Toepassingen van industriële camera's in de elektronica- en halfgeleidersector

Industriële camera's met hoge resolutie voor detectie van wafel- en IC-defecten

Beeldvorming met globale sluiter op micronniveau voor inspectie op wafelniveau

Industriële camera's met globale sluiter elimineren bewegingsonscherpte bij het scannen van wafers met hoge snelheid en maken scherpe afbeeldingen met een resolutie tot 1 micrometer. Dit detailniveau is zeer belangrijk voor het detecteren van minuscule barsten, stofdeeltjes en problemen met de patronen op die 300 mm grote siliciumwafers. Rollingshutter-sensoren werken anders, maar bij globale sluiter-sensoren wordt de belichtingstijd van elk pixel exact gesynchroniseerd met de beweging van de productielijn. Dat maakt het verschil wanneer onderdelen die zich met een snelheid van 500 mm/sec over transportbanden verplaatsen, worden geïnspecteerd. Tegenwoordig kunnen sensoren met meer dan 20 megapixel problemen opsporen die kleiner zijn dan één micrometer — details die gewone optiek simpelweg over het hoofd ziet. Volgens onderzoek gepubliceerd in vakbladen over halfgeleiderproductie vermindert dit het aantal onopgemerkte defecten bijna met de helft in toepassingen waarbij opbrengst (yield) echt van cruciaal belang is. Sommige systemen maken bovendien gebruik van multispectrale beeldvormingstechnieken die normaal zichtbaar licht combineren met nabij-infraroodgolflengten (NIR). Dit levert betere contrastverhoudingen op en onthult verborgen gebreken onder het oppervlak, zonder dat de te inspecteren materialen fysiek hoeven te worden aangeraakt.

AI-gestuurde real-time classificatie van IC- en PCB-defecten met behulp van gegevens van industriële camera's

CNN's verwerken die hoge-resolutie camerabeelden die met 120 beeldframes per seconde worden uitgevoerd, en detecteren allerlei gebreken zeer snel – we hebben het hier over minder dan 8 milliseconden. Dit omvat onder andere soldeerverbindingen op printplaten en die vervelende gateoxidegaatjes in geïntegreerde schakelingen. De modellen achter deze technologie zijn getraind met behulp van enorme datasets van door experts gelabelde afbeeldingen, waardoor ze meer dan 30 verschillende soorten fouten kunnen herkennen. Bij implementatie op edge-computinghardware kan het systeem onmiddellijk actie ondernemen. Als het ernstige problemen detecteert, zoals dendrietgroei of minuscule scheurtjes in geleidingsbanen, activeert het automatisch afkeurmechanismen. Wat deze opstelling zo effectief maakt, is de manier waarop thermische gegevens worden gecombineerd met wat de camera’s zien. Deze tweeledige aanpak vermindert valse alarmen en verhoogt de nauwkeurigheid tot ongeveer 99% tijdens daadwerkelijke fabriekstests. Elke genomen beslissing wordt ook vastgelegd, wat bijdraagt aan volledige zichtbaarheid gedurende het productieproces. Deze logfunctie ondersteunt voortdurende verbeteringen en stelt ingenieurs in staat om de oorzaken van terugkerende problemen op te sporen.

Precisie-metrologie en real-time kwaliteitscontrole met industriële camera's

Industriële camera's leveren submicron 2D/3D-metrologieprestaties via fusie van multispectrale beeldvorming – waarbij zichtbaar licht, infrarood en ultraviolet worden gecombineerd om microscopische vervorming, diktevariatie en oppervlaktegebreken te detecteren die door systemen met één golflengte worden over het hoofd gezien. Deze laagsgewijze aanpak vermindert de meetonzekerheid met 40% ten opzichte van conventionele methoden, terwijl de doorvoersnelheid boven de 500 wafers/uur wordt gehandhaafd.

Submicron 2D/3D-meting via fusie van multispectrale industriële camera's

Deze multispectrale fusiecamera's verzamelen afmetingsgegevens van verschillende golflengten tegelijkertijd, waardoor gedetailleerde 3D-kaarten worden gecreëerd met een resolutie van minder dan een halve micrometer. Ze elimineren de noodzaak van meerdere meetstappen, waardoor de inspectietijd met ongeveer 60 procent wordt verminderd. Het systeem kan minuscule krassen detecteren die slechts twee micrometer diep zijn en eventuele resterende verontreinigingen op oppervlakken opsporen. Realtime SPC-grafieken zijn ook direct geïntegreerd. Wanneer afmetingen buiten de tolerantiegrens van plus of min 0,8 micrometer beginnen te wijken, wordt dit automatisch gemarkeerd. Dit gebeurt vooral tijdens processen zoals chemisch-mechanische polijsten, waar dergelijke afwijkingen veelvoorkomen. Operators weten dan precies wanneer aanpassingen moeten worden doorgevoerd, zonder te hoeven wachten op latere rapporten.

Aan de rand geïmplementeerde visiesystemen voor inline procesbewaking in cleanrooms

Het plaatsen van industriële camera's direct aan de rand binnen ISO-klasse 3 tot 5-reinruimtes geeft die lithografie- en etsmachines feedback in slechts nanoseconden. De compacte vision-systemen verwerken beelden ter plaatse, waardoor vervelende netwerkvertragingen worden omzeild, en activeren automatische herkalibraties zodra ze problemen detecteren zoals overlay-onuitlijning of onvoldoende etsing. Wanneer fabrikanten AI die in deze apparaten is ingebouwd gebruiken om deeltjesgeruis te filteren, bereiken ze doorgaans een succespercentage van circa 99,98% bij het opsporen van defecten tijdens snelle productielopen. Deze aanpak vermindert valse alarmen met ongeveer 35% ten opzichte van systemen die afhankelijk zijn van cloudcomputing. Veel fabrieksmanagers melden dat deze lokale verwerking hun dagelijkse operaties aanzienlijk soepeler maakt.

