JP2643882B2 - Method and apparatus for evaluating firing state of inorganic substrate - Google Patents
Method and apparatus for evaluating firing state of inorganic substrateInfo
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Landscapes
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
- Production Of Multi-Layered Print Wiring Board (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はガラスセラミクス多層配
線基板等の無機基板の焼成状態評価方法およびその装置
に関し、特に、位置情報(座標)とその座標での部分面
積を算出するための基礎面積情報を形成した基板を用意
して実験力学的解析法に用いて評価を行う無機基板の焼
成状態評価方法およびその装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for evaluating a fired state of an inorganic substrate such as a glass ceramic multilayer wiring board, and more particularly to a basic area for calculating positional information (coordinates) and a partial area at the coordinates. The present invention relates to a method for evaluating a fired state of an inorganic substrate, which is prepared by preparing a substrate on which information is formed and using the substrate for an experimental dynamic analysis method, and an apparatus therefor.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のこの種の技術は、実験的な手法と
しては例えば図6に示すX線応力測定法・測定装置があ
り、計算力学的手法としては例えば図7に示す有限要素
法があった。X線応力測定法では、まずステップS50
において、無歪み状態の数mm角の測定サンプルを準備
し、次いで、ステップS51において、そのサンプルの
表面を研磨等の平滑化処理を施す。2. Description of the Related Art Conventional techniques of this type include, for example, an X-ray stress measuring method / measuring device shown in FIG. 6 as an experimental method, and a finite element method shown in FIG. there were. In the X-ray stress measurement method, first, in step S50
In, a measurement sample of several mm square in an unstrained state is prepared, and then, in step S51, the surface of the sample is subjected to a smoothing process such as polishing.
【0003】その上で、ステップS52において、X線
応力測定装置により無歪み状態でのX線回折角や回折強
度を測定する。続いて、ステップS53において、焼成
後のやはり数mm角の測定サンプルを準備し、ステップ
S54で表面平滑化処理を行った後、ステップS55に
おいて、X線回折角・回折強度を測定する。そして、ス
テップS56において、これらの焼成前・後のX線回折
角や回折強度から焼成後に生じた歪み値を算出し、さら
に、ステップS57において、焼成状態が既知の別の基
板に応力を加え、その結果生じた歪みを測定することに
より弾性定数を求め、ステップS58において、この弾
性定数と先の歪み値から応力値を算出する。Then, in step S52, an X-ray diffraction angle and a diffraction intensity in an unstrained state are measured by an X-ray stress measuring device. Subsequently, in step S53, a measurement sample also having a size of several mm after firing is prepared. After the surface is smoothed in step S54, the X-ray diffraction angle and diffraction intensity are measured in step S55. Then, in step S56, a distortion value generated after firing is calculated from the X-ray diffraction angle and diffraction intensity before and after firing, and further, in step S57, stress is applied to another substrate whose firing state is known, An elastic constant is obtained by measuring the resulting strain, and in step S58, a stress value is calculated from the elastic constant and the previous strain value.
【0004】あるいは有限要素法を用いる時は、図7に
示すように、ステップS60において、予め焼結過程を
記述する数学モデルを理論的(熱力学的、速度論的)に
定義し、次いで、ステップS61において、この数学モ
デルにて定式化された応力−歪みの構成関係を検証し、
その構成関係に現れるパラメータ(例えば、熱活性化エ
ネルギー、反応速度定数、バインダーの熱分解速度、収
縮率、セラミクス粒子の粒径、焼結収縮速度、拡散係数
など)の同定および定量化を行う。Alternatively, when using the finite element method, as shown in FIG. 7, in step S60, a mathematical model describing the sintering process is defined theoretically (thermodynamically, kinetic) in advance, and then, In step S61, the stress-strain constituent relation formulated by this mathematical model is verified,
Identification and quantification of parameters (for example, thermal activation energy, reaction rate constant, binder thermal decomposition rate, shrinkage rate, particle size of ceramic particles, sintering shrinkage rate, diffusion coefficient, etc.) appearing in the structural relationship are performed.
