(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
断面形状がＶ字状をした分割溝を有するセラミック基板に光を照射して分割溝間の特定距離を測定する寸法測定装置であって、上記セラミック基板の下方より光を当てる照射部と、セラミック基板の上方に透過した光量を出力信号として取り出す少なくとも二つの検出部と、各検出部から得られた出力信号を基に分割溝の中心位置を算出し、分割溝間の特定距離を測定する演算部とを有することを特徴とするセラミック基板用寸法測定装置。
【請求項２】
上記各検出部より得られた出力信号のノイズを除去するとともに、演算処理することによって現れる２ヶ所のピーク値の中間点を分割溝の中心位置とすることを特徴とする請求項１に記載のセラミック基板用寸法測定装置。
【請求項３】
上記検出部がＣＣＤカメラであることを特徴とする請求項１又は２に記載のセラミック基板用寸法測定装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載のセラミック基板用寸法測定装置によって最外周に位置する対向分割溝間の距離を測定し、該測定値と予め設定してある基準値との差によってランク分類表に基づきセラミック基板を各ランク毎に分類することを特徴とする分類装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、分割溝を有するセラミック基板の分割溝間の寸法を高精度に測定する寸法測定装置、及び検出された寸法によって各セラミック基板をランク毎に分類する分類装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
セラミック基板には、ＣＲ（チップレジスター）基板やＨＩＣ（混積集積回路）基板、高圧抵抗用基板、ボリューム基板等があり、図５に示すように１枚のセラミック基板１１の周囲にダミー部１４を有するように分割溝１２を刻設し、分割溝１２で分割することによって多数の単体１３を得る多数個取りの手法が多用されている。近年、単体１３のサイズは更なる小型化が進み、中でもＣＲ基板においてはその傾向が顕著となっている。
【０００３】
一般的に上記のセラミック基板１１の印刷工程では、単体１３のサイズに見合った印刷治具を使用し電極等の印刷を行うが、セラミック基板１１自体が焼成収縮における寸法バラツキがあり、精度良く印刷する為にはセラミック基板を単体１３の寸法でランク分類する必要がある。印刷工程では、そのランク分類された単体１３の寸法に見合った印刷治具を使用し印刷する。
【０００４】
しかしながら、従来は単体１３の寸法を直接ランク分類する手法がなく、外辺寸法等をランク分類することで擬似的に単体１３の寸法をランク分類しようとするものだった。
【０００５】
これらセラミック基板１１をランク毎に分類する方法として、セラミック基板１１を所望寸法のゲージに通過させ外辺寸法によって機械的にランク分類する方法や、図５に示すようなセラミック基板１１を画像認識装置によって、その外辺寸法１５ａ及び１５ｂを測定して外辺寸法１５ａ及び１５ｂでランク分類する方法が用いられていた。
【０００６】
また、図６に示すようにセラミック基板１１となるグリーンシートに分割溝１２ａ及び１２ｂを金型で形成すると同時にダミー孔２０ａ及び２０ｂを形成して所定の温度で焼成することによってセラミック基板１１を作成し、このセラミック基板１１を１台のＣＣＤカメラで読み込んで各ダミー孔２０ａ及び２０ｂ間の寸法２１ａ及び２１ｂを測定し、このダミー孔間寸法２１ａ及び２１ｂでランク分類をする方法がある。
【０００７】
この方法によると、例えば図７に示すように、セラミック基板１１が金型による成形時の応力並びに焼成時の要因によってその外辺が変形したり、切断面のバリ・凸凹等が生じても、各ダミー孔２０ａ及び２０ｂの距離で測定するため、外辺の変形による誤差を低減出来る効果がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述のようにセラミック基板１１は、各単体３の多数個取り化と小型化が進み、セラミック基板１の強度を向上させるため、その周囲にダミー部４を設ける基板設計が一般的である。セラミック基板１１に電極等を印刷する印刷治具は、単体３の集合体である最外周の分割溝１２の形成された内枠寸法１６a及び１６ｂに合わせて設計されているため、上述のようにセラミック基板１１の外辺寸法１５ａ及び１５ｂを測定することによってランク分類する方法では、外辺寸法１５ａ及び１５ｂと分割溝２の形成された範囲の内枠寸法１６ａ及び１６ｂが完全に比例関係にあることが前提であった。
【０００９】
