JPH01145557A - ガラス繊維中の導電性物質の検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ガラス繊維単線、若しくはガラス撚り糸、ガ
ラスクロスなどのガラス繊維加工品などのガラス繊維中
の導電性物質を検出するための装置に関するものである
。

〔従来の技術とその問題点〕

ガラス繊維中には、その原料或いは製造工程において異
物が混入する場合がある。この異物の種類には種々のも
のがあるが、中でも、金、銀、鉄、ニッケルなど、或い
はこれらの金属間化合物若しくは硫化物などの導電性物
質は、ガラス繊維加工品をプリント配線基板等の電気絶
縁材料として使用する際には、その絶縁性を損なう原因
となる。

従来は、この種の異物を主として肉眼による方法で検出
していたが、異物が微小であるためにその検出は非常に
困難であった。

その後、マイクロ波が通されているスリット形の導波管
内にガラスヤーン（ガラス繊維単線、ガラス撚り糸など
）又はガラスクロスを導き、その高周波磁界で発生する
光や音（特開昭５９−２１４７４８号公報参照）、或い
は位相差（特開昭６０−２０１３８号公報参照）を利用
して、上記ガラスヤーン又はガラスクロス中の導電性の
異物を検出することが試みられた。

しかしながら、これら公知の検出力法では、検出対象が
例えばガラスクロスの場合、ガラスクロスの密度や各繊
維の太さ、或いはガラスクロス中のバインダ付着量及び
含水量などの微少な特性変化による誘電率（ε）の変化
によって検出信号のレベルが変化するから、常に、最も
感度の高いレベルで検出することは不可能であった。従
って、上記公知の検出力法の場合、検出感度が低く、例
えば長さが５ｆｉよりも小さい微小な線条体から成る導
電性物質を検出することは困難であった。

一方、プリント配線基板は、近年、超ＬＳＩ化及び多層
化がより高度化されているから、部品間の距離がより短
くなっており、これに伴ってこれらの部品に設けられる
リードピン間の距離も極めて短くなっている。このため
、プリント基板用のガラスクロス内に混入するＮｉ、Ａ
ｕなどの導電性異物の許容範囲も、より小さいものが要
求され、例えば長さが５　ｍｍ以下の線条体から成る異
物も確実に取除くべきであるとの要求が出されている。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上述のような問題点を解決すべく、ガラス繊
維の密度や各繊維の太さ、更にはバインダ付着量及び含
水量などの影響を排除して、例えば長さが５１１１以下
のような微小な線条体から成る導電性物質でも確実に検
出することができるように検出感度を高めたものであっ
て、マイクロ波を第１及び第２のマイクロ波に分割する
デバイダと、前記第１のマイクロ波が通されるように構
成されかつガラス繊維を通過させるための第１の開口を
有すると共にこの第１の開口を通過する前記ガラス繊維
中の導電性物質を検出する第１の導波管と、前記第２の
マイクロ波が通されるように構成されかつ前記第１の導
波管の前記第１の開口を通過したガラス繊維を引き続い
て通過させるための第２の開口を有すると共にこの第２
の開口を通過する前記ガラス繊維中の導電性物質を検出
する第２の導波管と、前記第１の導波管からの検出出力
と前記第２の導波管からの検出出力とを互いに比較する
比較器とをそれぞれ具備するガラス繊維中の導電性物質
の検出装置に係るものである。

〔実施例〕

以下、本発明を実施例につき詳細に説明する。

第１図は本発明をガラスクロス中の導電性物質の検出装
置に適用した一実施例を模式的に示したものである。

第１図において、マイクロ波発振器１は６〜１８Ｇ）１
２％例えば９．３６５　ＧＨｚのマイクロ波を発振する
ものであって、このマイクロ波は上記マイクロ波発振器
１に内蔵されている変調器によって例えば１０ｋＨｚに
変調される。このマイクロ波発振器１からのマイクロ波
出力はデバイダ２で二分されて、実質的に互いに同一の
構成を有する２系統の経路Ａ、Ｂにそれぞれ供給される
。

