Aplicaciones de cámaras industriales en electrónica y semiconductores

Cámaras industriales de alta resolución para la detección de defectos en obleas y circuitos integrados (IC)

Imagen con obturador global a resolución micrométrica para inspección a nivel de oblea

Las cámaras industriales con obturadores globales eliminan el desenfoque por movimiento al escanear obleas a alta velocidad, capturando imágenes nítidas con una resolución tan fina como 1 micrómetro. Este nivel de detalle es muy importante para detectar grietas diminutas, partículas de polvo y defectos en los patrones de esas obleas de silicio de 300 mm. Los sensores con obturador rodante funcionan de forma distinta, pero los obturadores globales sincronizan exactamente la exposición de cada píxel con el movimiento de la línea de producción. Esto marca toda la diferencia durante la inspección de objetos que se desplazan sobre cintas transportadoras a velocidades de 500 mm/s. Actualmente, los sensores de más de 20 megapíxeles pueden identificar problemas menores de un micrómetro que las ópticas convencionales simplemente pasan por alto. Según investigaciones publicadas en revistas especializadas en fabricación de semiconductores, esto reduce casi a la mitad la cantidad de defectos que pasan inadvertidos en aplicaciones donde el rendimiento (yield) es crítico. Algunos sistemas también emplean técnicas de imagen multiespectral que combinan luz visible con longitudes de onda del infrarrojo cercano (NIR), lo que mejora el contraste y revela defectos ocultos bajo la superficie sin necesidad de tocar los materiales sometidos a inspección.

Clasificación en tiempo real impulsada por IA de defectos en CI y PCB mediante datos de cámaras industriales

Las CNN gestionan esas transmisiones de cámaras de alta resolución que funcionan a 120 fotogramas por segundo, detectando todo tipo de defectos con gran rapidez: hablamos de menos de 8 milisegundos. Entre ellos se incluyen, por ejemplo, puentes de soldadura en placas de circuito impreso y esos molestos agujeros en la capa de óxido de puerta de los circuitos integrados. Los modelos subyacentes a esta tecnología se han entrenado con enormes conjuntos de datos de imágenes etiquetadas por expertos, lo que les permite identificar más de 30 tipos diferentes de fallos. Al implementarse en hardware de computación en el borde (edge computing), el sistema puede actuar de forma inmediata: si detecta problemas graves, como el crecimiento de dendritas o microgrietas en las pistas, activa automáticamente los mecanismos de rechazo. Lo que hace que esta configuración funcione tan bien es su capacidad para combinar datos térmicos con la información visual capturada por las cámaras. Este enfoque dual reduce significativamente las alarmas falsas y eleva la tasa de precisión a aproximadamente el 99 % durante las pruebas reales en fábrica. Asimismo, todas las decisiones tomadas se registran, lo que garantiza una visibilidad completa en todo el proceso de fabricación. Esta funcionalidad de registro apoya mejoras continuas y permite a los ingenieros identificar las causas fundamentales de cualquier problema recurrente.

Metrología de precisión y control de calidad en tiempo real con cámaras industriales

Las cámaras industriales ofrecen un rendimiento de metrología 2D/3D submicrométrico mediante la fusión de imágenes multiespectrales —combinando los espectros visible, infrarrojo y ultravioleta para detectar deformaciones microscópicas, variaciones de espesor y defectos superficiales que los sistemas de una sola longitud de onda pasan por alto—. Este enfoque estratificado reduce la incertidumbre de medición en un 40 % frente a los métodos convencionales, manteniendo al mismo tiempo una tasa de procesamiento superior a 500 obleas/hora.

Medición 2D/3D submicrométrica mediante fusión de cámaras industriales multiespectrales

Estas cámaras de fusión multiespectral recopilan datos dimensionales desde diferentes longitudes de onda simultáneamente, generando mapas 3D detallados con una resolución inferior a medio micrómetro. Eliminan la necesidad de múltiples pasos de medición, lo que reduce el tiempo de inspección en aproximadamente un 60 %. El sistema puede detectar arañazos diminutos de tan solo dos micrómetros de profundidad y identificar cualquier contaminante residual en las superficies. Además, incorpora gráficos SPC en tiempo real. Cuando las dimensiones comienzan a desviarse fuera de las tolerancias de ±0,8 micrómetros, se genera automáticamente una alerta. Esto ocurre especialmente durante procesos como el pulido químico-mecánico, donde dichas desviaciones son frecuentes. Así, los operadores saben exactamente cuándo deben realizar ajustes, sin tener que esperar informes posteriores.

Sistemas de visión implementados en el borde para el monitoreo en línea de procesos en salas limpias

Colocar cámaras industriales directamente en el borde, dentro de salas limpias de clase ISO 3 a 5, permite que las máquinas de litografía y grabado reciban retroalimentación en tan solo nanosegundos. Estos sistemas de visión compactos realizan el procesamiento de imágenes directamente en el lugar, evitando así los molestos retrasos de red, y desencadenan recalibraciones automáticas al detectar problemas como desalineación de superposición o subgrabado. Cuando los fabricantes utilizan inteligencia artificial integrada en estos dispositivos para filtrar el ruido causado por partículas, suelen alcanzar un índice de éxito del 99,98 % en la detección de defectos durante ciclos de producción rápidos. Este enfoque reduce las alarmas falsas aproximadamente un 35 % en comparación con configuraciones que dependen de la computación en la nube. Muchos responsables de planta indican que este procesamiento local hace que sus operaciones sean mucho más fluidas en el día a día.

