JPH0592749U - スルーホール抵抗測定用プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プリント配線用の板には通電用のスルーホー
ルがある。このスルーホールの仕上り品質を調べる便利
な方法としてスルーホールの抵抗値を計測する方法があ
るが、普通スルーホールは数百μΩ程度の微小抵抗であ
るので４端子測定法で行う必要がある。この測定法を行
うための便利なスルーホール抵抗測定用プローブはその
先端部が円錐形凸状に出来ており、スルーホールの測定
端に当てるには便利であるが、このプローブは電流端子
と電圧端子と対等な関係で構成されているため、スルー
ホール内を流れる基準測定電流が一様に流れず、不均一
になるため測定誤差が生じる。本考案はこの測定誤差を
なくすことが目的である。 【構成】 抵抗測定用プローブの先端部の円錐形凸状の
外側部全体を電流端子１として、電圧端子２はこのプロ
ーブの円筒部の中心軸と一致するピン状導体として、こ
の円錐状先端の頂点のみで外側の電流端子と電気的接続
する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は物体特に板状の物体を貫通する穴すなわちスルーホール、通常はプリ ント板（絶縁物）に設けられた通電用の穴すなわち通常のスルーホールの電気抵 抗（単に抵抗という）値を測定するための触針すなわちプローブに関する。

【０００２】

【従来の技術】

プリント板等の導電用の穴すなわちスルーホールの出来上りの品質を検査する 一つの便利な方法として、スルーホール両端間の抵抗値を計ることによって検査 する方法がある。

【０００３】 通常のスルーホールは抵抗値は小さく特にプリント配線用のプリント板の導通 用のスルーホールは通常数百μΩ程度のオーダをもつ微小抵抗であるため、電流 を通す測定用接続子の抵抗を測定値に含めないようにする４端子測定が必要であ る。

【０００４】 図５に示されたものはスルーホール抵抗を４端子で測定できるようにし、かつ 容易に測定可能にした従来のプローブの先端部の構成であって、１は電流端子、 ２は電圧端子、５は絶縁層である。その（ａ）は平面図、（ｂ）は立面図である 。そして、図６にその測定中の状態が示されている。このようにプローブを２本 用い、プリント板３に設けられ、通常銅メッキ４されたスルーホール６の両側か ら測定端に押し当てて、二つの電流端子間に定電流回路から定った既知の電流す なわち基準測定電流を流す。このとき電流が電流端子接触線からスルーホール内 を流れる電流分布の一例の様子を示したのが図７（ａ）である。

【０００５】 この図７（ａ）に示される例の場合、電圧端子接触線に最も近い電流路の部分 に図７（ａ）の矢印の如く電圧端子が当っているのと実質的に等しくなり、スル ーホールの実際の抵抗より内側の抵抗を測定することになりその分だけ誤差を生 じることになる。（図７の（ｂ）を参照） このとき電圧端子で測定された電圧Ｖと既知の電流Ｉとからスルーホールの抵 抗ＲはＲ＝Ｖ／Ｉの式から計算で求められる。

【０００６】 この従来の技術の場合、スルーホールの測定端へのプローブの当り方によって は図７（ａ）に示したようにならないこともあるが、いずれにしても、従来のプ ローブでは測定すべきスルーホールの全周に対して、両測定端とも、電流端子が 接触する部分が半分以下しか密着接触すなわちコンタクトできないので、測定の ため流す既知の基準測定電流がスルーホール内を一様に流れないことになり、こ れが誤差を生ずる原因になっている。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

従来のスルーホール抵抗測定用プローブでは先端の円錐形凸状の部分は図５に 示すように電流端子と電圧端子とが半々であり任意に端子の役割を交換しても全 く同じであるという便利の点はあっても、上述した如く基準測定電流が、スルー ホール側の原因でなく、プローブ側の原因で、スルーホールを一様に流れないこ とによる測定誤差を生じてしまうという問題があった。

