CN104142117A - 用于测量印刷电路板中的层的厚度的方法及设备 - Google Patents

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CN104142117A CN201410155012.1A CN201410155012A CN104142117A CN 104142117 A CN104142117 A CN 104142117A CN 201410155012 A CN201410155012 A CN 201410155012A CN 104142117 A CN104142117 A CN 104142117A
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金政
克里斯·钟
金泰恩
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Abstract

本申请案涉及用于测量印刷电路板中的层的厚度的方法及设备。一种用于测试电子装置的方法包括提供在印刷电路板PCB上界定的受测试装置DUT。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。

Description

用于测量印刷电路板中的层的厚度的方法及设备
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：
图1图解说明根据代表性实施例用于测量PCB的层的厚度的设备的图式；
图2A及2B示意性地展示根据代表性实施例的DUT；
图3描绘根据代表性实施例用于测试PCB的设备；
图4描述根据代表性实施例用于测量PCB的层的厚度的方法的流程图；
图5展示图解说明根据代表性实施例测试具有多个电介质层的PCB的方法的流程图；
图6A及6B分别提供根据代表性实施例的DUT的平面图及图解说明所述DUT在PCB上的布置的图式；
图7是图解说明根据代表性实施例的每一电介质层的电容随时间的变化的曲线图；
图8描述根据代表性实施例的DUT的合格率与PCB的合格率之间的关系；
图9绘制可归因于电介质层的厚度的变化的DUT的合格率及差错率；
图10及11分别图解说明具有多个电介质层的常规装置的截面结构及所述装置在PCB上的布置；
图12是图解说明常规电介质层的厚度与距离之间的关系的曲线图；
图13展示可归因于常规电介质层的厚度的变化的相位变化；且
图14描绘可归因于常规电介质层的厚度的变化的频率变化。
具体实施方式
在以下详细描述中，出于解释及非限制的目的，陈述特定细节以便提供对根据本发明教示的说明性实施例的透彻理解。然而，受益于本发明的所属领域的技术人员将明了，根据本发明教示的不背离本文中所揭示的特定细节的其它实施例保持在所附权利要求书的范围内。此外，可省略对众所周知的设备及方法的描述以便不使说明性实施例的描述模糊。此些方法及设备明显地在本发明教示的范围内。
图1到2B图解说明根据代表性实施例的设备100及通过设备100处理的PCB。为方便起见，在设备100之前描述PCB200。
通过根据本实施例的设备处理的PCB200为安装在多种类型的电子设备或机械设备内部的衬底或板，且可包含所有类型的板，例如单面板、双面板、单层板及多层板，而不管其结构及用途如何。
此外，在PCB200上提供至少一个DUT210。DUT210可指代在PCB200的部分内界定且经配置以用于对其执行测试的区域。此外，DUT210还可不仅指代所述区域而且指代形成于所述区域中且具有经配置以被测试的测量目标层211的装置。另外，DUT210可包含与PCB200的在DUT210之外的特定区域相同且仅经配置以允许测量其厚度的图案。另外，所述DUT可为无源RF/微波双工器。
如图2A及2B中所图解说明，DUT210可包含测量目标层211'、传输线(TLIN)212、接地213、接触衬垫214及优选地通孔215。
测量目标层211包含形成PCB200的层中的至少一者且具有将测量或计算的厚度d。可将厚度d界定为传输线212、212'与接地213之间的距离。测量目标层211、211'由电介质材料或绝缘材料形成且安置于传输线212与接地213之间。测量目标层211、211'可为如图2A中所图解说明的PCB的内部层或如图2B中所图解说明的外部层。
