JPH04331308A - 箔厚み連続測定装置 - Google Patents
箔厚み連続測定装置Info
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- JPH04331308A JPH04331308A JP3111899A JP11189991A JPH04331308A JP H04331308 A JPH04331308 A JP H04331308A JP 3111899 A JP3111899 A JP 3111899A JP 11189991 A JP11189991 A JP 11189991A JP H04331308 A JPH04331308 A JP H04331308A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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- G01B7/02—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring length, width or thickness
-
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- G01B15/02—Measuring arrangements characterised by the use of electromagnetic waves or particle radiation, e.g. by the use of microwaves, X-rays, gamma rays or electrons for measuring thickness
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- Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は連続箔製造装置の取り付
けて、箔の厚みを精密に計測するための、箔厚みの連続
測定装置に関するものである。
けて、箔の厚みを精密に計測するための、箔厚みの連続
測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】箔の製造方法には、その材質あるいは用
途に応じて種々のものがあるが、その代表的なものは、
圧延によって製造する方法である。圧延による方法は、
圧延ローラーによって加圧しながらローラーの間を通し
て、圧延していくものである。この方法では、圧延が進
行して金属の厚みが薄くなるにしたがって、圧延速度は
早くなるので、多量生産に適した製造方法であるといえ
る。しかしながら、箔の厚みを薄くするに従って技術的
には、非常に複雑になり、張り(テンション)のかけ方
、ローラー間の距離のコントロール等の問題が生じてく
る。また、箔の幅方向についての厚みの均一性は、ロー
ラーの形状から生じる制約から、必ずしも一定にならな
いと言われている。
途に応じて種々のものがあるが、その代表的なものは、
圧延によって製造する方法である。圧延による方法は、
圧延ローラーによって加圧しながらローラーの間を通し
て、圧延していくものである。この方法では、圧延が進
行して金属の厚みが薄くなるにしたがって、圧延速度は
早くなるので、多量生産に適した製造方法であるといえ
る。しかしながら、箔の厚みを薄くするに従って技術的
には、非常に複雑になり、張り(テンション)のかけ方
、ローラー間の距離のコントロール等の問題が生じてく
る。また、箔の幅方向についての厚みの均一性は、ロー
ラーの形状から生じる制約から、必ずしも一定にならな
いと言われている。
【0003】一方、最近では銅箔、特にプリント配線基
板に使用される銅張積層板用として電解箔が注目されて
いる。これは、図5に電解による銅箔製造装置の1例を
断面図で示すように電解槽51内の電解液52中に下部
を浸漬した大型の陰極ローラー53を陰極とし、不溶性
の陽極54を対極として電流を通電し、ローラーの表面
に連続的に金属をメッキしながら析出した金属銅55を
金属をローラー表面から連続的にはぎ取っていく方法で
あり、得られる銅箔56の平均的な厚さは、供給する電
流値により容易に制御することが可能であり、また圧延
によって製造するのではないので、薄い箔を容易に作れ
るという特徴を有している。
板に使用される銅張積層板用として電解箔が注目されて
いる。これは、図5に電解による銅箔製造装置の1例を
断面図で示すように電解槽51内の電解液52中に下部
を浸漬した大型の陰極ローラー53を陰極とし、不溶性
の陽極54を対極として電流を通電し、ローラーの表面
に連続的に金属をメッキしながら析出した金属銅55を
金属をローラー表面から連続的にはぎ取っていく方法で
あり、得られる銅箔56の平均的な厚さは、供給する電
流値により容易に制御することが可能であり、また圧延
によって製造するのではないので、薄い箔を容易に作れ
るという特徴を有している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】電解による箔の製造に
おいては、電解に使用する電極の消耗、あるいは電極の
電気化学的な特性の変化により電流分布が均一でなくな
ると得られる銅箔の幅方向の厚さが不均一になる場合が
あるという欠点を有している。もちろん圧延ローラーに
よる機械的な製箔とは異なり、電極面のマスキング等に
より容易に補正することが可能である。
おいては、電解に使用する電極の消耗、あるいは電極の
電気化学的な特性の変化により電流分布が均一でなくな
ると得られる銅箔の幅方向の厚さが不均一になる場合が
あるという欠点を有している。もちろん圧延ローラーに
よる機械的な製箔とは異なり、電極面のマスキング等に
より容易に補正することが可能である。
【0005】箔を製造する際に箔の厚さの測定と測定値
