JPS60130193A - プリント回路基板のメツキ速度監視装置 - 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］ この発明は、プリント回路基板の製造装置に関し、特に
その製造の間に、メッキ速度を連続的に監視するための
装置に関するものである。

［従来技術］ 化学的沈澱によるプリント回路基板製造の分野では、金
属メッキの速度を連続的に厳密な方法で算定するための
手段は知られていない。メッキ槽の反応動作を制御する
ために現在用いられているふつうの技術は、重量測定を
用いた方法であり、そこでは導体の厚さの増加が、監視
用金属片の重量増大分によって計算される。化学的処理
におけるメッキ速度は比較的低い。典型的な場合、その
速度は、１時間で１μｍから５μｍ程度である。その結
果として、メ・ツキの重量は緩やかに増大し、その測定
は比較的長い時間、すなわち約１時間が経過する毎に行
なわざるを得ない。重量測定を行うためには、監視用金
属片をそのたび毎にメッキ溶液の中から取り出さなくて
はならないことが明らかである。この従来技術のメッキ
速度測定方法は、さまざまな欠点を被ってしまう。第一
の欠点は、かなり長い期間が経過してからメッキ速度を
測定しなくてはならないため、測定を連続的に行うこと
ができない、という事実にある。

第二の欠点は、上記従来技術の方法では、その精密さに
限度がある、ということである。きわめて小さな重量の
変化分を測定しなければならないので、監視用金属片は
、測定ミスを防止すべく各測定のあと慎重にすすぎかつ
乾燥させる必要がある。典型的には、各測定には、監視
用金属片の数パーセントの重量増加しか関与しない。さ
らに一つの欠点は、この従来技術の手段が多くの誤動作
をひき起こしやすい、ということである。

たとえ同様な幾つかの基板上においても、視覚によって
は検知不可能な酸化膜の形成によって化学メッキの開始
が遅れてしまうことがある。さらに、間欠的に監視用金
属片をメッキ槽からひき上げる必要性によって、測定に
は不確定要素がっけノ月目〕ることになる。

１９６１年４月４日に発行された、ブローシュタインの
米国特許第１９７８３４６号では、薄膜抵抗体の製造の
間の抵抗性物質の沈澱を制御する際に、ホイートス１へ
ンブリッジ回路を用いることの有用性が認識されている
。この先行技術においては、ホビー１−ストンブリッジ
回路から薄膜体へ掛は渡した一対のワイヤによって、そ
のブリッジ回路における抵抗性被膜の接続が行なわれ、
」ニ記薄膜体上に抵抗性被膜が沈澱することになる。抵
抗性被膜が増加するにつれて、ブリッジ回路は平衡条件
に近づき、理論的には、平衡が達成されたときに制御回
路がそれ以上被膜の沈澱を行うことを停止し、これによ
り予め選択した抵抗値の被膜が残される。この方法の欠
点は、サンプル抵抗の測定誤差を生じさせてしまうよう
な、ある有限な抵抗値を接続導線が持つことの結果とし
てあられれてくる。従って、導線の抵抗誤差の効果が無
視できるほどに小さいような、中程度から高抵抗の抵抗
値をもつ薄膜抵抗体の製造においては、この　゛誤差は
容認出来るのであるが、抵抗値が１オームないしはそれ
以下であるような導体のメッキ速度の測定においては、
そのような誤差は容認し難いものである。

ブローシュタインが採用した手段は、メッキ槽の温度変
化の結果として生じる抵抗値の変化に対し・て自動的に
補償するための用意を欠いていることから、メッキ槽で
の処理には不適当であろう。

この温度変化によって、あたかもメッキを行いつつある
試料」二で沈澱物質の増加があったかのように、ブリッ
ジ回路の平衡に影響を与えるのと等しい効果をもつ抵抗
値の変化がひき起こされてしまうのである。

［発明が解決しようとする問題点］ 従って、本発明は、電気抵抗の小さい物質のメッキ速度
を監視できるようにした装置を提供しようとするもので
ある。さらに本発明は、メッキ槽の温度変化に対して補
償し、そのような温度変化に拘らず常に正確なメッキ速
度を検知することのできる装置を提供しようとするもの
である。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、プリン（−回路基板上における、導電体等の
物質のメッキ速度を正確に測定するための装置に関連す
るものである６ 本発明においては１個別に設けられた、監視用プリント
回路基板上の抵抗片が、メッキ媒質を含む溶媒中に浸さ
れている。その監視用抵抗片は、第一の腕としてホイー
トストンブリッジ回路に組み込まれる。監視用プリント
回路基板上に同様に設けられた第二の抵抗片が第二の腕
としてホイートストンブリッジ回路に組み込まれる。こ
の第二の抵抗片は、メッキ処理の間にメッキ処理を受け
ることなく基準抵抗として動作するように、抵抗体で表
面処理されている。これら二つの抵抗はメッキ槽の中に
浸されたままであるので、温度変化に対する補償が自動
的に達成される。ブリッジ回路の第三の腕は固定抵抗で
構成し、第四の腕はコンピュータ制御される可変抵抗器
で構成する。

