JP3690556B2 - Resistance measuring method and apparatus - Google Patents

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Description

【0001】
【発明に属する技術分野】
本発明は抵抗測定方法及び装置に係り、特に、ガラス等の基板上に印刷された導体ペースト(皮膜)の断面形状を測定するとともに、その測定した皮膜形状に基づいて、焼き付け後に発現する抵抗線条の抵抗値を予測する方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、板ガラス表面に複数本の導体ペースト線を互いに平行に印刷し、しかる後、加熱、焼き付けして抵抗線を形成した抵抗線付き板ガラスは、自動車用曇り止めガラスとして使用されている。この抵抗線に給電することにより、各抵抗線は発熱し、板ガラス表面の水蒸気等による曇りが除去される。しかしながら、製品の品質上、各抵抗線の並列抵抗の誤差は予め規定された許容範囲内に収まっていなくてはならない。抵抗値が大きすぎれば、発熱量が少なく前記曇りの除去時間が長くなってしまい、又、一方、抵抗値が小さすぎると自動車の電源に相当する負荷がかかり他の電気系統に支障をきたすからである。すなわち、抵抗値を測定し、規格範囲外にあれば、その製品は規格外として排除される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来は、導体ペーストを板ガラスに焼き付けた後でなければ、導体ペースト中の導電粒子が焼結しないために抵抗線の抵抗値が発現せず、そのため抵抗値を測定する事が出来なかった。その上、焼き付け後では導体ペーストが板ガラスに焼き付いているため、抵抗値を補正する事が出来なかった。このため、焼き付け後の抵抗値測定の結果、該抵抗値が許容範囲外にあれば、不良品として排除され、しかも抵抗値の補正が出来ず、製造良品率を著しく低下させていた。
【0004】
かかる課題に対して、印刷後、焼き付け前に抵抗値を測定するため、導体ペースト中の導電粒子である銀量を測定するためにX線を照射し、発生した2次X線量と銀量との検量線を用いて銀量を演算処理し、さらに銀量と抵抗線の検量線を用いて抵抗値を演算処理する事により測定する方法が提案されている(特公昭63−36460号公報)。
【0005】
しかしながら、同公報に提案された方法では、導体ペーストの抵抗値を決定している要素は、銀量だけでは無く、導体ペーストの構成成分である、ガラス成分(ガラスフリット)や金属レジネート(レジン)、粘度調整等の各種添加剤、さらには銀粒子の焼結度合いが、相互に関連して抵抗値を決定しているため、銀量のみから抵抗値を演算処理しても、精度が十分ではないという問題があった。
【0006】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、板ガラス等の基板上に形成された導体ペースト等の皮膜の形状を非破壊で測定することを可能とし、その測定した皮膜形状に基づいて、焼き付け後に発現する抵抗線条の抵抗値を精度良く求めることができる抵抗測定方法及び抵抗測定装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明(請求項1記載の発明)は上記目的を達成するために、基板上に印刷された導体ペーストを加熱、焼き付け処理して形成する抵抗線条の抵抗値を求める方法であって、基板上に導体ペーストを印刷した後、加熱、焼き付け処理の前に、該導体ペーストの表面を非接触式変位検出手段で走査し、その走査によって前記非接触式変位検出手段で検出した前記導体ペーストと非接触式変位検出手段との間の変位量と、前記基板に対する非接触式変位検出手段の走査方向の相対的な移動量とに基づいて第1の演算処理を行い、導体ペーストの断面形状を測定し、得られた断面積形状に基づいて第2の演算処理を行い、前記導体ペーストの断面積を算出し、得られた断面積に基づいて第3の演算処理を行うことで、加熱、焼き付け処理後に発現する抵抗線条の抵抗値を算出することを特徴としている。
【0008】
更に、上記方法発明を具現化する装置を提供すべく、本発明(請求項記載の発明)は、基板上に印刷された導体ペーストを加熱、焼き付け処理して形成する抵抗線条の抵抗値を求める装置において、加熱、焼き付け処理前の前記導体ペーストの表面までの距離を検出する非接触式変位検出手段と、前記非接触式変位検出手段を前記基板に対して走査方向に相対的に移動させる移動手段と、前記移動手段によって前記導体ペーストの表面を非接触式変位検出手段で走査することにより得られた前記導体ペーストと非接触式変位検出手段との間の変位量、及び前記基板に対する非接触式変位検出手段の走査方向の相対的な移動量に基づいて前記導体ペーストの断面形状を求める第1の演算処理手段と、第1の演算処理手段で求めた断面形状に基づいて導体ペーストの断面積を算出する第2の演算処理手段と、第2の演算処理手段で得られた断面積に基づいて加熱、焼き付け処理後に発現する抵抗線条の抵抗値を算出する第3の演算処理手段と、を備えたことを特徴としている。
【0009】
本発明によれば、基盤上に形成された皮膜の形状を非破壊で測定することができる。また、かかる皮膜形状の測定で得られた皮膜形状に基づいて第2の演算処理を行うことにより該皮膜の断面積を計算することもできる
【0011】
即ち、本発明によれば、従来の技術では困難であった印刷皮膜の形状及び断面積を測定することが可能となり、その測定結果から加熱、焼き付け処理後に発現する抵抗線条の抵抗値を精度良く予測することができる。
また、基板上に印刷された複数本の導体ペースト線についてそれぞれ形状を測定するとともに、その断面積を算出し、これらの測定結果から導体ペースト線が複数本並列接続された場合の並列抵抗値を算出することも可能である。
【0012】
本発明を具現化する上では非接触式変位検出手段として、非接触、高分解能、小測定スポット径、更には散乱体/透明体の何れの変位も測定可能であることが望ましく、これらの要件を全て兼ね備えた手段として、現在のところレーザー変位計を採用するのが好ましい。
