JPH0643888B2 - 厚さ監視装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜従来技術およびその問題点＞ 本発明はめっき層の厚さ測定の精密度正確度の向上に用
いうる測定および位置決め方式に関する。

従来も素子の金めっき層などのめっき層の厚さの測定に
Ｘ線厚さ関し装置が用いられている。米国特許第3,984,
679号（リューブリン(Lublin)氏）が一つのこの種の厚
さ監視装置を開示する。

この種のＸ線厚さ監視装置に一般に用いられる手法は小
径のＸ線ビームを測定させるべきめっき層に照射させ
る。入射Ｘ線ビームは二次Ｘ線放出を刺激しこれが検知
される。この二次Ｘ線放出すなわちＸ線蛍光の強さはめ
っき層の厚さの関数として変化する。

この手法を用いて相隔たる端子の配列から成る移動する
端子ストリップのめっき層厚さ測定には二つの重要な問
題がある。その一は個々の端子があき空間で隔てられる
ことである。もちろん、このあき空間はめっき層に二次
Ｘ線特性を生じないので、測定期間中に検知される二次
Ｘ線のカウントは端子の幅と端子間あき空間の幅の比率
に影響される。

従来この問題は、隣合う端子間のあき空間の幅を周期的
に測定し、測定厚さを端子の幅と端子間隔の幅との記憶
された比率の関数として修正することによって対処して
いる。しかし、この比率は異なるダイで作られた端子間
では著しく変り、さらに単一のダイで異なる時に作られ
た端子間でも変ることが判つた。また、この手法は、例
えば端子の抜落ちに起因する、測定デューティサイクル
の間欠的変化を補償しえない。従って、端子の幅と隣合
う端子間の間隔との比率を時々測定するのでは充分満足
に補償しえない。

上述の形式の厚さ測定における、第二の重要な問題は端
子上のＸ線ビームの正しい位置決めである。最近の電気
端子のめっき作業では、金層などのめっき層が端子の必
要な部分にしか施されないことがしばしばである。それ
らのめっき層に対してＸ線厚さ測定装置が正しく焦点を
あわせ配置されないと、その厚さ測定が不正確となるこ
とはいうまでもない。所要測定箇所の位置は端子の搭載
されるキャリアストリップに対して精密に制御されない
ことが少なくないために、Ｘ線ビームをキャリアストリ
ップから所定の間隔に位置決めするだけでは、最適の結
果を達成することができない。

＜問題点を解決する為の手段および作用＞ 本発明によれば、複数の素子を順次移送する移送装置
と、移送路に沿って移送される前記素子の存在、不存在
を検出し電気信号として送出するセンサと、前記移送路
に沿って移送される前記素子の厚さ信号を放射ビームを
利用して検出する検出装置と、から成る厚さ監視装置に
おいて、 前記センサは、前記素子の第１選択位置にて前記電気信
号を送出する第１センサと、前記素子の第２選択位置に
て前記電気信号を送出する第２センサと、から成り、 前記第１センサの送出する前記電気信号により前記検出
装置の検出位置を前記素子の前記第２選択位置に位置決
めする位置決め装置と、 前記検出装置により検出された厚さ信号を前記第２セン
サの送出する前記信号のデューティサイクルにより補償
する装置と、を具えることを特徴とする厚さ監視装置が
提供される。

以下に記述する実施例は、自動的に(1)厚さ測定を端子
の幅と隣合う端子間の間隔との間の測定された比率の関
数として修正し(2)Ｘ線ビームを端子に対して正しく位
置決めする改良されたＸ線厚さ監視装置を提供する。こ
の装置は、Ｘ線厚さ監視装置用に限らず、素子の幅を確
定することが重要な他のシステムにも応用することがで
きる。

実施例において、デューティサイクル信号は端子上のめ
っき層の厚さの測定（値）の修正もしくは補償に用いら
れる。めっき厚さは隣接する端子間の間隔の値とは無関
係に測定することができる。デューティサイクル信号は
作業を進行しながら測定されるから、隣接する端子の間
隔の幅の変化（例えばダイの摩耗やダイの取替えによ
る）が厚さ測定の精度に悪影響を及ぼすことはない。

Ｘ線厚さ監視装置はセンサと共に移動し、監視装置のＸ
線ビームはセンサから離れた特定の位置に置かれる。こ
の間隔は、センサを選択位置に位置決めするフィードバ
ック系がＸ線ビームを測定さるべき端子部分上に自動的
に正しく位置決めするように選定される。

本発明は他の目的および付随利点と共に以下添付図面を
参照して述べる詳細な説明から理解することができよ
う。

＜実施例＞ 図面中、まず第１図および第２図はこの発明の実施例の
作動原則を説明するために用いられ、残る図およびフロ
ーチャートはこの実施例をさらに詳しく記述するに用い
られる。

第１図および第２図に図式的に示す通り、本発明の実施
例は配列端子(14)上のめっき層の厚さを測定する装置に
適用されている。端子(14)はそれぞれが一端でキャリア
ストリップ(12)に搭載されて端子ストリップ(14)を形成
する。各端子(14)は肩(16)を有しここでＸ軸方向に測っ
た端子(14)の幅が急激に変化している。加えて、各端子
(14)は金などの材料をめっきされたクラウン(20)を画成
している。個々の端子(14)は介在するあき空間すなわち
間隔(18)によって離れている。

