薄膜制帶印刷機膜厚品質檢測
製帶印刷機薄膜厚度品質管理
穿透式X光檢測具有快速、穩定、不易受環境影響等特性。可用來檢測物件的厚度與密度變化，尤其是薄膜製程和金屬鍍層的應用。如能搭配高靈敏度的偵檢器與即時運算架構，在線上全檢的精確度與速度較傳統膜厚量測設備更具優勢。
上圖為漿料薄帶之印刷設備。製造薄膜整合被動元件時，因重力或設備震動等問題，製程產生塗料厚度不均的現象。在進行製程品管階段時，通常選用測量膜厚的設備。但仍有下述問題仍需解決。
膜厚差異性小不易使用光學檢測，而測量微米尺度的膜厚儀或XRF成本高昂
該項方法為離線檢測不適用產線
需要專業人員隨時抽測，產線上發現問題時已有大量不良品
透過架設X光影像設備，可針對通過的薄帶進行檢測，滿足膜厚測量與品質管理之需求，秉具備下列之優勢：
高分辨率與高解析度，膜厚檢測可達um等級
線上檢測可做產品全檢，配合產線自動化自動分離不良樣品
Ｘ光設備相較膜厚儀成本低廉，自動影像判別無須額外人力成本
薄膜量測案例
下圖為使用薄膜印刷製程的塑料載帶樣本，塗佈金屬鍍層的平均厚度約在5um。由於在塗佈的過程中，可能因為設備震動、溫度變化、或是機構磨損造成的製程誤差，產生塗佈膜厚差異；同時在載帶移動過程中，因產線環境的不穩定因素造成捲帶、偏折、破損等瑕疵，需要即時監測對應，避免影響後續生產品質。故本次實驗採模擬厚度變化、多層塗佈與樣本折疊的方式，探討使用X光影像做線上全檢與膜厚量測的可行性。
上圖展示樣本經過裁切、疊合，重組成具有不同厚度的印刷樣品疊合總共11層，以模擬膜厚變化與可能發生之折疊瑕疵；同時檢視僅有塑料載帶的部分，以釐清塑料載帶與金屬鍍層的影響程度。從透視X光影像可明顯發現，膜厚對於X光吸收量，有明顯的線性關係。藉由分析切線部分影像像素值，可以看出其材質和厚度對於X光穿透量的影響。分析得到的像素值如下，在上右圖二的金屬鍍層部分切線位置，對應下圖左的像素值分佈；上右圖一的塑料載帶部分切線，對應下圖右的分佈圖。
薄膜樣品金屬鍍層線性吸收值
塑料載帶與背景吸收值
從上圖右可確認背景值約為3000左右。藉由空間幾何影像校正，以及提升訊噪比等處理後，從上圖左可以明確判別，每個5um厚度的金屬鍍層，約帶來500左右的灰階值，接近線性關係；而塑料載帶本身堆疊，在X光照射下幾乎全數穿透，11層厚度差異僅有50-100灰階值，影響程度<1%可以忽略。
從以上分析可得知，金屬鍍層塗佈厚度的變化，借重快速X光影像掃描的技術，不僅可被量化，且取樣效率遠大於實驗室膜厚儀，具有即時監測的可行性。後續引進自動化控制與影像判別技術，搭配高性價比穩定光源與高幀率、線性掃描影像偵檢器，針對產線型態作客製化設計，包括輻射防護、資料傳導與造影參數配置最佳化，導入檢查站點達成線上檢測需求。