JPH0253723B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、繰り返しパターンを持つた微小な部
材に施されたメツキ層の厚さを測定する蛍光Ｘ線
膜厚測定方法、及びこれを実施するための装置に
関する。

（従来技術） コネクタピンや半導体のリードフレームは、製
造工程の合理化のため帯状基板をプレスにより所
定形状に打抜いてユニツトを連続的に形成し、主
要部にメツキを施した後、ユニツトに切断分離す
ることにより製造される。

このような電気部品の品質は、メツキ層の厚さ
や均一性に大きく左右されるため、メツキ工程を
管理する必要がある。

このため、連続形成された帯状帯から一部分を
切断して一旦、サンプルを採取し、このサンプル
のメツキ部位に励起Ｘ線を照射してメツキ層から
放射される蛍光Ｘ線の強度に基づいてメツキ層の
厚さを測定することが行なわれている。

しかしながら、メツキ工程と検査工程の間に大
きな時間のずれがあるため検査結果をメツキ工程
にフイードバツクすることができないという問題
があつた。

このような問題を解決するため、被測定物を帯
状体のまま走行させた状態で励起Ｘ線を連続的に
照射し、メツキ層からの蛍光Ｘ線を検出してメツ
キ層の厚さを連続的に測定する方法も提案されて
いるが、測定領域が極めて大きくなるため、平均
的なデータしか得ることができず、精密な管理が
できないという問題があつた。

（目的） 本発明はこのような問題に鑑み、繰り返しパタ
ーンを持つ素地表面に形成されたメツキ部位のメ
ツキ層の厚さを高い精度でオンラインにより測定
する方法を提案することを目的とする。

本発明の他の目的は、上述の方法を実施するた
めの装置を提供することを目的とする。

（構成） すなわち、本発明の特徴とするところは、被測
定対象物の繰り返しパターンに同期させてＸ線管
球をパルス駆動し、これにより発生する蛍光Ｘ線
を検出するようにした点にある。

そこで、以下に本発明の詳細を図示した実施例
に基づいて説明する。

第２図は、本発明の実施例を示す装置の外観を
示すものであつて、図中符号１９は、Ｘ線管球１
１、比例計数管等のＸ線検出器１２、ツールスコ
ープ１８、及びシヤツタブロツク等を収容した測
定ヘツドで、基台２０に立設したヘツド昇降用ガ
イド２１と、基台２０に収容したパルスモータ２
２によつて回転駆動する測定ヘツド昇降用ボール
スクリユー２３とに上下方向に移動可能に取付け
られている。２４は、測定ヘツド１９のＸ線照射
口の前方側に位置するように基台２０に立設した
被測定物支持棒で、上部からサンプルガイド２
５、標準サンプルホルダー２６、及びメツキ液サ
ンプルホルダー２７が取付けられている。サンプ
ルガイド２５は、上下に間隔を持つ一対のガイド
ロール２５ａ，２５ａを枠体２５ｂに配設し、被
測定物の両側に形成されたスプロケツトと噛合つ
て水平方向に案内するように構成されている。

これらヘツド昇降用ガイド２１、ボールスクリ
ユー２３及び被測定物支持棒２４の上部には天板
２８を取付け、後述するシヤツタブロツクの開閉
状態を示すシヤツタ開閉表示ランプ２９ａ，２９
ｂが取付けられている。

第３図は、測定ヘツドの一実施例を示すもので
あつて、図中符号１１は、パルス駆動可能な前述
の３極型Ｘ線管球で、Ｘ線放射口１１ａを測定ヘ
ツドに穿設した測定窓１９ｂに対向させて配設さ
れている。１２は、比例計数管等のＸ線検出器
で、被測定物のメツキ部位から放出された蛍光Ｘ
線が検出口に入射するように配設されている。１
８は、テレビジヨンカメラ等からなるツールスコ
ープで、後述するシヤツタブロツク３０の光路を
介して被測定物を撮影するように配設されてい
る。３０は、前述のシヤツタブロツクで、一側に
設けた突起３０ａとヘツド内に配設した２本の位
置決めピン１９ａ，１９ａの間を被測定物移送経
路Ｘ−Ｘに対して垂直方向に摺動して上下２つの
位置を取るように設けられている。シヤツタブロ
ツク３０の上部一側のＸ線管球１１の放射口１１
ａと被測定物照射領域を結ぶ軸線にＸ線コリメー
タ１７を交換可能に取付けられ、このコリメータ
軸と直交する軸方向にはツールスコープ１８と測
定ヘツド１９に穿設した観測窓１９ｃを結ぶよう
に２枚のミラー３０ｂ，３０ｃを配設し、観測窓
１９ｃからツールスコープに至る第１の光路が形
成されている同図ｂ。また、第１の光路に平行
にシヤツタブロツク３０のコリメータ１７側下部
とツールスコープ１８を結ぶように２枚のミラー
３０ｄ，３０ｅを配設し、測定ヘツド１９に穿設
した測定窓１９ｂからツールスコープ１８に至る
第２の光路が形成されている（同図ｂ）。装定
窓１９ｂ、及び観測窓１９ｃにはストロボランプ
８，７が配設されている。