に基づく箔の厚みの補正方法は従来から種々行われてお
り、箔厚の自動制御を行っている例もある。
に基づく箔の厚みの補正方法は従来から種々行われてお
り、箔厚の自動制御を行っている例もある。
【0006】すなわち機械的な圧延箔の製造プロセスで
は代表的なものとして、連続的にマイクロメータで計測
する方法がある。これは、圧延中に接触式のマイクロメ
ータをによって厚さを計測する方法であるが、接触式の
測定装置を利用しているために箔に傷がつくという欠点
があるので、箔の端部付近を連続的に計測し、得られた
結果に基づいてローラーの間隔や張りの制御に利用され
ているが、このような方法では、箔の幅方向の測定は行
えないという欠点がある。しかしながら、機械的な圧延
では、幅方向の厚み分布は、箔製造途中ではほとんど変
化することがないので事実上は問題にはならない。
は代表的なものとして、連続的にマイクロメータで計測
する方法がある。これは、圧延中に接触式のマイクロメ
ータをによって厚さを計測する方法であるが、接触式の
測定装置を利用しているために箔に傷がつくという欠点
があるので、箔の端部付近を連続的に計測し、得られた
結果に基づいてローラーの間隔や張りの制御に利用され
ているが、このような方法では、箔の幅方向の測定は行
えないという欠点がある。しかしながら、機械的な圧延
では、幅方向の厚み分布は、箔製造途中ではほとんど変
化することがないので事実上は問題にはならない。
【0007】また、X線やγ線を利用した厚み計も使用
されている。これらは、X線源又はγ線源を、箔の一方
の側に置き、その反対側に検出器を置く方法であるが、
接触式のマイクロメーターを用いる方法と同様に、圧延
箔用に作られているため、箔の圧延方向の厚み分布を計
測するものであり、幅方向の測定には利用されておらず
、圧延方向の厚みの変化を感知して、圧延装置をコント
ロールするのに使用されていた。とくに圧延箔の場合は
、圧延ローラーが一般には中央部の径が大であるために
、両端部に向かうにしたがって厚みが大きくなるという
傾向はあるが、幅方向にはほぼ一定の厚み分布を有して
いるので、厚みの計測によって得られたデータによって
、平均厚さを制御するにとどまっていた。
されている。これらは、X線源又はγ線源を、箔の一方
の側に置き、その反対側に検出器を置く方法であるが、
接触式のマイクロメーターを用いる方法と同様に、圧延
箔用に作られているため、箔の圧延方向の厚み分布を計
測するものであり、幅方向の測定には利用されておらず
、圧延方向の厚みの変化を感知して、圧延装置をコント
ロールするのに使用されていた。とくに圧延箔の場合は
、圧延ローラーが一般には中央部の径が大であるために
、両端部に向かうにしたがって厚みが大きくなるという
傾向はあるが、幅方向にはほぼ一定の厚み分布を有して
いるので、厚みの計測によって得られたデータによって
、平均厚さを制御するにとどまっていた。
【0008】このように、箔厚みの測定はいずれも圧延
箔の製造に使用されていたものであり平均的な厚みの制
御に使用されていた。ところが、電解箔のように平均厚
みは電解の電流値に比例するので、その制御は容易に行
えるが、電極すなわち電解用の対極および電着用の陰極
となるローラーの表面の電気化学的特性に依存して変化
し、電極の特性にむらが生じると幅方向の厚が不均一と
なるが、従来の装置では幅方向の厚み分布の測定を精密
に行うことはできなかった。
箔の製造に使用されていたものであり平均的な厚みの制
御に使用されていた。ところが、電解箔のように平均厚
みは電解の電流値に比例するので、その制御は容易に行
えるが、電極すなわち電解用の対極および電着用の陰極
となるローラーの表面の電気化学的特性に依存して変化
し、電極の特性にむらが生じると幅方向の厚が不均一と
なるが、従来の装置では幅方向の厚み分布の測定を精密
に行うことはできなかった。
【0009】一方、箔厚の測定装置ではないが、似た機
能を有する装置として、連続メッキ厚さの計測制御装置
がある。これは亜鉛メッキやすずめっき鋼板用のメッキ
厚み計測を自動的に行い、めっき量を制御するものであ
る。めっき厚がうすい場合には、螢光X線方式が通常使
用され、精度良く計測することができる。そして、幅方
向の厚みむらも測定ヘッドを、幅方向に変移させながら
測定することで得られるという特徴を有しているが、大
容量のX線源と高価なX線分光器を必要とする。 ま
た、めっき厚さにおいても、その分布よりも平均めっき
厚を計測することを主眼としており、その点では分布の
計測には不充分であること、又厚さの計測範囲がめっき
物によるが、10μm以下という比較的薄いものに制限
されるという欠点を有する。
能を有する装置として、連続メッキ厚さの計測制御装置
がある。これは亜鉛メッキやすずめっき鋼板用のメッキ
厚み計測を自動的に行い、めっき量を制御するものであ
る。めっき厚がうすい場合には、螢光X線方式が通常使
用され、精度良く計測することができる。そして、幅方
向の厚みむらも測定ヘッドを、幅方向に変移させながら
測定することで得られるという特徴を有しているが、大
容量のX線源と高価なX線分光器を必要とする。 ま
た、めっき厚さにおいても、その分布よりも平均めっき
厚を計測することを主眼としており、その点では分布の
計測には不充分であること、又厚さの計測範囲がめっき
物によるが、10μm以下という比較的薄いものに制限
されるという欠点を有する。
【0010】放射線同位元素を使用したものでは、β−
スコープというβ線の背面反射を利用したものがあるが
、比較的厚い被測定材料の計測に使用することができる
が、この装置ではプリント基板などに使用する電解銅箔
に要求される測定精度を得ることはできない。
スコープというβ線の背面反射を利用したものがあるが
、比較的厚い被測定材料の計測に使用することができる
が、この装置ではプリント基板などに使用する電解銅箔
に要求される測定精度を得ることはできない。
【0011】本発明は、特に幅方向の厚み分布が重要で
