JP4377939B2 - プリント配線板およびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、テストクーポンを備えるプリント配線板およびその製造方法に関する。

従来文献（特許文献１）には、プリントコイルが形成されるプリント配線板の一例が示されている。この従来技術のプリント配線板では、プリントコイルの取り数を多くするために、プリントコイルのコア穴領域に、品質検査用のテストクーポンが形成されている。このコア穴領域に形成されたテストクーポンを用いて、プリントコイルの品質検査が実施される。
特開２００５−１２３２２８号公報

テストクーポンの配線パターンは、プリント配線板に形成するために大きな面積を必要とするものがある。例えば、高速信号伝送時の差動インピーダンスを測定するためのテストクーポンは、平行な２本の配線を直線状に延設した配線パターンを有するものである。このため、テストクーポンは、その配線パターンの延設長さに応じた面積を必要とする。この配線パターンの延設長さは比較的に長いものであるため、従来文献に示されるプリントコイルのコア穴領域のような小面積の切り抜き部分に、この配線パターンを形成することは困難である。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、テストクーポンの配線パターンを好適な形状とすることで、１枚のプリント配線板からの製品部分の取り数を多くすることが可能なプリント配線板およびその製造方法を提供することを目的とする。

上述した目的を達成するために、本発明に係るプリント配線板は、所定外形を有した製品部分と、製品部分の所定外形内に設けられ、後工程において取り除かれる切り抜き部分を備え、切り抜き部分は、２つの信号端子から平行な２本の配線パターンが蛇行して延設されたテストクーポンを有し、テストクーポンは、平行な２本の配線パターンが直線状に延設された複数の直線延設部と、切り抜き部分の周縁から所定距離以上離れ、隣り合う２つの直線延設部を接続するように半円形状に湾曲して延設された複数かつ偶数組の湾曲延設部と、を有していることを特徴とする。

また、本発明に係るプリント配線板の製造方法は、プリント配線板において、所定外形の製品部分の配線パターンを形成すると共に、製品部分から切り抜かれる切り抜き部分に、平行な２本の配線パターンが蛇行して延設されたテストクーポンを形成し、プリント配線板から製品部分を切り分けて、製品部分のプリント配線板を得るプリント配線板の製造方法であって、テストクーポンは、平行な２本の配線パターンが直線状に延設された複数の直線延設部と、切り抜き部分の周縁から所定距離以上離れ、隣り合う２つの直線延設部を接続するように半円形状に湾曲して延設された複数かつ偶数組の湾曲延設部と、を有していることを特徴とする。

最終製品の取り数を多くすることが可能なプリント配線板およびその製造方法を提供することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素または同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の実施形態に係るプリント配線板１０を示している。

このプリント配線板１０は、電子機器の内部に配置されるプリント配線板１２を製造する製造工程において、その途中段階で生成される中間製品である。すなわち、このプリント配線板１０は、１枚のプリント配線板１０に多数の製品部分１２を格子状に配列しており、その後の製造工程において各々の製品部分（単品のプリント配線板）１２に切り分けられるものである。本実施形態では、この単品のプリント配線板１２は、ハードディスクドライブの内部に配置され、ハードディスクドライブの動作を制御するためのものである。

図２は、図１のプリント配線板１０から切り分けられた単品のプリント配線板１２を拡大して示している。

ハードディスクドライブを小型化するために、単品のプリント配線板１２はハードディスクドライブの外形に近い形状（外形）とされており、他部品との隙間が小さい状態でハードディスクドライブの内部に配置される。ハードディスクドライブには、記憶媒体であるハードディスクを回転駆動するためにスピンモータが設けられている。スピンモータは、円筒形状であり、ハードディスクドライブのほぼ中央に設けられている。スピンモータに対応して単品のプリント配線板１２の中央部分１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄを円形に切り抜くことにより、プリント配線板１２とスピンモータとの干渉を回避しつつ、プリント配線板１２をスピンモータに近接して配置することを可能にして、ハードディスクドライブの小型化・薄型化を実現している。

なお、図２では、プリント配線板１２の中央部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄが切り抜かれない状態で示されている。これらの中央部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄは、プリント配線板１２により全周囲を完全に囲われた部分である。これらの中央部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄは、後の製造工程において切り抜いて除去される。以下の説明では、これらの中央部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄを切り抜き部分と呼ぶ。