また、本発明は、特に、ガラスの表面に銀を主成分とする銀ペーストを印刷して、加熱、焼き付け処理して抵抗線条を形成する場合において、焼き付け前に抵抗線条の抵抗値を把握する利用態様に効果的である。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る抵抗測定方法及び装置の好ましい実施の形態について詳説する。
図1は本発明が適用された抵抗測定装置の構成図である。この抵抗測定装置は、主として、ステージ10、コラム12、14、シャフト16、レーザー変位計18、モータ20、22、モータドライバ(駆動回路)24、アナログ/デジタル信号変換ボード(以下、A/D変換ボードと略記する。)26及びコンピュータ28等から構成される。尚、同図には、いわゆる門型(ダブルコラム形)の装置形態が示されているが、装置の形態はこれに限られない。
【0014】
図中符号30は被測定物たるガラス基板であり、このガラス基板30上にはスクリーン印刷法によって導体ペースト(例えば、銀ペースト)の線条(以下、導体ペースト線という。)32が形成されている。ガラス基板30の表面に銀を電導粒子とする銀ペースト線を複数本互いに平行に印刷し、しかる後、加熱、焼き付けして抵抗線を形成した抵抗線付き板ガラスは、例えば、自動車用後部窓ガラスとして使用される。
【0015】
ステージ10及びコラム12、14は、図示せぬベッド上に設けられ、コラム12、14の間にはシャフト16が図示せぬ軸受を介して回動自在に支持される。シャフト16は、周面にねじ切り加工が施されたボールネジ軸で構成され、該シャフト16はモータ(X軸駆動モータ)20によって回転する。
このシャフト16には可動体34が図示せぬナット部材を介して図中左右方向(X軸方向)に移動自在に連結されている。また、コラム12、14の間にはシャフト16と平行に2本のガイド(案内軸)36、38が設けられ、前記可動体34はこれらガイド36、38に滑動自在に支持される。
【0016】
レーザー変位計18は前記可動体34の下部に設けられており、ステージ10上に載置されたガラス基板30及び銀ペースト線32表面の変位を検出する。レーザー変位計18の具体的構成について本明細書では詳述しないが、例えば、対象物にレーザ光を照射し、反射面に焦点が合うように焦点位置を制御することで、その制御量に基づいて対象物の表面位置までの距離(変位)を測定するレーザーフォーカス方式のレーザー変位計が採用される。
【0017】
図中符号40は線条検出センサであり、前記レーザー変位計18と所定の位置関係で配置される。この線条検出センサ40と前記レーザー変位計18とは共にモータ(Z軸駆動モータ)22によって図中上下方向(Z軸方向)に移動可能となっている。
前記モータ20、22はモータドライバ24を介して駆動され、各モータ20、22の回転はコンピュータ28によって制御される。
【0018】
ステージ上のガラス基板30は、導体ペースト線32が前記可動体34の移動方向(X軸方向)と直交するように載置され、モータ20を回転することによってレーザー変位計18をX軸方向(走査方向)に移動させることで、導体ペースト線32の幅方向の測定位置の変更(走査)を行うことができる。
また、Z軸駆動用モータ22を回転することにより、レーザー変位計18及び線条検出センサ40がZ軸方向(高さ方向)に移動し、種々の板厚のガラス基板に対応することができる。
【0019】
尚、本例ではX軸駆動用モータ20によってレーザー変位計18を走査方向に移動させているが、被測定物(ガラス基板30)と変位検出手段(レーザー変位計18)とが相対的に移動して走査を行えばよく、レーザー変位計18を固定してガラス基板30側を移動させるようにしてもよい。
レーザー変位計18や線条検出センサ40から出力される電圧等のアナログ信号は、A/D変換ボード26でデジタル数値に変換され、コンピュータ28に入力される。コンピュータ28は、表示装置としてのディスプレイ42と入力装置としてのキーボード44とを有し、このコンピュータ28は、前記モータ20、22の駆動を制御するとともに、レーザー変位計18等から入力する各種信号の処理、演算、測定結果の表示、及びデータの記録等を行う。
【0020】
次に、上記の如く構成された抵抗測定装置による形状測定の原理について説明する。
レーザー変位計18は測定対象と変位計間の変位を一定周期で測定し、その変位量に応じた電圧等のアナログ信号を出力する。レーザー変位計18又は測定対象を一定速度で走査することにより、レーザー変位計18から被測定物の表面形状に応じた電圧等の検出信号(アナログ信号)が出力される。
【0021】
電圧等のアナログ信号は、コンピュータ28において直接計算したり、データとして保存したりできない為、A/D変換ボード26を用いてアナログ信号をデジタル信号に変換する。そして、変換後のデジタル信号をコンピュータ28に入力し、該コンピュータ28において演算処理を行うとともに、データとして保存する。このように、測定対象を走査し、A/D変換ボード26を介して得られた信号の波形が測定対象の断面形状を示すものとなる。
【0022】
図2には、導体ペースト線32(皮膜に相当)を走査して得られたデジタル信号波形の一例が示され、図3には、比較のために、同じ測定対象を公知の接触式表面形状測定装置を用いて測定した測定結果が示されている。両図に示したように、本装置は非接触式でありながら接触式の装置と同様に皮膜形状の測定が可能である。
【0023】
更に、上述の工程を経て得られた皮膜の断面形状データから、皮膜断面積、皮膜厚み、及び焼成後に発現する抵抗値をコンピュータ28により計算することができる。
即ち、走査の速度v(mm/s) 、A/D変換のサンプリング周波数ν(Hz) より、皮膜断面形状のデジタル信号間の幅w(mm) (図3参照)が次式(1)で算出される。
【0024】
【数1】
w=v/ν …(1)
そして、各変位差のデジタル信号値をXi (i =1,2,…,n)とすると、皮膜の断面積Sは次式(2)で近似できる(台形近似)。
