JP2006003226A - 積層フィルムの欠点検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】要求される検出されるべき欠点のサイズが小さくなったとしても、積層フィルムに欠点がある場合には、その存在を正確に検出することのできる積層フィルムの欠点検査装置を提供すること。
【解決手段】接着剤付き積層フィルムに存在する２種類以上の欠点を同時に検出する欠点検査装置であって、被検出部が反射率０〜２０％のフィルム搬送ロール上にあり、該フィルム搬送ロール上にある接着剤付き積層フィルムに光を照射し、その反射光を電気信号に変換・処理することにより欠点を検出する機構を有してなることを特徴とする積層フィルムの欠点検査装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、積層フィルムの欠点検査装置に関し、さらに詳しくは、着色された接着剤付き積層フィルムの製造工程において、その表面に形成されるキズ、汚れ、凹凸等の表面欠点や、接着剤部分に内在するツブ、気泡、接着剤コート不良などのフィルム内部欠点を検出するのに使用される積層フィルムの欠点検査装置に関する。

従来の積層フィルムの欠点検査装置としては、積層フィルムに対して、例えば、蛍光ランプ、あるいはハロゲンランプ等の光源から光を照射し、その光を受光器で捕捉して電気信号に変換し、所定の信号処理装置で処理するものが多く知られている（特許文献１参照）。これらの装置の積層フィルムに対する照明光としては、概ね、透過光、散乱反射光、正反射光を利用するものであった。

一方で、近年、電子機器の小型化、軽量化、高機能化に伴い、内部回路も高密度化、高精細化し、半導体用途などで使用される接着剤付き積層フィルムに要求される外観品位に関する基準も厳しくなってきている。こうした中、従来の欠点検査装置では、欠点を有した積層フィルムが次工程に流出し、回路パターンの脱落、あるいは絶縁不良等の品質トラブルを招き、収率低下等の問題が顕在化するため、検出機構の改善が必要となってきている。

すなわち、従来は、検出対象とする欠点のサイズが大きく、また欠点部と地合部との濃度差が明確であったため、透過照明方式のみで欠点の検出が可能であった。

しかし、近年、要求される検出されるべき欠点のサイズが小さくなり、また、欠点部と地合部との濃度差が僅差になり、欠点の見逃しが発生するようになった。

このため、本発明者らは、反射照明方式で検出をすることの検討を行ったが、一般には、散乱反射光あるいは正反射光を利用する場合には、積層フィルムを搬送ロールに抱かせて該搬送ロール上で光を照射したときの反射光を用いて欠点を検出する手法が用いられているところ、同様の検出機構ではフィルム欠点の検出見逃しが発生することを完全に防ぐことができなかった。
特開平７−７２０９９号公報（段落０００４〜０００５、０００９）

本発明は、要求される検出されるべき欠点のサイズが小さくなったとしても、積層フィルムに欠点がある場合には、その存在を正確に検出することのできる積層フィルムの欠点検査装置を提供することを目的とする。

本発明の積層フィルムの欠点検査装置は、以下の(1) の構成からなる。
（１）接着剤付き積層フィルムに存在する２種類以上の欠点を同時に検出する欠点検査装置であって、被検出部が反射率０〜２０％のフィルム搬送ロール上にあり、該フィルム搬送ロール上にある接着剤付き積層フィルムに光を照射し、その反射光を電気信号に変換・処理することにより欠点を検出する機構を有してなることを特徴とする積層フィルムの欠点検査装置である。

また、かかる本発明の積層フィルムの欠点検査装置において、好ましくは、該搬送ロールの表面粗さが０．１〜２μｍであることを特徴とする欠点検査装置である。

本発明によれば、接着剤付き積層フィルムに存在する欠点を検出する欠点検査装置を提供でき、欠点の見逃しによる欠点を有する積層フィルムの次工程への流出を防止することにより、次工程での収率低下を防ぐことができる。

また、検査速度が速くなることにより検査工程の効率化が図れ、経済性も向上する。

以下、本発明について詳細を説明する。

本発明者らは、積層フィルムの製造工程において次工程への欠点流出を防止するため、欠点検査装置の検出機構を鋭意検討した結果、表面の反射率、粗度等を最適化した搬送ロールを用いた検出機構により、着色された積層フィルムの製造工程で発生する表面欠点および内部欠点を高精度に検出できることを見い出し、本発明に至ったものである。

