Průmyslové aplikace kamer v elektronice a polovodičích

Průmyslové kamery s vysokým rozlišením pro detekci vad na kotoučích (wafer) a integrovaných obvodech (IC)

Snímkování s globálním uzávěrkem v rozlišení na úrovni mikrometrů pro inspekci na úrovni kotoučů (wafer)

Průmyslové kamery s globálním uzávěrem eliminují rozmazání pohybu při rychlém skenování polovodičových destiček a pořizují ostré snímky s rozlišením až 1 mikrometr. Tato úroveň podrobnosti je zásadní pro detekci drobných trhlin, prachových částic a vad v obrazcích na těchto křemíkových destičkách o průměru 300 mm. Senzory s postupným uzávěrem fungují jinak, zatímco globální uzávěr synchronizuje expozici každého pixelu přesně s pohybem výrobní linky. To je rozhodující rozdíl při inspekci předmětů pohybujících se po dopravníku rychlostí 500 mm/s. V současné době senzory s rozlišením přesahujícím 20 megapixelů dokážou odhalit vady menší než 1 mikrometr, které běžná optika prostě přehlédne. Podle výzkumu publikovaného v odborných časopisech zabývajících se výrobou polovodičů se tímto přístupem v aplikacích, kde je klíčová výtěžnost, snižuje počet vad unikajících detekci téměř o polovinu. Některé systémy navíc využívají vícespektrální zobrazovací techniky, které kombinují viditelné světlo s blízkým infračerveným (NIR) zářením. To zvyšuje kontrast a odhaluje skryté vady pod povrchem bez nutnosti fyzického kontaktu s kontrolovanými materiály.

AI-řízená klasifikace vad integrovaných obvodů (IC) a tištěných spojovacích desek (PCB) v reálném čase pomocí dat průmyslové kamery

CNN zpracovávají tyto vysokorozlištní kamerové záběry běžící rychlostí 120 snímků za sekundu a detekují různé vady velmi rychle – mluvíme o době kratší než 8 milisekund. Mezi tyto vady patří například pájené mosty na tištěných spojovacích deskách (PCB) či obtížně odhalitelné pinhole v bránovém oxidu integrovaných obvodů. Modely stojící za touto technologií byly natrénovány na rozsáhlých sadách obrázků označených odborníky, což jim umožňuje rozpoznat více než 30 různých typů vad. Při nasazení na hardwaru pro edge computing může systém okamžitě zasáhnout. Pokud detekuje vážné problémy, jako je růst dendritů nebo mikroskopické trhliny v vodivých dráhách, automaticky spustí mechanismy pro odmítnutí výrobku. Klíčovým faktorem úspěchu tohoto řešení je kombinace teplotních dat s obrazovými informacemi z kamer. Tento dvojí přístup snižuje počet falešných poplachů a zvyšuje přesnost detekce na přibližně 99 % během skutečných továrních testů. Každé rozhodnutí je navíc zaznamenáno, čímž se zajišťuje úplná sledovatelnost v celém výrobním procesu. Tato funkce protokolování podporuje neustálé zlepšování a umožňuje inženýrům identifikovat kořenové příčiny opakujících se problémů.

Precizní metrologie a řízení kvality v reálném čase s průmyslovými kamerami

Průmyslové kamery poskytují metrologický výkon v rozlišení pod jedno mikron v 2D/3D prostřednictvím fúze multispektrálního snímkování – tj. kombinace viditelného, infračerveného a ultrafialového spektra – pro detekci mikroskopických deformací, kolísání tloušťky a povrchových vad, které systémy s jedinou vlnovou délkou přehlédnou. Tento vrstvený přístup snižuje nejistotu měření o 40 % oproti konvenčním metodám a zároveň udržuje výkon nad 500 kotoučů/hodinu.

Měření v rozlišení pod jedno mikron v 2D/3D prostřednictvím fúze multispektrálních průmyslových kamer

Tyto multimodální fúzní kamery shromažďují rozměrová data z různých vlnových délek současně a vytvářejí podrobné 3D mapy s rozlišením lepším než půl mikrometru. Eliminují nutnost provádět více měřicích kroků, čímž se doba inspekce zkrátí přibližně o 60 procent. Systém dokáže detekovat jemné škrábance hluboké pouze dva mikrometry a zároveň odhalit jakékoli zbytkové kontaminanty na povrchu. Vestavěné grafy statistického řízení procesů (SPC) jsou k dispozici v reálném čase. Pokud se rozměry začnou odchylvat mimo toleranční pásmo ±0,8 mikrometru, je to automaticky označeno. To se vyskytuje zejména u procesů jako chemicko-mechanické broušení, kde takové odchylky běžně vznikají. Obsluha tak přesně ví, kdy je třeba provést úpravy, aniž by musela čekat na pozdější zprávy.

Vizuální systémy nasazované na hraně sítě pro monitorování procesů v čistých prostorách

Umístění průmyslových kamer přímo na hranici (edge) v čistých místnostech třídy ISO 3 až 5 umožňuje litografickým a leptacím strojům získat zpětnou vazbu během několika nanosekund. Kompaktní systémy strojového vidění zpracovávají obrazy přímo na místě, čímž se vyhnete nepohodlným zpožděním v síti, a automaticky spouštějí znovukalibraci, jakmile detekují problémy, jako je například nesouhlas polohy (overlay misalignment) nebo nedostatečné leptání (under-etching). Pokud výrobci využívají umělou inteligenci integrovanou do těchto zařízení k odstranění šumu způsobeného částicemi, dosahují při rychlých výrobních cyklech typicky úspěšnosti přibližně 99,98 % při detekci vad. Tento přístup snižuje počet falešných poplachů přibližně o 35 % ve srovnání se systémy, které spoléhají na cloudové výpočetní technologie. Mnoho vedoucích provozů uvádí, že zpracování dat lokálně značně zlepšuje každodenní chod jejich provozů.

