DE19757575C1 - Electromagnetic microscope with eddy current measuring head e.g. for checking PCB - Google Patents

Electromagnetic microscope with eddy current measuring head e.g. for checking PCB

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Abstract

The microscope has a measuring head (10) with a number of resonance circuits (11a,11b,11c) corresponding to the number of pixels, used for eddy current excitation of the examined workpiece (20). The corresponding response signal is detected inductively or capacitively via the measuring head resonance circuits and fed to an electronic read-out stage. The resonance circuits within the measuring head may be tubed to different frequencies and are provided by a thin-film or thick-film technique, the common read-out stage using a heterodyne receiver. The microscope for a Josephson contact (SQUID) as its non-linear element.

Description

Es ist bekannt, Materialien sowie auch Werkstücke im allge­ meinsten Sinne, wie z. B. Schaltungsplatinen und dgl., mit Hilfe der elektromagnetischen Wirbelstromanalyse auf ihre Eigenschaften bzw. Fehlerfreiheit zu untersuchen. Zum Bei­ spiel führt man mit dieser Methode die Überprüfung von Mate­ rialien auf deren Phasenreinheit durch, weil diese bei harter Beanspruchung der Materialien in der Praxis eine wichtige Rolle spielen kann. Auch wird die Wirbelstrom-Methode zur Un­ tersuchung von Werkstücken, insbesondere bereits in Benutzung gewesenen Werkstücken, dazu angewendet, die (inzwischen) vor­ liegende Oberflächenbeschaffenheit zu überprüfen. Weiteres zu Anwendungen der Wirbelstrommethode wird noch weiter unten be­ schrieben.It is known that materials and workpieces in general my senses, such as B. circuit boards and the like, with Using electromagnetic eddy current analysis on their To investigate properties or freedom from defects. For the case With this method you can check Mate rialien on their phase purity, because this with hard Stressing the materials in practice is an important one Can play a role. The eddy current method also becomes Un examination of workpieces, especially already in use existing workpieces, used to the (meanwhile) before to check lying surface quality. More about Applications of the eddy current method will be discussed further below wrote.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine auch als elektromagnetisches Mikroskop zu bezeichnende Untersuchungs­ einrichtung, mit der sich auch in mikroskopisch kleinen Be­ reichen bzw. entsprechenden Meßpunkten vorliegende Material­ eigenschaften und über die Zeit hinweg aufgetretene Material­ veränderungen elektromagnetisch feststellen lassen.The present invention also relates to a Examination to be designated electromagnetic microscope device with which even in microscopic Be sufficient or corresponding measuring points available material properties and material that has appeared over time have changes detected electromagnetically.

Die Untersuchungseinrichtung nach der Erfindung mit den Merk­ malen des Patentanspruches 1 hat einen Wirbelstrom-Meßkopf mit wenigstens einem Meßkanal mit je einem Resonanzkreis für die einzelnen Meßkanäle. Ein solcher Resonanzkreis umfaßt in­ duktive und kapazitive Bauelemente.The examination device according to the invention with the Merk paint the claim 1 has an eddy current measuring head with at least one measuring channel with one resonance circuit each the individual measuring channels. Such a resonance circuit comprises in ductive and capacitive components.

Die Anzahl der Resonanzkreise, die ein einzelner Wirbelstrom- Meßkopf nach der Erfindung umfaßt, richtet sich nach den je­ weiligen Anforderungen der Praxis, z. B. nach der mit dem ein­ zelnen Meßkopf zugleich zu erfassenden Flächengröße auf dem Untersuchungsobjekt, nach der geforderten linearen/flächigen Auflösung und der vorgegebenen Meßzeit. Was die konstruktive Ausführung im einzelnen angeht, können bei geringerer gefor­ derter Auflösung Komponenten mit größerem Bauvolumen einge­ setzt werden, wie z. B. diskrete Spulen und Kondensatoren. Für den Fall höherer Auflösung bedarf es integrierter Resonanz­ kreise mit geringem Bauvolumen. Weitere Erläuterungen zur Er­ findung und insbesondere weitere Ausgestaltungen der elektro­ magnetischen Untersuchungseinrichtung werden nachfolgend an­ hand der zugehörigen Figuren beschrieben.The number of resonance circuits that a single eddy current Measuring head according to the invention includes, depends on the  because of practical requirements, e.g. B. after the one individual measuring head to be recorded at the same time on the surface Examination object, according to the required linear / areal Resolution and the specified measuring time. As for the constructive Execution in detail, can be gefor less changed resolution components with a larger build volume be set, such as B. discrete coils and capacitors. For in the case of higher resolution, integrated resonance is required circles with low volume. Further explanations to the Er invention and in particular further refinements of the electro magnetic inspection device are listed below hand described the associated figures.

