JPS596080B2 - カンツウコウノ ヒフクブツノ ドウデンリツオソクテイスル タメノ デンキヨクソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、開孔等の内部の導電性材料の被覆または薄層
の導電率または厚さを測定するための装置に関するもの
であり、特に、プリント回路板に於ける貫通孔の側壁の
導電性材判のめつき被覆の厚さまたは導電率を測定する
ための装置に関するものである。

種種な材料の金属被着物および被覆の厚さを測定するの
にベータ線反射形測定装置が広く使用されている。

これらの装置は、一般的には、ベータ線源と、被覆から
反射されるベータ線を測定するためのガイガーミュラー
管の如き検出器と、この検出器の出力を利用しうる情報
に変換する関連電子カウンタまたは読出しユニットとを
備えている。この種のベータ線反射形測定装置は、ベー
スめつき被覆の上に金またははんだの上被覆を施したよ
うなプリント回路板の貫通孔のめつき被覆の厚さを測定
するのには有効に使用することができない。そして、こ
れらのベータ線反射形測定装置は、一般的には、めつき
被覆の割れ目、空胴等の欠陥を検出することはできない
。最近では、貫通孔のめつき被覆の完全性および厚さは
、その被覆に一定電流を流すことによつて生ずるその被
覆端の電圧を、２組の選択的に位置定めされる単一点接
点を用いて測定することによつて確認されている。この
種の装置は、１９７３年１０月１６日付の米国特許第３
７６６４７０号明細書に開示されている。しかしながら
現在までの経験では、この種の装置では測定されるべき
被覆内で電流の局部化変動が生ずるため探針の幾阿学的
形状についての厳しい問題があり測定結果の解釈に難し
さがあることが分つている。本発明は、簡単にいえば、
マイクロ抵抗測定技術によつてプリント回路板等の貫通
孔のめつき被覆の物理的完全性および厚さを非破壊的に
測定するための装置にて利用しうる改良型電極組立体と
して説明されうる。

より広い観点においては、本発明は、回路板のめつき被
覆された貫通孔の上方および下方周縁部と係合するよう
に変位されうる一組の選択的に形成され相補的に輪部付
けられた電極組立体である。前記電極組立体の各々は、
めつき被覆された貫通孔の周縁部の主要部分と実質的に
線接触するに十分な範囲に亘る周辺を有した第１のほぼ
円錐状の電極接点要素とこの第１の電極接点要素から電
気的に分離され前記めつき被覆貫通孔の周縁部の残りの
部分の実質的にすべてと係合するに十分な範囲に亘る露
出周辺を有した分離した比較的小さな第２の電極接点要
素とで複合的に形成される。その操作においては、電極
組立体が前記したようにして貫通孔の上方および下方周
縁部と係合させられた後、前記電極組立体の一方の第１
の円錐状電極接点要素、貫通孔の被覆および前記電極組
立体の他方の第１の円錐状電極接点要素を通して所定の
一定電流を流し、その電流の流れる結果として貫通孔の
被覆端に現われる電圧降下を一組の分離した第２の電極
接点要素によつて測定する。本発明の効果としては、プ
リント回路板の貫通孔の被覆の厚さを測定すると共にそ
の被覆の物理的および電気的完全性の指示をも与える装
置のための改良された電極組立体が提供されることがあ
る。

本発明のもう１つの効果としては、従来の多電極マイク
ロ抵抗測定技術では測定されるべき被覆における電流の
局部化変動のために測定結果を解釈する難しさがあつた
が、その難しさを完全になくさないまでも、最小とする
ことができるということである。本発明の主な目的は、
プリント回路板の貫通孔の被覆の厚さを非破壊的に測定
する装置のための改良電極組立体を提供することである
。

本発明のもう１つの目的は、測定されるべき被覆におけ
る電流の局部化変動の生ずることによる測定結果の解釈
上の難しさを実質的に生じさせないような多重電極マイ
クロ抵抗測定装置のための改良電極組立体を提供するこ
とである。