本発明の積層フィルムの欠点検査装置は、被検出部が反射率０〜２０％のフィルム搬送ロール上にあり、該フィルム搬送ロール上にある接着剤付き積層フィルムに光を照射し、その反射光を電気信号に変換・処理することにより欠点を検出する機構を有してなるものである。

ここで、「被検出部がフィルム搬送ロール上にある」とは、「受光器の視野軸がフィルム搬送ロール上にあり、該フィルム搬送ロール上で積層フィルムに存在する欠点を検出できるように構成されていること」を意味するものである。

本発明で使用する光学系（検出系）は、フィルムの走行方向に対して並列に複数系列設置していてもかまわない。その場合、１系列以上の反射照明方式（散乱反射照明方式あるいは正反射照明方式）を含んでいればよく、他の系列の照明方式は、特に限定されない。

光源は、蛍光ランプ、ハロゲンランプ、あるいはメタルハライドランプ等が好ましく用いられる。また外乱光による悪影響を除去し、より欠点の検出精度を向上するため、光源にスリットを設置してもかまわない。

受光器としては、検出すべき欠点が、表面欠点あるいは内部欠点のいずれであっても、例えば、ＣＣＤカメラ、ＭＯＳカメラ、ＣＭＯＳカメラ、ビジコンカメラ等を用いることができる。これらのうち安価で種類が多いことにより、ＣＣＤカメラを用いることが好ましい。

本発明で使用する反射照明方式は、下記の光源、受光器の角度と距離で構成される。

すなわち、光源は、搬送ロール上の積層フィルムの欠点検出部を基準に、積層フィルムの走行方向に対して上流側に０〜２０ｍｍオフセットした位置を照射点とし設置することが好ましい。

光源から搬送ロール上の積層フィルム表面へ光を照射する照射角は、搬送ロール上の積層フィルムの接線に対して１０〜９０度であることが好ましい。さらに好ましくは３０〜８０度である。

また、光源から積層フィルム表面への距離は５０〜５００ｍｍであることが好ましい。さらに好ましくは８０〜２００ｍｍである。積層フィルムから反射光を受光する受光器が、前記接線に対して１０〜９０度の位置に設けられていることが好ましい。さらに好ましくは２０〜６０度である。また積層フィルム表面から受光器への距離は１００〜１０００ｍｍであることが好ましい。さらに好ましくは２００〜５００ｍｍである。

本発明にかかる積層フィルムの欠点検査装置の搬送ロールにおいて、反射率は０〜２０％であることが好ましい。さらに好ましくは０〜１０％の範囲である。反射率が２０％を越える場合は、欠点の種類によっては欠点信号と地合信号の差が小さくなり、欠点を検出できないことがあるので好ましくない。

本発明でいう表面粗さとは、算術平均粗さ（Ｒａ：ＪＩＳ Ｂ ０６１０−１９９４）であり、０．１〜２μｍであることが好ましい。さらに好ましくは０．２〜１μｍの範囲である。表面粗さが２μｍを越える場合は、検査装置がロール表面の凸部分を欠点と判断し、誤検出を引き起こす（欠点でないものを欠点として検出する）場合があるので注意を要する。

搬送ロールの表面材質は、セラミックス、アルミニウム、クロム、亜鉛、ニッケル等が好適に用いられる。また、ロール本体の材質を特に限定したくない場合は、上記の材質をロール表面に被覆してもかまわない。また、上記材質のロール表面に特定の表面処理を施してもかまわない。

欠点検査装置のフィルム走行速度（検査速度）は５〜１００ｍ／分が好ましい。さらに好ましくは１０〜８０ｍ／分の範囲である。フィルム走行速度が５ｍ／分に満たない場合は、検査効率が悪化し実用的でないため好ましくない。１００ｍ／分を越える場合は、欠点の見逃しが生じるため好ましくない。

本発明の欠点検査装置により検査されるべき積層フィルムは、例えば、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルケトン、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリオレフィン等のプラスチックフィルム、また、粒子添加された前記プラスチックフィルム、ＢＴレジン、エポキシ樹脂含浸ガラスクロス等の複合材料などから選ばれる複数のフィルムを積層して用いられるものである。

さらに、本発明の欠点検査装置では、積層フィルムの少なくとも一層が着色されたものに対してより好ましく有効である。さらには積層フィルムの少なくとも一層のヘイズが３％以上のものに対してより好ましく有効である。３％以上の場合は、欠点信号と地合信号の差が明確になり検出しやすくなるからである。