あり、しかも高精度に制御しなければならない電解銅箔
に代表される電解箔の厚みの連続計測を非破壊的に行う
ことが可能な厚み測定装置を提供することを目的とする
。
あり、しかも高精度に制御しなければならない電解銅箔
に代表される電解箔の厚みの連続計測を非破壊的に行う
ことが可能な厚み測定装置を提供することを目的とする
。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、電離放射線の
線源、該線源とは箔の反対側に設けた電離放射線の検出
器、該線源および該検出器を同期して箔の幅方向に走査
させる移動装置、箔の検出位置の箔端部からの距離を示
す信号または端部からの経過時間を示す信号を発生する
信号発生装置、信号発生装置が発生する信号によって、
該検出器から得られる検出信号を積算する計数装置の積
算チャンネルを切り換える信号切換装置、各チャンネル
毎に積算した計数値から箔の厚みを演算する演算装置、
箔の厚みの分布を出力する出力装置を有する箔製造装置
に設ける箔厚み測定装置である。X線やγ線等の電離放
射線による厚みの測定方法は、X線、γ線を被測定物に
照射し、被測定物を透過し吸収された後の強度を測定し
その吸収量から厚みを測定するものでありX線の波長や
γ線源の種類を変えることにより、数μmのものから数
十cmの厚さのものまで、また樹脂や、紙類といった、
X線の吸収が比較的小さいものから重金属まで種々の物
質について計測が可能であり、応用範囲が広い。そして
、測定対象となる物質の特性、厚さに合わせた、吸収量
の大きなX線あるいはγ線源を使用すると、精密に迅速
な測定が可能となる。また、使用するX線やγ線源は、
蛍光X線による測定方法に比較して1/10〜1/10
0程度の小型の装置ですむという長所がある。これは蛍
光X線の場合、入射したX線あるいはγ線に対して、発
生する蛍光X線自体の強度が、入射した波長にもよるが
、一般には数分の1となり、さらに、波長分光のために
結晶分光を行うが、そこで10分の1以下に減少してし
まうためである。
線源、該線源とは箔の反対側に設けた電離放射線の検出
器、該線源および該検出器を同期して箔の幅方向に走査
させる移動装置、箔の検出位置の箔端部からの距離を示
す信号または端部からの経過時間を示す信号を発生する
信号発生装置、信号発生装置が発生する信号によって、
該検出器から得られる検出信号を積算する計数装置の積
算チャンネルを切り換える信号切換装置、各チャンネル
毎に積算した計数値から箔の厚みを演算する演算装置、
箔の厚みの分布を出力する出力装置を有する箔製造装置
に設ける箔厚み測定装置である。X線やγ線等の電離放
射線による厚みの測定方法は、X線、γ線を被測定物に
照射し、被測定物を透過し吸収された後の強度を測定し
その吸収量から厚みを測定するものでありX線の波長や
γ線源の種類を変えることにより、数μmのものから数
十cmの厚さのものまで、また樹脂や、紙類といった、
X線の吸収が比較的小さいものから重金属まで種々の物
質について計測が可能であり、応用範囲が広い。そして
、測定対象となる物質の特性、厚さに合わせた、吸収量
の大きなX線あるいはγ線源を使用すると、精密に迅速
な測定が可能となる。また、使用するX線やγ線源は、
蛍光X線による測定方法に比較して1/10〜1/10
0程度の小型の装置ですむという長所がある。これは蛍
光X線の場合、入射したX線あるいはγ線に対して、発
生する蛍光X線自体の強度が、入射した波長にもよるが
、一般には数分の1となり、さらに、波長分光のために
結晶分光を行うが、そこで10分の1以下に減少してし
まうためである。
【0013】透過法は、測定の機構も簡単であり、装置
自体が小型となる長所を有しているが、一方、一般に被
測定物厚みの変化に対する吸収X線の強度変化が小さく
なりがちであり、正確な厚みの測定には問題があった。
自体が小型となる長所を有しているが、一方、一般に被
測定物厚みの変化に対する吸収X線の強度変化が小さく
なりがちであり、正確な厚みの測定には問題があった。
【0014】このため、測定対象の箔の種類によって、
必要とするX線やγ線の波長が決まってしまうので、最
適な線源を選定する必要がある。例えば、 230Am
では60keV、 231Puでは13keVおよび1
7keVのエネルギーのγ線が放出されるので、被測定
材料の厚みが大きい場合に有効であるとともに、箔に応
じて線源を取り替える必要がある。
必要とするX線やγ線の波長が決まってしまうので、最
適な線源を選定する必要がある。例えば、 230Am
では60keV、 231Puでは13keVおよび1
7keVのエネルギーのγ線が放出されるので、被測定
材料の厚みが大きい場合に有効であるとともに、箔に応
じて線源を取り替える必要がある。
【0015】X線を線源とする場合には、発生するX線
は連続波長と対陰極物質に応じた特性X線とが含まれた
ものであるので、フィルターで除去して、必要なX線を
得ることができる。長波長側のX線は、被測定物より厚
子番号の小さい金属をフィルターとして使用することに
より得ることができる。例えば、銅箔を測定する場合に
はチタン箔等を使用すればよい。短波長側では、X線の
吸収特性を利用し、被測定物質の吸収端波長よりもわず
かに短い部分に吸収端波長がある物質をフィルターとす
ればよい。例えば銅箔を被測定物質とする場合には亜鉛
等の箔をフィルターを使用すればよい。
は連続波長と対陰極物質に応じた特性X線とが含まれた
ものであるので、フィルターで除去して、必要なX線を
得ることができる。長波長側のX線は、被測定物より厚
子番号の小さい金属をフィルターとして使用することに
より得ることができる。例えば、銅箔を測定する場合に
はチタン箔等を使用すればよい。短波長側では、X線の
吸収特性を利用し、被測定物質の吸収端波長よりもわず
かに短い部分に吸収端波長がある物質をフィルターとす
ればよい。例えば銅箔を被測定物質とする場合には亜鉛