Fig. 1 zeigt das Prinzipbild einer erfindungsgemäßen elek­ tromagnetischen Untersuchungseinrichtung mit Ausle­ seelektronik, Koppeleinheit und einer ersten Ausführungsform des zugehörigen eigentlichen Meß­ kopfes. Fig. 1 shows the schematic diagram of an elec tromagnetic inspection device according to the invention with Ausle seelektronik, coupling unit and a first embodiment of the associated actual measuring head.

Fig. 1a bis 1f zeigen Details zu Fig. 1. FIG. 1a to 1f show details of FIG. 1,.

Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform des eigentlichen Meßkopfes und Fig. 2 shows a second embodiment of the actual measuring head and

Fig. 2a zeigt eine Ausgestaltung zur Ausführungsform nach Fig. 2. FIG. 2a shows an embodiment of the embodiment according to FIG. 2.

Fig. 3 zeigt eine dritte Ausführungsform des eigentlichen Meßkopfes. Fig. 3 shows a third embodiment of the actual measuring head.

Die Fig. 1 zeigt als wesentliche Teile einer erfindungsgemä­ ßen Untersuchungseinrichtung 1 eine Ausleseelektronik 3, eine Koppeleinheit 2 und dazu eine erste Ausführungsform eines eigentlichen Meßkopfes 10 mit hier dargestellt drei Resonanz­ kreisen 11 entsprechend drei pixelartigen, d. h. kleinflächi­ gen Meßpunkten, die deshalb auch als Pixel bezeichnet werden. Es sei darauf hingewiesen, daß eine solche Untersuchungsein­ richtung häufig für sehr viele nebeneinanderliegende Meßpunk­ te ausgebildet ist. Es kann z. B. die Anzahl 100 derartiger Meßpunkte mit entsprechend je einem Resonanzkreis vorgesehen sein. Fig. 1 shows as an essential part of an inventive SEN examination device 1 readout electronics 3, a coupling unit 2 and to a first embodiment of an actual measuring head 10 is shown with here revolve three resonance 11 corresponding to the three pixel-like, ie kleinflächi gen measuring points, which are therefore also referred to as pixels be designated. It should be noted that such a direction of investigation is often designed for a large number of adjacent measuring points. It can e.g. B. the number 100 of such measuring points can be provided with a respective resonant circuit.

Die in einer Ebene des Meßkopfes 10 angeordnete Resonanzkrei­ se 11 koppeln mit dem Werkstück 20 in kapazitiver Weise. (Beispiele für induktive Kopplung zeigen die Fig. 2 und 3.) Die in der Figur dargestellten drei Resonanzkreise 11, speziell der jeweilige Kondensator 111, sind in an sich be­ kannter Dünn- oder Dickfilmtechnik ausgeführt. Die vorgesehe­ ne Anzahl der Resonanzkreise 11 ist von einer Erregerspule 15 umgeben. Dieser wird in üblicher Weise der hochfrequente Er­ regerstrom zugeführt. Mit 16 ist in Fig. 1 ein induktives Bauelement, insbesondere eine Spule, bezeichnet, wenigstens zu einem Teil der induktive Anteil des kapazitiv ankoppelnden Resonanzkreises 11 ist.The arranged in a plane of the measuring head 10 Resonanzkrei se 11 couple with the workpiece 20 in a capacitive manner. (Examples of inductive coupling are shown in FIGS. 2 and 3.) The three resonant circuits 11 shown in the figure, especially the respective capacitor 111 , are implemented in thin or thick film technology known per se. The provided number of resonant circuits 11 is surrounded by an excitation coil 15 . This is supplied with the high-frequency excitation current in the usual way. In FIG. 1, 16 denotes an inductive component, in particular a coil, at least in part of which is the inductive component of the capacitively coupling resonant circuit 11 .