【０００８】 本考案はこの問題の解決をはかろうとするものである。すなわち、プローブ側 の構成を改良することによって、測定のための基準測定電流ができる限り、そし て出来れば完全に一様にスルーホール内を流れるようにすることによって、この 問題を小さくするか又は解消しようとすることが本考案の目的である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、まずスルーホールの抵抗を測定するための、先端部の電流端子とこ れと絶縁された電圧端子とを有するプローブの先端部を円錐形凸状に形成する。 ここまでは従来の技術におけるものと同じ考え方であるが、本考案では電流端子 と電圧端子とが対等ではなく、電圧端子を小さくして図４に示される如くプロー ブ先端部を４分割又は８分割など円錐の頂点を通る円錐の母線に沿って加工しや いように分割して両端子間を絶縁加工をほどこす。この場合、分割された部分の 小さい方を電圧端子とし、大きい部分又は分割数の大きい方を電流端子とする。

【００１０】 さらに本考案の別の態様においては、プローブの先端部を円錐形凸状に形成す ることは従来と同じであるが、この円錐形凸状の外側の全周をすべて電流端子と して構成し、電圧端子はこの円錐形凸状の内側の頂点近傍で外側の電流端子と電 気的に接続するように構成する。そして、プローブの先端部以外は円筒形に形成 し、この別の態様においてはプローブの円筒形状の外側の部分は電流端子へ測定 用の基準測定電流を導通する導通路となるべき所であって、円筒形の内部に設け られた電圧端子へ導通する通電路とは円筒形状のところにおいて電気的に接触し ないように構成する必要がある。

【００１１】

【作用】

本考案は従来の測定用プローブの外形の形状は変らず、電流端子部分は従来の ものより大きくなる。上の本考案の別の態様のものにおいてはスルーホールの測 定端に当たるプローブはすべて電流端子となる。

【００１２】 電流端子部分が大きいということは測定すべきスルーホールの測定端にプロー ブが接触したとき、プローブの電流端子かスルーホールの測定端に接する部分が 大きいということになるので、スルーホール内に基準測定電流が一様に近く流れ るようになり測定誤差が小さくなる。そのため、電圧端子部分は可能の限り小さ い方がよい。

【００１３】 又、本考案の別の態様においてはプローブがスルーホールの測定端に接触した ときその接触部のプローブはすべて電流端子であるので、スルーホール内に基準 測定電流が一様に流れるようになり、基準測定電流がスルーホール内を不均一に 流れることにもとづく測定誤差をなくすことができる。

【００１４】

【実施例】 理解の容易のため、上述した本考案の別の態様である実施例の方から述べる。

【００１５】 図１はその実施例のプローブの先端部を示す平面図（ａ）及び同プローブの先 端部を主として示す立面図（ｂ）である。この円筒形のプローブを中空にして内 部の中心軸に沿って１本の導体をその先端でのみ円錐形凸状をなす外側の導体の 頂点で結合してピン状に設ける。このピン状に設けられた導体が電圧端子２であ って、外側の円筒形状の導体が先端部を含めて電流端子１とする。この実施例の 場合、円筒の最先端である円錐の頂点で電圧端子と電流端子とが電気的に接続し ているので非測定時の取り扱いに注意する必要があるが、測定すべきスルーホー ルの測定端と密着接触したときスルーホール内を基準測定電流が一様に流れ、電 圧の検出端もプローブとスルーホールとの接触面となるので、誤差を含まない測 定が可能となる。

【００１６】 その基準測定電流がプリント板３に設けられたスルーホール内の銅メッキ４部 を一様に流れる様子を示す図を図２にスルーホールを断面として示した。この図 ２に示す如く実際に測定するときは本考案のプローブ２本（Ｈｉ端子とＬｏ端子 として２本）を用い全体として４端子測定となるようにする必要があるのは勿論 である。

【００１７】 他の実施例として図３に示すものと図４に示すものの例について述べる。図３ に示すものは全体の形状は従来のものと同じで円筒形のプローブの先端が円錐凸 形に作られているが、同図に示されているものは電流端子部分を大きくとりその 分電圧端子部分を小さくしている。

【００１８】 図３の（ａ）に示す如く、プローブの先端部を示す平面投影面において頂点を 示す中心点からの回転角でほぼ２７０°の平面投影角の回転領域部分が電流端子 １の先端を表わしている。そして薄い絶縁物で作られた絶縁層５を除けば、平面 投影角で中心からほぼ９０°の回転角の扇形部分すなわち回転領域が電圧端子２ の先端を表わしている。