本発明の更に別の目的は、プリント回路板の貫通孔の被
覆に於ける割れ目、空胴、浴汚染等の欠陥を容易に検出
しうるようにする改良電極組立体を提供することである
。

次に、添付図面に基づいて本発明の実施例について本発
明をより詳細に説明する。

先ず、第１図を参照するに、プリント回路板におけるめ
つきした貫通孔のめつき被覆物の実効厚さを測定し且つ
その被覆物中の欠陥を感知するための装置が、全体的に
参照番号１０で示されている。

この装置１０は、米国特許第３７６６４７０号明細書に
一般的に開示されている機械的型式のものである。電極
変位機構の構成上の詳細については前記米国特許明細書
を参照すべきである。そこに示されているように、測定
装置１０は、隅台１４に支持された細長い長方形ベース
部材１２を備えている。ベース部材１２は、水平な被測
定片支持表面１６を有している。ベース部材１２におけ
る円形開口１８は、後述する電極組立体の垂直変位路に
おける動作場所を定めている。被測定片であるプリント
回路板（図示していない）は、前記表面１６上に容易に
配置でき、そのプリント回路板における測定されるべき
貫通孔の軸が前記動作場所での開口１８の軸とほぼ垂直
に整列した関係となるようにして、前記表面１６によつ
て支持されるようになつている。全体として参照番号２
０で示された上部電極組立体は、開口１８の縦軸に沿つ
て細長いハウジング２６にて垂直に変位しうるものであ
り、相補的性格の下部電極組立体２２は、上部電極組立
体２０と縦方向に整列した関係に配設されていて、ベー
ス部材１２の開口１８内にて垂直に変位しうるものであ
る。電極変位制御ノブ２４が回転されると、これら電極
組立体は、好ましくは順次に、垂直に変位され、後述す
るようにして、貫通孔のめつき被覆の上方表面および下
方表面Σ係合するようにされる。こうして、被測定片は
、相対する電極組立体の間に実質的に一様で且つ再現性
のある圧力状態ではさまれ、測定されるべき貫通孔のめ
つき被覆の上方および下方の周縁部を電極組立体との間
の優れた接触状態が確実に得られるようにされる。細長
い・・ウジング２６は、参照番号３２で示す如く、ベー
ス部材１２の後部に取り付けられていて、そこから上方
に延びて片持ばりの形でベース部材１２の上方に沿つて
延在して、ベース部材１２との間に両側および前方の開
いた測定空間を作り出している。

このハウジング２６は、横方向に離された側壁３０およ
び取り外しうるカバープレート３６および３８を備えて
いる。カバープレート３６および３８は、ハウジング２
６の上部および前方部を閉じるものである。例示したハ
ウジング組立体は、前記した米国特許明細書に記載され
ているようにして電極組立体を通る電流を本装置へ供給
する読出しユニツトまたはメータ３４に電気的に接続さ
れる。

このように電流が流れる結果として貫通孔のめつき被覆
端に現われる電圧降下が読出しユニツトによつて測定さ
れ利用しうる情報に変換される。第２図に最もよく示さ
れているように、本発明の原理によつて形成される改良
電極装置の特徴の１つは、縦方向に互いに同軸関係に配
置された第１の電極組立体２０およびこれと相補的形状
の第２の電極組立体２２にある。

第１の電極組立体２０の輪部は、円筒状部分４４の端部
に円錐状端子接点部分４２が設けられるようなものとさ
れている。円筒状部分４４の直径は、被測定片であるプ
リント回路板の貫通孔の直径より大きくなつていて、円
錐状端子接点部分４２がその貫通孔内に入り込む程度を
ある選定された限度に確実に制限するようになつている
。第１の電極組立体２０は、矢印５０で示したように、
垂直方向に変位することができ、ベース部材１２に支持
された被測定片である挿入プリント回路板４８と係合し
たりそこから離れたりしうる。第２図に示したように、
第１の電極組立体２０がプリント回路板４８と動作係合
状態にある時、円錐状端子接点部分４２の頂点４０およ
び円筒状部分４４の直径と貫通孔の直径との相対的関係
に従つた円錐状端子接点部分４２の所定部分がその貫通
孔４６に入り込み、自動的整列を達成すると同時に、め
つき被覆５４の上方周縁部５２の所でめつき被覆と実質
的に周辺線接触をなす。前記した第１の電極組立体２０
と縦方向に同軸関係に、相補的な大きさおよび構成の第
２の電極組立体２２が配置される。

