电路板内介电层厚度之量测装置及量测方法与流程

1.本发明是关于一种电路板内介电层厚度之量测装置及量测方法，特别是指一种使用感应组件以测量电路板内介电层厚度之量测装置及量测方法。


背景技术：

2.目前，主要是以破坏性手法量测电路板的介电层厚度，例如：须先切除取下一部分面积之待测电路板，制作成量测切片后，再使用光学显微镜(optical microscope)或扫描电子显微镜(scanning electron microscope)量测电路板的介电层的厚度。然而，此种量测方法非常耗费时间及心力，且还会折损电路板较大的面积使得该电路板遭到报废。
3.因此，如何快速且方便的量测电路板的介电层厚度，便是本领域具有通常知识者值得去思量地。


技术实现要素：

4.本发明之目的在于提供一电路板内介电层厚度之量测方法，该电路板内介电层厚度之量测方法能快速且方便的量测电路板的介电层厚度，且无须破坏电路板。
5.本发明之电路板内介电层厚度之量测方法包括下列步骤：
6.首先，提供一电路板，电路板包括至少一介电层与至少二线路层，介电层介于所述线路层之间，且电路板还包括一测试区，于测试区上设有一测试图案及一贯穿孔，测试图案包括至少一第一导体部与至少二第二导体部，第一导体部连接于二个所述第二导体部间，第二导体部是属于该线路层的一部份，第一导体部贯穿该介电层。其中，贯穿孔的侧边与该第二导体部的距离小于该贯穿孔的侧边与该第一导体部的距离。之后，提供一量测装置，量测装置包括一导电针与一感应组件，感应组件包括一感应端、一连结部及一绝缘部。其中，连结部连结该感应端，且绝缘部包覆于连结部外围。之后，将导电针通电并将该导电针的其中一端电性连接该第二导体部。之后，将该感应组件深入该贯穿孔并沿着该贯穿孔移动，以测得一感应曲线，借由该感应曲线的变化以得知该介电层之厚度。
7.在上所述之电路板内介电层厚度之量测方法，其中感应组件以等速的方式沿着该贯穿孔移动。
8.在上所述之电路板内介电层厚度之量测方法，其中该感应端的长度小于该第二导体部的厚度。
9.在上所述之电路板内介电层厚度之量测方法，其中该感应组件为一电容式感应组件或一电感式感应组件。
10.本发明之另一目的在于提供一量测装置，该量测装置能快速且方便的量测电路板的介电层厚度，且无须破坏电路板。
11.本发明之种量测装置是应用于量测一电路板的介电层厚度，该电路板包括至少一介电层与至少二线路层，介电层是介于所述线路层之间，且电路板还包括一测试区，于该测试区上设有一测试图案及一贯穿孔，测试图案包括至少一第一导体部与至少二第二导体
部，第一导体部连接于二个所述第二导体部间，该第二导体部是属于该线路层的一部份，第一导体部贯穿该介电层。其中，贯穿孔的侧边与第二导体部的距离小于与贯穿孔的侧边与该第一导体部的距离。此外，量测装置包括一感应组件及一导电针。感应组件包括一感应端、一连结部及一绝缘部。另外，连结部是连结感应端，而绝缘部是包覆于该连结部外围。
12.导电针的其中一端电性连接该第二导体部。其中，于测量介电层之厚度时，感应组件是深入贯穿孔并沿着该贯穿孔移动，以测得一感应曲线。
13.在上所述之量测装置，其中该感应组件为一电容式探针或一电感式探针。
14.在上所述之量测装置，其中该介电层的层数为多个。
15.本发明具有下述优点：仅需于在预先设置的测试区上形成一贯穿孔，即可以将感应组件伸入贯穿孔来量测电路板各层的介电层厚度，所需面积较小又快速方便，且无需破坏电路板。
16.为让本发明的上述目的、特征和优点更能明显易懂，下文将以实施例并配合所附图式，作详细说明如下。需注意的是，所附图式中的各组件仅是示意，并未按照各组件的实际比例进行绘示。
附图说明
17.图1所绘示为本发明之电路板内介电层厚度之量测方法的示意图。
18.图2a所绘示为电路板10的示意图。
19.图2b所绘示为量测装置8的示意图。
20.图2c所绘示为导电针81连接第二导体部1022的示意图。
21.图3a所绘示为感应组件80即将深入贯穿孔10h的示意图。
