JPS6161003A - Ｘ線によるメツキ層の厚さ測定方法、及び測定装置 - 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】 （技術分野） 本発明は、繰り返しパターンを持った微小な部材に施さ
れたメッキ層の厚さを測定する蛍光Ｘ線膜厚測定方法、
及びこれを実施するための装置に関する。

（従来技術） コネクタビンや半導体のリードフレームは、製造工程の
合理化のため帯状基板をプレスにより所定形状に打抜い
てユニットを連続的に形成し、主要部にメッキを施した
後、ユニットに切断分離することにより製造される。

このような電気部品の品質は、メッキ層の厚さや均一性
に大きく左右されるため、メッキ工程を管理する必要が
ある。

このため、連続形成された帯状帯から一部分を切断して
一旦、サンプルを採取し、このサンプルのメッキ部位に
励起Ｘ線を照射してメッキ層から放射される蛍光Ｘ線の
強度に基づいてメー、キ層の厚さを測定することが行な
われている。

しかしながら、メッキ丁程と検査工程の間に大きな時間
のずれがあるため検査結果をメッキＴ稈にフィードバッ
クすることができないという問題があった。

このような問題を解決するため、被測定物を帯状体のま
ま走行させた状態で励起Ｘ線を連続的に照射し、メッキ
層からの蛍光Ｘ線を検出してメッキ層の厚さを連続的に
測定する方法も提案されているが、測定領域が極めて大
きくなるため、平均的なデータしか得ることができず、
精密な管理ができないという問題があった。

（］１的） 本発明はこのような問題に鑑み、繰り返しパターンを持
つ素地表面に形成されたメッキ部位のメッキ層の厚さを
高い精度でオンラインにより測定する方法を提案するこ
とを目的とする。

本発明の他の目的は、上述の方法を実施するだめの装置
を提供することを目的とする。

（構Ｉ＆） すなわち、本発明の特徴とするところは、被測定対象物
の繰り返しパターンに同期させてＸ線管球をパルス駆動
し、これにより発生する蛍光Ｘ線を検出するようにした
点にある。

そこで、以下に本発明の詳細を図示した実施例に基づい
て説明する。

第２図は、本発明の実施例を示す装置の外観を示すもの
であって、図中符号１９は、Ｘ線管球１１、比例計数管
等のＸ線検出器１２、ツールスコープ１８、及びシャッ
タブロック等を収容した測定ヘッドで、基台２０に立設
したヘッド昇降用ガイド２１と、基台２０に収容したパ
ルスモータ２２によって回転駆動する測定ヘッドＡ降用
ボールスクリュー２３とに上下方向に移動可能に取付け
られている。２４は、測定ヘッド１９のＸ線照射口の前
方側に位置するように基台２０にケ設した被測定物支持
棒で、上部からサンプルガイド２５、標準サンプルホル
ダー２６、及びメッキ液サンプルホルダー２７が取付け
られている。サンプルガイド２５は、］−下に間隔を持
つ一対のガイドロール２５ａ、２５ａを枠体２５ｂに配
設し、被測定物の両側に形成されたスプロケットと噛合
って水平方向に案内するように構成されている。

これらヘッド昇降用ガイド２１、ボールスクリュー２３
及び被測定物支持棒２４の」二部には天板２８を取付け
、後述するシャッタブロックの開閉状態を示すシャッタ
開閉表示ランプ２９ａ、２９ｂが取付けられている。

第３図は、測定ヘッドの一実施例を示すものであって、
図中符号１１は、パルス駆動可能な前述の３模型Ｘ線管
球で、Ｘｌ！放射口１１ａを測定ヘッドに穿設した測定
窓１９ｂに対向させて配設されている。１２は、比例計
数管等のＸ線検出器で、被測定物のメッキ部位から放出
された蛍光Ｘ線が検出口に入射するように配設されてい
る。

１８は、テレビジョンカメラ等からなるツールスコープ
で、後述するシャッタブロック３０の光路を介して被測
定物を撮影するように配設されている。３０は、前述の
シャッタブロックで、−側に設けた突起３０ａとヘッド
内に配設した２本の位置決めピン１９ａ、１９ａの間を
被測定物移送経路Ｘ−ｘに対して垂直方向に摺動して１
−下２つの位置を取るように設けられている。シャッタ
ブロック３０の上部−側のＸ線管球１１の放射［１１１
ａと被測定物照射領域を結ぶ軸線にＸ線コリメータ１７
を交換可能に取付けられ、このコリメータ軸と直交する
軸方向にはツールスコープ１８と測定ヘッド１９に穿設
した観測窓１９ｃを結ぶように２枚のミラー３０ｂ、３
０ｃを配設し、観測窓１９ｃからツールスコープに至る
第１の光路が形成されている同図（Ｉｂ）、また、第１
の光路に平行にシャッタブロック３０のコリメータ１７
側下部とツールスコープ１８を結ぶように２枚のミラー
３０ｄ、３０ｅを配設し、測定へラド１９に穿設した測
定窓１９ｂからツールスコープ１８に至る第２の光路が
形成されている（同図ＩＩｂ）、測定窓１９ｂ、及び観
測窓１９ｃにはストロボランプ８．７が配設されている
。

