JP2814603B2 - Adhesion judgment method of multilayer printed wiring board - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は複合材料を接着させて製造される多層プリン
ト配線基板の密着判断において、接着層の未硬化部や剥
離部の検出を超音波インパルスを用いて非破壊で行う密
着判断方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention uses an ultrasonic impulse to detect an uncured portion or a peeled portion of an adhesive layer in judging the adhesion of a multilayer printed wiring board manufactured by bonding a composite material. The present invention relates to a non-destructive method for judging adhesion by using the method.
ICチップや電子部品を装着し三次元的に電気的配線を
行うことの出来る多層プリント配線基板は、電子回路を
高い信頼性をもって小さなスペースに納めることが出来
ることから、その需要は増大している。The demand for multilayer printed wiring boards, on which IC chips and electronic components can be mounted and three-dimensionally electrically wired, can be stored in a small space with high reliability in electronic circuits, is increasing in demand. .
この多層プリント配線基板の断面図は第5図に示すよ
うに、エポキシ樹脂12内にガラス繊維11を内部に含んだ
複合材料で構成される基板に、銅の導電性配線14を形成
し、エポキシ系の接着剤13を用いて張り合わせて作成さ
れる。As shown in FIG. 5, a cross-sectional view of this multilayer printed wiring board is formed by forming a copper conductive wiring 14 on a board made of a composite material containing glass fibers 11 in an epoxy resin 12. It is created by laminating using a system adhesive 13.
多層プリント配線基板の製造工程で起こり得る問題の
1つに、各基板を接着する接着層の未硬化部の発生や異
物の混入に起因する層間剥離等の密着不良がある。密着
不良の発生は、各層表面に形成された配線の断線、装着
される電子部品との接合部等の破壊を引き起こすことか
ら、製造されるプリント配線基板の信頼性の低下をもた
らす。このため、接着層の未硬化部、剥離部等の密着不
良部を検出する必要がある。One of the problems that can occur in the manufacturing process of a multilayer printed wiring board is poor adhesion such as generation of an uncured portion of an adhesive layer that adheres each substrate and delamination due to mixing of foreign matter. Occurrence of poor adhesion causes disconnection of wiring formed on the surface of each layer, destruction of a joint with an electronic component to be mounted, and the like, thereby lowering the reliability of a manufactured printed wiring board. For this reason, it is necessary to detect poor adhesion portions such as uncured portions and peeled portions of the adhesive layer.
これらを検出する手段として、従来からパルスモード
超音波探傷法が用いられる。その一例を第6図(a)を
用いて説明する。広帯域パルスジェネレーター1で得ら
れる電気信号を圧電トランスジューサー2に印加し、時
間軸上で幅の狭い10MHZ程度の超音波パルス4を発信、
被検体7に超音波伝播用液体(図示せず)を介して発信
する。発信された超音波パルスは被検体表面、被検体底
面、また被検体内部に剥離部8が有る場合はそれによっ
て反射される。この反射波を圧電トランジューサーで受
信し、電気信号に変換し、この電気信号をオシロスコー
プ5により電圧−時間で観察すると(第6図(b)参
照)、被検体表面からの反射信号aと多層プリント配線
基板底面からの反射信号cが観測される。接着剤の剥離
部8等、密着不良部が存在すると反射信号bがその間に
観測される。また、被検体表面からの反射信号aと剥離
部8からの反射信号bとの時間差tによって剥離部の深
度(第6図(a)中d参照)が求められる。As a means for detecting these, a pulse mode ultrasonic flaw detection method has been used conventionally. One example will be described with reference to FIG. An electric signal obtained by the broadband pulse generator 1 is applied to the piezoelectric transducer 2, and an ultrasonic pulse 4 having a narrow width on the time axis of about 10 MHz is transmitted.
It is transmitted to the subject 7 via an ultrasonic wave propagation liquid (not shown). The transmitted ultrasonic pulse is reflected by the exfoliation portion 8 when the exfoliation portion 8 is present on the subject surface, the subject bottom surface, and the subject. The reflected wave is received by a piezoelectric transducer and converted into an electric signal. When this electric signal is observed by voltage-time with an oscilloscope 5 (see FIG. 6B), the reflected signal a from the surface of the subject and the multilayer A reflection signal c from the bottom surface of the printed wiring board is observed. If there is a poor adhesion portion such as the adhesive peeling portion 8, the reflection signal b is observed during that period. Further, the depth (see d in FIG. 6A) of the peeled portion is obtained from the time difference t between the reflected signal a from the subject surface and the reflected signal b from the peeled portion 8.