【0005】そして、ステップS62において、応力の
温度、歪み速度の変化の影響、さらにセラミクスの高温
塑性現象の特定などの作業を踏まえた後、有限要素への
定式化を行って、有限要素解析が可能な状態にし、次い
で、ステップS63において、有限要素法解析のための
形状データを作成する。しかる後、ステップS64にお
いて、前記各パラメータ、境界条件、焼成プロファイル
条件、すなわち脱脂過程、加熱過程、焼結過程、冷却過
程の温度、圧力条件を設定し、ステップS65におい
て、有限要素解析を行って焼成後の基板の歪み分布、応
力分布を求めていた。[0005] In step S62, after taking into account the effects of changes in stress temperature and strain rate and the identification of high-temperature plasticity phenomena of ceramics, formulating into finite elements is performed, and finite element analysis is performed. Then, in step S63, shape data for finite element analysis is created. Thereafter, in step S64, the parameters, boundary conditions, and firing profile conditions, that is, the temperature and pressure conditions in the degreasing process, heating process, sintering process, and cooling process are set. In step S65, finite element analysis is performed. The strain distribution and stress distribution of the fired substrate were determined.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述した従来技術のX
線応力測定法・測定装置では、測定領域が数mm角とな
るため、通常数10mm角〜数100mm角となるガラ
スセラミクス多層基板の評価では、基板から一部分を切
り出して測定サンプルを製作しなければならないので、
その切り出しの時点で残留応力の解放が行われ、実際の
基板が有する残留応力とは異なった状態を測定すること
になるという問題点があった。SUMMARY OF THE INVENTION The aforementioned prior art X
In the linear stress measurement method / measuring device, the measurement area is several mm square, so in the evaluation of a glass ceramic multilayer substrate which is usually several tens mm square to several 100 mm square, a part must be cut out from the substrate to produce a measurement sample. Because
At the time of the cutting, the residual stress is released, and a state different from the residual stress of the actual substrate is measured.
【0007】さらに、X線源を使用する必要があるの
で、X線取り扱いの資格と知識が必要であり、取り扱い
者のX線の被爆量の厳重な管理とX線応力測定装置周囲
の環境への配慮などが必要となり、製造現場にてインラ
イン・インプロセス評価といった形で展開することが容
易でないという問題点があった。Furthermore, since it is necessary to use an X-ray source, qualification and knowledge of X-ray handling are required, and strict control of the X-ray exposure of the operator and the environment around the X-ray stress measuring device are required. Therefore, there is a problem that it is not easy to develop the system in the form of in-line in-process evaluation at a manufacturing site.
【0008】一方、上述の有限要素法による計算力学的
評価に関しては、ガラスセラミクスがグリーンな状態か
ら焼結する過程は、一種の相変化過程であり、その相変
化の素過程を記述する数学モデルが確立されなければ、
焼成状態ならびに焼成後の基板の力学的特性を計算で求
めることができないところ、現在、その数学モデルを決
定する手段・方法論も未だ研究途上にある。On the other hand, regarding the computational mechanical evaluation by the finite element method, the process of sintering glass ceramics from a green state is a kind of phase change process, and a mathematical model describing the elementary process of the phase change. If is not established,
Although the calcined state and mechanical properties of the calcined substrate cannot be obtained by calculation, means and methodologies for determining the mathematical model are still being studied.
【0009】仮に、焼結過程の素過程を記述する数学モ
デルが構築された場合、有限要素法が数値シミュレーシ
ョンであるという性質上、そのシミュレーション結果と
複雑な配線構造が有するガラスセラミクス多層基板の実
際の焼成状態とを比較検証することが必要となる。とこ
ろが、その検証手段は、熱活性化過程を示す熱活性化エ
ネルギーや反応速度定数、焼結収縮速度、バインダー熱
分解速度、拡散係数などの同定・定量化、ならびにガラ
スセラミクスの高温塑性現象の特定など、どの一つをと
っても技術的に容易なことではなく、かつ、多大な工数
が必要とされるものばかりである。If a mathematical model that describes the elementary process of the sintering process is constructed, the simulation result and the actuality of the glass ceramic multilayer substrate having a complicated wiring structure are considered due to the property that the finite element method is a numerical simulation. It is necessary to compare and verify the firing state. However, the verification means is to identify and quantify the thermal activation energy, reaction rate constant, sintering shrinkage rate, binder thermal decomposition rate, diffusion coefficient, etc., which indicate the thermal activation process, and to identify the high temperature plastic phenomena of glass ceramics Any one of them is not technically easy and requires much man-hour.
