KR20130074761A - 검사 방법 및 검사 시스템 - Google Patents

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닛산 지도우샤 가부시키가이샤
오토모티브 에너지 서플라이 가부시키가이샤
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Abstract

금속층의 양면에 절연층이 적층되어 이루어지는 적층 필름에 대해서, 적층 필름을 관통하고 있지 않은 결함을 검사할 수 있는 검사 방법을 제공한다. 본 발명의 검사 방법은, 금속층의 양면에 절연층이 적층되어 이루어지는 적층 필름의 결함을 검사하는 검사 방법이며, 전압 인가 공정 및 검지 공정을 갖는다. 전압 인가 공정은, 적층 필름의 표면에 도전성의 액체를 공급하면서, 당해 액체가 공급되는 적층 필름의 표면에 접촉하는 제1 전극과 적층 필름의 단부로부터 노출하는 금속층의 단부에 접촉하는 제2 전극 사이에 전압을 인가한다. 검지 공정은 전압이 인가되는 제1 및 제2 전극 사이의 통전 상태를 검지한다.

Description

검사 방법 및 검사 시스템{INSPECTING METHOD AND INSPECTING SYSTEM}
본 발명은 금속층의 양면에 절연층이 적층되어 이루어지는 적층 필름의 결함을 검사하는 검사 방법 및 검사 시스템에 관한 것이다.
최근, 환경 보호 운동의 고조를 배경으로하여, 전기 자동차(EV) 및 하이브리드 전기 자동차(HEV)의 개발이 진행되고 있다. 이들 모터 구동용 전원으로서, 반복해서 충방전이 가능한 리튬 이온 2차 전지가 주목받고 있다. 리튬 이온 2차 전지는, 시트 형상의 정극과 부극이 세퍼레이터를 개재해서 복수 적층되어 이루어지는 발전 요소가 절연성의 외장 부재에 수용되어 형성된다. 절연성의 외장 부재는 금속층의 양면에 절연층이 적층되어 이루어지는 절연성의 적층 필름이 접합되어 형성된다.
이것에 관련된 기술로서, 필름 형상의 절연성 부재의 신뢰성을 향상시키는 견지에서, 하기의 특허문헌 1에 개시된 검사 장치가 제안되어 있다. 특허문헌 1에 개시되어 있는 검사 장치는, 검사 대상인 절연성 부재를 적재하는 제1 전극과, 절연성 부재의 상부에 전해액을 공급하는 전해액 공급부와, 절연성 부재의 표면에 접촉하는 제2 전극을 갖는다. 이와 같은 구성에 따르면, 절연성 부재에 관통 구멍이 형성되어 있을 경우, 제1 전극과 제2 전극 사이에 전압을 인가하면, 전해액에 의해 제1 전극과 제2 전극이 통전하기 때문에, 절연성 부재를 관통하는 핀 홀이나 흠집 등의 결함을 검지할 수 있다.
일본 특허 출원 공개 제2006-275816호 공보
그러나, 상기의 검사 장치에서는, 절연성 부재의 표면측 및 이면측에 제1 및 제2 전극이 각각 배치된다. 이로 인해, 상기의 검사 장치에서는, 금속층의 양면에 절연층이 적층되어 이루어지는 절연성의 적층 필름에 대해서, 적층 필름을 관통하고 있지 않은 핀 홀이나 흠집 등의 결함을 검지할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 이루어진 것이다. 따라서, 본 발명의 목적은, 금속층의 양면에 절연층이 적층되어 이루어지는 적층 필름에 대해서, 적층 필름을 관통하고 있지 않은 결함을 검사할 수 있는 검사 방법 및 검사 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 목적은 하기의 수단에 의해 달성된다.
본 발명의 검사 방법은, 금속층의 양면에 절연층이 적층되어 이루어지는 적층 필름의 결함을 검사하는 검사 방법으로, 전압 인가 공정 및 검지 공정을 갖는다. 상기 전압 인가 공정은, 상기 적층 필름의 표면에 도전성의 액체를 공급하면서, 당해 액체가 공급되는 상기 적층 필름의 표면에 접촉하는 제1 전극과 상기 적층 필름의 단부로부터 노출하는 상기 금속층의 단부에 접촉하는 제2 전극 사이에 전압을 인가한다. 상기 검지 공정은 상기 전압이 인가되는 제1 및 제2 전극 사이의 통전 상태를 검지한다.