Zu dem kapazitiv koppelnden Resonanzkreis 11 sei auf eine be­ vorzugte Ausführungsform hingewiesen. Der im Meßkopf für den jeweiligen Meßpunkt vorgesehene Kondensator 111 wird so nah wie möglich an das Werkstück 20 als Meßobjekt herangeführt. Eine vorteilhafte Ausführungsform ist die, bei der der Kon­ densator aus zwei Elektroden besteht, die nebeneinander auf einem Substrat angeordnet sind. Die Kapazität ist proportio­ nal der Länge der Elektroden. Deswegen ist es vorteilhaft, die Länge der Elektroden durch Mäanderbildung zu vergrößern. Die Kapazität ist angenähert umgekehrt proportional der Ab­ messung des Spaltes W zwischen den gegenüberstehenden Elek­ troden. Der Spaltabstand gibt vor, wie weit das elektrische Feld sich in der Umgebung ausbreitet. Daraus ergibt sich, ab welchem Maß der Annäherung des Meßkopfes an das Werkstück 20 das mittels der Erregerspule 15 hochfrequent erregte Werk­ stück 20 die Kapazität des Meßpunktes des Meßkopfes beein­ flussen kann. Ein kleiner Spaltabstand W zwischen den (mäan­ derförmigen) Elektroden erfordert eine entsprechend nahe An­ näherung des Meßkopfes 10 an das Werkstück 20. Die Kapazität im Resonanzkreis 11 des Meßpunktes ist aber auch proportional der zwischen den Elektroden wirksamen Dielektrizitätskonstan­ ten des erwähnten Substrats. Die dort effektive Dielektrizi­ tätskonstante entsteht aus einer Wichtung der Dielektrizi­ tätskonstante des Substrats der Elektrodenanordnung des Kon­ densators und des unterhalb des Meßkopfes befindlichen Medi­ ums. Ändert sich dieses Medium durch Heranfahren des Meßkop­ fes an das Werkstück 20, entsteht eine Kapazitätsänderung. Zur Vervollständigung des Resonanzkreises 11 des jeweiligen Meßpunktes des Meßkopfes 10 ist dieser voranstehend beschrie­ bene Kondensator jeweils mit einer zugehörigen Induktivität verbunden. Die Fig. 1a zeigt eine Ausführungsform eines auf dem Substrat 100 angeordneten mäanderförmigen Kondensators 111 des kapazitiv koppelnden Resonanzkreises 11 des Meßkop­ fes, und zwar dieser Kondensator gesehen aus der Richtung (R in Fig. 1) des Werkstücks 20.Regarding the capacitively coupling resonant circuit 11 , reference is made to a preferred embodiment. The capacitor 111 provided in the measuring head for the respective measuring point is brought as close as possible to the workpiece 20 as a measuring object. An advantageous embodiment is that in which the capacitor consists of two electrodes which are arranged next to one another on a substrate. The capacity is proportional to the length of the electrodes. It is therefore advantageous to increase the length of the electrodes by forming a meander. The capacity is approximately inversely proportional to the dimension of the gap W between the opposite electrodes. The gap distance specifies how far the electric field spreads in the area. As a result, from the degree to which the approximation of the measuring head to the workpiece 20, the high-frequency excited by the excitation coil 15 workpiece 20, the capacitance of the measuring point of the measuring head can influence impressive. A small gap distance W between the (meander-shaped) electrodes requires a correspondingly close approach to the measuring head 10 to the workpiece 20th The capacitance in the resonant circuit 11 of the measuring point is also proportional to the effective dielectric constant between the electrodes of the substrate mentioned. The effective dielectric constant there arises from a weighting of the dielectric constant of the substrate of the electrode arrangement of the capacitor and the medium located below the measuring head. Changes this medium by moving the Meßkop fes to the workpiece 20 , there is a change in capacity. To complete the resonant circuit 11 of the respective measuring point of the measuring head 10 , this capacitor described above is each connected to an associated inductor. Fig. 1a shows an embodiment of a meandering capacitor 111 arranged on the substrate 100 of the capacitively coupling resonant circuit 11 of the measuring head, namely this capacitor seen from the direction (R in Fig. 1) of the workpiece 20th