このプリント配線板１２の切り抜き部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄには、品質管理用のテストクーポン２０が設けられている。このテストクーポン２０は、プリント配線板１２に形成された配線の差動インピーダンスを測定するためのものである。このようにテストクーポン２０をプリント配線板１２の切り抜き部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄに形成することにより、単品のプリント配線板１２の取り数はテストクーポン２０の影響を受けないため、一枚の切り分け前のプリント配線板１０からからより多くの単品のプリント配線板１２を製造することができ、単品のプリント配線板１２のコストダウンを実現することができる。

なお、このテストクーポン２０は、全ての単品のプリント配線板１２に形成される必要はなく、切り分け前のプリント配線板１０において品質管理を実現するために必要な位置にのみ形成されればよい。例えば、図１に示されるように、テストクーポン２０は、斜線部分の切り抜き部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄにのみ形成されればよい。

プリント配線板１２の切り抜き部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄは面積が小さいため、切り抜き部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄの内側にテストクーポン２０を形成することは困難である。本実施形態では、テストクーポン２０の形状に工夫を施すことにより、テストクーポン２０が占める面積を小さくして、切り抜き部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄの内側にテストクーポン２０を形成することを可能にしている。以下、本実施形態の小面積化されたテストクーポン２０について説明する。

図３は、切り抜き部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄに形成されたテストクーポン２０を拡大して示している。

切り抜き部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄには、品質管理用のテストクーポン２０が形成されている。テストクーポン２０は、２つの信号端子２４Ａ，２４Ｂと、２つの接地端子２２Ａ，２２Ｂと、２つの信号端子２４Ａ，２４Ｂのそれぞれから延びる２本の配線パターン２６，２８と、を有する。２つの接地端子２２Ａ，２２Ｂは、切り抜き部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄの周縁１４ｅに近い位置に並べて配置されている。２つの信号端子２４Ａ，２４Ｂは、２つの接地端子２２Ａ，２２Ｂよりも切り抜き部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄの若干内側に並べて配置されている。

２本の配線パターン２６，２８は、２つの信号端子２４Ａ，２４Ｂから互いに平行な状態で蛇行して延設されている。すなわち、一方の配線パターン２６は、一方の信号端子２４Ａから切り抜き部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄの内部を蛇行して延設されており、他方の配線パターン２８は、一方の配線パターン２６に平行な状態で、他方の信号端子２４Ｂから切り抜き部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄの内部を蛇行して延設されている。

テストクーポン２０の配線パターン２６，２８の形状についてより詳しく説明する。２本の配線パターン２６，２８は、２つの信号端子２４Ａ，２４Ｂから延び始める部分（基端接近部）２６ａ，２８ａにおいて、ある定められた距離となるまで互いに近づくように斜めに延びる。次の部分（基端直線延設部）２６ｂ，２８ｂにおいて、２本の配線パターン２６ｂ，２８ｂは、互いに一定の距離を保ったままの状態で、切り抜き部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄの中心に向けて直線状に延びる。次の部分（基端湾曲延設部）２６ｃ，２８ｃにおいて、２本の配線パターン２６ｃ，２８ｃは、互いに一定の距離を保ったままの状態で、２本の配線パターン２６，２８の延設方向を９０度変化させるように滑らかに曲がる。

次の部分（第１直線延設部）２６ｄ，２８ｄにおいて、２本の配線パターン２６ｄ，２８ｄは、互いに一定の距離を保ったままの状態で、切り抜き部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄの中央付近から右側の周縁に向けて直線状に延びる。次の部分（第１湾曲延設部）２６ｅ，２８ｅにおいて、２本の配線パターン２６ｅ，２８ｅは、互いに一定の距離を保ったままの状態で、２本の配線パターン２６，２８の延設方向を１８０度変化させるように滑らかに曲がる。

次の部分（第２直線延設部）２６ｆ，２８ｆにおいて、２本の配線パターン２６ｆ，２８ｆは、互いに一定の距離を保ったままの状態で、右側の周縁側から左側の周縁に向けて直線状に延びる。次の部分（第２湾曲延設部）２６ｇ，２８ｇにおいて、２本の配線パターン２６ｇ，２８ｇは、互いに一定の距離を保ったままの状態で、２本の配線パターン２６，２８の延設方向を１８０度変化させるように滑らかに曲がる。