しかし前記のパルスモード超音波探傷法を多層プリン
ト配線基板の密着判断に用いることは、次に示す理由に
より甚だ困難なものである。However, it is extremely difficult to use the above-described pulse mode ultrasonic inspection for judging the adhesion of a multilayer printed wiring board for the following reasons.
第一にパルスモード超音波探傷法で用いられる10MHZ
程度の高い周波数の超音波パルスは、エポキシ樹脂によ
る超音波吸収や内部のガラス繊維による散乱を生じて、
剥離部や接着剤未硬化部等の密着不良部からの反射波が
検出不可能なほど弱くなったり、銅箔である導電性配線
で超音波パルスが反射されることにより、それより深部
の情報が得られなくなる。また、低周波数の超音波パル
スを用いることにより導電性配線を透過するとが可能と
なっても、反射した超音波パルスが時間軸上で広がるた
めに密着不良部の深度は測定は困難である。First, 10MHZ used in pulse mode ultrasonic testing
Ultrasonic pulse of high frequency causes ultrasonic absorption by epoxy resin and scattering by glass fiber inside,
Reflected waves from poorly adhered parts such as peeled parts and uncured adhesive parts become weak enough to be undetectable, or ultrasonic pulses are reflected by conductive wiring made of copper foil, resulting in deeper information. Can not be obtained. Further, even if it is possible to transmit through the conductive wiring by using a low-frequency ultrasonic pulse, it is difficult to measure the depth of the poor adhesion portion because the reflected ultrasonic pulse spreads on the time axis.
第二にパルスモード超音波探傷法では、密着不良部が
多層プリント配線基板表面付近に存在した場合、多層プ
リント配線基板表面からの反射波と密着不良部からの反
射波が重るため、密着不良部の検出が不能であったり、
深度の測定が困難である場合が生じる。Second, in the pulse mode ultrasonic inspection method, when a poor adhesion portion exists near the surface of the multilayer printed wiring board, the reflected wave from the multilayer printed wiring board surface and the reflected wave from the poor adhesion portion overlap, so that the poor adhesion occurs. Parts cannot be detected,
In some cases, it is difficult to measure the depth.
このように従来法は、超音波吸収や内部のガラス繊維
による散乱の強い材料を用いた多層プリント配線基板の
密着判断に適した方法ではなかった。As described above, the conventional method is not a method suitable for judging the adhesion of a multilayer printed wiring board using a material that is strongly absorbed by ultrasonic waves or scattered by glass fibers inside.
本発明は、複合材料を接着して製造される多層プリン
ト配線基板の密着判断方法において、圧電トランスジュ
ーサーより5MHZ以下の周波数からなる超音波インパルス
を発信させ、超音波伝播用液体を介して多層プリント配
線基板に入射する工程、多層プリント配線基板から反射
した超音波インパルスを圧電トランスジューサーで受信
し、電気信号に変換する工程、電気信号から反射波強度
の周波数分布を得る工程、周波数分布上で出力が極小と
なる周波数群を求める工程、求められた周波数群と良好
な接着層での周波数群を比較し、両者が大きく異なって
いた場合、多層プリント配線基板内部に未硬化部または
剥離部があると判断する工程、を含むことを特徴とする
多層プリント配線基板の密着判断方法である。The present invention relates to a method for judging the adhesion of a multilayer printed wiring board manufactured by bonding a composite material, wherein an ultrasonic impulse having a frequency of 5 MHz or less is transmitted from a piezoelectric transducer, and the multilayer printed circuit is transmitted through an ultrasonic wave propagating liquid. A step of receiving the ultrasonic impulse reflected from the multilayer printed wiring board with a piezoelectric transducer and converting it into an electric signal; a step of obtaining a frequency distribution of reflected wave intensity from the electric signal; outputting on a frequency distribution Is a step of obtaining a frequency group in which the minimum is obtained, comparing the obtained frequency group with a frequency group in a good adhesive layer, and when both are greatly different, there is an uncured portion or a peeled portion inside the multilayer printed wiring board And a step of judging the adhesion of the multilayer printed wiring board.