본 발명의 검사 시스템은, 금속층의 양면에 절연층이 적층되어 이루어지는 적층 필름의 결함을 검사하는 검사 시스템이며, 액체 공급부, 제1 전극, 제2 전극, 전압 인가부, 및 검지부를 갖는다. 상기 액체 공급부는, 상기 적층 필름의 표면에 도전성의 액체를 공급한다. 상기 제1 전극은 상기 액체가 공급되는 상기 적층 필름의 표면에 접촉한다. 상기 제2 전극은 상기 적층 필름의 단부로부터 노출하는 상기 금속층의 단부에 접촉한다. 상기 전압 인가부는 상기 제1 및 제2 전극간에 전압을 인가한다. 상기 검지부는 상기 전압이 인가되는 제1 및 제2 전극 사이의 통전 상태를 검지한다.
본 발명에 의하면, 적층 필름의 표면과 적층 필름의 단부로부터 노출하는 금속층의 단부 사이의 통전 상태가 검지되기 때문에, 적층 필름을 관통하고 있지 않은 결함을 검사할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 검사 시스템에 의해 검사되는 적층 필름 및 적층 필름의 결함을 설명하기 위한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 관한 검사 시스템의 개략 구성을 도시하는 도면.
도 3은 도 2의 부분 확대도.
도 4는 도 2에 도시하는 검사 시스템에 의해 실행되는 검사 처리의 수순을 도시하는 플로우챠트.
도 5는 제1 및 제2 프로브간의 채터링을 설명하기 위한 도면.
도 6은 전극액의 침투 시간과 결함의 깊이의 관계를 나타내는 도면.
도 7은 변형예에 관한 검사 처리의 수순을 도시하는 플로우챠트.
도 8은 낮은 전압이 인가된 경우의 제1 및 제2 프로브간의 임피던스 파형을 나타내는 도면.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 본 실시형태에서는, 본 발명의 검사 시스템 및 검사 방법을 사용하여, 리튬 이온 2차 전지의 적층 필름에 존재하는 결함의 종류 및 깊이를 검사하는 경우를 예로 들어 설명한다. 또한, 도면 중 동일한 부재에는 동일한 부호를 사용했다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 관한 검사 시스템에 의해 검사되는 적층 필름 및 적층 필름의 결함을 설명하기 위한 도면이다. 도 1에 도시한 바와 같이, 본 실시형태의 적층 필름(10)은 금속층(20)과, 금속층(20)의 한쪽의 면에 형성되는 시일층(30)과, 금속층(20)의 다른 쪽의 면에 형성되는 보호층(40)을 갖는다.
금속층(20)은 전해액이나 가스를 차단하는 것으로, 알루미늄에 의해 형성된다. 시일층(30)은 2장의 적층 필름(10)을 서로 용착하기 위한 것이고, 폴리프로필렌(PP)에 의해 형성된다.
보호층(40)은 금속층(20)을 보호하는 제1 절연층(41)과, 제1 절연층(41)과 금속층(20) 사이에 형성되는 제2 절연층(42)을 갖는다. 제1 절연층(41)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)에 의해 형성된다. 제2 절연층(42)은 제1 절연층(41)과 금속층(20)의 접합성을 향상시키기 위한 것이고, 나일론에 의해 형성된다. 또한, 금속층(20), 시일층(30), 제1 절연층(41), 및 제2 절연층(42)을 구성하는 재료는 상기의 재료에 한정되는 것은 아니다.
이와 같이 구성되는 적층 필름(10)에는, 핀 홀이나 흠집 등의 결함(50a, 50b, 50c)이 형성될 수 있다. 이들 결함(50a, 50b, 50c)은 그 깊이에 따라, 3종류로 분류된다.
여기서, 제1 결함은 제1 절연층(41)을 관통하고 있지 않은 결함(50a)이며[도 1의 (a) 참조), 제2 결함은 제1 절연층(41)을 관통해서 제2 절연층(42)의 일부에까지 도달하고 있는 결함(50b)이다[도 1의 (b) 참조]. 제3 결함은 제1 및 제2 절연층(41, 42)을 관통해서 금속층(20)에 도달하고 있는 결함(50c)이다[도 1의 (c) 참조].
적층 필름(10)이 접합되어서 형성되는 외장 부재에, 시트 형상의 정극과 부극이 세퍼레이터를 개재해서 복수 적층되어 이루어지는 발전 요소를 수용함으로써, 리튬 이온 2차 전지(200)(도 2 참조)가 형성된다. 본 실시형태에서는, 리튬 이온 2차 전지(200) 표면의 적층 필름(10)의 결함이 검사된다. 이하, 상기의 적층 필름(10)의 결함을 검사하는 검사 시스템에 대해서 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 관한 검사 시스템의 개략 구성을 도시하는 도면이며, 도 3은 도 2의 부분 확대도이다. 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 실시형태의 검사 시스템(100)은 제1 및 제2 프로브(110, 120), 전압 인가 장치(130), 및 연산 장치(140)를 구비한다.