Gespecialiseerde technologieën voor industriële camera's voor halfgeleider-specifieke uitdagingen

SWIR-industriële camera's voor inspectie van siliconen wafers onder het oppervlak

Silicium laat kortegolf-infrarood- of SWIR-licht door, tussen ongeveer 900 en 1700 nanometer, wat betekent dat speciale SWIR-camera’s kunnen zien wat er onder het oppervlak gebeurt, zonder iets te beschadigen. Deze camera’s detecteren allerlei verborgen problemen die reguliere zichtbare lichtsystemen volledig missen, waaronder minuscule scheuren, lege ruimten binnen materialen en ongewenste chemische verontreinigingen. Voor fabrikanten die werken met geavanceerde technologienodes, lost dit soort beeldvorming belangrijke problemen op, zoals interferentie door dunne films en verontreiniging aan de achterzijde van siliciumwafer. Bij gebruik van SWIR-inspectietechnieken rapporteren fabrieken ongeveer 30 procent minder valse alarmen in vergelijking met inspectie op basis van oppervlakken alleen. Bovendien halen deze systemen de productie-eisen bij en verwerken meer dan 200 wafers per uur. Het beste? Ze beschadigen de wafers tijdens inspectie niet, zodat ingenieurs processen in real time kunnen aanpassen zonder ze open te hoeven snijden voor analyse.

Balans tussen inspectienauwkeurigheid en doorvoersnelheid: vermindering van valse positieven in industriële camerasystemen met hoge snelheid

De halfgeleiderindustrie heeft industriële camera’s nodig die in staat zijn om defecten op micronniveau te detecteren, terwijl ze tegelijkertijd de productiesnelheden bijhouden die vaak hoger zijn dan 1.000 eenheden per minuut. Maar er is een addertje onder het gras wanneer deze lijnen sneller draaien: het systeem wordt gevoeliger voor valse alarmen, waarbij het iets ten onrechte als defect identificeert. Deze fouten zijn niet alleen vervelend — ze kosten daadwerkelijk geld. Volgens brancijcijfers kan één terugkerend signaal van een vals positief jaarlijks ongeveer 740.000 dollar kosten voor bedrijven, door verspilde tijd bij het oplossen van niet-bestaande problemen, productiestoppen en het wegwerken van perfect goede componenten die ten onrechte als defect waren aangemerkt.

Om deze spanning op te lossen, integreren toonaangevende systemen drie complementaire strategieën:

• Aanpasbare AI-algoritmes , voortdurend verfijnd met behulp van live productiegegevens om echte gebreken te onderscheiden van omgevingsruis (bijv. trillingartefacten of spiegelende weerkaatsingen);
• Multispectrale beeldvorming , wat reflectiviteit-geïnduceerde valse metingen tegengaat door het gedrag van het substraat over verschillende golflengten te analyseren;
• Hardwareversnelde verwerking via FPGAs, waardoor realtime-analyse mogelijk is met een snelheid van >10 Gpx/sec, zodat de snelheid behouden blijft zonder afbreuk te doen aan de gevoeligheid.

Precies afgestemde gevoeligheidsgrenswaarden – gekalibreerd per processtap en materiaalopbouw – verminderen valse positieven met meer dan 30%, terwijl de doorvoelsdoelen worden gehandhaafd. Het resultaat is minder onnodige stilstanden, minder uitschakeling van functionele componenten en een nauwkeurigere afstemming tussen inspectienauwkeurigheid en operationele efficiëntie.

Klaar om uw inspectie van elektronica en halfgeleiders te optimaliseren met industriële camera’s?

Elektronica en halfgeleiderindustrie vereist industriële camera-oplossingen die bieden onverminderde micrometer-schaal nauwkeurigheid, real-time verwerking en hoge doorvoer . Alle  deze moeten  adres de unieke uitdagingen van wafel-, IC- en PCB-productie aanpakken, van detectie van onderoppervlaktegebreken tot bewaking van de cleanroomrand. Hoekjes afsnijden op het gebied van cameraprestatie of gespecialiseerde technologie resulteert in leidt tot lagere opbrengsten, kostbare valse positieven en ongeplande stilstand, welke ondermijnen eswat de efficiëntie en kwaliteit van halfgeleider- en elektronica-werkstromen aantast.

Met 15 jaar ervaring in machinevisie biedt HIFLY Technology biedt op maat gemaakte industriële camerasystemen voor de productie van elektronica en halfgeleiders . Deze omvatten high-resolution global-shuttercamera’s, multispectrale fusiesystemen en speciale SWIR-camera’s. Ze worden gecombineerd met passende industriële lenzen en machinevisieverlichting voor een naadloos, geïntegreerd inspectiesysteem. Ondersteund door ISO 9001:2015-certificering en wereldwijde technische ondersteuning zijn onze oplossingen in li nemet de foutloos , high-throughput doelen van uw productielijnen voor halfgeleiders en elektronica.

Neem vandaag nog contact met ons op voor een zonder verplichting consultatie om een inspectieoplossing met industriële camera's te ontwerpen die volledig aansluit bij uw specifieke productiebehoeften.