(57)【要約】【課題】簡単な方法で品質管理に用いる管理値を精度良く算出できるチップ型電子部品の形状測定方法、及びこれを用いたチップ型電子部品の製造方法を提供する。【解決手段】このチップ型電子部品の形状測定方法では、素体１の角部１ｂにレーザ変位計４を走査して得られる形状プロファイル１０のうち、微分プロファイル２０の微分値ｆ’（ｘ）が予め設定された抽出閾値の絶対値の範囲内となる部分を抽出して円フィッティングを行っている。この方法では、素体１の角部１ｂにおける円弧状部分１２と、角部１ｂを形成している素体１の側面１ｃ，１ｄに相当する平面部分１１，１３と、これらの境界付近に存在するダレ部分１４，５とを容易に判別することができる。抽出閾値を用いて形状プロファイル１０から円弧状部分１２を抽出することにより、簡単且つ精度良く角部１ｂの円フィッティングを行うことができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
チップ型電子部品における素体の角部の形状を測定するチップ型電子部品の形状測定方法であって、
前記角部を横断するように当該角部を形成する前記素体の第１の側面から第２の側面にかけてレーザ変位計を走査し、前記角部の形状プロファイルを取得する形状プロファイル取得ステップと、
前記形状プロファイルを微分し、前記角部の微分プロファイルを算出する微分プロファイル算出ステップと、
前記形状プロファイルのうち、前記微分プロファイルの微分値が予め設定された抽出閾値の絶対値の範囲内となる部分を抽出するプロファイル抽出ステップと、
前記形状プロファイルの抽出部分に対して最小二乗法による円フィッティングを行う円フィッティングステップとを備えたことを特徴とするチップ型電子部品の形状測定方法。
【請求項２】
複数の仮閾値を用いてプロファイル抽出ステップと円フィッティングステップとを実行し、
前記円フィッティングステップで得られた円の半径と、前記形状プロファイルの抽出部分に含まれる各データ点と前記円の中心との距離とを比較することにより、前記仮閾値ごとのフィッティング誤差を求め、
前記フィッティング誤差が所定値以下となる仮閾値を前記抽出閾値として用いることを特徴とする請求項１記載のチップ型電子部品の形状測定方法。
【請求項３】
前記フィッティング誤差が所定値以下となる仮閾値のうち、最も値の大きい仮閾値を前記抽出閾値として用いることを特徴とする請求項２記載のチップ型電子部品の形状測定方法。
【請求項４】
前記円フィッティングステップで得られた円の半径を前記素体の角部の形状に関する管理値として記録する管理値記録ステップと、
前記管理値を予め設定された基準管理値と比較することにより、前記角部の形状の良否判定を行う判定ステップとを備えたことを特徴とするチップ型電子部品の製造方法。
【請求項５】
前記判定ステップを前記素体の焼成前に実行することを特徴とする請求項４記載のチップ型電子部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップ型電子部品の形状測定方法、及びこれを用いたチップ型電子部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
積層コンデンサ等に代表されるチップ型電子部品では、バレル研磨などで素体を研磨した後、素体の角部の形状を測定して品質管理に用いている。角部の形状を測定する方法として、例えば特許文献１に記載の面取り寸法測定方法がある。この従来の測定方法では、チップの角部に向けてレーザ変位計を走査し、面取り部分と平面部分との境界点の位置を角部の両側でそれぞれ算出して面取り部分の形状を規定している。
【特許文献１】特開２００７−６４６６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、チップ型電子部品の素体をバレル研磨などで研磨した場合、素体の角部は、円弧状に削られる。しかしながら、この円弧状部分と、角部を形成している素体側面の平面部分との境界付近には、円弧でも平面でもないダレ部分が形成される場合がある。したがって、ダレ部分の形状を考慮せずに直線近似や最小二乗法などによる円近似を行っても、形状の測定精度が十分に得られないおそれがある。また、ダレ部分の形状を正確に測定しようすると、品質管理に用いる管理値が複雑になってしまう問題もある。