【0010】したがって、従来の有限要素法では、ガラ
スセラミックス多層基板のような複雑な系に関しては、
実際の製品形態である積層構造、配線構造、ビア構造や
実際の製造条件、材料特性が焼成状態の変化(例えば、
局所的な形状変化や歪み分布の変化)に及ぼす影響を定
量的に評価することはできなかった。本願発明は、この
ような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は
簡単な手法によりガラスセラミックス多層基板等の無機
基板についてその焼成状態を正確に評価しうる方法およ
び装置を提供することである。Therefore, in the conventional finite element method, for a complex system such as a glass ceramic multilayer substrate,
Changes in the firing state (for example, lamination structure, wiring structure, via structure, actual manufacturing conditions, and material characteristics)
It was not possible to quantitatively evaluate the effect on local shape change or strain distribution change). The present invention has been made in view of such a situation, and an object of the present invention is to provide a method and an apparatus capable of accurately evaluating a firing state of an inorganic substrate such as a glass ceramic multilayer substrate by a simple method. It is.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、(1)未焼成の無機基板上に複数
の読み取り可能な位置情報およびその位置情報に該当す
る場所を含む部分の面積を算出するための基礎データと
なる基礎面積情報を印刷する段階と、(2)前記未焼成
の無機基板上の位置情報および基礎面積情報を読み取り
その情報を格納し、上記位置情報に該当する場所での基
板厚さを計測しその厚み情報を格納する段階と、(3)
焼成途中または焼成後の無機基板上の位置情報および基
礎面積情報を読み取りその情報を格納し、その位置情報
に該当する場所での焼成途中または焼成後の無機基板の
厚さを計測しその厚み情報を格納する段階と、(4)未
焼成および焼成途中または焼成後の無機基板について、
上記面積基礎情報からその位置での面積を算出し算出さ
れた面積とその位置での上記厚み情報とからその位置で
の体積を算出する段階と、(5)未焼成時の体積と焼成
途中または焼成後の体積とを比較することにより焼成途
中の段階または焼成後に基板内に導入された歪みを求め
る段階と、を含む無機基板の焼成状態評価方法、が提供
される。According to the present invention, in order to achieve the above object, (1) a portion including a plurality of readable position information and a place corresponding to the position information on an unfired inorganic substrate; And (2) reading the position information and the base area information on the unfired inorganic substrate, storing the information, and corresponding to the position information. Measuring the thickness of the substrate at the place to be stored and storing the thickness information; (3)
Reads the position information and basic area information on the inorganic substrate during or after firing, stores the information, measures the thickness of the inorganic substrate during or after firing at a location corresponding to the position information, and obtains the thickness information. And (4) for the unfired and during or after firing of the inorganic substrate,
Calculating the area at the position from the area basic information and calculating the volume at the position from the calculated area and the thickness information at the position; and (5) the unfired volume and the firing or A method for evaluating the firing state of an inorganic substrate, comprising: comparing the volume after firing with a stage during firing or determining the strain introduced into the substrate after firing.
【0012】また、本発明によれば、(1)未焼成およ
び半焼成または焼成後の無機基板について、基板上に形
成された位置情報および部分面積を算出するための基礎
データとなる基礎面積情報を読み取る読み取り装置と、
(2)未焼成および半焼成または焼成後の無機基板につ
いて、基板の厚さを計測する計測装置と、(3)記憶装
置と、(4)前記読み取り装置および前記計測装置から
えられた位置情報、基礎面積情報および厚み情報を処理
し、その処理結果を前記記憶装置に格納するための手続
きを行う処理・記憶手続き手段と、(5)前記記憶装置
より位置情報、基礎面積情報および厚み情報を読み出
し、未焼成および半焼成または焼成後の無機基板の各部
の体積を算出し、半焼成または焼成後の無機基板の各部
の体積と未焼成無機基板のそれとを比較することにより
半焼成または焼成後の無機基板に導入された歪みを算出
し、算出された歪みデータを前記記憶装置に格納するた
めの手続きを行う解析手続き手段と、を有する無機基板
の焼成状態評価装置、が提供される。Further, according to the present invention, (1) basic area information serving as basic data for calculating the position information and partial area formed on the unfired, semi-fired, or fired inorganic substrate formed on the substrate; A reading device for reading
(2) a measuring device for measuring the thickness of the unfired, semi-fired or fired inorganic substrate, (3) a storage device, and (4) position information obtained from the reading device and the measuring device. Processing / storage procedure means for processing basic area information and thickness information and storing the processing result in the storage device; and (5) storing position information, basic area information and thickness information from the storage device. After calculating the volume of each part of the inorganic substrate after reading, unfired and semi-fired or fired, and comparing the volume of each part of the inorganic substrate after semi-fired or fired with that of the unfired inorganic substrate, Analysis procedure means for performing a procedure for calculating the strain introduced into the inorganic substrate and storing the calculated strain data in the storage device; There is provided.
【0013】[0013]
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。 [第1の実施例]図1は、本発明の第1の実施例でのシ
ステム構成図であり、図2は、そのシステムを用いた時
の評価処理手順を示したフロー図である。まず、ステッ
プS10において、焼成前のガラスセラミクス多層基板
1aを準備し、続いて、ステップS11において、基板
表面にスクリーン印刷法にて任意の格子間隔を持つ正方
格子の格子パターンを印刷する。Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. [First Embodiment] FIG. 1 is a system configuration diagram in a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart showing an evaluation processing procedure when the system is used. First, in step S10, a glass ceramic multilayer substrate 1a before firing is prepared, and then, in step S11, a square lattice pattern having an arbitrary lattice spacing is printed on the substrate surface by screen printing.
