SU1693363A1 - Eddy-current method of monitoring thickness of metal- plating material - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к неразрушающим методам контрол , и может быть использовано дл  контрол  толщины сло  металлизации в отверсти х, например в отверсти х Изобретение относитс  к измерительной технике, а именно к неразрушающим вихретоковым способам контрол  материалов вихретоковым методом, и может быть использовано дл  контрол  толщины сло  металлизации в отверсти х печатных плат. Цель изобретени  - повышение точности контрол  за счет уменьшени  вли ни  на результаты конгрол  смещени  преобразовател  относительно оси отверсти  вплоть до его. кра , а также наклоны оси преобразовател  в пределах 20° печатных плат. Цель изобретени  - повышение точности контрол  за счет уменьшени  вли ни  на результаты контрол  смещени  преобразовател  относительно оси отверсти , а также наклона оси преобразовател  достигаетс  благодар  тому, что в вйхре- токовом способе контрол  толщины материала металлизации отверстий заключающемс  в том, что воздействуют на материал сло  металлизации контролируемого отверсти  электромагнитным полем вихре- токового преобразовател , выполненного в виде цилиндрического сердечника с размещенными на нем обмотками и охватывающим обмотки разрезным кольцевым электропровод щим экраном, перед воздействием электромагнитным полем закрепл ют преобразователь на поверхности отверсти  с полным его перекрытием сердечником преобразовател , помещают изделие с преобразователем в ферромагнитную жидкость, магнитную проницаемость которой выбирают близкой к магнитной проницаемости сердечника  ре- образовател . 2 ил. На фиг.1 показана схема реализации вихретокового способа контрол  толщины материала металлизации отверстий, на фиг.2 - характер распределени  вихревых токов в материале металлизации Вихретоковый преобразователь (ВТП) выполнен в виде цилиндрического сердечника 1 с размещаемыми на нем обмоткой 2 возбуждени , измерительной обмоткой 3 и охватывающего сердечник кольцевого разрезного электропровод щего экрана 4. Обмотка 2 возбуждени  подключена к сл с о ю CJ W о со The invention relates to a measurement technique, namely to non-destructive testing methods, and can be used to control the thickness of the metallization layer in holes, for example, in holes. The invention relates to a measurement technique, namely to non-destructive eddy current testing methods of materials by the eddy current method, and can be used to control the thickness of the metallization layer in the holes of printed circuit boards. The purpose of the invention is to improve the control accuracy by reducing the effect on the congroll displacement of the transducer relative to the axis of the hole up to its effect. edges, as well as tilts of the transducer axis, are within 20 ° printed circuit boards. The purpose of the invention is to improve the control accuracy by reducing the effect on the control results of the displacement of the transducer relative to the axis of the hole, as well as tilting the axis of the transducer, due to controlled by the hole of the electromagnetic field of the eddy current transducer, made in the form of a cylindrical core with windings placed on it and coverage vayuschim winding split annular electrically conductive screen, before exposure to the electromagnetic field transmitter is fastened on the surface of its openings with complete overlap of the transducer core, the transducer is placed in the product with a ferromagnetic liquid permeability which is selected close to the magnetic permeability of the core-forming PE. 2 Il. Figure 1 shows the implementation of an eddy current method for controlling the thickness of the hole metallization material, figure 2 shows the distribution of eddy currents in the metallization material. covering the core of the annular split electrically conductive screen 4. The excitation winding 2 is connected to the following CJ W o co

Description

источнику 5 тока высокой частоты, к измерительной обмотке 3 подключен измерительный прибор б, например вольтметр (фиг.1),source 5 high frequency current, to the measuring winding 3 is connected to the measuring device b, for example a voltmeter (figure 1),

Преобразователь закреплен соосно контролируемому отверстию 7 с слоем металлизации 8 в изделии 9, с полным перекрытием отверсти  сердечником 1.The Converter is fixed coaxially controlled hole 7 with a layer of metallization 8 in the product 9, with full overlapping of the hole with the core 1.

Изделие 9 с закрепленным на нем преобразователем помещают в объеме 10 с ферромагнитной жидкостью 11, магнитна  проницаемость которой близка к магнитной проницаемости сердечника 1.Product 9 with a transducer fixed on it is placed in volume 10 with ferromagnetic fluid 11, the magnetic permeability of which is close to the magnetic permeability of core 1.

Способ осуществл ют следующим образом .The method is carried out as follows.

При контроле толщины материала металлизации закрепл ют ВТП на поверхности издели  9 соосно контролируемому металлизированному отверстию 7 со слоем 8 металлизации, например, печатной платой , подключают обмотку 2 возбуждени  к источнику 5 тока высокой частоты, а измерительную обмотку 3 подключают к входу измерительного прибора 6, размещают изделие 9 с ВТП в объеме 10с ферромагнитной жидкостью 11. Так как сердечник ВТП с жидкостью 11 в области отверсти  7 образуют общий магнитопровод из-за равенства их магнитной проницаемости, а обмотки охвачены разрезным электропроводным экраном 4, то магнитный поток проходит через сердечник 1 ВТП ферромагнитную жидкость 11 в объеме отверсти  7 и замыкаетс  через материал издели  9 и ферромагнитную жидкость 1, окружающую ВТП. В зависимости от толщины сло  8 металлизации про вл етс  в различной степени экранирующее действие вихревых токов, проход щих в металлизированном слое толщиной Л.When controlling the thickness of the metallization material, ECP is fixed on the surface of the product 9 to the coaxially controlled metallized hole 7 with the metallization layer 8, for example, a printed circuit board, connect the excitation winding 2 to the high frequency current source 5, and the measuring winding 3 is connected to the input of the measuring device 6, is placed a product 9 with a VTP in a volume of 10c with a ferromagnetic fluid 11. Since the core of the ECP with fluid 11 in the region of the aperture 7 forms a common magnetic conductor due to the equality of their magnetic permeability, and the windings cover us split conductive screen 4, the magnetic flux passes through core 1 ECP ferromagnetic fluid openings 11 in the screen 7 and is closed through the material of the article 9 and the ferromagnetic liquid 1 surrounding the ECP. Depending on the thickness of the metallization layer 8, the screening effect of eddy currents flowing in the metal layer with a thickness of L is shown to varying degrees.