【０００４】
本発明は、上記課題の解決のためになされたものであり、簡単な方法で品質管理に用いる管理値を精度良く算出できるチップ型電子部品の形状測定方法、及びこれを用いたチップ型電子部品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題の解決のため、本発明に係るチップ型電子部品の形状測定方法は、チップ型電子部品における素体の角部の形状を測定するチップ型電子部品の形状測定方法であって、角部を横断するように当該角部を形成する素体の第１の側面から第２の側面にかけてレーザ変位計を走査し、角部の形状プロファイルを取得する形状プロファイル取得ステップと、形状プロファイルを微分し、角部の微分プロファイルを算出する微分プロファイル算出ステップと、形状プロファイルのうち、微分プロファイルの微分値が予め設定された抽出閾値の絶対値の範囲内となる部分を抽出するプロファイル抽出ステップと、形状プロファイルの抽出部分に対して最小二乗法による円フィッティングを行う円フィッティングステップとを備えたことを特徴としている。
【０００６】
このチップ型電子部品の形状測定方法では、素体の角部にレーザ変位計を走査して得られる形状プロファイルのうち、微分プロファイルの微分値が予め設定された抽出閾値の絶対値の範囲内となる部分を抽出して円フィッティングを行っている。この方法では、微分プロファイルを算出することで、素体の角部における円弧状部分と、角部を形成している素体側面の平面部分と、これらの境界付近に存在するダレ部分とを容易に判別することができる。そして、抽出閾値を用いて形状プロファイルから円弧状部分を抽出することにより、簡単且つ精度良く角部の円フィッティングを行うことができる。
【０００７】
また、複数の仮閾値を用いてプロファイル抽出ステップと円フィッティングステップとを実行し、円フィッティングステップで得られた円の半径と、形状プロファイルの抽出部分に含まれる各データ点と円の中心との距離とを比較することにより、仮閾値ごとのフィッティング誤差を求め、フィッティング誤差が所定値以下となる仮閾値を抽出閾値として用いることが好ましい。このような処理により、ダレ部分に相当する部分を円フィッティングからより確実に除外でき、素子における角部の円弧状部分を一層精度良く抽出することができる。
【０００８】
また、フィッティング誤差が所定値以下となる仮閾値のうち、最も値の大きい仮閾値を抽出閾値として用いることが好ましい。仮閾値が大きい程、形状プロファイルの抽出部分に含まれるデータ点の数が多くなる。したがって、フィッティング誤差が所定値以下となる仮閾値のうち、最も値の大きい仮閾値を抽出閾値として用いることにより、円フィッティングの精度を高めることが可能となる。
【０００９】
また、本発明に係るチップ型電子部品の製造方法は、上記円フィッティングステップで得られた円の半径を素体の角部の形状に関する管理値として記録する管理値記録ステップと、管理値を予め設定された基準管理値と比較することにより、角部の形状の良否判定を行う判定ステップとを備えたことを特徴としている。
【００１０】
このチップ型電子部品の製造方法では、上記円フィッティングにより、ダレ部分に相当する部分を除外して精度良く得られた円の半径を素体の角部の形状に関する管理値として用いるので、角部の形状の良否判定を精度良く行うことができる。また、円の半径という簡単なパラメータを管理値として用いるので、処理の複雑化も回避できる。
【００１１】
また、判定ステップを素体の焼成前に実行することが好ましい。焼成を行うと、素体の形状が複雑に変形することも考えられる。したがって、素体の焼成前に判定ステップを行うことにより、良否判定の精度を担保できる。また、角部の形状が基準を満たさない素体について、再度の研磨等を行うこともできるので、チップ型電子部品の歩留まりを向上させることが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、簡単な方法で品質管理に用いる管理値を精度良く算出できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら、本発明に係るチップ型電子部品の形状測定方法、及びこれを用いたチップ型電子部品の製造方法の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係るチップ型電子部品の形状測定方法を適用するチップ型電子部品の素体を示す斜視図である。