【0014】ステップS12において、イメージスキャ
ナあるいはデジタイザなどのポインティングデバイスか
らなる格子点座標読み取り装置2bの座標読み取り用プ
ローブ2aにて、焼成前の格子点座標を読み取り、ま
た、基板厚さ計測装置3bの厚さ計測用プローブ3aに
て、各格子点に対応する部分の基板厚さを計測する。続
いて、ステップS13において、読み取った座標データ
および計測した厚さデータを座標、厚さデータ処理・記
憶手続き手段が内蔵された解析装置4を通して記憶装置
5に記憶保存する。In step S12, the coordinates of the grid points before firing are read by the coordinate reading probe 2a of the grid point coordinates reading device 2b comprising a pointing device such as an image scanner or a digitizer, and the coordinates of the substrate thickness measuring device 3b are read. The thickness of the substrate corresponding to each grid point is measured by the thickness measuring probe 3a. Subsequently, in step S13, the read coordinate data and the measured thickness data are stored and stored in the storage device 5 through the analysis device 4 in which the coordinates and thickness data processing / storage procedure means are incorporated.
【0015】次に、ステップS14において、焼成途中
または焼成後のガラスセラミクス多層基板1bを準備
し、同様にその格子点座標および格子点に対応する部分
の基板1bの厚さを計測し、ステップS15において、
これら座標データおよび厚さデータを解析装置4を通し
て記憶装置5に格納する。Next, in step S14, a glass ceramic multilayer substrate 1b during or after firing is prepared, and the grid point coordinates and the thickness of the portion of the substrate 1b corresponding to the grid points are similarly measured. At
The coordinate data and the thickness data are stored in the storage device 5 through the analysis device 4.
【0016】次に、ステップS16において、解析装置
4内に内蔵された解析手続き手段により記憶装置5に格
納された焼成前の格子点座標データおよび厚さデータを
取り出し、格子点座標データから各正方格子ごとの面積
を算出し、これを厚さ方向に積分して、各正方格子毎に
体積Vijを算出する。次に、ステップS17におい
て、同様に焼成途中または焼成後の格子点座標データお
よび厚さデータを記憶装置5から解析装置4内に取り出
し、各格子点座標データから各正方格子毎に面積を算出
し、これを厚さ方向に積分して各正方格子毎に体積Vi
j′を算出する。Next, in step S16, the grid point coordinate data and the thickness data before firing stored in the storage device 5 are taken out by the analysis procedure means built in the analysis device 4, and each square point data is obtained from the grid point coordinate data. The area for each grid is calculated, and this is integrated in the thickness direction to calculate the volume Vij for each square grid. Next, in step S17, similarly, the grid point coordinate data and the thickness data during or after firing are taken out from the storage device 5 into the analyzer 4, and the area is calculated for each square grid from each grid point coordinate data. Is integrated in the thickness direction to obtain a volume Vi for each square lattice.
j ′ is calculated.
【0017】続いて、ステップS18において、焼成前
の正方格子に対応する体積値および焼成途中または焼成
後の正方格子の各体積値から各正方格子毎に体積歪みε
Vijを(1)式により算出する。 εVij =ln(Vij′/Vij) ・・・(1)Subsequently, in step S18, the volume distortion ε for each square lattice is determined from the volume value corresponding to the square lattice before firing and each volume value of the square lattice during or after firing.
Vij is calculated by equation (1). ε Vij = ln (Vij ′ / Vij) (1)
【0018】全正方格子にわたって体積歪みが算出され
れば、それが焼成途中または焼成後の基板1bに生じた
体積歪み分布となる。この体積歪み分布のデータを基
に、ステップS19において、基板1b内の任意の2点
間の歪み差Δεおよび2点間の距離に応じた歪み勾配g
radを、それぞれ(2)式および(3)式にしたがっ
て算出する。 Δε=εVij −εVkn ・・・(2) (i,j=1,2,3,・・・) (k,n=1,2,3,・・・;但し、|i−k|+|j−n|≠0) grad=Δε/d ・・・(3) (d:任意の2点間の距離)If the volume strain is calculated over the entire square lattice, it becomes the volume strain distribution generated in the substrate 1b during or after firing. Based on the data of the volume strain distribution, in step S19, the strain gradient g corresponding to the strain difference Δε between any two points and the distance between the two points in the substrate 1b.
rad is calculated according to the equations (2) and (3), respectively. Δε = ε Vij −ε Vkn (2) (i, j = 1, 2, 3,...) (K, n = 1, 2, 3,...; | Ik ) + | J−n | ≠ 0) grad = Δε / d (3) (d: distance between any two points)
【0019】続いて、ステップS20において、上記歪
み差Δεに焼成途中または焼成後の基板1bの弾性定数
を乗じて残留応力を算出する。そして、ステップS21
において、解析装置4は、全ての算出結果を記憶装置5
に記憶保存し、解析結果表示手続き手段が内蔵されたグ
ラフィクス表示装置6はこの算出結果を記憶装置5より
取り出してグラフィック表示する。このようにして表示
することで焼成状態を可視化できこれを定量的に評価す
ることが可能になる。Subsequently, in step S20, the residual stress is calculated by multiplying the strain difference Δε by the elastic constant of the substrate 1b during or after firing. Then, step S21
, The analysis device 4 stores all the calculation results in the storage device 5
The graphics display device 6 having a built-in analysis result display procedure means takes out the calculation result from the storage device 5 and displays it graphically. By displaying in this way, the firing state can be visualized, and this can be quantitatively evaluated.