제1 프로브(110)는 도전성의 액체를 공급하면서, 적층 필름(10)의 표면에 접촉하는 것이다. 제1 프로브(110)는 탱크부(111), 전극 고정부(112), 및 다공질 고무부(113)를 갖는다. 탱크부(111)는 에탄올을 주성분으로 하는 도전성의 액체(이하, 전극액이라함)를 수용한다. 전극 고정부(112)는 페라이트에 의해 형성되고, 내부에 구리선(도시하지 않음)을 보유 지지하고 있다. 또한, 전극 고정부(112)는 탱크부(111)로부터의 전극액의 휘발이나 흘러내림을 방지한다. 다공질 고무부(113)는 다공질의 고무재에 의해 형성되고, 전극액을 보유 지지한다. 다공질 고무부(113)는 적층 필름(10)의 표면에 접촉되어[도 3의 (a) 참조], 적층 필름(10)의 표면에 전극액을 공급한다.
제2 프로브(120)는 적층 필름(10)의 단부면(10e)으로부터 노출하는 금속층(20)의 단부면(20e)[도 3의 (B) 참조]에 접촉하는 것이다. 제2 프로브(120)는, V자 형상의 홈부를 갖는 도전성 고무재로 형성되고, 리튬 이온 2차 전지(200)의 단부를 끼움 지지해서, 적층 필름(10)의 단부면(10e)으로부터 노출하는 금속층(20)의 단부면(20e)에 접촉한다.
전압 인가 장치(130)는 제1 프로브(110)와 제2 프로브(120) 사이에 일정한 전압을 인가한다. 전압 인가 장치(130)의 플러스측에는 제1 프로브(110)가 접속되어 있고, 전압 인가 장치(130)의 마이너스측에는 제2 프로브(120)가 접속되어 있다. 또한, 전압 인가 장치(130)는 임피던스 측정기로서의 기능을 갖고, 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이의 임피던스값을 측정할 수 있다.
연산 장치(140)는 적층 필름(10)에 존재하는 결함을 검지한다. 연산 장치(140)는, 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이의 임피던스값으로부터, 적층 필름(10)에 존재하는 결함의 종류를 특정한다. 또한, 연산 장치(140)는, 리튬 이온 2차 전지(200)의 표면에 제1 프로브(110)가 접촉하고 나서, 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이의 임피던스값에 채터링이 발생할 때까지의 시간(이하, 채터링 개시 시간이라함)을 검출한다. 연산 장치(140)에는, 결함의 깊이와 채터링 개시 시간의 관계를 나타내는 결함의 깊이-채터링 개시 시간 변환 테이블이 저장되어 있고, 채터링 개시 시간으로부터 결함의 깊이를 산출할 수 있다.
이상과 같이 구성되는 검사 시스템(100)에서는, 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이의 통전 상태를 검지함으로써, 적층 필름(10)의 결함의 종류 및 깊이가 검사된다. 이하, 도 4 내지 도 6을 참조하면서, 본 실시형태에 있어서의 검사 시스템(100)에 있어서, 리튬 이온 2차 전지(200) 표면의 결함을 검사하는 방법에 대해서 설명한다.
도 4는 검사 시스템에 의해 실행되는 검사 처리의 수순을 도시하는 플로우챠트이다. 도 4에 도시하는 검사 처리에 앞서, 리튬 이온 2차 전지의 외관 검사가 카메라를 사용해서 행해지고, 결함이 관찰되는 리튬 이온 2차 전지와 결함이 관찰되지 않는 리튬 이온 2차 전지가 구분된다. 본 실시형태의 검사 처리에서는, 결함이 관찰된 리튬 이온 2차 전지에 대해서, 당해 결함의 종류 및 깊이가 검사된다.
우선, 제2 프로브(120)가 리튬 이온 2차 전지(200)의 단부에 접촉된다(스텝 S101). 본 실시형태에서는, V자 형상의 홈부를 갖는 도전성 고무재로 이루어지는 제2 프로브(120)가 리튬 이온 2차 전지(200)의 단부를 끼움 지지한다. 제2 프로브(120)가 리튬 이온 2차 전지(200)의 단부를 끼움 지지하는 것에 의해, 적층 필름(10)의 단부면(10e)으로부터 노출하는 금속층(20)의 단부면(20e)과 제2 프로브(120)가 접촉한다.
계속해서, 제1 프로브(110)가 리튬 이온 2차 전지(200)의 표면에 접촉된다(스텝 S102). 본 실시형태에서는, 제1 프로브(110)의 다공질 고무부(113)가 적층 필름(10)의 결함을 포함하는 영역에 접촉된다. 다공질 고무부(113)는 전극액을 보유 지지하고 있기 때문에, 다공질 고무부(113)가 적층 필름(10)에 눌려짐으로써, 다공질 고무부(113)로부터 전극액이 스며나와서 적층 필름(10)의 표면에 공급된다. 제1 프로브(110)가 리튬 이온 2차 전지(200)의 표면에 접촉되는 동시에, 전압 인가 장치(130)에 의해 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이에 일정한 전압이 인가된다.
