高功能多層薄膜的觀察、分析、量測
隨著近年來的需求量增加，並越來越要求高功能化、多層化的薄膜、薄板產業，新產品的競爭也日益激烈。同時對品質的要求也有所提高，因此以顯微鏡觀察進行分析、評估與量測的重要性也比以往增加。
以下介紹業界動向、缺陷與原因，以及解決以往課題的最新4K數位顯微鏡的應用案例。
高功能薄膜的需求增加
運用積層製造來增添功能的塑膠（樹脂）製薄膜、薄板等產品因應市場，需求量提升。
例如食品產業在「獨食化」的背景下，提供單身者少量多樣的食品包裝需求增加。此外，洗髮精、淋浴乳、清潔劑等重複利用日用品容器的補充包產品的包裝需求也持續增加。而半導體與電子元件產業中，功能性薄膜、薄板則成為晶圓的表面保護、陶瓷電容的製造領域中不可或缺的存在。其他如積層（軟包）型鋰電池元件封裝等各種領域中需求也日漸提升。
多層膜的製造手法
許多高功能薄膜均使用塑膠（樹脂）和不同種類的樹脂或鋁等異素材膜貼合，或以鍍膜材成膜等，經由多層加工賦予功能。用於製造多層膜的代表性疊層積製程如下。
- 擠壓積層（extrusion laminating）
- 應用樹脂成型手法之一擠壓成型的積層技術。在事先塗有輔助劑（底膠）的基材上，以狹縫狀模具（T型模頭）將熱熔融後的材料成型為均厚的薄膜。再以冷卻滾輪壓接、固化後貼合。除了3層貼合的「三明治積層」和5層貼合的「縱排積層」外，也有用模具（T型模頭）共擠異材料，以製作功能性多層膜。
- A. 基材
- B. 塗布接著輔助劑（底膠）
- C. 乾燥區
- D. 材料
- E. 押出機
- F. T型模頭（模具）
- G. 冷卻（冷卻滾輪）
- H. 捲取
- 乾燥積層
- 將接著劑或粘合劑塗佈於1次基材後，貼合不同材料的2次基材。這也是用於黏著膠帶等的製造手法，需要根據接著劑或粘合劑的特性，干燥及加熱處理後粘合基材，再捲至滾輪。
- A. 一次基材
- B. 塗布黏著劑
- C. 乾燥區
- D. 二次基材
- E. 加熱（鋼輥）
- F. 捲取機
薄膜高功能化與品質要求
多層膜除擁有耐熱性、耐寒性、耐衝擊性、遮光性、耐藥品性、保香性、防濕性等功能性，同時要求高品質，因此仰賴可靠性試驗與評估。此外各公司競相研發、製造附加價值更高的薄膜，除表面強度與密封性、屏蔽性等，也追求微波爐適用性、易開封性、熱封性的使用方便性等，競爭日趨激烈。
缺陷、不良的流出風險
食品與醫藥品也常使用的多層膜，除了高功能性，同時需具備高安全性與可靠性，因此特別必注意缺陷、不良。
代表性的薄膜、薄板缺陷、不良，如因材料未熔融導致膜厚不均部位突起的「魚眼」，或穿刺、摩擦、彎曲疲勞等造成的「微孔（洞）」等。其他如「異物混入」「損傷」「破裂」等細微缺陷，也可能導致包裝不良及衍生的內容物品質低下，甚至延伸為客訴等問題。
觀察、分析的重要性
為了確保這種高功能薄膜、薄板的品質，在研發與製造現場以顯微鏡仔細觀察、分析並進行評估，越來越受到重視。同時因膜厚精度提高所帶來的高功能化與產品週期加速，使高精度分析、量測與正確評估也必須講究速度。
薄膜及薄板觀察、分析、量測的應用案例
以往顯微鏡的薄膜、薄板觀察、分析、量測，存在以下課題。
- 以截面樣本進行膜厚量測，會因觀察面不平整導致觀察、量測困難。
- 無法觀察到微孔形狀，所以無法分析孔洞的發生方向。
- 因解析度不足，無法放大觀察細微的損傷、異物、魚眼。
- 有光澤的薄膜，則因照明反射而難以觀察，使表面凹凸只能做到局部對焦。
KEYENCE的高精細4K數位顯微鏡「VHX系列」以清晰的4K影像與獨創開發的系統，以大景深與高解析度下進行高倍率觀察與高精度2D、3D量測。解決以往的課題，輕鬆快速的實現更正確的評估。