Die Fig. 1b und 1c zeigen Beispiele für Aufteilungen der Induktivität und der Kapazität des Resonanzkreises 11. In Fig. 1b ist mit 111 die Kapazität und mit 16 die Induktivität bezeichnet. In Fig. 1c ist die Kapazität in zwei Anteile 111' und 111" aufgeteilt. Die Kapazität 111" ist ein Zu­ satzkondensator, der der Abstimmung dient, daß alle Resonanz­ kreise 11 bei etwa der gleichen Frequenz arbeiten. Figs. 1b and 1c show examples of divisions of the inductance and the capacitance of the resonant circuit 11. In Fig. 1b, 111 denotes the capacitance and 16 the inductance. In Fig. 1c, the capacitance is divided into two parts 111 'and 111 ". The capacitance 111 " is an additional capacitor, which is used for tuning that all resonant circuits 11 operate at approximately the same frequency.

Wie dargestellt, ist ein jeder dieser Resonanzkreise 11 eines jeweiligen Meßpunktes des Meßkopfes mit der gemeinsamen Kop­ peleinheit 2 verbunden. Diese Koppeleinheit 2 hat die Funkti­ on der Signalübertragung der Signale der einzelnen Resonanz­ kreise (= Meßpunkte, = Kanäle) zur Ausleseelektronik 3 zu er­ füllen.As shown, each of these resonant circuits 11 of a respective measuring point of the measuring head is connected to the common coupling unit 2 . This coupling unit 2 has the functi on the signal transmission of the signals of the individual resonance circuits (= measuring points, = channels) to the readout electronics 3 to fill it.

Abhängig von der Art des Signals, seiner Spannung, Frequenz oder der Güte, daß ausgelesen wird, ist die Koppeleinheit 2 vorzugsweise anzupassen. Für den Fall, daß Spannung übertra­ gen wird, sollten mögliche Verluste vermieden werden und eine direkte Kopplung zum Resonanzkreis realisiert werden. Fig. 1d zeigt das zugehörige Ersatzschaltbild. Wird jedoch die Re­ sonanzfrequenz oder Güte als Signal abgefragt, wird die Kop­ peleinheit so ausgebildet, daß berücksichtigt ist, daß a) die Ausleseelektronik 3 den Resonanzkreis 11 nicht belastet und b) das Meßsignal rauschmäßig optimal an den Vorverstärker an­ gepaßt ist. Dies wird erreicht mit Anordnungen entsprechend den Ersatzschaltbildern der Fig. 1e und 1f.Depending on the type of signal, its voltage, frequency or the quality that is read out, the coupling unit 2 should preferably be adapted. In the event that voltage is transmitted, possible losses should be avoided and a direct coupling to the resonance circuit should be realized. Fig. 1d shows the associated equivalent diagram. However, if the re resonance frequency or quality is queried as a signal, the coupling unit is designed so that it is taken into account that a) the read-out electronics 3 do not load the resonance circuit 11 and b) the measurement signal is optimally matched to the preamplifier in terms of noise. This is achieved with arrangements corresponding to the equivalent circuit diagrams of FIGS. 1e and 1f.

Die Ausleseelektronik 3 kann so viele Auslese-Elektronik­ schaltungen aufweisen, wie Resonanzkreise 11 im Meßkopf 10 vorgesehen sind. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, daß für einen jeden Resonanzkreis 11 a, 11 b, 11 c eine eigene Resonanz­ frequenz vorgesehen ist, die sich von den Resonanzfrequenzen der anderen Resonanzkreise des Meßkopfes unterscheidet. Es ist dann aber auch mit entsprechend mehreren Erregersignalen in der Erregerspule 15 zu arbeiten, so daß ein jeder Reso­ nanzkreis bzw. Meßkanal in Resonanz betrieben werden kann. Die Ausleseelektronik 3 kann jedoch so breitbandig ausgelegt sein, daß mit ihr die Signale der Resonanzkreise aller Meß­ punkte des Meßkopfes 10 erfaßt werden können.The readout electronics 3 can have as many readout electronics circuits as resonant circuits 11 are provided in the measuring head 10 . However, it can also be provided that a separate resonance frequency is provided for each resonance circuit 11 a , 11 b , 11 c , which differs from the resonance frequencies of the other resonance circuits of the measuring head. It is then also to work with a corresponding number of excitation signals in the excitation coil 15 so that each resonance circuit or measuring channel can be operated in resonance. The readout electronics 3 can, however, be designed to be broadband in such a way that the signals from the resonance circuits of all measuring points of the measuring head 10 can be detected with it.