この第２の電極組立体２２は、円筒状部分６４の端部に
配置された円錐状端子接点部分６２を有している。円筒
状部分６４の直径は、被測定片であるプリント回路板の
貫通孔の直径より大きくなつていて、円錐状端子接点部
分６２がその貫通孔内に入り込む程度をある選定された
限度に確実に制限するようになつている。第２の電極組
立体２２は、矢印１０で示したように、垂直方向に変位
することができ、被測定片である挿入プリント回路板４
８を係合したりそこから離れたりしうる。第２図に示し
たように、第２の電極組立体２２がプリント回路板４８
と動作係合状態にある時、円錐状端子接点部分６２の頂
点６０および円筒状部分６４の直径と貫通孔の直径との
相対的関係に従つた円錐状端子接点部分６２の所定部分
がその貫通孔４６内に入り込み、自動的整列を達成する
と同時に、めつき被覆５４の下方周縁部５６の所でめつ
き被覆と実質的に周辺線接触をなす。前記した第１の電
極組立体２０は、比較的に狭いくさび形の別個の分離し
た電極セグメント７２を含めることによつて一組の分離
した電極要素に分割されて（ｊる。

その電極セグメント７２は、露出表面７４を有していて
、それが円錐表面の他の部分と共面関係に配置されて円
錐状端子接点部分４２を形成するようになつている。電
極セグメント７２は、円錐状端子接点部分４２の頂点４
０から少なくとも円錐状端子接点部分４２の全長に亘つ
て延びるものであるのが好ましく、且つ、このような電
極セグメント７２と円錐状端子接点部分４２の他の部分
によつて構成される電極組立体の他の部分との間の界面
に空隙または絶縁フイルムの如き絶縁媒体を挿入するな
どして電気的に隔離される。同様にして、前記した第２
の電極組立体２２もまた、比較的に狭いくさび形の別個
の分離した電極セグメント８２を含めることによつて一
組の分離した電極要素に分割されている。

その電極セグメント８２は、露出表面８０を有していて
、それが円錐表面の他の部分と共面関係に配置されて円
錐状端子接点部分６２を形成するようになつている。こ
の場合もまた、電極セグメント８２は、円錐状端子接点
部分６２の頂点６０から少なくとも円錐状端子接点部分
６２の全長に亘つて延びており、且つ、このような電極
セグメント８２と円錐状端子接点部分６２の他の部分に
よつて構成される電極組立体の他の部分との間の界面に
空隙または絶縁フイルムの如き絶縁媒体を挿入するなど
して電気的に隔離される。ここで明らかなように、電極
組立体２０および２２の各々は、２つの分離した電極要
素を備えており、そのうちの第１の電極要素は、めつき
された貫通孔の周縁部のほとんどの部分と周辺線接触を
なすような実質的に円錐形であり、第２の電極要素は、
非常に狭い周辺に亘るだけのものであつて、めつきされ
た貫通孔の周縁部の残りの部分とのみ選択的に実質的に
線接触するだけのものである。

このような電極構成とすることにより、貫通孔の周辺の
大部分に亘つて一様に電流を供給することができ、また
、めつき被覆内の局部化電流勾配を有効に除去できない
としてもそれを最少にすることができる。これにより、
めつき被覆の抵抗を実際的に測定することができるよう
になるばかりでなく、実験的に求めた校正曲線等を使用
する必要をなくすることができる。第３図は、前記した
ような電極組立体２０または２２の一方として現在好ま
しい電極構成の詳細を更に例示している。

