Промышленные камеры в электронике и полупроводниковой промышленности

Высокоразрешающие промышленные камеры для обнаружения дефектов на пластинах и ИС

Съёмка с глобальным затвором с разрешением в микрометровом диапазоне для инспекции на уровне пластин

Промышленные камеры с глобальными затворами устраняют размытие движущихся объектов при сканировании пластин на высокой скорости, обеспечивая чёткие изображения с разрешением до 1 микрона. Такой уровень детализации имеет решающее значение для выявления мельчайших трещин, частиц пыли и дефектов рисунка на кремниевых пластинах диаметром 300 мм. Датчики с роллинг-затвором работают по иному принципу, тогда как глобальные затворы точно синхронизируют экспозицию каждого пикселя со скоростью движения производственной линии. Именно это обеспечивает принципиальное преимущество при контроле объектов, перемещающихся по конвейеру со скоростью 500 мм/с. В настоящее время датчики с разрешением свыше 20 мегапикселей способны обнаруживать дефекты размером менее одного микрона, которые остаются незамеченными при использовании стандартной оптики. Согласно исследованиям, опубликованным в журналах по производству полупроводников, применение таких камер снижает количество пропущенных дефектов почти вдвое в тех областях применения, где особенно важен выход годных изделий. Некоторые системы также используют многоспектральные методы визуализации, объединяющие видимый свет и ближний инфракрасный (NIR) диапазон длин волн. Это повышает контрастность изображения и позволяет выявлять скрытые дефекты под поверхностью без физического контакта с контролируемыми материалами.

Классификация дефектов ИС и печатных плат в реальном времени с использованием искусственного интеллекта и данных промышленных камер

Свёрточные нейронные сети (CNN) обрабатывают видеопотоки с высокоскоростных камер с разрешением, работающих со скоростью 120 кадров в секунду, выявляя всевозможные дефекты чрезвычайно быстро — речь идёт о времени менее 8 миллисекунд. К таким дефектам относятся, например, мосты при пайке на печатных платах и досадные сквозные микропробои в затворном оксиде интегральных схем. Модели, лежащие в основе этой технологии, были обучены на огромных наборах изображений, размеченных экспертами, что позволяет им распознавать более 30 различных типов неисправностей. При развертывании на аппаратных средствах вычислений на периферии (edge computing) система способна принимать мгновенные решения. При обнаружении серьёзных проблем — таких как рост дендритов или микротрещины в проводящих дорожках — она автоматически активирует механизмы отбраковки. Ключевым преимуществом данной системы является её способность объединять тепловые данные с визуальной информацией, поступающей от камер. Такой двойной подход значительно снижает количество ложных срабатываний и повышает точность распознавания до примерно 99 % в ходе реальных заводских испытаний. Все принятые решения также фиксируются, обеспечивая полную прозрачность на всех этапах производственного процесса. Возможность ведения журналов поддерживает постоянное совершенствование системы и позволяет инженерам выявлять корневые причины любых повторяющихся проблем.

Точная метрология и контроль качества в реальном времени с использованием промышленных камер

Промышленные камеры обеспечивают метрологическую точность 2D/3D на уровне менее одного микрометра за счёт объединения многоволновых изображений — совместного использования видимого, инфракрасного и ультрафиолетового спектров для выявления микроскопических деформаций, вариаций толщины и поверхностных дефектов, которые остаются незамеченными при использовании систем с одной длиной волны. Такой многоуровневый подход снижает неопределённость измерений на 40 % по сравнению с традиционными методами, сохраняя при этом производительность на уровне более 500 пластин в час.

Измерения 2D/3D с точностью менее одного микрометра с помощью объединения данных многоволновых промышленных камер

Эти мультиспектральные камеры с функцией слияния данных одновременно собирают размерные данные на разных длинах волн, создавая детализированные трёхмерные карты с разрешением менее половины микрометра. Они устраняют необходимость в нескольких измерительных этапах, сокращая время контроля примерно на 60 процентов. Система способна выявлять мельчайшие царапины глубиной всего два микрометра и обнаруживать остаточные загрязнения на поверхностях. Встроенные в систему графики статистического процессного контроля (SPC) формируются в режиме реального времени. Как только размеры начинают выходить за пределы допусков ±0,8 микрометра, система автоматически выдаёт соответствующее предупреждение. Это особенно актуально при таких процессах, как химико-механическая полировка, где подобные отклонения возникают часто. Операторы сразу узнают, когда именно необходимо внести корректировки, не дожидаясь последующих отчётов.

Системы машинного зрения, размещаемые на периферии, для контроля технологических процессов в чистых помещениях

Установка промышленных камер непосредственно на «периферии» в чистых помещениях класса ISO 3–5 обеспечивает литографическое и травильное оборудование обратной связью всего за несколько наносекунд. Компактные системы машинного зрения выполняют обработку изображений непосредственно на месте, минуя раздражающие задержки в сетях, и запускают автоматическую повторную калибровку при обнаружении таких проблем, как несоосность наложений или недостаточное травление. Когда производители используют встроенный в эти устройства ИИ для фильтрации шумов от частиц, они обычно достигают примерно 99,98 % эффективности выявления дефектов в ходе высокоскоростного производства. Такой подход снижает количество ложных срабатываний примерно на 35 % по сравнению с решениями, основанными на облачных вычислениях. Многие руководители производств отмечают, что локальная обработка существенно упрощает повседневную эксплуатацию оборудования.

