으로도 결정되어야 한다면, 링-형 테스트 영역들의 행
은 또한 이러한 방향으로 인쇄 회로 보드의 2개의 관찰되는 내부층들의 각각의 하나 상에 또한 제공되어야
한다.
반면 인터넷 사이트 www.perfectest.com로부터, 인쇄 회로 보드들의 내부층들에서의 레지스터링 에러들을 결정[0005]
하는 기술이 개시되는데, 여기서, x-방향 및 y-방향으로 길쭉한 영역들이 쌍으로 제공되고, 길쭉한 영역들의 두
께는 점차적으로 증가하거나 감소한다. 이상적으로, 그 후에 생성된 관통-접촉 보어홀들은 이러한 도전성 영역
들(접지 영역들) 중 하나와 접촉하지 않으면서 상기 도전성 영역들(접지 영역들) 사이의 공간에 존재하고, 그러
나 서로에 대한 하나의 내부층의 오프셋의 경우에 개별적인 하나 또는 모든 보어홀들은 이들 접지 영역들에 대
하여 가로놓일 것이며, 그 결과 보어홀들은 접지 영역들에 접촉하게 된다. 여기서, 2개의 방향으로의 오프셋을
검출하기 위하여 그리고 접지 영역들의 그레이딩(grading)들로 인한 오프셋의 양을 결정할 수 있기 위하여 이러
한 2개의 방향으로 배열된 테스트 영역 그룹들이 존재한다. 오프셋의 양은 니들 테스터에서 니들들의 행 중 어
느 니들이 여전히 접지와의 단락 회로를 검출하는지, 그리고 다음 것으로서 어떠한 니들이 더 이상 검출하지 않
는지 결정하는 것으로부터 야기될 것이다. 또한, 레지스터링 에러들의 다소 제한된 체킹이 비교적 높은 경비로
가능하다.
발명의 상세한 설명
이제 본 발명의 목적은 각각 다층 인쇄 회로 보드, 및 상기 인쇄 회로 보드들의 내부층들에서의 오정렬을 결정[0006]
하는 방법을 제공하는 것이고, 여기서 테스트 영역들의 특정 구조물들에 기초하여 의도한 목적에 따라 단순한
방식으로 오정렬의 양의 관점에서뿐만 아니라 무작위적인 방향에 따른 오정렬을 결정하는 것이 가능해진다. 특
히, 이를 위한 테스트 영역 구조물들은 비교적 단순하고 또한 공간-절약적이다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 독립항들에 따라 다층 인쇄 회로 보드 및 다층 인쇄 회로 보드에서[0007]
의 내부층 또는 내부층 구조화 각각에 있을 수 있는 오정렬을 결정하는 방법을 제공한다. 유리한 실시예들 및
부가의 개선예들은 종속항들의 청구대상이다.
본 발명에 따라, 테스트 영역 링 구조물들은 구분되어, 각각의 경우에 비도전성 분리 영역들에 의하여 원주 방[0008]
향으로 서로로부터 분리된 여러 세그먼트들을 야기한다. 여기서, 링 구조물들은 반드시 정확히 원형일 필요는
없고 개별적인 응용예의 경우에 따라 원형을 벗어나는 방식으로 다소 타원형일 수 있거나 비교적 각이 질 수 있
다. 그러나 원칙적으로, 가능하고 목적하는 모든 각 방향으로 동일한 타입의 오정렬 결정이 추구될 것이고, 이
를 위하여 각각의 경우에 동일한 크기를 가진 세그먼트들이 제공된다면, 그리고 각각의 경우에 세그먼트들이 원
형 세그먼트라면, 즉, 개별적인 테스트 영역들로서 원형 링들의 세그먼트들이라면 유리할 것이다. 세그먼트의
개수에 따라, 내부층들의 오정렬에 관한 비교적 대강의 또는 미세한 차별화가 존재할 수 있고, 방향에 따라 오
정렬이 충분히 결정될 수 있는 특정의 양호한 절충안이 존재할 수 있으며, 각각의 링 구조물에 대하여 4개의 세
그먼트가 제공되는 실시예가 발견되었다. 측정 결과들의 평가를 단순화하기 위하여, 각각의 링 구조물에서 세
그먼트들을 서로 분리하는 비도전성 분리 영역들이 동일한 폭으로 이루어진다면 더 적당하고, 그 결과 세그먼트
들 서로로부터의 거리는 균등한 크기일 것이다. 특히, 하나의 행에 있는 모든 링 구조물들의 세그먼트들 사이
의 분리 영역들이 모두 동일한 폭을 갖는다면 유리하다.