계속해서, 제1 및 제2 프로브(100, 120) 사이의 임피던스값이 소정값 이하인지 여부가 판단된다(스텝 S103). 본 실시형태에서는, 일정한 전압이 인가되어 있는 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이의 임피던스값이 측정되고, 임피던스값이 소정값(판정 레벨) 이하인지 여부가 판단된다. 여기서, 소정값은 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이의 통전 상태/절연 상태를 판정하기 위한 값이며, 예를 들면 50Ω 이다.
제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이의 임피던스값이 소정값 이하가 아니라고 판단될 경우(스텝 S103 : 아니오), 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이가 절연 상태에 있다고 하여, 스텝 S105의 처리로 이행한다.
한편, 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이의 임피던스값이 소정값 이하라고 판단될 경우(스텝 S103 : 예), 불량품의 판단이 이루어지고(스텝 S104), 처리가 종료된다. 본 실시형태에서는, 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이가 통전 상태에 있고, 제1 및 제2 절연층(41, 42)을 관통해서 금속층(20)에 도달하고 있는 결함(50c)[도 1의 (c) 참조]이 적층 필름(10)에 존재한다고 판단된다. 금속층(20)까지 도달하고 있는 결함(50c)이 존재하는 리튬 이온 2차 전지(200)는 불량품으로 판단된다.
이상과 같이, 도 4의 스텝 S101 내지 S104에 나타나는 처리에 따르면, 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이의 통전 상태가 검지된다. 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이의 통전 상태가 검지됨으로써, 제1 및 제2 절연층(41, 42)을 관통해서 금속층(20)에 도달하고 있는 결함(50c)이 적층 필름(10)에 존재하는 것이 검지된다.
한편, 스텝 S103에 나타나는 처리에 있어서, 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이의 임피던스값이 소정값 이하가 아니라고 판단될 경우(스텝 S103 : 아니오), 채터링이 발생했는지의 여부가 판단된다(스텝 S105). 본 실시형태에서는, 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이의 임피던스값이 크게 변동하는 채터링이 발생했는지의 여부가 판단된다.
도 5는 제1 및 제2 프로브간의 채터링을 설명하기 위한 도면이다. 도 5의 (a)는 채터링이 발생되어 있지 않은 임피던스 파형을 도시하는 도면이며, 도 5의 (b)는 채터링이 발생하고 있는 임피던스 파형을 도시하는 도면이다. 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)의 종축은 임피던스값이며, 횡축은 시간이다. 채터링은, 제1 절연층(41)을 관통해서 제2 절연층(42)의 일부에까지 도달하고 있는 결함(50b)[도 1의 (b) 참조]이 적층 필름(10)에 존재할 경우에 발생한다. 에탄올을 주성분으로 하는 전극액은 나일론으로 이루어지는 제2 절연층(42)에 침투하기 때문에, 전극액이 제2 절연층(42)에 침투해서 금속층(20)에 도달하면, 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이가 절연 상태로부터 통전 상태로 변화한다. 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이가 절연 상태로부터 통전 상태로 변화할 때, 채터링이 발생한다. 전극액은 시간을 들여 제2 절연층(42)에 침투하고, 일정 시간(예를 들어, 수분) 경과하면, 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이의 임피던스값은 거의 제로가 된다. 채터링은 금속층(20)과 제2 절연층(42) 사이의 박리 상태에 기인하고 있다.
스텝 S105에 도시하는 처리에 있어서, 채터링이 발생되어 있지 않다고 판단될 경우(스텝 S105 : 아니오), 스텝 S109의 처리로 이행한다.
한편, 채터링이 발생했다고 판단될 경우(스텝 S105 : 예), 채터링 발생 시간이 검출된다(스텝 S106). 본 실시형태에서는, 제2 절연층(42)의 일부에까지 도달하고 있는 결함(50b)의 깊이를 산출하기 위해, 리튬 이온 2차 전지(200)의 표면에 제1 프로브(110)가 접촉하고 나서 채터링이 발생할 때까지의 시간(채터링 개시 시간)이 검출된다.
계속해서, 결함(50b)의 깊이가 산출된다(스텝 S107). 본 실시형태에서는, 스텝 S106에 나타나는 처리에서 검출된 채터링 개시 시간으로부터, 제2 절연층(42)의 일부에까지 도달하고 있는 결함(50b)의 깊이가 산출된다.
