Zastosowania kamer przemysłowych w elektronice i przemyśle półprzewodnikowym

Kamery przemysłowe o wysokiej rozdzielczości do wykrywania wad krzemowych płytek (wafer) i układów scalonych (IC)

Obrazowanie z globalnym migotaniem (global shutter) w rozdzielczości na poziomie mikronów do inspekcji na poziomie krzemowych płytek (wafer)

Przemysłowe kamery z migotkami globalnymi eliminują rozmycie ruchu podczas skanowania krzemowych płytek o średnicy 300 mm w wysokiej prędkości, uzyskując wyraźne obrazy o rozdzielczości nawet do 1 mikrona. Taki poziom szczegółowości ma ogromne znaczenie przy wykrywaniu drobnych pęknięć, cząstek pyłu oraz wad wzorów naniesionych na te płytki. Czujniki z migotką przewijaną działają inaczej, natomiast migotki globalne synchronizują czas naświetlania każdego piksela dokładnie z ruchem linii produkcyjnej. To właśnie ta różnica decyduje o skuteczności inspekcji obiektów poruszających się po taśmociągach z prędkością 500 mm/s. Obecnie czujniki o rozdzielczości przekraczającej 20 megapikseli potrafią wykrywać wady mniejsze niż 1 mikron – wady, które standardowe optyka po prostu przegapia. Zgodnie z badaniami opublikowanymi w czasopismach poświęconych produkcji półprzewodników, stosowanie takich rozwiązań zmniejsza liczbę wad unikających wykrycia niemal o połowę w zastosowaniach, gdzie kluczowe jest maksymalne wykorzystanie wydajności procesu produkcyjnego. Niektóre systemy wykorzystują również techniki wielospektralnego obrazowania, łączące światło widzialne z falami bliskiej podczerwieni (NIR). Pozwala to uzyskać lepszy kontrast i ujawnia ukryte wady znajdujące się pod powierzchnią materiału bez konieczności jego dotykania.

AI-obsługiwana klasyfikacja w czasie rzeczywistym wad układów scalonych (IC) i płytek obwodów drukowanych (PCB) przy użyciu danych z przemysłowych kamer

Sieci CNN obsługują te strumienie wideo z kamer o wysokiej rozdzielczości działające z prędkością 120 klatek na sekundę, wykrywając różne wady bardzo szybko – mówimy tu o czasie krótszym niż 8 milisekund. Obejmuje to m.in. mostki lutownicze na płytach obwodów drukowanych oraz uciążliwe mikroskopijne otwory w warstwie tlenku bramkowego układów scalonych. Modele stojące za tą technologią zostały wytrenowane przy użyciu ogromnych zbiorów obrazów oznaczonych przez ekspertów, co pozwala im rozpoznawać ponad 30 różnych typów wad. Po wdrożeniu na sprzęcie obliczeniowym krawędziowym system może podejmować natychmiastowe działania. W przypadku wykrycia poważnych problemów, takich jak wzrost dendrytów lub mikroskopijne pęknięcia śladów, automatycznie aktywuje mechanizmy odrzucania. Kluczowym czynnikiem zapewniającym wyjątkową skuteczność tego rozwiązania jest połączenie danych termicznych z obrazami uzyskanymi z kamer. Takie dwukierunkowe podejście znacznie zmniejsza liczbę fałszywych alarmów, jednocześnie podnosząc dokładność rozpoznawania do około 99% w rzeczywistych testach przemysłowych. Każda podejmowana decyzja jest również rejestrowana, co zapewnia pełną przejrzystość całego procesu produkcyjnego. Ta funkcja rejestrowania wspiera ciągłe doskonalenie procesów oraz umożliwia inżynierom śledzenie pierwotnych przyczyn powtarzających się usterek.

Precyzyjna metrologia i kontrola jakości w czasie rzeczywistym z wykorzystaniem kamer przemysłowych

Kamery przemysłowe zapewniają wydajność metrologiczną 2D/3D na poziomie poniżej mikrona dzięki fuzji obrazowania wielospektralnego – łączącego widzialne, podczerwone i ultrafioletowe zakresy widma w celu wykrywania mikroskopijnych odkształceń, zmienności grubości oraz wad powierzchniowych, których nie wykrywają systemy jednowidmowe. To warstwowe podejście zmniejsza niepewność pomiaru o 40% w porównaniu z metodami konwencjonalnymi, zachowując przy tym wydajność na poziomie ponad 500 krzemowych płytek na godzinę.