しかしながら、外辺の変形や、切断面のバリ・凸凹等によって外辺寸法１５ａ及び１５ｂと内枠寸法１６ａ及び１６ｂは一定の比例関係となっておらず、実際のセラミック基板１１の内枠寸法１６ａ及び１６ｂとの間に３０μm以上のズレがあった。そのため、上記のようにランク分類されたセラミック基板１１に電極等を印刷する際にズレが生じやすという欠点を有していた。
【００１０】
また、図６に示すようにダミー孔１８ａ及び１８ｂ間の寸法でランク分類を行う場合、この寸法から擬似的に内枠寸法１６ａ及び１６ｂを算出して分類するため、実際の内枠寸法１６ａおよび１６ｂとの間に誤差が生じやすき、さらに、各寸法を１台のＣＣＤカメラによって測定していることから、１５μm以上の機差が生じ、高精度な分類ができないという欠点を有していた。
【００１１】
本発明は、上述の欠点に鑑み案出されたものであって、その目的は、セラミック基板の分割溝の位置を高精度に検出し、分類表に基づいて正確に分類することができるセラミック基板用寸法測定装置、及びこれを用いた分類装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のセラミック基板用寸法測定装置は、断面形状がＶ字状をした分割溝を有するセラミック基板に光を照射して分割溝間の特定距離を測定するものであって、上記セラミック基板の下方より光を当てる照射部と、セラミック基板の上方に透過した光量を出力信号として取り出す少なくとも二つの検出部と、各検出部から得られた出力信号を基に分割溝の中心位置を算出し、分割溝間の特定距離を測定する演算部とを有することを特徴とするものである。
【００１３】
また、本発明のセラミック基板用寸法測定装置は、上記各検出部より得られた出力信号のノイズを除去するとともに、演算処理することによって現れる２ヶ所のピーク値の中間点を分割溝の中心位置とすることを特徴とするものである。
【００１４】
さらに、本発明のセラミック基板用寸法測定装置は、上記検出部が４台のＣＣＤカメラであることを特徴とするものである。
【００１５】
またさらに、本発明のセラミック基板用寸法測定装置を用いた分類装置は、上記寸法測定装置によって最外周に位置する対向分割溝間の距離を測定し、該測定値と予め設定してある基準値との差によってランク分類表に基づきセラミック基板を各ランク毎に分類することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明のセラミック基板用寸法測定装置によれば、セラミック基板の下方より光を当てる照射部と、セラミック基板の上方に透過した光量を出力信号として取り出す少なくとも二つの検出部と、各検出部から得られた出力信号を基に分割溝の中心位置を算出し、分割溝間の特定距離を測定する演算部とを有することから、セラミック基板の分割溝の位置を高精度に検出することができ、擬似的な手法を用いなくとも分割溝の形成された内枠寸法を直接測定することができる。
【００１７】
また、本発明のセラミック基板用寸法測定装置によれば、上記各検出部より得られた出力信号のノイズを除去するとともに、演算処理することによって現れる２ヶ所のピーク値の中間点を分割溝の中心位置とすることから、検出部より得られた出力信号より分割溝の位置を高精度に測定することができる。
【００１８】
さらに、本発明のセラミック基板用寸法測定装置によれば、上記検出部が４台のＣＣＤカメラであることから、セラミック基板に形成された分割溝の四隅の分割溝交差部を高精度に画像認識することができ、それぞれ４台の光学的に拡大されたＣＣＤカメラの１ピクセル当たりの分解能を上げることで機差を抑制することができるため、分割溝の位置を高精度に測定することができる。
【００１９】
またさらに、本発明のセラミック基板用寸法測定装置を用いた分類装置によれば、上記寸法測定装置によって最外周に位置する対向分割溝間の距離を測定し、該測定値と予め設定してある基準値との差によってランク分類表に基づきセラミック基板を各ランク毎に分類することから、多数個取り化や小型化が進んだセラミック基板を高精度にランク分類し、後の印刷工程においても各単体に正確に電極等を印刷することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を説明する。
【００２１】
本発明のセラミック基板用寸法測定装置は、図１に示すように、分割溝を有するセラミック基板１の下方より光を当てる照射部７と、セラミック基板１の上方に透過した光量を出力信号として取り出す少なくとも二つの検出部８と、各検出部８から得られた出力信号を基に分割溝の中心位置を算出し、分割溝間の特定距離を測定する演算部９とから構成される。
【００２２】
上記分割溝を有するセラミック基板１は、図２に示すように外周部にダミー部４を有するように分割溝２が刻設され、分割溝２で分割することによって多数の単体３を得る多数個取りの手法を用いるものであり、セラミック基板１の外辺寸法を５ａ及び５ｂとするとともに、上記分割溝２の最外周に位置する分割溝２間の距離を内枠寸法６ａ及び６ｂとしている。