第１図は、本発明装置を駆動する電気回路の実
施例を示すものであつて、図中符号１は、被測定
物Ｔの搬送経路Ｘ−Ｘを挟んで対向配設した発光
素子１ａと受光素子１ｂからなる被測定部位検出
器で、被測定物の各パターンの端部が検出器１の
光軸を横切ることにより信号を出力するように構
成されている。２，３，４は、それぞれ可変抵抗
器２ａ，３ａ，４ａにより遅延時間が調整可能な
遅延回路からなる観測点ランプ発光タイミング信
号発生器、測定点ランプ発光タイミング信号発生
器、及びＸ線管球駆動タイミング信号発生器であ
る。５，６は、それぞれ、ストロボランプ駆動回
路で、ランプ発光タイミング信号発生器２，３か
らの信号をトリガとしてストロボランプ７，８を
点滅駆動するパルス電力を出力するものである。
９は、外部抵抗９ａによりパルス幅が調整可能な
単安定マルチバイブレータからなるＸ線管球駆動
回路で、Ｘ線管球駆動タイミング製号発生器４か
らの信号に同期して一定幅のパルス信号を出力し
て後述する第１、第２のスイツチ１０ａ，１４を
ON−OFFするように構成されている。１０は、
Ｘ線管球用電源回路で、Ｘ線管球１１の陽極−陰
極間に抵抗１０ｄを介して接続する高圧電源１０
ａ、及び第１のスイツチ１０ｂを介して抵抗１０
ｄの両端に接続して高圧電源１０ａに重畳され、
Ｘ線管球１１を瞬時定格で駆動するバイアス電源
１０ｃから構成されている。１２は、被測定物か
らの蛍光Ｘ線を検出する比例計数管等のＸ線検出
器で、これからの検出信号は、前置増幅器１３に
より所定レベルに増幅され、Ｘ線管球１１の断続
作動に同期する第２スイツチ１４を介して後述す
るマルチチヤンネルアナライザー１５に入力され
る。１５は、前述マルチチヤンネルアナライザー
で、検出信号からメツキ層等、目的とする元素か
らの蛍光Ｘ線を弁別してこれの強度を測定するも
の、１６は、CPUで、マルチチヤンネルアナラ
イザーからの信号を基にメツキ層の厚さを算出し
たり、装置全体の動作を制御するものである。

なお、図中符号１７は、Ｘ線管球の前面に配設
したコリメータを、１８は観測点Ｍ、及び測定点
Ａにおける被測定物の光学像を検出するツールス
コープをそれぞれ示している。

この実施例において、標準試料をサンプルホル
ダー２６にセツトして測定ヘツド１９の測定窓１
９ｂを標準試料に対向させ、装置を作動して検量
線を求める。

次に、長尺状に形成されたリードフレーム等の
被測定物をサンプルホルダー２５にセツトして被
測定物の移送を開始する。

(i) 観測点ランプの発光タイミングの調整 測定ヘツド１９に収容されているシヤツタブロ
ツク３０を第１の位置に移動させ、、観測窓１９
ｃからツールスコープ１８に至る第１の光路を形
成し（第３図ａ，ｂ）、ツールスコープ１８
を見ながら被測定物が静止した状態に見えるよう
に観測点ランプ発光タイミング信号発生器２の遅
延時間を調整する。これによりストロボランプ７
は、被測定物のパターン基部Ｔが測定窓１９ｂに
到達するたびに発光し、被測定物はツールスコー
プ１８により撮影されて図示しないモニタブラウ
ン管に静止画像として写し出される。

(ii) 測定点ランプの発光タイミングの調整 シヤツタブロツク３０を第２の位置に移動さ
せ、測定窓１９ｂからツールスコープ１８に至る
第２の光路を形成し（第３図ａ，ｂ）、ツー
ルスコープ１８を見ながら被測定物が静止した状
態に見えるように測定点ランプ発光タイミング信
号発生器３の遅延時間を調整する。

(iii) Ｘ線照射タイミングの調整 シヤツタブロツクを第１の位置に移動させてコ
リメータ１７をＸ線管球１１の照射口１１ａに対
向するように配設し、被測定物の基部Ｔに形成し
たメツキ層上に照準光が当るようにＸ線管球駆動
タイミング信号発生回路４の遅延時間とＸ線管球
駆動回路９のパルス幅を調整する。