本発明では、第1図に示すように広帯域パルスジェネ
レーター1で発生した電気信号を圧電トランスジューサ
ー2に入力することにより、5MHZ以下の超音波インパル
ス4を発信させ、超音波伝播用液体(図示せず)を介し
て多層プリント配線基板3表面に垂直に入射させる。反
射した超音波インパルス4を発信と同一の圧電トランス
ジューサー2で受信し、さらに、圧電トランスジューサ
ー2で電気信号に変換しスペクトラムアナライザー6で
周波数分析を行い、多層プリント配線基板3からの反射
した超音波インパルスの強度の周波数分布を得る。ま
た、スペクトラムアナライザー6の代わりデジタルオシ
ロスコープとコントローラーを用いても良い。In the present invention, as shown in FIG. 1, an electric signal generated by a broadband pulse generator 1 is input to a piezoelectric transducer 2 so that an ultrasonic impulse 4 of 5 MHZ or less is transmitted, and an ultrasonic wave propagating liquid (shown in FIG. ) Perpendicularly to the surface of the multilayer printed wiring board 3 via The reflected ultrasonic impulse 4 is received by the same piezoelectric transducer 2 as the transmission, and is further converted into an electric signal by the piezoelectric transducer 2 and frequency analysis is performed by the spectrum analyzer 6, and the reflected ultrasonic impulse 4 is reflected from the multilayer printed wiring board 3. Obtain the frequency distribution of the intensity of the sound impulse. Further, a digital oscilloscope and a controller may be used instead of the spectrum analyzer 6.
第2図(a)を用いて多層プリント配線基板3内部を
説明すると、密着良好部分(第2図(a)中、イ、ハ参
照)から得られる反射波のスペクトラム強度−周波数分
布(第2図(a)中イに関して第2図(b)、第2図
(a)中ハに関して第2図(d)参照)は次式で表され
る周波数間隔ΔFで反射波出力の極小aを持つ。The inside of the multilayer printed wiring board 3 will be described with reference to FIG. 2 (a). The spectrum intensity-frequency distribution of the reflected wave obtained from the portion having good adhesion (see a and c in FIG. 2 (a)) FIG. 2 (b) for FIG. 2 (a) and FIG. 2 (d) for FIG. 2 (a) for (c) in FIG. 2 (a)) have a minimum reflected wave output a at a frequency interval ΔF expressed by the following equation. .
Vは音波の伝播速度、Dは多層プリント配線基板の厚
さである。 V is the propagation speed of the sound wave, and D is the thickness of the multilayer printed wiring board.
これは多層プリント配線基板表面からの超音波インパ
ルス4の反射成分Aと多層プリント配線基板底部からの
反射成分Bが干渉を起こすためである。This is because the reflected component A of the ultrasonic impulse 4 from the surface of the multilayer printed wiring board and the reflected component B from the bottom of the multilayer printed wiring board cause interference.
測定時に用いる超音波の周波数は、波長が基板厚Dに
対して2分の1以下になる周波数の反射波成分が出力さ
れる5MHZ以下の超音波インパルスで十分である。これは
パルスモード超音波探傷法が基板内部での波長が基板厚
の数十分の1以下となる周波数が求められるのに対し
て、本方法は遥かに低周波数の超音波である。The frequency of the ultrasonic wave used at the time of measurement is sufficient for an ultrasonic impulse of 5 MHz or less at which a reflected wave component having a frequency whose wavelength is equal to or less than half of the substrate thickness D is output. This is because pulse mode ultrasonic testing requires a frequency at which the wavelength inside the substrate is less than one-tenth of the thickness of the substrate, whereas this method uses much lower frequency ultrasonic waves.
また、多層プリント配線基板内部の銅箔などによる導
電性配線、あるいはガラス繊維等の微小な構造体の存在
に対して、用いられる周波数が5MHZ以下と比較的低いも
のであるために、超音波インパルスは散乱や反射の影響
を受けにくい。In addition, the frequency used is relatively low at 5 MHZ or less for conductive wiring such as copper foil inside a multilayer printed wiring board, or for the presence of minute structures such as glass fiber, so that ultrasonic impulse Is less susceptible to scattering and reflection.
さらに、多層プリント配線基板の接着剤も十分硬化し
ていれば、接着層は一般に極薄いものであり、その音響
インピーダンスがエポキシなどの基体のインピーダンス
に近いことから、接着層では超音波インパルスはほとん
ど反射されないことが確認されている。Furthermore, if the adhesive of the multilayer printed wiring board is also sufficiently cured, the adhesive layer is generally very thin, and its acoustic impedance is close to the impedance of a substrate such as epoxy. It has been confirmed that it is not reflected.
しかし、多層プリント配線基板内部に剥離部(第2図
(a)中ロ参照)が存在する場合は反射波の強度の周波
数分布は異なる。第2図(c)は第2図(a),ロで示
す位置で測定したスペクトラム強度−周波数分布であ
り、剥離部においては超音波インパルスはほとんど完全
反射されるために、剥離部の深度と同じ周波数群におい
て反射波強度極小bを示す。However, when there is a peeling portion (see (b) in FIG. 2 (a)) inside the multilayer printed wiring board, the frequency distribution of the intensity of the reflected wave differs. FIG. 2 (c) is a spectrum intensity-frequency distribution measured at the position shown in FIG. 2 (a), b. Since the ultrasonic impulse is almost completely reflected at the separation part, the depth of the separation part The reflected wave intensity minimum b is shown in the same frequency group.