传输线212与测量目标层211、211'的表面的部分(例如，上部表面)接触而安置且由导电材料形成。传输线212可为微带线。传输线212可如图2A中所图解说明安置于PCB200内部或如图2B中所图解说明安置于PCB的顶部上。
导电层213连接到接地(GND)，即，被接地，且与测量目标层211的表面的另一部分(例如，下部表面)接触而安置。在下文中将导电层213称为接地。接地213与传输线212面对，而插置有测量目标层211。
接触衬垫214形成于DUT210的顶部表面上以电连接到测量设备100的连接单元120。接触衬垫214可包含一对衬垫214a、214b，所述衬垫包含导电材料。
如图2A中所图解说明，DUT210可进一步包含由导电材料形成的通孔215。通孔215电连接接触衬垫214与传输线212及安置于测量目标层211的底部上的接地213。通孔215可包含一个或一个以上通孔215a、215b。
根据此实施例用于测量PCB的厚度的设备100可包含PCB处置器110、连接单元120、测量单元130、厚度计算单元140及接口150。
PCB处置器110调整或维持PCB的位置。举例来说，在PCB200的厚度的测量之前，PCB处置器110从含有多个测量目标PCB的传入匣盒(未图解说明)中运载出PCB200并对准PCB200使得DUT210可准确地连接到测量设备100的连接单元120。
连接单元120电连接测量设备100与PCB200。举例来说，如图2A及2B中所展示，连接单元120可包含与PCB200的接触衬垫214的第一衬垫214a及第二衬垫214b接触的一对探针120a、120b。
电容测量单元130'通过电连接到DUT210上的接触衬垫214的连接单元120以电信号的形式(例如射频或微波)将预设电力施加到传输线212、212'，并测量在施加所述电力时在对应测量目标层211、211'中建立的电容值。此处，连接单元120可包含连接到接触衬垫214且将由测量单元130施加的电力输入到测量目标层211、211'的传输线212、212'中的至少一个RF探针。
厚度计算单元140使用PCB200的测量目标层211、211'的电容值来计算对应测量目标层211、211'的厚度，所述电容值由电容测量单元130'测量。
也就是说，厚度计算单元140接收测量目标层211、211'的电容值并基于所接收的电容值而计算测量目标层211、211'的厚度。在此情况中，由于可基于前述方程式2而计算电容值，且相对电容率e及电容器导体面积s为常数，因此厚度计算单元140可基于测量目标层211、211'的电容值的测量而计算对应测量目标层211、211'的厚度d。
此外，厚度计算单元140可通过将测量目标层211的所计算厚度与预设参考值进行比较来确定PCB200是否为所要产品。举例来说，如果所计算厚度落在预设数值范围内，那么可确定对应PCB200属于通过群组。相比之下，如果所计算厚度在预设数值范围之外，那么可确定对应PCB200属于失败群组。
另外，PCB处置器110、测量单元130及厚度计算单元140可经由接口(例如通用接口总线(GPIB))彼此连接，且接着在其之间交换信号或数据。
图3是根据本发明的一个实施例用于测试PCB200及/或DUT210的系统10。
参考图3，系统10包含与如上文所描述的测量设备100的那些实质上相同的PCB处置器110'、连接单元120'、电容测量单元130'、厚度计算单元140'及接口150'。在其它实施例中，这些单元可由测量设备100实施。因此，省略关于这些单元的相同部分的描述。
系统10进一步包含监视单元160、确定单元170、控制单元182、数据存储单元184、输入单元186及输出单元188。
监视单元160经配置以监视由电容测量单元130'测量的电容或由厚度计算单元140'计算的厚度随时间的改变。接着，所述监视单元计算并输出厚度或电容的变化。在一些实施例中，监视单元160可由高达50GHz的高精度向量网络分析仪实施。
确定单元170经配置以将来自监视单元160的变化输出与预定阈值进行比较，并确定DUT210是否为所要产品。或者，确定单元170可确定PCB200是否为所要产品。
参考图9，可看出具有多个电介质层的DUT的合格率在电介质层的厚度的变化已超过20μm之后急剧地降低，且其差错率以几何级数的形式增加。因此，可将用于所述确定的阈值设定为20μm。另外，根据以下方程式3及4来计算DUT的合格率及差错率：