積層フィルムの欠点は、フィルム表面に形成される表面欠点、接着剤部分に内在する内部欠点に分別され、表面欠点にはキズ欠点、打痕欠点、汚れ欠点、内部欠点にはツブ欠点、気泡欠点、接着剤コート欠点がある。本発明の欠点検査装置は、これらの欠点を少なくとも２種類以上同時に検出することに特徴がある。

すなわち、本発明の積層フィルムの欠点検査装置では、積層フィルムの走行方向に対して一定の間隔毎に、受光器のラインセンサを該積層フィルムの幅方向に操作した後、画像処理により欠点を分別検出するため、それらの欠点を、少なくとも２種類以上、同時に検出することが可能になるのである。ここで、「同時に」とは、「積層フィルムの走行方向の同一位置に存在する異なる種類の欠点が、１系列の検出系において検出される」という意味である。

特に、好ましい反射率、表面粗さ等の条件下では４種類以上の検出が可能である。さらに好ましい反射率、表面粗さ等の条件下では６種類以上の検出が可能である。

本発明において、欠点検査装置の搬送ロールの反射率、搬送ロールの表面粗さは、それぞれ以下のように測定した値である。
（１）搬送ロールの反射率：
反射率とは、ＪＩＳ（Ｚ ８１２０）において、「反射光の放射束または光束Φ_r と入射光の放射束または光束Φ_i との比Φ_r ／Φ_i 」と定義されており、本発明にかかる搬送ロールの反射率については、本発明における入射光の放射束、正反射光の放射束をそれぞれ測定し、上記記載に従い算出する。
（２）搬送ロールの表面粗さ：
測定には、触針式表面粗さ計（（株）ミットヨ製ＳＪ−３０１）を用いて、搬送ロール
幅方向両端からそれぞれ１０ｍｍの位置の外周の表面粗さを測定し、算術平均粗さを算出する。

以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例で用いた評価の評価方法は、以下のとおりである。

（１）欠点検査方法
図１は、本発明にかかる積層フィルムの欠点検査装置を、ポリイミドフィルムに接着剤を介してポリエステルフィルムを張り合わされた積層フィルムの欠点検査装置１として適用した模式図であり、以下の実施例の説明において用いた積層フィルムの欠点検査装置の概要を示したモデル図である。

図１において、積層フィルム７は巻出し軸２から巻き出され、搬送ロール４Ａ、搬送ロール４Ｂ、および複数のロールを通って巻取り軸３で巻き取られる。

後述する欠点が搬送ロール４Ａ上、搬送ロール４Ｂ上、搬送ロール４Ｂ通過後の空中の３ヶ所で検出され、搬送ロール４Ａ上での検出は、光源５Ａから搬送ロール４Ａ上の積層フィルムに光を照射し、その反射光を受光器６Ａで受光する反射照明方式となっている。

図２は、図１における被検出部７Ａの拡大模式図であり、受光器６Ａの視野軸が搬送ロール４Ａ上にあり、かつ、投光器５Ａの光軸が該搬送ロール上にあり、その反射光を該受光器で受光する。

搬送ロール４Ｂ上での検出は、前述と同様の反射照明方式となっており、被検出部７Ｂも前述の被検出部７Ａと同様である。

また、搬送ロール４Ｂ通過後の空中での検出は、光源５Ｃから積層フィルムに光を照射し、その透過光を受光器６Ｃで受光する、透過照明方式となっている。

光源５Ａ、５Ｂ、５Ｃはいずれもハロゲンランプが用いられ、受光器６Ａ、６Ｂ、６ＣはいずれもＣＣＤカメラが用いられている。そして、受光器６Ａ、６Ｂ、６Ｃは、画像処理装置と電気的に接続されており、積層フィルムの欠点を電気信号に変換して画像処理装置に送信できるようになっている。

本実施例において、積層フィルムの欠点検査は、図１に示す欠点検査装置を用いて、ポリイミドフィルムに接着剤を介してポリエステルフィルムを張り合わされた積層フィルムを検査した。検出されるべき欠点は、表面欠点であるキズ欠点、打痕欠点、汚れ欠点、内部欠点であるツブ欠点、気泡欠点、接着剤コート欠点を対象として、検出した場合は「○」（優秀）、検出しなかった場合は「×」（不可）と表記し判定した。

（２）欠点検査条件の設定
本発明において、積層フィルムの欠点を検出する検査条件は、下記のように設定した。
・欠点検出サイズ
面積：１．０ｍｍ² 以上
幅 ：０．５ｍｍ以上
長さ：３．０ｍｍ以上
・欠点検出Ｓ／Ｎ（欠点信号／地合信号）比：１．５以上

