JP2003279496A - シート体とその検査装置及び検査方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、積層部品の製造で用いられるシー
ト体において、それに設けられた有底孔の深さを精度良
く測定できるように構成されるシート体を提供すること
を目的としている。加えて本発明は、その有底孔の形状
を信頼性が高くかつ効率的に検査できる検査装置及び検
査方法を提供することを目的としている。 【解決手段】 積層型電子部品の製造で使用されるキャ
リアフィルム上にグリーンシートが形成されたシート体
は、グリーンシート側から、グリーンシートは貫通し、
キャリアフィルムは貫通しないように設けられた有底孔
を有し、キャリアフィルムの光学濃度がＪＩＳＫ７６０
５により定められる０．５〜２．０の範囲であることを
特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層型電子部品の
製造で用いるシート体、詳しくはキャリアフィルム上に
グリーンシートが形成され、グリーンシートは貫通する
が、キャリアフィルムは貫通しないように設けられる有
底孔を有するシート体とその検査装置及び検査方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】Ｌ、Ｃ及びＲなどの導体を内蔵する積層
チップ型コンデンサ、積層チップインダクタ、積層トラ
ンスまたはＬＣＲ複合部品などの積層型電子部品（以下
積層部品と称する）は、セラミックスからなるグリーン
シート（以下シートと称する）の一面に導体パターンを
印刷し、そのシートを積層して製造される。

【０００３】積層されたシートの導体パターン間を電気
的に接続するため、導電ペーストが充填されるスルーホ
ール（貫通孔）が導体パターン印刷前のシートに形成さ
れる。スルーホールは、直径が数十〜数百μｍであり、
１シート当たり数千〜数万個形成される。スルーホール
の配置パターンは、積層される部位の仕様や積層部品の
仕様によって設定される導体パターンによるため、それ
には多様なバリエーションがある。従来スルーホールの
形成には、穿孔を高速で行うことができ、スルーホール
の配置パターンにより設定されるプログラムで穿孔を行
うことができるパンチプレスが用いられてきた。パンチ
プレスではピン状のパンチが工具として使用されるた
め、形成されるスルーホールの形状は略円筒形状とな
る。

【０００４】前記シートは、シート製造工程において、
通常ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などからな
る可撓性と透光性とを有し、厚みが数十〜百数十μｍ程
度のキャリアフィルム（以下フィルムと称する）の一面
にセラミックスラリーを塗工して製造される。その後、
スルーホールの形成工程及び導体パターンの印刷工程を
経て、シート積層工程でフィルムがシートから剥がされ
るまで、シートはその一面がフィルムに支持されてお
り、つまりシートとフィルムとは一体となりシート体を
形成している。

【０００５】よって、導体パターン印刷前のシートに前
記のような方法でスルーホールを形成すると、それに連
なった貫通孔がフィルムにも形成される。貫通孔への導
電ペーストの充填は、導体パターンが印刷される際に同
時に行われる。シート積層時にフィルムはシートから剥
離されるが、その際スルーホール内の導電ペーストがフ
ィルムの貫通孔内の導電ペーストにより引き込まれ、ス
ルーホール内の導電ペースト量が減少するという現象が
発生することがある。

【０００６】近年積層部品の小型化が進み、導体パター
ンの狭線化及び狭ピッチ化のためスルーホールはより小
径となり、また低背化のためシートの厚みはより薄くな
る傾向にある。従来より導体パターンの印刷には、謄写
版方式の印刷装置が用いられている。その印刷装置にお
いては、導電ペーストはスキージにより塗り込めるよう
にしてスルーホールに充填される。スルーホールが小径
になると導電ペーストを充填することが難しくなり、ス
ルーホールの体積に対する導電ペーストの充填率が低下
しやすくなる。よってスルーホールが小径化するとそれ
自体の体積が小さくなる上に、上記のように導電ペース
トの充填率も低下し、スルーホール内の導電ペースト量
が少量となる。そこに上記のような現象が発生すると、
スルーホール内に残存する導電ペースト量が不足し、導
体パターン間の接続不良が増加するため、その現象を無
視することができなくなってきた。

【０００７】上記の現象を防止するため、図１４に示す
ような状態で、シート体８０にスルーホールを形成する
方法が提案されている。図１４は、フィルム８２の上面
にシート８１が形成されたシート体８０において、スル
ーホールを形成するためシート８１は貫通するが、フィ
ルム８２は貫通しないように、つまり全体としては凹状
になるように設けられた有底孔８３の軸方向断面形状を
示したものである。有底孔８３は、通常シート体８０の
シート８１側の面からレーザー加工により形成される。

【０００８】上記の方法によりシート体８０に形成され
る有底孔８３の形状は、レーザーが照射されるシート体
８０のシート８１側の面に形成された開口面８４１を底
面とする略円錐形状をなしている。有底孔８３は、シー
ト８１を貫通する部分である貫通孔部８４とフィルム８
２の部分である底部８５を有している。貫通孔部８４
は、図１４において上側の前記開口面８４１に相対して
下側に形成される開口面８４２（底部８５の開口面８５
１）を有している。レーザーによる材料の除去状態は、
熱伝導率や光の反射率などその材料の有する物性にも影
響を受ける。シート８１及びフィルム８２の熱伝導率や
光の反射率は、有底孔８３が設けられる程度のミクロな
大きさではバラツキやすい。よって同一の加工条件で有
底孔８３を形成してもその形状、大きさは一定しにくい
傾向にある。