ブリッジ回路が平衡に達するたび毎に、」ニ記可変抵抗
はある予定の値だけ増加し、よってブリッジ回路の平衡
がくつがえされる。監視用抵抗片がメッキされてゆくに
つれ、その抵抗片の抵抗値が変化してそれによりブリッ
ジ回路は再び平衡に達し、この平衡を達するための時間
間隔に対する監視用抵抗片の厚さの算定された変化分が
、メッキ速度を決定する。

従来技術の重重測定手段とは異なり、プリン１へ回路波
板は、重量を測定するためにメッキ槽からひき上げる必
要がない。さらに、本発明はブリッジ回路が平衡に達す
るまでの間、すなわち典型的には１分以内という比較的
短い時間の測定を可能とするものであり、従来の重量測
定手段で必要であった長い測定時間を回避できや。本発
明のこれらの特徴は、重量測定手段で可能であった測定
精度よりはるかに高い測定精度を達成する。またさらに
、本発明は上記で議論したブローシュタインの特許によ
っては得ることのできない成果を達成する。以下で説明
するが、この発明の改良によって、測定誤差の原因とな
る導線の抵抗を実質的にほとんど無視してしまうような
きわめて新規なタイプの導線の形状が提示される。その
上、メッキを受ける監視用抵抗と抵抗で処理された導電
片とはともにメッキ槽に浸されているので、メッキ槽の
温度変化に等しく影響を受ける。その結果、自動温度補
償作用が生じ、これによって温度変化に基づく抵抗値の
変化にも拘らず、ホイートストンブリッジ回路によって
、導電体のメッキの結果生じた実際の抵抗値を測定する
ことが可能となる。

この性能はきわめて重要である。というのは銅線におい
ては、１００分の１度の温度変化ですら１００秒間の銅
メッキによる抵抗値の変化の二倍もの抵抗値変化を与え
るからである。

さらに、ブリッジ回路とそれに含まれた各手段とを作動
させるには交流電流が用いられ、もって位相除去を実現
し、これによって制御システムに侵入したノイズによる
誤動作を防止する。

結論として、本発明は従来技術に対して顕著な改良をな
すものであり、温度変化に対して適正な補償を行うとと
もにホイートストンブリッジ回路の抵抗部品間を接続す
る導線の有限な抵抗値によってひきおこされる誤動作を
防止することにより、メッキされる導体の、変動する抵
抗値を正確に４１１定するための新規な装置を提供する
。

