JP2002213903A - 厚み測定装置 - Google Patents
厚み測定装置Info
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- JP2002213903A JP2002213903A JP2001015203A JP2001015203A JP2002213903A JP 2002213903 A JP2002213903 A JP 2002213903A JP 2001015203 A JP2001015203 A JP 2001015203A JP 2001015203 A JP2001015203 A JP 2001015203A JP 2002213903 A JP2002213903 A JP 2002213903A
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- platen
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 例えば、プリント回路基板、銅張り積層版等
のような積層板又は比較的に厚みが薄い板材の厚みを、
高精度で測定するための装置を提供すること。 【解決手段】 厚みが測定されるべき板材を支持するた
めの定盤（３）と、上記板材の厚み方向に押圧力を与え
ると共に上記厚みを測定するためのリニアスケール
（６）を備えたプローブ部材（７）とを含んで成る厚み
測定装置において、上記定盤の表面粗さやうねりが測定
誤差を招来することに着目し、上記定盤を、表面粗さ
（Ｒmax）０．３μm未満、うねり（ＷＣＭ）０．３μm
未満、のガラス材で構成した。
のような積層板又は比較的に厚みが薄い板材の厚みを、
高精度で測定するための装置を提供すること。 【解決手段】 厚みが測定されるべき板材を支持するた
めの定盤（３）と、上記板材の厚み方向に押圧力を与え
ると共に上記厚みを測定するためのリニアスケール
（６）を備えたプローブ部材（７）とを含んで成る厚み
測定装置において、上記定盤の表面粗さやうねりが測定
誤差を招来することに着目し、上記定盤を、表面粗さ
（Ｒmax）０．３μm未満、うねり（ＷＣＭ）０．３μm
未満、のガラス材で構成した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばプリント回
路基板、銅張り積層板等のような積層板材又は比較的に
厚みが薄い板材の厚みを、高精度で測定するための装置
に関する。
路基板、銅張り積層板等のような積層板材又は比較的に
厚みが薄い板材の厚みを、高精度で測定するための装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来技術における、板厚測定装置の態様
を大別すると、下記の２態様がある。
を大別すると、下記の２態様がある。
【０００３】第１の態様は、接触タイプのものであっ
て、その第１例は銅張積層板にプローブ等を接触させ厚
みを測定するものである。例えば上部ダイヤルゲージと
下部ダイヤルゲージを上下に対向して設け、個々のダイ
ヤルゲージ先端には支持ローラを設けてそれぞれを当接
させておき、当接された上部支持ローラと下部支持ロー
ラとの間に搬送される板材が進入することにより、上部
と下部のダイヤルゲージの変位が検出され、板厚み測定
値となるものである。また、その第２例は、下方に固定
した定盤を設け、この定盤の上方に上下移動可能なプロ
ーブを備えたリニアスケールを設け、厚み測定する板材
を上方向から押圧し固定する部材を備えた機構と、この
リニアスケールにより板厚みを測定するものである。
て、その第１例は銅張積層板にプローブ等を接触させ厚
みを測定するものである。例えば上部ダイヤルゲージと
下部ダイヤルゲージを上下に対向して設け、個々のダイ
ヤルゲージ先端には支持ローラを設けてそれぞれを当接
させておき、当接された上部支持ローラと下部支持ロー
ラとの間に搬送される板材が進入することにより、上部
と下部のダイヤルゲージの変位が検出され、板厚み測定
値となるものである。また、その第２例は、下方に固定
した定盤を設け、この定盤の上方に上下移動可能なプロ
ーブを備えたリニアスケールを設け、厚み測定する板材
を上方向から押圧し固定する部材を備えた機構と、この
リニアスケールにより板厚みを測定するものである。
【０００４】第２の態様は、銅張積層板に如何なる物も
接触させず厚みを測定する非接触タイプのものである。