また、接着剤の未硬化部が存在する場合は、さらに複
雑な反射が多層プリント配線基板内部で起こる。接着剤
の未硬化部は液体に近く、多層プリント配線基板の基材
とは大変異なったインピーダンスの値を持つため、この
未硬化部で強い反射を起こすとともに、接着剤の未硬化
部を透過した超音波インパルスの成分が多層プリント配
線基板底部で反射し、さらに再び接着剤の未硬化部で反
射され干渉されることにより、硬化した接着層と異なっ
た周波数群が得られる。Further, when an uncured portion of the adhesive exists, more complicated reflection occurs inside the multilayer printed wiring board. Since the uncured part of the adhesive is close to liquid and has a very different impedance value from the base material of the multilayer printed wiring board, strong reflection occurs at this uncured part and the uncured part of the adhesive has passed through the uncured part. The component of the ultrasonic impulse is reflected at the bottom of the multilayer printed wiring board, and is reflected again at the uncured portion of the adhesive and interferes, thereby obtaining a different frequency group from that of the cured adhesive layer.
また、接着層でのみ剥離部や接着剤の未硬化部が生じ
るために密着不良部の深度は多層プリント配線基板最上
層の板厚d(第2図(a)参照)より小さくはならな
い。このことから、用いられる圧電トランジューサー
は、最上層の板厚dに対応する反射波出力の極小周波数
間隔ΔFまでの周波数分布が得られるもので十分であ
る。Further, since a peeled portion or an uncured portion of the adhesive is generated only in the adhesive layer, the depth of the poor adhesion portion does not become smaller than the thickness d of the uppermost layer of the multilayer printed wiring board (see FIG. 2A). From this, it is sufficient that the piezoelectric transducer used has a frequency distribution up to the minimum frequency interval ΔF of the reflected wave output corresponding to the thickness d of the uppermost layer.
さらに、第3図に示すように圧電トランスジューサー
2aから発信された超音波インパルス4が超音波伝播用液
体(図示せず)を介して多層プリント配線基板表面3に
斜めに入射し、広帯域の超音波インパルス4を多層プリ
ント配線基板3に入射、その反射波を他の圧電トランス
ジューサー2bで受信し、多層プリント配線基板3からの
反射波強度の周波数分布を得ることも可能である。Further, as shown in FIG.
The ultrasonic impulse 4 transmitted from 2a is obliquely incident on the multilayer printed wiring board surface 3 via an ultrasonic wave propagating liquid (not shown), and the broadband ultrasonic impulse 4 is incident on the multilayer printed wiring board 3, The reflected wave can be received by another piezoelectric transducer 2b, and the frequency distribution of the reflected wave intensity from the multilayer printed wiring board 3 can be obtained.
多層プリント配線基板内部の接着層が完全に硬化して
いる部分(第4図(a)中イ、ハ参照)で、超音波イン
パルス4を多層プリント配線基板表面に斜め入射する
と、板波とよばれる弾性波が特定の周波数成分に対して
多層プリント配線基板内に励起され、弾性波はそのエネ
ルギーを超音波伝播用液体中に再放出しながら多層プリ
ント配線基板中を伝播する。When the ultrasonic impulse 4 is obliquely incident on the surface of the multilayer printed wiring board at the portion where the adhesive layer inside the multilayer printed wiring board is completely cured (see (a) and (c) in FIG. 4 (a)), it is called a plate wave. Elastic waves are excited in the multilayer printed circuit board for specific frequency components, and the elastic waves propagate through the multilayer printed circuit board while re-emitting the energy into the ultrasonic wave propagating liquid.
多層プリント配線基板のように超音波の吸収の激しい
物質の場合は、基板内を伝播する間にそのエネルギーを
消耗することから超音波伝播媒体中に再放出されるエネ
ルギーの量は小さくなる。このため、反射波強度の周波
数分布は弾性波を励起した周波数群で極小aを持つこと
となる。第4図(b)は第4図(a)中イで測定したス
ペクトラム強度−周波数分布であり、第4図(d)は第
4図(a)中ハで測定したスペクトラム強度−周波数分
布である。In the case of a substance that strongly absorbs ultrasonic waves, such as a multilayer printed wiring board, the energy is consumed while propagating in the substrate, so that the amount of energy re-emitted into the ultrasonic wave propagation medium is small. For this reason, the frequency distribution of the reflected wave intensity has a minimum a in the frequency group that excites the elastic wave. FIG. 4 (b) is a spectrum intensity-frequency distribution measured in FIG. 4 (a), and FIG. 4 (d) is a spectrum intensity-frequency distribution measured in FIG. 4 (a). is there.