コンピュータ制御の可変抵抗によって、ホイートストン
ブリッジ回路の迅速な平ｔＩＮ調節が可能となり、よっ
てメッキ速度の連続的な監視を達成することができる。

［実施例］ 本発明は、１分以内という短い時間内にメッキ速度の連
続的測定を達成するための装置を提示する。

第１図を参照すると、発振器１Ｏがインピーダンス整合
変換器の一次巻線側に接続されている。

インピーダンス整合変換器の二次巻線は、出力端子］６
．１８によってホイートストンブリッジ回路２４の入力
端子２Ｏ１２２に接続されている。

典型的な場合、発振器１０は実効値１．ＯＶで周波数２
００１１ｚの信号を発生できるようになっている。ブリ
ッジ回路は、メッキ溶液中に配置した抵抗Ｒｍとしての
メッキ監視手段を備えている。このように、メッキ監視
手段は、参照番号２６で示した化学メッキ槽に浸される
。そのメッキ槽には、プリン１〜回路基板やその他の化
学メッキを受ける物が収容される。尚、ここで強調して
おかねばならないのは、以下の発明の記述は化学メッキ
に関連して説明されているけれども、この発明は電気メ
ッキや真空蒸着その他のメッキ処理にも等しく応用性を
備°えているという、点である。第二の抵抗Ｒｒもメッ
キ槽２６に浸されており、結点２８で抵抗Ｒｍと接続さ
れている。抵抗Ｒｒの外側の端子はブリッジ回路の入力
端子２０と接続し、一方、抵抗Ｒｍの外側の端子はブリ
ッジ回路の入力端子２２と接続し、これら二つの抵抗は
ブリッジ回路の二つの枝をなす。抵抗ＲｒとＲｍとは、
抵抗値の温度係数−おいて一致しているので、メッキ槽
の温度変化によって抵抗値が変化した場合に、自動的に
温度補償が実現される。これは、ブリッジ回路の平衡点
を定めるのが二つの抵抗値Ｒｒ、Ｒｍの比である、とい
う事実に基づいている。固定抵抗Ｒｆと可変抵抗Ｒｖと
はブリッジ回路の残りの二つの腕をなすが、これらはメ
ッキ槽２６　＋ｌ：＋には配置されない。これら二つの
抵抗は共通の結点３４をもち、抵抗Ｒｖの外側の端子は
ブリッジ回路の入力端子２Ｏに接続し、抵抗Ｒｆの外側
の端子はブリッジ回路の入力端子２２と並列に接続する
。抵抗Ｒｆの抵抗値を、監視用抵抗Ｒｍ及び基準用抵抗
Ｒｒに接続した導線３０．３２の抵抗値よりも十分大き
く選択することにより、ブリッジ回路の平衡に対する導
線抵抗の効果は低減される。周知のロックインアンプ４
０は、その入力端子３６．３８をそれぞれブリッジ回路
の結点３４．２８に接続し、こうしてブリッジ回路２４
内の回路接続が完了する。ブリッジ回路の平衡に対する
導線抵抗の影響を無視できる程に小さくすることを保証
するためには、第１図のように結線することが重要であ
る。こ」しは、メッキ槽２６に５本の導線が連なるよう
な第１図９形状によって、導線のインピーダンスを、抵
抗Ｒｒ及びＲｍよりもむしろ、より高い抵抗値をもつ抵
抗Ｒｆ及びＲｖとの直列配列によってそれらの高い抵抗
値に包含してしまうことが保証される、という事実に基
づくものである。

ブリッジ回路の動作中には、発振器１０からの駆動信号
に対して位相ロック制御されるロックインアンプによっ
てブリッジ回路の非平衡状態が検知される。この回路は
、すぐれたノイズ除去作用をもち、従ってブリッジ回路
を、電気的ノイズの゛多い環境のもとでも動作可能とす
る。さらにまた。

ブリッジ回路駆動用電流の周波数は、抵抗Ｒｍに発生す
る電圧降下によって電気化学的効果が生じない程度の高
さに設定してもよい。この点につき、抵抗Ｒｍに生じる
電圧降下は、実効値数ｍＶに抑えるべきことに注意しな
ければならない。

第１図の回路について見ると、Ｒｖの抵抗値は、ブリッ
ジ回路が平衡状態にある限り、Ｒｍの抵抗値の逆数に比
例する。Ｒｍの抵抗値とメッキした金属の厚さとの関係
は、抵抗Ｒｍの形状に依存する。後述する第６図に示す
本発明の好適な実施例においては、抵抗Ｒｒｎはある一
定の幅と長さをもつ長方形状の簡単な導電素子である。

メッキが進行するにつれて抵抗Ｒｍの厚さが増加し、Ｒ
ｍの抵抗値はその厚さに逆比例する。ブリッジ回路の平
衡状態におけるＲｖの抵抗値の変化量は、抵抗Ｒｍの厚
さに正比例する。こうして、ブリッジ回路のいくつかの
平衡点間でＲｖの抵抗値の変化率を測定することにより
、メッキ速度を決定することができる。その比例定数は
、メッキ処理に先立つて抵抗値Ｒｆ、Ｒｖ、Ｒｒから算
出してもよいし、試行処理の間に、併せて同時に重量測
定を行うことによってもｍη１に測定することができる
。

」−記の形状が簡単な長方形でない場合は、メッキの厚
さはもつと複雑になる。しかし、一端その比例定数が決
定されてしまえば、Ｒｖの抵抗値の測定によってメッキ
速度を導くことができる。ブリッジ回路の平衡は、１０
進抵抗器を手動調節することにより維持してもよい。し
かし、デジタル抵抗器を制御するマイクロプロセッサを
使用することにより、作業者の注意量を著しく低減する
ことができる。

第２図は、Ｒｖをデジタル抵抗器の形状で示したもので
ある。同図において、マイクロプロセッサ４６は複数の
出力ビットを備えたポートを有している。例えば、図で
はＯ−７の８ビツトが示されている。この回路では、マ
イクロプロセッサ４６は直列のリレーを備えており、各
々のリレーは、所望の総和抵抗量を与えるように、一連
の二分岐抵抗の接片を開閉する。例えば、Ｒｖの抵抗値
をＲｏに等しくなるように設定したいときは、マイクロ
プロセッサ４６はビン１−０の出力ポートライン４８を
ハイレベルにセットし、これにより結合抵抗５０を介し
てＮＰＮ　トランジスタ５２に入力信号が送られる。単
極双方向接点リレーコイル５６の一方の端子は、導線５
４を介して１〜ランジスタ５２のコレクタに接続する。