DUT合格率(%)=[具有小于10%的差错率的DUT的数目]/[DUT的总数](方程式3)
差错率(%)=([目标输出功率(dB)]-[所测量输出功率(dB)])/[输入功率(dB)](方程式4)
转回到图3，数据存储单元182存储在系统10的组件的操作中使用的数据。
输入单元186接收用于系统10的操作的数据或来自用户的指令。举例来说，所述数据可包含用于确定单元170的确定功能的阈值。此外，所述指令可包含用于开始或停止测试的命令。
输出单元188输出用于系统10的操作的数据或来自系统10的组件的测试结果输出。举例来说，输出单元188包含经配置以实时地显示所测量电容的改变的屏幕。
控制单元182经配置以控制系统10的相应组件，使得系统10执行测试。举例来说，通过接口150'在相应组件之间的数据交换可由控制单元控制。此外，所述PCB处置器可通过所述控制单元自动地操作。
在另一实施例中，系统10的组件的至少部分可由通用计算机实施，例如桌上型PC及具有CPU、存储器及外围装置的膝上型计算机。
图4是图解说明根据代表性实施例的测量具有多个电介质层的PCB200的厚度的方法的流程图。可使用如图1中所图解说明的设备100或如图3中所图解说明的系统来执行此方法。
首先，移动PCB200并使其与适合于测量的预定位置对准(步骤S400)。在由测量设备100或由系统10执行步骤S400的情况中，PCB处置器110、110'从传入匣盒(未图解说明)中运载出PCB200并对准PCB200，使得DUT210可准确地接触测量设备100、100'的连接单元120、120'。举例来说，PCB处置器110、110'可通过使PCB200旋转或使PCB200沿横向或垂直方向移动以便将连接单元120、120'的RF探针定位到PCB200的DUT210的顶部上的接触衬垫214来对准PCB200。
此后，在步骤S402处，将例如RF/微波的电力施加到PCB200的传输线212、212'。在由测量设备100或由系统10执行步骤S402的情况中，电容测量单元130'使用电连接到DUT210上的接触衬垫214的连接单元120、120'(例如RF探针)将预设电力施加到在DUT210内部的测量目标层211、211'上的传输线212、212'。
接着，在步骤S404处，测量在施加所述电力时在测量目标层211、211'中建立的电容值。在由测量设备100或由系统10执行步骤S404的情况中，电容测量单元130'也可执行电容值的测量。
一旦已使用电容测量单元130'测量了在DUT100的测量目标层211、211'中建立的电容值，便计算测量目标层211、211'的厚度(步骤S406)。所述计算可基于方程式2，且相对电容率e及电容器导体面积为预先给出的常数。在由测量设备100或由系统10执行步骤S406的情况中，厚度计算单元140、140'在步骤S406处使用PCB200的测量目标层211、211'的电容值来计算对应测量目标层211、211'的厚度。
此后，在步骤S408处，基于所计算厚度而执行关于所述PCB是否为所要产品的确定，且取决于所述确定的结果而将PCB200分类为通过或失败单元。举例来说，可通过将测量目标层211、211'的所计算厚度与预设参考值(例如，20μm)进行比较来执行所述确定。举例来说，厚度计算单元140可在所计算厚度落在预设数值范围内的情况下确定对应PCB200属于通过群组，且在所计算厚度在预设数值范围之外的情况下确定对应PCB200属于失败群组。此外，在由测量设备100或由系统10执行步骤S406的情况中，厚度计算单元140、140'确定PCB200是否为所要产品。
同时，图5是图解说明根据代表性实施例测试具有多个电介质层的PCB200及/或DUT210的方法的流程图。可使用如图3中所图解说明的用于测试PCB200及/或DUT210的厚度的系统10来执行此方法。
参考图5，所述测试方法包含与图4中所图解说明的方法的步骤S400到S406实质上相同的步骤S500到S506。因此，省略关于这些步骤的相同部分的描述。
所述测试方法进一步包含步骤S507及S508。
在步骤S507处，系统10的监视单元160在预设为(例如)400nsec的特定时间周期内监视测量目标层的所测量电容或所计算厚度的改变。接着，监视单元160基于所监视的改变而输出所测量电容或所计算厚度的变化。