【0020】上記実施例では、正方格子の格子パターン
をスクリーン印刷しておきこれにより位置情報を得また
これを利用して面積を求めていたが、基板上に形成する
パターンは位置を確定することができまた面積を算出す
る基礎データを得ることができるものであれば正方格子
以外のパターンであってもよい。例えば、長方形の格子
パターンであってもよく、また、円、楕円等の離散パタ
ーンであってもよい。例えば、円形を用いる場合、直交
する2つの直径を計測しこれに基づいて面積を算出し、
また2つの直径の交点から円の位置を確定する。In the above embodiment, the grid pattern of the square grid is screen-printed and the position information is obtained and the area is obtained by using this. However, the pattern to be formed on the substrate is to determine the position. Any pattern other than a square lattice may be used as long as basic data for calculating the area can be obtained. For example, it may be a rectangular lattice pattern or a discrete pattern such as a circle or an ellipse. For example, when using a circle, two orthogonal diameters are measured, and the area is calculated based on the two diameters.
Further, the position of the circle is determined from the intersection of the two diameters.
【0021】[第2の実施例]図3は、本発明の第2の
実施例での評価システムの構成を示す概略ブロック図で
あり、図4、図5は、そのシステムを用いた時の動作・
処理手順を示したフロー図である。[Second Embodiment] FIG. 3 is a schematic block diagram showing a configuration of an evaluation system according to a second embodiment of the present invention. FIGS. 4 and 5 show a case where the system is used. motion·
It is the flowchart which showed the processing procedure.
【0022】まず、第1の実施例の場合と同様に、ステ
ップS30において、基板全面に正方格子パターンが印
刷された基板を準備し、ステップS31において、格子
点座標と厚さの計測を行う。さらに、ステップS32に
おいて、解析装置4を通して記憶装置5にデータを記憶
保存し、続いて、ステップS33において、焼成前後の
各正方格子毎の体積Vij、Vij′を算出する。そし
て、ステップS34において、焼成後の対応する正方格
子毎に体積歪みεVij を前出(1)式から算出する。こ
こまでは、第1の実施例の場合と同様である。First, as in the case of the first embodiment, in step S30, a substrate having a square lattice pattern printed on the entire surface of the substrate is prepared, and in step S31, grid point coordinates and thickness are measured. Further, in step S32, the data is stored and stored in the storage device 5 through the analysis device 4, and subsequently, in step S33, the volumes Vij and Vij 'of each square lattice before and after firing are calculated. Then, in step S34, the volume distortion ε Vij is calculated for each of the corresponding square lattices after firing from the above equation (1). Up to this point, the operation is the same as in the first embodiment.
【0023】次に、ステップS35において、この評価
した基板について電気的特性試験および外観検査を行
い、当該基板が焼成後に電気的接続不良やクラック、反
りなどの構造的不良が発生していない良品であることが
確認されたら、この評価の解析結果を標準結果として記
憶装置5に記憶保存する。Next, in step S35, an electrical characteristic test and an appearance inspection are performed on the evaluated substrate, and the substrate is evaluated as a non-defective product having no structural defects such as electrical connection failure, cracks and warpage after firing. If it is confirmed that there is, the analysis result of this evaluation is stored and stored in the storage device 5 as a standard result.
【0024】次に、ステップS36において、標準結果
を得るために用いた基板とは別の、生産ライン上にある
ガラスセラミクス多層基板(焼成前基板1a′)に対し
てその任意の一部分、例えば製品機能として格子パター
ンを印刷しても支障のない部分や構造的に欠陥・不良が
発生する恐れの高い部分などに部分的に格子パターンを
印刷する。Next, in step S36, an arbitrary part of the glass ceramic multilayer substrate (substrate 1a 'before firing) on the production line, which is different from the substrate used for obtaining the standard result, for example, a product As a function, the grid pattern is partially printed on a portion where printing the grid pattern does not hinder or a portion where a defect or a defect is likely to occur structurally.