例えば上部光計測器と下部光計測器とを上下に対向して
設け、個々の光測定器から測定光（例えば半導体レー
ザ）を発し、上部光計測器から銅張積層板の上面と下部
光計測器から銅張積層板の下面までの距離を検出し、そ
の検出値に基づいて銅張積層板の厚みを測定するものな
どである。
接触させず厚みを測定する非接触タイプのものである。
例えば上部光計測器と下部光計測器とを上下に対向して
設け、個々の光測定器から測定光（例えば半導体レー
ザ）を発し、上部光計測器から銅張積層板の上面と下部
光計測器から銅張積層板の下面までの距離を検出し、そ
の検出値に基づいて銅張積層板の厚みを測定するものな
どである。
【０００５】第１の態様の第１例にあっては、上部ダイ
ヤルゲージと下部ダイヤルゲージに取り付けられた支持
ローラーの偏心による振れがあるため、測定指示精度は
±１０μm程度に止まる。また、下部に定盤を設置し、
上部からリニアスケールにて測定する第２例にあって
は、下部定盤と銅張積層板の密着性に問題があり、両者
の間に空間が発生する。空間とは定盤面の表面粗さに起
因するものであり、その粗さとリニアスケールの測定指
示精度、フレームの歪み（伸び縮み）など合わせて±５
μm程度の測定誤差が発生する。
ヤルゲージと下部ダイヤルゲージに取り付けられた支持
ローラーの偏心による振れがあるため、測定指示精度は
±１０μm程度に止まる。また、下部に定盤を設置し、
上部からリニアスケールにて測定する第２例にあって
は、下部定盤と銅張積層板の密着性に問題があり、両者
の間に空間が発生する。空間とは定盤面の表面粗さに起
因するものであり、その粗さとリニアスケールの測定指
示精度、フレームの歪み（伸び縮み）など合わせて±５
μm程度の測定誤差が発生する。
【０００６】第２の態様にあっては、光計測器の測定指
示精度誤差の他に、測定データを変換する際に発生する
直線性の誤差が±１０μm位生じるので、必ずしも得策
ではない。
示精度誤差の他に、測定データを変換する際に発生する
直線性の誤差が±１０μm位生じるので、必ずしも得策
ではない。
【０００７】よって従来技術の中では下方に固定された
定盤と上方よりプローブを備えたリニアスケールを用い
測定する第１の態様の第２例の方法が最も測定誤差が最
も少ない。しかし、リニアスケールによる誤差と定盤表
面の粗さやうねりに起因する誤差が±５μmもあり、こ
のため更なる測定精度向上が求められている。
定盤と上方よりプローブを備えたリニアスケールを用い
測定する第１の態様の第２例の方法が最も測定誤差が最
も少ない。しかし、リニアスケールによる誤差と定盤表
面の粗さやうねりに起因する誤差が±５μmもあり、こ
のため更なる測定精度向上が求められている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従来の板厚測定装置の
測定指示精度において、下方に定盤を固定し、上部から
押圧してリニアスケールにて測定するものが最も測定精
度が良い。但し、上部から押圧するという方向性は相対
的なものであるので、下方から上部に向けて押圧するよ
うに、又は左右に押圧するように設計変更してもよい。
しかし、測定物と定盤における密着性とに問題があり、
両者間に空間が発生する。その空間が測定誤差となり、
約３μmの誤差が発生する。この測定誤差の内訳には、
リニアスケール自体の測定誤差、測定装置を支える
フレームの温度等外乱による歪み（フレームの伸び縮
み）や下方に設置されている定盤と銅張積層板の密着性
などがある。リニアスケール自体の測定精度を良くする
ためには、各構成要素を、更なる高精度品に変更するこ
としかない。しかし、リニアスケールとしては現在使用
されている分解能＝０．５μm、測定指示精度＝１＋Ｌ
／５０μm 〔Ｌ＝プローブストローク〕より高精度な
ものが無い。
測定指示精度において、下方に定盤を固定し、上部から
押圧してリニアスケールにて測定するものが最も測定精
度が良い。但し、上部から押圧するという方向性は相対
的なものであるので、下方から上部に向けて押圧するよ
うに、又は左右に押圧するように設計変更してもよい。
しかし、測定物と定盤における密着性とに問題があり、
両者間に空間が発生する。その空間が測定誤差となり、
約３μmの誤差が発生する。この測定誤差の内訳には、
リニアスケール自体の測定誤差、測定装置を支える
フレームの温度等外乱による歪み（フレームの伸び縮
み）や下方に設置されている定盤と銅張積層板の密着性
などがある。リニアスケール自体の測定精度を良くする