在步骤S508处，系统10的确定单元170将来自监视单元160的变化输出与阈值进行比较，并确定PCB200及/或DUT210是否为所要产品。具体来说，如果所述变化大于阈值，那么将PCB200及/或DUT210视为所要产品，而否则其并非所要产品。
使用上述方法，可准确、快速且容易地执行PCB的所要层的厚度的测量及PCB的测试，而不管PCB的类型或结构如何且不会对PCB造成任何伴随的损坏。尤其地，这些方法仅通过在PCB的DUT区域内形成关于图2A及2B所描述的结构即可适用。
另外，虽然上文已描述测量单个PCB的至少一个测量目标层的厚度的方法，但明显地可通过重复以上方法来快速且自动地测量多个PCB中的每一者的至少一个测量目标层的厚度。
图6A及6B分别图解说明根据代表性实施例具有多个电介质层的DUT210的平面图以及针对每一段的PCB的合格率。由于电介质层D1到D6中的每一者的结构及横截面图可与图2A或2B中所图解说明的那些实质上相同，因此为方便起见省略这些电介质层D1到D6的横截面图。
参考图6A,可看出DUT210包含经配置以允许测量多个电介质层D1到D6的电容值的接触衬垫，及内部传输线TLIN。
也就是说，用于测量PCB的厚度的设备100使用接触衬垫214测量相应电介质层D1到D6的电容值，接触衬垫214通过内部传输线TLIN及通孔连接到在具有多个电介质层的DUT210内部的相应电介质层D1到D6。此后，使用所测量电容值来计算相应电介质层的厚度。
此处，基于电介质层的厚度的变化范围，可将具有多个电介质层的PCB确定为所要产品且接着将其分类为属于通过群组，或可将其确定为有缺陷的产品且分类为属于失败群组。在此情况中，如果电介质层的厚度的变化在预设数值范围之外，那么存在对应PCB属于失败群组的较强可能性。
图6B图解说明使用具有多个电介质层的PCB板的112个产品的合格率。
参考图6B，为了确定单个PCB900中对应于电介质层的厚度的标准变化的所要PCB产品的合格率，可设置标示为“A”、“B”、“C”及“D”的四个主要段。此处，所述4个主要段指代将使用PCB的已完成产品划分成的4个群组。在每一区域中所指示的%指代仅使用用以在验证根据本发明的用于测量厚度的设备的性能的单个PCB薄片中存在的DUT的PCB厚度识别的所要产品的百分比且还指代对应产品的合格率。
在此情况中，举例来说，在通过PCB的厚度的测量确定讨论中的产品是否为所要产品后，当电介质层D1到D6中的每一者的厚度不偏离-15μm到+15μm的差错率范围时，可即刻确定所述讨论中的产品为所要产品。为了确保所要产品的识别的准确度的可靠性，使用用于测量厚度的设备电测量的PCB厚度值与实际测量的物理厚度值之间的差必须落在等于或小于参考值的差错范围内。
此外，根据本发明，为了确保用于测量厚度的设备的性能的可靠性，执行以下过程：计算并记录选定PCB的电测量厚度值，沿着特定区域的侧切割对应PCB，物理且实际测量每一电介质层的厚度，并将两个值彼此进行比较。
也就是说，作为测试图6B中所图解说明的单个PCB的合格率的结果，验证PCB的所测量合格率与DUT的所测量合格率一致。此意味着，举例来说，如果将PCB制造为具有落在厚度变化的正常范围内的电介质层厚度，那么所述PCB的DUT可展现所要的合格率。
根据代表性实施例，图7是图解说明具有多个电介质层的DUT的每一电介质层的电容随时间的变化的曲线图，且图8是图解说明DUT的合格率及PCB的合格率的曲线图。
如图8中所展示，可看出作为使用用于测量PCB的厚度的设备100测量DUT中的电介质层的厚度的结果而确定为正常的DUT的合格率及属于实际通过群组的PCB的合格率令人满意地与作为实际测量电介质层的厚度的结果而确定为正常的DUT的合格率及PCB的实际合格率一致。
因此，可验证，使用DUT测量具有多个电介质层的PCB的电介质层的厚度的结果为可靠的。
如上文所描述，根据本发明教示，在具有多个电介质层的微带PCB内部的电介质层的厚度的测量中，在PCB内部的相应电介质层的顶部上形成传输线，通过通孔将传输线连接到与外部电力连接的RF探针，且接着在电介质层中的每一者中测量电容，借此使得能够准确地测量电介质层中的每一者的厚度。
如从以上描述显而易见，描述一种用于测量PCB中的电介质材料层的厚度的方法及设备。所属领域的技术人员了解，根据本发明教示的许多变化形式为可能的且保持于所附权利要求书的范围内。在审阅本文中的说明书、图式及权利要求书之后，所属领域的技术人员将更明确这些及其它变化形式。因此，本发明不受除所附权利要求书的精神及范围之外的限制。