このような準備を終えた段階で装置を作動し、
被測定物を移送する。これによつて被測定物のパ
ターンを構成する基部Ｔの端が被測定部位検出器
１の光軸を横切ると、測定部位検出器１は、パル
ス信号をＸ線管球駆動タイミング信号発生回路
４、観測点ランプ発光タイミング信号発生回路
２、及び測定点ランプ発光タイミング信号発生回
路３に出力する（第４図）。これにより、Ｘ線管
球駆動回路９は、パルス信号を出力してスイツチ
１０ｂをOFFからONに切り換え、バイアス電源
１０ｃからの電圧をＸ線管高圧電源１０ａに重畳
してＸ線管球１１に瞬時定格駆動電圧を印加す
る。Ｘ線管球１１から放射したＸ線は、コリメー
タ１７により細い径のビームに絞られて被測定物
の基部Ｔの一部を照射する。このＸ線の照射を受
けた部位のメツキ層、及び素地は、それぞれ励起
され、メツキ層の厚さと構成元素に対応した強度
の蛍光Ｘ線、及び素地の構成元素に対応した蛍光
Ｘ線を放出する。メツキ層及び素地から放出され
た蛍光Ｘ線は、Ｘ線検出器１２によつて電気信号
に変換され、スイツチ１４により同期整流を受け
てマルチチヤンネルアナライザー１５に入力す
る。マルチチヤンネルアナライザー１５は、入力
した信号の内からメツキ層に基づく信号成分を弁
別してCPU１６に出力する。CPU１６は、マル
チチヤンネルアナライザー１５から入力した信号
を基にしてメツキ層の厚さを算出して図示しない
表示計やプリンタに出力し、さらに図示しないメ
ツキ処理装置に出力して被メツキ部材の移送速度
及び、メツキ槽の電流密度や、メツキ液の濃度な
どを調整してメツキ層の厚さが設定値になるよう
に制御する。

このようにしてＸ線管駆動パルス幅に相当する
時間t₁が経過すると、Ｘ線管球用電源１０のスイ
ツチ１０ｂがOFFとなつてＸ線の放射が停止す
る。被測定物が移動して次の基部が検出器１に対
向すると、再び信号が出力し、前述の過程を経て
メツキ層の厚さを測定する。

以後、このような過程を繰り返しながら基部に
対して選択的に励起用Ｘ線を照射してメツキ層の
厚さを測定する。

なお、測定領域における被測定物の挙動を見る
べく、シヤツタブロツク３０を第２位置に移動す
ると、図示しないシヤツタ切り換え検出スイツチ
によりＸ線管球用電源１０がOFFとなり、同時
にシヤツタ閉表示ランプ２９ｂが点灯する。

なお、この実施例においては測定対象部位を検
出することにより被測定物の移動を検出している
が、搬送用に形成されたスプロケツトを検出する
等、測定対象部位の移動に同期する運動を検出
し、この信号に基づいて制御しても同様の作用を
奏する。

（効果） 以上、説明したように本発明によれば、長尺状
被測定物に形成された繰り返しパターンに対応さ
せてＸ線管球に印加する駆動電圧を断続してパル
ス駆動するようにしたので、小型のＸ線管球をピ
ーク出力の高い瞬時定格で作動させて高いＸ線出
力を得ることができて統計精度の向上と装置の軽
量化が実現できるばかりでなく、測定領域に被測
定物が存在するときだけ選択的にＸ線を照射する
ため、被測定物によりＸ線が遮へいされ外部環境
へのＸ線の漏洩を可及的に少なくすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示す装置の構成
図、第２図は、本発明の一実施例を示す装置の斜
視図、第３図は、同上装置に使用する測定ヘツド
の一実施例を示す装置の平面図、第４図は、同上
装置の動作を説明する波形図である。 １……被測定部位検出器、７，８……ストロボ
ランプ、１０……Ｘ線管駆動電源、１１……Ｘ線
管球、１２……Ｘ線検出器、１７……コリメー
タ、１８……ツールスコープ、１９……測定ヘツ
ド、２５……サンプルホルダー、Ｔ……基部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 繰り返しパターンを持つて連続的に形成され
   た帯状の被測定物を搬送しながら前記パターンに
   対応させてＸ線管球を断続的に作動させ、メツキ
   層から発生する蛍光Ｘ線を検出するメツキ層の厚
   さ測定方法。 ２ 繰り返しパターンを持つて連続的に形成され
   た帯状被測定物の移動状態を検出する手段、該手
   段からの信号に同期して断続的に作動するＸ線管
   球、被測定物からの蛍光Ｘ線を検出するＸ線検出
   手段、及び該Ｘ線検出手段の信号からメツキ層に
   基づく蛍光Ｘ線信号を弁別してメツキ層の厚さを
   演算する手段からなるＸ線によるメツキ層の厚さ
   測定装置。