[发明专利]用于测量印刷电路板中的层的厚度的方法及设备

说明书

技术领域

本申请案涉及一种印刷电路板(PCB)，且更特定来说涉及测量PCB中的层的厚度。

背景技术

如已知，印刷电路板(PCB)已在集成用于制造各种电子装置的电子组件及电路中起到了重要的作用。举例来说，能够进行射频(RF)及/或微波通信(300MHz到3GHz)的便携式通信装置(例如智能电话以及较旧型号的移动电话)是通过使用PCB而实施的。

同时，制造电子装置(例如便携式通信装置)的行业面临着对大小较小以获得更佳可用性的装置的增加的需求。为了满足所述需求，需要不仅减小形成电子装置的部分的PCB的大小，而且减小集成到所述PCB中的电路及衬垫的大小。

因此，不断地努力开发用于印刷用于形成PCB的电路及衬垫的内部及外部层的高级处理技术。举例来说，图10中所图解说明的PCB100包含多个受测试装置(DUT)，所述多个受测试装置(DUT)中的每一者界定于PCB100上的5×7.5mm²的区域内。在此微小的DUT区域内，通过应用经改进的印刷技术来印刷并堆叠作为经印刷组件的金属层M1到M7及电介质材料层D1到D6，而所述组件的厚度落在20μm到60μm的范围内。此外，沿着经堆叠层的表面集成作为表面安装组件的电组件(未展示)。如上文所描述的PCB100称为多层微带PCB，其可用于超高频移动应用(300MHz到3GHz)。

然而，尽管存在经改进的印刷技术，但已出现形成PCB的部分的层的厚度的变化的问题，这是因为印刷所述层中的可控制性尚不充足。举例来说，图12展示不管与参考点的距离如何PCB100的电介质材料层D1到D6的厚度均可变化。

此外，已发现，所述层的厚度的变化可严重地影响PCB及包含PCB的电子装置的特性及性能，尤其是在所述层由电介质材料或绝缘材料形成时。这是因为厚度变化影响连接到所述层的那些组件的阻抗。其之间的关系可由以下方程式1及2来表达：

Z=R+(jwc)^-1 (方程式1)

c=e×s/d (方程式2)

其中Z、R、j、w及c分别表示阻抗、电阻、虚数单位、径向频率及电容，且e、s及d分别表示相对电容率、导体的导电板的面积及所述导体的电介质材料的厚度。

由于可将PCB的层视为电容器的电介质材料，因此可以称所述电介质材料层的厚度d的变化根据方程式2而导致电容c的变化，且电容c的变化根据方程式1而影响阻抗Z。

另外，已发现，所述层中的厚度变化可导致通过组件的电信号的相位变化及频率移位，如图13及14中所图解说明。

因此，在通过使用多层微带PCB制造电子装置时，开发能够在不损坏PCB的情况下准确地测量电介质材料层的厚度且容易及方便地用于实际PCB行业中并与各种类型的电子装置兼容的技术已变得必不可少。

发明内容

因此，本发明教示的目标是提供一种用于测量PCB中的电介质材料层的厚度的方法及设备。

根据代表性实施例，提供一种用于测试电子装置的方法，其包括提供在印刷电路板(PCB)上界定的受测试装置(DUT)，其中所述DUT包含形成所述PCB的部分的测量目标层及与所述测量目标层接触的传输线，所述方法进一步包括：将电力施加到所述传输线；在正施加所述电力时，测量所述测量目标层的电容；及基于所述所测量电容而计算所述测量目标层的厚度。

根据本发明的另一实施例，提供一种用于测量在PCB上界定的DUT的测量目标层的厚度的设备，所述设备包括：连接单元，其经配置以电连接所述DUT与所述设备；电容测量单元，其经配置以通过所述连接单元将电力施加到所述DUT并测量由所述测量目标层建立的电容；及厚度计算单元，其经配置以基于由所述电容测量单元测量的所述电容而计算所述测量目标层的厚度。

根据本发明的又一实施例，提供一种上面形成有至少一个DUT的PCB，所述PCB包括：测量目标层，其安置于所述DUT内；传输线，其与所述测量目标层的第一表面接触；导电层，其连接到接地(GND)，其中所述导电层面对所述传输线且与所述测量目标层的第二表面接触；及接触衬垫，其形成于所述PCB的顶部上，所述接触衬垫包含导电材料。

附图说明

当结合附图阅读以下详细描述时最佳地理解说明性实施例。要强调的是各个图未必是按比例绘制。事实上，为清晰地论述，可任意地增加或减小尺寸。在适用且实用时，相似参考编号指代相似元件。

依据结合附图给出的对优选实施例的以下描述，本发明的以上及其它目标及特征将变得显而易见，附图中：