Pomiary 2D/3D z rozdzielczością poniżej mikrona za pomocą fuzji kamer przemysłowych wielospektralnych

Te wielospektralne kamery fuzji zbierają dane wymiarowe z różnych długości fal jednocześnie, tworząc szczegółowe mapy 3D o rozdzielczości mniejszej niż pół mikrometra. Eliminują konieczność wykonywania wielu etapów pomiaru, co skraca czas inspekcji o około 60 procent. System potrafi wykrywać najmniejsze zadrapania o głębokości zaledwie dwóch mikrometrów oraz wykrywać wszelkie pozostałe zanieczyszczenia na powierzchniach. Wbudowane są również wykresy statystycznej kontroli procesu (SPC) w czasie rzeczywistym. Gdy wymiary zaczynają odchylać się poza tolerancje ±0,8 mikrometra, system automatycznie sygnalizuje taką sytuację. Ma to miejsce szczególnie w procesach takich jak chemiczno-mechaniczne polerowanie, w których takie odchylenia występują często. Operatorzy wiedzą więc dokładnie, kiedy należy dokonać korekt, bez konieczności oczekiwania na późniejsze raporty.

Wizyjne systemy przeznaczone do wdrażania na krawędzi sieci do monitorowania procesów inline w czystych pomieszczeniach

Umieszczenie przemysłowych kamer w bezpośredniej bliskości, w czystych pomieszczeniach klasy ISO 3–5, zapewnia maszynom do litografii i trawienia informacje zwrotne już w ciągu nanosekund. Kompaktowe systemy wizyjne przetwarzają obrazy lokalnie, na miejscu, unikając uciążliwych opóźnień sieciowych, oraz inicjują automatyczną ponowną kalibrację w przypadku wykrycia problemów, takich jak nieprawidłowe nachodzenie warstw (overlay misalignment) lub niedotrawienie (under-etching). Gdy producenci wykorzystują wbudowaną w te urządzenia sztuczną inteligencję do eliminacji zakłóceń pochodzących od cząsteczek zanieczyszczeń, osiągają zwykle skuteczność wykrywania wad na poziomie ok. 99,98 % podczas szybkich cykli produkcyjnych. Takie podejście redukuje liczbę fałszywych alarmów o ok. 35 % w porównaniu do rozwiązań opartych na przetwarzaniu w chmurze. Wielu kierowników zakładów zgłasza, że przetwarzanie lokalne znacznie ułatwia codzienne funkcjonowanie ich operacji.

Specjalizowane technologie przemysłowych kamer przeznaczonych do rozwiązywania wyzwań specyficznych dla przemysłu półprzewodnikowego

Przemysłowe kamery w zakresie promieniowania SWIR do inspekcji podpowierzchniowej krzemowych płytek

Krzem przepuszcza światło w zakresie krótkofalowej podczerwieni (SWIR) o długości fali od około 900 do 1700 nanometrów, co oznacza, że specjalne kamery SWIR mogą „widzieć”, co dzieje się pod powierzchnią materiału, nie uszkadzając go w żaden sposób. Kamery te wykrywają różnego rodzaju ukryte wady, które systemy oparte na widzialnym świetle zupełnie pomijają – w tym mikroskopijne pęknięcia, puste przestrzenie wewnątrz materiałów oraz niepożądane zanieczyszczenia chemiczne. Dla producentów pracujących z najnowocześniejszymi technologiami procesowymi takie obrazowanie rozwiązuje kluczowe problemy, takie jak zakłócenia pochodzące od cienkich warstw czy zanieczyszczenia na stronie odwrotnej płytek krzemowych. Zastosowanie technik inspekcji SWIR pozwala fabrykom zmniejszyć liczbę fałszywych alarmów o ok. 30% w porównaniu do analizy wyłącznie powierzchni. Dodatkowo te systemy radzą sobie z wymogami produkcji, przepuszczając ponad 200 płytek na godzinę. Najlepsze jest to, że podczas inspekcji płytki nie ulegają uszkodzeniu, dzięki czemu inżynierowie mogą dostosowywać procesy w czasie rzeczywistym, bez konieczności ich przecinania w celu analizy.