第１の経路Ａにおいては、デバイダ２からの出力は、減
衰器３ａ及び移相器４ａを経て方形導波管５ａに供給さ
れる。そして、この方形導波管５ａの出力はアイソレー
タ６ａ及びモニタ７ａを介して比較器８の一方の入力端
子に供給される。また、第２の経路Ｂにおいても、デバ
イダ２からの出力は、減衰器３ｂ及び移相器４ｂを経て
、上記方形導波管５ａと実質的に同一の構成を有する方
形導波管５ｂに供給される。そして、この方形導波管５
ｂの出力もまた、アイソレータ６ｂ及びモニタ７ｂ−を
介して比較器８の他方の入力端子に供給される。

減衰器３ａ、３ｂはマイクロ波の振幅を調整するための
手段であり、移相器４ａ、４ｂはマイクロ波の位相を調
整するための手段である。また、アイソレータ６ａ、６
．ｂは、マイクロ波をその進行方向には減衰させること
なくこれと反対の方向には非常に大きく減衰させるもの
であり、モニタ７ａ、７ｂは各経路Ａ、Ｂのマイクロ波
の位相及び振幅の調整時にこれらをモニタするためのも
のである。

比較器８からの比較出力は、ディテクタ９により検出及
び増巾されてから、出力端子１０から検出出力として出
力される。

方形導波管５ａ、５ｂには、その長さ方向に沿ってスリ
ットｌｌａ、ｌｌｂがそれぞれ形成されており、これら
のスリットｌｌａ、ｌｌｂを通じて検出対象であるガラ
スクロス１２が導波管５ａ、５ｂ内にそれぞれ導入され
、次いでその反対側から導出される。なお、この方形導
波管５ａ、５ｂ、に形成されるスリットｌｌａ、ｌｌｂ
等の開口は本実施例におけるように、その開口の長手方
向が方形導波管５ａ、５ｂの軸方向に対してほぼ平行に
なっていてもよく、またその開口の長手方向が方形導波
管５ａ、５ｂの軸方向と交叉（極端な場合には直交）し
ていてもよい。

これらのスリットｌｌａ、ｌｌｂが形成された方形導波
管５ａ、５ｂは空胴共振器として構成されている。この
場合、励振条件を満たすには、この方形導波管５ａ、５
ｂの長さを管内波長のｎ／２倍（ｎ＝１．２．３．４・
−−−−−−−−−７−’）となるように選定する必要
がある。

本実施例においては、第１図の検出装置の要部を示す第
２図から明らかなように、一対の方形導波管５ａ、５ｂ
は互いに適当な軸心間の間隔ｌで以ってかつ互いにほぼ
平行に近接配置されている。

これらの方形導波管５ａ、５ｂの軸心間の間隔ｌは、両
方の導波管のマイクロ波が干渉しない範囲でできるだけ
小さい寸法、すなわち１８〜１８０１１であるのが好ま
しく、例えば６０ｍに選定することができる。また方形
導波管５ａ、５ｂの断面寸法及び長さは、例えばｌＱｍ
Ｘ２２ｍ及び１９２ｃｍであってよい。また、ガラスク
ロス１２の進行方向は、ガラスクロス１２のたて糸及び
よこ糸の何れに混入している導電性の線条異物をも検出
し得るように、方形導波管５ａ、５ｂの軸心方向と直交
する方向に対して傾斜しているのが好ましく、この傾斜
角度を４５″にすれば、たて糸とよこ糸の両方に対して
同一感度で導電性の線条異物を検出することができる。

次に、第１図及び第２図に示す検出装置の作用を説明す
る。

まず、予め導電性物質が存在しないことが確認されてい
る清浄なガラスクロス１２を方形導波管５ａ、５ｂのス
リットｌｌａ、ｌｌｂに順次通す。

そして、このときに、両経路Ａ、Ｂでのマイクロ波出力
の位相及び振幅が互いに一敗して比較器８の出力がほぼ
０となるように、モニタ７ａ、７ｂでモニタしながら、
減衰器３ａ、３ｂの少くとも一方及び移相器４ａ、４ｂ
の少くとも一方をそれぞれ８周整する。