【0025】
【数2】
S=1/2 ×(X1 +Xn )×w+(X2 +…+Xn-1 )×w− 1/2×(X1 +Xn )×(n −1 )×w …(2)
次に、抵抗値の測定原理について説明する。
本実施の形態に係る装置は、導体ペースト線32の焼き付け前、或いは焼き付け後の何れの場合にも皮膜形状の測定が可能であるが、抵抗値の測定については、導体ペースト線32をガラス基板30に焼き付ける前にその皮膜形状を求め、焼成後の発現抵抗値を予測するものである。
【0026】
本装置での抵抗測定原理の説明の前に、導体ペースト線の形状と焼成後に発現する抵抗線条の抵抗値との関係を簡単に説明する。
ガラス基板30に印刷された導体ペーストのパターンを長さLの一様な線状とすると、印刷断面積Sと焼成後の抵抗値Rとの間にはオームの法則により、次式(3)の関係が成立する。
【0027】
【数3】
R=ρL/S …(3)
但し、ρは物質固有の抵抗値で比抵抗(あるいは固有抵抗)である。
導体ペースト(銀ペースト)の比抵抗が不明であっても、少なくとも1つのサンプルについて導体ペースト印刷後の線条の断面積S及び焼成後の出現抵抗値Rを実測すればRとSの積が得られ、これは比抵抗ρと長さLとの積に等しい。従って、ρ、Lのいずれもが未知であっても、ρとLの積の値を基に上記式(3)を用いることで、以後各基板上の導体ペースト皮膜断面積を測定することによって各基板上の焼成後のパターン抵抗値を予測することができる。
【0028】
尚、導体ペーストの比抵抗ρを予め調べておき、線条の長さLを測定してρ×Lの値を算出することも可能である。
実際には、自動車用曇り止めガラスは複数本の素線が並列接続されたパターンが形成される。t本の線条(素線)が並列に接続されたパターンを測定する場合、パターンの走査に基づいて算出された焼き付け前の各導体ペースト線毎の断面積S1 ,S2 …,St の総和ΣSt(積算断面積)を計算し、このΣStと焼成後発現する線条の並列抵抗値Rとの積R×ΣStを計算する。自動車用曇り止めガラスの生産初期に少なくとも一度R×ΣStを求めていれば、生産中のあるガラス基板の焼き付け前の積算断面積ΣS′tよりそのガラスの焼成後発現抵抗値R′は次式(4)で予測可能である。
【0029】
【数4】
R′=(R×ΣSt)/ΣS′t …(4)
即ち、ガラス基板30上に印刷した導体ペーストのパターンを焼成する前に、上記装置によって各導体ペースト線32を少なくとも1走査し、各導体ペースト線32の断面形状を検出するとともに、その断面積を計算する。そして、パターンの積算断面積を求めて、上記式(4)を利用して焼き付け後に発現する抵抗値を予測する。
【0030】
尚、一本の素線の幅が一様でない場合には、素線中で幅が一様な部分を一箇所代表させ、その部分の断面積変動を測定すればよい。また、素線幅が一様であるとみなせる場合には、単純に導体ペースト線の膜厚のみを測定して、焼成後の発現抵抗を予測してもよい。
上述の測定によって得られた測定結果(断面形状、断面積、及び抵抗値)は、ディスプレイ42等を介して出力することができる。
【0031】
図4、図5には、図1の装置を用いて、実際にガラス基板30上の導体ペースト(皮膜)の膜厚を測定し、皮膜断面形状を計算後、焼成後の発現抵抗値を予測したデータと、実際に焼成した抵抗値(実測)のグラフを示した。
図4は、ガラス基板30上に比抵抗約3.0μΩ・cmの低抵抗銀ペーストを♯250メッシュのテトロンスクリーン(乳剤厚10μm)を使用しスクリーン印刷したものを測定したものであり、図5は、比抵抗値約8.0μΩ・cmの高抵抗銀ペーストを同条件で印刷したものを測定したものである。
【0032】
これらの図に示したように本装置によれば、測定誤差2%以下で精度良く焼成後抵抗値を予測できる。
【0033】
【発明の効果】
本発明に係る抵抗測定方法及び装置によれば、基板上に形成された皮膜の表面を非接触式変位検出手段で走査して得られた皮膜と非接触式変位検出手段との間の変位量と、かかる走査による非接触式変位検出手段の相対的な移動量とを演算処理することにより、皮膜形状を取得するようにしたので、対象となる皮膜の形状を非破壊で測定することができる。また、かかる皮膜形状測定方法で得られた皮膜形状のデータに基づいて更に演算処理を行うことにより該皮膜の断面積を計算することもできる。
【0034】
特に、非接触式変位検出手段としてレーザー変位計を採用すれば、一層精度よく測定することが可能である。
また、本発明によれば、基板上に印刷した導体ペーストを加熱、焼き付け処理する前に、その断面形状を測定して断面積を算出し、その断面積に基づいて加熱、焼き付け処理後に発現する抵抗線条の抵抗値を予測するようにしたので、導体ペースト印刷後、焼き付け前に簡便で精度良く抵抗値を測定することができる。これにより、測定の結果が予め規定された許容範囲内に収まっていない場合にも、その製品について印刷した導体ペーストの補正が可能となり、製造の良品率を著しく改善することができる。
【0035】
さらには、印刷膜厚の管理も可能なため、品質管理上もきわめて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明が適用された抵抗測定装置の構成図
【図2】 導体ペースト線を走査して得られたデジタル信号波形の一例を示す波形図
【図3】 従来の接触式表面形状測定装置を用いて測定した導体ペースト線の形状例を示す波形図
【図4】 低抵抗銀ペーストを印刷した場合の焼成後の発現抵抗値の予測値と実際に焼成した抵抗値(実測)との関係を示すグラフ
【図5】 高抵抗銀ペーストを印刷した場合の焼成後の発現抵抗値の予測値と実際に焼成した抵抗値(実測)との関係を示すグラフ
【符号の説明】
10…ステージ
16…シャフト(移動手段)
18…レーザー変位計(非接触式変位検出手段)
20…モータ(移動手段)
28…コンピュータ(演算処理手段)
30…ガラス基板
32…導体ペースト線
34…可動体(移動手段)
36、38…ガイド(移動手段)
[0001]