次の部分（第３直線延設部）２６ｈ，２８ｈにおいて、２本の配線パターン２６ｈ，２８ｈは、互いに一定の距離を保ったままの状態で、左側の周縁側から右側の周縁に向けて直線状に延びる。次の部分（第３湾曲延設部）２６ｉ，２８ｉにおいて、２本の配線パターン２６ｉ，２８ｉは、互いに一定の距離を保ったままの状態で、２本の配線パターン２６，２８の延設方向を１８０度変化させるように滑らかに曲がる。

次の部分（第４直線延設部）２６ｊ，２８ｊにおいて、２本の配線パターン２６ｊ，２８ｊは、互いに一定の距離を保ったままの状態で、右側の周縁側から左側の周縁に向けて直線状に延びる。次の部分（第４湾曲延設部）２６ｋ，２８ｋにおいて、２本の配線パターン２６ｋ，２８ｋは、互いに一定の距離を保ったままの状態で、２本の配線パターン２６，２８の延設方向を１８０度変化させるように滑らかに曲がる。

次の部分（第５直線延設部）２６ｌ，２８ｌにおいて、２本の配線パターン２６ｌ，２８ｌは、互いに一定の距離を保ったままの状態で、左側の周縁側から右側の周縁に向けて直線状に延びる。次の部分（末端湾曲延設部）２６ｍ，２８ｍにおいて、２本の配線パターン２６ｍ，２８ｍは、互いに一定の距離を保ったままの状態で、２本の配線パターン２６，２８の延設方向を９０度変化させるように滑らかに曲がる。次の部分（末端直線延設部）２６ｎ，２８ｎにおいて、２本の配線パターン２６ｎ，２８ｎは、互いに一定の距離を保ったままの状態で、切り抜き部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄの下側の周縁に向けて直線状に延びる。

第１直線延設部２６ｄ，２８ｄ、第２直線延設部２６ｆ，２８ｆ、第３直線延設部２６ｈ，２８ｈ、第４直線延設部２６ｊ，２８ｊおよび第５直線延設部２６ｌ，２８ｌは、互いに平行に延設されている。このように、２本の配線パターン２６，２８が蛇行して延設される形状であるため、小面積の切り抜き部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄに、長い配線パターン２６，２８を好適に配置することができる。

テストクーポン２０の配線パターン２６，２８は、高速信号伝送時の差動インピーダンスを安定した状態で測定するために、次の条件を満たしている。
第１条件：２本の配線パターン２６，２８を等しい長さにすること。
第２条件：２本の配線パターン２６，２８の湾曲部分を半円形状にすること。

第１条件については、偶数の湾曲延設部を有することにより満たされている。すなわち、第１湾曲延設部２６ｅ，２８ｅにおいて、一方の配線パターン２６は他方の配線パターン２８よりも短くなっているが、第２湾曲延設部２６ｇ，２８ｇにおいて、一方の配線パターン２６は他方の配線パターン２８よりも長くなっており、結果として２本の配線パターン２６，２８の長さは等しくなっている。同様に、第３湾曲延設部２６ｉ，２８ｉにおいて、一方の配線パターン２６は他方の配線パターン２８よりも短くなっているが、第４湾曲延設部２６ｋ，２８ｋにおいて、一方の配線パターン２６は他方の配線パターン２８よりも長くなっており、結果として２本の配線パターン２６，２８の長さは等しくなっている。

また、基端湾曲延設部２６ｃ，２８ｃにおいて、一方の配線パターン２６は他方の配線パターン２８よりも長くなっているが、末端湾曲延設部２６ｍ，２８ｍにおいて、一方の配線パターン２６は他方の配線パターン２８よりも短くなっており、結果として２本の配線パターン２６，２８の長さは等しくなっている。よって、基端湾曲延設部２６ｃ，２８ｃおよび末端湾曲延設部２６ｍ，２８ｍにおいても、２本の配線パターン２６，２８を等しい長さにされている。