Claims (16)

1.一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且进一步包含与所述测量目标层接触的传输线，
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；以及
基于所述所测量电容而计算所述测量目标层的厚度。
2.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
监视所述所测量电容随时间的变化；以及
通过使用所述所测量电容的所述所监视变化计算所述厚度的变化。
3.根据权利要求1所述的方法，其进一步包括：
通过将所述测量目标层的所述所计算厚度与阈值进行比较来确定所述PCB是否为所要产品。
4.根据权利要求2所述的方法，其进一步包括：
通过将所述测量目标层的所述厚度的所述所计算变化与预定值进行比较来确定所述PCB是否为所要产品。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述DUT进一步包含电连接到所述传输线的接触衬垫，且
其中通过所述接触衬垫施加所述电力。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述DUT进一步包含用于电连接所述接触衬垫与所述传输线的通孔，所述通孔由导电材料形成。
7.根据权利要求1所述的方法，其中所述传输线为微带传输线。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述测量目标层由电介质材料或绝缘材料形成。
9.一种用于测量在印刷电路板PCB上界定的受测试装置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；以及
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。
10.根据权利要求9所述的设备，其中所述连接单元包含连接到所述DUT的接触衬垫的射频RF探针。
11.根据权利要求9所述的设备，其进一步包括经配置以对准所述PCB使得所述连接单元位于所述DUT的所述接触衬垫上的PCB处置器。
12.一种上面形成有至少一个受测试装置DUT的印刷电路板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；以及
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。
13.根据权利要求12所述的PCB，其中所述DUT包含经配置以允许测量所述PCB的厚度的图案，所述图案具有所述测量目标层且具有与所述PCB的在所述DUT外部的特定区域的形状相同的形状。
14.根据权利要求12所述的PCB，其中所述传输线为微带传输线。
15.根据权利要求12所述的PCB，其中所述测量目标层由电介质材料或绝缘材料形成。
16.根据权利要求12所述的PCB，其进一步包括：
通孔，其电连接所述接触衬垫与所述传输线。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105823406A (zh) * 2016-05-06 2016-08-03 鹤山市中富兴业电路有限公司 一种基于电容测试的多层pcb板介质层厚度检测装置以及检测方法
CN110220449A (zh) * 2019-06-28 2019-09-10 广东品能实业股份有限公司 一种线路板及导电层厚度检测方法、检测设备
CN111433556A (zh) * 2017-06-05 2020-07-17 杜克大学 使用固定频率的非侵入性厚度测量

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101416159B1 (ko) * 2013-09-06 2014-07-14 주식회사 기가레인 접촉 패드를 구비하는 인쇄회로기판
US10209054B2 (en) * 2016-04-20 2019-02-19 Duke University Non-invasive thickness measurement using capacitance measurement
US11614317B2 (en) * 2019-06-21 2023-03-28 Tyrata, Inc. Methods providing enhanced material thickness sensing with capacitive sensors using inductance-generated resonance and related devices
TWI774191B (zh) 2021-01-14 2022-08-11 欣興電子股份有限公司 電路板內介電層厚度之量測裝置及量測方法
CN114763984B (zh) * 2021-01-14 2024-04-19 欣兴电子股份有限公司 电路板内介电层厚度之量测装置及量测方法
US11577553B2 (en) * 2021-01-17 2023-02-14 Enervibe Ltd. Tire tread wear and road condition measuring device
CN113295123B (zh) * 2021-05-18 2022-11-18 英拓自动化机械（深圳）有限公司 一种用于pcb板的厚度测量设备