【００１９】 このように、電流端子部分が大きいということは測定すべきスルーホールにプ ローブが密着接触した時電流端子が接する面が大きくなるので、スルーホール内 に流れる基準測定が一様に近く流れるようになりその分だけ測定誤差が小さくな るということである。ということは電圧端子２の先端部の扇形の中心角すなわち 回転角は可能な限り小さい方がよい。

【００２０】 もっともあまり小さくすると製作上の困難が生ずるが、図４に示す如く先端部 の頂点と通る線で４分割又は８分割して、その１つに図示のように絶縁加工をほ どこして電圧端子として他をすべて電流端子としても良い。同図の場合は４分割 と８分割であるが製造上の困難を来たさない限り分割数を増やすことができ電流 端子を多くとった方がよいが、分割数が多ければ電圧端子を２つ又はそれ以上と することも可能である。しかし電流端子の部分を多くとるほど測定誤差は小さく なる。

【００２１】

【考案の効果】

本考案はスルーホールそれも特に低抵抗のスルーホールを４端子測定で抵抗を 測定するのに適している。プローブの本体は円筒形でその先端が円錐形凸状に形 成され、さらにその頂点を中心に対称形に形成されているので、プローブが少し 傾むいても又スルーホールの孔の大小によらず測定が可能となる。その上、本考 案のように構成したプローブを２本用い、４端子測定の技術で抵抗を測定すれば 、従来のものに比較して測定のための基準測定電流がスルーホール内を一様に近 く、又は全く一様に流れるので、基準測定電流が不均一に流れることによる測定 誤差を小さく又は全く無くすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例のプローブを示す図。 （ａ）はその平面図 （ｂ）はその立面図

【図２】図１のプローブによる測定を行なうときのスル
ーホール内の基準測定電流の流れる様子を示す図。

【図３】本考案の他の実施例のプローブを示す図。 （ａ）はその平面図 （ｂ）はその立面図

【図４】本考案の他の実施例の変形例のプローブの先端
を示す図。 （ａ）４分割されたプローブの先端を示す平面図 （ｂ）８分割されたプローブの先端を示す平面図

【図５】従来の技術におけるプローブを示す図 （ａ）その平面図 （ｂ）その立面図

【図６】従来の技術による測定を行なうときのプローブ
をスルーホールに密着接触させる形態を一部断面で示す
図。

【図７】従来の技術による測定時にスルーホール内の基
準測定電流の分布とその測定時の等価回路とを示す図。 （ａ）その基準測定電流の分布を示す図 （ｂ）その測定時の等価回路図

【符号の説明】

１ 電流端子 ２ 電圧端子 ３ プリント板 ４ 銅メッキ ５ 絶縁層 ６ スルーホール

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 スルーホールの抵抗を測定するための、
   先端部に電流端子とこれと絶縁された電圧端子とを有す
   るプローブにして、その先端部を円錐形凸状に形成し、
   被測定部に接触する該円錐形凸状をなす先端部の外側に
   おける、円錐の頂点からでる母線の、該頂点を中心とし
   て該円錐形凸状を構成する全回転領域について平面投影
   角として少なくとも１８０゜を超え全回転に対応する３
   ６０゜未満で全回転角の大部分の回転角領域を電流端子
   領域とし、残りの回転角領域を電圧端子領域としたこと
   を特徴とするスルーホール抵抗測定用プローブ。
2. 【請求項２】 請求項１における電流端子領域につい
   て、その全回転角の連続する３／４又は７／８を実質的
   にその領域とし、残りを実質的に電圧端子領域としたこ
   とを特徴とするスルーホール抵抗測定用プローブ。
3. 【請求項３】 スルーホールの抵抗を測定するためのプ
   ローブにして、その先端部を円錐形凸状に形成し、被測
   定部に接触する該円錐形凸状をなす先端部の外側の全周
   を実質的にすべて電流端子として、電圧端子はこの円錐
   形凸状の内側の頂点近傍においてのみ内側から外側の電
   流端子に電気的に接続される構成としたことを特徴とす
   るスルーホール抵抗測定用プローブ。
4. 【請求項４】 請求項３における先端部以外は円筒状に
   構成し、この円筒状部は先端部の電流端子に導かれる電
   気的導通路とし、その内側にはこの円筒状部とは絶縁さ
   れ、この円筒の母線と平行的に電圧端子に電気的に接続
   される導線が設けられる構成としたことを特徴とするス
   ルーホール抵抗測定用プローブ。