도 6은 전극액의 침투 시간과 결함의 깊이의 관계를 도시하는 도면이다. 도 6의 종축은 결함의 깊이이며, 횡축은 전극액의 침투 시간이다. 도 6에 도시한 바와 같이, 제2 절연층(42)의 일부까지 도달하고 있는 결함(50b)의 깊이와, 전극액의 제2 절연층(42)으로의 침투 시간은, 결함(50b)의 깊이가 깊을수록 침투 시간이 짧아지는 관계를 갖는다. 따라서, 결함의 깊이와 채터링 개시 시간의 관계를 나타내는 결함 깊이-채터링 개시 시간 변환 테이블을 미리 작성해 둠으로써, 스텝 S106에 도시하는 처리에서 검출된 채터링 개시 시간으로부터, 결함(50b)의 깊이를 산출할 수 있다.
계속해서, 리페어가 지시되어(스텝 S108), 처리가 종료된다. 본 실시형태에서는, 제2 절연층(42)의 일부까지 도달하고 있는 결함(50b)이 적층 필름(10)에 존재한다고 하여, 리페어가 지시된다. 또한, 제2 절연층(42)의 일부까지 도달하고 있는 결함(50b)이 적층 필름(10)에 존재할 경우, 충분한 수분 차단 특성을 얻을 수 없다.
이상과 같이, 도 4의 스텝 S105 내지 스텝 S108에 도시하는 처리에 따르면, 전극액이 제2 절연층(42)을 투과해서 금속층(20)에 도달함으로써, 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이가 절연 상태로부터 통전 상태로 변화되는 것이 검지된다. 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이가 절연 상태로부터 통전 상태로 변화되는 것이 검지됨으로써, 제2 절연층(42)의 일부까지 도달하고 있는 결함(50b)이 적층 필름(10)에 존재하는 것이 검지된다. 또한, 채터링 개시 시간이 검출됨으로써, 결함(50b)의 깊이가 산출된다.
한편, 스텝 S105에 도시하는 처리에 있어서, 채터링이 발생하지 않는다고 판단될 경우(스텝 S105 : 아니오), 소정 시간 경과했는지의 여부가 판단된다(스텝 : S109). 여기서, 소정 시간은, 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이에 채터링이 발생하고 있지 않은 것을 확인하는 데에 충분한 시간이며, 예를 들면, 5분이다.
소정 시간 경과하고 있지 않다고 판단될 경우(스텝 S109 : 아니오), 스텝 S105의 처리로 복귀된다.
한편, 소정 시간 경과했다고 판단될 경우(스텝 S109 : 예), 리페어가 지시되어(스텝 S110), 처리가 종료된다. 본 실시형태에서는, 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이가 절연 상태로 유지되어 있고[도 5의 (a) 참조], 제1 절연층(41)을 관통하고 있지 않은 결함(50a)[도 1의 (a) 참조]이 적층 필름(10)에 존재한다고 하여, 리페어가 지시된다.
이상과 같이, 도 4의 스텝 S109 및 S110에 도시하는 처리에 따르면, 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이의 통전 상태가 검지되지 않는 것에 의해, 제1 절연층(41)을 관통하고 있지 않은 결함(50a)이 적층 필름(10)에 존재하는 것이 검지된다.
그리고, 본 실시형태의 검사 시스템 및 검사 방법에 따르면, 적층 필름(10)의 표면과 적층 필름(10)의 단부면(10e)으로부터 노출하는 금속층(20)의 단부면(20e) 사이의 통전 상태를 검지함으로써, 적층 필름(10)을 관통하고 있지 않은 결함이 검사된다. 구체적으로는, 제1 및 제2 절연층(41, 42)을 관통해서 금속층(20)에 도달하고 있는 결함(50c), 제1 절연층(41)을 관통해서 제2 절연층(42)의 일부까지 도달하고 있는 결함(50b), 및 제1 절연층(41)을 관통하고 있지 않은 결함(50a)이 검사된다.
(변형예)
상술한 실시형태에서는, 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이의 채터링을 이용하는 것에 의해, 제1 절연층(41)을 관통해서 제2 절연층(42)의 일부까지 도달하고 있는 결함(50b)의 깊이가 산출되었다. 그러나, 결함(50b)의 깊이를 산출하는 처리는 생략되어도 좋다.
도 7은 변형예에 관한 검사 처리의 수순을 도시하는 플로우챠트이다. 변형예에 관한 검사 처리에서는, 상술한 실시형태에 있어서의 인가 전압(예를 들어, 50V)보다도 낮은 인가 전압(예를 들어, 25V)이 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이에 인가된다. 낮은 전압이 인가됨으로써, 돌입 전류가 작아져, 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이에 채터링이 발생하지 않게 된다.
스텝 S201 내지 S204에 도시하는 처리는, 도 4의 스텝 S101 내지 S104에 나타내는 처리와 동일하기 때문에, 설명은 생략한다. 도 7의 스텝 S201 내지 S204에 도시하는 처리에 의하면, 제1 및 제2 절연층(41, 42)을 관통해서 금속층(20)에 도달하고 있는 결함(50c)[도 1의 (c) 참조]이 적층 필름(10)에 존재하는 것이 검지된다.