【0025】次いで、ステップS37において、第1の
実施例の場合と同様に、焼成前基板1a′および焼成後
基板1b′について、格子パターンが印刷された各部分
毎に各格子点座標を、座標読み取りプローブ2aと格子
点座標読み取り装置2bにより読み取り、また、その格
子点に対応する部分の基板厚さを、厚さ計測用プローブ
3aと基板厚さ計測装置3bにより計測する。そして、
ステップS38において、格子パターンの印刷された各
部分毎に各正方格子毎の体積を算出し、さらに、ステッ
プS39において、同様に各部分毎の体積歪み分布を
(1)式を用いて算出する。Next, in step S37, as in the first embodiment, the coordinates of the grid points of the substrate 1a 'before firing and the substrate 1b' after firing are calculated for each of the portions where the grid pattern is printed. Reading is performed by the reading probe 2a and the grid point coordinate reading device 2b, and the thickness of the substrate corresponding to the grid point is measured by the thickness measuring probe 3a and the substrate thickness measuring device 3b. And
In step S38, the volume of each square lattice is calculated for each printed portion of the grid pattern, and in step S39, the volume distortion distribution of each portion is similarly calculated using equation (1).
【0026】ステップS40において、この解析結果を
記憶装置5に記憶保存する。しかる後、ステップS41
において、標準結果との比較照合並びに差異判定手続き
手段が内蔵された比較演算装置7を用いて、焼成後基板
1b′に関して算出された体積歪み分布と、対応する先
の標準結果の体積歪み分布との比較照合を行い、次い
で、ステップS42において、歪み値の差異の大小につ
いて差異判定を実施する。その結果、歪み値の差異が許
容しうるものであれば、ステップS43に移って、比較
した基板1a′、1b′を良品として採用し、ステップ
S44でグラフィクス表示装置6に良品であったことを
表示させる。次に、ステップS45を経由して、生産ラ
イン上にある次の基板に戻って同様の操作を繰り返す。In step S40, the analysis result is stored in the storage device 5. Then, step S41
In the above, the volume distortion distribution calculated for the fired substrate 1b 'using the comparison operation device 7 incorporating the comparison / collation and difference determination procedure means with the standard result, and the volume distortion distribution of the corresponding standard result Then, in step S42, a difference determination is performed on the magnitude of the difference between the distortion values. As a result, if the difference between the distortion values is acceptable, the process proceeds to step S43, where the compared substrates 1a 'and 1b' are adopted as non-defective products, and in step S44, the graphics display device 6 is determined to be non-defective. Display. Next, the process returns to the next substrate on the production line via step S45, and the same operation is repeated.
【0027】ステップS42において、比較した基板1
a′1b′の解析結果が標準結果より差異が大きすぎた
場合には、ステップS46に移ってグラフィクス表示装
置6に不良と表示させ、焼成プロセス条件をチェック
(ステップS47)し、また、基板材料等のチェック
(ステップS48)を行い、そのチェック内容を、ステ
ップS49において、設計・製造条件にフィードバック
する。In step S42, the compared substrates 1
If the analysis result of a'1b 'is too large compared to the standard result, the process proceeds to step S46, where the graphics display device 6 is displayed as defective, and the firing process conditions are checked (step S47). (Step S48), and the contents of the check are fed back to the design / manufacturing conditions in Step S49.
【0028】このように第2の実施例では、インライン
・インプロセスでの評価が第1の実施例の場合よりも進
んでおり、かつ解析も体積歪み分布の部分的比較のみで
行えるため、処理速度も速く、さらに良・不良の判定が
自動的に行えるという利点がある。As described above, in the second embodiment, the evaluation in the in-line in-process is more advanced than in the first embodiment, and the analysis can be performed only by a partial comparison of the volume strain distribution. There is an advantage that the speed is high and good / bad judgment can be made automatically.
【0029】[0029]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、焼成前
の無機基板に読み取り可能な位置情報、面積情報を印刷
しておき、このデータを読み取るとともに基板厚さを計
測して体積を算出し、そして焼成前の体積を焼成後の体
積と比較することにより歪みを求めるものであるので、
本発明によれば、焼成工程中に基板内に導入された体積
歪みを比較的簡単な方法で精度よく求めることが可能と
なり、さらに、このデータを用いて歪み勾配、残留応力
などの定量的評価を行うことが可能となる。As described above, according to the present invention, the readable position information and area information are printed on the inorganic substrate before firing, and the data is read and the thickness of the substrate is measured to calculate the volume. And, since the volume is determined by comparing the volume before firing with the volume after firing,
According to the present invention, it is possible to accurately determine the volume strain introduced into the substrate during the firing step by a relatively simple method, and further, using this data, quantitative evaluation of strain gradient, residual stress, and the like. Can be performed.