【０００９】有底孔８３の底部８５の深さが設定された
深さに対し深すぎる場合には、フィルム８２を貫通した
場合と同様に上記の現象が発生する。加えて、浅すぎる
場合にもフィルム８２自身が導電ペーストを引き込むた
めスルーホール内の導電ペースト量が減少する。よっ
て、底部８５の深さには許容される範囲がある。その範
囲は、厚み数十〜百数十μｍのフィルム８２に対し数十
μｍ程度である。上述したようにシート８１は薄くなる
傾向にある。シート積層時には、加圧することによりシ
ート８１どうしを密着させる。シート８１の厚みに対し
フィルム８２が厚すぎると加圧力が不足し、その密着度
が低下する。よって密着度の向上のためフィルム８２に
も薄いものが使用される傾向にあり、有底孔８３の底部
８５の深さの許容される範囲はさらに狭くなる方向にあ
る。

【００１０】有底孔８３のシート８１を貫通する部分で
ある貫通孔部８４の形状は略円錐形の一部をなしてい
る。よって、貫通孔部８４の下側の開口面８４２の大き
さは上側の開口面８４１に比べ小さく、有底孔の形状が
一定しないためその大きさにはバラツキが発生しやす
い。特に下側の開口面８４２が小さすぎる場合には、ス
ルーホール内に充填される導電ペーストの量が少なくな
るため積層部品の放熱効率が低下する。積層部品の上面
にはＩＣなど熱を発生し、それ自体は熱に弱い電子部品
が搭載される場合も多い。導電ペースト量が少ない場合
には放熱不足による、それら電子部品の動作不良が発生
し易くなる。よって、貫通孔部８４のシート下面側の開
口面８４２の大きさにも許容される最小の大きさがあ
る。以上のことにより、有底孔８３に導電ペーストが充
填される印刷工程の前に、有底孔８３の形状の良否を検
査することが望ましい。

【００１１】シートの表面の凸凹を検出する欠陥検査装
置について、その技術的事項が特開平７−２６０７０６
号公報（公知例１）に開示されている。公知例１の欠陥
検査装置は、シート対し垂直に光を照射する第１の光照
射装置と、第１の光照射装置とシートに対して相対して
設けられ、シートを透過した光を検出する光検出装置
と、第１の光照射装置の近くに設けられ、シートに対し
２０°〜７０°の角度で光を照射する第２の光照射装置
を有しており、第２の光照射装置により照射された光
が、シート表面の凸凹に当たると、光は乱反射し、乱反
射された光を光検出装置にて検出し、シート表面の凸凹
の有無を検査するものである。

【００１２】シート体の有底孔の深さを測定する方法と
して、図１３に示すようなレーザー変位計を備えた測定
装置を用いる方法が考えられる（公知例２）。公知例２
の測定装置９は、上記で説明したものと同様なシート体
８０の有底孔８３を測定する測定装置であって、シート
体８０が載置されるＸ−Ｙテーブル９２と、Ｘ−Ｙテー
ブル９２の上部に配設され、シート体８０に対して略垂
直にレーザー光Ｗを照射するレーザー変位計９１と、そ
のレーザー変位計９１によって得られた測定値を処理す
る演算部を有している。公知例２の測定装置９では、レ
ーザー光Ｗの走査経路は、有底孔８３を包含するように
シート体８０の上面に設けられる領域内を精密に走査す
るように設定され、その設定によりＸ−Ｙテーブル９２
を動作させ、有底孔８３の深さの測定を行うものであ
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、公知例
１の欠陥検出装置においては、シート表面の凸凹の有無
は検出できるものの、その深さを測定することは困難で
ある。公知例２の測定装置においては、有底孔の深さを
精度良く判別するためには、上述したような方法で測定
しなればならないため、測定に時間がかかるという問題
がある。また、有底孔の配置パターンが変るたびにＸ−
Ｙテーブルの動作設定が必要なため、測定の準備にも手
間がかかるという問題もある。また公知例１及び２共
に、シート８１とフィルム８２とが一体の状態にあるシ
ート体８０の貫通孔部８４の下側の開口面８４２の大き
さを測定することはできない。本発明は、上記の問題に
鑑みてなされたものであり、積層部品の製造で用いられ
るシート体において、それに設けられた有底孔の深さを
精度良く測定できるように構成されるシート体を提供す
ることを目的としている。加えて本発明は、その有底孔
の形状を信頼性が高くかつ効率的に検査できる検査装置
及び検査方法を提供することを目的としている。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の積層型電子部品
の製造で使用されるキャリアフィルム上にグリーンシー
トが形成されたシート体は、グリーンシート側から、グ
リーンシートは貫通し、キャリアフィルムは貫通しない
ように設けられた有底孔を有し、キャリアフィルムの光
学濃度がＪＩＳＫ７６０５により定められる０．５〜
２．０の範囲であることを特徴としている。なお、フィ
ルムの光学濃度は０．７５〜１．３の範囲にあれば、な
お好適である。

【００１５】本発明の検査装置は、積層型電子部品の製
造で用いるキャリアフィルム上にグリーンシートが形成
されたシート体の、グリーンシートは貫通し、キャリア
フィルムは貫通しないように設けられた有底孔の形状を
検査する検査装置であって、シート体が載置される透光
性を有するテーブルと、シート体に光を照射する光源
と、シート体を透過した光を受光する複数の光検出素子
を備える光検出器と、光検出器により得られた光強度分
布情報をもとに有底孔の形状の良否を判定する演算部と
を有すること特徴としている。