ためには、各構成要素を、更なる高精度品に変更するこ
としかない。しかし、リニアスケールとしては現在使用
されている分解能＝０．５μm、測定指示精度＝１＋Ｌ
／５０μm 〔Ｌ＝プローブストローク〕より高精度な
ものが無い。
【０００９】また、測定装置フレームの温度変化に対す
る歪みを少なくするためには、フレームの材質を熱膨張
係数の低いものに変更するのが考えられるが、鋼材では
現在使用している炭素鋼鋼材（Ｓ４５Ｃ）より熱膨張係
数が低いものは希少であるので、そのような変更は実現
性が低いと言わざるを得ない。
る歪みを少なくするためには、フレームの材質を熱膨張
係数の低いものに変更するのが考えられるが、鋼材では
現在使用している炭素鋼鋼材（Ｓ４５Ｃ）より熱膨張係
数が低いものは希少であるので、そのような変更は実現
性が低いと言わざるを得ない。
【００１０】そこで、結局のところ下方に設置されてい
る定盤と測定する被測定板材（例えば、銅張積層板）と
の密着性を向上させ、双方間の空間を低減し、引いては
厚み測定誤差を低減することを課題として選択した。現
状では下部定盤の表面粗さが、最大で約１．５μm（Ｒm
ax＝１．５s）あるために、被測定板材の厚み測定時に
は表面粗さの低い部分に空間（隙間）が発生してしま
い、その部分が測定差となり引いては誤差となる。定盤
の材質は、表面粗さやうねりが少なく、熱（温度）に対
して変形が少なく、また測定時の歪みや圧縮に耐えられ
るものが必要とされる。
る定盤と測定する被測定板材（例えば、銅張積層板）と
の密着性を向上させ、双方間の空間を低減し、引いては
厚み測定誤差を低減することを課題として選択した。現
状では下部定盤の表面粗さが、最大で約１．５μm（Ｒm
ax＝１．５s）あるために、被測定板材の厚み測定時に
は表面粗さの低い部分に空間（隙間）が発生してしま
い、その部分が測定差となり引いては誤差となる。定盤
の材質は、表面粗さやうねりが少なく、熱（温度）に対
して変形が少なく、また測定時の歪みや圧縮に耐えられ
るものが必要とされる。
【００１１】本発明は、これらの課題を検討し精度が高
い厚み測定を可能とする装置を提供することを目的とす
るものである。
い厚み測定を可能とする装置を提供することを目的とす
るものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の板厚み測定方法
は、リニアスケール６と押え装置４を備えた上方のプロ
ーブと下方の定盤３との離隔距離を被測定板材（例え
ば、銅張積層板）２の厚みより大きくとって離隔し、被
測定板材２が無い状態で上方プローブが下降し、定盤３
の測定面と接触することによる基準値（０点）測定と、
被測定板材２が挿入された後にプローブが下降し被測定
板材２を挟み、厚みを測定する工程からなる。
は、リニアスケール６と押え装置４を備えた上方のプロ
ーブと下方の定盤３との離隔距離を被測定板材（例え
ば、銅張積層板）２の厚みより大きくとって離隔し、被
測定板材２が無い状態で上方プローブが下降し、定盤３
の測定面と接触することによる基準値（０点）測定と、
被測定板材２が挿入された後にプローブが下降し被測定
板材２を挟み、厚みを測定する工程からなる。
【００１３】この厚みを測定する際に定盤３と被測定板
材２との間に空間が発生するために測定誤差が生まれ
る。定盤３の表面粗さとうねりが大きいと空間が大き
く、粗さとうねりが少ないと空間が少なくなる。そのた
め粗さとうねりを少なくし、空間の発生を抑制すること
により測定誤差が少なくなり、より精度の高い厚み測定
が可能となる。なお、定盤３の下の参照番号で示したも
のは、定盤を台に接着させるための接着シートである。
但し、必須の構成要素ではない。
材２との間に空間が発生するために測定誤差が生まれ
る。定盤３の表面粗さとうねりが大きいと空間が大き
く、粗さとうねりが少ないと空間が少なくなる。そのた
め粗さとうねりを少なくし、空間の発生を抑制すること
により測定誤差が少なくなり、より精度の高い厚み測定
が可能となる。なお、定盤３の下の参照番号で示したも
のは、定盤を台に接着させるための接着シートである。
但し、必須の構成要素ではない。
【００１４】しかし、表面粗さやうねりが少なくても定
盤自体の硬度が低いと、測定時に定盤自体の歪みや圧縮
により測定値が悪化する。そのため、定盤表面の平滑性
と硬度を考慮しなければならない。そこで、定盤の材質
を砥石やガラス材などに変更することが考えられる。こ