[Technical field belonging to the invention]
The present invention relates to a resistance measurement method及BiSo location, in particular, with measuring the cross-sectional shape of the printed onto a substrate such as glass conductive paste (coating), based on the measured film shape, expressed after baking The present invention relates to a method and an apparatus for predicting a resistance value of a resistance wire.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, a plate glass with a resistance wire in which a plurality of conductor paste wires are printed in parallel on the surface of the plate glass and then heated and baked to form a resistance wire has been used as an anti-fogging glass for automobiles. By supplying power to the resistance wire, each resistance wire generates heat, and fogging due to water vapor or the like on the surface of the plate glass is removed. However, due to the quality of the product, the error of the parallel resistance of each resistance wire must be within a predetermined allowable range. If the resistance value is too large, the amount of heat generated is small and the time for removing the fog is prolonged. On the other hand, if the resistance value is too small, a load corresponding to the power source of the automobile is applied and other electric systems are disturbed. It is. That is, if the resistance value is measured and it is out of the specification range, the product is excluded as out of specification.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, conventionally, the conductive wire in the conductive paste is not sintered unless the conductive paste is baked on the plate glass, so the resistance value of the resistance wire does not appear, and therefore the resistance value cannot be measured. . In addition, the resistance value could not be corrected because the conductive paste was baked on the plate glass after baking. Therefore, as a result of measuring the resistance value after baking, if the resistance value is out of the allowable range, it is rejected as a defective product, and the resistance value cannot be corrected, resulting in a significant decrease in the yield of non-defective products.
[0004]
In order to measure the resistance value after printing and before baking, X-rays are irradiated to measure the amount of silver as conductive particles in the conductor paste, and the generated secondary X-ray dose and silver amount are measured. A method is proposed in which a silver amount is calculated using a standard curve and a resistance value is calculated using a silver and resistance curve (Japanese Patent Publication No. 63-36460). .