【００１６】本発明の検査方法は、積層型電子部品の製
造で用いるキャリアフィルム上にグリーンシートが形成
されたシート体に、そのグリーンシート側から、グリー
ンシートは貫通し、キャリアフィルムは貫通しないよう
に設けられた有底孔の形状を検査する検査方法であっ
て、シート体を透過した光を受光し、光強度分布に基づ
いて有底孔の形状の良否を判定することを特徴としてい
る。

【００１７】本発明によれば、シート体を構成するフィ
ルムの光学濃度を測定に適する数値範囲に限定すること
により、シート体に形成される有底孔の深さを精度良く
測定できる。また、有底孔を含むシート体を透過した光
の強度を複数の光検出素子を備えた光検出器により測定
することによって有底孔の形状を精度良く測定できる。
加えて、光検出器により得られた光強度分布情報をもと
に有底孔の形状の良否を判定するので、判定を短時間に
行うことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明について、以下、１）シー
ト体検査装置の構造、２）シート体の構造、３）有底孔
形状の判定方法の順序で説明する。

【００１９】［シート体検査装置］本発明の一実施態様
について、図１に基づき説明する。図１は、シート体の
有底孔の深さと貫通孔部の下側の開口面の大きさを検査
する検査装置１０の概略構成図である。検査装置１０で
検査されるシート体４０は、上記で説明したものと同様
なものである。図１の部分拡大図である図２に示すよう
に、フィルム４２の上面にシート４１が形成されたシー
ト体４０には、シート４１は貫通し、フィルム４２は貫
通しないよう有底孔４３ａが設けられている。有底孔４
３ａは、シート４１の部分に形成された貫通孔部４４と
フィルム４２の部分に形成された底部４５を有してい
る。貫通孔部４４は、図２において上側の開口面４４１
と下側の開口面４４２（底部４５の開口面４５１）を有
している。下記で詳細に説明するが、フィルム４２は透
光性を有するものが使用される。またシート４１もその
厚みが数十μｍと薄いので透光性を有している。

【００２０】図１に示される検査装置１０は、シート体
４０が載置される、例えばガラスなど透光性を有する材
料からなる載置部をその上面に有するＸ−Ｙテーブル５
０と、Ｘ−Ｙテーブル５０の下方に配置され、複数の有
底孔４３を含むシート体４０の一領域に対し略垂直に入
射光Ｌ１を照射する光源２０と、シート体４０を挟みか
つ光源２０に相対してＸ−Ｙテーブル５０の上方に配置
され、前記領域を透過した光Ｌ２を受光する光検出器３
０と、光検出器３０から出力された透過光Ｌ２の強度情
報をもとに有底孔４３の深さを判定するとともに、その
受光面積情報をもとに貫通孔部４４の下側の開口面４４
２の大きさを判定する演算部と、Ｘ−Ｙテーブルの動作
を制御するＸ−Ｙテーブル制御部（図示せず）とを有し
ている。図１においては左右方向がＸ軸であり、前後方
向がＹ軸となる。

【００２１】なお検査装置１０によって、ある有底孔４
３が不良と判定された場合、通常は後の工程でその有底
孔４３を含む領域は製品には使用されないので、検査速
度と有底孔４３の不良発生率とを勘案してその領域の大
きさは設定される。光検出器３０には、シート体４０の
一領域を透過した光Ｌ２のＸ−Ｙ平面における強度分布
を、Ｘ、Ｙ軸方向それぞれに一定の精度で測定できるセ
ンサーが用いられる。本実施態様の場合には、光検出素
子がＸ、Ｙ軸方向に複数配列される、例えば数μｍ／画
素程度の性能を有するＣＣＤカメラが使用されている。
光検出器３０には、光検出素子が１軸方向に複数配列さ
れるラインセンサーを使用することもできる。ラインセ
ンサーを用いる場合には、例えば、ラインセンサーの軸
をＸ−Ｙテーブル５０のＹ軸と平行になるようＸ−Ｙテ
ーブル５０の上方に配設し、Ｘ−Ｙテーブル５０をＸ軸
方向に移動させながら、シート体４０の透過光Ｌ２を受
光することにより、有底孔４３の形状を測定することが
できる。

【００２２】検査装置１０の動作について、シート体４
０の領域４０１及び４０２を例として説明する。シート
体４０は、シート４１側の面が上面になるようにＸ−Ｙ
テーブル５０に載置される。領域４０１には光源２０よ
り入射光Ｌ１が略垂直に照射され、領域４０１を透過し
た光Ｌ２は光検出器３０により受光され、光検出器３０
から出力された透過光Ｌ２の強度値を基準値と比較して
有底孔４３の深さが判定されるとともに、その受光面積
値を基準値と比較して貫通孔部４４の下側の開口面４４
２の大きさが判定される。その後、Ｘ−Ｙテーブル５０
はＸ軸方向に設定された距離、本例の場合は領域４０１
のＸ軸方向の大きさだけ移動し、前記と同様な方法で領
域４０２の検査を行う。以上の動作を繰り返すことによ
り、シート体４０の有底孔４３の検査を行うものであ
る。以上の説明のように、検査装置１０では、シート体
４０に設定される領域ごとに検査を行うので、領域の間
を移動する際のＸ−Ｙテーブル５０の動作はＸまたはＹ
軸いずれかの単軸の動作となる。よってＸ−Ｙテーブル
５０の動作設定を単純化することができ、例えば領域の
大きさによるＸ，Ｙ軸の一回当たりの移動量とシート体
４０の大きさによるＸ，Ｙ軸方向の移動回数を設定する
ことにより検査を行うことができる。