第１図は、本発明装置を駆動する電気回路の実施例を示
すものであって、図中符号ｌは、被測定物Ｔの搬送経路
ｘ−ｘを挟んで勾向配設した発光素子１ａと受光素子１
ｂからなる被測定部位検出器で、被測定物の各パターン
の端部が検出器ｌの光軸を横切ることにより信号を出力
するように構成されている。２．３．４は、それぞれ可
変抵抗器２ａ、３ａ、４ａにより遅延時間が調整可能な
遅延回路からなる観測点ランプ発光タイミング信号発生
器、測定点ランプ発光タイミング信号発生器、及びＸ線
管球駆動タイミング信号発生器である。５．６は、それ
ぞれ、ストロボランプ駆動回路で、ランプ発光タイミン
グ信号発生器２．３からの信号をトリガとしてストロボ
ランプ７．８を点瀘駆動するパルス電力を出力するもの
である。

９は、外部抵抗９ａによりパルス幅が調整可能な単安定
マルチバイブレータからなるＸ線管球駆動回路で、Ｘ線
管球駆動タイミング信号発生器４からの信号に同期して
一定幅のパルス信号を出力して後述する第１．　Ｗｇ２
のスイッチ１０ａ、１４を０Ｎ−ＯＦＦするように構成
されている。１０は、Ｘ線管球用電源回路で、Ｘ線管球
１１の陽極−陰極間に抵抗１０ｄを介して接続する高圧
電源１０ａ、及び第１のスイー２チ１０ｂを介して抵抗
１０ｄの両端に接続して高圧電源１０ａに重畳され、Ｘ
線管球１１を瞬時定格で駆動するバイアス電源１０ｃか
ら構成されている。１２は、被測定物からの蛍光Ｘ線を
検出する比例計数管等のＸ線検出器で、これからの検出
信号は、前置増幅器１３により所定レベルに増幅され、
Ｘ線管球１１の断続作動に同期する第２スイツチ１４を
介して後述するマルチチャンネルアナライザー１５に入
力される。１５は、前述のマルチチャンネルアナライザ
ーで、検出信号からメッキ層等、目的とする元素からの
蛍光Ｘ線を弁別してこれの強度を測定するもの、１６は
、ＣＰＵで、マルチチャンネルアナライザーからの信号
を基にメッキ層の厚さを算出したり、装置全体の動作を
制御するものである。

なお、図中符号１７は、Ｘ線管球の前面に配設したコリ
メータを、１８は観測点Ｍ、及び測定点Ａにおける被測
定物の光学像を検出するツールスコープをそれぞれ示し
ている。

この実施例において、標準試料をサンプルホルダー２６
にセットして測定ヘッド１９の測定窓１９ｂを標準試料
に対向させ、装置を作動して検昂線を求める。

次に、長尺状に形成されたリードフレーム等の被測定物
をサンプルホルダー２５にセットして被測定物の移送を
開始する。

（ｉ）観測点ランプの発光タイミングの調整測定へラド
１９に収容されているシャッタブロック３０を第１の位
置に移動させ、観測窓１９Ｃからツールスコープ１８に
至る第１の光路を形成しく第３図Ｉａ、Ｉｂ）、ツール
スコープ１８を見ながら被測定物が静止した状態に見え
るように観測点ランプ発光タイミング信号発生器２の遅
延時間を調整する。これによりストロボランプ７は、被
測定物のパターン基部Ｔが測定窓１９ｂに到達するたび
に発光し、被測定物はツールスコープ１８により撮影さ
れて図示しないモニタブラウン管に静止画像として写し
出される。

（１１）測定点ランプの発光タイミングの調整シャッタ
ブロック３０を第２の位置に移動させ、測定窓１９ｂか
らツールスコープ１８に至る第２の光路を形成しく第３
図ＩＩ　ａ、ｌ１ｂ）、ツールスコープ１８を見ながら
被測定物が静止した状態に見えるように測定点ランプ発
光タイミング信号発生器３の遅延時間を調整する。

（ｉｉｉ）Ｘ線照射タイミングの調整 シャッタブロックを第１の位置に移動させてコリメータ
１７をＸ線管球１１の照射口１１ａに対向するように配
設し、被測定物の基部Ｔに形成したメッキ層上に照準光
が当るようにＸ線管球駆動タイミング信号発生回路４の
遅延時間とＸ線管球駆動回路９のパルス幅を調整する。