の砥石とガラスを比べると、熱膨張率が低く加工が安易
な点を考慮してガラス材を選択することにした。通常の
ガラス材は高温の融液を結晶化させることなく冷却固化
させた非晶質固体であり、ガラスの大部分は無水けい酸
（ＳｉＯ2）を主体とする多成分系けい酸塩ガラスであ
る。この無水けい酸の含有率を増やすと熱膨張係数が小
さくなり、温度に対しての変化（変形、歪み）を少なく
出来る。また、平滑性が要求されるため、表面粗さ（Ｒ
max）を０．３μm未満、うねり（ＷＣＭ）を０．３μm
未満にする。
盤自体の硬度が低いと、測定時に定盤自体の歪みや圧縮
により測定値が悪化する。そのため、定盤表面の平滑性
と硬度を考慮しなければならない。そこで、定盤の材質
を砥石やガラス材などに変更することが考えられる。こ
の砥石とガラスを比べると、熱膨張率が低く加工が安易
な点を考慮してガラス材を選択することにした。通常の
ガラス材は高温の融液を結晶化させることなく冷却固化
させた非晶質固体であり、ガラスの大部分は無水けい酸
（ＳｉＯ2）を主体とする多成分系けい酸塩ガラスであ
る。この無水けい酸の含有率を増やすと熱膨張係数が小
さくなり、温度に対しての変化（変形、歪み）を少なく
出来る。また、平滑性が要求されるため、表面粗さ（Ｒ
max）を０．３μm未満、うねり（ＷＣＭ）を０．３μm
未満にする。
【００１５】現在使用されている炭素鋼鋼材と比較し
て、ガラス材は表面の粗さやうねりを少なくすることが
容易なため、測定時の被測定板材と定盤との間に発生す
る空間が減少し、引いては測定時の誤差を低減すること
ができる。
て、ガラス材は表面の粗さやうねりを少なくすることが
容易なため、測定時の被測定板材と定盤との間に発生す
る空間が減少し、引いては測定時の誤差を低減すること
ができる。
【００１６】
【作用】本発明によれば、厚み測定時に精度を悪化させ
る要因である被測定板材と定盤間の空間を減少させるこ
とにより、測定時の誤差を低減することができ、高精度
な厚み測定値を得られる厚み測定方法及び装置を提供す
る。
る要因である被測定板材と定盤間の空間を減少させるこ
とにより、測定時の誤差を低減することができ、高精度
な厚み測定値を得られる厚み測定方法及び装置を提供す
る。
【００１７】
【実施例】（実施例）定盤の材質に熱膨張係数が低く、
表面粗さＲmax＝０．２４μm、うねりＷＣＭ＝０．２５
μmのガラス材を用いた図１〜３に示すような装置にお
いて、基準板（ゲージブロック）の厚み測定を１０回行
った。基準板は、材質がスチールで厚さ０．２mm（最大
寸法偏差＋０．０４μm、最小寸法偏差−０．０１μm）
のサイズ３５×９mmの物を使用した。
表面粗さＲmax＝０．２４μm、うねりＷＣＭ＝０．２５
μmのガラス材を用いた図１〜３に示すような装置にお
いて、基準板（ゲージブロック）の厚み測定を１０回行
った。基準板は、材質がスチールで厚さ０．２mm（最大
寸法偏差＋０．０４μm、最小寸法偏差−０．０１μm）
のサイズ３５×９mmの物を使用した。
【００１８】（比較例）材質が炭素鋼鋼材（Ｓ４５Ｃ）
で表面粗さがＲmax＝１．５μm、うねりＷＣＭ＝２．４
μmの定盤を用いた同装置において、同様の基準板を使
い厚みの測定を１０回行なった。
で表面粗さがＲmax＝１．５μm、うねりＷＣＭ＝２．４
μmの定盤を用いた同装置において、同様の基準板を使
い厚みの測定を１０回行なった。
【００１９】
【表１】
【００２０】
【表２】
【００２１】表１より基準板の厚み（０．２mm）を絶対
値として実施例と比較例を比べた結果、比較例は基準板
の測定値に対して＋０．００７mm、−０．００６mmのバ
ラツキがあったのに対し、実施例では基準板の測定値に
対して±０．００２mmのバラツキしかなかった。また、
測定値平均では基準板厚みに対し、比較例が＋０．００
４mmであったが、実施例では＋０．００１mmと測定差が
約４分の１に低減することができた。したがって、本発
明は従来の板厚測定装置と比較して精度が向上できるこ
とが判明した。
値として実施例と比較例を比べた結果、比較例は基準板
の測定値に対して＋０．００７mm、−０．００６mmのバ
ラツキがあったのに対し、実施例では基準板の測定値に
対して±０．００２mmのバラツキしかなかった。また、
測定値平均では基準板厚みに対し、比較例が＋０．００
４mmであったが、実施例では＋０．００１mmと測定差が
約４分の１に低減することができた。したがって、本発
明は従来の板厚測定装置と比較して精度が向上できるこ
とが判明した。
