Электрорезистивный метод

Толщинометрия электропроводящих пленок и покрытий на изоляционной основе — это одна из основных задач, эффективно решаемых методами электрического сопротивления.

Типовые технологические процессы изготовления двухсторонних и многослойных печатных плат предусматривают металлизацию отверстий. Цель металлизации - обеспечение электрического соединения проводников на противоположных сторонах двухсторонних плат и слоев многослойных плат, а также повышение надежности паяных соединений. Важнейшим параметром, определяющим эксплуатационные характеристики платы, в частности ее надежность, является обеспечение заданной толщины медного покрытия, которая не должна быть меньше регламентированного значения.

При контроле толщины медного покрытия стенок отверстия рассматриваемым методом измеряется активное сопротивление образованной покрытием электропроводящей трубки.

Измеренное значение сопротивления R при известных значениях толщины платы l (длина трубки), диаметра металлизируемого отверстия d_отв, и удельного электрического сопротивления меди ρ_Cu, однозначно характеризует толщину покрытия Т_ок:

Измеряемое значение сопротивления весьма мало и соизмеримо с контактным сопротивлением при подключении объекта контроля к средству контроля, поэтому это стало одной из основных проблем реализации данного метода. Решение этой проблемы достигается использованием специальной конструкции электродов для подключения к контролируемому объекту. Каждый из двух электродов выполнен в виде усеченного конуса, прижимаемого с помощью пружин к торцу контролируемого отверстия (рисунок ниже). Тело усеченного конуса 1 и 2 выполняет роль токового электрода, а врезанная в него металлическая пластина 3 и 4, отделенная от основного тела с помощью изоляционной прокладки 5 и 6, выполняет роль потенциального электрода. Коническая поверхность электродов обеспечивает их хорошее самоцентрирование в отверстии и снижение за счет этого погрешности измерения из-за неоднородности поля токов в зоне контактирования потенциальных электродов.

1,2 - токовый электрод; 3,4 - металлические пластины (потенциальные электроды); 5,6 - изоляционные прокладки

Таким образом реализуется четырехэлектродная (ее называют также четырехпроводной) схема измерения сопротивления, при которой переходные сопротивления токовых контактов 1 и 2 не влияют на значение измеряемого напряжения. Переходные сопротивления потенциальных контактов 3 и 4 пренебрежимо малы по сравнению с входным сопротивлением измерителя напряжения и, следовательно, также практически не влияют на измеренное значение U при неизменном токе I пропорционально искомому значению сопротивления металлического покрытия отверстия: R = U / I.