苏州维嘉科技股份有限公司(以下简称“维嘉科技”)成立于2007年,国家级专精特新“小巨人”企业、国家高新技术企业,是一家专注于高端电子电路、IC先进封测等战略新兴领域的数字化智能高端专用装备提供商。

2024年初,维嘉科技的“高速精密背钻孔缺陷自动光学检测仪研发及产业化”项目荣获被誉为“中国智能科学技术最高奖”的吴文俊人工智能科学技术奖。带着对维嘉科技的好奇,2024年8月21日下午,《机器视觉系统》杂志走进位于苏州工业园区的苏州维嘉科技股份有限公司,专程采访了孟凡辉总工程师。

机器视觉助力赋能,维嘉深耕电子电路高端制造,布局半导体先进封测

孟凡辉先生,正高级工程师,硕士毕业于南京理工大学机械电子工程专业。求学过程中,他深刻感受到我国在高端装备领域受制于人的窘境,并确定了未来的从业规划。毕业后,他选择加入了中国电子科技集团第四十五研究所,从事电子工业专用设备的研发工作,期间主导或参与了总装备部和科技部863计划等多项装备研发国家级项目,在设备软硬件开发方面积累了丰富的经验。

维嘉科技一直以“进口替代、补链强链、持续创新”为目标,始终坚持“聚力创新”的人才战略。2014年,经老同事介绍,孟凡辉与维嘉科技理念契合、相互认可,以高级软件工程师的身份加入团队,目前担任总工程师职务。

背钻孔缺陷检查机

问及维嘉科技取得屡获重量级技术奖项的根本原因,孟凡辉说:“维嘉科技的创新成果并非一朝一夕成就,而是源于清晰的长期规划和踏实的创新理念。在满足用户当前工艺需求基础上,我们还考虑行业中长期工艺的发展趋势,持续投入资金开展技术预研。”以首个参与开发的机器视觉产品“高速孔位精度测量仪”为例,孟凡辉介绍道:“早期市场上的孔位精度测量仪为台资企业占据,其XY运动平台为旋转伺服电机驱动滚珠丝杠结构。由于彼时用户主要关注测量仪的速度指标,而对精度指标要求不高,所以这套结构也满足了当时的市场需求”。但维嘉科技深刻认识到在电子产品轻薄短小的发展趋势下,电子制程工艺必然向更高密度、更小L/S(线宽/线距)方向发展,孔径将越来越小、越来越密,因而对孔位的测量精度需求将越来越高。着眼这一趋势,维嘉科技研发团队跳出传统的运动平台结构和过度依赖镜头精度校准的技术路线,应用直线电机驱动结构和光机优化设计的新思路,成功消除了传统技术路线的丝杠间隙和镜头透视误差,显著提高了孔位测量的精度与可靠性,提高了高密度微孔超快识别视觉算法的鲁棒性,获得了极佳的应用效果,可完全实现对进口设备的替代。

一直以来,运用机器视觉技术为产品设备加装“工业之眼”是维嘉科技攀登制造业高端化、智能化高峰的重要抓手。“我们陆续开发出多款智能机器视觉技术加持下的重磅产品,引领了行业潮流”,孟凡辉先生自豪地说。

基板CCD钻孔机

在深耕多年的高端电子电路领域,维嘉科技将机器视觉与钻孔加工工艺发展趋势紧密融合,不断攻克产业高端应用需求,精准匹配国家新质生产力的发展方向。2010年前后,公司开展了独立分体平台结构钻孔机、CCD视觉补偿加工和加工测量一体化等技术研发及专利布局。近些年来,维嘉科技推出的高精度基板CCD钻孔机产品,在TTM等头部企业实现了产业化应用。该产品协同背钻孔缺陷检查机,提供了集视觉补偿钻孔、一钻孔位测量、高精度残桩长度可控背钻加工和背钻孔缺陷检测于一体的背钻工艺闭环系统解决方案,有效控制了背钻残桩长度(Stub length),可满足当前AI服务器、高速通信背板、高速交换机和光模块等产品对高端电子电路的加工要求。

在潜力巨大的IC先进封测领域,维嘉科技将机器视觉与封测技术有机结合,深度服务半导体产业自主可控的国家战略,致力打造“第二成长曲线”。目前,维嘉科技已成功开发半导体切割分选一体机产品,该设备的机器视觉模块可同时实现视觉识别、视觉定位与视觉缺陷检测等多项功能,配合其他模块可实现对DFN/QFN/BGA等多种封装形式产品的高效、高精度切割和视觉分选,性能可与进口设备相媲美,技术门槛高。