【0030】また、基板をチップに切断する必要がなく
かつX線を用いる必要もないので、生産現場への展開が
容易で、インライン・インプロセス評価が可能となり、
焼成プロセス条件や材料組成条件に対して速やかにフィ
ードバックすることが可能となるため、品質の向上を図
り製造の安定性を向上させることができる。また、数1
00mm角程度の大面積のガラスセラミクス多層基板に
ついてもそのまま評価することが可能となり、また、全
体の焼成状態を把握することができるようになるので、
評価工数を削減しつつ精度の高い評価を行うことができ
るようになる。Further, since it is not necessary to cut the substrate into chips and to use X-rays, it is easy to deploy on a production site, and in-line in-process evaluation becomes possible.
Since it is possible to promptly feed back the firing process conditions and the material composition conditions, it is possible to improve the quality and improve the production stability. Also, Equation 1
A glass ceramic multilayer substrate having a large area of about 00 mm square can be evaluated as it is, and the firing state of the whole can be grasped.
High-precision evaluation can be performed while reducing the number of evaluation steps.
【図1】 本発明の第1の実施例における評価システム
の構成を示すブロック図。FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an evaluation system according to a first embodiment of the present invention.
【図2】 本発明の第1の実施例における処理手順を示
すフロー図。FIG. 2 is a flowchart showing a processing procedure in the first embodiment of the present invention.
【図3】 本発明の第2の実施例における評価システム
の構成を示すブロック図。FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an evaluation system according to a second embodiment of the present invention.
【図4】 本発明の第2の実施例における処理手順を示
すフロー図の前半部分。FIG. 4 is a first half of a flowchart showing a processing procedure in a second embodiment of the present invention.
【図5】 本発明の第2の実施例における処理手順を示
すフロー図の後半部分。FIG. 5 is a latter half of a flowchart showing a processing procedure in the second embodiment of the present invention.
【図6】 従来技術のX線応力測定法の処理手順を示す
フロー図。FIG. 6 is a flowchart showing a processing procedure of a conventional X-ray stress measurement method.
【図7】 従来技術の有限要素法の処理手順を示すフロ
ー図。FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure of a conventional finite element method.
1a、1a′ 焼成前ガラスセラミクス多層基板 1b、1b′ 焼成後ガラスセラミクス多層基板 2a 座標読み取り用プローブ 2b 格子点座標読み取り装置 3a 厚さ計測用プローブ 3b 基板厚さ計測装置 4 解析装置 5 記憶装置 6 グラフィクス表示装置 7 比較演算装置 1a, 1a 'Glass ceramic multilayer substrate before firing 1b, 1b' Glass ceramic multilayer substrate after firing 2a Probe for coordinate reading 2b Grid point coordinate reading device 3a Probe for thickness measurement 3b Substrate thickness measuring device 4 Analysis device 5 Storage device 6 Graphics display device 7 Comparison operation device
Claims (7)
取り可能な位置情報およびその位置情報に該当する場所
を含む部分の面積を算出するための基礎データとなる基
礎面積情報を印刷する段階と、 (2)前記未焼成の無機基板上の位置情報および基礎面
積情報を読み取りその情報を格納し、上記位置情報に該
当する場所での基板厚さを計測しその厚み情報を格納す
る段階と、 (3)焼成途中または焼成後の無機基板上の位置情報お
よび基礎面積情報を読み取りその情報を格納し、その位
置情報に該当する場所での焼成途中または焼成後の無機
基板の厚さを計測しその厚み情報を格納する段階と、 (4)未焼成および焼成途中または焼成後の無機基板に
ついて、上記面積基礎情報からその位置での面積を算出
し算出された面積とその位置での上記厚み情報とからそ
の位置での体積を算出する段階と、 (5)未焼成時の体積と焼成途中または焼成後の体積と
を比較することにより焼成途中の段階または焼成後に基
板内に導入された歪みを求める段階と、を含むことを特
徴とする無機基板の焼成状態評価方法。(1) A plurality of readable position information and basic area information serving as basic data for calculating an area of a portion including a location corresponding to the position information are printed on an unfired inorganic substrate. And (2) reading position information and basic area information on the unfired inorganic substrate, storing the information, measuring a substrate thickness at a location corresponding to the position information, and storing the thickness information. And (3) reading the position information and the basic area information on the inorganic substrate during or after firing and storing the information, and determining the thickness of the inorganic substrate during or after firing at a location corresponding to the position information. Measuring and storing the thickness information; and (4) calculating the area at the position from the area basic information for the unfired and during or after firing of the inorganic substrate, and calculating the calculated area and the area at the position. Calculating the volume at that position from the thickness information; and (5) comparing the unfired volume with the volume during or after firing to introduce the material into the substrate during the stage during or after firing. Determining a fired state of the inorganic substrate.
み情報から歪み勾配を求め、求められた歪み情報から残
留応力を算出する段階が付加されることを特徴とする請
求項1記載の無機基板の焼成状態評価方法。2. The method according to claim 1, wherein after the step (5), a step of obtaining a strain gradient from strain information at each position and calculating a residual stress from the obtained strain information is added. 2. The method for evaluating a firing state of an inorganic substrate according to item 1.
