[实用新型]金属箔测厚仪的测量探头

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种测量探头，具体的是涉及一种金属箔测厚仪的测量探头。特别适用于测量微米级金属箔的厚度。

技术背景

测量金属箔表面金属层的厚度最常见的是测量敷铜板表面铜层的厚度，通常使用的仪器是铜箔测厚仪。铜箔测厚仪一般由测量探头，测量电路，数据处理电路，显示电路以及电源部分组成。测量时，测量电路提供测量信号(电流信号)给测量探头，测出铜箔的表面电阻。数据处理电路根据表面电阻与厚度的对应关系函数，将电阻值转换成对应的厚度值，并传给显示电路加以显示。由此可见，测量探头是重要测量工具，直接影响数据采集的效果。

测量探头的性能指标包括测量范围，测量误差，测量重复精度和使用寿命。

测量范围是指可以测量的金属箔的厚度范围。例如，印刷电路板铜箔厚度一般在5um-150um。

测量误差是指测量值与实际值的吻合程度，两者偏差越小，精度越高。测量精度可由参考标准片进行定期校准。

测量重复精度是指重复测量同一区域时测量结果的差异情况，差异越小，重复精度越好。

如在先技术中，电源(或恒流源)直接加在探针上，测量金属箔厚度时，探头需要先对好位置，再按下探针测量，探针压缩需要一定的时间，接触电阻也处于变化中，而负载电阻的变化会导致测量电源的反射过冲，增加杂波干扰。在这一过程中，探头往往还没有被压缩到位，就已经开始测量了。因此，测量信号中就加入了杂波干扰，从而影响探头测量的重复精度甚至测量精度。

探头的使用寿命也是重要的性能指标。由于探头的老化会影响测量性能，因此探头使用一定次数需要更换。目前，在先技术探头的使用寿命约为50万次。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服上述在先技术中的缺陷，提供一种用于金属箔测厚仪上的测量探头，克服弹簧探针压缩过程对测量的干扰，提高测量重复精度，延长使用寿命。

弹簧探针的压缩过程会有三个因素发生变化：1、探针与铜箔的接触电阻；2、探针针尖的轻微移位；3、针尖与针管的接触电阻。

这些变化都会对测量结果造成干扰，降低测量的重复精度。本实用新型为了滤除这些干扰，所采取的技术方案是提供一种用于金属箔测厚仪的测量探头，包括：外壳，置于外壳内的电路板，置于外壳内电路板上的带有定位孔的探针定位块；至少4根相互平行的弹簧探针，垂直安装在电路板上，弹簧探针的针尖穿过探针定位块上的定位孔伸出到外壳外，弹簧探针的针尾连接有电源线和信号引出线；一采样控制器，连接在弹簧探针针尾上的电源线上，用于控制弹簧探针与电源之间的通与断。

在测量时，直到探头与待测铜箔接触稳定后，才启动采样控制器，进行铜箔表面铜层厚度的测量。测量结束，关闭采样控制器，然后探头被抬起，弹簧探针的针尖被弹出。在整个测量过程中，探针与铜箔接触稳定，弹簧压缩过程中的杂波干扰没有被带入采样周期，这样就达到了提高重复精度的目的。

本实用新型探头的测量效果与在先技术中的探头相比具有较高的重复精度。以CMI700铜箔测厚仪的测量波形为例，测量时，初始的两个方波为触发方波，其后的三个方波为采样方波，接着一个两周期的方波为测量结束方波。如图5所示，是无开关控制的测量电压波形，图中三个采样方波上的杂波干扰较多，重复精度差。

本实用新型的有开关控制的测量电压波形如图6所示。图中三个采样方波上的杂波干扰很少，重复精度好。

本实用新型探头与在先技术中的探头相比具有较高的重复精度。性能指标见表1。

表1