このような準備を終えた段階で装置を作動し、被測定物
を移送する。これによって被測定物のパターンを構成す
る基部Ｔの端が被測定部位検出器１の光軸を横切ると、
測定部位検出器ｌは、パルス信号をＸ線管球駆動タイミ
ング信号発生回路４、観測点ランプ発光タイミング信号
発生回路２、及び測定点ランプ発光タイミング信号発生
回路３に出力する（第４図）、これにより、Ｘ線管球駆
動回路９は、パルス信号を出力してスイッチ１０ｂをＯ
ＦＦからＯＮに切り換え、バイアス電源１０ｃからの電
圧をＸ線管高圧電源１０ａに重畳してＸ線管球１１に瞬
時定格駆動電圧を印加する。Ｘ＠管球１１から放射した
Ｘ線は、コリメータ１７により細い径のビームに絞られ
て被測定物の基部Ｔの一部を照射する。このＸ線の照射
を受けた部位のメッキ層、及び素地は、それぞれ励起さ
れ、メッキ層の厚さと構成元素に対応した強度の蛍光Ｘ
線、及び素地の構成元素に対応した蛍光Ｘ線を放出する
。メッキ層及び素地から放出された蛍光Ｘ線は、Ｘ線検
出器１２によって電気信号に変換され、スイッチ１４に
より同期整波を受けてマルチチャンネルアナライザー１
５に入力する。マルチチャンネルアナライザー１５は、
入力した信号の内からメッキ層に基づく信号成分を弁別
してＣＰＵ１６に出力する。ＣＰＵ１６は、マルチチャ
ンネルアナライザー１５から入力した信号を基にしてメ
ンキ層の厚さを算出して図示しない表示計やプリンタに
出力し、さらに図示しないメッキ処理装置に出力して被
メツキ部材の移送速度及び、メッキ槽の電流密度や、メ
ッキ液の濃度などを調整してメッキ層の厚さが設定値に
なるように制御する。

このようにしてＸ線管駆動パルス幅に相当する時間１．
が経過すると、Ｘ線管球用電源１０のスイッチｔａｂが
ＯＦＦとなってＸ線の放射が停止する。被測定物が移動
して次の基部が検出器ｌに対向すると、再び信号が出力
し、前述の過程を経てメッキ層の厚さを測定する。

以後、このような過程を繰り返しながら基部に対して選
択的に励起用Ｘ線を照射してメッキ層の厚さを測定する
。

なお、測定領域における被測定物の挙動を見るべく、シ
ャッタブロック３０を第２位置に移動すると、図示しな
いシャッタ切り換え検出スイッチによりＸ線管法用電源
ｌＯがＯＦＦとなり、同時にシャツタ閉表示ランプ２９
ｂが点灯する。

なお、この実施例においては測定対象部位を検出するこ
とにより被測定物の移動を検出しているが、搬送用に形
成されたスプロケットを検出する等、測定対象部位の移
動に同期する運動を検出し、この信号に基づいて制御し
ても同様の作用を奏する。

（効果） 以ｌ−１説明したように本発明によれば、長尺状被測定
物に形成された繰り返しパターンに対応させてＸ線管球
に印加する駆動電圧を断続してパルス駆動するようにし
たので、小型のＸ線管球をピーク出力の高い瞬時定格で
作動させて高いＸ線出力を得ることができて統計精度の
向上と装置の軽量化が実現できるばかりでなく、測定領
域に被測定物が存在するときだけ選択的にＸ線を照射す
るため、被測定物によりＸ線が遮へいされ外部環境への
Ｘ線の漏洩を可及的に少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の一実施例を示す装置の構成図、第２
図は、本発明の一実施例を示す装置の斜視図、第３図は
、同上装置に使用する測定ヘッドの一実施例を示す装置
の平面図、第４図は、同に装置の動作を説明する波形図
である。 ｌ・・・・被測定部位検出器 ７．８・・・・ストロボランプ ｌＯ・・・・Ｘ線管駆動電源　１１・・・・Ｘ線管球１
２・・・・Ｘ線検出器　　　１７・・・・コリメータ１
８・・・・ツールスコープ　１９・・・・測定ヘッド２
５・・・・サンプルホルダー　Ｔ・・・・基部出願人　
セイコー電子工業株式会社 代理人　弁理士　西　川　慶　治 回　　　木　　村　　勝　　彦 Ｏつ　　　　　　　　　　　　　　　　）ｑ） ｗ＆　　　Φ 〜　　８１ ｒつ 句　　　　　　る　　１　　　　。 ′（ＩＣ＞ η　　１　　　　＼ １　　　　　　ト １　　　　　−ｍ−ミさ　　　　。 ／−ゝ ８　　　へ　／　　　ｓ ＩＸ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）繰り返しパターンを持って連続的に形成された帯
   状の被測定物を搬送しながら前記パターンに対応させて
   Ｘ線管球を断続的に作動させ、メッキ層から発生する蛍
   光Ｘ線を検出するメッキ層の厚さ測定方法。
2. （２）繰り返しパターンを持って連続的に形成された帯
   状被測定物の移動状態を検出する手段、該手段からの信
   号に同期して断続的に作動するＸ線管球、被測定物から
   の蛍光Ｘ線を検出するＸ線検出手段、及び該Ｘ線検出手
   段の信号からメッキ層に基づく蛍光Ｘ線信号を弁別して
   メッキ層の厚さを演算する手段からなるＸ線によるメッ
   キ層の厚さ測定装置。