隨著芯片技術和芯片封裝技術的不斷革新,芯片面積和封裝面積都朝著更小、更輕、更薄化發(fā)展,引腳數(shù)增多,引腳間距減小,芯片外觀檢測的難度也不斷增加,傳統(tǒng)的人工檢測方式已經(jīng)難以滿足檢測的高要求,也無法適應大批量生產(chǎn)制造。機器視覺檢測系統(tǒng)正廣泛地應用于各個領域,從醫(yī)學界圖像到遙感圖像,從工業(yè)生產(chǎn)檢測到文件處理,從毫微米技術到多媒體數(shù)據(jù)庫等,需要人類視覺的場合幾乎都需要機器視覺檢測系統(tǒng),特別在某些要求高或人類視覺無法感知的領域,如精確定量感知、危險現(xiàn)場感知、不可見物體感知等,機器視覺檢測系統(tǒng)的作用就顯得尤為重要了。
芯片外觀缺陷主要包括三個方面的內(nèi)容,機器視覺檢測設備能夠對這些問題進行檢測。
1.芯片封裝體缺陷檢測,如刮痕、污跡、破損、未灌滿、外溢等。
2.印刷缺陷檢測,如錯字、偏移、漏印、多印、模糊、傾斜、位移、斷字、雙層印、無字模等。
3.引腳缺陷檢測,如引腳缺失、引腳破損、引腳間距、引腳寬度、引腳彎曲度、引腳跨距、引腳長度差異、引腳站立高、引腳共面度、引腳傾斜等。
機器視覺檢測所具有的非接觸性、連續(xù)性、經(jīng)濟性、靈活性等優(yōu)點,使人們有了更好的選擇,人工檢測正逐漸被機器視覺檢測所替代將機器視覺檢測系統(tǒng)應用于芯片檢測。利用機器視覺檢測的優(yōu)勢:
1.非接觸性
作為一個精確的檢測設備,機器視覺檢測通過分析處理被檢對象圖像對此對象進行測量。測量過程中并不需要接觸,所以對被測對象沒有磨損和危險,實現(xiàn)了無損檢測。
2.連續(xù)性
機器視覺檢測系統(tǒng)的優(yōu)勢是顯而易見的,因為人有情緒,會勞,把人用作機器是不可靠的與人眼相比,機器不僅不會疲勞,而且具有人所不具有的一致性和重復性,能長時間不間斷運作。
此外,由于沒有人工操作者,也就沒有了人為造成的操作變化,多個系統(tǒng)能設定單獨運行。
3. 精確性
近年來,由于芯片封裝的小型化,生產(chǎn)的復雜程度增加,生產(chǎn)率卻不斷增強,加上各種新型元器件的廣泛使用,使得在半導體芯片的封裝和裝配流水線,僅僅使用人眼進行檢測操作已經(jīng)不能保證生產(chǎn)線的質量和效率。檢測的速度和精確度在很長時間內(nèi),是制約芯片產(chǎn)能和質量進一步提高的瓶頸。
如何具有與封裝生產(chǎn)相匹配的速度,實現(xiàn)99.99%的在線檢測,一直是半導體制造商最為關注的問題。而檢測速度和精確性正是機器視覺檢測具備的一個明顯優(yōu)勢,日新月異的機器視覺檢測系統(tǒng),正在代替人進行全自動的產(chǎn)品檢測。
4.經(jīng)濟性
隨著視覺檢測技術的逐步成熟與處理硬件設備價格的降低,機器視覺檢測的經(jīng)濟性逐漸顯現(xiàn)出來。一套機器視覺檢測系統(tǒng)能代替多個人工檢測者。另外機器視覺檢測普遍的操作和維持費用都比較低。
5.可擴展性
機器視覺系統(tǒng)能夠進行各種不同的測量。機器視覺系統(tǒng)比光學和機器傳感器具有更好的適應性,多樣性,靈活性和可重組性。當需要改變檢測過程時,對機器視覺系統(tǒng)來說“工具更換”僅僅是更新軟件,而非升級昂貴的硬件。當生產(chǎn)線重組之后,機器視覺系統(tǒng)往往可以被保留下來而繼續(xù)使用。
機器視覺表面缺陷檢測應用
應用的領域十分的廣泛,主要包括鋼鐵冶金,有色金屬加工,高精銅板帶,鋁板帶,鋁箔,不銹鋼制造,電子素材,無紡布,織物,玻璃,紙張,薄膜等領域。
為什么要使用表面缺陷檢測系統(tǒng)呢?保證產(chǎn)品質量,改善生產(chǎn)工藝,減少人工成本。線掃描表面缺陷檢測系統(tǒng)主要構成:視覺采集部主要包括線陣相機,鏡頭,光源,圖像采集卡。系統(tǒng)支架部分包括:相機支架,光源支架,和操作臺支架。電氣部分(通信/控制部)包括編碼器,運動控制卡或者PLC,也有可能會有馬達等。其他:各種電線電纜,CL線啊,電源線啊,各種SMPS啊,照明控制器啊等等。
總結,視覺外觀缺陷檢測系統(tǒng)的基本配置主要包括圖像采集模塊,圖像處理模塊,圖像分析模塊,數(shù)據(jù)管理和人機界面模塊。與傳統(tǒng)的人工檢驗方式相比,機器視覺檢測芯片外觀缺陷與人工檢測有著不可比擬的優(yōu)勢:檢測速度快,檢測精度高,檢測效率高,誤判率低,更客觀可靠,非接觸式檢測不會對芯片造成接觸損傷。