Balansowanie dokładności inspekcji i przepustowości: ograniczanie fałszywych dodatnich wyników w szybkich przemysłowych systemach kamerowych

Przemysł półprzewodnikowy wymaga kamer przemysłowych zdolnych do wykrywania wad na poziomie mikronów, jednocześnie utrzymujących tempo produkcji, które często przekracza 1000 jednostek na minutę. Istnieje jednak pułapka związana z przyspieszeniem tych linii produkcyjnych. System staje się bardziej podatny na fałszywe alarmy, w których błędnie identyfikuje się element jako wadliwy. Te błędy nie są tylko uciążliwe – wiążą się one z rzeczywistymi kosztami. Według danych branżowych jeden powtarzający się fałszywy dodatni sygnał może każdego roku kosztować firmy około 740 000 USD w postaci marnowanego czasu na usuwanie nieistniejących problemów, przestoju produkcji oraz odpadania idealnie sprawnych komponentów, które błędnie zostały zaklasyfikowane jako wadliwe.

Aby rozwiązać tę sprzeczność, wiodące systemy integrują trzy wzajemnie uzupełniające się strategie:

• Adaptacyjne algorytmy sztucznej inteligencji , ciągle udoskonalany przy użyciu danych z rzeczywistego procesu produkcyjnego, aby rozróżnić prawdziwe wady od zakłóceń środowiskowych (np. artefaktów wibracyjnych lub odbłyśnięć lustrzanych);
• Obrazowanie wielospektralne , który eliminuje fałszywe odczyty spowodowane odbijalnością poprzez analizę zachowania podłoża w różnych długościach fal;
• Przetwarzanie przyspieszane sprzętowo za pomocą układów FPGA, umożliwiające analizę w czasie rzeczywistym z wydajnością przekraczającą 10 Gpx/s, co zapewnia utrzymanie wysokiej prędkości bez utraty czułości.

Precyzyjnie dobrane progi czułości – skalibrowane osobno dla każdego etapu procesu i stosu materiałów – zmniejszają liczbę fałszywie dodatnich wyników o ponad 30%, jednocześnie spełniając cele dotyczące wydajności. Ostatecznym efektem jest mniejsza liczba nieuzasadnionych zatrzymań, mniejsze odpadanie sprawnych komponentów oraz lepsze dopasowanie rygoru kontroli do efektywności operacyjnej.

Gotowi zoptymalizować swoją kontrolę jakości w elektronice i przemyśle półprzewodnikowym za pomocą przemysłowych kamer?

Produkcja elektroniki i półprzewodników wymaga rozwiązania z zakresu przemysłowych kamer, które oferuj bezkompromisowy mikronowej precyzja, w czasie rzeczywistym przetwarzania oraz wysokiej wydajności . Wszystko  te powinny  adres unikalne wyzwania związane z produkcją płytek krzemowych, układów scalonych i płytek obwodów drukowanych — od wykrywania wad podpowierzchniowych po monitorowanie krawędzi czystych pomieszczeń. Podejście oszczędnościowe w zakresie wydajności aparatu lub technologii specjalistycznych wyniki w prowadzi do obniżenia współczynnika wydajności, kosztownych fałszywych alarmów oraz nieplanowanego przestoju, który podważać esskuteczność i jakość przepływów roboczych w przemyśle półprzewodników i elektroniki.

Dzięki 15-letniemu doświadczeniu w dziedzinie widzenia maszynowego firma HIFLY Technology zapewnia oferta dopasowanych przemysłowych rozwiązań z zakresu aparatów do produkcji elektroniki i półprzewodników . Obejmują one aparaty o wysokiej rozdzielczości z globalnym migotaniem (global shutter), systemy wielospektralnej fuzji oraz specjalistyczne aparaty pracujące w zakresie promieniowania bliskiej podczerwieni (SWIR). Są one łączone z odpowiednimi obiektywami przemysłowymi oraz oświetleniem do widzenia maszynowego, tworząc bezszwową, zintegrowaną system inspekcyjny. Wsparciem naszych rozwiązań jest certyfikat ISO 9001:2015 oraz globalna obsługa techniczna, dzięki czemu nasze rozwiązania znajdują się w li nez zero-defekt , wysokoprzepustowość cele Twoich linii produkcyjnych półprzewodników i urządzeń elektronicznych.

Skontaktuj się z nami dzisiaj, aby uzyskać bez zobowiązań konsultacja mająca na celu zaprojektowanie rozwiązania inspekcyjnego z wykorzystaniem przemysłowych kamer, które spełnia Twoje konkretne wymagania produkcyjne.