내부층들의 레지스터링 에러를 결정하기 위하여, 단순한 실시예, 특히 바람직한 실시예에 따라, 관통-접촉 보어[0009]
홀들이 인쇄 회로 보드 층으로부터 테스트 영역 링 구조물들을 구비한 내부층으로 연장되고, 상기 관통-접촉 보
어홀들은 상기 인쇄 회로 보드 층에서 접촉 영역들을 구비한다. 그 대신에 또는 바람직하게, 또는 부가적으로,
관통-접촉 보어홀들이 테스트 영역 링 구조물들을 구비한 내부층으로부터 보어홀들에 대한 접촉 영역과 공통의
일치하는(coherent) 도전성 영역을 포함하는 또다른 인쇄 회로 보드 층 쪽으로 연장된다면 또한 바람직하다.
등록특허 10-1234145
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이러한 방식으로, 상기 오정렬, 또는 보링 공정(boring process)에 대하여 구조화 동안의 포토 공정의 오정렬에
의하여 단순히 주어지는 전체 오정렬에 대한 부분적 기여분이 개별적으로 결정될 수 있다.
본 발명에 따른 기술에서, 특별한 테스트 영역 구조물을 통한 오정렬의 양에 대하여 목적하는 만큼의 미세한 해[0010]
상도가 가능할 뿐만 아니라, 앞서 언급한 바와 같이 오정렬의 방향 또한 단순한 방식으로 결정될 수 있고, 이러
한 방향 결정은 또한 사용된 링 세그먼트들의 개수에 따라 실제적으로 무작위적인 작은 각의 재분할을
허용한다. 앞서 언급한 바와 같이, 실제적인 테스트가 보여주는 바와 같이, 원칙적으로 4개의 세그먼트도 충분
하기 때문에 바람직하게 4개의 세그먼트들이 각각 제공되나, 보다 미세한 각의 분할을 가능하게 하기 위하여 예
를 들어, 테스트 영역 링 구조물 당 6개 또는 8개의 링 세그먼트들을 사용하는 것 또한 생각할 수 있다. 반면,
단지 3개의 링 세그먼트들은 충분한 정확도를 가지고 내부층 또는 구조화 각각의 오정렬의 배향(orientation)을
결정하기에 충분할 수 있다.
앞서 기술된 바와 같이, 상기 측정 기술의 도움으로, 내부층 (구조화) 레지스터링 에러들에 대하여 다층 인쇄[0011]
회로 보드들이 단순한 방식으로 체크될 수 있을 뿐만 아니라, 상기 오정렬의 결정은 또한 인쇄 회로 보드들의
생산에 정확히 개입할 수 있기 위하여 상기 인쇄 회로 보드의 생산에 수반하여 영향받을 수 있고, 그 결과 과도
한 레지스터링 에러들을 가진 인쇄 회로 보드의 거절이 그에 의하여 감소될 수 있다.
이하에서, 본 발명이 바람직한 실시예들에 의해 도면을 참조하여 보다 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명[0012]
이 실시예들에 한정되는 것은 아니다.
실 시 예
도 1에서, 다층 인쇄 회로 보드(1)의 단면 부분이 단면도로 개략적으로 도시된다. 도 1의 예시에 따라 하부 내[0018]
부층인 내부층(2) 상에, 도전성 테스트 영역들의 패턴(3)이 제공되고, 이러한 목적을 위하여 인쇄 회로 보드들
의 도전성 층들 또는 인쇄 회로 보드 층들 각각의 구조화 중에 공통적인 보통의 포토-에칭 기술들이 사용될 수
있다. 상기 패턴(3)의 일 예는 도 2에 의해 이하에서 보다 상세히 설명될 것이다. 도 1에 따라 상부 내부층인
내부층(4)으로부터, 보어(5)들은 예를 들어, 합성 수지층(도면에 부가하여 표시되지 않음)을 통해 하부 내부층
(2)으로 연장된다. 이러한 보어들(이하에서 보어홀들(5)로 지칭함)은 내부 벽 상에서, 그리고 상부 내부층(4)
의 상부 측 상에서, 하부 측 상에서, 예를 들어, 종래의 포토-에칭 기술 공정을 사용하여 도전성 재료, 특히 구
리로 코팅되고, 보어홀들(5)과 접촉하기 위하여 접촉 영역들(6)이 제공된다. 이러한 접촉 영역들(6) 또는 접지
영역들은 또한 적절하게 "랜드(land)"로 지칭된다. 보어홀들(5)의 구리-도금은 도 1에서 5A로 표시되고, 그리
하여 공통적으로 획득된 보어홀들(5)은 "관통-접촉 보어홀"로 지시된다.