第１図において、符号Ｄは端子ストリップ(10)において
端子が配列される間隔、符号Ｗは端子(14)の長さ方向の
与えられた一点における幅、符号Ｇは端子(14)の長さ方
向の上記の点における間隔(18)を表わす。

実施例における厚さ監視装置は通常の厚さ検出装置(30)
を含み、この装置が平行Ｘ線ビーム(36)を発生させＸ線
蛍光を検知して常法によりクラウン(20)のめっき層の厚
さを測定する。

第１図に示すように、本実施例では第１センサすなわち
肩見出しセンサ(120)と第２センサすなわちデューティ
サイクルセンサ(90)とを含む。両センサ(90)，(120)と
も第２図に示す原則によって作動する。第２図では端子
ストリップ(10)がエッジ方向に見られて個々の端子(14)
が断面を表わしている。デューティサイクルセンサ(90)
のランプ(93)は光ファイバケーブル(94)を介して光の平
行ビームを端子(14)に照射させる。検知器(96)は端子ス
トリップ(10)の反対側に配置されており、光ファイバケ
ーブル(98)に入る光を検知する。端子ストリップ(10)
は、端子(14)が個々に両光ファイバーケーブル(94),(9
8)間を通るように配置される。このようにして、検知器
(96)の出力信号は、両光ファイバケーブル(94),(98)間
に端子(14)の一つが介在するかどうかを任意の与えられ
た時間示す。キャリヤストリップ(10)がＸ方向に移動す
るに伴って、ランプ(93)と光ファイバケーブル(94)とに
より照射される光は交互に端子(14)により検知器(96)へ
の到達が阻止されたり、そのまま検知器(96)への到達を
許容されたりする。肩見出しセンサ(120)も同様に作動
する。

肩見出しセンサ(120)、デューティサイクルセンサ(9
0)、および厚さ検出装置(30)はすべてＹキャリジ(42)に
搭載されている。Ｙキャリジ(42)はＹモータ(46)により
Ｙ軸方向に可動である。デューティサイクルセンサ(90)
は厚さ検出装置(30)と整合していてデューティサイクル
センサ(90)が測定する端子(14)の同じ部分がＸ線ビーム
(36)の下を通過し、厚さ検出装置(30)によって測定され
る。

デューティサイクルサンセ(90)は測定間隔の間、比率W/
Dを測定するのに使用される。この比率W/Dは、デューテ
ィサイクルとも称されるが、Ｘ線ビーム(36)がクラウン
(20)と整合している時間の逆数を表わす。

上に説明したように、間隔(18)の一つがＸ線ビーム(36)
と整合しているときはクラウン(20)のめっき層の二次Ｘ
線特性は射出されない。そのために、補正していない厚
さ測定値はめっき層の実際の厚さよりもデューティサイ
クルW/Dと等しい率の分だけ少なくなる。厚さ検出装置
(30)によって測定された測定めっき厚さにデューティサ
イクルW/Dの逆数を掛けると、測定めっき厚さを間隔(1
8)の値とは無関係に補正することができる。肩見出しセ
ンサ(120)は肩(16)と整合している。肩見出しセンサ(12
0)で測ったデューティサイクルW/Dは肩見出しセンサ(12
0)のＹ軸線方向における位置の強い関数である。キャリ
アストリップ(12)から遠ざかるとデューティサイクルW/
Dは第１選択位置すなわち肩(16)のところで急激に増加
する。下記の実施例は、肩見出しセンサ(120)で得られ
るデューティサイクル測定値を所定の目標値と比較しま
たＹモータ(46)を制御して測定デューティサイクルを目
標値に保つための手段を含む。肩見出しセンサ(120)と
Ｘ線ビーム(36)との間に適当な偏位がいったん選定され
ると、Ｘ線ビーム(36)は肩見出しセンサ(120)を肩(16)
上に正しく位置出しすることによって第２選択位置すな
わちクラウン(20)のところに正しく位置出しすることが
できる。肩(16)とクラウン(20)の間の偏位はもちろん端
子ストリップ(10)の特有の設計によって変る。しかし、
端子ストリップ(10)の任意の一設計についてはこの偏位
は製造時に精密に制御される。このために、肩(16)はＸ
線ビーム(36)を正しく位置出しするための優れた基準点
となる。このようにして、下記の実施例は自動的に厚さ
測定値を隣合う端子の間隔(18)の変化に対して修正する
と共にＸ線ビームを測定さるべきクラウン(20)上に正し
く位置出しするように作動する。

第３図〜第８図を参照して第１図および第２図の実施例
の機械的構成をさらに詳しく説明する。第３図〜第６図
に示すように、厚さ検出装置(30)は外ハウジング(32)を
含む。ハウジング(32)からＸ線ビームコリメータ(34)が
突出し、Ｘ線ビーム(36)がコリメータ(34)から放射する
こと第６図に示す通りである。ハウジング(32)には顕微
鏡(38)が搭載されていてオペレータはＸ線ビーム(36)の
位置を視覚的に決定することができる。適当な厚さ検出
装置は当業者に周知であり、その装置の設計、構造およ
び作動はこの発明の部分を構成するものではない。例え
ば第二精工舎の販売するセイコーモデルSFT-156などの
厚さ検出装置は本願発明に使用するのに適していること
が判明した。

