Ipari kamerák alkalmazása az elektronikában és a félvezetőiparban

Nagyon magas felbontású ipari kamerák gyűrűs és integrált áramkörös (IC) hibák észlelésére

Globális záróidejű képfelvétel mikrométeres felbontásban gyűrűszintű vizsgálathoz

Az ipari kamerák globális záróidővel megszüntetik a mozgáskép-elmosódást, amikor nagy sebességgel vizsgálnak félvezető lemezeket (wafer-eket), és tiszta képeket készítenek akár 1 mikrométeres felbontással is. Ez a részletességi szint különösen fontos a mikroszkopikus repedések, porrészecskék és a 300 mm-es szilíciumlemezek mintázatainak hibái észleléséhez. A gördülő záróidővel működő érzékelők másképpen működnek, míg a globális záróidővel rendelkezők pontosan időzítik minden képpont expozícióját a gyártósori mozgáshoz igazodva. Ez az eltérés döntő jelentőségű, amikor 500 mm/mp sebességgel haladó szállítószalagon mozgó tárgyakat vizsgálnak. Ma már olyan érzékelők is elérhetők, amelyek több mint 20 megapixeles felbontással képesek észlelni egy mikrométernél kisebb hibákat, amelyeket a szokásos optikai rendszerek egyszerűen átengednek. A félvezető-gyártással foglalkozó szakfolyóiratokban megjelent kutatások szerint ez majdnem 50%-kal csökkenti a kimaradó hibák számát olyan alkalmazásokban, ahol a kihozatal (yield) kritikus fontosságú. Egyes rendszerek továbbá többspektrális képalkotási technikákat is alkalmaznak, amelyek a látható fényt a közeli infravörös (NIR) hullámhosszakkal kombinálják. Ez jobb kontrasztot eredményez, és láthatóvá teszi a felület alatt rejtőző hibákat anélkül, hogy érinteni kellene az ellenőrizendő anyagokat.

Mesterséges intelligencián alapuló, valós idejű IC- és nyomtatott áramkörök (PCB) hibáinak osztályozása ipari kamerák adatai alapján

A konvolúciós neurális hálózatok (CNN) kezelik azokat a nagy felbontású kamerabemeneteket, amelyek másodpercenként 120 képkockával futnak, és rendkívül gyorsan észlelik a különféle hiányosságokat – itt 8 milliszekundumnál rövidebb időt jelentünk. Ilyen hiányosságok például a nyomtatott áramkörökön lévő forrasztási hidak, illetve az integrált áramkörökben előforduló zavaró kapu-oxid lyukak. E technológia mögött álló modelleket szakértők által címkézett, óriási méretű képadatbázisokkal tanították, így több mint 30 különböző típusú hibát képesek felismerni. Az él-számítási (edge computing) hardverre telepítve a rendszer azonnali beavatkozást is végezhet. Ha súlyos problémákat, például dendritnövekedést vagy apró repedéseket észlel az áramvezetékekben, automatikusan aktiválja az elutasítási mechanizmusokat. Ennek a rendszerfelállásnak a kiváló működését az teszi lehetővé, hogy a kamerák által látott képi adatokat kombinálja a hőmérsékleti adatokkal. Ez a kétirányú megközelítés csökkenti a hamis riasztások számát, miközben a pontosságot a gyakorlati gyári tesztek során körülbelül 99%-ra emeli. Minden döntést is naplóznak, így teljes átláthatóságot biztosítanak a gyártási folyamat egészében. Ez a naplózási funkció támogatja a folyamatos fejlesztéseket, és lehetővé teszi a mérnökök számára, hogy visszakövessék a gyakran ismétlődő problémák gyökérokaait.

Pontos mérnöki metrologia és valós idejű minőségellenőrzés ipari kamerákkal

Az ipari kamerák almicronos 2D/3D metrologiai teljesítményt nyújtanak többspektrális képfúzió segítségével – a látható, infravörös és ultraibolya spektrumok egyesítésével észlelik a mikroszkopikus torzulásokat, vastagságváltozásokat és felületi hibákat, amelyeket az egyhullámhosszúságú rendszerek át szoktak nézni. Ez a rétegzett megközelítés 40%-kal csökkenti a mérési bizonytalanságot a hagyományos módszerekhez képest, miközben a feldolgozási sebesség 500 wafer/óránál is magasabb marad.