【００２３】
上記セラミック基板用寸法測定装置における照射部７は、ハロゲン光等からなる光源７ａと、該光源７ａより照射される光をセラミック基板１全体に拡散するためのグラスファイバーやＬＥＤのフラット照明等からなる拡散板７ｂによって形成されており、上記光源７ａは、セラミック基板１を透過させる光量を有するものであれば良く、特に、ハロゲンは安価で、且つセラミック基板１を十分に透過する光量を有するため好ましい。
【００２４】
また、上記検出部８は、セラミック基板１の上方に透過した光量を出力信号として取り出す作用をなし、画像認識機能を有するものからなり、画像素子が受ける光の強さである光量を電気信号に変換し、光量の分布を調べることによって分割溝２の位置を検出するものである。上記検出手段は、ＣＣＤカメラを用いることが好ましく、４台のＣＣＤカメラをセラミック基板１の分割溝２交差部の４隅に配置することによって、高い分解能を有し、ＣＣＤカメラ自体の機差を抑制して高精度な測定が可能となる。
【００２５】
さらに、上記演算部９は、各検出部８から得られた出力信号を基に分割溝２の中心位置を算出して、内枠寸法６ａ及び６ｂを測定するものである。
【００２６】
上述のセラミック基板用寸法測定装置を用いてセラミック基板１の寸法を測定するには、先ず、工具顕微鏡等で図２の内枠寸法６ａ及び６ｂにあたる寸法を測定したマスター基板を準備し、このマスター基板における最外周の分割溝の交差部である４隅にＣＣＤカメラをセットし、マスター基板の測定ポイントの位置を読み取らせる。
【００２７】
なお、上記ＣＣＤカメラは、固定ピントとなっているため、ピントがあった状態での視野範囲は固定となり、この視野範囲とＣＣＤカメラの画素数から１画素あたりの分解能が算出される。
【００２８】
次いで、測定するセラミック基板１をセットし、グラスファイバー等の拡散板７ｂを介して光源７ａの光をセラミック基板１に照射する。
【００２９】
セラミック基板１の上方に透過した光は、図３（ａ）に示すようにセラミック基板１に刻設されたＶ字状の分割溝２付近の透過光を上記４隅の測定ポイントに配置されたＣＣＤカメラによって検出する。セラミック基板１を透過した透過光の光量は同図（ｂ）に示すような分布を示し、これを演算処理するとともに、ノイズを除去することによって、同図（ｃ）に示すような２ヶ所のピーク値を有する出力信号を得ることができる。このピーク値はＶ字状の分割溝２のエッジ部の位置を示すものであり、このピーク値の中間点を算出することで最外周の分割溝２の中心位置とすることができる。
【００３０】
次いで、得られた出力信号より、予め算出されたＣＣＤカメラの分解能を利用して、セラミック基板１の最外周の分割溝２の４隅の測定ポイントとマスター基板の測定ポイントの相対的な位置関係を求め、その位置関係と工学顕微鏡で測定したマスター基板の基準寸法から測定ポイント間の距離である内枠寸法６ａ及び６ｂを算出する仕組みである。
【００３１】
このようにして、セラミック基板１に光を照射してその光量の分布を演算処理することによって分割溝２の位置を正確に認識することができ、その位置より内枠寸法６ａ及び６ｂを高精度に算出することができる。
【００３２】
さらに、上記寸法測定装置によって測定した内枠寸法６ａ及び６ｂの値を図４に示すようなランク分類表に基づいてセラミック基板１を各ランク毎に分類する。
【００３３】
上記ランク分類表の長辺側をL（縦軸）とし、短辺側をＷ（横軸）の寸法として、例えば、図２に示すセラミック基板１の６ａが２９．９５２μｍ、６ｂが２０．０２５μｍの場合、ランクは３３となる。このように内枠寸法６ａ及び６ｂの値を用いてランク毎に分類するため、印刷精度の非常に高いものとなる。
【００３４】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば、種々の変更は可能である。
【００３５】
【実施例】
先ず、図２に示すようなＣＲ用のセラミック基板１を準備する。このセラミック基板１の外辺寸法５ａは５０．０ｍｍ、５ｂは６０．０ｍｍであり、最外周の分割溝２の内枠寸法６ａが２０．０ｍｍ、６ｂが３０．０ｍｍであるセラミック基板試料をＮｏ．１〜１８まで準備する。
【００３６】
そして、各セラミック基板試料の内枠寸法６ａ及び６ｂを図１に示す本発明の寸法測定装置にて測定した。
【００３７】
また、従来例として外辺寸法５ａ及び５ｂを外辺寸法測定器にて測定した。さらに、図６に示すようなダミー孔間の寸法を測定した。
【００３８】
上記の各方法によって測定した値と、工学顕微鏡によって測定した内枠寸法６ａ及び６ｂを基準値として算出した各測定値の理論値を求め、測定値と理論値との差を測定精度として比較した。
【００３９】