この現象は、弾性波が受信用の圧電トランスジューサ
ーで受信不可能の領域まで伝播することによって一層強
い現象として観測される。This phenomenon is observed as a stronger phenomenon because the elastic wave propagates to a region where the receiving piezoelectric transducer cannot receive.
弾性波を励起する周波数fは次式によって決定され
る。The frequency f for exciting the elastic wave is determined by the following equation.
f×D=C ……(2) Dは多層プリント配線基板の板厚であり、Cは超音波
インパルスの多層プリント配線基板への入射角で決定さ
れる定数であって、超音波伝播媒体と多層プリント配線
基板の物性定数から弾性理論や実測実験によって求める
ことが出来る。fxD = C (2) where D is the thickness of the multilayer printed wiring board, and C is a constant determined by the angle of incidence of the ultrasonic impulse on the multilayer printed wiring board, and It can be obtained from the physical constants of the multilayer printed wiring board by elasticity theory or actual measurement experiments.
次に、接着層に剥離部、接着剤の未硬化部がある場合
の反射波強度の周波数分布の変化について述べる。Next, a change in the frequency distribution of the reflected wave intensity in the case where the adhesive layer has a peeled portion and an uncured portion of the adhesive will be described.
剥離部がある場合も、超音波インパルスを斜めに入射
することで、前記したように弾性波が励起される。しか
しこの場合、弾性波を励起する周波数は、多層プリント
配線基板の厚さが多層プリント配線基板表面と剥離部の
間の距離を第2式に代入して得られる。よって剥離が起
きている領域では反射率強度が極小をとる周波数群の値
が大きくなる。Even in the case where there is a peeling portion, the elastic wave is excited as described above by obliquely inputting the ultrasonic impulse. However, in this case, the frequency at which the elastic wave is excited can be obtained by substituting the distance between the surface of the multilayer printed wiring board and the peeled portion into the second equation. Therefore, the value of the frequency group in which the reflectance intensity has the minimum value becomes large in the area where the separation has occurred.
次に接着剤の未硬化部の生じている場合も、密着の良
好の場合とは異なる反射率極小周波数群が得られること
が弾性理論に基づく数値計算によって確かめられてい
る。第4図(a)中ロに示すように一般に多層プリント
配線基板中に未硬化部、つまり液体が存在すると、固体
とのインピーダンスの違いが大きいことから剥離の場合
と同じように基板と未硬化部の境界で超音波インパルス
4が強く反射され、さらに縦波音波のみが液体中を伝播
することに起因して、多層プリント配線基板中に弾性波
が励起されることから、接着剤が良く硬化している場合
とは異なる反射波強度のスペクトラム強度−周波数分布
(第4図(c)参照)が得られる。Next, it has been confirmed by numerical calculation based on the theory of elasticity that even when an uncured portion of the adhesive occurs, a group of minimum reflectance frequencies different from that in the case of good adhesion is obtained. In general, when an uncured portion, that is, a liquid is present in a multilayer printed wiring board, as shown in FIG. 4 (a), the difference in impedance between the solid and the solid is large. The ultrasonic impulse 4 is strongly reflected at the boundary of the part, and furthermore, only the longitudinal wave sound propagates in the liquid, so that the elastic wave is excited in the multilayer printed circuit board, so that the adhesive is hardened. Then, a spectrum intensity-frequency distribution (see FIG. 4 (c)) of the reflected wave intensity which is different from the case of FIG.
しかるに、接着剤の未硬化部の検出においては、超音
波インパルスが多層プリント配線基板表面に斜めに入射
される測定の方が、垂直入射による測定に比較して、反
射波の周波数分布上の出力極小周波数群が大きく移動す
るため検出に適する。However, in the detection of the uncured portion of the adhesive, the measurement in which the ultrasonic impulse is obliquely incident on the surface of the multilayer printed wiring board has a higher output on the frequency distribution of the reflected wave than the measurement by the vertical incidence. It is suitable for detection because the minimum frequency group moves greatly.