【００２３】次に、図２〜４に基づいて、光検出器３０
の測定動作について詳細に説明する。図２は、図１の有
底孔４３ａ〜４３ｄを含む領域４０１のＡ部の拡大図で
ある。なお有底孔４３ｂは底がないが、これも有底孔と
呼ぶ。図３は、Ａ部の透過光Ｌ２を光検出器３０で測定
し、出力された波形を三次元的に模式化して示したもの
である。図３においてＸ、Ｙ軸方向の値は光検出器３０
の光検出素子の配列された位置により測定される透過光
Ｌ２が通過した領域４０１上の位置を、高さ方向の値は
その光検出素子から出力された透過光Ｌ２の強度を示し
ている。図４は、図２の有底孔４３ａについての測定状
態を示す軸方向断面と、その出力波形を示している。

【００２４】光検出器３０から出力された本来の波形に
は、装置に固有のノイズ成分が重積している。ただし、
図３に示す出力波形は、そのノイズ成分をノイズフィル
ターにより除去し、波形を平滑化したものである。以下
の説明で示される光検出器３０からの出力波形は、特に
説明しない限り同様な処理を行ったものである。

【００２５】Ａ部の透過光Ｌ２を光検出器３０で測定す
ると、有底孔４３ａ〜４３ｄの三次元的な形状に対応す
る山形の波形Ｉａ〜Ｉｄが出力される。すなわち領域４
０１の透過光Ｌ２を光検出器３０で測定することによ
り、領域４０１に含まれる有底孔４３の三次元的な形状
に応じた光強度分布を有する出力波形を得ることができ
る。加えて、領域４０１に含まれる有底孔４３を同時に
測定することが可能となる。上記で説明したように本実
施形態では、有底孔４３のフィルム４２の部分に形成さ
れる底部４５の深さと、貫通孔部４４の下側の開口面４
４２つまり底部４５の開口面４５１を検査するものであ
る。よって本実施態様においては、図４に示すように、
有底孔４３の底部４５を、つまりフィルム４２部分を透
過する光Ｌ２ｆから得られる光強度分布情報（出力波形
においてハッチング部分）により、光強度情報に基づい
て有底孔４３の深さの良否を判定し、Ｘ−Ｙ平面方向の
受光面積情報に基づいて底部４５の開口面４５１の大き
さの良否が判定される。

【００２６】以上のように、光検出器３０により、有底
孔４３の三次元的な形状に応じた光強度分布情報を得る
ことができる。ここで、その光強度分布情報のＸ−Ｙ平
面方向の空間に関する分解能（空間分解能）は、主に光
検出器３０の光検出素子の配列数による。よって、要求
される空間分解能により光検出素子の配列数は決定され
れば良い。光強度分布情報の光強度に関する分解能（光
強度分解能）は、有底孔４３の２点を透過する光Ｌ２の
強度の差を光検出素子が分別できる能力による。すなわ
ち、測定しようとする有底孔４３の２点間の深さの差に
応じその２点を透過する光Ｌ２の強度の差を光検出素子
が分別（分解）することができなければ、その光強度分
布情報の光強度値の信頼性は低いものとなる。よって信
頼性のある光強度値を得るためには、その光検出素子の
検出能を向上させることや、透過光Ｌ２の２点間の強度
差を大きくすることが考えられる。本発明は、下記で詳
細に説明するように、シート体４０のフィルム４２の透
光性（光学濃度）を最適の数値範囲とすることにより、
フィルム４２を透過する光の２点間の強度差を大きくし
信頼性の高い光強度値を得るものである。

【００２７】［シート体］以下、信頼性の高い光強度値
を得られるよう構成されるシート体４０について、まず
その測定原理を図１５に基づいて説明する。図１５は、
厚さｔのフィルム４２に形成された有底孔６０の部分
に、上記の説明と同様に光源２０より入射光Ｌ１を照射
し、有底孔６０を透過した光を光検出器３０で受光して
いる状態と、光検出器３０から出力された波形を示して
いる。有底孔６０は、下部の厚みがそれぞれｔ１、ｔ
２、ｔ３と異なる階段状の断面形状を有している。有底
孔６０の上記の各厚み部分を透過した光はそれぞれＬ
ｔ、Ｌｔ１、Ｌｔ２、Ｌｔ３である。透過光Ｌｔ〜Ｌｔ
３は、例えば図１５（ｃ）に示すように、透過光の強度
レベルにより強度が高いほど明るく低いほど暗く表示さ
れている。図１５（ａ）のフィルム４２は仮想的に光学
濃度が０の透明なもの、図１５（ｂ）のフィルム４２は
光学濃度が無限大の不透明なもの、図１５（ｃ）のフィ
ルム４２は適度に光を透過できる半透明なものとする。

