銅箔・CCL（銅張積層板）の高速ラインスキャン検査
信頼性の高い表面検査により、銅箔・CCLの製造を効率化
電子機器の高性能化に伴い、関連材料の品質要件が厳しくなるなか、製造速度を維持したまま、微細な欠陥を正確に検出することが求められています。以下では、Basler racer 2とimaFlexを活用し、FPGA上で画像を前処理することで、銅箔・CCL（銅張積層板）検査に必要な画質と撮像速度・精度を確保しながら、製造を効率化する方法について解説します。
CCLの製造工程におけるラインスキャン検査
CCLは、AIサーバー、ネットワーク機器、車載電子機器、産業機械などに使用される高性能プリント基板（PCB）の基礎材料です。
CCL表面検査は、ロールtoロールで製造される銅箔の検査と、銅箔積層後のCCLの検査の2つの工程に分けられます。主な欠陥には、キズ、ピンホール、異物、酸化、樹脂残渣、汚れなどがあり、いずれも後続のプリント基板製造の信頼性と歩留まりに影響します。
実際のワーク幅や必要な物体側分解能にもよりますが、画素数16Kの高画素ラインスキャンカメラを1台または複数使用すれば、銅箔とCCLの両方を検査することができます。
CCLの高速検査における主な撮像課題
低コントラストな欠陥と銅表面の反射光
課題
銅表面の反射光は、撮像の大きな妨げとなります。しかも、キズ、異物、ピンホール、汚れなどをすべて検出するには、それぞれの欠陥の特性に応じて照明法を変えなければなりません。
対策
Basler racer 2の高画素モデル（16K）と複数の照明を組み合わせれば、欠陥の視認性を最大限に向上させることができます。
欠陥の特性に応じて偏光照明、明視野照明、暗視野照明、UV（紫外線）照明を切り替え
マルチストロボラインスキャン撮像により、複数の照明を切り替えながら、時間差で画像を取得することで、コントラストの異なる欠陥を一括検出
異なる照明条件で取得した画像をフレームグラバーに取り込み、FPGA上で前処理を行ってからホストPCに転送することで、CPU/GPU負荷を軽減
高速製造ラインにおける撮像精度の維持
課題
銅箔・CCL検査では、高速製造ラインにおいて、撮像精度と検査の信頼性を維持しなければなりません。しかし、搬送速度の変化や振動、同期ずれによって画像歪みが発生すれば、欠陥を正確に判別できず、過検出につながります。
対策
Basler racer 2とエンコーダーを同期しながら、画像データを高速転送するソリューションがおすすめです。エンコーダーがワークの動きに合わせてカメラをトリガーするため、搬送速度の変化にかかわらず、正確なタイミングで画像を取得できます。さらに、インターフェースに広帯域幅のCoaXPressやGigE Visionを採用することで、インライン検査においても信頼性の高い画像転送が可能です。
銅箔・CCL検査に適した拡張性の高いビジョンシステムの構築
課題
複数のカメラで広範囲を撮像する銅箔・CCL検査では、均一な画像、正確な同期、高速データ処理が非常に重要です。しかし、複数の照明を切り替えながら、高解像度画像を取得すれば、データ量が増大し、リアルタイムな処理が困難になります。
対策
拡張性の高いビジョンシステムを構築することで、高速ラインスキャン検査に柔軟に対応できます。
1台または複数のカメラを使用し、ワーク幅や解像度、搬送速度の変化に対応
一貫した撮像・照明・キャリブレーションにより、各カメラの画質を均一化
FPGA上で画像を前処理することで、ホスト側のCPU/GPU負荷を軽減し、高速データ転送と正確かつリアルタイムな解析を実現
上記の対策を実施すれば、高速・広視野撮像が求められる検査においても、効率的かつ一貫した撮像が可能です。
銅箔・CCL検査では、製造速度や歩留まりに影響することなく、重大な欠陥を正確に検出しなければなりません。長年にわたって外観検査（AOI）装置の開発をサポートしてきたBaslerでは、解像度、照明、同期、データ速度、長期的な安定性、全体コストを含め、さまざまな観点から最適なソリューションをご提案しています。
ラインスキャン検査では、コントラストの異なる欠陥を検出するため、種類の異なる複数の照明を使用するのが一般的です。Baslerでは、時間差で取得した画像をFPGA上で前処理し、CPU/GPU負荷を軽減するFPGAビジョンソリューションにより、開発作業を強力にサポートしながら、検査速度・信頼性の向上に貢献しています。
Baslerビジョンソリューションのメリット
優れた性能・信頼性を備えた銅箔・CCL表面検査装置を開発するなら、必要なものがワンストップで揃うBaslerビジョンソリューションがおすすめです。
優れた欠陥視認性：複数の照明を切り替えながら、時間差で画像を取得することで、コントラストの異なる欠陥を検出
高速・高精度の撮像：Basler racer 2とエンコーダーを同期しながら、製造ラインを止めることなく、画像データを高速転送
効率的なシステム設計：imaFlexとVisualAppletsを活用し、複数のカメラで取得した画像をFPGA上で前処理することで、ホストPCにかかる負荷を低減
使用製品
ご紹介したソリューションの導入には、以下の製品が最適です。