等の箔をフィルターを使用すればよい。
【0016】X線源には、銀、モリブデンなどをターゲ
ットとし、加速電圧は20kV、電流は1mA程度とす
ることによって、特性X線を発生させずに連続X線を発
生し、フィルターによって必要な波長のみを透過させて
、銅箔の場合には1μmないし100μm程度の測定に
適するX線を得ることができる。
ットとし、加速電圧は20kV、電流は1mA程度とす
ることによって、特性X線を発生させずに連続X線を発
生し、フィルターによって必要な波長のみを透過させて
、銅箔の場合には1μmないし100μm程度の測定に
適するX線を得ることができる。
【0017】このようにして十分にコントラストの高い
、つまり厚みの変化にたいする、X線強度の変化が大き
なX線を使用することができるので、高精度に箔の厚み
を測定することが可能となった。
、つまり厚みの変化にたいする、X線強度の変化が大き
なX線を使用することができるので、高精度に箔の厚み
を測定することが可能となった。
【0018】X線強度を測定する検出器は、ガイガーカ
ウンター、比例計数管、シンチレーションカウンターが
使用される。また、これらの検出器は、検出器自体の特
性により、計測値Nに対しN1/2 の統計ゆらぎを持
っているので、目的の精度で計測するためには、十分に
計測値Nを大きくする必要がある。
ウンター、比例計数管、シンチレーションカウンターが
使用される。また、これらの検出器は、検出器自体の特
性により、計測値Nに対しN1/2 の統計ゆらぎを持
っているので、目的の精度で計測するためには、十分に
計測値Nを大きくする必要がある。
【0019】X線検出器は、入射したX線量と計数値が
比例するが、入射したX線が強くなるとX線検出器は飽
和し、その結果正確な測定値が得られなくなる。そのた
めにX線検出器が飽和しない領域において計測値を大き
くとるためには長い時間の測定が必要となる。また、X
線検出器として比例計数領域が500cpsないし10
00cpsのガイガーカウンターを使用する場合には、
入射するX線強度は1000cpsまでのX線強度とし
、比例計数領域が10,000cpsのシンチレーショ
ンを使用する場合には、ガイガーカウンターの10倍程
度の強度のX線を使用することができる。
比例するが、入射したX線が強くなるとX線検出器は飽
和し、その結果正確な測定値が得られなくなる。そのた
めにX線検出器が飽和しない領域において計測値を大き
くとるためには長い時間の測定が必要となる。また、X
線検出器として比例計数領域が500cpsないし10
00cpsのガイガーカウンターを使用する場合には、
入射するX線強度は1000cpsまでのX線強度とし
、比例計数領域が10,000cpsのシンチレーショ
ンを使用する場合には、ガイガーカウンターの10倍程
度の強度のX線を使用することができる。
【0020】電解箔の製造における箔の厚さは、箔の製
造速度と電解電流によって決まるが、得られる箔の幅方
向の厚さの均一性の保持が重要である。幅方向の厚さの
均一性はプリント基板に使用する銅箔では、標準厚さ3
5μmに対して±1μm程度の精度で制御する必要があ
るが、幅方向の厚さの均一性は、急には変化するもので
はなく、陰極のローラーや対極が変化していくに従って
生じるものであるので、ある瞬間での厚みの変化を把握
することよりも、むしろ時間的な変化を把握することが
必要となる。
造速度と電解電流によって決まるが、得られる箔の幅方
向の厚さの均一性の保持が重要である。幅方向の厚さの
均一性はプリント基板に使用する銅箔では、標準厚さ3
5μmに対して±1μm程度の精度で制御する必要があ
るが、幅方向の厚さの均一性は、急には変化するもので
はなく、陰極のローラーや対極が変化していくに従って
生じるものであるので、ある瞬間での厚みの変化を把握
することよりも、むしろ時間的な変化を把握することが
必要となる。
【0021】透過した電離放射線の強度の測定は、箔の
端部からの幅方向の距離が等しい点の測定値を、箔の長
さ方向に積算することによって、十分な精度で厚み変動
を計測することができる。したがって、X線またはγ線
源と検出器を箔の幅方向に変位させながら、連続して計
測する際に、その移動変速を十分に遅くとれば、場所ご
との測定精度は十分に高くなる。しかも、ある1点にお
ける測定値によるものではなく、一定の長さの計測値を
積算することによって計測値を大きくすることができる
。そして、積算する長さが大きくなると正確な厚み分布
の測定が困難となり、一方積算する長さが小さくなると
、測定信号の処理のための信号処理装置のチャンネル数
が多く必要となるが、積算する長さは3cmないし5c
m程度の大きさとすることによって十分な精度を得るこ
とが可能である。
端部からの幅方向の距離が等しい点の測定値を、箔の長
さ方向に積算することによって、十分な精度で厚み変動
を計測することができる。したがって、X線またはγ線
源と検出器を箔の幅方向に変位させながら、連続して計
測する際に、その移動変速を十分に遅くとれば、場所ご
との測定精度は十分に高くなる。しかも、ある1点にお
ける測定値によるものではなく、一定の長さの計測値を
積算することによって計測値を大きくすることができる
。そして、積算する長さが大きくなると正確な厚み分布
の測定が困難となり、一方積算する長さが小さくなると
、測定信号の処理のための信号処理装置のチャンネル数
が多く必要となるが、積算する長さは3cmないし5c
m程度の大きさとすることによって十分な精度を得るこ
とが可能である。
【0022】箔の幅方向の測定位置の位置信号の発生は
、X線源および検出器の移動装置に設けた位置測定装置
によって得られる信号に基づいて発生させてもよいが、
測定装置の走査速度を一定とすることによって、箔の端
部からの走査した経過時間を位置信号に代えてもよい。 端部からの時間を位置信号に代える方法は、測定装置の
走査速度に依存するために位置を検出する方法に比べて
