セラミック基板の厚み・反りを正しく測れないと起きる3つの課題
不透明で粗いセラミック基板（HTCC/LTCC）は、従来の測定手段では厚みと反りの全数管理が難しく、それぞれ現場での限界があります。
不透明・粗面のセラミックは非接触測定が難しい
HTCC/LTCCの表面は不透明で粗く、一般的なレーザ変位計は反射光が不安定になりがちです。安定して測れないと厚み・反りのばらつきを見逃し、後工程の実装不良や気密不良につながります。透明ガラス基板とは反射特性が異なり、不透明体に適した非接触方式が求められます。焼成後の表面状態や色の違いによって測定値がばらつけば、良品まで排除するか不良を見逃すことになり、歩留まりと信頼性を損ないます。
接触式・抜き取りでは全数化できない
接触式CNC寸法測定機やダイヤルゲージは1点ずつの測定で時間がかかり、焼成後の脆いセラミックにキズや欠けを招くこともあります。抜き取り中心では反りや局所的な厚みばらつきを見逃しやすく、流出不良につながります。搬送を止めず非接触で全数を測れる手段が求められます。局所的な厚み不良や反りが最終製品まで流出すると、実装不良や気密不良として顕在化し、手戻りとクレームの原因になります。
厚みと反りを別々に測ると手間が増える
厚みは寸法測定機、反りはモアレ式解析など別々の手段で測ると、段取り替えや受託解析の待ちが発生します。同一測定で同時に取得できないと、リードタイムと検査コストが膨らみます。厚みと反りの測定を1つの設備で両立できる手段が理想です。工程ごとに設備と担当が分かれるほど、データの突き合わせや判定基準の統一も難しくなり、品質保証の負荷が増していきます。
セラミック基板の厚み・反りの測定ポイント
焼成前のグリーンシートから焼成後の基板・パッケージまで、厚みと反りを非接触・全数で把握し、ばらつきを早期に検知します。
焼成前グリーンシート
PET上に成形したグリーンシートの厚みを非接触で測定し、成形・乾燥条件のばらつきを管理します。
焼成後の厚み（上下2ヘッド）
焼成後の不透明基板を上下2ヘッドで挟み込み、両ヘッドの差分から厚みを非接触で算出します。
反り・平坦度（高さ分布）
基板表面の高さ分布を同軸測定で取得し、反りや面内の平坦度を把握します。
全数記録・判定
厚みと反りを全数で記録・判定し、規格外を早期に検知して後工程への流出を防ぎます。
セラミック基板の厚み・反り測定方式の比較
測定方式によって、不透明・粗面の測定可否や、厚み・反りの同時取得、全数インライン化などに大きな差があります。
| 比較項目 | CL-3000シリーズ （マルチカラーレーザ同軸変位計／非接触） |
接触式CNC寸法測定機 | モアレ式（受託解析） | 接触式ダイヤルゲージ |
|---|---|---|---|---|
| 非接触・基板への影響 | ○ 非接触でキズなし | × 接触・キズや欠けのおそれ | ○ 非接触 | × 接触・キズのおそれ |
| 不透明・粗面セラミックの測定 | ○ マルチカラー共焦点で安定 | ○ 接触で測定可 | △ 表面状態に依存 | ○ 接触で測定可 |
| 厚み測定（上下2ヘッド差分） | ○ 挟み込みで厚みを算出 | △ 1点ずつ・低速 | × 反り解析が主眼 | △ 1点ずつ・低速 |
| 反り・高さ分布の取得 | ○ 同軸測定の高さ分布 | △ 多点走査で低速 | ○ 面での反り解析 | × 面取得は不得手 |
| 全数・インライン化 | ○ 非接触で全数測定 | × 抜き取り・オフライン | × 受託・オフライン | × 抜き取り |
| 役割（得意領域） | ◎ 厚み＋反りを同一測定（全数） | 精密寸法（抜き取り） | 反りの詳細解析 | 単点の厚み確認 |
CL-3000シリーズを選ぶ理由
CL-3000シリーズはマルチカラー共焦点方式で不透明・粗面のセラミックを非接触測定し、上下2ヘッドの差分で厚みを、同軸測定の高さ分布で反りを同一測定で同時に取得します。焼成後の脆い基板にも触れず全数・インラインで管理でき、反り解析が主眼のモアレ式受託解析と違い厚みと反りを1台で両建てできます。
セラミック基板の厚み・反り測定に対応するCL-3000シリーズ
材質を選ばないマルチカラー共焦点方式の同軸変位計。不透明・粗面のセラミック基板の厚みと反りを非接触で全数測定します。
マルチカラーレーザ同軸変位計
CL-3000シリーズ
マルチカラー共焦点方式により、材質を選ばず不透明・粗面のセラミックも非接触で高精度に測定します。センサヘッド内部はレンズのみの同軸構造のため、対象物の傾きや反りがあっても安定して高さを検出。上下2ヘッドで基板を挟み込み、両ヘッドの差分から不透明セラミック基板の厚みを算出し、同軸測定による高さ分布から反り・平坦度を同一測定で取得します。1台のコントローラで複数ヘッドを同期制御でき、光軸合わせ機能により挟み込み厚み測定の設置誤差を抑えます。焼成前のグリーンシートから焼成後の基板・パッケージまで、厚みと反りを非接触・全数で管理できます。
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セラミック基板の厚み・反り測定の活用例
グリーンシートから焼成後の基板・パッケージまで、不透明セラミックの厚み・反り測定で活用されています。
セラミックグリーンシート・基板の厚み測定
上下2ヘッドの挟み込みで、不透明基板の厚みを非接触・全数測定。1台のコントローラで複数ヘッドを同期し、面内の複数点を同時に管理します。
セラミックパッケージの反り・傾き測定
同軸のマルチカラー共焦点方式で、対象物かセンサヘッドを移動しながら距離を測定することで高さ分布から反りを取得します。鏡面・粗面を問わず同じ設置方法で測定します。
材質を選ばない安定測定（白セラミックほか）
白セラミックを含むさまざまな材質で高精度な直線性を実現。Quad処理システムが微小凹凸の影響を排除し、不透明・粗面でも安定して測定します。
セラミック基板の厚み・反り測定（CL-3000シリーズ）に関するよくあるご質問
- 不透明なセラミック基板の厚みを非接触で測れますか？
- 測れます。CL-3000シリーズを上下2ヘッドで挟み込み、両ヘッドの差分から不透明セラミック基板の厚みを非接触・全数で算出します。
- セラミック基板の反りも測れますか？
- 測れます。同軸のマルチカラー共焦点方式で表面の高さ分布を取得し、反りや面内の平坦度を把握します。厚みと反りを同一測定で同時に取得できます。
- 粗い表面や焼成後の基板でも安定して測定できますか？
- できます。Quad処理システムが測定スポット内の微小凹凸の影響を排除し、不透明・粗面のセラミックでも安定して測定します。
- 接触式のCNC寸法測定機やダイヤルゲージから置き換えられますか？
- 置き換えられます。非接触のため焼成後の脆い基板にキズをつけず、全数・インラインで測定でき、抜き取りの見逃しを解消します。
- HTCCやLTCCなど材質が違っても測れますか？
- 測れます。マルチカラー共焦点方式は材質を選ばず、白セラミックを含むさまざまな材質で安定した測定が可能です。
- SI-Tシリーズとはどう使い分けますか？
- 面での反りや厚みの同時取得はCL-3000シリーズが得意です。薄物の厚みをさらに精密に測りたい工程では、分光干渉変位タイプのSI-Tシリーズを補助的に併用します。
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