第６図に示すように、この実施例はＹ軸ガイド(44)を支
持するフレーム(40)を含む。この実施例においてＹ軸線
はキャリアストリップ(12)の縁(22)を横切る水平方向に
向いている。Ｙキャリジ(42)はＹガイド(44)に搭載され
てＹ軸線沿いに並進すなわち平行移動するように案内さ
れる。ステッパモータ(46)はフレーム(40)に搭載されて
Ｙキャリジ(42)をＹガイド(44)内で移動させる。フレー
ム(40)は第５図に示すように側壁(50)を含みこれがＹガ
イド(44)周りに立上っている。Ｙキャリジ(42)には第６
図に示すように一対の上フランジ(48)が取付けられて、
Ｙキャリジ(42)の摺動を妨げずに、Ｙキャリジ(42)と側
壁(50)の間の滑りシールとなっている。フレーム(40)に
取付けられた一対のリミットスイッチ(52)はＹキャリジ
(42)の移動を制限する。控材(54)はＹキャリジ(42)上の
厚さ検出装置(30)の振動を低減するために使用する。ハ
ウジング(32)やフレーム(40)のＸ線ビームがアクセス可
能になるような部分が取外されると必ずＸ線ビームが消
えるようにするインタロックスイッチ（複数）が用いら
れている（図示せず）。

移送装置すなわちガイドローラアセンブリ(60)はフレー
ム(40)に搭載され、Ｘ線ビーム(36)の下を移動する端子
ストリップ(10)を案内する。このガイドローラアセンブ
リ(60)は第５図、第5A図および第６図によく示されてお
り、三つの平行軸(64)を支持する水平向きの支持棒(62)
を含む。軸(64)は各々がニードル軸受(72)を介してそれ
ぞれのローラ(70)を支持している。各軸(64)にはローラ
(70)の軸(64)沿いの位置を規定するために二つの相隔た
るカラー(66)が固定される。推力軸受（複数）(68)はロ
ーラ(70)とカラー(66)の間の摩擦を極減する。両外ロー
ラ(70)はアルミニウムなどの中実金属で形成される。Ｘ
線コリメータ(34)と整合する中央ローラ(70)は中央金属
コア(74)をスリーブ(76)で取巻いて形成される。スリー
ブ(76)はなるべく低密度の材料で形成してＸ線蛍光もし
くはスキャッタリングを極減するのがよい。この実施例
のスリーブ(76)は一種のナイロン6,6「ザイテル(Zyte
l)」42などのプラスチックで形成される。各ローラ(70)
はそれぞれフランジ(78)と傾斜面(80)を画成している。
傾斜面(80)は端子ストリップ(10)をフランジ(78)に確実
に座着させ縁(22)がフランジ(78)と確実に接触する。こ
のようにして端子ストリップ(10)がＸ線コリメータ(34)
に対して確実に且つ再現可能に位置決めされる。止ねじ
(82)はカラー(66)およびスリーブ(76)を定位置に保持す
るに用いられる。端子ストリップ(10)は図示の実施構成
外の装置によってＸ方向に動かされるので、ローラ(70)
はいずれもその軸(64)上で回転自在である。なお、移動
するストリップの正確な位置出しのための基準面の維持
に傾斜ローラを用いることは、Ｘ線厚さ測定システムの
場合に限られたものではない。傾斜ローラは、連続移動
するストリップの縁の正確な位置出しの設定が必要な、
他の型のシステムにも適する。

第７図および第８図を参照して、デューティサイクルセ
ンサ(90)はフォーク(92)を含む。フォーク(92)の一側に
はランプ(93)と光ファイバケーブル(94)が搭載され他側
には検知器(96)と光ファイバケーブル(98)が搭載されて
いる。要すれば検知器(96)を恒温オーブン(100)内に置
いて温度変動による検知器感度の変化を低減することが
できる。この実施例においてランプ(93)および光ファイ
バケーブル(94)は断面直径0.02インチ（約0.51mm）の感
知ビームを生じ、光ファイバケーブル(94),(98)の露出
端間の間隔は約1/4インチ（約6.35mm）である。フォー
ク(92)はマイクロメータ(103)で手動的に制御されるＹ
軸並進ステージ(102)に搭載されている。Ｙ軸並進ステ
ージ(102)はまたマイクロメータ(105)を介して手動制御
されるＺ軸並進ステージ(104)に取付けられている。Ｚ
軸並進ステージ(104)は取付け板(106),(108)を介してＹ
キャリジ(42)に取付けられる。マイクロメータ(103),(1
05)はフォーク(92)を正しく位置出しして端子ストリッ
プ(10)が両光ファイバケーブル(94),(98)の露出端間を
通るようにすると共にデューティサイクルセンサ(90)に
Ｘ線ビーム(36)下を通過するのと同じ接触子部分(20)を
監視させるに使用される。いったん適正に位置出しされ
たあとのデューティサイクルセンサ(90)はそのままＹキ
ャリジ(42)上にＸ線ビーム(36)と整合して固定されてい
る。