精度が劣るが装置が簡単となる。
、X線源および検出器の移動装置に設けた位置測定装置
によって得られる信号に基づいて発生させてもよいが、
測定装置の走査速度を一定とすることによって、箔の端
部からの走査した経過時間を位置信号に代えてもよい。 端部からの時間を位置信号に代える方法は、測定装置の
走査速度に依存するために位置を検出する方法に比べて
精度が劣るが装置が簡単となる。
【0023】また、X線を使用して長時間の連続測定を
行う場合には、発生するX線には変動が生じることがあ
り、測定精度に問題を生じることが起こるので、較正用
の検出装置を設けたり、厚みが明かな標準試料を測定対
象の箔の端部の近傍に設けて測定値の較正を必要に応じ
て行うことができる。測定装置の走査速度は50cm〜
1m/分程度とするとよい。
行う場合には、発生するX線には変動が生じることがあ
り、測定精度に問題を生じることが起こるので、較正用
の検出装置を設けたり、厚みが明かな標準試料を測定対
象の箔の端部の近傍に設けて測定値の較正を必要に応じ
て行うことができる。測定装置の走査速度は50cm〜
1m/分程度とするとよい。
【0024】
【作用】箔の製造装置に、電離放射線の線源、該線源と
は箔の反対側に設けた電離放射線の検出器、該線源およ
び該検出器を同期して箔の幅方向に走査させる移動装置
、箔の検出位置の箔端部からの距離を示す信号または端
部からの経過時間を示す信号を発生する信号発生装置、
信号発生装置が発生する信号によって、該検出器から得
られる検出信号を積算する計数装置の積算チャンネルを
切り換える信号切換装置、各チャンネル毎に積算した計
数値から箔の厚みを演算する演算装置、箔の厚みの分布
を出力する出力装置を有する箔厚み連続測定装置を設け
たので、箔の幅方向の厚さを正確に把握することが可能
となる。
は箔の反対側に設けた電離放射線の検出器、該線源およ
び該検出器を同期して箔の幅方向に走査させる移動装置
、箔の検出位置の箔端部からの距離を示す信号または端
部からの経過時間を示す信号を発生する信号発生装置、
信号発生装置が発生する信号によって、該検出器から得
られる検出信号を積算する計数装置の積算チャンネルを
切り換える信号切換装置、各チャンネル毎に積算した計
数値から箔の厚みを演算する演算装置、箔の厚みの分布
を出力する出力装置を有する箔厚み連続測定装置を設け
たので、箔の幅方向の厚さを正確に把握することが可能
となる。
【0025】
【実施例】以下に図面を参照して本発明をさらに詳細に
説明する。図1は、本発明の箔厚み連続測定装置の一実
施例を示す図である。箔厚み連続測定装置1は、U字状
のアーム2にX線源3とそれに対向してシンチレーショ
ンカウンター等の検出器4が箔5の上下に設けられてお
り、X線源にはX線発生用の高圧電源6から高電圧が供
給されている。X線源の内部には、X線管を設けるとと
もに、X線の出口には特定の波長のX線のみを透過する
フィルター7が取り付けられている。また、測定部以外
へのX線の漏洩を防止するために、図示しない鉛等から
なるX線の防護材料を設けている。
説明する。図1は、本発明の箔厚み連続測定装置の一実
施例を示す図である。箔厚み連続測定装置1は、U字状
のアーム2にX線源3とそれに対向してシンチレーショ
ンカウンター等の検出器4が箔5の上下に設けられてお
り、X線源にはX線発生用の高圧電源6から高電圧が供
給されている。X線源の内部には、X線管を設けるとと
もに、X線の出口には特定の波長のX線のみを透過する
フィルター7が取り付けられている。また、測定部以外
へのX線の漏洩を防止するために、図示しない鉛等から
なるX線の防護材料を設けている。
【0026】図1ではX線源はアームの下部に設け、上
部に検出器を設けているが、検出器を下部に設けて、X
線源を上部に設けてもよい。また、X線源を下部に設け
る場合には、X線発生用の高圧電源とX線源とを一体化
することが可能となり、一体化によって長い高圧ケーブ
ルが不用となる。
部に検出器を設けているが、検出器を下部に設けて、X
線源を上部に設けてもよい。また、X線源を下部に設け
る場合には、X線発生用の高圧電源とX線源とを一体化
することが可能となり、一体化によって長い高圧ケーブ
ルが不用となる。
【0027】アームの下部には、アームを走査する移動
装置8が設けられており、アームを所定の速度で走査す
る。アームの走査には、ラックとピニオンによる歯車機
構、車輪とレールによる機構などを用い、モーター、油
圧、空気圧等によって駆動する。X線の発生強度の変動
を補正するために、箔の近傍の台には凹凸が少ない標準
試料9が設けられている。検出器からの信号はパルスハ
イトアナライザー10によって波高分析を行い、得られ
た信号は、箔の端部からの幅方向の距離を示す信号ある
いは箔の端部からの時間を示す信号を発生させる信号発
生装置11、および信号発生装置の信号によって動作す
る信号切換装置12によって計数装置13のチャンネル
14を切り替えて積算する。
装置8が設けられており、アームを所定の速度で走査す
る。アームの走査には、ラックとピニオンによる歯車機
構、車輪とレールによる機構などを用い、モーター、油
圧、空気圧等によって駆動する。X線の発生強度の変動
を補正するために、箔の近傍の台には凹凸が少ない標準
試料9が設けられている。検出器からの信号はパルスハ
イトアナライザー10によって波高分析を行い、得られ
た信号は、箔の端部からの幅方向の距離を示す信号ある
いは箔の端部からの時間を示す信号を発生させる信号発
生装置11、および信号発生装置の信号によって動作す
る信号切換装置12によって計数装置13のチャンネル
14を切り替えて積算する。
【0028】箔の幅方向へ一端から他端への走査が終わ
ると、逆方向へ駆動させて、同様に測定を行う。パルス
ハイトアナライザーにおいて波高分析の終了した信号は
、積算回数制御装置15によって反対方向の走査と同様
に、箔の端部からの位置もしくは時間信号によって信号