도 1에 따른 실시예에서, 보어홀들(5)은 상부 내부층(4)으로부터 하부 내부층(2) 쪽으로 구성되고, 보링 공정[0019]
이후에 그리고 보어홀들(5)의 구리-도금 이후에, 접촉 영역(6)들의 패턴이 전술한 포토 공정 동안에 상부 내부
층(4) 상에 제공, 즉, 구조화된다.
도 1로부터 알 수 있듯이, 보어홀들(5)은 하부 내부층(2) 상에서 패턴(3)의 도전성 테스트 영역(7)들과 만나고,[0020]
이것은 2개의 내부층들(2, 4) 사이의 오정렬 또는 레지스터링 에러에 기인한다. 이상적으로, 보어들은 도 2 및
도 4에 의해 이하에서 상세히 설명되는 바와 같이 패턴(3)의 비도전성 영역들과 만날 것이다.
도 2에 따르면, 테스트 영역 패턴(3)은 테스트 영역 링 구조물들(7.1, 7.2, ..., 7.i)의 행으로 구성되고, 여기[0021]
서 바람직하게 도 2에 도시된 원형 링 구조물들이 제공된다. 이러한 링 구조물들(7.i, 여기서, i=1, 2, ...
n)(도시된 예에서 n=4)은 예를 들어, 4개의 원형 링 세그먼트들(a, b, c, d)을 나타낸다. 이러한 링 구조물들
(7.1)은 각각의 내부 원형 비도전성 영역(8.1, 8.2, ...8.i...8.n)을 한정, 즉 에워싼다. 이러한 비도전성 원
형 내부 영역들(8.i)의 반경(R.i, 여기서, i=1, 2, ... n)은 도 2로부터 도시된 바와 같이 테스트 영역들의 상
기 행 패턴(3) 내에서 행 방향으로 점차 커진다. n=4인 도시된 예에 대하여, R.4 > R.3 > R.2 > R.1로 특정하
게 기재될 수 있다. 반경 차이(ΔR = R.2 - R.1 등)는 생산 공차에 의존하여 목적하는 만큼 미세하게 선택될
수 있고, 그리하여 상기 테스트 영역 행(3)은 도 1에 따라 연관된 내부층들, 예를 들어, 내부층들(2 및 4) 간의
오정렬의 양을 결정하기 위하여 자유로이 선택가능한 등급으로 측정 범위를 커버할 것이다.
더욱이, 비도전성 분리 영역들(9)에 의해 서로로부터 전기적으로 분리된 링 세그먼트들(a, b, c 및 d)을 가진[0022]
링 구조물들(7.1)의 구조화는 오정렬 또는 휘어짐, 즉, 레지스터링 에러의 방향을 결정하는 것을 가능하게 할
것이다. 링 세그먼트들(a, b, c, d,...,)의 개수에 따라, 다소의 해상도가 야기될 것이고, 그에 의하여 서로에
대한 내부층들의 배향에서의 방향 편차가 결정될 수 있다.
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패턴(3)의 특별히 구조화된 테스트 영역들 또는 접지 영역들(7.i)은 또한 "기준(fiducial)"으로 지칭되고, 도입[0023]
부에서 이미 언급한 바와 같이, 기본적으로 상기 기준에 의해 구조화된 내부층들 또는 내부층 구조화들 간의 레
지스터링 에러를 결정하기 위한 상기 비파괴 측정 방법이 공지되었다. 그러나 본 기술을 사용하여 상기 기준
또는 테스트 영역들(7.i)의 특별한 구조화는 내부층들 간의 오정렬을 양의 관점에서 그리고 또한 방향의 관점에
서 결정할 수 있기 위하여 제공되었다. 따라서, 본 기술을 사용하여, 내부층들 간의 총 오프셋의 결정 및 부가
하여 총 오프셋에 대한 개별적인 영향들의 별개의 결정이 가능하게 된다(또한 도 5에 대한 이하의 설명 참조).
