Code Reading Solutions

[ PCB編 ]コードリーダ導入事例集

外観検査や特性検査など検査の種類が多岐に渡るため、読み取りが必要な工程数が多く、読み取り精度と読み取りタクトの両輪が高いレベルで要求されます。

世の中のトレンドがPCB業界のさらなる成長を促す

SELF DRIVING

車の電動化・自動運転化

電気自動車の生産台数増加に伴い、関連する電装部品の生産数量も同じく引き上がっています。パワーモジュール向け絶縁回路基板など高付加価値分野の市場が拡大し、さらなる需要が見込まれます。また自動運転レベルの段階が上がっていくごとに、求められる安全性は高まり、搭載される電装部品の増加が見込まれます。電装部品の高機能化に伴い、基板実装の多様化や多層化が進んでおり、工程飛ばしを回避し、個体識別を取ることが至上命題となっています。

5th GENERATION

5G通信の本格化

2020年から第5世代移動通信システム(5th Generation, : 5G)の運用が本格化しています。現在利用されている4GやLTEと比べ、5Gでは大幅な高速化、大容量化、低遅延化が実現されます。通信に限らず、IoT、自動車、エンターテインメント、FA、医療といった幅広い分野での利用も期待されています。

PCB製造工程 トレーサビリティ代表例

PCBとは部品が実装された後の状態の基板を指します。
実装工程でのフラックスの影響や実装工程以降での実装部品による干渉影響など工程ごとに読み取りに対する影響が異なります。

  1. 印刷機
  2. マウンター
  3. リフロー
  4. 検査機

印刷機

実装部品の搭載場所にはんだ塗布をおこなう印刷工程。

印刷機の投入口や出口で読み取りをおこなう。読み取りをおこなう際に基板が停止している場合と移動している場合がある。また、複数品種の基板を投入する場合もあり、その際には品種に応じてコードの印字位置が異なることもある。

読み取り対象:基板[レジストインク塗布後]

コード読み取りに影響する素材と印字方法(代表例)

基板の仕入先が複数ある場合にはレジストインクの色味が異なるケースがあり、読み取り難易度が上がる。

レジストで覆われた緑色の基板一面に銅の配線パターンが放射状に広がり、左上に光の照り返しが見える
課題:品質バラつきが大きく、エラーがなくならない。色味違いのコード3例と低コントラストのコード1例

3Wayマルチ照明とAIフィルタがレジストインクの色味違いによる読み取り不良を解決

3wayマルチ照明+AIフィルタ

[レジストインクの色味違い、ダメージレス印字による低コントラストに対応]

従来であればレジストインクの色味に応じて個別の事前設定と設定切り替えが必要なところをAIフィルタが都度最適な絵作りを瞬時におこなうことで、仕入れ先によってレジストインクの色味が異なる場合にも自動で追従してくれます。

AIフィルタなし:コードが背景の緑色に溶け込み判別できない。AIフィルタあり:コードが黒地に白く鮮明に浮き上がる
拡散照明なし:コードが背景のノイズに紛れてぼやける。拡散照明あり:コードの外周に緑の枠が表示され鮮明に読み取れる
SR-X Link System×Web Traceability Tool:複数工程のリーダの読み取り画像や焦点距離・設置角度・バンク番号などの条件を一覧表示し、工程間の読み取り状況の変化や設定条件を比較できる

マウンター/実装機

基板に電子部品を実装する工程。

チップ部品を基板に実装する際に、背の高い部品がコードの目隠しになるケースがあり、実装後の読み取りに関してコードリーダの設置制約が生じるケースがある。

読み取り対象:基盤[フラックス塗布後]

コード読み取りに影響する素材と印字方法(代表例)

印刷機で塗布されるフラックスがコードに均一に塗布されるか、まだらに塗布されるかによって読み取り安定度がバラつくことがある。

課題:ムラの影響が大きく、読み取り不良がなくならない。塗布液がまだらな状態のコードと、移動中の読み取りが安定しないコードの例

3Wayマルチ照明とAIフィルタがフラックス塗布のバラつきによる読み取り不良を解決

3wayマルチ照明+AIフィルタ

[フラックス塗布のバラつきによるコントラストムラに対応]

直接光、偏光、拡散光の3つの照明の中からワークに合わせて最適な照明を自動選択。
従来であればフラックスの塗布状態に応じて個別の事前設定と設定切り替えが必要なところをAIフィルタが都度最適な絵作りを瞬時におこなうことで、フラックスの塗布液が均一でない場合にも自動で追従してくれます。