切換装置を動作させ、箔の端部から幅方向の距離が等し
い部分のチャンネルに信号を積算する。所定の走査回数
の信号を各チャンネル毎に積算し、その積算値から厚み
演算装置16によって厚みの分布状態を演算して出力す
るとともに、長さ方向厚み記録装置17に記録される。
ると、逆方向へ駆動させて、同様に測定を行う。パルス
ハイトアナライザーにおいて波高分析の終了した信号は
、積算回数制御装置15によって反対方向の走査と同様
に、箔の端部からの位置もしくは時間信号によって信号
切換装置を動作させ、箔の端部から幅方向の距離が等し
い部分のチャンネルに信号を積算する。所定の走査回数
の信号を各チャンネル毎に積算し、その積算値から厚み
演算装置16によって厚みの分布状態を演算して出力す
るとともに、長さ方向厚み記録装置17に記録される。
【0029】図1の装置はX線源と検出器とが一体とな
ったU字状のアームに取り付けられているので、X線源
と検出器との相対位置がずれることはないが、U字状の
アームは測定する箔の幅以上の大きさとする必要があり
、さらに本発明の測定装置が作動する場合には、U字状
のアームの長さに相当する空間を設けることが必要とな
るので、箔の製造用の電解槽を多数設置する場合には、
隣接する電解槽の間に、U字状のアームの長さの間隔を
設ける必要がある。このために、電解槽間の間隔が大き
くなり、電解槽間の導電接続用のブスバーが長く必要と
なり、また一定の面積の部分に設ける製造設備の数が少
なくなる。
ったU字状のアームに取り付けられているので、X線源
と検出器との相対位置がずれることはないが、U字状の
アームは測定する箔の幅以上の大きさとする必要があり
、さらに本発明の測定装置が作動する場合には、U字状
のアームの長さに相当する空間を設けることが必要とな
るので、箔の製造用の電解槽を多数設置する場合には、
隣接する電解槽の間に、U字状のアームの長さの間隔を
設ける必要がある。このために、電解槽間の間隔が大き
くなり、電解槽間の導電接続用のブスバーが長く必要と
なり、また一定の面積の部分に設ける製造設備の数が少
なくなる。
【0030】したがって、多数の電解箔製造設備を設け
る場合には、測定装置のU字状アームに代えて、レール
などの固定式の支持体を箔の上下に設置して、X線源お
よび検出器を同期して支持体上を移動させることが好ま
しい。
る場合には、測定装置のU字状アームに代えて、レール
などの固定式の支持体を箔の上下に設置して、X線源お
よび検出器を同期して支持体上を移動させることが好ま
しい。
【0031】図2には、固定した支持体を使用した場合
のX線源と検出器の走査装置の一例を示す断面図を示す
が、箔21の上部に設けた上部支持体22には、ねじが
切られた上部駆動軸23が設けられている。上部支持体
上に支持された検出器24は上部駆動軸23のねじとか
み合う歯車を有しており、駆動軸の回転によって検出器
24は支持体上を移動する。
のX線源と検出器の走査装置の一例を示す断面図を示す
が、箔21の上部に設けた上部支持体22には、ねじが
切られた上部駆動軸23が設けられている。上部支持体
上に支持された検出器24は上部駆動軸23のねじとか
み合う歯車を有しており、駆動軸の回転によって検出器
24は支持体上を移動する。
【0032】一方、箔21の下部には下部支持体25が
設けられており、上部支持体に設けた駆動軸と同様のね
じが切られた下部駆動軸26が設けられており、下部支
持体25に支持されたX線源27は、下部駆動軸26と
かみ合う歯車によって下部支持体上を移動する。上下の
駆動軸にはモータ28から歯車などからなる伝導装置2
9を介して駆動力が与えられており、X線源と検出器は
同期して移動する。
設けられており、上部支持体に設けた駆動軸と同様のね
じが切られた下部駆動軸26が設けられており、下部支
持体25に支持されたX線源27は、下部駆動軸26と
かみ合う歯車によって下部支持体上を移動する。上下の
駆動軸にはモータ28から歯車などからなる伝導装置2
9を介して駆動力が与えられており、X線源と検出器は
同期して移動する。
【0033】X線源と検出器の移動は、ウォーム歯車等
のねじを有する回転軸による方法以外にも、ベルト駆動
、ワイヤー駆動、チェーン駆動、流体の圧力を利用した
シリンダ、電磁力等の駆動方法、あるいはX線源およぼ
検出器のそれぞれにモータを設けて直接駆動する方法を
採用することが可能である。また、X線源と検出器の相
対的な位置のずれを検出し、検出信号に基づいて駆動装
置を制御しても良い。また、X線源と検出器の相対的な
位置のずれに対処するために、検出器に設けるスリット
の幅をX線源のスリットの幅よりも大としても良い。
のねじを有する回転軸による方法以外にも、ベルト駆動
、ワイヤー駆動、チェーン駆動、流体の圧力を利用した
シリンダ、電磁力等の駆動方法、あるいはX線源およぼ
検出器のそれぞれにモータを設けて直接駆動する方法を
採用することが可能である。また、X線源と検出器の相
対的な位置のずれを検出し、検出信号に基づいて駆動装
置を制御しても良い。また、X線源と検出器の相対的な
位置のずれに対処するために、検出器に設けるスリット
の幅をX線源のスリットの幅よりも大としても良い。
【0034】図3に箔の検出部分の軌跡を示すが、測定
装置の走査速度と箔の移動速度によって、検出部分は箔
31上を斜めに示す検出線32上を移動することになり
、X線検出器からの信号は積算区間33毎に積算する。 そして、次の反対方向への走査の際には箔の端部からの
幅方向の距離が等しい積算区間の計数信号を加算する。 そして、このような加算を所定の回数行うことによって
、箔の端部からの距離の等しい部分の計数値を高めるこ
とができる。
装置の走査速度と箔の移動速度によって、検出部分は箔
31上を斜めに示す検出線32上を移動することになり
、X線検出器からの信号は積算区間33毎に積算する。 そして、次の反対方向への走査の際には箔の端部からの