階または焼成後に基板内に導入された歪みを求めてお
き、これと被検定基板の焼成途中の段階または焼成後に
基板内に導入された歪みとを比較することにより被検定
基板の良否を判定することを特徴とする請求項1記載の
無機基板の焼成状態評価方法。3. The distortion introduced into the substrate during or after the firing of the non-defective inorganic substrate, and the strain introduced into the substrate during or after the firing of the test substrate is determined. 2. The method for evaluating the firing state of an inorganic substrate according to claim 1, wherein the quality of the substrate to be inspected is determined by comparing the following.
の無機基板について、基板上に形成された位置情報およ
び部分面積を算出するための基礎データとなる基礎面積
情報を読み取る読み取り装置と、 (2)未焼成および半焼成または焼成後の無機基板につ
いて、基板の厚さを計測する計測装置と、 (3)記憶装置と、 (4)前記読み取り装置および前記計測装置から得られ
た位置情報、基礎面積情報および厚み情報を処理し、そ
の処理結果を前記記憶装置に格納するための手続きを行
う処理・記憶手続き手段と、 (5)前記記憶装置より位置情報、基礎面積情報および
厚み情報を読み出し、未焼成および半焼成または焼成後
の無機基板の各部の体積を算出し、半焼成または焼成後
の無機基板の各部の体積と未焼成無機基板のそれとを比
較することにより半焼成または焼成後の無機基板に導入
された歪みを算出し、算出された歪みデータを前記記憶
装置に格納するための手続きを行う解析手続き手段と、
を有することを特徴とする無機基板の焼成状態評価装
置。4. A reading device for reading basic area information, which is basic data for calculating position information and partial area formed on a substrate, of an unfired, semi-fired, or fired inorganic substrate, (2) a measuring device for measuring the thickness of the unfired, semi-fired or fired inorganic substrate, (3) a storage device, and (4) position information obtained from the reading device and the measuring device. Processing / storage procedure means for processing basic area information and thickness information and storing the processing result in the storage device; and (5) position information, basic area information and thickness information from the storage device. Calculate the volume of each part of the inorganic substrate after readout, unfired and semi-fired or fired, and compare the volume of each part of the inorganic substrate after semi-fired or fired with that of the unfired inorganic substrate An analysis procedure means for calculating the distortion introduced in the after semi-sintered or sintered inorganic substrate, the calculated strain data performs a procedure to store in the storage device by Rukoto,
An apparatus for evaluating the sintering state of an inorganic substrate, comprising:
部の歪みから歪み勾配を算出し、算出された歪み勾配か
ら残留応力を算出し、これら算出結果の全部またはその
一部を前記記憶装置に格納するための手続きを行う機能
が備えられていることを特徴とする請求項4記載の無機
基板の焼成状態評価装置。5. The analysis procedure means calculates a strain gradient from the obtained strain of each part, calculates a residual stress from the calculated strain gradient, and stores all or a part of the calculation results in the storage device. The apparatus for evaluating a fired state of an inorganic substrate according to claim 4, further comprising a function of performing a procedure for storing the inorganic substrate.
関する歪みと被検定基板の関する歪みとを比較して被検
定基板の良否の判定を行う比較演算装置が備えられてい
ることを特徴とする請求項4記載の無機基板の焼成状態
評価装置。6. A comparison operation device for comparing the distortion of a non-defective substrate stored in the storage device with the distortion of a substrate to be inspected to judge the quality of the substrate to be inspected. The apparatus for evaluating a firing state of an inorganic substrate according to claim 4.
き手段による解析結果をグラフィク表示するグラフィク
ス表示装置が備えられていることを特徴とする請求項4
記載の無機基板の焼成状態評価装置。7. A graphics display device for graphically displaying an analysis result by said analysis procedure means stored in said storage device.
An apparatus for evaluating a firing state of an inorganic substrate as described in the above.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6312393A JP2643882B2 (en) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | Method and apparatus for evaluating firing state of inorganic substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6312393A JP2643882B2 (en) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | Method and apparatus for evaluating firing state of inorganic substrate |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08151274A JPH08151274A (en) | 1996-06-11 |
| JP2643882B2 true JP2643882B2 (en) | 1997-08-20 |
Family
ID=18028714
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6312393A Expired - Lifetime JP2643882B2 (en) | 1994-11-24 | 1994-11-24 | Method and apparatus for evaluating firing state of inorganic substrate |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2643882B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6174402B2 (en) * | 2013-07-17 | 2017-08-02 | Koa株式会社 | Firing setter and method for producing ceramic laminated substrate |
-
1994
- 1994-11-24 JP JP6312393A patent/JP2643882B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08151274A (en) | 1996-06-11 |
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