[发明专利]一种孔面铜一体化测厚装置及五端子测微电阻的测厚方法

说明书

本发明涉及金属测厚技术领域,公开了一种孔面铜一体化测厚装置及五端子测微电阻的测厚方法。测厚装置主要包括两个上下对称设置的夹具，夹具还包括两个气缸、安装气缸的安装板、保护平板和五端子测厚探头。测厚方法是将两个夹具的五端子测厚探头移动到测量位置，五端子测厚探头上的四个探针测量上下两面铜层的厚度，孔壁铜厚测量组件上下组合测量孔壁铜层的电压，进而计算电阻。根据孔壁铜层的直径、高度、电阻以及上下两面铜层厚度计算孔壁铜层的厚度。本发明在一种装置中可同时测量两种孔铜参数，简化了测量过程。

技术领域

本发明涉及金属测厚技术领域，具体涉及一种孔面铜一体化测厚装置及五端子测微电阻的测厚方法

背景技术

随着电子技术的发展，电路板的应用越来越广泛，而电路板在制造时表面铜层及孔壁铜层的厚度会直接影响高频高速电路板的信号完整性，影响诸如信噪比，视频传输速率。目前只实现在线测量表面铜层厚度，孔壁铜层厚度依然采用人工测量方法。原理不同，探头不能共用，必须分开测量，这不仅影响产能，而且仪器摆放需要的空间大，受场地限制。

目前金属层测厚仪的原理大多是微电阻四探针法，具体的测量方法已在专利号为CN109556504A的专利文件中公开。这种方法和精密仪器原来用于实验室环境，四端子法没有抗干扰功能，而生产环境有大量强电干扰，自动在线仪器的机器人手臂上的橡胶吸盘也会产生的上千伏的静电干扰，这些都会导致测量误差成倍增加，由1％变成10％,完全不能使用。因此需要一种改进型的精确测厚装置和方法，用来抗干扰，保证测量精度。

其次孔铜采用涡流损耗测量原理，与面铜测厚的四端子探头原理不兼容，无法一体化使用。

再次，对于大的集成电路，其集成化越高，所用的电路板面积越小，孔壁铜的直径越小，现有涡流法探头，是一个单端插入式的探头，探头顶部探针直径0.7mm，长度5mm，需要将该探针完全插入到铜孔中测量厚度，然而这种方式中对直径小于0.7mm的孔壁铜孔无法测量。

另外，当测量电路板是薄板时，探头直接双面夹持测量，由于受力面积小，测量过程中会夹坏电路板。

发明内容

鉴于背景技术的不足，本发明是提供了一种孔面铜一体化测厚装置及五端子测微电阻的测厚方法，所要解决的技术问题是现有技术中的表面铜层厚度和孔壁铜层厚度分开测量、测量不方便、抗干扰性差和不能测量直径小于0.7mm的铜孔。

为解决以上技术问题，本发明提供了如下技术方案：一种孔面铜一体化测厚装置，包括上下对称设置的两个夹具和一控制器，夹具包括第一安装板，第一安装板前面连接第一气缸，第一气缸的伸缩杆连接一L型第二安装板，第二安装板前面连接第一固定板，第一固定板前面设有五端子测厚探头，五端子测厚探头包括下面连接的测量表面铜层厚度的四个探针、一屏蔽探针和一孔壁铜厚测量组件，五端子测厚探头电连接控制器，五端子测厚探头两侧对称设有第一探头卡座和第二探头卡座，第一探头卡座和第二探头卡座朝向五端子测厚探头的一面均设有半圆形凹槽，五端子测厚探头固定在第一探头卡座和第二探头卡座连接形成的圆孔中。第一探头卡座背离五端子测厚探头的一面连接第一竖直板的一侧，第一竖直板另一侧连接第二固定板，第二固定板连接第二气缸的伸缩杆，第二气缸连接第一固定板的左端。第二探头卡座背离五端子测厚探头的一面连接第二竖直板，第二竖直板下端通过螺钉依次连接水平板和第一竖直板。五端子测厚探头穿过水平板。第一固定板下方连接保护平板，保护平板上对应五端子测厚探头设有一开口。

应用上述孔面铜一体化测厚装置的一种五端子测微电阻的测厚方法，包括以下步骤：

S1:分别移动两个夹具的五端子测厚探头到上表面铜层和下表面铜层的测量位置；

S2:五端子测厚探头上的四个探针依据微电阻四探针法测量上表面铜层和下表面铜层的厚度；

S3:在测量孔壁铜层的厚度时，两个夹具上的孔壁铜厚测量组件上下组合测量孔壁铜层两端的电压，进而计算电阻；