【００２８】ここで図１５（ａ）のように、フィルム４
２が透明である場合を考えてみる。そのような場合に
は、フィルム４２は空気のような存在となり、フィルム
４２に入射した光Ｌ１の強度は有底孔６０のどの厚み部
分でも減衰せず、その強度を維持したまま透過光Ｌｔ〜
Ｌｔ３となる。よって、光検出器３０からの出力波形は
単なる矩形波となる。次に図１５（ｂ）のように、フィ
ルム４２が不透明である場合を考えてみる。そのような
場合には、フィルム４２に入射した光Ｌ１の強度は有底
孔６０のどの厚み部分でも全てが減衰するため、光Ｌ１
はフィルム４２を透過することができない。よって、光
検出器３０から出力波形を得ることができないこととな
る。以上のようにフィルム４２が透明な場合や不透明な
場合には、有底孔の形状を透過光により測定することは
出来ない。すなわち、透過光により有底孔の形状を測定
するためには、測定を行なうことのできるフィルム４２
の透光性の範囲が存在することとなる。つまり図１５
（ｃ）に示すように、フィルム４２が半透明であり適度
な透光性を有する場合においては、フィルム４２に入射
した光Ｌ１の強度は有底孔６０の各厚み部分ｔ〜ｔ３に
より異なった減衰量で低下する。よって透過光Ｌｔ〜Ｌ
ｔ３は異なった光強度となるので、それを受光した光検
出器３０からの出力は、有底孔６０の形状に応じ階段状
の形状を有する波形となる。

【００２９】上記のように半透明で透光性を有するフィ
ルム４２の製造方法について、説明する。フィルム４２
を構成する樹脂は、透明性の良好な有機樹脂を用いるこ
とが好ましく、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリアミド、テフロン
（登録商標）、酢酸セルロース、ポリエステル系の樹脂
などから選択される。フィルム４２に半透明性を与える
ため、その樹脂には、例えば二酸化チタン、炭酸カルシ
ウム、酸化マグネシウム、二酸化ケイ素、カオリン、タ
ルク、ゼオライト、フッ化リチウム、硫酸バリウム、カ
ーボンブラック、シリカなど無機物粒子の１種以上が含
有される。

【００３０】粒子を樹脂に含有させる方法としては、特
に限定されるものではなく、公知の方法を採用でき、例
えばフィルム４２の製造する任意の段階で添加すること
ができる。例えばポリエステル系樹脂からフィルム４２
を製造する場合には、好ましくはエステル化の段階、も
しくはエステル交換反応終了後重縮合反応開始前の段階
でエチレングリコール等に粒子を分散させたスラリーと
して添加し、重縮合反応を進めてもよい。また、ベント
付き混錬押出機を用いエチレングリコールまたは水など
に分散させた粒子のスラリーとポリエステル樹脂をブレ
ンドする方法、または、混錬押出機を用い乾燥させた粒
子とポリエステル樹脂とをブレンドする方法などにより
行われ、原料は製造される。

【００３１】フィルム４２の成形は、従来からしられて
いる製造方法で行なうことができる。例えば乾燥された
上記原料を押出機にて溶融し、ダイから回転冷却ドラム
に押出し、急冷して未延伸フィルムを製造し、ついで未
延伸フィルムを縦横方向に延伸し製造される。

【００３２】上記のようにして製造したフィルム４２
の、厚みとＪＩＳＫ７６０５により定められる光学濃度
の関係の一例を図１６に示す。本例のフィルム４２は、
ポリエチレンテレフタレートに二酸化ケイ素粒子を添加
したものである。フィルム４２の厚みは、４０、５０、
７５、１００、１２５、１９０、２５０μｍと７種のも
のとした。また平均粒子径が０．２５μｍの二酸化ケイ
素粒子の添加率は、０．５、２．５、５、７．５、１
０、１５重量％の６種のものをとした。粒子の平均粒子
径は、好ましくは０．０５〜１μｍの中から選択され
る。平均粒子径が１μｍより大きい場合には、フィルム
４２の表面状態が悪化するためシート４１の表面状態も
悪化する。また平均粒子径が０．０５μｍ未満の場合に
は、粒子が凝集し粗大粒子となり上記と同様な状態とな
る。なお粒子の大きさが上記の範囲内にあれば、フィル
ム４２の光学濃度に及ぼす平均粒子径の影響は少なく、
例えば平均粒子径が０．０５と１μｍの二酸化ケイ素粒
子を５重量％添加した厚み１２５μｍのフィルム４２に
おいて、その光学濃度の差は１％以内となる。その程度
の差は粒子添加率による光学濃度の変化に対し無視でき
るレベルである。

【００３３】上記のようにして製造される半透明のフィ
ルム４２により、有底孔４３に関する光強度分布情報の
光強度分解能が向上する理由について以下説明する。図
５（ａ）にその厚み方向の断面が示されるシート体４０
は、上記で製造された１２５μｍの厚さを有するフィル
ム４２の上面に、４０μｍの厚さのシート４１が密着し
て形成されている。粒子添加率の異なるフィルム４２の
光学濃度は、それぞれ０．４５、０．７８、０．９８、
１．２３、１．６１、２．３２である。シート４１の光
学濃度は０．９である。シート体４０には、シート４１
は貫通し、フィルム４２は貫通しないよう略円筒形状の
有底孔４３ｅが設けられる。ここで有底孔４３ｅのフィ
ルム４２部分の深さｄは、１０μｍのピッチで１００μ
ｍまで設けられる。