同図に示すように、素体１は、例えば積層コンデンサの素体であり、導体パターン２が形成されたセラミックグリーンシートを複数積層することにより、例えば長さ２．０ｍｍ×幅１．２ｍｍ×高さ１．２ｍｍの略直方体形状をなしている。素体１における長手方向の端面１ａには、導体パターン２の端部が露出した状態となっている。素体１は、例えばバレル研磨によって角部１ｂがＲ状に面取りされている。
【００１５】
次に、素体１における角部１ｂの形状測定方法、及びこれを用いた積層コンデンサの製造方法について説明する。図２は、当該方法の手順を示すフローチャートである。同図に示すように、この方法は、形状プロファイル取得ステップＳ０１、微分プロファイル算出ステップＳ０２、プロファイル抽出ステップＳ０３、円フィッティングステップＳ０４、管理値記録ステップＳ０５、及び判定ステップＳ０６を含んでいる。
【００１６】
始めに、レーザ変位計を用いて素体１における角部１ｂの形状プロファイルを取得する（ステップＳ０１）。形状プロファイルの取得にあたっては、図３に示すように、素体１をステージ３に載置する。ステージ３には、断面Ｖ字状の溝部３ａが形成されている。この溝部３ａに素体１をセットすることにより、測定対象となる角部１ｂを上方に向けると共に、この角部１ｂを形成する素体１の２つの側面（第１の側面）１ｃ及び側面（第２の側面）１ｄを水平に対して約４５°傾斜させた状態で素体１を保持する。
【００１７】
素体１をステージ３に載置した後、角部１ｂを横断するように素体１の側面１ｃから側面１ｄにかけてレーザ変位計４を走査し、角部１ｂの形状プロファイルを取得する。取得した形状プロファイルは、レーザ変位計４に接続された演算装置に出力される。レーザ変位計４としては、例えば株式会社キーエンス製ＬＴ−９０１０Ｍを用いることができる。レーザ変位計４のレーザスポット径は、例えば２μｍであり、レーザ振り幅は、約１１００μｍである。また、高さ方向の測定レンジは、約６００μｍである。
【００１８】
図４は、角部１ｂの形状プロファイルの一例を示した図である。図４において、ｘ軸はレーザ変位計４の走査量を示しており、ｙ軸は角部１ｂの形状に対応する変位量を示している。走査量及び変位量の単位は、μｍである。同図に示すように、バレル研磨が施された素体１の角部１ｂの形状プロファイル１０は、側面１ｃに対応する平面部分１１と、面取りによって形成された円弧状部分１２と、側面１ｄに対応する平面部分１３とによって、全体的に凸型となっている。
【００１９】
また、平面部分１１と円弧状部分１２との境界付近、及び平面部分１３と円弧状部分１２との境界付近には、円弧でも平面でもないダレ部分１４，１５が存在している。このダレ部分１４，１５の形状や範囲は、形状プロファイル１０自体から特定することが困難である。しかしながら、ダレ部分１４，１５を考慮せずに形状プロファイル１０に対して直線近似や最小二乗法などによる円近似を行っても、角部１ｂの形状の測定精度が十分に得られないおそれがある。一方で、ダレ部分１４，１５の形状を正確に測定しようとすると、扱うパラメータが複雑化することも考えられる。
【００２０】
そこで、本実施形態における角部１ｂの形状測定方法では、形状プロファイル１０を取得した後、図５（ａ）に示すように、形状プロファイル１０を微分し、角部１ｂの微分プロファイル２０を算出する（ステップＳ０２）。図５（ａ）に示す例では、微分プロファイル２０における微分値ｆ’（ｘ）は、平面部分１１に相当する部分でほぼ１．００であり、ダレ部分１４に相当する部分で徐々に減少する。また、微分値ｆ’（ｘ）は、円弧状部分１２に相当する部分で減少し、円弧状部分１２の頂部に相当する部分で正負が反転する。そして、微分値ｆ’（ｘ）は、ダレ部分１５に相当する部分で減少が緩やかになり、平面部分１３に相当する部分でほぼ−１．００となる。
【００２１】