Die Ausleseelektronik kann abhängig von der Erregerfrequenz mit einer Verstärkerkette 31 ausgerüstet sein. Es kann auch ein Heterodyn-Empfänger 32 vorgesehen sein, insbesondere ein solcher mit SQUIDS 33 mit anschließender Verstärkerstufe 34 im Zwischenfrequenzbereich.The readout electronics can be equipped with an amplifier chain 31 depending on the excitation frequency. A heterodyne receiver 32 can also be provided, in particular one with SQUIDS 33 with a subsequent amplifier stage 34 in the intermediate frequency range.

Die Fig. 2 zeigt (zum Austausch gegen den Meßkopf 10 in Fig. 1) einen Meßkopf 110 mit einer der vorgesehenen Anzahl der Meßpunkte entsprechenden Zahl induktiv mit dem Werkstück 20 koppelnden Spulen 12. In Fig. 2 sind drei solche Spulen (für wiederum drei Meßpunkte) dargestellt. Die (in der Figur) nach oben herausgeführten Anschlußleitungen a, b, c ... sind mit den Anschlüssen a, b, c, ... der Koppeleinheit 2 verbun­ den. FIG. 2 shows (in exchange for the measuring head 10 in FIG. 1) a measuring head 110 with a number inductively coupling to the workpiece 20 with coils 12 corresponding to the intended number of measuring points. Two such coils (for again three measuring points) are shown in FIG. 2. The (in the figure) leading leads a, b, c ... are connected to the connections a, b, c, ... of the coupling unit 2 .

Zur Verbesserung der Auflösung ist es vorteilhaft, die jewei­ lige Spule 112 des Resonanzkreises 12 (der Fig. 2) mit einem wie dargestellt stiftförmigen Kern 212 aus ferritischem Mate­ rial zu versehen. Dies zeigt die Fig. 2a.To improve the resolution, it is advantageous to provide the respective coil 112 of the resonant circuit 12 ( FIG. 2) with a pin-shaped core 212 made of ferritic material, as shown. This is shown in Fig. 2a.

Fig. 3 zeigt analog zur Fig. 2 einen Meßkopf 210 mit wie­ derum induktiv mit dem Werkstück 20 koppelnden Dünnfilm- Resonanzkreisen 13. Ebenso wie die Meßköpfe 10 und 110 kann auch der Meßkopf 210 vorgesehen und mit den Anschlüssen a, b, c, ... mit der Koppeleinheit 2 verbunden sein. FIG. 3 shows, analogously to FIG. 2, a measuring head 210 with thin-film resonance circuits 13, which in turn inductively couple to the workpiece 20 . Just like the measuring heads 10 and 110 , the measuring head 210 can also be provided and connected to the connections a, b, c, ... with the coupling unit 2 .

Mit einer erfindungsgemäßen elektromagnetischen Untersu­ chungseinrichtung kann folgende Messung durchgeführt werden: Die erfindungsgemäße elektromagnetische Untersuchungseinrich­ tung wird mit ihrem Meßkopf 10, 110, 210 an das Werkstück 20 herangeführt. Durch Wahl der Distanz zwischen dem Meßkopf und dem Werkstück kann die räumliche Auflösung eingestellt wer­ den. Vorzugsweise wird dazu ein Referenzkanal mit relativ großer Meßpunktgröße zum definierten Heranfahren an das Werk­ stück benutzt. Mit einem Resonanzkreis mit Größenabmessungen hinsichtlich der detektierenden Fläche läßt sich eine Mitte­ lung über eine größere Fläche des Werkstückes 20 ausführen. Lokale Topographieänderungen haben dann keinen Einfluß auf das dort gemessene Signal. Statt gegenständlich einen größe­ ren Meßpunkt vorzusehen, können auch (z. B. vorübergehend) mehrere benachbarte Resonanzkreise schaltungsmäßig zusammen­ gefaßt werden, so daß sich auch auf diese Weise als Referenz ein Resonanzkreis mit entsprechend größerer Fläche ergibt.The following measurement can be carried out with an electromagnetic investigation device according to the invention: The electromagnetic investigation device according to the invention is brought up to the workpiece 20 with its measuring head 10 , 110 , 210 . The spatial resolution can be set by choosing the distance between the measuring head and the workpiece. A reference channel with a relatively large measurement point size is preferably used for this in order to approach the workpiece in a defined manner. With a resonant circuit with size dimensions with respect to the detecting area, a centering can be carried out over a larger area of the workpiece 20 . Local topography changes then have no influence on the signal measured there. Instead of providing a larger measuring point objectively, several adjacent resonance circuits can also be combined (e.g. temporarily) in terms of circuitry, so that a resonance circuit with a correspondingly larger area also results in this way as a reference.