次に、検出対象であるガラスクロス１２をスリット１１
ａ、ｌｌｂに順次通して、比較器８からの比較出力の変
化を出力端子１０からの検出出力によって調べる。

この場合、ガラスクロス１２中に導電性の異物が混入し
ていると、一方の方形導波管５ａと他方の方形導波管５
ｂとの間のバランスが崩れるので、比較器８、ひいては
出力端子１０に大きな偏差となって現れる。一方、ガラ
スクロス１２の密度や各繊維の太さ、或し）はガラスク
ロス１２中のバインダ付着量及び含水量などの特性変化
は、何れも周期の長い変化である。このため、上記特性
変化は、ブリッジ型の検出装置のブリ・ソジの両方へ挿
入されかつ互いに近接配置されている一対の円形導波管
５ａ、５ｂに共通のガラスクロス１２をそれぞれ通過さ
せることによって互いに相殺されるから、比較器５から
このような特性変化が実質的に出力されることはない。

ニッケルサルファイド（Ｎｉ、Ｓ２）から成る長さ５１
１、直径２μｍの金属線条をガラスクロス１２に張付け
、第１図及び第２図に示す検出装置を用いて上記金属線
条の検出を行った。この場合、一対の方形導波管５ａ、
５ｂの間隔βを６０ｗａとした。

上記検出結果を第３Ａ図及び第３Ｂ図に示す。第３Ａ図
は、実質的に一方の経路Ａのみから成る検出装置を用い
て一方の方形導波管５ａのスリット１１ａのみにガラス
クロス１２を通した従来の場合と同様なシングルスリッ
ト方式の場合の出カバターンである。また、第３Ｂ図は
、一対の経路Ａ１Ｂから成る検出装置を用いて両方の方
形導波管５ａ、５ｂのスリットｌｌａ、ｌｌｂに順次ガ
ラスクロス１２を通した本発明に特有のダブルスリット
方式の場合の出カバターンである。

第３Ａ図及び第３Ｂ図から明らかなように、第３Ａ図に
示すシングルスリット方式の場合には、ガラスクロス１
２自体の特性変化によるノイズａのレベルが、ガラスク
ロス１２のよこ糸に！付けた金属線条（５ｗＸ１１本）
による検出信号す及びたて糸に張付けた金属線条（５１
１Ｘ１１本）による検出信号Ｃよりも大きくなっている
。これに対し、第３Ｂ図に示すダブルスリフト方式の場
合には、２つの方形導波管５ａ、５ｂにおいてガラスク
ロス１２自体の特性変化が補償されるため、この特性変
化によるノイズａ′のレベルがよこ糸及びたて糸にそれ
ぞれ張付けた金属線条による検出信号ｂ′及びＣ′に較
べて充分小さくなる。従って、本発明に特有のダブルス
リット方式の場合には、従来の場合と同様なシングルス
リット方式に較べて、全体的に検出感度を数倍（例えば
３〜６倍）大きくすることができる。

上述のダブルスリット方式の場合における金属線条の長
さに対する検出出力の実験結果は次表の通りである。

この表から明らかなように、長さ２酊程度の小さな金属
線条でも検出し得ることが判明した。

なお、この場合、金属線条として、Ｎ１５Ｓｚから成る
直径２μｍのものを使用し、これをガラスクロス１２の
たて糸及びよこ糸にそれぞれ張りつけて実験した。

以上において、本発明の一実施例に付き詳述したが、本
発明はこの実施例に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に記載した発明の精神から逸脱することなく、種
々の変更及び修正が可能である。

例えば、上述の実施例においては、第１の導波管及び第
２の導波管としてそれぞれ方形導波管を用いたが、円形
、その他の形状の導波管、を用いてもよい。また第１の
導波管と第２の導波管とを別々に構成したが、第４図に
示すように、これらを一体化した複合型導波管を用いて
もよい。即ち、第４図において、複合型導波管は、長手
状の上側ケーシング１６と、この上側ケーシング１６に
ガラスクロス通過用の間隙１８を隔てて対向配置された
長手状の下側ケーシング１７とがら成っている。そして
、上側ケーシング１６は、一対の条溝１６ａ、１６ｂ及
びこれらの条溝の間に設けられた長手状スリット１６ｃ
を有し、下側ケーシング１７は、一対の条溝１７ａ、１
７ｂ及びこれらの条溝の間に設けられた長手状スリンｌ
−１７Ｃを有している。また、条溝１６ａ、１７ａによ
って第１の導波管の空洞部が形成され、条溝１６ｂ、１
７ｂによって第２の導波管の空洞部が形成されている。