[0005]
However, in the method proposed in this publication, the element that determines the resistance value of the conductor paste is not only the amount of silver, but also a constituent component of the conductor paste, glass component (glass frit) and metal resinate (resin) In addition, various additives such as viscosity adjustment and the degree of sintering of silver particles determine the resistance value in relation to each other, so even if the resistance value is calculated only from the amount of silver, the accuracy is not sufficient There was no problem.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and enables nondestructive measurement of the shape of a film such as a conductive paste formed on a substrate such as a plate glass, based on the measured film shape. , and to provide a resistance measurement method及beauty resistance measuring device which can accurately obtain the resistance value of the resistor filament expressed after baking.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention (invention according to claim 1) is a method for obtaining a resistance value of a resistance wire formed by heating and baking a conductive paste printed on a substrate, After the conductor paste is printed thereon, before the heating and baking process, the surface of the conductor paste is scanned by the non-contact displacement detecting means, and the conductor paste detected by the non-contact displacement detecting means by the scanning Based on the amount of displacement between the non-contact type displacement detecting means and the relative amount of movement of the non-contact type displacement detecting means with respect to the substrate in the scanning direction, the first arithmetic processing is performed, and the cross-sectional shape of the conductor paste is determined. Measuring, performing a second calculation process based on the obtained cross-sectional area shape, calculating a cross-sectional area of the conductor paste, and performing a third calculation process based on the obtained cross-sectional area, heating, Appears after baking It is characterized by calculating the resistance value of the resistor striatum.
[0008]
Furthermore, in order to provide an apparatus that embodies the above-described method invention, the present invention (invention according to claim 5 ) provides a resistance value of a resistance wire formed by heating and baking a conductive paste printed on a substrate. A non-contact displacement detecting means for detecting a distance to the surface of the conductor paste before the heating and baking process, and the non-contact displacement detecting means is moved relative to the substrate in the scanning direction. A displacement means between the conductive paste obtained by scanning the surface of the conductor paste with the non-contact type displacement detecting means by the moving means, and the substrate. A first arithmetic processing means for obtaining a cross-sectional shape of the conductor paste based on a relative movement amount of the non-contact displacement detecting means in the scanning direction, and a cross-sectional shape obtained by the first arithmetic processing means. And a second calculation processing means for calculating the cross-sectional area of the conductor paste, and a third calculation means for calculating the resistance value of the resistance wire appearing after the heating and baking process based on the cross-sectional area obtained by the second calculation processing means. And an arithmetic processing means .
[0009]
According to the present invention, the shape of the film formed on the substrate can be measured nondestructively. Moreover, the cross-sectional area of the film can be calculated by performing the second calculation process based on the film shape obtained by the measurement of the film shape .
[0011]
That is, according to the present invention, it becomes possible to measure the shape and cross-sectional area of the printed film, which was difficult with the conventional technique, and the resistance value of the resistance filament that appears after the heating and baking process is accurately determined from the measurement result. Can be predicted well.
In addition, the shape of each of the plurality of conductor paste lines printed on the substrate is measured, the cross-sectional area is calculated, and the parallel resistance value when a plurality of conductor paste lines are connected in parallel is calculated from these measurement results. It is also possible to calculate.
[0012]
In realizing the present invention, it is desirable that non-contact, high resolution, small measurement spot diameter, and any displacement of a scatterer / transparent body can be measured as non-contact displacement detection means. At present, it is preferable to employ a laser displacement meter as a means having all of the above.
Further, in the present invention, in particular, when a silver paste containing silver as a main component is printed on the surface of glass, and the resistance filament is formed by heating and baking, the resistance value of the resistance filament is set before baking. It is effective for the usage mode to grasp.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Will be described in detail preferred embodiments of resistance measurement method及BiSo location according to the present invention with reference to the accompanying drawings.
Figure 1 is a block diagram of a resistance measurement device to which the present invention is applied. The resistance measurement apparatus is mainly stage 10, column 12 and 14, the shaft 16, the laser displacement meter 18, the motor 20 and 22, a motor driver (drive circuit) 24, an analog / digital signal conversion board (hereinafter, A / Abbreviated as D conversion board) 26 and a computer 28. In addition, although the so-called portal type (double column type) apparatus form is shown in the same figure, the form of an apparatus is not restricted to this.
[0014]
In the figure, reference numeral 30 denotes a glass substrate as an object to be measured, and a conductor paste (for example, silver paste) 32 (hereinafter referred to as a conductor paste wire) 32 is formed on the glass substrate 30 by screen printing. Yes. A glass plate with a resistance wire in which a plurality of silver paste wires having silver as conductive particles are printed in parallel on the surface of the glass substrate 30 and then heated and baked to form a resistance wire is, for example, an automotive rear window glass Used as.
[0015]
The stage 10 and the columns 12 and 14 are provided on a bed (not shown), and a shaft 16 is rotatably supported between the columns 12 and 14 via a bearing (not shown). The shaft 16 is constituted by a ball screw shaft whose peripheral surface is threaded, and the shaft 16 is rotated by a motor (X-axis drive motor) 20.
A movable body 34 is connected to the shaft 16 through a nut member (not shown) so as to be movable in the left-right direction (X-axis direction) in the figure. Further, two guides (guide shafts) 36 and 38 are provided between the columns 12 and 14 in parallel with the shaft 16, and the movable body 34 is slidably supported by these guides 36 and 38.