Tecnologías especializadas de cámaras industriales para desafíos específicos del sector semiconductor

Cámaras industriales SWIR para la inspección subsuperficial de obleas de silicio

El silicio permite el paso de la luz infrarroja de onda corta o SWIR entre aproximadamente 900 y 1700 nanómetros, lo que significa que cámaras especiales SWIR pueden observar lo que ocurre debajo de la superficie sin dañar nada. Estas cámaras detectan todo tipo de problemas ocultos que los sistemas convencionales de luz visible pasan por completo por alto, incluidas grietas microscópicas, cavidades internas en los materiales e impurezas químicas no deseadas. Para los fabricantes que trabajan con nodos tecnológicos de vanguardia, este tipo de imagen resuelve importantes problemas, como las interferencias provocadas por películas delgadas y la contaminación en la cara posterior de las obleas de silicio. Al emplear técnicas de inspección SWIR, las fábricas informan aproximadamente un 30 % menos de alarmas falsas en comparación con la simple inspección visual de las superficies. Además, estos sistemas cumplen con las exigencias de producción, procesando más de 200 obleas por hora. Lo mejor de todo es que no dañan las obleas durante la inspección, por lo que los ingenieros pueden ajustar los procesos en tiempo real sin necesidad de seccionarlas para su análisis.

Equilibrar la precisión de la inspección y el rendimiento: mitigación de falsos positivos en sistemas industriales de cámaras de alta velocidad

La industria semiconductor necesita cámaras industriales capaces de detectar defectos a nivel micrométrico, manteniendo al mismo tiempo velocidades de producción que suelen superar las 1.000 unidades por minuto. Sin embargo, existe un inconveniente cuando estas líneas operan a mayor velocidad: el sistema se vuelve más propenso a alarmas falsas, es decir, identifica incorrectamente como defectuosos elementos que no lo son. Estos errores no son solo molestos; en realidad suponen un coste económico. Según datos del sector, una señal recurrente de falso positivo puede restar alrededor de 740.000 dólares estadounidenses anuales a las empresas debido al tiempo perdido en solucionar problemas inexistentes, las paradas de producción y el desecho de componentes perfectamente válidos que fueron marcados erróneamente.

Para resolver esta tensión, los sistemas líderes integran tres estrategias complementarias:

• Algoritmos de IA adaptativos , refinado continuamente mediante datos de producción en tiempo real para distinguir defectos reales del ruido ambiental (por ejemplo, artefactos por vibración o reflejos especulares);
• Imagen multiespectral , lo que mitiga las lecturas falsas inducidas por la reflectividad analizando el comportamiento del sustrato a lo largo de diferentes longitudes de onda;
• Procesamiento acelerado por hardware mediante FPGAs, lo que permite análisis en tiempo real a más de 10 Gpx/s para mantener la velocidad sin sacrificar la sensibilidad.

Umbrales de sensibilidad ajustados con precisión —calibrados para cada paso del proceso y para cada pila de materiales— reducen los falsos positivos en más del 30 %, al tiempo que cumplen con los objetivos de rendimiento. El resultado es un menor número de paradas innecesarias, menos descarte de componentes funcionales y una mayor coherencia entre la rigurosidad de la inspección y la eficiencia operativa.

¿Listo para optimizar su inspección de electrónica y semiconductores con cámaras industriales?

Fabricación de productos electrónicos y semiconductores requiere soluciones de cámaras industriales que ofrecer inquebrantable a escala micrométrica precisión, tiempo real procesamiento y alto rendimiento . Todos  estos deberían  dIRECCIÓN los desafíos únicos de la producción de obleas, circuitos integrados (IC) y placas de circuito impreso (PCB), desde la detección de defectos subsuperficiales hasta la vigilancia del borde en salas limpias. Recortar costes en el rendimiento de las cámaras o en tecnología especializada da como resultado reducciones en los rendimientos, falsos positivos costosos e interrupciones no planificadas, cuál socavar esla eficiencia y la calidad de los flujos de trabajo en la fabricación de semiconductores y electrónica.

Con 15 años de experiencia en visión artificial, HIFLY Technology proporciona soluciones personalizadas de cámaras industriales para la fabricación de electrónica y semiconductores . Estas incluyen cámaras de obturación global de alta resolución, sistemas de fusión multiespectral y cámaras especializadas en infrarrojo corto (SWIR). Están combinadas con objetivos industriales compatibles y sistemas de iluminación para visión artificial, lo que permite un sistema de inspección fluido e integrado. Apoyadas por la certificación ISO 9001:2015 y por soporte técnico global, nuestras soluciones se encuentran en el necon el cero defectos , de alta velocidad objetivos de sus líneas de producción de semiconductores y electrónica.

Contáctenos hoy para obtener una sin compromiso consulta para diseñar una solución de inspección con cámaras industriales que satisfaga sus necesidades específicas de fabricación.