도 4를 참조하여 제공된 기하구조에 의해 오정렬의 결정 원리를 상세히 논의하기 이전에, 테스트 영역 행(3)의[0024]
레이아웃이 개략적인 평면도로 도 3에 의해 설명될 것이고, 여기서 비록 도전성 영역들이 다층 인쇄 회로 보드
(1)의 여러 층들에 제공되지만 단순화를 위하여 도전성 영역들은 도 3에 종합적으로 도시되었다.
상세히, 도 3에서, 도 1에 따른 내부층, 예를 들어, 내부층(2)에 제공된 테스트 영역 링 구조물들(7.i)은 도 2[0025]
에 따라 원형 링 세그먼트들(a, b, c 및 d)을 갖는 것으로 관찰될 수 있고 도 3에서 부가적으로 표기되지 않으
며, 도 3에서 관통-접촉 보어(5)가 개별적인 링 구조물들에서 보이며, 상기 보어(5)는 다른 내부층(도 1의 내부
층(4)) 상에 연관된 링-형 접촉 영역(6)을 갖는다. 전기적 연결을 제공하기 위하여, 링 구조물(7.i)의 개별적
인 링 세그먼트들(a, b, c 및 d)은 외부층 상에 연관된 접촉 영역들(10.a, 10.b, 10.c 및 10.d)를 갖고, 관통-
접촉 보어 홀들(5')이 각각의 원형 링 세그먼트들(a, b, c 및 d)과 전기적 연결을 위하여 동종의 방식으로 제공
된다. 행 또는 행-유사 패턴(3)의 각각의 링 구조물에 대하여 상기 배열이 제공되고, 링 구조물들의 내부 직경
들, 즉, 비도전성 내부 영역들(8.i)(도 2 참조)의 반경(r.i), 또는 일반적으로 내부의 비도전성 영역들(8.i)의
크기가 행 방향으로 점차적으로 증가한다. 원칙적으로 링 구조물들(7.i)은 또한 정확한 원형 링 형태에서 벗어
나는 형태들, 예를 들어, 타원형 또는 둥근 코너를 가진 사각형 등을 가질 수 있으나, 정확한 원형 링 형태가
검출가능한 측정 방향들 모두에서 우세하고 오정렬의 결정을 위하여 요구되는 전제 조건의 일관성을 고려하여
바람직하다.
이상적으로, 내부층들 또는 내부층 구조화들 간의 오정렬이 존재하지 않거나 실제적으로 존재하지 않다면, 관통[0026]
-접촉 보어 홀(5)들은 모두 테스트 링 구조물들(7.1)의 내부 비도전성 영역들(8.i)과 마주칠 것이다. 이제, 내
부층 또는 보어 오정렬로 인하여 링 세그먼트(a, b, c, d)와 접촉한다면, 선택적으로 또한 2개의 인접한 링 세
그먼트들을 동시에 접촉한다면, 단락 회로가 관통-접촉 보어 홀(5) 사이에서, 보다 정확히 말하자면 도 1에 따
른 상부 내부층(4) 상의 접촉 영역(6) 및 전압이 인가될 때 각각의 링 구조물(7.i)의 대응 링 세그먼트(a, b, c
또는 d) 사이에서 일어날 것이다. 내부 비도전성 영역들(8.i)의 반경(R.i)의 증가하는 크기로 인하여, 오정렬
의 양, 즉, 오정렬의 크기는 어떤 링 구조물(7.i)에서 설명된 단락 회로가 일어났는지 평가함으로써 결정될 수
있다. 링 세그먼트들(a, b, c, d)이 서로로부터 전기적으로 분리되었기 때문에, 오정렬의 방향 또한 단락 회로
가 존재하는 각각의 링 세그먼트를 결정함으로써 결정될 수 있다. 이것은 이하에서 도 4를 참조하여 보다 상세
히 설명할 것이다.