次に、図５（ｂ）に示すように、形状プロファイル１０のうち、微分値ｆ’（ｘ）が予め設定された抽出閾値の絶対値の範囲内となる部分を抽出する（ステップＳ０３）。図５（ｂ）に示す例では、抽出閾値が予め０．５に設定されている。この場合、微分値ｆ’（ｘ）が−０．５〜０．５となる範囲が抽出対象となり、形状プロファイル１０のうち、変位量ｘが５３０〜６００となる部分が抽出される。
【００２２】
形状プロファイル１０の抽出を行った後、図６に示すように、抽出部分Ｐに対して最小二乗法による円フィッティングを行う（ステップＳ０４）。そして、円フィッティングステップで得られた円（以下、「フィッティング円」と記す）の半径を素体１の角部１ｂの形状に関する管理値として記録する（ステップＳ０５）。図６に示した例では、フィッティング円Ｓの半径は７０μｍであり、この値が管理値となる。
【００２３】
ところで、上述の例では抽出閾値が予め０．５に設定されているが、プロファイル抽出ステップＳ０３において、以下の抽出閾値決定ステップを実行することがより好適である。図７は、抽出閾値決定ステップの手順を示すフローチャートである。同図に示すように、まず、微分プロファイル２０を算出した後、複数の仮閾値を用いてプロファイル抽出ステップと円フィッティングステップとをそれぞれ実行する（ステップＳ１１）。
【００２４】
図８及び図９は、仮閾値ごとの円フィッティングの結果を示した図である。図８（ａ）〜図８（ｄ）及び図９（ａ）〜図９（ｄ）に示した例では、仮閾値を０．１刻みで０．１から０．８まで変化させることによって、形状プロファイル１０の抽出部分Ｐ１〜Ｐ８をそれぞれ求め、この抽出部分Ｐ１〜Ｐ８に対してそれぞれ最小二乗法による円フィッティングを行うことにより、フィッティング円Ｓ１〜Ｓ８を求めている。
【００２５】
次に、各仮閾値を用いて得られたフィッティング円Ｓ１〜Ｓ８のフィッティング誤差を算出する（ステップＳ１２）。フィッティング誤差は、フィッティング円Ｓの半径と、形状プロファイル１０の抽出部分Ｐに含まれる各データ点と円の中心との距離との比較によって算出する。また、算出されたフィッティング誤差と所定の閾値との比較に基づいて、抽出閾値を決定する（ステップＳ１３）。より具体的には、フィッティング円Ｓ１〜Ｓ８の半径をｒ、形状プロファイル１０の抽出部分Ｐ１〜Ｐ８に含まれるデータ点の数をｎ、データ点と円の中心との距離をＳｎとした場合に、フィッティング誤差ｄは、下記式（１）によって求められる。
ｄ＝（（Σ｜Ｓｎ−ｒ｜）／ｎ）／ｒ×１００  …式（１）
【００２６】
図１０は、仮閾値ごとのフィッティング円Ｓの半径及びフィッティング誤差をプロットした図である。図１０に示すように、仮閾値が０．２〜０．７の範囲では、フィッティング円Ｓの半径は約７５μｍとなっており、フィッティング誤差は約０．２％となっている。一方、仮閾値が０．８を超えると、フィッティング円Ｓの半径が７５μｍを超え、フィッティング誤差も数％を超える結果となっている。
【００２７】
このように、仮閾値が一定の値を超えた場合にフィッティング誤差が急激に増加するのは、微分プロファイル２０の微分値ｆ’（ｘ）が閾値の絶対値の範囲内となる部分が拡張された結果、ダレ部１４，１５に相当する部分が形状プロファイル１０の抽出部分Ｐに含まれてしまったためと考えられる。したがって、フィッティング誤差が所定値（例えば０．４％）以下でほぼ一定となる仮閾値０．２〜０．７のいずれかを抽出閾値として設定することにより、角部１ｂにおける円弧状部分１２を精度良く抽出することができる。
【００２８】
図８及び図９に示したように、閾値が大きくなる程、形状プロファイル１０の抽出部分Ｐに含まれるデータ点の数は多くなり、円フィッティングの精度も高くなる。したがって、フィッティング誤差が所定値以下となる仮閾値０．２〜０．７のうち、最も値の大きい仮閾値０．７を抽出閾値として用いることが最も好ましい。抽出閾値が０．７の場合、フィッティング円Ｓの半径は７１μｍとなり、この値が管理値となる。
【００２９】
再び図２を参照し、上述した手順で管理値を記録した後、この管理値を予め設定された基準管理値と比較することにより、角部１ｂの形状の良否判定を行う（ステップＳ０６）。「否」と判定された素体１について、管理値が基準管理値の許容範囲の下限を下回る場合には、例えば判定が「良」となるまで再度のバレル研磨を実施する。また、管理値が基準管理値の許容範囲の上限を超えていた場合には、例えば素体１が含まれるロット全体を廃棄する。その後、「良」と判定された素体１を焼成し、端面１ａに外部電極及びメッキを形成することにより、積層コンデンサを得る。