肩見出しセンサ(120)は多くの点でデューティサイクル
センサ(90)と同様であって、上記のものとそれぞれ同様
なフォーク(122)、ランプ(123)、検知器(126)および光
ファイバケーブル(124),(128)を含む。フォーク(122)は
Ｚ軸並進ステージ(130)に搭載されており、このステー
ジに含まれる手動のマイクロメータ(132)を用いてフォ
ーク(122)を端子ストリップ(10)上に心出しすることが
できる。Ｚ軸並進ステージ(130)はまたＹ軸並進ステー
ジ(134)に搭載されている。Ｙ軸並進ステージ(134)の位
置はマイクロメータ(136)で制御され、プーリ(138)がマ
イクロメータ(136)の外端に取付けられている。Ｙ軸並
進ステージ(134)は取付板(140)を介して取付板(108)に
取付けられており、Ｙキャリジ(42)上のデューティサイ
クルセンサ(90)および厚さ検出装置(30)と共に動く。ス
テッパモータ(142)は取付板(108)に取付けられており駆
動プーリ(144)を回転させる。ギヤベルト(146)は駆動プ
ーリ(144)とプーリ(138)とを連結していてステッパモー
タ(142)の回転でマイクロメータ(136)が回転する。下に
詳しく説明するが、ステッパモータ(142)は肩見出しセ
ンサ(120)とＸ線ビーム(36)とのＹ方向の間隔を調節す
るように制御される。取付板(108)にはリミットスイッ
チ（複数）(148)が取付けられ、また調節できる止めね
じ(150)が取付けられていてＹ軸並進ステージ(134)と共
に動く。リミットスイッチ(148)は止めねじ(150)と協働
してＹ軸並進ステージ(134)の移動限界を規定し且つＹ
軸並進ステージ(134)のゼロ位置すなわち基準位置を規
定する。

次に第５図および第６図を参照して、本実施例はＸ軸ガ
イド(162)を介してフレーム(40)に取付けられる標準キ
ャリジ(160)を含む。Ｘ軸ガイド(162)はＸ軸線すなわち
端子ストリップ(10)の移動する輸送軸線に平行に向けら
れている。Ｘ線ガイド(162)上の標準キャリジ(160)の位
置はステッパモータ(164)によって制限それる。リミッ
トスイッチ（複数）(168)は標準キャリジ(160)の移動限
界を規定し且つ同キャリジ(160)のゼロすなわち基準位
置を規定する。標準キャリジ(160)は厚さ検出装置(30)
の較正に用いられるいくつかの標準器を支持する 第9A図〜第9C図から成る第９図は、本願実施例の機械素
子を示すブロック図である。第９図に示すようにこの実
施例はコンピュータ(200)例えばヒューレット・パッカ
ード社製HB85型コンピュータを含む。このコンピュータ
(200)は在来のRS232型インタフェース(202)を介して厚
さ検出装置(30)と連結されており、そこから厚さ測定値
を受取ることができる。加えて、コンピュータ(200)は
例えばヒューレット・パッカード社製HB8940型のI/Oイ
ンタフェースユニット(204)に信号を送信し、受信す
る。このインタフェースユニット(204)は二つの８ビッ
ト入力ポート(400),(401)と二つの８ビット出力ポート
(404),(405)とを含む。入力ポート(400)は下に述べるカ
ウンタ(222),(224)からカウント情報を受けるに用いら
れる。入力ポート(401)は厚さ検出装置(30)および上記
の種々のリミットスイッチの状態を特徴づける状態信号
を受けるために用いられる。出力ポート(404)は二つの
出力マルチプレクサ(216)の制御に用いられる。これら
のマルチプレクサ(216)はポート(404)における８並列出
力ビットを31本の二進出力ラインに複合して挿入する。
これらの二進出力ラインのうちのいくつかはキーボード
インタフェースユニット(217)を介して厚さ検出装置を
制御するに用いられる。最後に出力ポート(405)はＹモ
ータ(46)、ステッパモータ(142)およびＸモータ(164)に
モータ位置命令を与えるに用いられる。

デューティサイクルセンサ(90)および肩見出しセンサ(1
20)の発生するセンサ信号は並列にスイッチ(218)に導か
れるが、このスイッチはコンピュータ(200)に制御され
て両センサ信号のうちの一つを暗時間カウンタ(224)制
御用に選択する。暗時間カウンタ(224)および全時間カ
ウンタ(222)は双方ともオシレータ(220)からクロックパ
ルスを受ける。全時間カウンタはコンピュータ(200)に
よって決められた測定期間中このクロックパルスを数
え、暗時間カウンタ(224)はセンサ信号のうちの選ばれ
た一つが、測定周期中の端子の存在を示すときだけこの
クロックパルスを数える。従って、暗時間カウンタ(22
4)に貯えられたカウントの全時間カウンタ(222)に貯え
られたカウントに対する比率は上述のデューティサイク
ルW/Dの尺度になる。これらのカウントはコンピュータ
制御下に入力ポート(400)を介してコンピュータ(200)に
読取られる。ストローブフラッシャ(226)はデューティ
サイクルセンサ(90)の発生したセンサ信号に応答してス
トローブを、移動ｂする端子と同期させる。