実施例１
幅９６ｍｍ、厚さ７５μｍのポリイミドフィルム（宇部興産（株）製、「ユーピレックスＳ」）にエポキシ系樹脂接着剤を介してポリエステルフィルムを張り合わされた積層フィルムを、反射率５％、表面粗さ０．５μｍの搬送ロールを設置した欠点検査装置を用いて、フィルム走行速度５０ｍ／分で検査した。なお、搬送ロールは、鉄製ロールの表面にセラミックス素材であるアルミナ、チタニアの混合体をコーティング後、研磨機を用いて表面研磨し、上記の反射率、表面粗さにした。

実施例２
幅９６ｍｍ、厚さ５０μｍのポリエステルフィルム（東レ（株）製、「ルミラー」）にエポキシ系樹脂接着剤を介してポリエステルフィルムを張り合わされた積層フィルムを、実施例１と同一の搬送ロールを設置した欠点検査装置を用いて同様に検査した。

実施例３
実施例１で用いた積層フィルムを、反射率１６％、表面粗さ２．５μｍの搬送ロールを設置した欠点検査装置を用いて、実施例１と同様に検査した。なお、搬送ロールは、鉄製ロールの表面に黒クロムをメッキ後、研磨機を用いて表面研磨し、上記の反射率、表面粗さにした。

比較例１
実施例１と同一の積層フィルムを、反射率２４％、表面粗さ０．５μｍの搬送ロールを設置した欠点検査装置を用いて、実施例１と同様に検査した。なお、搬送ロールは、鉄製ロールの表面にセラミックス素材であるホワイトアルミナをコーティング後、研磨機を用いて表面研磨し、上記の反射率、表面粗さにした。

比較例２
実施例１と同一の積層フィルムを、反射率２６％、表面粗さ３μｍの搬送ロールを設置した欠点検査装置を用いて、実施例１と同様に検査した。なお、搬送ロールは、アルミニウム製ロールの表面にアルマイト陽極酸化処理を施し、研磨機を用いて表面研磨し、上記の反射率、表面粗さにした。

上記表１に示した実施例および比較例から、本発明の欠点検査装置は、積層フィルムの表面欠点、内部欠点を同時に２種類以上検出することが可能である。

本発明の欠点検査装置は、着色された接着剤付き積層フィルムの製造工程において、その表面に形成されるキズ、汚れ、凹凸等の表面欠点や、接着剤部分に内在するツブ、気泡、接着剤コート不良等の内部欠点を検出し、欠点を有する積層フィルムが次工程に流出することを防止するために、特に適しており、積層フィルム製造業で利用され得る。

本発明にかかる積層フィルムの欠点を検出する欠点検査装置を示した模式図である。 図１に示した本発明にかかる積層フィルムの欠点を検出する欠点検査装置におけるフィルム搬送ロール上にある被検出部を拡大して示した拡大概略模式図である。

符号の説明

１：欠点検査装置
２：巻出し軸
３：巻取り軸
４Ａ、４Ｂ：搬送ロール
５Ａ、５Ｂ、５Ｃ：光源（ハロゲンランプ）
６Ａ、６Ｂ、６Ｃ：受光器（ＣＣＤカメラ）
７Ａ、７Ｂ：被検出部
８：積層フィルム

Claims (5)

1. 接着剤付き積層フィルムに存在する２種類以上の欠点を同時に検出する欠点検査装置であって、被検出部が反射率０〜２０％のフィルム搬送ロール上にあり、該フィルム搬送ロール上にある接着剤付き積層フィルムに光を照射し、その反射光を電気信号に変換・処理することにより欠点を検出する機構を有してなることを特徴とする積層フィルムの欠点検査装置。
2. 搬送ロールの表面粗さが、０．１〜２μｍであることを特徴とする請求項１記載の積層フィルムの欠点検査装置。
3. 搬送ロールの表面材質が、セラミックス、アルミニウム、クロム、亜鉛、またはニッケルであることを特徴とする請求項１記載の積層フィルムの欠点検査装置。
4. 接着剤付き積層フィルムが、着色されているものであることを特徴とする請求項１記載の積層フィルムの欠点検査装置。
5. 接着剤付き積層フィルムを構成するフィルムが、ポリイミド、ポリアミド、ポリフェニレンスルフィドから選ばれる少なくとも１種類以上のフィルムを含むものであることを特徴とする請求項１記載の積層フィルムの欠点検査装置。

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