第２条件については、第１湾曲延設部２６ｅ，２８ｅ〜第４湾曲延設部２６ｋ，２８ｋが半円形状であることにより満たされている。すなわち、第１湾曲延設部２６ｅ，２８ｅ、第２湾曲延設部２６ｇ，２８ｇ、第３湾曲延設部２６ｉ，２８ｉ、第４湾曲延設部２６ｋ，２８ｋのそれぞれの湾曲形状は、幾何学的に正確な半円形状であり、互いに半径が等しい半円形状である。

本実施形態のテストクーポン２０によれば、２つの信号端子２４Ａ，２４Ｂを周縁１４ｅの近傍に配置し、それら２つの信号端子２４Ａ，２４Ｂから、平行な２本の配線パターン２６，２８を蛇行して延設しているため、面積の小さなプリント配線板１０の切り抜き部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄに、所定長さの配線パターン２６，２８を有するテストクーポン２０を形成することができる。このため、一枚の切り分け前のプリント配線板１０からからより多くの単品のプリント配線板１２を製造することができ、プリント配線板１２のコストダウンを実現することができる。

参考に、図４に示されるテストクーポン６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ，６６Ｄ，６６Ｅと比較して、本実施形態のテストクーポン２０を説明する。図４に示されるテストクーポン６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ，６６Ｄ，６６Ｅは、配線パターンが直線状であり大きな面積を必要としている。このため、図１では単品のプリント配線板１２が形成される部分に、図４ではテストクーポン６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ，６６Ｄ，６６Ｅが形成されている。よって、図４では、一枚のプリント配線板６０から切り分けることができる単品のプリント配線板６２の個数は、単品のプリント配線板６２に代えてテストクーポン６６Ａ，６６Ｂ，６６Ｃ，６６Ｄ，６６Ｅを形成したことにより少なくなってしまう。これに対して、本実施形態のテストクーポン２０では、プリント配線板１０の切り抜き部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄにテストクーポン２０を形成するため、一枚のプリント配線板１０から切り分けることができる単品のプリント配線板１２の個数を多くすることができる。

なお、本実施形態のようにテストクーポン２０の形状を決定した場合には、ハードディスクドライブの製造業者は、プリント配線板１２の製造業者に対して、単品のプリント配線板１２のデータとテストクーポン２０のデータを供給して発注すればよい。プリント配線板１２の製造業者は、切り分け前のプリント配線板１０に単品のプリント配線板１２を格子状に配置すると共に、プリント配線板１２の品質を管理するために好適なテストクーポン２０の位置を決定し、決定されたプリント配線板１２の切り抜き部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄにテストクーポン２０を配置することができる。なお、プリント配線板１２の製造業者は、例えば、５点法や９点法などの公知の手法に従って、テストクーポン２０の位置を決定すればよい。

なお、テストクーポン２０が形成された切り抜き部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄには、管理番号が付けられている。これにより、プリント配線板１０から切り抜き部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄを切り抜いた後にも、テストクーポン２０が形成された位置を管理することができる。

次に、上述したプリント配線板１２の製造方法について説明する。図５は、プリント配線板１２の製造工程を示すフローチャートである。

第１工程（Ｓ１）において、一枚のプリント配線板１０に、多数の単品のプリント配線板１２の配線パターンを印刷すると共に、複数のテストクーポン２０の配線パターンを印刷する。ここで、テストクーポン２０の配線パターンは、前述したように、平行な２本の配線パターンが蛇行して延設された形状である。

第２工程（Ｓ２）において、一枚のプリント配線板１０から単品のプリント配線板１２を切り分ける。これにより、多数の単品のプリント配線板１２が得られる。

第３工程（Ｓ３）において、単品のプリント配線板１２から切り抜き部分１４を切り抜いて、単品のプリント配線板１２を完成する。切り抜き部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄは、差動インピーダンスを測定するために取って置かれる。

第４工程（Ｓ４）において、切り抜き部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄのテストクーポン２０に対して差動インピーダンスの測定処理を行い、プリント配線板１２の品質を検査する。差動インピーダンスを測定する際には、測定装置がテストクーポン２０の信号端子２４Ａ，２４Ｂに接続され、測定装置から２本の配線パターン２６，２８にインピーダンス測定用の信号が送られる。テストクーポン２０のインピーダンスの測定結果は統計的に処理されて、単品のプリント配線板１２が品質基準を満たしているか否かが判断される。