近年来,人工智能技术在机器视觉领域的应用初见端倪。电路板的工艺复杂性和IC芯片多样性,决定了在精密视觉测量、视觉定位、缺陷检测和OCR识别等应用场景下,传统视觉算法难以快速应对。为此,维嘉科技为多款视觉检测设备增加了AI深度学习能力。“AI深度学习技术提供了一种全新的视角和编程范式,集成了AI深度学习通用软件模块的视觉检测软件,可以快速有效地满足设备在电路板和芯片行业的各种应用场景。”孟凡辉说,“本次荣获吴文俊人工智能科学技术奖是对公司独立自主开发的AI深度学习技术在背钻孔缺陷检测中实现成功应用的肯定”。

坚持高端定位,注重自主研发,持续助力产业补链强链

在高端装备行业,中国在关键技术、核心零部件和高端产品等方面对外依赖的状况,制约了相关领域的发展。维嘉科技成立之初,电子电路精密加工装备市场被以日立为代表的境外厂商所主导,国内电子电路厂商深受昂贵设备的困扰,产能建设受制严重。目睹此情景,维嘉科技立足行业痛点,以“进口替代、补链强链、持续创新”为目标,长期投入开发电子电路、IC先进封测所需的高端化、智能化、绿色化整机装备与核心模块,持续助力我国关键基础产业的自主可控与国民经济的转型升级。

经过多年创新积淀,维嘉科技业已形成丰富的技术积累,拥有授权发明专利百余项、实用新型专利两百余项、软件著作权五十余项,参与制定多项国家标准。公司先后建立了江苏省PCB数控钻孔技术及设备工程技术研究中心、江苏省企业技术中心、江苏省研究生工作站、江苏省工业设计中心等省级研发机构,并与江苏省产业技术研究院共建“JITRI-维嘉科技联合创新中心”。自2018年以来,维嘉科技连续6年入选中国电子电路行业协会的“中国电子电路行业专用设备企业排行榜”,并名列前茅。此外,维嘉科技还获得吴文俊人工智能科学技术奖、江苏省科学技术奖、中国机械工业科学技术奖和江苏省人工智能学会科学技术奖等诸多荣誉,被评为江苏省智能制造领军服务机构。多款创新产品被行业专家鉴定为技术指标处于国际先进或领先水平,被授予江苏省首台(套)重大装备产品、苏锡常首台(套)重大装备等荣誉。

芯片切割分选一体机

“荣获吴文俊人工智能科学技术奖得益于维嘉科技优质的创新土壤与强大的创新能力。”孟凡辉说,“一路走来,维嘉科技提出了许多创新性的技术和解决方案,如全直线电机驱动技术、双轴同步加工技术、高精度深度控制技术、基于机器视觉的精密测量及精度补偿技术、高速芯片取放技术和全自动智能钻孔车间解决方案。未来,我们将继续围绕业内高端需求,坚持自主创新,相信会有更多的新想法、新成果值得期待。”孟凡辉先生满怀自豪地表示:“能在维嘉这样优秀的企业工作,并为推动行业进步贡献自己的一份力量,是我最有成就感的事。”他眼中闪烁着坚定的光芒。

与《视觉系统设计》共同成长

《视觉系统设计》杂志自2013年创刊以来,伴随着孟凡辉先生的职业发展他从一名工程师成长为公司的总工程师。在他任职的各个部门,阅读每期的《视觉系统设计》电子杂志已成为“必修课”,纸质杂志也被放在明显的阅览书架上。孟凡辉先生对于VisionCon研讨会的重视更是不言而喻,几乎每场都会参加,并经常派遣多位员工参加。谈及《视觉系统设计》杂志及VisionCon研讨会对他的影响,孟凡辉先生感慨道:“根据我多年在高速高精密设备行业的经验,机器视觉对精密加工和检测设备至关重要。在这个行业中,精度要求极高,‘失之毫厘,谬以千里’,而机器视觉则是确保精度的有效工具。《视觉系统设计》杂志为我在视觉软硬件的选型、应用、迭代以及视觉系统的搭配与设计上提供了很多宝贵的启发和帮助。”此外,他也是雅时《激光世界》杂志及其举办的激光论坛的忠实用户。