Die Erregerspule 15 wird mit einem hochfrequenten Wechsel­ strom gespeist, wie dies für Wirbelstromtechnik im Prinzip bekannt ist. Die in dieser Spule 15 fließende Stromstärke wird dem erforderlichen Signal-Rausch-Abstand angepaßt. Ins­ besondere wird die Frequenz des erregenden Stromes gesweeped. Das Antwortsignal des Werkstücks 20 wird vom Meßkopf 10, 110, 210 aufgenommen und dieses Signal über die Koppeleinheit 2 der Ausleseelektronik 3 zugeführt. Das Empfangssignal des Meßkopfes kann sein:
The excitation coil 15 is supplied with a high-frequency alternating current, as is known in principle for eddy current technology. The current flowing in this coil 15 is adapted to the required signal-to-noise ratio. In particular, the frequency of the exciting current is swept. The response signal of the workpiece 20 is picked up by the measuring head 10 , 110 , 210 and this signal is fed to the readout electronics 3 via the coupling unit 2 . The received signal from the measuring head can be:

  • A) Eine Änderung der Ausgangsspannung des Meßkopfes infolge eines Wirbelstrom-Antwortsignals oder eines Umklappens von magnetischen Domänen, hervorgerufen durch den in der Erregerspule 15 fließenden Hochfrequenzstrom.A) A change in the output voltage of the measuring head as a result of an eddy current response signal or a flipping of magnetic domains, caused by the high-frequency current flowing in the excitation coil 15 .
  • B) Eine Verstimmung der Resonanzfrequenz des Resonanzkreises 11 (mit 16) bzw. 12 bzw. 13 durch entweder induktive und/oder kapazitive Kopplung mit dem Werkstück.B) Detuning the resonance frequency of the resonance circuit 11 (with 16 ) or 12 or 13 by either inductive and / or capacitive coupling with the workpiece.
  • C) Eine Änderung der Güte des Resonanzkreises 11, 12, 13, wobei diese Änderung durch Wirbelstrom-Verluste in lei­ tendem oder magnetischem Material bewirkt ist.C) A change in the quality of the resonance circuit 11 , 12 , 13 , this change being caused by eddy current losses in lei or magnetic material.

Die Erfindung bzw. die erfindungsgemäße elektromagnetische Untersuchungseinrichtung kann in (noch weiter) vielseitiger Weise verwendet werden. Zum Beispiel eignet es sich für die Funktionstests, z. B. zur Untersuchung von Schaltungsplatinen. Dabei wird mit der Untersuchungseinrichtung in Resonanz die Verstimmung der Resonanzkreise festgestellt, nämlich dort wo in der Platine Leiterbahnen vorliegen. Die mit dem Meßkopf zu erhaltenden Signale werden auf die Resonanzfrequenz und die Verstimmung hin untersucht, nämlich ob sie mit dem Layout übereinstimmen. Es ist aber auch möglich, eine bestückte und mit Spannung versorgte Platine zu prüfen, da das Vorhanden­ sein von elektrischer Spannung in der Platine zu einer (zu­ sätzlichen) kapazitiven Verstimmung führt.The invention or the electromagnetic according to the invention Investigation facility can be more versatile Way. For example, it is suitable for the Function tests, e.g. B. for examining circuit boards. Thereby, the examination device resonates Detuning of the resonance circuits determined, namely where There are conductor tracks in the circuit board. The one with the measuring head too Receiving signals are based on the resonance frequency and the Detested out, namely whether they are with the layout to match. But it is also possible to have an assembled and Check the live circuit board as it is present be from electrical voltage in the board to one (too capacitive detuning leads.