このように、多層プリント配線基板内部に銅箔による
導電性配線、あるいはガラス繊維等の微小な構造体の影
響に対しては、これら弾性波を励起する周波数群がパル
スモード超音波探傷法の場合に比較して低いために、超
音波インパルスが散乱や反射の影響を受けにくく、本方
法は有効なものである。さらに、多数プリント配線基板
の接着剤を用いた張り合わせ時に形成される接着層も十
分接着剤が硬化していれば、接着層が一般に極薄いもの
であり、その音響インピーダンスがエポキシなどの基体
のインピーダンスに近いことから、周波数分布には大き
く影響されないことが確認されている。In this way, the frequency group that excites these elastic waves is affected by the pulse-mode ultrasonic flaw detection method against the effects of conductive structures made of copper foil or minute structures such as glass fibers inside the multilayer printed wiring board. Therefore, the method is effective because the ultrasonic impulse is hardly affected by scattering and reflection. Furthermore, if the adhesive layer formed when bonding a large number of printed wiring boards using the adhesive is sufficiently cured, the adhesive layer is generally extremely thin, and its acoustic impedance is the impedance of a substrate such as epoxy. , It has been confirmed that it is not greatly affected by the frequency distribution.
以上述べたように、反射波強度の周波数分布上の出力
極小周波数群の変化から、多数プリント配線基板の内部
の剥離部、接着剤の未硬化部等の密着不良部の検出が可
能である。As described above, it is possible to detect a poor adhesion portion such as a peeled portion or an uncured portion of the adhesive inside a large number of printed wiring boards from a change in the output minimum frequency group on the frequency distribution of the reflected wave intensity.
〔実施例1〕 板厚2mm、10枚のプリント配線板を接着して製造した
多層プリント配線基板の密着性の判断を行った。プリン
ト配線板はエポキシ樹脂内にガラス繊維を含んだ複合材
であり、接着剤は2液混合エポキシ系のものが用いられ
て作成されたものである。[Example 1] Adhesion of a multilayer printed wiring board manufactured by bonding 10 printed wiring boards with a thickness of 2 mm was determined. The printed wiring board is a composite material containing glass fibers in an epoxy resin, and the adhesive is made using a two-component epoxy-based adhesive.
第1図(a)に示すように広帯域パルスジェネレータ
ー1で広帯域の電気信号を発生し、圧電トランスジュー
サー2に印加して超音波インパルス4を多層プリント配
線基板3に垂直に入射した。超音波伝播用液体(図示せ
ず)には銅製の電気配線を侵さぬよう不活性液体である
液体フロンを用いた。多層プリント配線基板3からの反
射超音波インパルスを同一の圧電トランスジューサー2
で受信し出力信号をスペクトラムアナライザー6に通し
て反射波出力の周波数分布を得た。第2図(a)に示す
ように、イからハまでいくつかの点で周波数分布を観測
したところロに示すように出力極小を起こしている周波
数群が極端に小さい領域(第2図(c)中b参照)がこ
の多層プリント配線基板にあることが判明した。この多
層プリント配線基板内での縦波超音波の速度が約3300m/
sであることから接着が完全に行われた場合、第1式を
用いて、観測可能な周波数領域では0.82MHZに反射波の
極小周波数群が現れることが判った。ロ以外での出力極
小周波数は0.80MHZであり10μmの接着層の存在やガラ
ス繊維に基づく反射波出力の極小は観測されることがな
かった。しかしロでは3.3MHZで反射波出力の極小周波数
群が観測された。これは多層プリント配線基板の厚さの
変化では説明が出来ないことから、ロ下部に剥離部が存
在してその深さは第1式をもちいて0.5mmであると推察
された。後に断面観察を行ったところ0.5mmの深さの接
着層に剥離部が存在することが判明した。As shown in FIG. 1 (a), a broadband electric signal was generated by a broadband pulse generator 1, applied to a piezoelectric transducer 2, and an ultrasonic impulse 4 was vertically incident on a multilayer printed wiring board 3. As an ultrasonic wave propagating liquid (not shown), liquid Freon, which is an inert liquid, was used so as not to damage copper electric wiring. The reflected ultrasonic impulse from the multilayer printed wiring board 3 is applied to the same piezoelectric transducer 2.
And the output signal was passed through a spectrum analyzer 6 to obtain the frequency distribution of the reflected wave output. As shown in FIG. 2 (a), when frequency distributions were observed at several points from (a) to (c), as shown in (b), the frequency group causing the output minimum was extremely small (see FIG. 2 (c)). It was found that b) in the parentheses) exists in this multilayer printed wiring board. The velocity of longitudinal ultrasonic waves in this multilayer printed wiring board is about 3300m /
From the equation (1), it was found that when the bonding was completely performed, the minimum frequency group of the reflected wave appeared at 0.82 MHz in the observable frequency region using the first equation. The output minimum frequency other than b was 0.80 MHZ, and the presence of the 10 μm adhesive layer and the minimum of the reflected wave output based on the glass fiber were not observed. However, the lowest frequency group of reflected wave output was observed at 3.3MHZ in B. Since this cannot be explained by the change in the thickness of the multilayer printed wiring board, it was inferred that the peeled portion was present at the lower part of B and the depth was 0.5 mm using the first formula. Later, when a cross section was observed, it was found that a peeled portion was present in the adhesive layer having a depth of 0.5 mm.
