半導体・3C部材の微小コード、DPMコードの読み方
これらのコードに共通するのは、小さい、浅い、反射する、位置が固定されないという点です。読めない原因の多くはデコードアルゴリズムではなく、結像にあります。光の当て方、レンズの距離、幅の余裕です。順序としては、まずコードを鮮明に撮り、その後にデコードパラメータを検討します。まず最も難しいサンプルを送っていただき、その後に型番を相談します。
- 四種類の表面：レーザー刻印、ドットマーキング、化学エッチング、シルク印刷・インクジェット
- 単品はXT8161（3mil）、一視野の複数コードはXT8501B（500万画素）
- トレイ全体はXTMZ40 / XTMZ40S、一回で200コード以上
- 白色光と赤色光から選択可能、偏光と低角度照明に対応
まず御社のコードがどの種類か確認します
同じDPMでも、レーザー焼蝕とドットマーキングでは読み方が異なります。
| コードの種類 | 表面の特徴 | 読み取りの難点 | 対処の方向 | よく使うモデル |
|---|---|---|---|---|
| レーザー刻印コード | 金属または樹脂表面を焼蝕して凹部を作り、エッジに溶削物が残る | コントラストが低い、方向性のある反射 | 低角度の照明で凹部に陰影を作り、偏光で反射を抑える | XT8161 / XTMZ40S |
| ドットマーキング（DPM） | 小さな点の列で構成され、点の径はしばしば0.1mm未満です | 点が線にならず、解像度が足りないと途切れる | 500万画素以上＋近接レンズ、幅は欲張らない | XT8501B / XTMZ40B |
| 化学エッチング | エッチング深さが不均一で、エッジが荒れる | コントラストがロットごとに変動し、同一ロット内でも差がある | 側面光＋複数フレームの平均化、最も条件の悪い品に合わせて調整 | XT8161 / XTMZ40 |
| シルク印刷とインクジェット | インクの広がり、ラミネートの反射 | 反射がコードを覆う、またはインク点がにじんでつながる | 偏光板＋入射角の変更、必要に応じて赤色光へ | XT8501B / XTMZ40S |
半導体・3Cラインでの実際の読み方
搬送具、コード位置、コードサイズが違えば、選定結果も変わります。
半導体ICトレイ
一区画に一個、コードはチップ表面または区画の脇にあり、サイズは多くの場合2–3mmです。トレイ全体をXTMZ40Bの30×20cmの幅に収め、一度に読み切って区画ごとに出力し、MESの配置表と突き合わせます。
キャリアテープとスティック
キャリアテープ上のコードは間隔が密で、スティック内の部品はコードが内側を向きます。XTMZ40Sの32×14cmの幅はキャリアテープ一本をちょうど覆い、テープを切断せずに読めます。
コネクタとデータケーブル
ケーブルのラベルは線に巻かれて湾曲し、コード面は平面ではありません。500万画素のXT8501Bで一視野に複数コードを読み、ケーブル束ごと入れて読めば、一本ずつ位置合わせする手間が省けます。
通信モジュール
シールドカバーはヘアライン金属で、レーザーコードが打たれているため反射が強い状態です。まず光源角度を変え、次に偏光を加え、最後にデコードパラメータを調整します。順序を逆にすると無駄に時間を使います。
3C部材とイヤホン
イヤホン筐体は曲面で色が濃く、コードが小さくコントラストも低い状態です。こうした対象は画素でカバーします。4000万画素のエリアスキャンなら一つのコードが占める画素が確保でき、安定した余裕が生まれます。
PCB基板の刻印コード
基板端または基板内の刻印コードで、隣には部品とランドがあります。XT8161はマクロレンズで近接撮影し、視野をコード領域だけに収めて基板全体を写し込まないようにします。
よく使う四つのモデル
単品、一視野の複数コード、トレイ全体。三つの作業に三つの形式が対応します。
1408×1024、84コード/秒、3mil、3入力3出力 I/O
500万画素、90コード/秒、8–25mmレンズ、印字品質評価
4000万画素、32×14cm、一度に200コード以上
4000万画素、40×30cm、一度に200コード以上
画素、幅、読取精度
幅が広いほど一つの小さなコードが占める画素は減ります。これがトレイ全体で小さなコードを読むときに計算すべき点です。
| 型番 | 解像度 | 幅 | 読取精度と等級 | 適したコード |
|---|---|---|---|---|
| XT8161 | 1408×1024 | レンズで決まる | 3mil（メーカー表記） | 単品の刻印コード、基板端のコード |
| XT8501B | 2560×2048 | レンズで決まり、8–25mmから選択可能 | ISO15415 / 15416 / 29158の等級評価に対応 | 一視野に複数コード、ドットコード |
| XTMZ40 | 5440×7296 | 40×30cm | ≥3mil | 基板全体、トレイ一層分 |