幅方向の距離が等しい積算区間の計数信号を加算する。 そして、このような加算を所定の回数行うことによって
、箔の端部からの距離の等しい部分の計数値を高めるこ
とができる。
【0035】電解銅箔の場合には、厚み分布の変化は急
激には生じないので、このように複数の積算区間の計数
値を加算することによって正確な測定をすることが可能
となる。また、積算区間の加算回数は、5回ないし10
回が適当であるが、測定装置の走査速度と箔の移動速度
によって適宜定めることができる。
激には生じないので、このように複数の積算区間の計数
値を加算することによって正確な測定をすることが可能
となる。また、積算区間の加算回数は、5回ないし10
回が適当であるが、測定装置の走査速度と箔の移動速度
によって適宜定めることができる。
【0036】計数信号の処理装置内の1個のチャンネル
でのメモリーの使用状態を、図4に示す。図4(A)は
積算回数制御装置によって積算回数が10回に設定され
ている場合に、メモリー41へ第1回目から第10回目
までの走査で得られた10回の積算区間の計数信号を記
憶した状態を示しており、次に図4(B)に示すように
第11回目の積算区間の計数信号が加わると第1回目の
信号は破棄される。そしてメモリーには常に一定の回数
の積算区間での信号を加算した計数信号が記録されてい
る。このようにして得られた一定の数の積算区間を加算
した信号は、厚さ演算装置において幅方向の厚みの分布
状態を演算して出力するとともに、所定の時間間隔で長
さ方向分布記録装置に蓄積されて、膜厚の長時間にわた
る変化を知ることが可能となる。
でのメモリーの使用状態を、図4に示す。図4(A)は
積算回数制御装置によって積算回数が10回に設定され
ている場合に、メモリー41へ第1回目から第10回目
までの走査で得られた10回の積算区間の計数信号を記
憶した状態を示しており、次に図4(B)に示すように
第11回目の積算区間の計数信号が加わると第1回目の
信号は破棄される。そしてメモリーには常に一定の回数
の積算区間での信号を加算した計数信号が記録されてい
る。このようにして得られた一定の数の積算区間を加算
した信号は、厚さ演算装置において幅方向の厚みの分布
状態を演算して出力するとともに、所定の時間間隔で長
さ方向分布記録装置に蓄積されて、膜厚の長時間にわた
る変化を知ることが可能となる。
【0037】実施例1
幅1.2mの電解銅箔連続製造装置により、4cm/秒
の速さで製造される厚さ35μmの銅箔の幅方向の厚み
を測定した。
の速さで製造される厚さ35μmの銅箔の幅方向の厚み
を測定した。
【0038】測定装置の線源として、銀を対陰極とした
X線管を使用し、印加電圧25kV、電流1mAによっ
てX線を発生させた。これにより銀の特性X線は発生せ
ず、連続X線のみが発生する。X線源には長波長側フィ
ルターとして、30μm厚のチタン箔を、短波長側のフ
ィルターとして、50μm厚の亜鉛箔を使用した。これ
により波長が0.13nmないし0.15nmのX線が
得られた。このX線源にコリメータを取りつけ、被測定
箔部分で10mmの直径となるようにし、X線源と被測
定箔との距離は10cmとした。被測定箔の上部には、
直径20mmのシンチレーション検出器を箔から10c
mのところに取り付けた。
X線管を使用し、印加電圧25kV、電流1mAによっ
てX線を発生させた。これにより銀の特性X線は発生せ
ず、連続X線のみが発生する。X線源には長波長側フィ
ルターとして、30μm厚のチタン箔を、短波長側のフ
ィルターとして、50μm厚の亜鉛箔を使用した。これ
により波長が0.13nmないし0.15nmのX線が
得られた。このX線源にコリメータを取りつけ、被測定
箔部分で10mmの直径となるようにし、X線源と被測
定箔との距離は10cmとした。被測定箔の上部には、
直径20mmのシンチレーション検出器を箔から10c
mのところに取り付けた。
【0039】X線源および検出器は、長さ1.2mのU
字型のアームに取付けられ、箔の幅方向に走査できるよ
うにし、箔の端部の近傍の標準試料取り付け台にはX線
源の強度の補正用の標準試料として凹凸のない厚さ35
μmの銅箔を取り付けた。
字型のアームに取付けられ、箔の幅方向に走査できるよ
うにし、箔の端部の近傍の標準試料取り付け台にはX線
源の強度の補正用の標準試料として凹凸のない厚さ35
μmの銅箔を取り付けた。
【0040】箔の幅方向への走査はラックとピニオンに
よってモータの回転を直線運動に変えて50cm/分で
行った。箔の端部から5cmの区間に相当する6秒毎の
時間信号を発生させて、信号切換装置に供給した。信号
切換装置では、計数装置のチャンネルを切り換えて、パ
ルスハイトアナライザーからの信号を積算した。更にこ
の走査を10回繰り返す毎に箔厚 、得られた信号は
パルスハイトアナライザーによって波高分析を行い、箔
の端部からの時間を示す信号を信号発生装置によって発
生させ、信号発生装置の信号によって動作する信号切換
装置によって計数装置のチャンネルを切り替えて積算す
る。
よってモータの回転を直線運動に変えて50cm/分で
行った。箔の端部から5cmの区間に相当する6秒毎の
時間信号を発生させて、信号切換装置に供給した。信号
切換装置では、計数装置のチャンネルを切り換えて、パ
ルスハイトアナライザーからの信号を積算した。更にこ
の走査を10回繰り返す毎に箔厚 、得られた信号は
パルスハイトアナライザーによって波高分析を行い、箔
の端部からの時間を示す信号を信号発生装置によって発
生させ、信号発生装置の信号によって動作する信号切換
装置によって計数装置のチャンネルを切り替えて積算す
る。
【0041】箔の幅方向へ一端から他端への走査が終わ
ると、逆方向へ駆動させて、同様に測定を行う。パルス
ハイトアナザイザーにおいて波高分析の終了した信号は
、積算回数制御装置によって反対方向の走査と同様に、
箔の端部からの位置もしくは時間信号によって信号切換