도 4에서, 테스트 영역 링 구조물(7.i)은 평면도로 개략적으로 도시되고, 원형 링 구조물을 구비하고 4개의 원[0027]
형 링 세그먼트들(a, b, c 및 d)을 갖는다. 앞서 언급한 바와 같이, 이러한 원형 링 세그먼트들(a, b, c, d)은
각각 동일한 폭을 갖는 비도전성 분리 영역들(9)에 의하여 서로로부터 분리되고, 이러한 분리 영역들(9)의 폭은
도 4에서 A.i에 의해 표기된다. 비도전성 내부 원형 영역(8.i)은 반경(R.i)을 갖고, 도시된 예에서 개별적인
링 세그먼트들(a, b, c 및 d)은 동일한 반경 폭(D)을 갖는다. 그러나 이러한 폭(D)은 예를 들어, 하나의 테스
트 영역 링 구조물로부터 다음 링 구조물로 증가하는 반경(R.i)의 경우에 매우 잘 가변될 수 있고, 원형 세그먼
트들의 외부 반경은 동일하게 유지되어, 폭(D 또는 D.i)은 연속적으로 작아질 것이다(D.i = R.external - R.i).
더욱이, 2개의 원형 링들에 의하여, 상이한 내부층으로부터 링 구조물들(7.i)을 포함하는 내부층으로 구성된 2[0028]
개의 관통-접촉 보어홀들(5, 5a)이 도시되고, 도시된 예에서 보어홀(5)은 2개의 링 세그먼트들(b 및 c)과 동시
에 만나 이러한 2개의 링 세그먼트들(b, c)에 대한 단락 회로를 제공하나, 보어홀(5a)은 링 세그먼트(c)와 만나
링 세그먼트(b)에 바로 접촉한다. 각 보어홀(5 및 5a)의 직경은 각각 R로 표기된다. 원형 비도전성 내부 영역
(8.i)의 중심과 예를 들어, 링 세그먼트들(c 또는 d)의 중심 사이의 거리는 도 4에 L에 의해 지시되고, 보다 정
확히 L.i에 의해 지시된다.
앞서 언급한 바와 같이, 이상적으로, 예를 들어 도 1에서 내부층들(2와 4) 사이에 아무런 오정렬이 존재하지 않[0029]
을 때, 보어홀들(5)은 내부의 원형 비도전성 영역들(8.i)의 중앙에 거의 정확히 배치될 것이다. 그러나 내부층
들(2, 4)이 서로에 대하여 오프셋된다면, 보어홀들(5)은 상기 영역들(8.i)의 중앙, 또는 일반적으로 링 구조물
들(7.i)의 중앙에 닿지 않을 것이고, 링 구조물들(7.i)의 링 세그먼트들(a, b, c 및 d) 쪽으로 도전성 테스트
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영역들로 이동될 것이다. 그리하여, 만약 오프셋(V)이 (R.i - R)보다 더 크다면, 보어홀(5)은 적어도 하나의
링 세그먼트(a, b, c, d)에 닿을 것이다. 보어홀들(5)의 구리 도금으로 인하여, 각각의 보어홀(5)과 각각의 링
세그먼트(a, b, c, d) 사이의 단락 회로가 인지될 수 있고, 예를 들어 이하의 표 1에 따라 오프셋의 양에 대한
결론을 도출하는 것이 가능하다.
표 1:[0030]
하나의 보어(5)는 이하의 링 세그먼트과 만남[0031] 오프셋의 양
제 1 기준(7.1)의 링 세그먼트 V > R.1 - R R.1 > R
제 2 기준(7.2)의 링 세그먼트 V > R.2 - R R.2 > R.1
제 3 기준(7.3)의 링 세그먼트 V > R.3 - R R.3 > R.2
제 4 기준(7.4)의 링 세그먼트 V > R.4 - R R.4 > R.3
제 i 기준(7.i)의 링 세그먼트 V > R.i - R R.i > R.i-1
그리하여 오프셋(V)의 양은 최대의 반경을 갖고 기준(상기 링 구조물)에서 일어나는 단락 회로로부터 야기된다.[0032]
특정 원형 링 세그먼트(a, b, c 및/또는 d)를 가진 관통-접촉 보어홀(5)의 단락 회로로부터, 부가하여 오프셋[0033]
(V)의 각 방향(angular orientation)이 결정될 수 있고, 링 구조물, 또는 기준(7.i) 당 각각 4개의 원형 링 세
그먼트들(a, b, c 및 d)을 갖는 예시된 실시예에서 오프셋(V)의 각 방향이 이하의 표 2에 따라 대략적으로 결정
될 수 있다.
