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百迈VisionPK协助半导体封测企业改进引线键合缺陷检测
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2022-04-11 09:54:21来源: 中国机器视觉网

先进封装技术不断发展变化,引线键合制程工艺精密且繁杂,在生产过程中极易因焊盘不洁、表面氧化、腐蚀和工艺参数不合理因素会产生各种缺陷,如产生裂纹、断线和焊点脱落等问题,会直接造成芯片的整体失效或严重影响其可靠性。因此先进的封装产品中需要对引线键合的质量进行严格的把关管控。 

当前引线结合生产制程中急需解决检测速度慢,目检易疲劳检测不稳定、人员流失等诸多因素导致制约产品出货良率波动的问题。百迈技术自主研发的工业视觉检测平台VisionPK解决引线框架的外观检测问题,赋能行业上下游设备厂商最优的视觉能力,提高生产效率。

微信截图_20220411095504.png

VisionPK视觉检测应用案例

下文以实际详细案例为例介绍VisionPK AOI平台在缺陷检测改进引线键合生产良率的方式。我们选取集成电路中较为难以检测的芯片引线和焊点等区域的外观检测进行说明。

检测对象:引线键合后的芯片产品

检测类型:外观检测

检测区域:焊线/焊点/金手指/元件

检测尺寸:约16x13mm

缺陷类型:残胶、背胶偏/破、毛边、笔印、PI残留、油膜脱落、补油、油墨脏污。

高精准AOI光学成像设计

本次方案选用的是AOI设备专用的多角度多色光源,搭配高分辨率彩色相机和高倍率远心镜头成像,成像精度约3um/pixel,满足微小特征检测的精度。通过百迈专业的视觉方案工程师经过多次调试打光已选取最优的光源角度与颜色搭配,在VisionPK检测界面成像上使不同缺陷在不同区域的颜色体现不同,以此来达到三维检测的效果,视觉上更好辨认的同时减少误判概率。 

参考下图所示成像示意图。

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VisionPK极强通用性为全行业赋能

VisionPK视觉检测平台拥有可靠的AOI视觉检出能力,目前已经全面赋能设备商伙伴。在半导体行业封测段实现全工艺段覆盖视觉检测AOI需求,提升智能制造行业效率。

下面以为本次检测的一组VisionPK用户界面图和流程界面图为例说明VisionPK检测平台的优秀特点。

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产品图像,判定结果及良率统计等(局部)

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产品图像、执行流程及算子参数等(局部)

图示中包含了图像显示、数据汇总显示、运行状态显示、检测结果显示等各项用户界面控件。这些控件的位置、大小、字体颜色等部分都可以实现自由设置。此外还提供更多种类的控件,包括图像显示、检出缺陷显示、数据显示、内部运行状态显示等等多种多样的控件供客户选择,确保最大程度的满足客户多样性的需要。 

在VisionPK的流程界面上,各项检测工具间可根据用户不同的检测需要,通过算子间自由设置其相互关系,自由添加需要的工具,以达到检出的目的。简洁直观的界面设计可以方便快捷的设置各项工具内的检测参数,快速浏览当前算子的执行效果,检出缺陷的标记以达到省时省力的效果。

2.引线键合检测缺陷样例

第一焊点缺失

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检测要点:首先是记录一个标准正常数据,根据当前产品得到的数据,跟标准数据对比,得出检测结果。通过调整目标面积进行检测,可以检出为少焊、球大或球小。

第二焊点缺失

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检测要点:使用图像运算将第二焊点与焊盘区分,通过定位确定检测区域识别检测区域内是否有焊点来判断焊点的有无。

线弯

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检测要点:识别到金线后,通过调整参数曲率来进行检测,判定金线是否弯曲。

第一焊点偏移

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检测要点:通过计算金球与底盘中心的位置差来判断是否偏移,调整相关参数,对检测区域内的第一焊点进行检测,从而获取第一焊点偏移信息。

断线

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检测要点:在第一焊点检测识别后,引用第一焊点结果,比较提取出的金线信息与模板信息中的金线信息,可判断是否有无线或线断。

第二焊点偏移

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检测要点:判断找到的球轮廓是否超出金手指轮廓,可通过数量、距离等信息,快速判定球偏和第二焊点偏移情况。

3.极高的检出和较低的过杀和漏检

上述典型案例证明VisionPK 通用视觉检测平台能很好地适用于引线键合后的外观检测,在客户产品良率很低的情况下,做到极高的检出和较低的过杀和漏检。在下图中生产期间内的检测数据则能得到更好的佐证,可以看到NG品检出率可稳定在98%左右,过杀率和漏检率分别控制在2.8%和0.16%左右,均处于行业领先水平,以满足现有生产力的要求。

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结语

引线键合作为半导体行业芯片封装的互连工艺,逐渐成为解决产品小型化的一个关键技术。在未来半导体集成电路封装工艺只会越来越精细复杂,为了保证产品良率以满足用户需求,必然对图像视觉定位算法、缺陷检测算法提出了更高、更苛刻的要求。

百迈VisionPK AOI平台让引线键合不良率检测难点问题迎刃而解,凭借出色的底层算法检出能力,能实现高灵活性、高稳定性、可快速部署。VsionPK可高效地解决引线键合外观检测难题,将优秀的视觉能力赋能行业上下游设备厂商。