ポート(405)からのモータ位置命令はＸモータカード(23
0)とＹモータカード(232)に入力として加えられる。Ｘ
モータカードは位置命令をＸモータ(164)用にフォーマ
ット化しそれらの命令をアダプタ(238)を介してモータ
駆動子(236)に伝達してこれにＸモータ(164)の作動を直
接に制御させる。同じように、Ｙモータカード(232)は
ポート(405)からの位置命令をフォーマット化しスイッ
チ(234)を介して二つのアダプタ(238)のうちの一つに加
える。両アダプタ(238)はそれぞれステッパモータ(142)
およびＹモータ(46)に結合されたそれぞれのモータ駆動
子(236)を制御する。スイッチ(234)はスイッチ(218)と
同じものであって必要とされるハードウェアを減じてい
る。実際上Ｙモータ(46)とステッパモータ(142)とは決
して同時に作動されることがなく、スイッチ(234)は一
つのＹモータカード(232)による両モータ(142),(46)の
制御を可能にする。

第10A図および第10B図から成る第10図は暗時間カウンタ
(224)の詳細回路図である。第10図に示すように、セン
サ(90),(120)のうちの選ばれた一つの、検知器からのセ
ンサ信号は、増幅器(240)に入力として加えられる。増
幅器(240)は可変抵抗器(241)に接続され、この抵抗器は
増幅器(240)に可変の利得を供する。選ばれた検知器の
増加照射は増幅器(240)の出力信号を一段と負に駆動す
る。この出力信号はアナログスイッチ(242)を介して第
二の増幅器(244)の非反転入力に印加される。コンデン
サ(246)はこの増幅器(244)の非反転入力とアースとの間
に接続され、抵抗器(248)はコンデンサ(246)にアースへ
のリーク路を供する。

増幅器(244)の非反転入力に印加される信号は比較器(25
0)の非反転入力にも印加される。この比較器(250)の反
転入力は増幅器(240)の発生する出力信号に接続され
る。比較器(250)の出力はアナログスイッチ(242)の制御
に用いられ、スイッチ(242)は増幅器(240)の発生信号が
増幅器(244)の非反転端子に入力として印加される信号
よりも負のとき閉じられる。

実際にはこのことは増幅器(240)の発生するピーク負値
をコンデンサ(246)に貯えさせることになる。抵抗器(24
8)がアースへのリーク路となって、コンデンサ(246)の
電圧は最近に増幅器(240)の発生したピーク負値を示す
こと確実である。増幅器(244)の出力は電位差計(252)に
印加されるが、電位差計(252)は比較器(254)の非反転入
力に印加される信号がコンデンサ(246)に貯えられたピ
ーク負値の約50パーセントとなるように設定するのがよ
い。比較器(254)の非反転入力に印加される信号は比較
器(254)の閾値を設定する。比較器(254)の反転入力は増
幅器(240)の発生する信号を受取るように接続されてい
る。

素子(240)〜(252)は協働してピーク検知回路を構成して
増幅器(240)の発生するピーク負値の半分のところに比
較器(254)の閾値を設定し、これによって、センサ信号
の瞬間卓越ピーク振幅とは無関係に、選ばれたセンサ
（単数）(90),(120)の発生する波形上の同じ点で比較器
(254)が切替わることになる。このようにして、暗時間
カウンタ(224)の作動はセンサ信号のピーク振幅の変化
に対する感度が著しく小さくなる。

比較器(254)の発生する出力信号はゲート(256)に印加さ
れ、ゲート(256)の出力は第一の４ビットカウンタ(258)
に接続される。ゲート(256)は第二の入力としてオシレ
ータ(220)からのクロック信号を受け、関連検知器が一
端子の影内にあることを選ばれたセンサ信号が表わして
いる時間中にオシレータ(220)からのクロックパルスが
到着するときだけカウンタ(258)がクロックされること
になる。カウンタ(258)はカウンタ(260),(262),(264)に
接続され協働して16ビットカウンタを構成する。カウン
タ(258),(260)の出力は第一の８ビットラッチ(266)に入
力として印加され、カウンタ(262),(264)の出力は第二
の８ビットラッチ(268)の入力として印加される。ラッ
チ(266),(268)は出力マルチプレクサ(216)からのそれぞ
れのラインにより制御されてコンピュータ(200)がラッ
チ(266)もしくは(268)の内容を入力ポート(400)に置く
ことができる。加うるに、このコンピュータはゲート(2
69)に印加される信号を介してカウンタ(258)〜(264)を
リセットする。

第11A図および第11B図から成る第11図は全時間カウンタ
(222)とオシレータ(220)の詳細線図である。第11図に示
すように、この実施例におけるオシレータ(220)は６ＫH
zのクロック信号を発生する。このクロック信号はパル
ス整形回路(270)に入力として印加されて一連の幅約10
マイクロ秒のパルスを生ずる。これらの整形されたパル
スは暗時間カウンタ(224)とカウンタ(272)のクロック入
力とに対する入力として印加されるクロック信号を作
る。カウンタ(272)はカウンタ(274),(276),(278)と結合
されて16ビットカウンタを作る。カウンタ(272),(274)
の発生する出力信号は第一のラッチ(280)に入力として
印加され、カウンタ(276),(278)の発生出力信号は第二
ラッチ(282)に入力として印加される。ラッチ(280),(28
2)はコンピュータ(200)によって暗時間カウンタ(224)に
関連して上述したのと同様に制御されてそれぞれのラッ
チ信号をコンピュータ制御下に入力ポート(400)に送
る。