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3243701A (en) * 1962-01-03 1966-03-29 American Can Co Apparatus for capacitive measurement of coating thickness utilizing a square wave source and galvanometer responsive to unidirectional discharge current
US4583042A (en) * 1983-04-18 1986-04-15 The Boeing Company Capacitive circuit board testing system and method using a conductive pliant elastomeric reference plane
CN1041822A (zh) * 1988-10-05 1990-05-02 恩哈特工业公司 玻璃容器壁厚检验设备
US6072318A (en) * 1996-10-11 2000-06-06 Brown & Sharpe Tesa S.A. Capacitive device for measuring dimension
US6717415B2 (en) * 2002-02-05 2004-04-06 Logicvision, Inc. Circuit and method for determining the location of defect in a circuit
US6826506B2 (en) * 2000-09-18 2004-11-30 Agilent Technologies, Inc. Method and apparatus for calibrating a multiport test system for measurement of a DUT
CN1673673A (zh) * 2005-04-29 2005-09-28 天津理工大学 多层膜结构saw器件的各层薄膜厚度无损测量方法
CN101556929A (zh) * 2009-05-19 2009-10-14 上海宏力半导体制造有限公司 一种测量栅氧化层厚度的方法
US20120025861A1 (en) * 2010-08-02 2012-02-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Test socket and test device having the same
US20120226463A1 (en) * 2011-03-02 2012-09-06 Nokomis, Inc. System and method for physically detecting counterfeit electronics

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5311116A (en) * 1992-04-02 1994-05-10 Electronic Development, Inc. Multi-channel electromagnetically transparent voltage waveform monitor link
DE102004006672B3 (de) * 2004-02-11 2005-08-18 Carl Mahr Holding Gmbh Feinmessgerät zur Abstandsvermessung
CA2623257A1 (en) * 2008-02-29 2009-08-29 Scanimetrics Inc. Method and apparatus for interrogating an electronic component
US8289115B2 (en) * 2010-09-17 2012-10-16 Apple Inc. Sensor fusion

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3243701A (en) * 1962-01-03 1966-03-29 American Can Co Apparatus for capacitive measurement of coating thickness utilizing a square wave source and galvanometer responsive to unidirectional discharge current
US4583042A (en) * 1983-04-18 1986-04-15 The Boeing Company Capacitive circuit board testing system and method using a conductive pliant elastomeric reference plane
CN1041822A (zh) * 1988-10-05 1990-05-02 恩哈特工业公司 玻璃容器壁厚检验设备
US6072318A (en) * 1996-10-11 2000-06-06 Brown & Sharpe Tesa S.A. Capacitive device for measuring dimension
US6826506B2 (en) * 2000-09-18 2004-11-30 Agilent Technologies, Inc. Method and apparatus for calibrating a multiport test system for measurement of a DUT
US6717415B2 (en) * 2002-02-05 2004-04-06 Logicvision, Inc. Circuit and method for determining the location of defect in a circuit
CN1673673A (zh) * 2005-04-29 2005-09-28 天津理工大学 多层膜结构saw器件的各层薄膜厚度无损测量方法
CN101556929A (zh) * 2009-05-19 2009-10-14 上海宏力半导体制造有限公司 一种测量栅氧化层厚度的方法
US20120025861A1 (en) * 2010-08-02 2012-02-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Test socket and test device having the same
US20120226463A1 (en) * 2011-03-02 2012-09-06 Nokomis, Inc. System and method for physically detecting counterfeit electronics

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105823406A (zh) * 2016-05-06 2016-08-03 鹤山市中富兴业电路有限公司 一种基于电容测试的多层pcb板介质层厚度检测装置以及检测方法
CN111433556A (zh) * 2017-06-05 2020-07-17 杜克大学 使用固定频率的非侵入性厚度测量
CN110220449A (zh) * 2019-06-28 2019-09-10 广东品能实业股份有限公司 一种线路板及导电层厚度检测方法、检测设备

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