なお、上述した実施形態では、ハードディスクドライブ用のプリント配線板１２の切り抜き部分１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄにテストクーポン２０を形成したが、本発明はこれに限定されない。他の実施形態では、他の用途のプリント配線板において、小面積の切り抜き部分がある場合に、その切り抜き部分にテストクーポンを形成してもよい。

本実施形態の切り分け前のプリント配線板を示す図である。 本実施形態の単品のプリント配線板を示す図である。 本実施形態の切り抜き部分に形成されたテストクーポンを示す図である。 本実施形態とは別のプリント配線板を示す図である 本実施形態のプリント配線板の製造工程を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…切り分け前のプリント配線板、１２…製品部分（単品のプリント配線板）、１４，１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ，１４Ｄ…切り抜き部分、１４ｅ…周縁、２０…テストクーポン、２２Ａ，２２Ｂ…接地端子、２４Ａ，２４Ｂ…信号端子、２６，２８…配線パターン、２６ａ，２８ａ…基端接近部、２６ｂ，２８ｂ…基端直線延設部、２６ｃ，２８ｃ…基端湾曲延設部、２６ｄ，２８ｄ…第１直線延設部、２６ｅ，２８ｅ…第１湾曲延設部、２６ｆ，２８ｆ…第２直線延設部、２６ｇ，２８ｇ…第２湾曲延設部、２６ｈ，２８ｈ…第３直線延設部、２６ｉ，２８ｉ…第３湾曲延設部、２６ｊ，２８ｊ…第４直線延設部、２６ｋ，２８ｋ…第４湾曲延設部、２６ｌ，２８ｌ…第５直線延設部、２６ｍ，２８ｍ…末端湾曲延設部、２６ｎ，２８ｎ…末端直線延設部。

Claims (7)

1. 所定外形を有した製品部分と、
   前記製品部分の前記所定外形内に設けられ、後工程において取り除かれる切り抜き部分を備え、
   前記切り抜き部分は、２つの信号端子から平行な２本の配線パターンが蛇行して延設されたテストクーポンを有し、
   前記テストクーポンは、
   平行な２本の前記配線パターンが直線状に延設された複数の直線延設部と、
   前記切り抜き部分の周縁から所定距離以上離れ、隣り合う２つの前記直線延設部を接続するように半円形状に湾曲して延設された複数かつ偶数組の湾曲延設部と、を有していることを特徴とするプリント配線板。
2. 前記テストクーポンは、
   前記テストクーポンの基端側で前記２つの信号端子から直線状に延設された基端直線延設部と、
   前記テストクーポンの末端側で直線状に延設された末端直線延設部と、
   前記基端直線延設部と前記直線延設部の一つを接続するように湾曲して延設され、一方の前記配線パターンが他方の前記配線パターンよりも長い基端湾曲延設部と、
   前記直線延設部の別の一つと前記末端直線延設部を接続するように湾曲して延設され、前記一方の配線パターンが前記他方の前記配線パターンより短い末端湾曲延設部と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載のプリント配線板。
3. 前記テストクーポンは、２つの接地端子を備えることを特徴とする請求項２に記載のプリント配線板。
4. 前記テストクーポンは、インピーダンス測定用のテストクーポンであることを特徴とする請求項３に記載のプリント配線板。
5. 前記プリント配線板は、ハードディスクドライブの内部に配置されるものであり、
   前記切り抜き部分は、ハードディスクドライブのモータとの干渉を回避するためのものであることを特徴とする請求項４に記載のプリント配線板。
6. プリント配線板において、所定外形の製品部分の配線パターンを形成すると共に、前記製品部分から切り抜かれる切り抜き部分に、平行な２本の配線パターンが蛇行して延設されたテストクーポンを形成し、前記プリント配線板から前記製品部分を切り分けて、前記製品部分のプリント配線板を得るプリント配線板の製造方法であって、
   前記テストクーポンは、
   平行な２本の前記配線パターンが直線状に延設された複数の直線延設部と、
   前記切り抜き部分の周縁から所定距離以上離れ、隣り合う２つの前記直線延設部を接続するように半円形状に湾曲して延設された複数かつ偶数組の湾曲延設部と、を有していることを特徴とするプリント配線板の製造方法。
7. 前記切り抜き部分に形成された前記テストクーポンを用いて、前記プリント配線板の品質検査が実施されることを特徴とする請求項６に記載のプリント配線板の製造方法。

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