[0016]
The laser displacement meter 18 is provided below the movable body 34 and detects the displacement of the glass substrate 30 and the silver paste wire 32 placed on the stage 10. Although a specific configuration of the laser displacement meter 18 is not described in detail in this specification, for example, the object is irradiated with laser light, and the focal position is controlled so that the reflecting surface is focused on the basis of the control amount. A laser displacement type laser displacement meter that measures the distance (displacement) to the surface position of the object is adopted.
[0017]
Reference numeral 40 in the figure denotes a line detection sensor, which is arranged in a predetermined positional relationship with the laser displacement meter 18. Both the filament detection sensor 40 and the laser displacement meter 18 can be moved in the vertical direction (Z-axis direction) in the figure by a motor (Z-axis drive motor) 22.
The motors 20 and 22 are driven via a motor driver 24, and the rotation of the motors 20 and 22 is controlled by a computer 28.
[0018]
The glass substrate 30 on the stage is placed so that the conductor paste wire 32 is orthogonal to the moving direction (X-axis direction) of the movable body 34, and rotating the motor 20 moves the laser displacement meter 18 in the X-axis direction ( The measurement position in the width direction of the conductor paste line 32 can be changed (scanned) by moving in the scanning direction.
Further, by rotating the Z-axis drive motor 22, the laser displacement meter 18 and the linear detection sensor 40 move in the Z-axis direction (height direction), and can deal with glass substrates having various thicknesses. .
[0019]
In this example, the laser displacement meter 18 is moved in the scanning direction by the X-axis drive motor 20, but the object to be measured (glass substrate 30) and the displacement detection means (laser displacement meter 18) move relatively. Scanning may be performed, and the laser displacement meter 18 may be fixed and the glass substrate 30 side may be moved.
An analog signal such as a voltage output from the laser displacement meter 18 or the line detection sensor 40 is converted into a digital numerical value by the A / D conversion board 26 and input to the computer 28. The computer 28 has a display 42 as a display device and a keyboard 44 as an input device. The computer 28 controls the driving of the motors 20 and 22 and receives various signals input from the laser displacement meter 18 and the like. Processing, calculation, measurement result display, data recording, etc.
[0020]
Next, a description will be given of the principle of shape measurement by configured resistance measurement apparatus as described above.
The laser displacement meter 18 measures the displacement between the object to be measured and the displacement meter at a constant period, and outputs an analog signal such as a voltage corresponding to the amount of displacement. By scanning the laser displacement meter 18 or the measurement target at a constant speed, a detection signal (analog signal) such as a voltage corresponding to the surface shape of the object to be measured is output from the laser displacement meter 18.
[0021]
Since an analog signal such as a voltage cannot be directly calculated or stored as data in the computer 28, the analog signal is converted into a digital signal using the A / D conversion board 26. Then, the converted digital signal is input to the computer 28, where it is processed and stored as data. As described above, the waveform of the signal obtained by scanning the measurement object and via the A / D conversion board 26 indicates the cross-sectional shape of the measurement object.
[0022]
FIG. 2 shows an example of a digital signal waveform obtained by scanning a conductor paste wire 32 (corresponding to a film). FIG. 3 shows a known contact surface shape of the same measurement object for comparison. The measurement result measured using the measuring device is shown. As shown in both figures, this apparatus can measure the film shape in the same manner as the contact-type apparatus while being non-contact-type.
[0023]
Furthermore, from the cross-sectional shape data of the film obtained through the above-described steps, the cross-sectional area of the film, the film thickness, and the resistance value developed after firing can be calculated by the computer 28.
That is, from the scanning speed v (mm / s) and the A / D conversion sampling frequency ν (Hz), the width w (mm) (see FIG. 3) between the digital signals of the film cross-sectional shape is expressed by the following equation (1). Calculated.
[0024]
[Expression 1]
w = v / ν (1)
If the digital signal value of each displacement difference is Xi (i = 1, 2,..., N), the cross-sectional area S of the film can be approximated by the following equation (2) (trapezoidal approximation).
[0025]
[Expression 2]
S = 1/2 * (X1 + Xn) * w + (X2 + ... + Xn-1) * w-1 / 2 * (X1 + Xn) * (n-1) * w (2)
Next, the principle of measuring the resistance value will be described.
The apparatus according to the present embodiment can measure the film shape either before or after the conductor paste wire 32 is baked. For the resistance measurement, the conductor paste wire 32 is used as a glass substrate. The film shape is obtained before baking to 30, and the expression resistance value after baking is predicted.
[0026]
Before explaining the principle of resistance measurement in this apparatus, the relationship between the shape of the conductor paste wire and the resistance value of the resistance wire appearing after firing will be briefly explained.
When the pattern of the conductor paste printed on the glass substrate 30 is a uniform line having a length L, the following equation (3) is established between the printed cross-sectional area S and the resistance value R after firing according to Ohm's law. The relationship is established.