その結果を表１及び表１をグラフに示した図８（ａ）〜（ｃ）に示す。
【００４０】
なお、表１中の工顕とは工学顕微鏡によって測定した値を示す。
【００４１】
【表１】
0003638551.tif 000002
【００４２】
表１及び図８より明らかなように、本発明の寸法測定装置による理論値に対する誤差の最大値が各内枠寸法でそれぞれ４μm、５μｍであり、図８（ａ）のグラフからも、理論値を示す直線に沿って、工学顕微鏡で測定した内枠寸法と本発明の測定結果は、ほぼ正比例関係となった。
【００４３】
これに対し、比較例である従来の外辺寸法５を測定することによってセラミック基板をランク分類する方法では、理論値に対する誤差の最大値が各内枠寸法でそれぞれ３６μm、３２μｍであり、図８（ｂ）より明らかなように理論値を示す直線より大きく外れていることが判った。
【００４４】
また、比較的誤差の少ないとされているダミー孔間の寸法を測定することによってセラミック基板をランク分類する方法では、理論値に対する誤差の最大値が各内枠寸法でそれぞれ２２μm、２１μｍであり、図８（ｃ）に示すように理論値を示す直線より大きく外れていることが判った。
【００４５】
【発明の効果】
本発明のセラミック基板用寸法測定装置によれば、セラミック基板の下方より光を当てる照射部と、セラミック基板の上方に透過した光量を出力信号として取り出す少なくとも二つの検出部と、各検出部から得られた出力信号を基に分割溝の中心位置を算出し、分割溝間の特定距離を測定する演算部とを有することから、セラミック基板の分割溝の位置を高精度に検出することができ、擬似的な手法を用いなくとも分割溝の形成された内枠寸法を直接測定することができる。
【００４６】
また、本発明のセラミック基板用寸法測定装置によれば、上記各検出部より得られた出力信号のノイズを除去するとともに、演算処理することによって現れる２ヶ所のピーク値の中間点を分割溝の中心位置とすることから、検出部より得られた出力信号より分割溝の位置を高精度に測定することができる。
【００４７】
さらに、本発明のセラミック基板用寸法測定装置によれば、上記検出部が４台のＣＣＤカメラであることから、セラミック基板に形成された分割溝の四隅の分割溝交差部を高精度に画像認識することができ、それぞれ４台の光学的に拡大されたＣＣＤカメラの１ピクセル当たりの分解能を上げることで機差を抑制することができるため、分割溝の位置を高精度に測定することができる。
【００４８】
またさらに、本発明のセラミック基板用寸法測定装置を用いた分類装置によれば、上記寸法測定装置によって最外周に位置する対向分割溝間の距離を測定し、該測定値と予め設定してある基準値との差によってランク分類表に基づきセラミック基板を各ランク毎に分類することから、多数個取り化や小型化が進んだセラミック基板を高精度にランク分類し、後の印刷工程においても各単体に正確に電極等を印刷することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のセラミック基板用寸法測定装置の一実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明のセラミック基板の一実施形態を示す正面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明のセラミック基板用寸法測定装置における画像処理方法を示す説明図である。
【図４】本発明のセラミック基板用寸法測定装置における測定値をランク分類する分類表を示す図である。
【図５】従来のセラミック基板用寸法測定方法を説明するためのセラミック基板の正面図である。
【図６】従来のセラミック基板の寸法測定方法を説明するためのセラミック基板の正面図である。
【図７】従来のセラミック基板の外辺の変形を示すセラミック基板の正面図である。
【図８】（ａ）は本発明のセラミック基板用寸法測定装置によって測定したセラミック基板の寸法の測定結果を示すグラフであり、（ｂ）及び（ｃ）は従来の寸法測定方法によって測定したセラミック基板の寸法の測定結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１：セラミック基板
２：分割溝
３：単体
４：ダミー部
５：外辺寸法
６：内枠寸法
７：照射部
７ａ：光源
７ｂ：拡散板
８：検出部
９：演算部
【図１】
0003638551.tif 000003
【図２】
0003638551.tif 000004
【図３】
0003638551.tif 000005
【図４】
0003638551.tif 000006
【図５】
0003638551.tif 000007
【図６】
0003638551.tif 000008
【図７】
0003638551.tif 000009
【図８】
0003638551.tif 000010