22.图3b所绘示为感应端801移动到贯穿孔10h的下方处的示意图。
23.图3c所绘示为图3b的感应组件80所测得的感应曲线80c的示意图。
24.图4所绘示为感应曲线80h的示意图。
25.图5所绘示为电路板20的部分剖面示意图。
具体实施方式
26.请参阅图1，图1所绘示为本发明之电路板内介电层厚度之量测方法的示意图。电路板内介电层厚度之量测方法是包括下列步骤：
27.首先，请参阅步骤s1及图2a，图2a所绘示为电路板10的部分剖面示意图，提供一电路板10，电路板10包括三层介电层12及四层线路层13，但本领域具有通常知识者应可明白实务上电路板10可包括更多层的介电层12及线路层13，或者电路板10也可仅包括一层介电层12与二层线路层13。并且，介电层12是介于二个线路层13之间。此外，电路板10还包括一测试区10t，于测试区10t上设有一测试图案102及一贯穿孔10h，测试图案102包括至少一第一导体部1021与至少二第二导体部1022，第一导体部1021是贯穿介电层12，且第一导体部1021是连接于二个所述第二导体部1022之间。
28.另外，第二导体部1022是属于线路层13的一部份。详细来说，在电路板的制造过程中，第二导体部1022与线路层13是同时形成的，而第一导体部1021则例如是借由在介电层12上穿孔后并沉积金属而成。所以，本实施例的第二导体部1022的层数与线路层13同样为
四层，而第一导体部1021则与介电层12的层数相同(在本实施例中是三层)。在本实施例中，第二导体部1022的横向尺寸是大于第一导体部1021的横向尺寸，也就是说贯穿孔10h的侧边与第二导体部1022的距离小于与贯穿孔10h的侧边与第一导体部1021的距离。而且，贯穿孔10h的侧边表面显露出介电层12及第二导体部1022。
29.之后，请参阅步骤s2及图2b，图2b所绘示为本发明之量测装置8的示意图，提供一量测装置8，量测装置8包括一导电针81与一感应组件80，感应组件80例如为一电容式感应组件。感应组件80是包括一感应端801、一连结部802及一绝缘部803，连结部802是连结感应端801，且绝缘部803是包覆于连结部802外围。在其中一实施例中，感应端801的长度是小于第二导体部1022的厚度。如此一来，感应端801才能较精确的感应到电容值的变化。在本实施例中，导电针81与感应组件80的感应端801是在同一电子回路中。在本实施例中，导电针81是连接到量测装置8的正极，感应组件80则是连接到量测装置8的负极。
30.之后，请参阅步骤s3及图2c，图2c所绘示为导电针81连接第二导体部1022的示意图，将导电针81通电并将导电针81的其中一端电性连接到最上层的第二导体部1022(当然，也可将导电针81的其中一端电性连接到最下层的第二导体部1022)。由于第一导体部1021与第二导体部1022电性连接，故第一导体部1021及第二导体部1022会与导电针81带有相同的电性(例如：正电)，而感应组件80所带的电性则为相反(例如：负电)。因此，感应组件80与第一导体部1021及第二导体部1022便会有电容形成。
31.之后，请参阅步骤s4，将感应组件80深入贯穿孔10h并沿着贯穿孔10h移动，以测得一感应曲线80c，借由感应曲线80c的变化以得知介电层12之厚度。详细说明如下：
32.首先，请参阅图3a、图3b及图3c，图3a所绘示为感应组件80即将深入贯穿孔10h的示意图，图3b所绘示为感应端801移动到贯穿孔10h的下方处的示意图，图3c所绘示为图3b的感应组件80所测得的感应曲线80c的示意图。在图3a中，感应组件80是等速向下移动至贯穿孔10h内。在图3b中，感应端801已移动到贯穿孔10h的下方处，在感应组件80移动的过程中会量测到每一层的第一导体部1021及第二导体部1022的电容值。并且，在量测的过程中，由于第二导体部1022会比第一导体部1021更靠近感应端801，所以第二导体部1022的电容值会大于第一导体部1021的电容值。