[0027]
[Equation 3]
R = ρL / S (3)
However, ρ is a specific resistance value (or resistivity) of a substance.
Even if the specific resistance of the conductor paste (silver paste) is unknown, the product of R and S can be obtained by measuring the cross-sectional area S of the filament after printing the conductor paste and the appearance resistance value R after firing for at least one sample. Which is equal to the product of the resistivity ρ and the length L. Therefore, even if both ρ and L are unknown, by using the above formula (3) based on the product value of ρ and L, the conductor paste film cross-sectional area on each substrate is subsequently measured. The pattern resistance value after firing on each substrate can be predicted.
[0028]
It is also possible to calculate the value of ρ × L by checking the specific resistance ρ of the conductor paste in advance and measuring the length L of the filament.
Actually, a pattern in which a plurality of strands are connected in parallel is formed on an anti-fogging glass for automobiles. When measuring a pattern in which t strips (elements) are connected in parallel, the sum ΣSt of the cross-sectional areas S1, S2,... St for each conductor paste line before baking calculated based on the pattern scanning (Integrated cross-sectional area) is calculated, and the product R × ΣSt of this ΣSt and the parallel resistance value R of the filaments developed after firing is calculated. If R × ΣSt is obtained at least once in the initial stage of production of an anti-fog glass for automobiles, the resistance value R ′ after firing of the glass from the integrated sectional area ΣS′t before baking of a glass substrate being produced is It can be predicted by (4).
[0029]
[Expression 4]
R ′ = (R × ΣSt) / ΣS′t (4)
That is, before firing the pattern of the conductor paste printed on the glass substrate 30, at least one scan of each conductor paste line 32 is detected by the above-described apparatus, and the sectional shape of each conductor paste line 32 is detected, and the sectional area is calculated. calculate. And the integrated cross-sectional area of a pattern is calculated | required and the resistance value which appears after baking is estimated using said Formula (4).
[0030]
In the case where the width of one strand is not uniform, a portion having a uniform width in the strand may be represented at one place, and the cross-sectional area variation of that portion may be measured. In addition, when the wire width can be considered to be uniform, only the film thickness of the conductor paste wire may be simply measured to predict the developed resistance after firing.
The measurement results (cross-sectional shape, cross-sectional area, and resistance value) obtained by the above-described measurement can be output via the display 42 or the like.
[0031]
4 and 5, the film thickness of the conductive paste (film) on the glass substrate 30 is actually measured using the apparatus of FIG. 1, the film cross-sectional shape is calculated, and the resistance value after firing is predicted. The graph of the measured data and the resistance value (actual measurement) actually fired are shown.
FIG. 4 shows a measurement result of screen printing of a low resistance silver paste having a specific resistance of about 3.0 μΩ · cm on a glass substrate 30 using a # 250 mesh Tetron screen (emulsion thickness 10 μm). Was measured by printing a high-resistance silver paste having a specific resistance value of about 8.0 μΩ · cm under the same conditions.
[0032]
As shown in these figures, according to this apparatus, the post-baking resistance value can be accurately predicted with a measurement error of 2% or less.
[0033]
【The invention's effect】
According to the resistance measuring method及BiSo location according to the present invention, between the obtained film and the non-contact type displacement detecting means obtained by scanning the surface of the film formed on the substrate in a non-contact type displacement detecting means Since the film shape is obtained by calculating the displacement amount and the relative movement amount of the non-contact displacement detecting means by such scanning, the shape of the target film can be measured nondestructively. Can do. Further, the cross-sectional area of the film can be calculated by further performing a calculation process based on the data of the film shape obtained by the method for measuring the film shape.
[0034]
In particular, if a laser displacement meter is employed as the non-contact type displacement detection means, it is possible to measure with higher accuracy.
In addition, according to the present invention, before the conductor paste printed on the substrate is heated and baked, the cross-sectional shape is measured to calculate the cross-sectional area, and is expressed after the heating and baking process based on the cross-sectional area. Since the resistance value of the resistance filament is predicted, the resistance value can be measured easily and accurately after printing the conductor paste and before baking. As a result, even when the measurement result is not within a predetermined allowable range, it is possible to correct the conductor paste printed on the product, and the yield rate of manufacturing can be remarkably improved.
[0035]
Furthermore, since the print film thickness can be controlled, it is extremely useful for quality control.