【００３４】以上の条件で形成された有底孔４３ｅを、
上記までと同様な方法で透過光により測定すると、図５
（ｂ）で示されるような、その断面形状に対応するよう
な矩形の出力波形Ｉｅを得ることができる。出力波形Ｉ
ｅはノイズ成分が除去されていないものであり、よって
それはその量がｎであるノイズ成分Ｎが重積する矩形波
をなしている。出力波形Ｉｅの頂上の値を平均化した値
を、最大値Ｍｅとする。

【００３５】有底孔４３ｅの深さｄと、それを透過する
光の強度の最大値Ｍｅと、フィルム４２の光学濃度との
関係を図６に示す。なお、図６に示される最大値Ｍｅ
は、フィルム４２の光学濃度が０．９８で有底孔４３ｅ
の深さｄが１０μｍの場合の最大値Ｍｅを１として比較
表示している。それによると測定されたノイズ成分Ｎの
値ｎの値は０．０３であった。

【００３６】図６に示すように、有底孔４３ｅの深さｄ
とそれを透過する光Ｌの強度の最大値Ｍｅとの間には、
フィルム４２の光学濃度ごとに勾配の異なる直線で示さ
れる正の比例関係がある。つまり、有底孔４３ｅの深さ
ｄが深くなると、有底孔４３ｅの底面より下の部分のフ
ィルム４２の厚さが薄くなるため、透過する光Ｌの強度
が増加し、よってその最大値Ｍｅは大きくなる。

【００３７】２点間の距離を測定する場合、測定によっ
て得られる信号の中からその２点間の距離に相当する信
号量を分別するためには、その信号量と測定値に重積す
るノイズ量との関係、つまりＳＮ比が１以上であること
が必要である。つまり、有底孔４３の深さ方向のある２
点間の距離を測定する場合には、それぞれの点を透過す
る光強度の測定値の差が信号量となる。その信号量（２
点の測定値の差）を装置固有のノイズ成分のノイズ量で
割った値、つまりＳＮ比が１以下となる場合には、２点
の測定値の差をノイズ量の中から分別することができな
い。よってそのような場合には、有底孔４３の深さを測
定することができないこととなる。

【００３８】ここで図６に示されるフィルム４２の各光
学濃度の比例直線から求められる、有底孔４３ｅの深さ
ｄが１０μｍ、５μｍ、３μｍ及び１μｍだけ変化する
場合に対応する透過光Ｌの強度の変化量ｓを表１に示
す。次にその変化量ｓをノイズ成分Ｎのノイズ量（ｎ＝
０．０３）で割った値であるＳＮ比を表２に示す。表２
において、ＳＮ比の値が１以上のものに対応する有底孔
４３ｅの深さｄの変化量が、それに対応するフィルムの
光学濃度において、光検出器３０により測定することの
できる有底孔４３ｅの深さ方向の２点間の距離であり、
つまり光検出器３０の深さ方向の分解能を示している。

【００３９】

【表１】

【００４０】

【表２】

【００４１】表２に示されるＳＮ比と有底孔４３ｅの深
さｄの変化量とフィルム４２の光学濃度の関係を図７に
示す。本実施態様においては、図７において有底孔４３
ｅの深さｄの変化量、つまり光検出器３０の深さ方向の
分解能は、フィルム４２の光学濃度により異なってい
る。フィルム４２の光学濃度が０．４５〜２．３２程度
の範囲にあれば、光検出器３０は１０μｍ程度の分解能
で有底孔４３の深さを測定することができる。５μｍ及
び３μｍの分解能で有底孔４３の深さを測定するために
は、それを行なうことができるフィルム４２の光学濃度
の範囲が存在する。本実施態様の場合には、いずれのフ
ィルム４２の光学濃度であっても分解能１μｍで有底孔
４３の深さを測定することはできない。測定精度は高け
れば高いほど良いが、有底孔４３の底部４５の深さに対
し許容される範囲は、例えば厚み１２５μｍのフィルム
４２の場合には５０μｍ程度であり、今後その範囲がさ
らに狭くなることを考慮しても、測定精度は５μｍ程度
あれば良い。よって、光検出器３０により有底孔４３の
深さを測定する為には、フィルム４２の光学濃度は０．
５〜２．０の範囲にあれば良い。また、ＳＮ比が２以上
となる光学濃度である０．７５〜１．３の範囲にあれば
更に精度の高い測定を行うことができるので更に好適で
ある。

【００４２】なお、光検出器３０の測定精度を向上する
ためには、出力波形に重畳するノイズ成分の量が低減す
るように、または有底孔４３の深さの差に対する測定値
の変化量が増加するように検査装置１０の機械的及び電
気的構成を設定すればよい。例えば、電気的ノイズを低
減するような電気回路や、光学的ノイズを低減するよう
な光学機器を用いることにより出力波形に重畳するノイ
ズ量を低減することができる。また、検出性能の高い光
検出器を用いることや、測定値を処理することにより測
定値の変化量を増加することができる。

【００４３】［有底孔形状の判定方法］次に、上述のよ
うにして光検出器３０により得られた有底孔４３を透過
した光Ｌ２の光強度分布情報に基づいて、有底孔４３の
底部４５の深さと開口面４５１の大きさが判定される方
法について図８に基づいて説明する。図８は、その処理
手順を示したフローである。図８に示すように、フロー
の上流であるステップ１〜６では、有底孔４３を透過し
た光Ｌ２の光強度情報に基づいて有底孔４３の深さが判
定される。その下流であるステップ７〜１３では、受光
面積情報に基づいて底部４５の開口面４５１の大きさが
判定される。