また、長手状スリット１６ｃ、１７Ｃによって、第１の
導波管と第２の導波管とが互いに干渉し合うのが防止さ
れるようになっている。このように構成された複合型導
波管によれば、第１の導波管と第２の導波管との軸心間
の間隔βを実質的に小さくすることができるので、ガラ
ス繊維自体の特性変化をより一層効果的に補償すること
ができ、また、構造を簡単化することができる。

更にまた、上述の実施例は、本発明をガラスクロス中の
導電性物質の検出装置に適用した場合であるが、第５図
に示すように、本発明をガラスヤーン中の導電性物質の
検出装置に適用してもよい。

即ち、第５図において、第１及び第２の導波管は、ガラ
ス繊維単線、ガラス撚り糸などのガラスヤーン２０を通
す孔２１ａ、２２ａをそれぞれ有する方形導波管２１．
２２からそれぞれ成っている。

そして、これらの方形導波管２１．２２を互いに上下に
対向させかつ互いに近接させて配置している。従って、
ガラスヤーン２０に孔２１ａ、２２ａを順次通過させる
ことによって、第１図に示す既述の実施例における場合
と全く同様にして、ガラスヤーン自体の特性変化が効果
的に補償された検出出力を得ることができる。

〔発明の効果〕

以上の述べた通りであるから、本発明によれば、ガラス
繊維の密度や各繊維の太さ、或いはバインダ付着量及び
含水量などのガラス繊維自体の特性変化の影響を排除す
ることができ、従って、微小な導電性物質でも確実に検
出できるように検出感度を高めることができる。また、
互いに異なった種類のガラスクロスを順次検出対象とす
る場合にも、上述のようにガラスクロス自体の特性変化
の影響を排除することができるので、ガラスクロスの種
類が異なるたびに２つの経路Ａ、Ｂ間のバランス調整を
特に行う必要がない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をガラスクロス中の導電性物質の検出装
置に適用した一実施例の模式図、第２図は第１図に示す
検出装置における一対の導波管とガラスクロスとの位置
関係を示す平面図、第３Ａ図及び第３Ｂ図はシングルス
リット方式の場合及びダブルスリフト方式の場合の出カ
バターンをそれぞれ示すグラフ、第４図は導波管の別の
実施例の一部分の断面斜視図、第５図は本発明をガラス
ヤーン中の導電性物質の検出装置に適用した一実施例の
導波管の斜視図である。　なお、図面に用いた符号にお
いて、 １−・−−−−一−−−−−−−−−−・−・マイクロ
波発振器２−−−−−一・−・・−・−デバイダ５ａ、
５ｂ　−・・−・・・方形導波管８−・−−−−〜・−
−−−−−−・−比較器１１ａ、１ｌｂ−−−−＝−ス
リット（開口）１５−・−−−−−−−〜〜・−・−−
−−一複合型導波管１８−　・−−−−一−−−−−−
−−−−間隙（開口）２１　、２２−−−−−−−−−
−一方形導波管２１ａ、２２ｂ−−−−−孔（開口） である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　マイクロ波を第１及び第２のマイクロ波に分割するデ
   バイダと、 前記第１のマイクロ波が通されるように構成されかつガ
   ラス繊維を通過させるための第１の開口を有すると共に
   この第１の開口を通過する前記ガラス繊維中の導電性物
   質を検出する第１の導波管と、 前記第２のマイクロ波が通されるように構成されかつ前
   記第１の導波管の前記第１の開口を通過したガラス繊維
   を引き続いて通過させるための第２の開口を有すると共
   にこの第２の開口を通過する前記ガラス繊維中の導電性
   物質を検出する第２の導波管と、 前記第１の導波管からの検出出力と前記第２の導波管か
   らの検出出力とを互いに比較する比較器とをそれぞれ具
   備するガラス繊維中の導電性物質の検出装置。