한편, 스텝 S203에 도시하는 처리에 있어서, 임피던스값이 소정값 이하가 아니라고 판단될 경우(스텝 S203 : 아니오), 리페어가 지시되고(스텝 S205), 처리가 종료된다. 본 변형예에서는, 제1 절연층(41)을 관통해서 제2 절연층(42)의 일부까지 도달하고 있는 결함(50b)[도 1의 (b) 참조], 또는 제1 절연층(41)을 관통하고 있지 않은 결함(50a)[도 1의 (a) 참조]이 적층 필름(10)에 존재한다고 하여, 리페어가 지시된다.
도 8은 낮은 전압이 인가된 경우의 제1 및 제2 프로브간의 임피던스 파형을 도시하는 도면이다. 제2 절연층(42)의 일부까지 도달하고 있는 결함(50b)이 적층 필름(10)에 존재할 경우, 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이에 전압이 인가되면, 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이가 절연 상태로부터 통전 상태로 변화된다[도 8의 (b) 참조]. 본 변형예에서는, 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이에 낮은 전압을 인가함으로써, 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이가 절연 상태로부터 통전 상태로 변화될 때, 채터링의 발생이 방지된다. 또한, 제1 절연층(41)을 관통하고 있지 않은 결함(50a)이 적층 필름(10)에 존재할 경우에는, 제1 및 제2 프로브(110, 120) 사이는 절연 상태로 유지된다[도 8의 (a) 참조].
이와 같은 구성에 의하면, 채터링이 발생하지 않고, 안정된 임피던스 파형을 얻을 수 있기 때문에, 불량품 또는 리페어의 판단을 단시간(예를 들면, 1초 이내)에 고정밀도로 행할 수 있다.
이상과 같이, 설명한 본 실시형태는 이하의 효과를 발휘한다.
(a) 본 실시형태의 검사 시스템 및 검사 방법에서는, 적층 필름의 표면과 적층 필름의 단부면으로부터 노출하는 금속층의 단부면 사이의 통전 상태가 검지되기 때문에, 적층 필름을 관통하고 있지 않은 결함을 검사할 수 있다.
(b) 제1 및 제2 프로브 사이의 통전 상태가 검지될 경우, 제1 및 제2 절연층을 관통해서 금속층에 도달하고 있는 결함이 존재한다고 판단된다. 따라서, 적층 필름을 관통하지 않고 금속층에 도달하고 있는 결함을 검사할 수 있다.
(c) 전극액이 제2 절연층에 침투해서 금속층에 도달함으로써, 제1 및 제2 프로브 사이가 절연 상태로부터 통전 상태로 변화되는 것이 검지될 경우, 제1 절연층을 관통해서 제2 절연층의 일부까지 도달하고 있는 결함이 존재한다고 판단된다. 따라서, 금속층에 도달하지 않는 결함을 검사할 수 있다.
(d) 적층 필름의 표면에 전극액의 공급을 개시하고 나서 채터링이 발생할 때까지의 시간을 검출함으로써, 결함의 깊이가 산출된다. 따라서, 적층 필름을 파괴하지 않고, 제1 절연층을 관통해서 제2 절연층의 일부까지 도달하고 있는 결함의 깊이를 산출할 수 있다.
(e) 제1 및 제2 프로브 사이에 채터링의 발생을 방지하도록 전압이 인가된다. 따라서, 제1 및 제2 절연층을 관통해서 금속층에 도달하고 있는 결함과, 금속층에 도달하고 있지 않는 결함을 단시간에 고정밀도로 검사할 수 있다. 그 결과, 리튬 이온 2차 전지의 조립 공정에 있어서의 인라인 검사에 적용하는 것이 가능하게 된다.
(f) 제1프로브는 전극액을 보유 지지하는 다공질 고무부를 포함하기 때문에, 1 프로브의 다공질 고무부를 적층 필름의 표면에 접촉시킴으로써, 적층 필름에 전극액을 공급할 수 있다.
(g) 제2 프로브는 적층 필름의 단부를 끼움 지지하는 V자 형상의 홈부를 갖는 도전성의 탄성 부재이기 때문에, 적층 필름의 단부를 손상시키는 일 없이, 적층 필름의 단부면으로부터 노출하는 금속층의 단부면에 접촉할 수 있다.
이상과 같이, 설명한 일 실시형태에 있어서, 본 발명의 검사 시스템 및 검사 방법을 설명했다. 그러나, 본 발명은 그 기술 사상의 범위 내에 있어서 당업자가 적당하게 추가, 변형, 및 생략할 수 있는 것은 말할 필요도 없다.