〔実施例2〕 板厚1mm、2枚のプリント配線板を接着して製造した
多層プリント配線基板の密着性の判断を行った。プリン
ト配線板はエポキシ樹脂内にガラス繊維を含んだ複合材
でその縦波音速は3300m/s、横波音速は1600m/s、比重は
平均して約2.0g/cm3であり、接着剤には2液混合エポキ
シ系のものが用いられて作成されたものである。Example 2 The adhesion of a multilayer printed wiring board manufactured by bonding two printed wiring boards with a thickness of 1 mm and two printed wiring boards was determined. PWB its longitudinal acoustic velocity of a composite material containing glass fibers in epoxy resin 3300 m / s, shear wave velocity is 1600 m / s, a specific gravity of about 2.0 g / cm 3 on average, the adhesive It was prepared using a two-part mixed epoxy type.
第3図(a)に示すように超音波の発信用の圧電トラ
ンスジューサー2aと受信用の圧電トランスジューサー2b
を多層プリント配線基板表面の法線から30度傾けて対向
させた。受信用の圧電トランスジューサー2bからの反射
波形をスペクトラムアナライザー6で周波数分布を求め
るよう装置を設定した。第4図(a)に示すように多層
プリント配線基板表面イからハまで反射波出力の周波数
分布を測定したところ、ロを除いて多層プリント配線基
板の厚さが1mmとしたときに弾性波が励起される周波数
群1.9MHZに大変近い1.85MHZであった。しかし、ロでは
異なった周波数群で極小を起こしている反射波出力の周
波数分布が得られた。このため断面観察を破壊検査によ
って行った結果、接着剤が配合操作の誤りによって未硬
化であることが判明した。As shown in FIG. 3A, a piezoelectric transducer 2a for transmitting ultrasonic waves and a piezoelectric transducer 2b for receiving ultrasonic waves.
Were made to face each other at an angle of 30 degrees from the normal line of the surface of the multilayer printed wiring board. The apparatus was set so that the frequency distribution of the reflected waveform from the receiving piezoelectric transducer 2b was determined by the spectrum analyzer 6. As shown in FIG. 4 (a), when the frequency distribution of the reflected wave output was measured from the surface of the multilayer printed wiring board A to the surface C, the elastic wave was observed when the thickness of the multilayer printed wiring board was set to 1 mm except for B. The excited frequency was 1.85 MHZ, which was very close to 1.9 MHZ. However, in the case of B, the frequency distribution of the reflected wave output having a minimum in different frequency groups was obtained. For this reason, as a result of performing cross-sectional observation by destructive inspection, it was found that the adhesive was uncured due to an error in the compounding operation.
本発明は以上のような構成であるために、複合材料を
接着させて製造される多層プリント配線基板の製造工
程、あるいはその検査工程において、非破壊に配線の断
線、製品の信頼性の低下の原因となる、接着の未硬化
部、剥離部等の密着不良部の検出が可能となった。Since the present invention is configured as described above, in a manufacturing process of a multilayer printed wiring board manufactured by bonding a composite material, or in an inspection process thereof, non-destructive disconnection of wiring, reduction in product reliability is reduced. It has become possible to detect a poor adhesion portion such as an uncured portion of the adhesive or a peeled portion, which is a cause.
第1図は多層プリント配線基板表面に超音波インパルス
を垂直に入射させた場合の実施例の説明図、第2図
(a)は剥離部のある多層プリント配線基板(2層)の
断面図、第2図(b)は第2図(a)中イにおけるスペ
クトラム強度−周波数分布を示すグラフ図、第2図
(c)は第2図(a)中ロにおけるスペクトラム強度−
周波数分布を示すグラフ図、第2図(d)は第2図
(a)中ハにおけるスペクトラム強度−周波数分布を示
すグラフ図、第3図は多層プリント配線基板表面に超音
波インパルスを斜めに入射させた場合の実施例の説明
図、第4図(a)は接着層に未硬化部のある多層プリン
ト配線基板(2層)の断面図、第4図(b)は第4図
(a)中イにおけるスペクトラム強度−周波数分布を示
すグラフ図、第4図(c)は第4図(a)中ロにおける
スペクトラム強度−周波数分布を示すグラフ図、第4図
(d)は第4図(a)中ハにおけるスペクトラム強度−
周波数分布を示すグラフ図、第5図は多層プリント基板
の断面図。第6図は従来法であるパルスモード超音波探
傷法の説明図である。 1……広帯域パルスジェネレーター 2,2a,2b……圧電トランスジューサー 3……多層プリント配線基板 4……超音波インパルス 5……オシロスコープ 6……スペクトルアナライザー 7……被検体 8……剥離部 9……未硬化部 10……硬化部 11……ガラス繊維 12……エポキシ樹脂 13……接着層 14……導電性配線FIG. 1 is an explanatory view of an embodiment in which an ultrasonic impulse is vertically incident on the surface of a multilayer printed wiring board, FIG. 2 (a) is a cross-sectional view of a multilayer printed wiring board (two layers) having a peeling portion, FIG. 2 (b) is a graph showing the spectrum intensity-frequency distribution at (a) in FIG. 2 (a), and FIG. 2 (c) is the spectrum intensity at (b) in FIG. 2 (a).