По величине измеренного сигнала Увых. определ ют толщину материала металлизации , пользу сь, например, предварительно построенным тарировочным графиком зависимостиThe magnitude of the measured signal Uvyh. determine the thickness of the metallization material, using, for example, a previously constructed calibration chart

Увых. р (Л) . .Wow. p (L). .

Способ контрол  толщины материала металлизации отверстий позвол ет достичь высокой степени сцеплени  магнитного потока с материалом металлизации и его локализации в зоне контролируемого отверсти , так как магнитный поток проникает в ферромагнитную жидкость, окружающую ВТП на значительную глубину. Способ позвол ет избежать вли ни  на результаты контрол  воздушного зазора между преобразователем и металлизацией характерного дл  известных способов, использующихThe method of controlling the thickness of the material of the metallization of the holes allows a high degree of adhesion of the magnetic flux to the material of the metallization and its localization in the zone of the hole being monitored, since the magnetic flux penetrates into the ferromagnetic fluid surrounding the ECP to a considerable depth. The method allows to avoid affecting the results of controlling the air gap between the transducer and the metallization characteristic of known methods using

накладные ВТП, а также наклона их оси к поверхности металлизации за счет формировани  общей магнитной цепи сердечник ВТП - ферромагнитна  жидкость. Это обеспечивает высокую точность контрол  разработанным способом.overhead ECPs, as well as the inclination of their axis to the metallization surface due to the formation of a common magnetic circuit; the ECP core is a ferromagnetic fluid. This ensures high accuracy of control using the developed method.

В качестве ферромагнитной жидкости использована РезСм + , магнитна  проницаемость ft которой близка к магнитнойпроницаемости материалаResSm + was used as a ferromagnetic fluid, whose magnetic permeability ft is close to the magnetic permeability of the material.

сердечника fie и составл ет пор дка 22 ед. Дл  опробации способа используют металлизированный двусторонний гети- накс с выполненным отверстием диаметром 2,6 мм. Дл  имитации различной толщины металлизации на ее поверхность нанос т различной толщины слои электропроводной пасты. В качестве ферромагнитной жидкости используют растворcore is fie and is in the order of 22 units. To test the method, metallized two-sided heterinox with a 2.6 mm hole was made. To imitate various thicknesses of metallization, layers of conductive paste are applied to its surface of various thicknesses. As a ferromagnetic fluid using a solution

РезСм + 4НаО, полученный по известной технологии . Металлизированный гетинэкс в виде пластины толщиной 2 мм размещают в объеме с ферромагнитной жидкостью с полным погружением, затем над металлизированным отверстием устанавливают накладной преобразователь с ферритовым сердечником толщиной 3 мм и высотой 14 мм, преобразователь содержит обмотку возбуждени  с числом витков 350 и измерительную с числом витков 500, обмотку возбуждени  подключают к генератору переменного напр жени  ( в эксперименте используют напр жение частотой 60 кГц), с измерительной обмотки напр жение снимают на цифровой вольтметр после нанесени  каждого сло  электропроводной пасты. За счет последовательного наращивани  толщины металлизации с 100 до 146 мкм относительные изменени  напр жени  с измерительной обмотки соответственно составл ют 5,6, 6,4, 9,3, 12, 16, 23%.ResSm + 4NaO, obtained by known technology. Metallic getenex in the form of a plate with a thickness of 2 mm is placed in a volume with ferromagnetic liquid with full immersion, then a patch transducer with a ferrite core 3 mm thick and 14 mm high is installed above the metallized hole. The converter contains an excitation winding with 350 turns and a measuring winding with 500 turns The excitation winding is connected to an alternating voltage generator (in the experiment, a voltage of 60 kHz is used), the voltage is removed from the measuring winding oltmetr after application of each layer a conductive paste. By consistently increasing the metallization thickness from 100 to 146 µm, the relative voltage variations from the measuring winding are respectively 5.6, 6.4, 9.3, 12, 16, 23%.

Claims (1)

Формула изобретени  Вихретоковый способ контрол  толщины материала металлизации отверстий, заключающийс  в том, что воздействуют на материал сло  металлизации контролируемого отверсти  электромагнитным полем вихретокового преобразовател  и по величине выходного сигнала преобразовател  контролируют толщину материала, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности контрол , используют вихретоко- вый преобразователь, выполненный в видеDETAILED DESCRIPTION An eddy current method for controlling the thickness of the hole metallization material is that the material of the metallization layer of the controlled hole is affected by the electromagnetic field of the eddy current converter and the thickness of the output signal of the converter is controlled by the fact that, in order to improve the control accuracy, the eddy current is used. new converter made in the form of цилиндрического сердечника с размещенным на нем обмотками и охватывающим обмотки разрезным кольцевым электропровод щим экраном, перед воздействием электромагнитным полем закрепл ют пре8a cylindrical core with windings placed on it and a spiral annular electrically conductive screen covering the windings; before exposure to an electromagnetic field, fix Фиг. 2FIG. 2 Фиг.FIG.