コイル５６のもう一方の端子はスパイク保護ダイオード
６２のカソードに直列に接続し、ダイオード６２のもう
一方の端子はトランジスタ５２のコレクタに接続する。

トランジスタ５２はビット０の出カポ−１へライン４８
に沿ってあられれた信号を増幅し、それによりコイル５
６が励磁される。その励磁によってリレーの可動子６４
が通常の短絡接点６６から、抵抗端子７Ｏとの間に直列
抵抗Ｒ０を介在せしめる接点６８へ切り換えられる。も
しピッ１−０の出カポ−１へラインが、ハイレベルにセ
ラ１−された唯一のラインであるなら、残りの単極双方
向接点リレーの可動子は短絡側の位置に留ったままであ
り、よって一連の抵抗（Ｒｖ）の総和抵抗値はＲｏであ
る。一連の抵抗は二進的に動作するのが望ましいので、
各段階の抵抗Ｒ８−Ｒ７において、それぞれの抵抗は、
一つ前の段階の抵抗値の二倍の値をもつようにしである
。こうして、例えば、もしＲ，の抵抗値が２５０オーム
に等しいなら、Ｒ５の抵抗値は１６０００オームに等し
く、Ｒ７の抵抗値は３２０００オームに等しい。

さて、メッキ速度の自動測定について説明しよう。プリ
ン１〜回路基板あるいは、メッキすべきその他の月料（
図示しない）が監視用抵抗Ｒｍ、Ｒｒ・と並べて、メッ
キ槽またはメッキ溶媒中に挿入される。先ず、Ｒｖの抵
抗値はブリッジ回路を確実に非平衡な状態にするのに十
分な値まで増加させる。

ロックインアンプ４０の出力をアナログ／デジタル変換
器４４に接続し、そのアナログ／デジタル変換器４４の
出力によりマイクロプロセッサ４６の人力にブリッジ回
路の出力電圧の正確な測定値を供給することによって上
記の非平衡状態が検知される。このことは、第３図に番
号７２で図≠的に示されている。典型的なスタート手続
においては、第２図に示したマイクロプロセッサ４６の
出力ポートは、ビット３とビット５とがハイレベルとな
るようにセットされる。これにより、Ｒｖを形成する一
連の抵抗のうちＲ９とＲ１のみが、■くＶの抵抗値にあ
られれてくることになる。例えば、Ｒ６の抵抗値が８０
００オームでＲ３の抵抗値が２０００オームである場合
、初期状態の抵抗値の総和Ｒｖは１００００オームとな
る。抵抗Ｒｍのメッキが進行するにつれて、その抵抗値
は減少し、アナログ／デジタル変換器４４によって検知
されるブリッジ回路の出力はほぼ直線状の傾斜関数に従
って零に近づく。このことが起こる時間は第３図の時間
軸に沿ってあられした初期期間″Δ″によって決定され
る。その期間１０　Ａ　＋＋は、第４図の真理値表に示
したマイクロプロセッサ出カポ−１−の期間４ｇ　Ａ　
ＩＩの２進表示に対応している。期間ＩＩ　Ａｌ１の終
了時点でブリッジ回路の平衡が達成されると、それはア
ナログ／デジタル変換器によって検知され、マイクロプ
ロセッサ４４がこの状態を認識して、第４図に示すよう
に出力ポートの最下位のビットを［１」だけ増加させ、
ることにより新たな信号を発生する。こうして、Ｒｖの
抵抗値が増加し、期間ＬＬ　Ｂ　ＩＴが開始される。期
間Ｊｌ　Ｂ　ＩＴの間は、抵抗Ｒ１が抵抗Ｒ６、Ｒ８に
つけ加えられ。

Ｒｖの抵抗値の総和は１０２’５０オームとなる。

この結果、第３図に示すように、ブリッジ回路の出力は
八■８だけ階段状に増加する。期間ＩＩ　Ｂ　ＩＴでブ
リッジ回路の出力は、抵抗Ｒｍのメッキ厚の増大により
期間ＩＩ　Ｒ３ＩＴの終点でブリッジ回路が再び’Ｆ　
ｔＨするまで、傾斜関数に従って下がり続ける。