예를 들어, 상술한 실시형태에서는, 카메라를 사용한 외관 검사에 의해 결함이 미리 확인된 적층 필름에 대하여, 본 발명의 검사 시스템에 의해 결함의 종류 및 깊이의 검사가 행해졌다. 그러나, 카메라에 의한 외관 검사를 행하지 않고, 본 발명의 검사 시스템에 의해, 결함의 유무를 직접 검사해도 좋다.
또한, 상술한 실시형태에서는, 제1 및 제2 프로브 사이의 임피던스값이 측정됨으로써, 제1 및 제2 프로브 사이의 통전 상태가 검지되었다. 그러나, 제1 및 제2 프로브간의 전류값이 측정됨으로써, 제1 및 제2 프로브 사이의 통전 상태가 검지되어도 좋다.
또한, 상술한 실시형태에서는, 적층 필름의 단부의 단부면으로부터 노출하는 금속층의 단부의 단부면에 제2 프로브가 접촉되었다. 그러나, 적층 필름의 단부의 제1 및 제2 절연층을 제거해서 적층 필름의 단부로부터 금속층의 단부를 노출시켜, 금속층의 단부에 제2 프로브가 접촉되어도 좋다.
또한, 상술한 실시형태에서는, 제1 프로브는 탱크부 및 다공질 고무부를 갖고, 적층 필름의 표면에 전극액을 공급했다. 그러나, 제1 프로브와는 별개로 액체 공급 장치를 설치하고, 액체 공급 장치로부터 적층 필름의 표면에 전극액을 공급해도 좋다.
또한, 상술한 실시형태에서는, 제2 프로브는 V자 형상의 홈부를 갖는 도전성 고무재로 형성되었다. 그러나, 제2 프로브는 금속제 프로브이여도 좋다.
또한, 상술한 실시형태에서는, 도전성의 액체로서 에탄올이 이용되었다. 그러나, 도전성의 액체는 에탄올에 한정되는 것이 아니고, 도전성을 갖는 다양한 액체가 이용될 수 있다.
10 : 적층 필름
20 : 금속층
30 : 시일층(절연층)
40 : 보호층(절연층)
41: 제1 절연층(제1의 절연층)
42 : 제2 절연층(제2의 절연층)
50a, 50b, 50c : 결함
100 : 검사 시스템
110 : 제1 프로브(제1 전극, 액체 공급부)
111 : 탱크부
112 : 전극 고정부
113 : 다공질 고무부(다공질 부재)
120 : 제2 프로브(제2 전극)
130 : 전압 인가 장치(전압 인가부, 검지부)
140 : 연산 장치(검출부, 산출부)

Claims (14)

  1. 금속층의 양면에 절연층이 적층되어 이루어지는 적층 필름의 결함을 검사하는 검사 방법이며,
    상기 적층 필름의 표면에 도전성의 액체를 공급하면서, 당해 액체가 공급되는 상기 적층 필름의 표면에 접촉하는 제1 전극과 상기 적층 필름의 단부로부터 노출하는 상기 금속층의 단부에 접촉하는 제2 전극 사이에 전압을 인가하는 전압 인가 공정과,
    상기 전압이 인가되는 제1 및 제2 전극 사이의 통전 상태를 검지하는 검지 공정을 갖는 것을 특징으로 하는, 검사 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 검지 공정에 있어서, 상기 제1 및 제2 전극 사이의 통전 상태가 검지될 경우, 상기 절연층을 관통해서 상기 금속층에 도달하고 있는 결함이 상기 적층 필름에 존재한다고 판단되는 것을 특징으로 하는, 검사 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 절연층은, 상기 금속층을 보호하는 제1 절연층과, 상기 제1 절연층과 상기 금속층 사이에 형성되는 제2 절연층을 포함하고, 또한 상기 액체는 상기 제2 절연층에 침투하는 액체이고,
    상기 액체가 상기 제2 절연층에 침투해서 상기 금속층에 도달함으로써, 상기 검지 공정에 있어서 상기 제1 및 제2 전극 사이가 절연 상태로부터 통전 상태로 변화되는 것이 검지될 경우, 상기 제1 절연층을 관통해서 상기 제2 절연층의 일부까지 도달하고 있는 결함이 상기 적층 필름에 존재한다고 판단되는 것을 특징으로 하는, 검사 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 액체가 상기 제2 절연층에 침투해서 상기 금속층에 도달할 때, 상기 제1 및 제2 전극 사이에는 채터링이 발생하고,
    상기 검사 방법은,
    상기 적층 필름의 표면에 상기 액체의 공급을 개시하고 나서 상기 채터링이 발생할 때까지의 시간을 검출하는 검출 공정과,
    결함의 깊이와 검출 시간의 관계를 나타내는 관계 테이블을 참조하여, 상기 검출된 시간으로부터, 상기 제1 절연층을 관통해서 상기 제2 절연층의 일부까지 도달하고 있는 상기 결함의 깊이를 산출하는 산출 공정을 더 갖는 것을 특징으로 하는, 검사 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1 및 제2 전극 사이에는, 채터링의 발생을 방지하도록 상기 전압이 인가되고,
    상기 검지 공정에 있어서, 상기 적층 필름으로의 상기 액체의 공급 개시 직후에 상기 제1 및 제2 전극 사이의 통전 상태가 검지될 경우, 상기 제1 및 제2 절연층을 관통해서 상기 금속층에 도달하고 있는 결함이 상기 적층 필름에 존재한다고 판단되는 한편, 상기 적층 필름으로의 상기 액체의 공급 개시 직후에 상기 제1 및 제2 전극 사이의 통전 상태가 검지되지 않을 경우, 상기 금속층에 미도달된 결함이 상기 적층 필름에 존재한다고 판단되는 것을 특징으로 하는, 검사 방법.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 전극은 상기 액체를 보유 지지하는 다공질 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는, 검사 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제2 전극은 상기 적층 필름의 단부를 끼움 지지하는 V자 형상의 홈부를 갖는 도전성의 탄성 부재인 것을 특징으로 하는, 검사 방법.