例えば、第１の電極組立体２０とすると、その円筒状部
分４４は、より大きな直径の円筒状部分９２の傾斜肩部
またはネツク部分を形成している中間円錐台形部分９０
の延長部となつているのが望ましい。このような構成に
よれば、その電極のための垂直変位機構と係合する上で
電極強度を増しより大きな電極要素とすることができる
ばかりでなく、本装置の操作中電極の端子接点部分をよ
り見易くすることができる。本発明の原理を利用する現
在の好ましい実施例においては、円錐状端子接点部分４
２の開先角度９４は、測定されるべき回路板の貫通孔直
径および厚さに従つて６０べ〜約１２００までの間の値
が使用されうるが、約９００に設定されるのが望ましい
。同様に、その頂点４０は、第３図に示すように、丸め
られ、斜角を付けられまたは平らにされてもよい。また
、くさび形電極セグメント７２は、実際的な範囲内でで
きるだけ小さくされるのが好ましい。例えば、開先角度
９６が１さまたはそれ以下である電極セグメント７２が
理想的であるが、そのような電極セグメントを切削加工
する機械的な問題およびそれらの境界面に必要な絶縁を
施すための機械的な問題のため、実際には開先角度９６
が約３００の電極セグメントを使用することになろう。
現在までの経験では、電極セグメントが大きくなればな
るほど、局部化電流の変動による測定値の変動の大きさ
がより大きくなることが分かつており、約６０〜７５り
に亘る電極セグメントの場合にはこのような変動は決定
的に好ましくないものとなることが分つている。また、
電極セグメント７２および８２を互いに速くなるように
選択的に配置するのが好ましい。これらの電極セグメン
ト７２および８２は、１８００離れた関係に配置される
のが望ましい。前記した型の電極組立体ユニツトの好ま
しい動作モードにおいては、第２の電極組立体２２は、
被測定片であるプリント回路板が測定されるべき貫通孔
を動作ステーシヨンに置くように位置決めされている間
は、ベース部材１２の開口１８の下の引込み位置に維持
されているのが望ましい。電極変位制御ノブ２４の初期
回転により、上部電極組立体２０が初期的に選択的に下
方に変位させられ、その頂部４０が測定されるべき特定
の貫通孔内に入れられ且つ円錐状端子接点部分４２に対
する貫通孔の自動整列がなされるようにされるのが望ま
しい。第１の電極組立体２０の端子接点部分４２がめつ
き被覆５４の上部周縁部５２と周辺線接触したのに続い
て、下部すなわち第２の電極組立体２２が順次上昇され
同様にめつき被覆５４の下部周縁部５６と周辺接触する
ようにされる。このように電極組立体を順次に変位させ
るようにすることにより、下部電極組立体２２の頂点６
０によつてプリント回路板の下面が擦傷されてしまうよ
うなことがなくなり、またこのような望ましくない接触
によつて下部電極組立体２２の頂部が損傷されてしまう
ようなことがなくなる。電極組立体に対して被測定片を
配置しやすくするため、測定されるべき貫通孔の拡大照
射視野を操作者に与えるライト９８および本装置に枢着
された拡大レンズ１００が設けられる。

電極要素に接続される関連電気回路は本発明を構成する
ものではない。

それらおよび電気的動作モードについては、前記米国特
許第３７６６４７０号明細書を参照されるとよい。本発
明は次の態様でこれを実施することができる。

（１）被測定片である回路板に於ける貫通孔のめつき被
覆の導電率を測定するための装置に使用する電極装置に
おいて、めつき被覆された貫通孔の周縁部の一方の主要
部分と実質的に線接触をなすに十分な範囲に亘る周辺を
有した第１のほぼ円錐状の電極接点要素とこの第１の電
極接点要素から電気的に分離され前記めつき被覆された
貫通孔の前記一方の周縁部の残りの部分の実質的にすべ
てに係合するに十分な範囲に亘る露出周辺を有した第２
の電極接点要素との複合から成る第１の電極組立体と、
前記めつき被覆された貫通孔の他方の周縁部の主要部分
と実質的に線接触をなすに十分な範囲に亘る周辺を有し
た第３のほぼ円錐状の電極接点要素とこの第３の電極接
点要素から電気的に分離され前記めつき被覆された貫通
孔の前記他方の周縁部の残りの部分の実質的にすべてに
係合するに十分な範囲に亘る露出周辺を有した第４の電
極接点要素との複合から成り前記第１の電極組立体と縦
方向に選択的に整列される第２の電極組立体と、前記第
１および第２の電極組立体の間に挿入された被測定片で
ある回路板のめつき被覆貫通孔の前記周縁部に対し前記
第１および第２の電極組立体を導電関係に選択的に位置
定めする手段とを備えることを特徴とする電極装置。