【００４４】まず有底孔４３の深さが判定される手順に
ついて、図９、１０及び１１に基づき詳細に説明する。
図９は有底孔４３の軸方向断面形状であり、図１０は図
９の有底孔４３の断面を透過する光Ｌを光検出器３０で
測定し、得られた出力波形Ｉを示している。図９、１０
で識別子が同じものは、同じ有底孔４３に関するもので
あることを示している。それは、下記で述べる図１１に
ついても同様である。図１０において上部より順に設定
されるラインｃ、ｄ及びｅは、底部４５の深さと開口面
４５１の大きさを判定する基準とするために設けられる
ものである。それらは、シート４１とフィルム４２の厚
みや透光性に応じ次の様な方法でその値が設定される。

【００４５】図１２にその厚み方向の断面が示されるシ
ート体４０には、シート４１及びフィルム４２共に貫通
する略円筒形状の貫通孔が形成される領域Ｃと、前記貫
通孔と同一直径でシート４１のみを貫通する有底孔が形
成される領域Ｄと、孔が形成されない領域Ｅが設けられ
ている。上述までと同様な方法で透過光により領域Ｃ，
Ｄ、Ｅを測定する。それぞれの領域に対応し最大値が値
ｃ１、値ｄ１及び値ｅ１となる矩形状の出力波形を得る
ことができる。ここで、ラインｃの値には値ｃ１が、ラ
インｄの値には値ｄ１が、ラインｅの値には値ｅ１が設
定される。つまり、図１０に設定されるラインｃ、ｄ、
ｅは、シート体４０の厚み方向において、ラインｃがフ
ィルム４２側の面，ラインｄがシート４１とフィルム４
２の密着面、ラインｅがシート４１側の面に相当する。

【００４６】図９（ａ）に示される有底孔４３のよう
に、その底面がシート４１内にある場合には、図１０
（ａ）に示されるように、出力波形Ｉの最大値Ｍはライ
ンｄとラインｅの間となる。図９（ｂ）及び（ｃ）のよ
うに、有底孔４３の底面がフィルム４２内にある場合に
は、最大値Ｍはラインｃとラインｄの間となる。図９
（ｄ）のように、有底孔４３がフィルム４２を貫通する
場合には、最大値Ｍはラインｃ付近となる。つまり図１
０において、ラインｆの値ｆ１には底部４５の深さの許
容される最大の値を、ラインｇの値ｇ１にはその最小の
値を、ｃ１＞ｆ１＞ｇ１＞ｄ１となるように設定する
と、次のように底部４５の深さは判定されることとな
る。光検出器３０よりデータを取込み（ステップ１）、
出力波形Ｉの最大値Ｍを求め（ステップ２）、最大値Ｍ
と値ｇ１を比較し（ステップ３）、最大値Ｍが値ｇ１未
満であれば不良と判定され（ステップ５）、不良原因と
位置データが記録される（ステップ６）。良品の場合
は、最大値Ｍと値ｆ１を比較し（ステップ４）、最大値
Ｍが値ｆ１より大きければ不良と判定され（ステップ
５）、不良原因と位置データが記録される（ステップ
６）。良品であれば、以下で説明する底部４５の開口面
４５１の大きさの判定部に進む。

【００４７】次に図１１に基づいて、底部４５の開口面
４５１の大きさが判定される手順について説明する。図
１１は、図９の有底孔４３を透過した光Ｌを光検出器３
０で測定し得られた三次元的な波形を、下記に説明する
手順により２値化した画像である。図１０で説明する
と、底部４５の開口面４５１の大きさは、有底孔４３の
出力波形Ｉをラインｄでスライスし、スライス面の面積
を求めることにより算出される。具体的に説明すると、
光検出器３０により得られた三次元的な波形を、ライン
ｄの値ｄ１をしきい値として２値化する（ステップ
７）。次に図１１に示すように、ｄ１以上の部分が白部
Ｓとし、ｄ１未満の部分が黒部Ｋとする画像を作成する
（ステップ８）。画像の白部Ｓは、底部４５の開口面４
５１に相当するものである。次に白部Ｓの面積Ｓ１を算
出し（ステップ９）、その面積Ｓ１と図１１（ｆ）で示
される下側の開口面４４２に許容される最小値の大きさ
である白部Ｓの面積Ｓ０を比較し（ステップ１０）、白
部Ｓ１の面積が基準面積Ｓ０より大きければ良品と判定
され（ステップ１１）、以下であれば不良と判定され
（ステップ１２）、不良原因と位置データが記録される
（ステップ１３）。

【００４８】上記の判定方法によれば、図１０、１１の
（ａ）に示される出力波形、２値化画像に対する判定
は、出力波形Ｉの最大値Ｍはｇ１未満であるため不良と
なる。（ｂ）に対する判定は、最大値Ｍはｇ１以上かつ
ｆ１以下であり、白部Ｓの面積Ｓ１はＳ０以上であるの
で合格となる。（ｃ）に対する判定は、最大値Mはｇ１
以上かつｆ１以下であるが、白部Ｓの面積Ｓ１はＳ０よ
り小さいため不良となる。（ｄ）に対する判定は、最大
値Ｍがｆ１より大きいので不良となる。以上のように、
光検出器３０により得られた底部４５を透過した光Ｌ２
の光強度分布情報により、その光強度情報に基づいて底
部４５の深さを判定し、その面積情報に基づいて底部４
５の開口面４５１の大きさを判定することができる。