Almicronos 2D/3D mérés többspektrális ipari kamerák fúziójával

Ezek a többspektrális fúziós kamerák ugyanabban az időpillanatban gyűjtenek dimenziós adatokat különböző hullámhosszakról, így részletes, fél mikrométernél finomabb felbontású 3D-térképeket hoznak létre. Ez megszünteti a több lépéses mérés szükségességét, és így az ellenőrzési időt körülbelül 60 százalékkal csökkenti. A rendszer képes észlelni akár két mikrométer mélységű apró karcolásokat is, valamint bármilyen maradék szennyeződést a felületeken. A valós idejű SPC-diagramok is beépítettek. Amikor a méretek elkezdenek eltérni a ±0,8 mikrométeres tűréshatárokon belül, a rendszer automatikusan figyelmeztetést ad. Ez különösen olyan folyamatoknál fordul elő, mint a kémiai-mechanikai polírozás, ahol ilyen eltérések gyakran jelentkeznek. Az üzemeltetők így pontosan tudják, mikor kell beavatkozniuk, anélkül, hogy várniuk kellene a későbbi jelentésekre.

Peremen telepített látási rendszerek tisztasági osztályokban végzett folyamatszerű folyamatfigyeléshez

Az ipari kamerák közvetlen elhelyezése az ISO 3–5 osztályú tisztasági osztályú tisztasági szobák peremén nanoszekundumos visszajelzést biztosít a litográfiai és marási gépek számára. A kompakt látási rendszerek a képfeldolgozást közvetlenül a helyszínen végzik, így kikerülik azokat a zavaró hálózati késleltetéseket, és automatikus újraefektetést indítanak, amint problémákat észlelnek, például fedési eltolódást vagy elégtelen marási hibákat. Amikor a gyártók az eszközökbe beépített mesterséges intelligenciát használják a részecskeszennyeződés okozta zaj szűrésére, általában körülbelül 99,98%-os sikeraránnyal észlelik a hibákat a gyors termelési folyamatok során. Ez a megközelítés körülbelül 35%-kal csökkenti a hamis riasztások számát a felhőalapú számítástechnikára támaszkodó rendszerekhez képest. Számos gyártósori vezető jelentette, hogy ez a helyi feldolgozás napról napra sokkal gördülékenyebbé teszi működésüket.

Félvezetők specifikus kihívásaira specializált ipari kameratechnológiák

SWIR ipari kamerák szilícium alaplemezek alatti rétegeinek vizsgálatához

A szilícium átengedi a rövidhullámú infravörös, azaz SWIR fényt kb. 900 és 1700 nanométer közötti hullámhosszakon, ami azt jelenti, hogy speciális SWIR-kamerák láthatóvá teszik a felület alatt zajló folyamatokat anélkül, hogy bármit is megrongálnának. Ezek a kamerák számos olyan rejtett hibát észlelnek, amelyeket a szokásos látható fényes rendszerek teljesen kihagynak, például apró repedéseket, anyagok belső üres területeit és nem kívánt kémiai szennyeződéseket. A legfejlettebb technológiai csomópontokkal dolgozó gyártók számára ez a képfeldolgozási módszer jelentős problémákat old meg, mint például a vékony rétegek okozta interferencia és a szilíciumlapkák hátsó oldalán lévő szennyeződések. Az SWIR-ellenőrzési technikák alkalmazásakor a gyártók kb. 30 százalékkal kevesebb hamis riasztást jeleznek, mint amikor kizárólag a felületeket vizsgálják. Emellett ezek a rendszerek lépést tartanak a gyártási igényekkel, óránként több mint 200 lapkát kezelnek. A legjobb rész? Az ellenőrzés során a lapkák nem sérülnek, így a mérnökök valós időben tudják finomhangolni a folyamatokat anélkül, hogy a lapkákat elemzés céljából fel kellene vágniuk.