33.举例来说，最上层的第二导体部1022的电容值是对应到图3c的曲线峰值c1，第二层的第二导体部1022的电容值是对应到图3c的曲线峰值c2，第三层的第二导体部1022的电容值是对应到图3c的曲线峰值c3，第四层的第二导体部1022的电容值是对应到图3c的曲线峰值c4。另外，曲线峰值c1与曲线峰值c2之间是具有一曲线谷值d1，且曲线谷值d1的纵坐标是对应到最上层的第一导体部1021的电容值。类似的情况，曲线峰值c2与曲线峰值c3之间是具有一曲线谷值d2，曲线谷值d2对应到第二层的第一导体部1021的电容值，而曲线峰值c3与曲线峰值c4之间是具有一曲线谷值d3，曲线谷值d3对应到最下层的第一导体部1021的电容值。
34.在本实施例中，每一曲线峰值c1～c4和每一曲线谷值d1～d3的宽度是分别代表感应端801通过第二导体部1022与第一导体部1021所需的时间(t)。其中，借由测量曲线谷值的宽度(亦即：所需时间(t))及考虑感应组件80的移动速度(v)后，便能推算出各介电层12的厚度(d,d＝v
×
t)。同理，借由测量曲线峰值c1～c4的宽度及考虑感应组件80的移动速度(v)后，也是能推测出各线路层13的厚度。在其中一实施例中，感应组件80是以等速的方式
沿着贯穿孔10h进行移动。
35.在本实施例中，感应组件80是使用电容式感应组件作为范例。然而，在其他的实施例中，感应组件80也可以是一种电感式感应组件，该电感式感应组件用以测得第一导体部1021及第二导体部1022的电感值。也就是说，当感应组件80进入贯穿孔10h时，感应组件80便能测得测试图案102的电感值变化的一感应曲线80h(请参阅图4，图4所绘示为感应曲线80h的示意图)。
36.在图4中，最上层的第二导体部1022的电感值是对应到曲线峰值h1，第二层的第二导体部1022的电感值是对应到曲线峰值h2，第三层的第二导体部1022的电感值是对应到曲线峰值h3，第四层的第二导体部1022的电感值是对应到曲线峰值h4。另外，曲线谷值d'1的纵坐标是对应到最上层的第一导体部1021的电感值，曲线谷值d'2是对应到第二层的第一导体部1021的电感值，而曲线谷值d'3则是对应到最下层的第一导体部1021的电感值。其中，借由测量曲线谷值d'1～d'3的宽度(亦即：所需时间(t))及考虑感应组件80的移动速度(v)后，同样能推算出各介电层12的厚度(d,d＝v
×
t)。同理，借由测量曲线峰值h1～h4的宽度及考虑感应组件80的移动速度(v)后，也是能推测出各线路层13的厚度。
37.请比较图5和图2c，图5所绘示为另一实施例之电路板20的部分剖面示意图。在图2c所示实施例的电路板10的测试区10t中，所有的第二导体部1022都是显露于贯穿孔10h的侧边表面。然而，在图5所绘示的实施例中，电路板20的测试区20t的第二层及第三层的第二导体部1022是被介电层12所包覆着，所以第二导体部1022没有显露于贯穿孔20h的侧边表面。然而，只要测试图案102是呈导电的状态，纵使第二导体部1022被介电层12所包覆着，感应组件80还是能测到内部的第一导体部1021及第二导体部1022的电容值或电感质。而且，在图5所绘示的实施例中，贯穿孔20h的侧边与第二导体部1022的距离小于与贯穿孔20h的侧边与第一导体部1021的距离，故将感应组件80沿着贯穿孔200h往下移动，仍能测得与图3c类似的感应曲线80c。
38.综上，本发明是仅需于在预先设置的测试区10t上形成一贯穿孔10h，即可以将感应组件80伸入贯穿孔10h来量测电路板各层的介电层厚度，所需面积较小又快速方便。因此，相较于传统量测电路板的介电层厚度的方式，本发明之电路板内介电层厚度之量测方法能快速且方便的量测电路板的介电层厚度，且无需破坏电路板。
39.上述实施例仅是为了方便说明而举例，虽遭所属技术领域的技术人员任意进行修改，均不会脱离如权利要求书中所欲保护的范围。