Ein anderes bevorzugtes Anwendungsgebiet ist die Materialana­ lyse z. B. bei Schliffen, bei denen magnetische Domänen in ei­ ner leitenden Matrix auftreten. Die Untersuchungseinrichtung kann dabei wie oben beschrieben betrieben werden oder auch in einem nicht-resonanten Breitbandmodus, wobei das Frequenzver­ halten der magnetischen Domänen studiert wird.Another preferred application is materialana lysis e.g. B. in cuts where magnetic domains in egg ner conductive matrix occur. The investigation facility  can be operated as described above or in a non-resonant broadband mode, the frequency ver keeping the magnetic domains being studied.

Die magnetischen Domänen können nämlich ab einer gewissen Frequenz des erregenden Stromes in der Spule 15 dem Frequenz­ anstieg nicht mehr folgen. Diese Art der Frequenzanalyse eig­ net sich z. B. zur Ermittlung der Permeabilität eines Materi­ als, z. B. des zu untersuchenden Werkstückes.The magnetic domains can no longer follow the frequency increase from a certain frequency of the exciting current in the coil 15 . This type of frequency analysis is suitable for. B. to determine the permeability of a material as, for. B. the workpiece to be examined.

Eine erfindungsgemäße elektromagnetische Untersuchungsein­ richtung kann auch zusammen mit einem Lichtmikroskop üblicher Art verwendet werden. Solch eine Kombination von erfindungs­ gemäßem elektromagnetischem "Mikroskop" und Lichtmikroskop kann auch integriert aufgebaut sein.An electromagnetic examination according to the invention direction can also be more common with a light microscope Be used. Such a combination of invention according to electromagnetic "microscope" and light microscope can also be integrated.

Claims (14)