この新たな平衡点では、抵抗Ｒｍ上に次式で示されるよ
うなメッキ厚の変化が生じている＝ＷｍＲｒ　Ｒｆ ただし、この式でρｒｎは抵抗Ｒｍの抵抗率、ＬＩＩ＋
は長方形抵抗Ｒｍの長さ、Ｗｍは長方形抵抗Ｒｍの幅、
ｒ２５０ＪはＲｖの抵抗値の増加分、Ｒｆは、例えば抵
抗値１．　ＯＯ００オームの固定抵抗である。

さて、第４図に戻ると、ブリッジ回路の出力が平衡に達
するたび毎に、Ｒｖの抵抗値が２進的に増加することが
見て取れよう。メッキ厚変化に対する上述の数式はどの
期間にも常にあてはまる。

この数式中のすべてのパラメータは常に一定に留まるが
、ただし平衡に達するまでの時間は変化する。マイクロ
プロセッサ４４は、継起するブリッジ回路の平衡までの
期間を容易に測定し、その値が予定の値の幅からはみ出
てしまうときは、適当な周知の警報装置（図示しない）
を用いて、修正操作が必要であることを報知してもよい
。期間ＬＬ　Ｂ　ＩＴの終点に到達すると、抵抗Ｒｖは
第４図で示した新たな２進状態へと歩進され、こうして
例えば、Ｒｖの抵抗値が再び２５０オームだけ増加する
ところの期間１１　Ｃ＃が開始される。期間″Ｃ°″の
終点では、抵抗Ｒｍ上のメッキ厚は期間１１　Ｂ　１１
で増加したのと同し分量だけ増加するが、この増加に要
した期間ＬＬ　ＣＩＴの長さは、期間１１　Ｂ　ＩＴの
それとは等しくない。このように、メッキ速度は、各期
間に亘って変動するものとふつう考えられている。

本発明においては、第３図に示したいくつかの期間毎の
一つの期間内に、ブリッジ回路の出力を複数回４１す定
してみることにより最大の精度が得られる。周知の確率
及び数理統Ｈ１技術を用いることにより、第３図に参照
番号７４で示したように、ブリッジ回路の一つの出力期
間で選んだいくつかのデータポイン１−の正確な直線近
似を決定することができる。近似的な［ランニングフィ
ツト」法を実行することにより、時間間隔ΔＶＲ１ΔＶ
Ｃなどの間のブリッジ回路の正確なジャンプ値を得るこ
とができる。各傾斜関数の先端あるいは増大ステップは
、ブリッジ回路の周波数応答性のために実際には丸めら
れているので、上記のジャンプ値を実際に測定すること
は難しい。各期間における複数点の測定に依存する［ラ
ンニングフィツト」技術を用いることによって、その期
間に偶然生じた見かけ上の測定効果を極小化するがゆえ
に、より高い精度が保証される。ｒランニングフィツト
」直線近似法を用いることは熟練した当業者には自明の
ことであり、それはニューヨークのハーバ−・アンド・
ブラザーズ社１９６２年刊、Ｗ、バーンバウム著ｒＩＮ
ＴＲＯＤＵｃＴＩＯＮ　Ｔｏ　ＰＲＯＢＡＢＩＬＩＴＹ
　ＡＮＤ　ＭＡＴＨ’ＥＭＡＴＩＣＡＬ　５ＴＡＴＩＳ
ＴＩＣ８Ｊで開示された周知の確率及び数理統計理論に
従うものである。

第５図は、上述したシステムの簡易化した動作フローチ
ャートである。フローチャートのさまざまなステップは
マイクロプロセッサ４６によって実行される。最初のス
テップ７６の間に、以下のステップの実行に先立って予
定の時間が経過する。

典型的には、その経過時間は１秒である。この時間の経
過後、アナログ／デジタル変換器４４（第１図）がステ
ップ７８でブリッジ回路の出力電圧を測定し、この測定
値は、上記で議論した直線近似を実行するためのステッ
プ８Ｏで、続開的総和処理を行うために加算される。

フローチャートの全ステップの実行は１秒以内で終了し
てしまうのでブリッジ回路の出力は１分間に６０回は測
定されるものと予想される。このようにして、第３図に
プロン１へされたブリッジ回路の出力電圧は各期間で６
０回測定することができる。この典型的な１分間が経過
すると、ブリッジ回路の出力電圧と、経過時間と、その
出力電圧と経過時間との積との各々について個別に加算
処理がなされる。これらの加算値は、第３図に示した期
間ＬＬ　Ａ　ｌｌ、１１　Ｂ　ＩＩ、ＩＩ　Ｃ＋＋にお
ける各傾斜関数に対して、その傾斜とＹ軸との交点（Δ
ＶＢ、ΔＶｏなど）をもとめるために、前にのべた統計
的技術の中で用いられる。フローチャートのこの時点で
は、ステップ８２でブリッジ回路の電圧を、ある所定の
最小回数だけ測定したか否かが判断される。典型的には
、この最小回数は１０回である。