Az ellenőrzés pontosságának és a feldolgozási sebességnek az egyensúlyozása: a hamis pozitív jelek csökkentése nagysebességű ipari kamerarendszerekben

A félvezetőiparnak olyan ipari kamerákra van szüksége, amelyek mikronos szinten képesek hibákat észlelni, miközben továbbra is lépést tartanak a gyártási sebességgel, amely gyakran meghaladja az 1000 egységet per percenként. Ám amikor ezek a sorok gyorsabban futnak, egy probléma merül fel: a rendszer egyre inkább hajlamos hamis riasztásokra, azaz olyan esetekre, amikor tévesen minősít valamit hibásnak. Ezek a hibák nemcsak bosszantók, hanem tényleges pénzbeli veszteséget is okoznak. Az ipari adatok szerint egy ismétlődő hamis pozitív jel évente körülbelül 740 000 dollárnyi költséget eredményezhet a vállalatoknál a nem létező problémák megoldására fordított pazarolt idő, a termelés leállításai és a tévesen hibásnak minősített, teljesen jól működő alkatrészek kidobása miatt.

Ennek a feszültségnek a feloldására a vezető rendszerek három kiegészítő stratégia integrálását alkalmazzák:

• Adaptív MI-algoritmusok , amelyet folyamatosan finomítanak a gyártási folyamat valós idejű adatai alapján, hogy megkülönböztesse a tényleges hibákat a környezeti zajtól (pl. rezgés okozta torzulások vagy tükröződési csillogás);
• Több hullámhosszúsztartományt használó képalkotás , amely csökkenti a fényvisszaverődésből eredő hamis méréseket a felületi anyag viselkedésének elemzésével különböző hullámhosszakon;
• Hardveres gyorsítású feldolgozás fPGA-k segítségével, amely lehetővé teszi a valós idejű analitikát több mint 10 Gpx/mp sebességgel, így fenntartható a magas sebesség érzékenységvesztés nélkül.

Pontosan beállított érzékenységi küszöbértékek – minden folyamatlépéshez és anyagrészlethez kalibráltan – több mint 30%-kal csökkentik a hamis pozitív eredmények számát, miközben teljesítik a megcélzott feldolgozási kapacitást. Az eredmény kevesebb indokolatlan leállás, kevesebb működőképes alkatrész selejtezése, valamint szorosabb összhang az ellenőrzés szigorúsága és a működési hatékonyság között.

Készen áll az elektronikai és félvezető-ellenőrzés optimalizálására ipari kamerák segítségével?

Elektronika és halványtömegű gyártás szükség van ipari kameramegoldások, amelyek kínál változatlan mikrométeres pontosságot, valós idejű feldolgozást és magas átbocsátást . Mindegyik  ezeknek  cím a szilíciumlemez-, IC- és nyomtatott áramkör-gyártás egyedi kihívásainak, a felület alatti hibák észlelésétől a tisztasági osztályok széle monitoringjáig. A kamerák teljesítményének vagy specializált technológiáknak a lerövidítése eredményez csökkentett kihozatalhoz, költséges hamis pozitív eredményekhez és tervezetlen leállásokhoz vezethet, melyik aláássák esa félvezető- és elektronikai gyártási folyamatok hatékonyságát és minőségét.

A HIFLY Technology 15 évnyi gépi látás-szakértelemmel rendelkezik biztosít testre szabott ipari kameramegoldásokat kínál az elektronikai és félvezető-gyártáshoz . Ezek közé tartoznak nagyfelbontású globális zárókamerák, többspektrumos fúziós rendszerek és SWIR-specializált kamerák. Ezeket megfelelő ipari objektívekkel és gépi látásra optimalizált megvilágítással kombináljuk, így zavarmentes, integrált ellenőrző rendszert kapunk. Az ISO 9001:2015 szabvány szerint tanúsított minőségirányítási rendszerünk és a világ szerte elérhető műszaki támogatás biztosítja, hogy megoldásaink jelen vannak li nea hibamentes , magas átviteli sebesség félvezető- és elektronikai gyártósorai céljai.

Vegye fel velünk a kapcsolatot még ma egy kötetlen tanácsadás az ipari kamerás ellenőrzési megoldás kialakításához, amely pontosan megfelel gyártási igényeinek.