晶片需求反彈躍升的情況,讓全球的製造產能嚴重吃緊。只要能讓晶片製造流程更迅速、更有效率且更便宜,就能取得競爭優勢。
越來越精密複雜且配備深度學習工具的視覺系統,能夠在短時間內,大幅改善產能、改善對位、可追溯性及缺陷探測。
對位
矽晶圓是以一系列步驟製造而成,各步驟都會在前一層上面,再覆蓋另一層材料,因此每一層都必須精確對位。
晶圓 Notch 定位
整體的晶圓對位通常是透過檢查 Notch 的方向來完成。傳統方法不僅體積龐大、進行速度緩慢,也難以處理越來越常見的透明晶圓。康耐視 In-Sight 視覺系統配備 PatMax 演算法,可架設在狹小的空間內,而且 Notch 不論朝向何方,都能可靠地探測出來。
晶圓和晶粒對準
晶圓對位不良會在光刻、探測和測試,還有切割期間造成問題,導致產生缺陷和廢料。康耐視的 PatMax 幾何圖案定位演算法能以高準確度且一貫的方式,尋找和對準各種不同的晶圓與晶粒圖案,改善品質與成品率。
識別/可追溯性
為了確保製造效率、測量產品的品質和遏止偽造品,晶圓、晶圓載具、引線架構、晶粒、積體電路 (IC) 及印刷電路板 (PCB) 都會有機器可讀的識別條碼,以及人類可讀的英數字元,以供追蹤之用。
這些條碼可能難以讀取,或在製造流程期間出現磨損,使得光學字元讀取 (OCR) 讀取和解碼困難,且容易發生錯誤。
晶圓 OCR
以鐳射標記的英文、數字或 DataMatrix ID,可以在製造至切割期間追蹤矽晶圓。晶圓表面會反光,而且條碼可能會在光罩、刻蝕及光刻期間劣化。康耐視晶圓讀碼器使用晶圓專用的探測演算法,來處理 OCR 與二維碼兩者。可調整集成光源與圖像處理功能可讓漏讀情況減至最少。
晶圓載環 OCR
由於晶圓本身以鐳射標記的 ID 在切割之後便無法使用,所以在切割到進行引線接合的期間,會由標有 ID 的載環運送晶圓。切割後清潔載環會讓上面的條碼劣化,而在誤讀條碼時,造成自動化流程速度變慢。
模稜兩可的英數字元與載環表面變化,使傳統機器視覺難以辨識條碼。智慧型相機搭配使用 Cognex Deep Learning 的 OCR 工具,即使是嚴重受損條碼,也都能辨識。
IC (積體電路) 追蹤
IC 中的晶片會與稱為引線架構的金屬基材接合,用於連接和支撐。以鐳射在引線架構刻出的二維 DataMatrix 條碼,在生產期間的劣化程度,還有引線架構本身的低對比與反光特性,都讓這些條碼難以讀取。康耐視圖像式讀碼器搭配有彈性的光源與光學件配置,使用領先業界的演算法,即使面對難讀的二維 DataMatrix 條碼也能解碼。
IC OCR
完成封裝測試之後,都會在每顆晶片上模壓英數條碼,以在 PCB 上組裝晶片時提供可追溯性和驗證。這些條碼可能會因為環境層壓而變形,還會因為表面相當粗糙而使可讀性降低。Cognex Deep Learning 的 OCR 工具可迅速完成訓練,學會讀取反光且粗糙背景上的變形、歪斜及低對比條碼,還可以針對新的表面迅速重新訓練。
下載技術白皮書_半導體解決方案指南_Semiconductor_Solutions_Guide_TW
瑕疵檢測
在生產流程及早識別出缺陷,同時將單純的外觀瑕疵視為合格,可以將重工和人工檢測作業減至最少,進而增加每片晶圓的成品率。