AIフィルタなし:コードが白くまだらな塗布ムラに埋もれ判別できない。AIフィルタあり:コードが黒地に白く鮮明に浮き上がる
偏光照明なし:コードが基板表面の凹凸の反射に紛れて判別できない。偏光照明あり:コードの外周に緑の枠が表示され鮮明に読み取れる

リフロー

実装した部品とチップ・はんだを馴染ませる工程

リフロー炉の投入口や出口で読み取りをおこなうことが多く、搬送中に読み取りをする際に読み取りが不安定になるケースがある。

読み取り対象:基板[実装後]

コード読み取りに影響する素材と印字方法(代表例)

リフロー出口ではフラックスは熱を加えることで基板に馴染んだ状態になっており、比較的コード面は安定している。しかしながら、そもそもの印字品質が変化するわけではないため、ダメージレス印字による低コントラストのコードに関する読み取り課題が残る。

課題:読み取りが不安定でサイクルタイムが上がらない。低コントラストのコードと、移動中の読み取りが安定しないコードの例

マッチングレベル活用術が印字工程での品質バラつきを解決

マッチングレベル

[ダメージレス印字による低コントラストに対応]

読み取り余裕度をスコア化することでレジストの厚みのバラつきでの印字状態の監視が可能。
読み取り余裕度の状態をレーザーマーカにフィードバックすることで、レーザーパワーをコントロールすることで安定した運用が可能です。

“6MultiCore”による高速処理で、移動読みにおける読み取り不良を解決

6MultiCore

[6Core並列処理システムで安定度向上]

撮像した1枚の画像に対して6コアを同時並列処理しデコードすることが可能、従来デコードアルゴリズムとAIフィルタを使用したデコードアルゴリズムが並列で処理されることで、読み取り成功率の向上と読み取り時間の高速化を両立させます。

SR-X300/X300Wの6コア構成(マスターCPU1・従来デコード用CPU2・AIフィルタ専用NPU1・SR-X Driveデコード用CPU2)で、1枚の撮像を3回の読み取りにわたりパイプライン処理する

SR-X300/X300W:6Core並列処理システムイメージ図

検査機

外観検査、特性検査、X線検査などの各種の検査をおこなう工程

個片分割後のコードを読み取りする場合には品種ごとにコードの印字位置がまちまちとなるケースがあり、品種ごとにコードリーダの位置決めが必要となる場合がある。

読み取り対象:基板[実装後]

コード読み取りに影響する素材と印字方法(代表例)

検査工程では個片分割後のコードを読み取りすることが多い。多品種ラインの場合には品種ごとにコードの印字位置がまちまちになるケースがある。

課題:品種ごとの最適調整が大変。色味違いのコード3例と、品種ごとにコード位置が基板の上部・下部でバラバラな例

考え抜かれた一体型設計が多品種によるコード位置のバラつきへの対応を解決

視野の隅々まで均一に明るく照射、高画素CMOSの視野を最大限に活用し、一切無駄がありません。

Before:従来は視野全体に照明を均一に行き渡らせることが困難でした。After:視野全体の隅々まで光を均一に行き渡らせることができ、視野を最大限活用できます

230万画素の高画素のカメラを搭載することで超広視野を実現。
品種ごとにコードの位置が異なる場合において、コードリーダを可動させたり、複数台設置する必要はありません。
また、単純に視野が広いというだけではなくCMOSイメージセンサで撮像する領域を100%有効活用できるように、結像レンズを新開発し、画像の隅まで有効活用できます。

バンクオルタネート機能:通常印字・低コントラスト・位置ズレなどの条件をBANK1〜BANK16に登録し、16のバンクを自動でオルタネートするので手動での条件変更は不要

PCB業界 改善実績事例集

高難易度アプリケーション

製造工程においてさまざまな工程があり、コード状態が変化しても安定して読み取りたい

設置スペースに制限があるため、取り付け条件に関わらず、安定して読み取りしたい

フラックス処理後の基板コード読み取り
黒樹脂の低コントラストコード読み取り
フレキ基板上の極小コード読み取り
ICパーツの極小コード読み取り
印字ズレのある基板のコード読み取り
マウンターアーム組み込みのコード読み取り

タクト短縮アプリケーション

製造タクトが早いので、コード読み取りのタクトを短縮したい

物流工程・搬送工程を少人化することで利益率を上げたい

電子基板の一括読み取り
トレー上のICパーツを一括読み取り
チップリールの複数コード一括読み取り
FPCのコードの一括読み取り
多重基板の両面コード読み取り

商品に関するお問い合わせや技術的なご質問を、当社の専門スタッフがお受けいたします。お気軽にお問い合わせください。