FIG. 2 (d) is a graph showing the spectrum intensity-frequency distribution in FIG. 2 (a), and FIG. 3 is an oblique incidence of the ultrasonic impulse on the surface of the multilayer printed wiring board. FIG. 4 (a) is a sectional view of a multilayer printed wiring board (two layers) having an uncured portion in an adhesive layer, and FIG. 4 (b) is FIG. 4 (a). FIG. 4 (c) is a graph showing the spectrum intensity-frequency distribution in FIG. 4 (a), and FIG. 4 (d) is a graph showing the spectrum intensity-frequency distribution in FIG. a) Spectrum intensity in medium C
FIG. 5 is a graph showing a frequency distribution, and FIG. 5 is a sectional view of a multilayer printed circuit board. FIG. 6 is an explanatory diagram of a conventional pulse mode ultrasonic flaw detection method. 1 Broadband pulse generator 2, 2a, 2b Piezoelectric transducer 3 Multilayer printed circuit board 4 Ultrasonic impulse 5 Oscilloscope 6 Spectrum analyzer 7 Subject 8 Stripping section 9 … Uncured area 10… Hardened area 11… Glass fiber 12… Epoxy resin 13… Adhesive layer 14… Conductive wiring
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大平 克己 東京都台東区台東1丁目5番1号 凸版 印刷株式会社内 審査官 江成 克己 (56)参考文献 特開 昭64−91056(JP,A) 特許2650344(JP,B2) 特公 平7−9418(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01N 29/00 - 29/28────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Katsumi Ohira 1-5-1, Taito, Taito-ku, Tokyo Toppan Printing Co., Ltd. Examiner Katsumi Enari (56) References JP-A-64-91056 (JP, A ) Patent 2650344 (JP, B2) JP 7-9418 (JP, B2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) G01N 29/00-29/28
Claims (1)
ト配線基板の密着判断方法において、 (a) 圧電トランスジューサーより5MHZ以下の周波数
からなる超音波インパルスを発信させ、超音波伝播用液
体を介して多層プリント配線基板に入射する工程、 (b) 多層プリント配線基板から反射した超音波イン
パルスを圧電トランスジューサーで受信し、電気信号に
変換する工程、 (c) 前記電気信号から反射波強度の周波数分布を得
る工程、 (d) 前記周波数分布上で出力が極小となる周波数群
を求める工程、 (e) 前記周波数群と良好な接着層での周波数群を比
較し、両者が大きく異なっていた場合、多層プリント配
線基板内部に未硬化部または剥離部があると判断する工
程、 を含むことを特徴とする多層プリント配線基板の密着判
断方法。1. A method for judging the adhesion of a multilayer printed wiring board manufactured by bonding a composite material, comprising the steps of: (a) transmitting an ultrasonic impulse having a frequency of 5 MHz or less from a piezoelectric transducer, and (B) receiving an ultrasonic impulse reflected from the multilayer printed wiring board by a piezoelectric transducer and converting it into an electric signal; and (c) converting reflected electric wave intensity from the electric signal into an electric signal. A step of obtaining a frequency distribution, (d) a step of obtaining a frequency group having a minimum output on the frequency distribution, and (e) comparing the frequency group with a frequency group in a good adhesive layer, and the two were greatly different. Judging that there is an uncured portion or a peeled portion inside the multilayer printed wiring board. Method.
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|---|---|---|---|
| JP1228078A JP2814603B2 (en) | 1989-09-01 | 1989-09-01 | Adhesion judgment method of multilayer printed wiring board |
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2650344B2 (en) | 1988-08-12 | 1997-09-03 | 凸版印刷株式会社 | Adhesion judgment method |
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1989
- 1989-09-01 JP JP1228078A patent/JP2814603B2/en not_active Expired - Fee Related
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