표 2:[0034]
보어홀은 이하의 링 세그먼트를 에워쌈[0035] 오프셋(V)의 각도
d a 360°- α < V < α
a α < V < 90°- α
a b 90°- α< V < 90° α
b 90° α< V < 180°- α
b c 180°- α < V < 180° α
c 180° α < V < 270°- α
c d 270°- α< V < 270° α
d 270° α< V < 360°- α
각 α에 대하여,[0036]
[0037]
[0038]
이다.[0039]
실제의 예시적인 값은 이하와 같다.[0040]
R = 90㎛[0041]
A = 65㎛[0042]
D = 200㎛[0043]
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R.1 = 225㎛ (9mil)[0044]
R.2 = 250㎛ (10mil)[0045]
R.3 = 275㎛ (11mil)[0046]
R.4 = 300㎛ (12mil)[0047]
이것으로부터 α는 대략적으로 10°가 된다.[0048]
이전의 지정에 따른 각도 α는 각각의 최대 각에 대응하고 내부층 오프셋의 방향의 편차가 결정될 수 있는 해상[0049]
도를 정의한다. 주어진 값들 및 4개의 링 세그먼트(a, b, c, d)를 가진 기준 구조물에 대하여, 보어(5)가 2개
의 링 세그먼트(예를 들어, b와 c)에 닿으면 각 범위의 해상도는 대략 20°(=2×10°)이고, 만약 보어(5)가 단
지 하나의 링 세그먼트(예를 들어, c)에 닿으면 대략 70°(=90°- 2×10°)이다. 만약 링 세그먼트의 개수가 8
개이면, 앞서 언급한 예시 값들에 대한 2개의 각 해상도는 거의 동일할 것이고 대략 20°에 달할 것이다. 반경
(R.i) 및 폭(D.i)이 변화함에 따라 길이(L.i) 또한 변화하기 때문에, 변화하는 각(α.i)이 또한 야기될 것이다.
일정한 A에서, 각 해상도(α.i)는 기준 행 내에서 변화할 것이다. 각 해상도(α.i)를 일정하게 유지하기 위하
여, 값 A(->A.i)는 하나의 기준 행 내에서 변화되어야 한다. 그리하여 기술된 구조물에 대한 하나의 변형예는
반경(R.i)이 증가함에 따라 값(A.i)을 더 작게 만드는 것에 존재한다. 설계 원인들에 대하여, 링 세그먼트들의
폭(D) 또한 하나의 기준 행(D.1, D.2, ..., D.i) 내에서 가변될 수 있다. 그리하여, 이전의 표 2가 그에 따라
서 변화할 것이다.
각각의 링 구조물(7.i)에 대한 원형 링 세그먼트들의 개수는 생산된 인쇄 회로 보드들, 프로세스 파라미터들 및[0050]
사용된 보어홀 직경들에 의존하여 무작위로 선택될 수 있다. 앞서 지시한 바와 같이 링 세그먼트들의 개수가
더 많을수록 각 해상도는 더 미세해지고, 이전의 표 2에 따른 계산은 그에 따라서 변화되어야 할 것이다.
반면, 반경(R.i)의 크기 및 링 구조물들(7.i)의 개수는 내부층 오프셋(V)의 범위에 대한 측정 범위를 결정한다.
원칙적으로, 행 당 링 구조물들의 개수는 목적하는 바대로 높게 선택될 수 있으나, 그에 대해 요구되는 공간 때
문에 그리고 실제적으로 관련된 측정 범위 때문에 비교적 적은 개수의 링 구조물들에 제한될 것이다.
개별적인 경우에 따라, 원형 링 세그먼트들(a, b, c, d) 사이의 거리 A(또는 각각 A.i)는 모든 링 구조물들[0051]
(7.i)에 대하여 동일한 크기로 선택될 수 있거나, 예를 들어 링 구조물의 크기에 따라 점차적으로 더 크게 선택
되는 각각의 링 구조물(7.i)의 크기에 적응될 것이다. 유사한 고려사항들이 또한 링 세그먼트들(a, b, c, d)의
반경 방향 폭(D)에 대하여 유지된다. 그러나 많은 경우에서, 각각의 링 구조물 내의 반경 방향 폭(D) 및 거리
(A)를 모두 동일한 크기로 선택하는 것이 바람직하다.