1. Elektromagnetische Untersuchungseinrichtung mit einer vor­ gesehenen Anzahl von Meßpunkten entsprechender Anzahl von Re­ sonanzkreisen (11, 12, 13) in einem Meßkopf (10, 110, 210) und mit einer Spule (15) zur Wirbelstromanregung in einem zu untersuchenden Werkstück, wobei das auf die Wirbelstromanregung hin vom Werkstück (20) erzeugte Antwortsignal kapazitiv/induktiv gekoppelt mittels der Resonanzkreise (11, 12, 13) vom Meßkopf (10, 110, 210) aufgenommen und einer Ausleseelektronik (3) zugeführt ist.1. Electromagnetic examination device with a seen number of measuring points corresponding number of Re resonance circles ( 11 , 12 , 13 ) in a measuring head ( 10 , 110 , 210 ) and with a coil ( 15 ) for eddy current excitation in a workpiece to be examined, which response to the eddy current excitation generated by the workpiece ( 20 ) capacitively / inductively coupled by means of the resonant circuits ( 11 , 12 , 13 ) received by the measuring head ( 10 , 110 , 210 ) and fed to readout electronics ( 3 ). 2. Elektromagnetische Untersuchungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der im Meßkopf (10, 110, 210) die für die einzelnen Meßpunkte vorgesehenen Resonanzkreise (11a, 11b, 11c ..., 12a, ...) auf voneinander unterschiedliche Frequenzen abge­ stimmt sind.2. Electromagnetic examination device according to claim 1, in which in the measuring head ( 10 , 110 , 210 ) the resonance circuits provided for the individual measuring points ( 11 a, 11 b, 11 c ..., 12 a, ...) at mutually different frequencies are coordinated. 3. Elektromagnetische Untersuchungseinrichtung nach Anspruch 2, mit nur einer einzigen Ausleseelektronik (3) für die Reso­ nanzkreise mit unterschiedlichen Frequenzen.3. Electromagnetic examination device according to claim 2, with only a single readout electronics ( 3 ) for the Reso nanzkreise with different frequencies. 4. Elektromagnetische Untersuchungseinrichtung nach Anspruch 1, bei der im Meßkopf (10, 110, 210) die für die einzelnen Meßpunkte vorgesehenen Resonanzkreise (11a, 11b, 11c ..., 12a, ...) auf untereinander gleiche Frequenzen abgestimmt sind.4. Electromagnetic examination device according to claim 1, in which in the measuring head ( 10 , 110 , 210 ) the resonance circuits provided for the individual measuring points ( 11 a, 11 b, 11 c ..., 12 a, ...) at mutually equal frequencies are coordinated. 5. Elektromagnetische Untersuchungseinrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, mit in Dünnfilmtechnik ausgeführten Resonanz­ kreisen (11, 12, 13).5. Electromagnetic examination device according to claim 1, 2, 3 or 4, with resonance in thin film technology circles ( 11 , 12 , 13 ). 6. Elektromagnetische Untersuchungseinrichtung nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, mit in Dickfilmtechnik ausgeführten Resonanz­ kreisen (11, 12, 13). 6. Electromagnetic examination device according to claim 1, 2, 3 or 4, with resonance carried out in thick film technology circles ( 11 , 12 , 13 ). 7. Elektromagnetische Untersuchungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die kapazitiv koppelnden Resonanz­ kreise (11a, 11b ...) des Meßkopfes (10) je einen Kondensator (111) in Mäanderform haben (Fig. 1a).7. Electromagnetic examination device according to one of claims 1 to 6, in which the capacitively coupling resonance circuits ( 11 a, 11 b ...) of the measuring head ( 10 ) each have a capacitor ( 111 ) in a meandering shape ( Fig. 1a). 8. Elektromagnetische Untersuchungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einer Ausleseelektronik (3), die als Heterodyn-Empfänger ausgebildet ist.8. Electromagnetic examination device according to one of claims 1 to 7, with readout electronics ( 3 ) which is designed as a heterodyne receiver. 9. Elektromagnetische Untersuchungseinrichtung nach Anspruch 8, mit einer Halbleiterdiode als nicht-linearem Element.9. Electromagnetic examination device according to claim 8, with a semiconductor diode as a non-linear element. 10. Elektromagnetische Untersuchungseinrichtung nach Anspruch 8, mit einem Josephson-Kontakt/SQUID als nicht-linearem Ele­ ment.10. Electromagnetic examination device according to claim 8, with a Josephson contact / SQUID as a non-linear element ment. 11. Elektromagnetische Untersuchungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, bei der ein Resonanzkreis als groß­ flächiger(-er) Referenzkanal zur Distanzbestimmung bzw. Ab­ standsregelung zwischen Werkstück (20) und Untersuchungsein­ richtung vorgesehen ist.11. Electromagnetic examination device according to one of claims 1 to 10, in which a resonance circuit is provided as a large-area (-er) reference channel for distance determination or distance control between the workpiece ( 20 ) and Prüfungsein direction. 12. Elektromagnetische Untersuchungseinrichtung nach Anspruch 11, bei der der großflächige Referenzkanal durch (vorüberge­ hendes) elektrisches Zusammenschalten benachbarter Resonanz­ kreise (11, 12, 13) realisiert ist.12. Electromagnetic examination device according to claim 11, in which the large-area reference channel is realized by (temporarily) electrical interconnection of adjacent resonance circuits ( 11 , 12 , 13 ). 13. Verfahren zum Betrieb einer elektromagnetischen Untersu­ chungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem die Erregerfeldspule (15) mit einem Strom einer sol­ chen Frequenz gespeist wird, die wenigstens angenähert gleich der Frequenz der Resonanzfrequenz der Resonanzkreise (11, 12, 13) ist. 13. A method for operating an electromagnetic investigation device according to one of claims 1 to 12, in which the excitation field coil ( 15 ) is fed with a current of a frequency which is at least approximately equal to the frequency of the resonance frequency of the resonance circuits ( 11 , 12 , 13 ) is. 14. Verfahren zum Betrieb einer elektromagnetischen Untersu­ chungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, bei dem die Erregerfeldspule (15) mit Signalen solcher verschiedenen Frequenzen gespeist wird, die gleich Frequenzen der unter­ schiedlich frequent abgestimmten Resonanzkreise (11, 12, 13) sind.14. A method of operating an electromagnetic investigation device according to one of claims 1 to 12, in which the excitation field coil ( 15 ) is fed with signals of such different frequencies which are the same frequencies as the resonance circuits ( 11 , 12 , 13 ) tuned for different frequencies.
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