Специализированные технологии промышленных камер для решения задач, специфичных для полупроводниковой отрасли

Промышленные камеры в коротковолновом инфракрасном диапазоне (SWIR) для контроля кремниевых пластин под поверхностью

Кремний пропускает коротковолновое инфракрасное (SWIR) излучение в диапазоне примерно от 900 до 1700 нанометров, что позволяет специализированным SWIR-камерам видеть процессы, происходящие под поверхностью, не нанося никакого ущерба объекту. Эти камеры выявляют самые разные скрытые дефекты, которые полностью ускользают от систем видимого света: микроскопические трещины, пустоты внутри материалов и нежелательные химические примеси. Для производителей, работающих с передовыми технологическими нормами, такая визуализация решает ключевые задачи, например, устранение помех от тонких плёнок и загрязнений на обратной стороне кремниевых пластин. При использовании методов SWIR-контроля предприятия сообщают о снижении ложных срабатываний примерно на 30 % по сравнению с контролем только поверхностей. Кроме того, такие системы соответствуют требованиям производства и способны обрабатывать более 200 пластин в час. Самое главное — при инспекции пластины не повреждаются, поэтому инженеры могут оперативно корректировать технологические процессы в реальном времени, не вскрывая пластины для анализа.

Сбалансирование точности проверки и пропускной способности: снижение ложных срабатываний в высокоскоростных промышленных системах видеонаблюдения

Полупроводниковая промышленность требует промышленных камер, способных выявлять дефекты на уровне микронов и при этом соответствовать скоростям производства, которые зачастую превышают 1000 единиц в минуту. Однако при увеличении скорости линий возникает определённая проблема: система становится более склонной к ложным срабатываниям — ошибочному распознаванию исправных объектов как дефектных. Такие ошибки — это не просто неудобство; они напрямую влияют на финансовые показатели. Согласно отраслевым данным, одно повторяющееся ложное срабатывание может ежегодно обходиться компаниям примерно в 740 000 долларов США из-за потраченного впустую времени на устранение несуществующих проблем, простоев производства и утилизации полностью исправных компонентов, ошибочно помеченных как бракованные.

Для решения этой противоречивой задачи ведущие системы интегрируют три взаимодополняющие стратегии:

• Адаптивные алгоритмы искусственного интеллекта , постоянно уточняемая с использованием данных реального производственного процесса для различения истинных дефектов и шумов окружающей среды (например, артефактов вибрации или бликов от зеркального отражения);
• Многоспектральная визуализация , что снижает ложные показания, вызванные отражательной способностью, за счёт анализа поведения подложки в различных спектральных диапазонах;
• Аппаратно-ускоренная обработка с помощью ПЛИС, обеспечивающая анализ в реальном времени со скоростью более 10 Гпикс/с для поддержания высокой скорости без потери чувствительности.

Точность настроенных порогов чувствительности — калибруемых для каждого технологического этапа и набора материалов — снижает количество ложноположительных результатов более чем на 30 % при одновременном соблюдении требований к производительности. В результате возникает меньше необоснованных остановок, сокращается объём брака исправных компонентов и достигается более точное соответствие между строгостью контроля и операционной эффективностью.

Готовы оптимизировать контроль электроники и полупроводниковых изделий с помощью промышленных камер?

Производство электроники и полупроводников требует промышленные решения на базе камер, которые предложение без компромиссов микронного масштаба точность, в реальном времени обработки и высокой производительности . Все  эти должны  адрес уникальные задачи производства пластин, ИС и печатных плат — от обнаружения подповерхностных дефектов до мониторинга границ чистых помещений. Снижение требований к производительности камер или использованию специализированных технологий приводит к снижает выход годных изделий, приводит к дорогостоящим ложным срабатываниям и незапланированным простою, какой подрывает esэффективность и качество рабочих процессов в полупроводниковой и электронной промышленности.

Обладая 15-летним опытом в области машинного зрения, компания HIFLY Technology предоставляет предлагает индивидуальные промышленные камеры для производства электроники и полупроводников . В их число входят высокоразрешающие камеры с глобальным затвором, системы многоспектрального слияния и специализированные камеры в ближнем инфракрасном диапазоне (SWIR). Они комплектуются соответствующими промышленными объективами и освещением для машинного зрения, обеспечивая бесшовную и интегрированную систему контроля. Поддерживаемые сертификацией ISO 9001:2015 и глобальной технической поддержкой, наши решения используются в ли neс производстве бездефектной продукции , высокопроизводительная цели ваших производственных линий по выпуску полупроводниковых и электронных изделий.

Свяжитесь с нами сегодня для получения без обязательств консультация по проектированию решения для промышленного видеоконтроля, отвечающего вашим точным производственным потребностям.