[實用新型]金屬箔測厚儀的測量探頭

有效

• 申請號: 200720074323.0
• 申請日: 2007-08-31
• 公開（公告）號: CN201096491Y
• 公開（公告）日: 2008-08-06
• 發明（設計）人: 葉道慶
• 申請（專利權）人: 上海美維科技有限公司
• 主分類號: G01B7/06
• 分類號: G01B7/06
• 代理公司: 上海開祺知識產權代理有限公司
• 代理人: 李蘭英

技術領域

本實用新型涉及一種測量探頭，具體的是涉及一種金屬箔測厚儀的測量探頭。特別適用于測量微米級金屬箔的厚度。

技術背景

測量金屬箔表面金屬層的厚度最常見的是測量敷銅板表面銅層的厚度，通常使用的儀器是銅箔測厚儀。銅箔測厚儀一般由測量探頭，測量電路，數據處理電路，顯示電路以及電源部分組成。測量時，測量電路提供測量信號(電流信號)給測量探頭，測出銅箔的表面電阻。數據處理電路根據表面電阻與厚度的對應關系函數，將電阻值轉換成對應的厚度值，并傳給顯示電路加以顯示。由此可見，測量探頭是重要測量工具，直接影響數據采集的效果。

測量探頭的性能指標包括測量范圍，測量誤差，測量重復精度和使用壽命。

測量范圍是指可以測量的金屬箔的厚度范圍。例如，印刷電路板銅箔厚度一般在5um-150um。

測量誤差是指測量值與實際值的吻合程度，兩者偏差越小，精度越高。測量精度可由參考標準片進行定期校準。

測量重復精度是指重復測量同一區域時測量結果的差異情況，差異越小，重復精度越好。

如在先技術中，電源(或恒流源)直接加在探針上，測量金屬箔厚度時，探頭需要先對好位置，再按下探針測量，探針壓縮需要一定的時間，接觸電阻也處于變化中，而負載電阻的變化會導致測量電源的反射過沖，增加雜波干擾。在這一過程中，探頭往往還沒有被壓縮到位，就已經開始測量了。因此，測量信號中就加入了雜波干擾，從而影響探頭測量的重復精度甚至測量精度。

探頭的使用壽命也是重要的性能指標。由于探頭的老化會影響測量性能，因此探頭使用一定次數需要更換。目前，在先技術探頭的使用壽命約為50萬次。

發明內容

本實用新型的目的是為了克服上述在先技術中的缺陷，提供一種用于金屬箔測厚儀上的測量探頭，克服彈簧探針壓縮過程對測量的干擾，提高測量重復精度，延長使用壽命。

彈簧探針的壓縮過程會有三個因素發生變化：1、探針與銅箔的接觸電阻；2、探針針尖的輕微移位；3、針尖與針管的接觸電阻。

這些變化都會對測量結果造成干擾，降低測量的重復精度。本實用新型為了濾除這些干擾，所采取的技術方案是提供一種用于金屬箔測厚儀的測量探頭，包括：外殼，置于外殼內的電路板，置于外殼內電路板上的帶有定位孔的探針定位塊；至少4根相互平行的彈簧探針，垂直安裝在電路板上，彈簧探針的針尖穿過探針定位塊上的定位孔伸出到外殼外，彈簧探針的針尾連接有電源線和信號引出線；一采樣控制器，連接在彈簧探針針尾上的電源線上，用于控制彈簧探針與電源之間的通與斷。

在測量時，直到探頭與待測銅箔接觸穩定后，才啟動采樣控制器，進行銅箔表面銅層厚度的測量。測量結束，關閉采樣控制器，然后探頭被抬起，彈簧探針的針尖被彈出。在整個測量過程中，探針與銅箔接觸穩定，彈簧壓縮過程中的雜波干擾沒有被帶入采樣周期，這樣就達到了提高重復精度的目的。

本實用新型探頭的測量效果與在先技術中的探頭相比具有較高的重復精度。以CMI700銅箔測厚儀的測量波形為例，測量時，初始的兩個方波為觸發方波，其后的三個方波為采樣方波，接著一個兩周期的方波為測量結束方波。如圖5所示，是無開關控制的測量電壓波形，圖中三個采樣方波上的雜波干擾較多，重復精度差。

本實用新型的有開關控制的測量電壓波形如圖6所示。圖中三個采樣方波上的雜波干擾很少，重復精度好。

本實用新型探頭與在先技術中的探頭相比具有較高的重復精度。性能指標見表1。

表1