众所周知,半导体电子产品都需要在核心芯片之上集成大量的晶体管,这一过程并不是人类视觉所能完成的,伴随着半导体工业生产规模性集成电路设计的普及化,产业链内对生产量的标准和产品质量的需求猛增。
国外市场上半导体加工制造业对机器视觉的需要占全领域省长/市场的需求的40% ~ 50%,从上游晶圆加工制造的分类切割,到末端电路板印刷、贴片,都依赖于高精度的视觉测量对于运动部件的引导和定位,在务必减少生产效率成本费的条件下,机器视觉技术充分发挥着必不可少的功效,为半导体行业解决了诸多的难题。
机器视觉技术深入半导体产业链
随着半导体行业对出产质量的严格需求,需要用到大量的自动化制造加工设备,这些设备科技含量高,制造难度大,设备价值量高。进而促进了机器视觉技术也跟着半导体、电子、自动化、光学等技能快速发展而不断发展和完善。半导体制造过程可以划分为前、中、后三段。在这三段中,每一段制程,机器视觉都是必不可少的。在前、中段过程中,机器视觉主要应用在精密定位和检测方面。中段制程是半导体制程的最重要环节,与机器视觉相关的还有最小刻度测量。后段制程则是机器视觉应用非常广泛的环节,后段制程主要涉及晶圆的电器检测、切割、封装、检测等过程。
晶圆在切割前必须使用机器视觉系统检测出瑕疵,并打上标记。检测完毕切割过程中需要利用机器视觉系统进行精确快速对准定位,采用基于机器视觉技术的预对准技术具备很强的速度优势,有利于产业链机器设备更新、生产流水线技术水平、产品品质和合格率,是工业化的核心技术之一。
机器视觉按应用功能划分,主要是四个方面:测量、检测、识别、定位。
在实际应用中,机器视觉的应用已非常普遍,应用范围也越来越广,涉及到半导体外观缺陷、尺寸大小、数量、平整度、间隔、定位、校准、焊点质量、弯曲度等等的检测和测量。
1.小型电子元器件及工业制品检测
电子元器件字符检测
小型电子元器件及小尺寸工业制品的外观检测、硅片外观检测中的应用。
检测内容有印字错误、内容错误、图像错误、方向错误、漏印、表面缺陷,对被测物表面进行高速及自动拍照后,数据传输到计算机进行处理,找出有缺陷产品。
装配工艺检测
检测范围:部件位置、尺寸、物体外沿、字符读取及校验、支脚、外观等检测。
2.IC芯片、电子链接器平整度检测
检测管脚个数以及管脚多个位置的几何尺寸,包括pitch间隔、宽度、高度、弯曲度等等。
3.PCB板检测
PCB板元件位置、焊点、线路、开孔尺寸、角度;电脑微通讯接口、sim卡插槽;电缆连接头个数等等的检测及测量。
案例展示
电子元器件半导体TEC 表面缺陷瑕疵检测
当今科技发展迅猛,在工业生产中自动化产品线日趋成熟,但是,表面缺陷检测大部分依然依赖人工检测,其检测主观性强、成本高、易产生视觉疲劳。
表面缺陷在线检测的系列产品能够在100%的范围内,对产品表面进行高速、准确的在线质量检测,并进行缺陷信息的统计和分析,为提高企业形象和确保质量控制提供有效的解决方案。
检测的缺陷包括表面各类油污、划伤、串孔、破损等。
表面瑕疵检测主要技术指标
1、测量精度:0.1mm以上的斑点、污点、孔洞等瑕疵;
2、适用宽度:按要求定制;
3、CCD数量:依被测物宽度及检测精度决定;
4、检测常见的瑕疵,对瑕疵缺陷信息进行处理,实时提供瑕疵的位置、大小,以及记录供用户参考核对;
5、系统可设置瑕疵报警的参数,用户可根据生产要求设置报警线,实现声光报警并对不合格位置在线做标记。
检测案例
半导体TEC制冷片
半导体TEC制冷片是根据帕尔贴效应制作的温差电制冷组件,重量轻,体积小并具有相当高的制冷量,特别适合于有限空间的制冷。
检测内容
表面划痕
识别标准
半导体TEC制冷片,由于体积小,产品的瑕疵一般肉眼无法识别,只能通过专业的机器视觉检测仪器,借助光源及工业相机来检测表面划痕及瑕疵。
检测效果
与其他行业相比,半导体行业最大的产业特点是生产过程完全离不开机器视觉技术。可以说,没有机器视觉技术,半导体行业就不能实现生产的正常化、量产化。
所以,机器视觉技术在半导体行业中的应用,具有以下突出特点:
检测要求高。半导体行业对视觉产品的要求,如精度、稳定性等等,远远高于其他行业。
行业规范高度统一。整个行业在各方面的规范程度都是高度统一的,这一点远非其他行业所能比拟。因此,对于视觉企业来说,必须拥有足够的半导体行业经验,才能被客户所接纳。
检测要求标准化。检测标准一但确定下来,整个行业各家企业都会遵照同样的行业标准,而且几十年不变。因此,对于视觉公司来说,一但满足了一家客户的要求,也就等于满足了所有半导体企业的要求。
产品易移植。由于半导体行业规范的高度统一、检测要求的标准化。因此视觉系统在半导体行业中,各客户之间的移植性极高。
高利润。由于半导体行业的最终产品——芯片,其自身就具有极高的利润空间。因此视觉系统在半导体行业,可以获得其他行业很难相比的利润回报。
文章来源:昂敏智能
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