Specializované technologie průmyslových kamer pro polovodičové specifické výzvy

Průmyslové kamery ve SWIR pásmu pro kontrolu křemíkových waferů pod povrchem

Křemík propouští krátkovlnné infračervené (SWIR) světlo v rozmezí přibližně 900 až 1700 nanometrů, což znamená, že speciální SWIR kamery dokážou vidět, co se děje pod povrchem, aniž by cokoli poškodily. Tyto kamery zachycují celou řadu skrytých problémů, které běžné systémy viditelného světla zcela přehlédnou, včetně mikroskopických trhlin, dutin uvnitř materiálů a nežádoucích chemických nečistot. Pro výrobce pracující s nejmodernějšími technologickými uzly umožňuje tento typ zobrazování řešit zásadní problémy, jako je například rušení z tenkých vrstev či kontaminace na zadní straně křemíkových destiček. Při použití SWIR kontrolních metod uvádějí továrny přibližně o 30 % méně falešných poplachů ve srovnání s pouhým povrchovým prohlížením. Navíc tyto systémy vyhovují nárokům výroby a zvládnou zpracovat více než 200 destiček za hodinu. Nejlepší je však to, že během kontroly destičky nepoškozují, takže inženýři mohou procesy upravovat v reálném čase, aniž by museli destičky rozřezávat za účelem analýzy.

Vyvážení přesnosti kontrolního procesu a propustnosti: Potlačení falešně pozitivních výsledků v průmyslových systémech s vysokorychlostními kamerami

Polovodičový průmysl vyžaduje průmyslové kamery schopné detekovat vady na úrovni mikronů, aniž by ztrácely na rychlosti výroby, která často přesahuje 1 000 jednotek za minutu. Avšak existuje jedno omezení: čím rychleji tyto výrobní linky běží, tím více je systém náchylný k falešným poplachům, kdy nesprávně identifikuje bezvadnou součástku jako vadnou. Tyto chyby nejsou jen otravné – skutečně stojí peníze. Podle odhadů z průmyslu může jeden opakující se falešně pozitivní signál každoročně stát firmy přibližně 740 000 USD kvůli ztrátě času na opravu neexistujících problémů, výrobním prostojům a zahození naprosto bezvadných komponent, které byly omylem označeny jako vadné.

K vyřešení tohoto napětí vedoucí systémy integrují tři vzájemně doplňující strategie:

• Adaptivní algoritmy umělé inteligence , neustále zdokonalovaný za použití aktuálních výrobních dat, aby bylo možné rozlišit skutečné vady od environmentálního šumu (např. vibrací nebo odrazů světla);
• Multispektrální zobrazení , který eliminuje falešná měření způsobená odrazivostí analýzou chování podkladu v různých vlnových délkách;
• Hardwarově akcelerované zpracování prostřednictvím FPGA, umožňující analýzu v reálném čase rychlostí vyšší než 10 Gpx/s, aniž by došlo ke ztrátě citlivosti.

Přesně naladěné prahy citlivosti – kalibrované pro každý krok procesu a každý materiálový složený systém – snižují počet falešně pozitivních výsledků o více než 30 % a zároveň splňují požadavky na výkon. Výsledkem je méně neoprávněných zastavení, menší množství funkčních komponent, které jsou zbytečně vyřazovány, a lepší soulad mezi přísností kontrol a provozní efektivitou.

Jste připraveni optimalizovat kontrolu elektroniky a polovodičů průmyslovými kamerami?

Elektronika a výroba polovodičů vyžaduje řešení průmyslových kamer, která nabídka nepřekonatelná mikrometrové přesnost, v reálném čase zpracování a vysoký výkon všechny  tyto  adresa jedinečné výzvy výroby waferů, integrovaných obvodů (IC) a tištěných spojovacích desek (PCB), od detekce podpovrchových vad po monitorování hran čistých prostor. vede k snížené výtěžnosti, nákladné falešné pozitivní výsledky a neplánované výpadky který podkopává esefektivitu a kvalitu pracovních postupů v polovodičovém a elektronickém průmyslu.

S 15letou zkušeností v oblasti strojového vidění společnost HIFLY Technology poskytuje navrhuje specializovaná průmyslová řešení s použitím kamer pro výrobu elektroniky a polovodičů . Mezi ně patří vysoce rozlišovací kamery s globálním uzávěrkem, systémy pro fúzi vícespektrálního obrazu a speciální kamery pro krátkovlnné infračervené záření (SWIR). Jsou kombinovány se shodnými průmyslovými objektivy a osvětlením pro strojové vidění za účelem vytvoření bezproblémového a integrovaného systému pro kontrolu kvality. Naše řešení jsou certifikována podle normy ISO 9001:2015 a jsou podporována globální technickou podporou, jsou v li nes tím bezchybnost , high-throughput cíle vašich výrobních linek polovodičů a elektroniky.

Kontaktujte nás ještě dnes pro bez závazku konzultaci za účelem návrhu řešení průmyslového kamerového inspekčního systému, které přesně vyhovuje vašim výrobním požadavkům.