この判断によって、わずか数回の誤った測定に基づく誤
差の大きい「ランニングフィツトＪが防止される。最小
回数の測定がまだ終了していない場合、プログラムは最
初のカウントステップ７６に戻る。最小回数の４１１定
か終了していたなら、ブリッジ回路の平衡状態が実現（
ステップ８４）している否かを判断するためにブリッジ
回路の出力電圧が測定される。尚、その平衡の判断は、
アナログ／デジタル変換器４４が零以下の値を測定した
場合になされる。平衡にあるとの判断がなされない場合
、ブリッジ回路のさらに−っの測定データを収集するた
めにプログラムはカウントステップ７６へ戻る。ステッ
プ８４で、ブリッジ回路が平衡に達したことが判断され
たなら、第２−４図に関連して前に述べたように抵抗Ｒ
ｖの抵抗値を増加するステップ８６が実行される。この
ステップ８６が最初に実行されるときは、最初に監視さ
れた期間１／　Ａ　Ｔｒが終了し、最下位ビットの抵抗
Ｒ９（第２図）が、第４図の真理値表で示したように、
２進「０」から２進［１」に切り換えられる。第３図の
傾斜関数は、時間間隔ＬＬ　Ａ　ＩＩ、ＩＩ　Ｂ　＋＋
に対して見たときに、次のような直線の方程式であられ
される： ｙ＝ｍｘ＋ｂ、 ここで、ｍは直線の傾きであり、ｂは各対応期間の開始
時点でのＹ軸の移動切片である。ステップ８８では、こ
の傾きｍとＹ軸切片すの値が、上記期間に収集したデー
タから、［ランニングフイツｌ−Ｊに基づいて算出され
る。その傾きとＹ軸切片とから、ステップ９Ｏで時間軸
切片（ブリッジ回路平衡）が算出される。既に述べたよ
うに、わめて低電圧のレベルにおけるノイズやまがいの
信号によって零点の誤検知を生じる惧れがあるのに対し
、Ｆランニングフィツト」で計算した零点は一つの期間
内で収集した多くのデータをもとにして予測したもので
ある、という事実にある。

第４図を見ると、期間ＩＩ　Ｂ　＋＋、１〕”及び″偶
数に対応する他の期間においては、マイクロプロセッサ
４６の出カポ−１・の最下位ビットは２進の「０」から
２進の「１」へ移りかわるが、他の２進ピッ１−の位置
は変化していないことが分かる。

このように、奇数の期間から偶数の期間への移行に際し
ては、予測可能な一定の抵抗値（Ｒｏ）が加算される。

しかし、偶数から奇数への移行に際しては（例えば期間
１１Ｂ”から“ｃ”）、一連の抵抗Ｒｖのうち二つ以上
の抵抗が切り換えられることを第４図は示し、このこと
は累加的な誤動作が生じるかもしれない。もしきわめて
高精度の抵抗を使用していないのなら、抵抗Ｒ８−Ｒ７
の抵抗値にバラツキが存在するからである。Ｒｖをきわ
めて高精度の抵抗で構成することによって過度にコスト
がかさむことを避けるために、偶数期間で行なわれる測
定に重点が置かれるが、これについては以下で説明しよ
う。

ステップ９２では、Ｒｖの最下位ピッ１〜（Ｒ，）が切
り換えられるときの状態が注目される。第４図の真理値
表を参照すると、既に説明したように、このステップ９
２は偶数期間で実行される。もし、ステップ９２での応
答がｒｙｅｓＪであれば、今完了したばかりの期間での
Ｒｖの変化がＲ６に等しいということが知れ、かくして
この変化分の関数としてステップ９６でメッキ速度が算
出される。

ステップ９２での応答がｒ　Ｎ　ｏ　Ｊの場合、システ
ムは偶数から奇数の期間への移行状態にある。この期間
の測定精度を高めるために、本発明では、ΔＲｖという
値を算出してこれを利用する。これは第５図のフローチ
ャー１〜のステップ９４で示されている。要約すると、
ステップ９４ではΔＲｖの、１１算値は次の式であられ
される：ΔＲｖ＝ＲｏＸ− ｂ　ｐ。