【００３０】
以上説明したように、このチップ型電子部品の形状測定方法では、素体１の角部１ｂにレーザ変位計４を走査して得られる形状プロファイル１０のうち、微分プロファイル２０の微分値ｆ’（ｘ）が予め設定された抽出閾値の絶対値の範囲内となる部分を抽出して円フィッティングを行っている。この方法では、微分プロファイル２０を算出することで、素体１の角部１ｂにおける円弧状部分１２と、角部１ｂを形成している素体１の側面１ｃ，１ｄに相当する平面部分１１，１３と、これらの境界付近に存在するダレ部分１４，５とを容易に判別することができる。そして、抽出閾値を用いて形状プロファイル１０から円弧状部分１２を抽出することにより、簡単且つ精度良く角部の円フィッティングを行うことができる。
【００３１】
また、本実施形態では、複数の仮閾値を用いてプロファイル抽出ステップと円フィッティングステップとを実行し、円フィッティングステップで得られたフィッティング円Ｓの半径と、形状プロファイル１０の抽出部分Ｐに含まれる各データ点と円の中心との距離とを比較することにより、仮閾値ごとのフィッティング誤差を求め、フィッティング誤差が所定値以下となる仮閾値を抽出閾値として用いている。このような処理により、ダレ部分１４，１５に相当する部分を円フィッティングからより確実に除外でき、角部１ｂにおける円弧状部分１２を一層精度良く抽出することができる。
【００３２】
また、本実施形態では、フィッティング誤差が所定値以下となる仮閾値のうち、最も値の大きい仮閾値を抽出閾値として用いている。仮閾値が大きい程、形状プロファイル１０の抽出部分Ｐに含まれるデータ点の数が多くなるので、円フィッティングの精度を高めることが可能となる。
【００３３】
また、上記形状測定方法を用いたチップ型電子部品の製造方法では、上記円フィッティングにより、ダレ部分１４，１５に相当する部分を除外して精度良く得られたフィッティング円Ｓの半径を素体１の角部１ｂの形状に関する管理値として用いるので、角部１ｂの形状の良否判定を精度良く行うことができる。また、フィッティング円Ｓの半径という簡単なパラメータを管理値として用いるので、処理の複雑化も回避できる。
【００３４】
また、本実施形態では、判定ステップを素体１の焼成前に実行する。焼成を行うと、素体１の形状が複雑に変形することも考えられる。したがって、素体１の焼成前に判定ステップを行うことにより、角部１ｂの形状の良否判定の精度を担保できる。また、角部１ｂの形状が基準を満たさない素体１については、再度の研磨等を行うこともできるので、積層コンデンサの歩留まりを向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係るチップ型電子部品の形状測定方法を適用するチップ型電子部品の素体を示す斜視図である。
【図２】本発明に係る形状測定方法及びこれを用いた製造方法の手順の一例を示すフローチャートである。
【図３】角部の形状プロファイルを取得する様子を示した図である。
【図４】形状プロファイルの一例を示した図である。
【図５】微分プロファイルの一例を示した図である。
【図６】形状プロファイルの抽出部分から求めたフィッティング円の一例を示した図である。
【図７】抽出閾値決定ステップの手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】仮閾値ごとの円フィッティングの結果を示した図である。
【図９】仮閾値ごとの円フィッティングの結果を示した図である。
【図１０】仮閾値ごとのフィッティング円の半径及びフィッティング誤差をプロットした図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…素体、１ｂ…角部、１ｃ…側面（第１の側面）、１ｄ…側面（第２の側面）、４…レーザ変位計、１０…形状プロファイル、２０…微分プロファイル、Ｐ…形状プロファイルの抽出部分、Ｓ…フィッティング円。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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