도 5에서, 다층 인쇄 회로 보드(1)의 단면이 도 1과 유사한 단면도로 도시되고, 도 5에서 다시 보어홀들(5)은[0052]
도면에서 상부층인 내부층(4)으로부터 하부 내부층(2)으로 구성된다. 그러나 도 1과 상이하게, 도 5에 따르면
보링 및 구리-도금 절차 이후에, 상부 내부층(4)에서 하나의 기준 행(3)의 링 구조물들(7.i)이 구조화된다. 바
람직하게, 도 1에 따른 하부 내부층(2) 상의 기준 행(3)에 대한 보어들(5)에 부가하여, 층들(2 및 4) 간의 총
오프셋을 측정하기 위하여, 도 5에 따른 보어들(5)은 접촉 영역(11)과 같은 공통의 연속적인 도전성 영역(접지
영역) 상의 하부 내부층(2)에서 끝나도록 구성된다. 도 5에 따른 상부 행 또는 상부 패턴(3)을 형성하기 위한
상부 내부층(4)의 포토 구조화는 보어홀들(5)이 보링되고 구리-도금된 이후에 일어난다. 상부 내부층(4)에 대
한 포토-공정이 보어들(5)에 대하여 어떻게 오정렬되는지에 따라, 앞서 설명한 것과 유사하게 개별적인 링 구조
물들(7.i)의 특정 링 세그먼트들은 다시 상부 내부층(4) 상에서 하부 내부층(2) 상의 접지 영역(11)과 단락될
것이다. 이것으로부터, 이전에 설명과 유사하게, 양과 방향의 관점에서 보어들(보어홀들(5))에 대한 상부 내부
층(4) 구조화의 오정렬, 즉, 포토-공정의 오프셋을 결정하는 것이 가능할 것이다. 이러한 방식으로, 특히 보링
공정에 대한 포토-공정의 오프셋으로 인해 일어나는 총 오프셋에 대한 기여분은 별개로 결정될 수 있다.
이전에 기술된 측정 기술에 따라서 인쇄 회로 보드(1)의 외부층에 대한 각각의 내부층 오프셋을 측정할 수 있기[0053]
위하여, 도 3을 참조하여 앞서 설명된 바와 같이, 내부로 배치된 개별적인 도전성 영역들, 예를 들어, 링 세그
먼트들(a, b, c, d)에 대한 그리고 관통-접촉 보어홀들(5) 및 그들의 접촉 영역들(6)에 대한 전기적 연결들이
각각 인쇄 회로 보드(1)의 외부층으로 안내된다. 본질적으로 부가하여 알려진 바와 같이, 일어날 수 있는 단락
회로는 인쇄 회로 보드의 표면 상에서 병렬 공정으로 니들 테스터를 사용하여 검출되고, 각각의 내부층 오프셋
(V)의 양 및 방향을 자동으로 결정하기 위하여 컴퓨터에서 평가된다.
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도면의 간단한 설명
도 1은 테스트 영역 링 구조물의 영역에서 다층 인쇄 회로 보드의 일부를 관통하는 개략적인 단면도를[0013]
나타내고, 여기서 2개의 내부층은 층층이 도시된다.
도 2는 서로 구분된 테스트 영역 링 구조물들의 행 위에서 본 개략적인 평면도를 나타낸다. [0014]
도 3은 개략적인 정면도로 관통-접촉 보어홀들 및 외부층들에 있는 테스트 영역 세그먼트들의 연결 영역들에 대[0015]
한 구분된 링 구조물들의 정렬을 보여준다.
도 4는 4개의 원형 세그먼트를 갖는 테스트 영역 링 구조물 및 도 2에 비해 확대된 도면으로 개략적으로 도시된[0016]
보어홀을 보여주며, 여기서 오정렬을 결정하는데 중요한 상이한 기하학적 파라미터들이 도시된다.
도 5는 도 1에 유사한 개략적 단면 표현으로 다층 인쇄 회로 보드의 일부를 도시하며, 여기서 하부 내부층은 일[0017]
치하는 공통의 접지 영역을 구비하고, 상부 내부층은 링 세그먼트들을 갖는 테스트 영역 링 구조물들을 구비한
다.
도면
도면1
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도면2
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도면3
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도면4
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도면5
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