コンピュータ(200)はまた、出力マルチプレクサ(216)の
出力(6)にリセット信号を生じ、このリセット信号はパ
ルス整形回路(284)に印加される。整形されたリセット
パルスは各カウンタ(272)〜(278)のリセット入力に印加
され暗時間カウンタ(224)に伝えられてカウンタ(258)〜
(264)をリセットする。

デューティサイクルの測定をするには、コンピュータが
まず全時間カウンタ(222)および暗時間カウンタ(224)の
双方においてカウンタ(複数)をリセットさせる。センサ
信号のうちの適当な一方がスイッチ(218)を介して選択
され次いでクロック(220)が測定期間だけエネイブルさ
れる。測定期間中、全時間カウンタ(222)はクロックパ
ルスの一つ一つをカウントし暗時間カウンタ(224)は関
係センサの検知器が端子の一つの影になっている時間中
に起るクロックパルス一つ一つをカウントする。

第12A図〜第12E図はコンピュータ(200)の遂行するプロ
グラムのフローチャートである。プログラムは厚さ監視
装置(30)を初期設定したのち区分(300)に入り、区分(30
0)は厚さ検出装置(30)を標準化する。第12A図に示すよ
うに、プログラムはまずＸおよびＹモータ(164),(46)を
制御して標準キャリジ(160)に搭載された純銀標準器上
にコリメータ(34)を位置決めする。これはＸおよびＹモ
ータをそれぞれのリミットスイッチによって規定された
それぞれのゼロ位置に駆動することによって達成され
る。次いで厚さ検出装置がD-コレクト(correct)モード
に起動され、DCORR信号がRS232インターフェースを介し
て厚さ検出装置から読出される。ここで修正率Ｘが次式
によって計算される。

X＝(DCORR-1)×10 厚さ検出装置は、二次Ｘ線検知器の発生する電圧パルス
を評価しまた信号DCORRを測定されたパルス電圧の関数
として発生するための通常の手段を含んでいる。修正率
Ｘは、一義的には温度の変動によって起る、検知器感度
の変化を補償するに用いられる。

ここで厚さ検出装置(30)はＸ線ビームの強さのチェック
に用いられるＸ−コレクトモードに入る。プログラムは
Ｘモータ(164)を制御して標準キャリジを移動し既知厚
さの金めっきを有する標準器を位置決めしてＸ線コリメ
ータ(34)と整合させる。ここで厚さ検出装置(30)が起動
され、同装置(30)によって得られる厚さ測定値が既知の
標準値と比較される。測定値が標準値の６パーセント内
になければ標準化測定が繰返される。測定された厚さが
再度既知の厚さに６パーセント内で対応し得なければ、
エラー状態が表示されて監視が中止される。金標準器の
測定厚さが既知厚さの６パーセント内にあるものとする
と、プログラムは次いで、コンピュータ(200)に含まれ
るリアルタイムクロックをリセットしてプログラムの区
分(310)に入り、肩見出しセンサ(120)が端子(14)の肩(1
6)上に正確に位置決めされることになる。区分(310)の
第一ステッパは端子ストリップ(10)を特徴づけるに必要
な諸パラメータがすでに与えられていることを確かめる
にある。この実施例においてこれらのパラメータには、
キャリヤストリップ(12)の縁(22)と肩(16)との間の公称
距離、肩(16)とクラウン(20)との間の距離、肩(16)を特
徴づける比率W/Dの目標値Ｔ、クラウン(20)におけるデ
ューティサイクルの理論値、および厚さ検出装置(30)に
用いられるべき較正曲線が含まれる。目標値Ｔは、肩の
幅広部分のデューティサイクルに率0.903を乗じたもの
と等しく設定することが好ましい。

これらのパラメータがいったん与えられると、プログラ
ムはＸ、Ｙおよびステッパモータをゼロに動かし、次い
でＹモータを所定のステップ数動かしてデューティサイ
クルセンサ(90)をほぼクラウン(20)上に置く。この所定
ステップ数は前に受けた縁(22)とクラウン(20)の距離と
貯えられたゼロ修正との和に等しい。次いで肩見出しセ
ンサ(120)が肩(16)とクラウン(20)との間に等しい距離
だけ移動し、おおよそ肩(16)の上に置かれる。これらの
移動が完了したあとは、Ｘ線ビーム(36)およびデューテ
ィサイクルセンサ(90)は双方ともクラウン(20)を走査す
るように位置決めされ、肩見出しセンサ(120)は肩(16)
を走査するように位置決めされている。

次いで、スイッチ(218)が暗時間カウンタ(224)を肩見出
しセンサ(120)に応答させるように制御され、全時間お
よび暗時間の両カウンタがリセットされる。ここでオシ
レータ(220)が起動され1.5秒期間作動してから停止され
る。全時間カウンタ(222)に貯えられた全時間カウントC
Tと暗時間カウンタ(224)に貯えられた暗時間カウントCD
とがここで読出されて肩見出し比CD/CTが計算される。
この比CD/CTが0.1より小さいか0.975より大きい場合
は、プログラムはメッセージ「ライン停止」を表示して
比CD/CTの測定に戻る。そうでない場合は測定された比C
D/CTが表示され、CD/CTと目標値Ｔとの間の百分率エラ
ーＥが次式によって計算される。