[Brief description of the drawings]
Diagram of Figure 1 the present invention applied resistance measurement device Figure 2 is a waveform chart showing an example of a digital signal waveform obtained by scanning the conductive paste line [3] Conventional contact surface Waveform diagram showing an example of the shape of a conductor paste wire measured using a shape measuring device. [FIG. 4] Predicted value of resistance value after firing and actual fired resistance value when low-resistance silver paste is printed (actual measurement) [Fig. 5] A graph showing the relationship between the predicted resistance value after firing and the actually fired resistance value (actual measurement) when printing a high-resistance silver paste [Explanation of symbols]
10 ... Stage 16 ... Shaft (moving means)
18 ... Laser displacement meter (non-contact displacement detection means)
20 ... Motor (moving means)
28: Computer (arithmetic processing means)
30 ... Glass substrate 32 ... Conductor paste wire 34 ... Movable body (moving means)
36, 38 ... guide (moving means)

Claims (6)

基板上に印刷された導体ペーストを加熱、焼き付け処理して形成する抵抗線条の抵抗値を求める方法であって、
基板上に導体ペーストを印刷した後、加熱、焼き付け処理の前に、該導体ペーストの表面を非接触式変位検出手段で走査し、
その走査によって前記非接触式変位検出手段で検出した前記導体ペーストと非接触式変位検出手段との間の変位量と、前記基板に対する非接触式変位検出手段の走査方向の相対的な移動量とに基づいて第1の演算処理を行い、導体ペーストの断面形状を測定し、
得られた断面積形状に基づいて第2の演算処理を行い、前記導体ペーストの断面積を算出し、
得られた断面積に基づいて第3の演算処理を行うことで、加熱、焼き付け処理後に発現する抵抗線条の抵抗値を算出することを特徴とする抵抗測定方法。
A method for obtaining a resistance value of a resistance wire formed by heating and baking a conductive paste printed on a substrate,
After the conductor paste is printed on the substrate, before the heating and baking process, the surface of the conductor paste is scanned with a non-contact displacement detecting means,
A displacement amount between the conductor paste and the non-contact displacement detection means detected by the non-contact displacement detection means by the scanning, and a relative movement amount of the non-contact displacement detection means in the scanning direction with respect to the substrate, The first arithmetic processing is performed based on the above, the cross-sectional shape of the conductor paste is measured,
Based on the obtained cross-sectional area shape, the second arithmetic processing is performed, the cross-sectional area of the conductor paste is calculated,
A resistance measurement method characterized by calculating a resistance value of a resistance filament that appears after a heating and baking process by performing a third calculation process based on the obtained cross-sectional area.
前記第3の演算処理では、複数本の導体ペースト線の断面積に基づいて、前記導体ペースト線が複数本並列接続された場合の並列抵抗値が算出されることを特徴とする請求項の抵抗測定方法。The third in the calculation process, based on the cross-sectional area of the plurality of conductive paste lines, according to claim 1, wherein the conductive paste lines, characterized in that the parallel resistance value when it is plural parallel connections is calculated Resistance measurement method. 前記非接触式変位検出手段としてレーザー変位計が用いられることを特徴とする請求項の抵抗測定方法。2. The resistance measuring method according to claim 1 , wherein a laser displacement meter is used as the non-contact type displacement detecting means. 前記基板上に印刷された導体ペーストとは、ガラス基板上にスクリーン印刷法により形成された銀ペーストであることを特徴とする請求項の抵抗測定方法。2. The resistance measuring method according to claim 1 , wherein the conductive paste printed on the substrate is a silver paste formed on a glass substrate by a screen printing method. 基板上に印刷された導体ペーストを加熱、焼き付け処理して形成する抵抗線条の抵抗値を求める装置において、
加熱、焼き付け処理前の前記導体ペーストの表面までの距離を検出する非接触式変位検出手段と、
前記非接触式変位検出手段を前記基板に対して走査方向に相対的に移動させる移動手段と、
前記移動手段によって前記導体ペーストの表面を非接触式変位検出手段で走査することにより得られた前記導体ペーストと非接触式変位検出手段との間の変位量、及び前記基板に対する非接触式変位検出手段の走査方向の相対的な移動量に基づいて前記導体ペーストの断面形状を求める第1の演算処理手段と、
第1の演算処理手段で求めた断面形状に基づいて導体ペーストの断面積を算出する第2の演算処理手段と、
第2の演算処理手段で得られた断面積に基づいて加熱、焼き付け処理後に発現する抵抗線条の抵抗値を算出する第3の演算処理手段と、
を備えたことを特徴とする抵抗測定装置。
In an apparatus for obtaining a resistance value of a resistance wire formed by heating and baking a conductive paste printed on a substrate,
Non-contact displacement detecting means for detecting the distance to the surface of the conductor paste before heating and baking treatment;
Moving means for moving the non-contact displacement detecting means relative to the substrate in the scanning direction;
A displacement amount between the conductor paste and the non-contact displacement detection means obtained by scanning the surface of the conductor paste with the non-contact displacement detection means by the moving means, and a non-contact displacement detection with respect to the substrate First arithmetic processing means for obtaining a cross-sectional shape of the conductor paste based on a relative movement amount of the means in the scanning direction;
A second arithmetic processing means for calculating a cross-sectional area of the conductor paste based on the cross-sectional shape obtained by the first arithmetic processing means;
A third arithmetic processing means for calculating a resistance value of the resistance wire appearing after the heating and baking process based on the cross-sectional area obtained by the second arithmetic processing means;
A resistance measuring device comprising:
前記非接触式変位検出手段としてレーザー変位計が用いられることを特徴とする請求項の抵抗測定装置。6. The resistance measuring apparatus according to claim 5 , wherein a laser displacement meter is used as the non-contact type displacement detecting means.
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