（２）第１および第２の電極組立体は、その縦方向軸に
沿つて選択的に変位しうることを特徴とする前項（１）
に記載した電極装置。

（３）前記第２および第４の電極接点要素は互いに１８
００離して配設されることを特徴とする前項（リに記載
した電極装置。

（４）前記第１および第３のほぼ円錐状の電極接点要素
は、６０１と１２０３との間のある開先角度を有してい
ることを特徴とする前項（１）に記載した電極装置。

（５）前記第１および第３のほぼ円錐状の電極接点要素
は、約９０おの開先角度を有していることを特徴とする
前項（１）に記載した電極装置。

（６）被測定片である回路板に於ける貫通孔のめつき被
覆の導電率を測定する方法において、前記貫通孔の周縁
部の周辺の主要部分との電極接触を介して前記めつき被
覆に電流を一様に流し、それによつて前記めつき被覆端
に現われる電圧降下を、前記貫通孔の周縁部の周辺の残
りの部分との電極接触を介して測定することを特徴とす
る方法。

【図面の簡単な説明】

添付図面の第１図は本発明を利用しうる測定装置の斜視
図、第２図は本発明の原理に従つて形成された改良電極
組立体がプリント回路板のめつき被覆された貫通孔と動
作係合した状態を一部断面で示す概略拡大図、第３図は
本発明の原理に従つて形成された改良電極装置に組まれ
る電極の一方を更に拡大して示す概略図である。 １０・・・・・・測定装置、１２・・・・・・ベース部
材、１６・・・・・・被測定片支持表面、１８・・・・
・・円形開口、２０・・・・・・上部電極組立体、２２
・・・・・・下部電極組立体、２４・・・・・・電極変
位制御ノブ、４２・・・・・・円錐状端子接点部分、４
４・・・・・・円筒状部分、４８・・・・・・プリント
回路板、４６・・・・・・貫通孔、５２・・・・・・上
方周縁部、５４・・・・・・めつき被覆、５６・・・・
・・下方周縁部、６２・・・・・・円錐状端子接点部分
、６４・・・・・・円筒状部分、７２・・・・・・別の
分離した電極セグメント、７４・・・・・・露出表面、
８２・・・・・・別の分離した電極セグメント、８０・
・・・・・露出表面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被測定片の貫通孔のめつき被覆の導電率を測定する
   ための装置に使用する電極装置において、めつき被覆さ
   れた貫通孔の周縁部の一方の主要部分と実質的に線接触
   をなすに十分な範囲に亘る周辺を頂点と底面との中間に
   有した第１のほぼ円錐状の電極接点要素とこの第１の電
   極接点要素とは電気的に分離されていて前記第１の円錐
   状電極接点要素の頂点と底面との中間を縦方向に延び且
   つ前記めつき被覆された貫通孔の前記一方の周縁部の残
   りの部分のすべてと実質的に係合するに十分な範囲に亘
   る露出周辺を有した第２の電極接点要素とを合わせてな
   る第１の電極組立体と、前記めつき被覆された貫通孔の
   他方の周縁部の主要部分と実質的に線接触をなすに十分
   な範囲に亘る周辺を頂点と底面との中間に有した第３の
   ほぼ円錐状の電極接点要素とこの第３の電極接点要素と
   は電気的に分離されていて前記第３の円錐状電極接点要
   素の頂点と底面との中間を縦方向に延び且つ前記めつき
   被覆された貫通孔の前記他方の周縁部の残りの部分のす
   べてと実質的に係合するに十分な範囲に亘る露出周辺を
   有して第４の電極接点要素とを合わせてなり、前記第１
   の電極組立体と縦方向に選択的に整列される第２の電極
   組立体と、前記第１および第２の電極組立体の間に挿入
   された被測定片のめつき被覆貫通孔の前記周縁部に対し
   前記第１および第２の電極組立体を導電関係に選択的に
   位置定めする手段とを備えたことを特徴とする電極装置
   。