E＝(T-CD/CT)×100×1/T この百分率エラーＥがプラスマイナス５の範囲内にあれ
ば、肩見出しセンサ(120)は肩(16)に正しく焦点を合わ
せられているものとみなされる。比Ｅがこの範囲の外に
あれば、プログラムはＹキャリジ(42)を動かして測定比
CD/CTを目標値Ｔに等しくするために要するステップ数
を計算する。この実施例においては、Ｙモータ(46)の１
ステップはＹキャリジ(42)を0.001インチ（0.0254mm）
移動させ、Ｘモータ(164)の１ステップは標準キャリジ
(160)を0.001インチ（0.0254mm）移動させ、ステッパモ
ータ(142)は８ステップで肩見出しセンサ(120)を0.001
インチ（0.0254mm）移動させる。Ｙモータ(46)を0.2×
Ｅに等しいステップ数動かすと肩(16)における測定比CD
/CTを目標値Ｔに近づかせることになることが解った。

いったん肩見出しセンサ(120)が肩(16)上に正しく位置
決めされるとそこでプログラムは分(320)に入り、クラ
ウン(20)のデューティサイクルが測られて厚さ検出装置
(30)で得られた厚さ測定値の修正に用いられる。区分(3
20)においては測定インジケータが照明される。暗時間
および全時間カウンタ(222),(224)はリセットされ、厚
さ検出装置(30)は厚さ測定に初期設定されオシレータ(2
20)が起動される。15秒期間（厚さ検出装置が厚さ測定
を完了するに要する時間よりも短いのが一般）ののちオ
シレータ(220)は停止される。この15秒期間中暗時間カ
ウンタ(224)はデューティサイクルセンサ(90)に応動す
る。測定厚さがここで厚さ検出装置(30)から読取られ、
全時間カウントCTおよび暗時間カウントCDがそれぞれの
カウンタ(222),(224)から読取られる。次いでデューテ
ィサイクルが計算された比CD/CTに等しく設定され、こ
のデューティサイクルがクラウン(20)を特徴づける理論
値と比較される。測定デューティサイクルが理論値の５
パーセント内にない場合は、デューティサイクルは理論
値に等しく設定されエラーメッセージが表示される。

ここでプログラムの区分(310)が遂行されて再び肩位置
をチェックし、次いで、デューティサイクルと前に決定
された修正率Ｘを用いて測定厚さ値が修正される。この
実施例では、修正厚さは測定厚さをデューティサイクル
で割ったものと修正率Ｘとの和に等しく設定される。上
述のように、クラウン(20)間の間隔(18)は厚さ検出装置
(30)の測定したＸ線強さを小さくするから、測定厚さは
クラウン(20)上のめっき層の実際の厚さよりもデューテ
ィサイクルに比例する率で少なく計測される。測定厚さ
をデューティサイクルで割れば修正厚さは間隔(18)の大
きさと無関係になる。次いで経過時間がチェックされ、
これが30分よりも長ければ標準化ルティーン(300)が再
び遂行される。さもなければ、プログラムは上述のよう
にクラウン(20)上の肩位置、デューティサイクルおよび
厚さを監視し続ける。

＜発明の効果＞ 以上の説明から明らかなように、本願明細書には測定端
子の形状変化に対して厚さ測定を補償し、またＸ線ビー
ムを自動的且つ確実に端子のクラウン上に正しく位置決
めすることができる、改良された厚さ監視装置が開示さ
れている。この装置はオペレータの介入無しで周期的な
厚さ監視の標準化を自動的に遂行することができる。す
べての工程は厚さの迅速正確な監視を行うリアルタイム
監視装置で行われ、公差外のめっき層は速やかに見分け
られムダと遅れが極減される。

本発明の構成をとることにより、Ｘ線ビームと検出器と
が相互に正しく位置合わせされ、より正確な厚さ測定が
可能となった。

すなわち本発明によればＸ線ビームを恒常的にめっき部
に照射可能であり、Ｘ線ビームのずれによる厚さ測定値
の誤差を減少させることができる。

特に素子の存在、不存在を検出するセンサは、素子の
肩、すなわち第１選択位置にて電気信号を送出する第１
センサと、素子のクラウン、すなわち第２選択位置にて
電気信号を送出する第２センサとから構成するようにし
た。したがって第１選択位置において素子の存在、不存
在を測定し、素子の位置決めをすると共に、第２選択位
置においても検出位置を通過する素子部分の存在、不存
在を測定し、これに基づき厚さ検出信号を補償している
ので、正確な測定値を得ることができる。

又、第１センサの電気信号に基づき、検出装置の検出位
置を素子の第２選択位置に位置決めする位置決め装置を
具えたので、比較的小径のビームを素子の目標点である
クラウン(20)に正確に照射することができる。さらに検
出装置が検出した厚さ信号を、第２センサからの信号の
デューティサイクルにより補償するようにしたので、測
定めっき厚さを素子間の間隔の値とは無関係に補償する
ことができる。

更に本発明によれば、端子間のあき空間が正確に補正さ
れると共にあき空間の異なる複数の種類の端子ストリッ
プや、端子の抜け落ちの場合にも正確な測定値を得るこ
とが可能であり、更に別のダイから製造される端子スト
リップの端子幅、端子間距離の微妙なずれや、摩耗によ
るわずかな変形にも対応できる。