ここで、ＲＩＩはＲｖの最下位ピッ１−の抵抗値であり
、ΔＲｖは現在完了したばかりの奇数期間の開始時点で
Ｒｖに生じた変化分である。ｂはその開始時点で生じた
Ｙ軸の切片であり、ｂｐはその萌の偶数期間でのＹ軸の
切片である。例えば、第：３図を参照すると、期間ＩＩ
　ＣＨ′の終了時点では、ΔＲｖはＩ２ｏにＹ輔切ノ１
９７を掛けてその前のＹ軸す片９９で割った値に等しく
なるように算出される。

時間の関数としてのメッキ速度の値は、ステップ９８で
マイクロプロセツサ４６に記憶される。

さらに、新たに算出された各々のメッキ速度の値はマイ
クロプロセッサ４６に記憶しである限界値と比較して、
ステップ１００で示すように、算出した値が予定の幅よ
りも外にあるなら、視覚または音声信号により作業者に
報知してもよい。その値が予定の幅内にあれば、このフ
ローチャー１へのルーチンは、初期カウントステップ７
６に戻り。

次の期間のメッキ速度の算出が可能となる。

第６図は、第１図に関連して既に述べた抵抗Ｒｒ、Ｒｍ
を製造するための好適な実施例をあられしている。第６
図において、プリント回路基板１０２は、はぼ長方形状
の板１０３を備えている。

その長方形状の側方絶縁部１０４．１０６は、中央に配
置した絶縁片１１４とは離隔しかつ平行して配置されて
いる。予定の抵抗値をもつほぼＵ字連続形状の導電体が
プリン１−回路１０２を構成し、そのプリント回路１０
２は、湾曲部１１１によって連結された腕１０８，１１
０をもつ。この連続形状の導電体は周知の技術を用いて
、基板１Ｏ３上でエツチングにより形成してもよい。抵
抗Ｒｒは、メッキ槽２６（第１図）に浸されたときメッ
キ作用を受けないような適当な抵抗材料で、導電体の腕
１１０を被覆したものから成る。もう一方の導電体の腕
１０８は、ブリッジ回路に対して抵抗Ｒｒと等しい抵抗
値をもつ東うに、抵抗Ｒｒと寸法を同じくした抵抗Ｒｒ
ｒ、で構成する。メッキ槽２６に温度変化が生じると、
ブリッジ回路には自動温度補償作用がはたらく。という
のは、ブリッジ回路の平衡点は二つの抵抗Ｒｒ、Ｒｒｎ
の抵抗値の比に依存するからである。導電体の腕１０８
．１１、０は接続点２０．２２及び２８において導電体
１０２に対する５本の導線を接続できるように、導電体
の腕」０８．１．１０には十分な表面積を与える。

第７図は、第５図のステップ９８で収集記憶した値によ
って得たメッキ速度の値を時間の関数としてブロン１〜
したものである。

典型的には一時間間隔の中点で計算した重量測定による
結果を黒丸印で第７図にブロンｊ〜した。

同図にＡＥいて、本発明の装置によるメッキ速度の測定
結果と重量測定のそれとの間に正確な対比が存在するこ
とが見て取れよう。

第８図は、第７図に示したプロットの拡大図であり、そ
こでは約１時間に亘るプロットの状態か示されている。

プロットした線に沿ってあられされた各点は、典型的に
は毎分約６０回実行されるステップ９６（第５図）が実
行されるたび毎に算出されるメッキ速度を指示している
。

第７．８図の結果を見て分かるように、本願のメッキ速
度監視システムの測定結果は、従来の重量測定方法によ
って得た結果にきわめてよく一致している。しかしなが
ら、本発明によれば、作業者は、典型的には１分毎とい
うきわめて頻繁なメッキプロセスの監視を実際に行うこ
とができ、よって、迅速かつ連続的な測定を行うことが
できる、という明瞭なる利点を得るのである。

さらに１本発明のメッキ速度監視装置は、メッキのさま
ざまなパラメータの変動がメッキ速度に及ぼす影響を連
続的に検知することを可１ｍとするがゆえに、大いなる
長所を有しているということが熟練した凸業者にとって
明白であろうと思われる。これらのパラメータは一般的
に、温度、反応物集中度、水素イオン濃度指数等を含ん
でいる。