  8. 금속층의 양면에 절연층이 적층되어 이루어지는 적층 필름의 결함을 검사하는 검사 시스템이며,
    상기 적층 필름의 표면에 도전성의 액체를 공급하는 액체 공급부와,
    상기 액체가 공급되는 상기 적층 필름의 표면에 접촉하는 제1 전극과,
    상기 적층 필름의 단부로부터 노출하는 상기 금속층의 단부에 접촉하는 제2 전극과,
    상기 제1 및 제2 전극 사이에 전압을 인가하는 전압 인가부와,
    상기 전압이 인가되는 제1 및 제2 전극 사이의 통전 상태를 검지하는 검지 부를 갖는 것을 특징으로 하는, 검사 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 검지부에 의해 상기 제1 및 제2 전극 사이의 통전 상태가 검지될 경우, 상기 절연층을 관통해서 상기 금속층에 도달하고 있는 결함이 상기 적층 필름에 존재한다고 판단되는 것을 특징으로 하는, 검사 시스템.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 절연층은, 상기 금속층을 보호하는 제1 절연층과, 상기 제1 절연층과 상기 금속층 사이에 형성되는 제2 절연층을 포함하고, 또한 상기 액체는 상기 제2 절연층에 침투하는 액체이며,
    상기 액체가 상기 제2 절연층에 침투해서 상기 금속층에 도달함으로써, 상기 검지부에 의해 상기 제1 및 제2 전극 사이가 절연 상태로부터 통전 상태로 변화하는 것이 검지될 경우, 상기 제1 절연층을 관통해서 상기 제2 절연층의 일부까지 도달하고 있는 결함이 상기 적층 필름에 존재한다고 판단되는 것을 특징으로 하는, 검사 시스템.
  11. 제10항에 있어서, 상기 액체가 상기 제2 절연층에 침투해서 상기 금속층에 도달할 때, 상기 제1 및 제2 전극 사이에는, 채터링이 발생하고,
    상기 검사 시스템은,
    상기 적층 필름의 표면에 상기 액체의 공급을 개시하고 나서 상기 채터링이 발생할 때까지의 시간을 검출하는 검출부와,
    결함의 깊이와 검출 시간의 관계를 나타내는 관계 테이블을 참조하여, 상기 검출된 시간으로부터, 상기 제1 절연층을 관통해서 상기 제2 절연층의 일부까지 도달하고 있는 상기 결함의 깊이를 산출하는 산출부를 더 갖는 것을 특징으로 하는, 검사 시스템.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제1 및 제2 전극 사이에는, 채터링의 발생을 방지하도록 상기 전압이 인가되고,
    상기 검지부에 의해, 상기 적층 필름으로의 상기 액체의 공급 개시 직후에 상기 제1 및 제2 전극 사이의 통전 상태가 검지될 경우, 상기 제1 및 제2 절연층을 관통해서 상기 금속층에 도달하고 있는 결함이 상기 적층 필름에 존재한다고 판단되는 한편, 상기 적층 필름으로의 상기 액체의 공급 개시 직후에 상기 제1 및 제2 전극 사이의 통전 상태가 검지되지 않을 경우, 상기 금속층에 미도달된 결함이 상기 적층 필름에 존재한다고 판단되는 것을 특징으로 하는, 검사 시스템.
  13. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제1 전극은 상기 액체를 보유 지지하는 다공질 부재를 포함하는 것을 특징으로 하는, 검사 시스템.
  14. 제8항 또는 제9항에 있어서, 상기 제2 전극은 상기 적층 필름의 단부를 끼움 지지하는 V자 형상의 홈부를 갖는 도전성의 탄성 부재인 것을 특징으로 하는, 검사 시스템.
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