【００２２】
【発明の効果】以上に説明したとおり、本発明によって
被測定板材、例えば銅張積層板の厚みを高精度で測定す
ることができる装置を提供することができた。
被測定板材、例えば銅張積層板の厚みを高精度で測定す
ることができる装置を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の板厚測定装置における測定値基準動作
を示す概略図である。
を示す概略図である。
【図２】本発明の板厚測定装置における被測定板材搬入
時の概略図である。
時の概略図である。
【図３】本発明の板厚測定装置の測定中の状態を示す概
略図である。
略図である。
１ 搬送ローラ ２ 被測定板材（例えば銅張積層板） ３ ガラス材の定盤 ４ 押さえ装置 ５ 押さえパット ６ リニアスケール ７ プローブ部材
Claims (4)
- 【請求項１】 厚みが測定されるべき板材を支持するた
めの定盤（３）と、 上記定盤との間に挿入された上記板材の厚み方向に対し
て押圧力を与えると共に厚みを測定するためろのリニア
スケール（６）を備えたプローブ部材（７）とを含んで
成り、 上記定盤が、表面粗さ（Ｒmax）０．３μm未満、うねり
（ＷＣＭ）０．３μm未満のガラス材で構成されること
を特徴とする厚み測定装置。 - 【請求項２】 厚みが測定されるべき板材を支持するた
めの定盤（３）を下方に固定し、上記定盤上に被測定板
材を載置した状態でそれらの上方から、リニアスケール
を備えたプローブ部材（７）を押付けるように移動させ
る機構を含んで成り、 上記定盤が、表面粗さ（Ｒmax）０．３μm未満、うねり
（ＷＣＭ）０．３μm未満のガラス材で構成されること
を特徴とする厚み測定装置。 - 【請求項３】 上記定盤（３）及びプローブ部材（７）
が、それらの間に被測定板材を挿入するための移送路を
形成するように上下又は左右に対向配置され、上記移送
路が、厚み測定時には邪魔にならない位置に待避し得る
搬送ローラ（１）を備えたことを特徴とする請求項１又
は２に記載の厚み測定装置。 - 【請求項４】 上記厚みが測定されるべき板材が、プリ
ント回路基板、銅張り積層版などの積層板であることを
特徴とする請求項１、２又は３に記載の厚み測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001015203A JP2002213903A (ja) | 2001-01-24 | 2001-01-24 | 厚み測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001015203A JP2002213903A (ja) | 2001-01-24 | 2001-01-24 | 厚み測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002213903A true JP2002213903A (ja) | 2002-07-31 |
Family
ID=18881795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001015203A Pending JP2002213903A (ja) | 2001-01-24 | 2001-01-24 | 厚み測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002213903A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2011095119A (ja) * | 2009-10-30 | 2011-05-12 | Ngk Insulators Ltd | 測定装置および積層体の形成方法 |
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| CN111504157A (zh) * | 2020-04-27 | 2020-08-07 | Oppo（重庆）智能科技有限公司 | 检测装置和检测方法 |
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-
2001
- 2001-01-24 JP JP2001015203A patent/JP2002213903A/ja active Pending
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