【００４９】なお本実施態様では、底部４５の開口面４
５１の判定を行っているが、ラインｅの値ｅ１をしきい
値とし測定値を２値化することにより貫通孔部４４の上
側の開口面４４１の大きさの判定を行うこともできる。
底部４５の深さの検査と開口面４５１の大きさの検査は
それぞれ単独に行うこともできる。また、光検出器３０
により測定される有底孔４３の透過光Ｌの強度分布の有
する情報により、有底孔４３、その貫通孔部４４または
底部４５の体積を測定することもできる。例えば、有底
孔４３の底部４５の体積を測定する場合には、図１０に
おいてラインｃとラインｄの間に複数のラインを設ける
ように値を設定し、それぞれラインにおける受光面積情
報とそれぞれのラインの深さにより、底部４５の体積の
近似値を求めることが可能となる。

【００５０】

【発明の効果】上記で説明したように、本発明のフィル
ム及びそれを用いたワークの有底孔検査装置及び有底孔
検査方法は下記の効果を有する。 １）中間体を構成するフィルムの光学濃度を測定に適す
る範囲に設定することにより、有底孔の深さを精度良く
測定できるので、信頼性の高い検査を行うことができ
る。 ２）複数の有底孔を含む領域を透過した光の強度を複数
の光検出素子を備えた光検出器により測定することによ
って、有底孔の形状を精度良く測定できるので、信頼性
の高い検査を行うことができる。加えて領域に含まれる
有底孔を同時に測定することができるので、効率的な検
査を行うことが可能となる。 ３）光検出器で得られた測定値と基準値とを比較して有
底孔の深さを判定し、画像処理部において２値化した測
定値と基準値とを比較して貫通孔部の開口面の大きさの
良否を判定するので、判定を短時間で行うことができ、
検査を効率的に行うことが可能となる。 ４）設定される領域ごとに検査を行うことによりＸ−Ｙ
テーブルの動作設定が単純化され、検査の準備の手間が
低減されるので、検査を効率的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の有底孔検査装置の全体斜視図である。

【図２】シート体を説明する図である。

【図３】本発明の有底孔検査装置の出力波形の概念図で
ある。

【図４】透過光による有底孔検査方法の概念を示す図で
ある。

【図５】フィルムによる測定精度の変化を測定する方法
を示した図である。

【図６】フィルムの光学濃度と測定精度の関係を示した
図である。

【図７】フィルムの光学濃度とＳ／Ｎの関係を示した図
である。

【図８】画像処理部及び演算処理部の処理フローを示し
た図である。

【図９】有底孔の、断面図である。

【図１０】検査装置による有底孔の測定値を示した図で
ある。

【図１１】画像処理部で、測定値が２値化処理された画
像を示した図である。

【図１２】深さを判定する基準値を定める方法を示した
図である。

【図１３】公知例２の測定装置を示す図である。

【図１４】従来の有底孔の形状を示す図である。

【図１５】有底孔の深さを測定する原理図である。

【図１６】キャリアフィルムの厚さ、粒子添加率とキャ
リアフィルムの光学濃度の関係を示す図である。

【符号の説明】

１０：有底孔検査装置、２０：光源、３０：光検出器、
４０：ワーク、４１：グリーンシート、４２：キャリア
フィルム、４３：有底孔４４：、貫通孔、５０：Ｘ−Ｙ
テーブル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G051 AA41 AA68 AB02 AC15 CA04 CB02 DA15 EA11 EA12 EA16 EB01 4F100 AD00A AK01B BA02 DC12B DC15A EJ91B GB41 JN30

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 積層型電子部品の製造で用いるキャリア
   フィルム上にグリーンシートが形成されたシート体であ
   って、グリーンシートは貫通し、キャリアフィルムは貫
   通しないように設けられた有底孔を有し、キャリアフィ
   ルムの光学濃度がＪＩＳＫ７６０５により定められる
   ０．５〜２．０の範囲であることを特徴とするシート
   体。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のシート体において、キ
   ャリアフィルムの光学濃度がＪＩＳＫ７６０５により定
   められる０．７５〜１．３の範囲であることを特徴とす
   るシート体。
3. 【請求項３】 積層型電子部品の製造で用いるキャリア
   フィルム上にグリーンシートが形成されたシート体の、
   グリーンシートは貫通し、キャリアフィルムは貫通しな
   いように設けられた有底孔の形状を検査する検査装置で
   あって、シート体が載置される透光性を有するテーブル
   と、シート体に光を照射する光源と、シート体を透過し
   た光を受光する複数の光検出素子を備える光検出器と、
   光検出器により得られた光強度分布情報をもとに有底孔
   の形状の良否を判定する演算部とを有することを特徴と
   する検査装置。
4. 【請求項４】 積層型電子部品の製造で用いるキャリア
   フィルム上にグリーンシートが形成されたシート体に、
   そのグリーンシート側から、グリーンシートは貫通し、
   キャリアフィルムは貫通しないように設けられた有底孔
   の形状を検査する検査方法であって、シート体を透過し
   た光を受光し、光強度分布に基づいて有底孔の形状の良
   否を判定することを特徴とする検査方法。