ここで再び強調しておかねばならないのは、本発明の詳
細な説明のためにここで述べたに過ぎない化学メッキ槽
に決して限定されるのではない、ということである。前
述した抵抗値測定に使用するロックインアンプの交流信
号は、電気メッキを行うのに使用する直流信号に重ね合
わせることができるのであって、そ９ゆえに本発明の装
置は電気メッキにも使用できる。尚、本願の発明は、好
適な実施例を参照して説明してきたが、その実施形態及
び細部についての」ニ述ないしはそれ以外の変更を、本
発明の思想と範囲を逸脱することなく行いうろことは熟
練した当業者の理解の及ぶところであろう。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、銅等の電気抵抗の
小さい物質のメッキ速度を、連続的に測定することがで
きる３、さらに、本発明によれば。

メッキ槽の温度変化に拘らず、常に正確なメッキ速度を
８１１１定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明で使用するブリッジ回路の回路図、第
２図は、第１図のブリッジ回路で可変抵抗を構成する一
連の２進抵抗器の概要図、第３図は、メッキ処理の間に
本発明の装置で検知したブリッジ回路の出力をブロワ１
−シたグラフ、第４図は、監視するメッキ処理のそれぞ
れの期間での、第２図の抵抗の可変抵抗状態を示す真理
値表、第５図は、本発明の動作ステップを記述する簡易
化したフローチャート、第６図は、本発明のブリッジ回
路の腕に接続した基準用抵抗及び監視用抵抗を備えたプ
リン１−回路基板の概要図、第７図は、本発明の装置に
よる監視の間に時間の関数としてメッキ速度をプロット
した図、第８図は、第７図の部分拡大図である。 ２６・・・・メッキ槽、Ｒｍ・・・・第一の抵抗、Ｒｒ
・・・・第二の抵抗、Ｒｖ・・・・可変抵抗、Ｒｆ’・
・固定抵抗、１Ｏ５」２．１４．１６．１８・・・電源
手段、３８・・・・第一の出力端子、３６・・・・第二
の出力端子、４０・・・・第一の測定手段、４６・・・
・調節手段、第二の測定手段（マイクロプロセラ勺°）
。 出願人　インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・
コーポレーション 代理人　弁理士　岡　１）　吹　生 （外１名）

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）メッキすべき物質を解かした溶媒を収容したメッ
   キ槽を有し、このメッキ槽の中にプリント回路基板を浸
   すことにより、そのプリンｌ−回路基板の表面にメッキ
   を施すための装置において、メッキ溶媒中に浸され、そ
   の表面をメッキ可能な材料で構成した第一の抵抗と、 メッキ溶媒中に浸され、第一の抵抗とほぼ等しい抵抗値
   とほぼ等しい抵抗値の温度変化係数をもつ材料で構成し
   その一端を第一の抵抗に接続した第二の抵抗と、 メッキすべき媒質がその表面に沈澱することを防止する
   ために第二の抵抗に付着したメッキ防止手段と、 メッキ溶媒の外に配置した可変抵抗と、メッキ溶媒の外
   に配置しその一端を可変抵抗に接続した固定抵抗と、 第一の抵抗と第二の抵抗の外側の端子間、及び可変抵抗
   と固定抵抗の外側の端子間に電圧を加えるための電源手
   段と、 第一の抵抗と第二の抵抗の間の結点に接続した第一の出
   力端子と、 可変抵抗と固定抵抗の間の結点に接続した第二の出力端
   子と、 第−及び第二の出力端子の間に接続し、両端子間の電圧
   が所定の値より小さいか否かを測定するだめの第一の測
   定手段と、 可変抵抗の抵抗値を変化させるための調節手段と、可変
   抵抗の抵抗値を変化させた後筒−及び第二の出力端子の
   間の電圧が所定の値より小さくなるまでの時間を測定す
   るための第二の？Ｉｔ！Ｉ定手段、とからなるプリント
   回路基板のメッキ速度監視装置。
2. （２）上記調節手段の調節動作、第一と第二の測定手段
   の測定動作、及び第一と第二の測定手段の測定結果から
   メッキ速度を算出すること、の一連の動作を予め組み込
   まれたプログラムに基づき電子制御手段により自動的に
   制御するようにした特許請求の範囲第（１）項のプリン
   １へ回路基板のメッキ速度監視装置。
3. （３）　Ｊｚ記第−及び第二の抵抗はプリント回路基板
   上に貼りつけられた二本の腕をもつほぼＵ字状の導電体
   平板から成り、二本の腕のうち一方の腕の表面にはメッ
   キを防止するための被覆処理が施されてなる特許請求の
   範囲第（１）項のプリント回路基板のメッキ速度監視装
   置。
4. （４）上記可変抵抗はデジタル信号によってその抵抗値
   を調節可能とした複数の連結した抵抗により構成してな
   る特許請求の範囲第（２）項のプリント回路Ｊル板のメ
   ッキ速度監視装置。