以下介紹使用「VHX系列」的薄膜觀察、分析、量測最新案例。
多層膜截面的膜厚量測
使用多層膜截面樣本進行的各層膜厚量測時，觀察面有時高低不均，以往的顯微鏡只能做到局部對焦。還需另行使用測量儀或軟體才能執行量測，需要許多作業製程、時間。
使用多層膜截面樣本進行的各層膜厚量測時，觀察面有時高低不均，以往的顯微鏡只能做到局部對4K數位顯微鏡「VHX系列」相較以往一般顯微鏡，擁有約20倍以上的大景深。即使是高倍率薄膜觀察，也能取得高解析度的影像。
以數張影像建構立體影像的「即時景深合成」功能，即使觀察面有凹凸，也能簡單取得對全貌對焦的影像。
此外只要從高倍率影像直接選擇工具，指定量測位置的簡單操作，即可進行高精度的「2D尺寸量測」。再者還配備可將放大影像與量測值，自動輸入任意範本的「報告功能」，只要1台即可快速完成全程作業。
針孔的觀察、3D形狀分析
以往的顯微鏡難以觀察形狀的薄膜微孔，使用4K數位顯微鏡「VHX系列」，可以用高解析度的高倍率影像，清晰觀察微孔形狀。
可直接使用高解析度的放大影像，進行高精度的3D形狀量測。進行任意截面輪廓量測，快速形成微孔的詳細形狀資料，進行正確分析與定量評估。
異物、魚眼的觀察
4K數位顯微鏡「VHX系列」可藉助豐富的功能，清晰捕捉細微缺陷，實現正確且更快速的觀察、分析、評估。
按下按鈕即可以用全方位照明取得多張影像的「多重照明功能」，操作者只需要選出最適合分析的影像即可，大幅縮短找出照明條件的作業時間。選擇、儲存影像後，也可隨時叫出自動儲存不同照明條件時的影像，進行各種量測。
遇有光澤的薄膜，可透過「消除反射功能」去除光暈，正確掌握缺陷的形狀。支援最高6000倍的高倍率觀察，因使用高解析度影像，可掌握細微異物的詳細形狀。
去除薄膜表面環狀反射的異物觀察
以往有表面光澤的薄膜一旦產生混入異物，薄膜的突起部位會產生環狀反射光，難以針對內包的異物進行觀察及分析。
使用4K數位顯微鏡「VHX系列」的「去除反射功能」，即使深薄膜內的異物形狀，也能進行正確觀察。
薄膜表面損傷的觀察、評估
以往的顯微鏡因解析度不足等因素，無法觀察評估高透度的薄膜表面損傷。
使用4K數位顯微鏡「VHX系列」，以高解析度HR鏡頭與4K CMOS的高精細4K影像，連薄膜表面的損傷也能輕鬆正確地觀察評估。
薄膜表面的凹凸觀察、3D量測
以往顯微鏡進行高倍率觀察，因景深不足，不易進行薄膜表面的凹凸對焦觀察。
4K數位顯微鏡「VHX系列」運用豐富的照明，連薄膜表面的細微凹凸也可清晰地觀察。
以放大影像進行3D形狀與輪廓量測，可依據資料定量評估表面狀態。
藥品包裝膜破裂的高解析度影像
藥品包裝出現膜破裂等缺陷時，會導致內容物外漏或劣化，以品保的觀點，必須執行詳細檢查找出原因。
但以往解析度不足時，便無法掌握細微薄膜破裂的詳細形狀。
使用4K數位顯微鏡「VHX系列」，搭配大景深的高解析度HR鏡頭與4K CMOS、高功能照明與觀察系統，使高倍率下觀察也能清晰顯示細微的破裂。
可輕鬆快速的觀察到破裂方向是TD縱向或MD横向 、是由內側或外側開始破裂等詳細形狀，有助於儘早找出原因，實現製程改善。
高功能薄膜、薄板的評估新基礎
高精細4K數位顯微鏡「VHX系列」解決以往的薄膜、薄板觀察、分析、量測、評估的課題，連過去無法觀察的細微不良，也都能詳細觀察。
近年來薄膜、薄板產品的高功能化競爭日益激烈。「VHX系列」可實確保可靠性，實現高階觀察、分析、量測，成為支持所有薄膜、薄板的研發與製造現場的新夥伴。
上述功能以外，還配備許多可解決現場課題功能的「VHX系列」。產品的詳細說明請下載型錄，或洽詢KEYENCE。