装置を動作させ、箔の端部から幅方向の距離が等しい部
分のチャンネルに信号を積算する。所定の走査回数の信
号を各チャンネル毎に積算し、その積算値から厚み演算
装置によって厚みの分布状態を演算して出力する。
ると、逆方向へ駆動させて、同様に測定を行う。パルス
ハイトアナザイザーにおいて波高分析の終了した信号は
、積算回数制御装置によって反対方向の走査と同様に、
箔の端部からの位置もしくは時間信号によって信号切換
装置を動作させ、箔の端部から幅方向の距離が等しい部
分のチャンネルに信号を積算する。所定の走査回数の信
号を各チャンネル毎に積算し、その積算値から厚み演算
装置によって厚みの分布状態を演算して出力する。
【0042】X線源および検出器は、U字型のアームに
取付けられ、箔の幅方向に走査できるようにし、箔の端
部にはX線源の強度の補正用の標準試料を設け、標準試
料から得られる信号に基づいて箔厚みの測定値を補正し
た。
取付けられ、箔の幅方向に走査できるようにし、箔の端
部にはX線源の強度の補正用の標準試料を設け、標準試
料から得られる信号に基づいて箔厚みの測定値を補正し
た。
【0043】箔の幅方向への走査は50cm/分で行い
、5cmの区間に相当する6秒毎に箔の端部から計測し
た信号を積算した。そして、積算回数制御装置によって
走査を10回繰り返す毎に積算を終了した。この方法に
より20000cpsのX線が入射すると、5cm区間
では20000×(5/50)×60=120000c
psとなり、10回の走査によって1200,000カ
ウントとなり検出器の統計誤差はσ=1100カウント
であり、計数値に対して0.1%となり、±2σとして
絶対値で0.4%、厚さでは±0.5μmの精度が得ら
れた。
、5cmの区間に相当する6秒毎に箔の端部から計測し
た信号を積算した。そして、積算回数制御装置によって
走査を10回繰り返す毎に積算を終了した。この方法に
より20000cpsのX線が入射すると、5cm区間
では20000×(5/50)×60=120000c
psとなり、10回の走査によって1200,000カ
ウントとなり検出器の統計誤差はσ=1100カウント
であり、計数値に対して0.1%となり、±2σとして
絶対値で0.4%、厚さでは±0.5μmの精度が得ら
れた。
【0044】
【発明の効果】箔の製造装置に、電離放射線の線源、該
線源とは箔の反対側に設けた電離放射線の検出器、該線
源および該検出器を同期して箔の幅方向に走査させる移
動装置、箔の検出位置の箔端部からの距離を示す信号ま
たは端部からの経過時間を示す信号を発生する信号発生
装置、信号発生装置が発生する信号によって、該検出器
から得られる検出信号を積算する計数装置の積算チャン
ネルを切り換える信号切換装置、各チャンネル毎に積算
した計数値から箔の厚みを演算する演算装置、箔の厚み
の分布を出力する出力装置を有する箔厚み連続測定装置
を設けたので、検出信号を積算することによって幅方向
の所定の領域内での計測値が多く得られるので、精度の
高い測定が可能となる。
線源とは箔の反対側に設けた電離放射線の検出器、該線
源および該検出器を同期して箔の幅方向に走査させる移
動装置、箔の検出位置の箔端部からの距離を示す信号ま
たは端部からの経過時間を示す信号を発生する信号発生
装置、信号発生装置が発生する信号によって、該検出器
から得られる検出信号を積算する計数装置の積算チャン
ネルを切り換える信号切換装置、各チャンネル毎に積算
した計数値から箔の厚みを演算する演算装置、箔の厚み
の分布を出力する出力装置を有する箔厚み連続測定装置
を設けたので、検出信号を積算することによって幅方向
の所定の領域内での計測値が多く得られるので、精度の
高い測定が可能となる。
【図1】本発明の箔厚みの連続測定装置の一実施例を示
す図。
す図。
【図2】X線源と検出器を固定した支持体上を別個の駆
動軸によって移動する測定装置の一実施例を示す図。
動軸によって移動する測定装置の一実施例を示す図。
【図3】箔上の検出部分と積算区間を示す図。
【図4】メモリーでのデータの積算過程を説明する図。
【図5】電解による銅箔製造装置を示す図。
Claims (7)
- 【請求項1】 箔の製造装置に設ける箔厚み連続測定
装置において、電離放射線の線源、該線源とは箔の反対
側に設けた電離放射線の検出器、該線源および該検出器
を同期して箔の幅方向に走査させる移動装置、箔の検出
位置の箔端部からの距離を示す信号または端部からの経
過時間を示す信号を発生する信号発生装置、信号発生装
置が発生する信号によって、該検出器から得られる検出
信号を積算する計数装置の積算チャンネルを切り換える
信号切換装置、各チャンネル毎に積算した計数値から箔
の厚みを演算する演算装置、箔の厚みの分布を出力する
出力装置を有することを特長とする箔厚み連続測定装置
。 - 【請求項2】 移動装置が、箔の上下に設けた固定し
た支持体と支持体上を線源と検出器を同期して移動する
駆動装置からなることを特徴とする請求項1記載の箔厚
み連続測定装置。 - 【請求項3】 移動装置が、線源と検出器を固定した
支持体を一体に移動する駆動装置からなることを特徴と
する請求項1記載の箔厚み連続測定装置。 - 【請求項4】 計数装置は、複数回の走査によって得
られる検出信号を箔の端部からの距離が等しい部分毎に
該検出信号を積算する積算回数制御装置を有することを
特徴とする請求項1記載の箔厚み連続測定装置。 - 【請求項5】 箔が電解金属箔であることを特徴とす
る請求項1記載の箔厚み連続測定装置。 - 【請求項6】 電離放射線源が長波長側と短波長側の
フィルターを設けたX線発生装置であることを特徴とす
る請求項1記載の箔厚み連続測定装置。 - 【請求項7】 被測定箔の近傍に厚み信号の補正用の
標準試料を設け測定中のX線の強度の補正を可能とした
ことを特徴とする請求項1記載の箔厚み連続測定装置。
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