| XTMZ40S | 5440×7296 | 32×14cm | ≥3mil | スティック、キャリアテープ、単一トレイのIC |
四つの原因を、この順に確認します
まず画像を見て、次に光を変え、最後にパラメータを動かします。
コントラストが不足
コードも地色も濃いグレー、あるいは金属部品全体が光っている状態です。人眼にはコードが見えても、カメラでは一面にしか写りません。低角度光で刻痕に影を落とす方が、アルゴリズムの調整より効果的です。
反射の方向が合っていない
同じロットの品でも、まっすぐ置けば読め、少し傾けると読めない。これは方向性のある反射です。偏光板は反射光に対して垂直に回す必要があり、取り付けるだけでは不十分です。
コードが小さすぎて画素が足りない
2mmのコードは60cmの幅の中で数十画素しか占めず、デコーダに余裕がありません。短焦点レンズに替えて近づいて撮るか、高画素モデルに替えるかのどちらかです。
モーションブラー
ラインが動いていると、露光時間が長いとぶれます。グローバルシャッターを使い、露光を短くし、補光を加える。この三つを同時に行います。
サンプル品からライン投入まで
DPM案件で最も避けたいのは、サンプル品での検収です。生産ライン上の品とサンプル品は決して同じではありません。
- サンプルを送る：最も読みにくい数点をお送りください（良品を選ぶ必要はありません）。当社が一点ずつ読み、読めるものと読めないものの境界をお伝えします。
- 幅を決める：搬送具で決め、コードでは決めません。幅を広げると一つのコードが占める画素が減り、これがパレット上の小さなコードを読む際の主な課題になります。
- 光源を決める：白色光は汎用、赤色光は一部のラミネートやインクでより鮮明になります。偏光板は反射の種類に応じて選び、まず試してから決めます。
- 結合テスト：まずシリアルまたはTCPでデータ出力を確立し、その後にHTTPとMESへ接続します。フィールド、エンコード、区切り文字を一度に突き合わせます。
DPMコードには統一された外観基準がなく、同じ工法でもメーカーやロットが違うと読み取り結果は大きく変わります。選定段階ではサンプルで実測し、仕様表の画素数だけを比べないでください。
微小コード・DPM読み取りの開発・製造主な機能
構造、光学調整、デコードプログラムを自社体制で完結しており、提案内の各パラメータは実測値と出荷検査記録まで追跡できます。
DPMと微小コードのよくあるご質問
以下のご質問は、工場の設備部門、倉庫物流、システムインテグレータから実際に寄せられた内容です。回答はそのまま選定の根拠としてご利用いただけます。
DPMコードと一般的な二次元コードは何が違いますか。
一般的な二次元コードは印刷され、濃淡がはっきりしています。DPMは部品表面に直接付ける（レーザー、ドット、エッチング）ため、凹部や材質の変化で結像し、コントラストが低く、方向性のある反射も伴います。読み取りは照明と画素で決まり、アルゴリズムで無理に計算するものではありません。
エッチングコードが読めない場合、装置側の問題でしょうか。
まず結像を確認します。撮影した画像を表示し、コードがはっきり写っているかを見ます。画像で見えなければ、どんなに高価な装置でも読めません。画像が鮮明なのに読めない場合は、デコードパラメータとコード体系の設定を調整します。
トレイ全体で数百個を一度に読み切れますか。
エリアスキャンの一回あたりの上限は196–300個（型番による）で、実際に読める数はコードのサイズと間隔によります。上限を超える場合は分割して読むか、より大きな撮像範囲のモデルに替えます。
金属部品の反射はどう対処しますか。
三段階です。まず光源の入射角を変え（低いほど刻痕が浮き出ます）、次に偏光板を追加して消光位置まで回転させ、最後に赤色光への変更を検討します。多くの現場では、偏光板を取り付けたものの角度が合っていないことが原因です。
コードが油汚れやめっき層で覆われていても読めますか。
軽度の油汚れは多くが読めますが、厚い油膜や全面めっきはコードの構造を壊すため、工法側での変更が必要です。装置側ではコントラストを可能な範囲で上げるしかありません。サンプルをお送りいただければ結論をお伝えします。
MESと接続できますか。
可能です。固定式はTCP、Profinet、Ethernet-IP、Modbusなどに対応し、エリアスキャンはシリアル、TCP、HTTP、MESインターフェースに対応します。既存システムのフィールドに合わせてマッピングします。
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まずどのコードを読むかを決め、次に一度に何個読むかを決めます。
まずサンプル品をお送りください
コードが読めるか、一度に何個読めるかは、仕様表を見るよりサンプル実測の方が早く分かります。サンプル品を装置に載せて一度走らせ、当社が結論と推奨型番をお伝えし、その後に構成と数量を相談します。