前述の詳細な説明により本願実施例を機能的に完全かつ
詳細に記述している。一部の素子は商業的に入手しうる
標準品である。例えばこの実施例のモータおよびモータ
駆動子はコネチカット州クリスタルのスーペリア・エレ
クトリック社の製作に係るSLO/SYNトランスレータモジ
ュール型式STM101である。並進ステージは適当なものが
デーダル(Daedal)から得ることができ、デューティサイ
クルセンサおよび肩見出しセンサに使われるランプおよ
び検知器アセンブリはスキャノマティク(Scan-O-Matic)
から部品番号S58101およびP56001として得られる。

上述の実施例には広範な変更改変を加えることができる
こともちろんである。例えば、端子ストリップ感知用の
手段の精細設計は広く変えることができる。上述の光学
的センサのほかに、容量性、磁性および誘導性のセンサ
もそれぞれの用途に充分に適する。光学的センサを用い
るときは、感知ビームの波長を当該用途向きに選択して
紫外、赤外および可視などの感知ビームが使える。さら
に、端子ストリップが光源と検知器の間を通過すること
はすべての実施例で必要とは限らず、用途によってはラ
ンプからの感知ビームを端子ストリップから検知器に反
射させる方が好ましい。もちろん、レンズ系やレーザビ
ームを上述の光ファイバ装置に変えることもできる。用
途によっては、端子間隔の幅測定のためにＸ線センサを
代用してＸ線ビーム(36)を感知させる方が好ましいこと
もある。さらに、デューティサイクル測定に用いる特定
の比は用途の交替で変更できよう。上述の比W/Dに代え
て、比W/GやD/Wまたは他の関係比率も或る種の用途には
一層適当であろう。

この発明のＸ線厚さ測定システム用に限られず他の型の
測定および制御システムにも適する。例えば、めっき作
業において、クラウンの幅Ｗと隣合うクラウン同士間の
距離Ｄとの比はめっきさるべき金属面積を、従ってまた
めっきプロセスの種々のパラメータを左右する。上述の
デューティサイクルセンサはめっき作業の自動制御に容
易に適合させることができる。

本発明を厚さ測定システムと関連して用いるときは、予
設定測定時間で得られる測定厚さにデューティサイクル
修正率を乗じるよりは測定時間を延長することによって
厚さ測定値を補償することが可能である。この代替手法
を用いる場合は、デューティサイクルセンサを使用して
測定時間を各クラウンの前縁またはその近くでスタート
するようにゲート操作する方が好ましいことがある。

よって、前述の詳細な説明は限定というよりは例示とみ
なさるべきであり、本発明の範囲を規定するものは特許
請求の範囲及びこれに均等な全ての事項であると理解さ
るべきである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の諸部分の図式線図である。 第２図は第１図の実施例のデューティサイクルセンサの
図式線図である。 第３図は第１図の実施例を具体化する厚さ検出装置の正
立面図である。 第４図は第３図の線４−４から見た側立面図である。 第５図は第４図の線５−５による断面図、第5A図は第５
図の線5A−5Aによる断面図である。 第６図は第５図の線６−６による断面図である。 第７図は第５図の線７−７による平面図である。 第８図は第７図の線８−８による立面図である。 第９図は（第9A図〜第9C図から成る）は第１図〜第８図
の実施例のブロック図である。 第10図（第10A図および第10B図から成る）は第１図〜第
９図の実施例に含まれる暗時間カウンタの電気回路図で
ある。 第11図（第11A図および第11B図から成る）は第１図〜第
９図の実施例に含まれる全時間カウンタの電気回路図で
ある。 第12A図〜第12E図は第１図〜第９図の実施例の遂行する
プログラムのフローチャートを構成する。 14……素子（端子） 16……第１選択位置（端子の肩） 20……第２選択位置（端子のクラウン） 60……移送装置（ガイドローラアセンブリ） 30……厚さ検出装置 90……第２センサ（デューティサイクルセンサ） 120……第１センサ（肩見出しセンサ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ティモシー・ウイリアム・ジョーンズ アメリカ合衆国ペンシルバニア州ランカス ター、ピーコック・ドライブ 24 (72)発明者 ジョン・ペンバートン・ウィーバー アメリカ合衆国ペンシルバニア州ランカス ター、ダートマウス・ドライブ 130 (56)参考文献 特開 昭50−153667（ＪＰ，Ａ) 特公 昭37−8439（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭57−34481（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数の素子を順次移送する移送装置と、移
   送路に沿って移送される前記素子の存在、不存在を検出
   し電気信号として送出するセンサと、前記移送路に沿っ
   て移送される前記素子の厚さ信号を放射ビームを利用し
   て検出する検出装置と、から成る厚さ監視装置におい
   て、 前記センサは、前記素子の第１選択位置にて前記電気信
   号を送出する第１センサと、前記素子の第２選択位置に
   て前記電気信号を送出する第２センサと、から成り、 前記第１センサの送出する前記電気信号により前記検出
   装置の検出位置を前記素子の前記第２選択位置に位置決
   めする位置決め装置と、 前記検出装置により検出された厚さ信号を前記第２セン
   サの送出する前記信号のデューティサイクルにより補償
   する装置と、を具えることを特徴とする厚さ監視装置。