伴隨著半導體技術和電子產業的蓬勃發展，芯片的缺陷檢測技術在整個工業生產過程中扮演的角色也越來越重要。在芯(xin)片生(sheng)(sheng)產(chan)制造過程中，各工藝流程環(huan)(huan)(huan)環(huan)(huan)(huan)相扣，技術復雜，材料、環(huan)(huan)(huan)境、工藝參數等因素的微變常導致芯(xin)片產(chan)生(sheng)(sheng)缺陷，影響產(chan)品良(liang)率。芯片質(zhi)量(liang)檢測作為芯片生產線(xian)中(zhong)的(de)關鍵環節，可以(yi)積極地(di)反饋產品質(zhi)量(liang)信息(xi)，以(yi)便(bian)人們及時掌控(kong)各生產環節的(de)健康狀況，促使質(zhi)量(liang)檢測技術在生產線(xian)中(zhong)的(de)作用(yong)越(yue)來越(yue)凸顯。

芯片的外觀檢測的方法有3種：

1.傳統(tong)的人工檢(jian)測方法(fa)；

2.使用激光測量(liang)技(ji)術進(jin)行(xing)芯片外觀檢測；

3.基于機器視覺(jue)的(de)檢(jian)測(ce)方(fang)法(fa)。

人工目視檢測方法因其效率低、精度低、成本高、勞動強度大和標準不統一等缺點，正逐步被自動檢測技術所取代。相對于前兩種方法，基于機器視覺的芯片缺陷檢測技術作為一種靈活的、實時的、非接觸式的、高精度的檢測技術，得到了廣泛研究和應用。近年來，以(yi)卷積神經網絡為(wei)代表的(de)深度學(xue)習模型在(zai)視覺領域的(de)成功(gong)應用，也給(gei)缺陷檢測提供了(le)新的(de)發(fa)展方(fang)向(xiang)。

01 芯片缺陷介紹

芯片生產需要經歷數道工序，其中各工藝流程環環相扣，主要包括芯片設計、制造、封裝和檢測 4 大環節。尤(you)其封裝前，工藝的(de)操作控制、工藝參數、環境等因素都會(hui)對(dui)芯片質量產(chan)生一定的(de)影響，產(chan)生的(de)缺(que)陷表現出類(lei)別(bie)多樣、形態各(ge)異、背景復雜等特點(dian)。

大致可劃分為原材料不良、異物、劃傷、Bump 元件缺陷（凸起、錯位或缺失）、金屬性污染物和蝕刻液臟污殘留。此外，芯片制造過程中還會產生如蝕刻銹斑、電鍍過多、異色和金屬線損壞等小樣本缺陷。封裝后的封裝體(ti)缺陷(xian)包括(kuo)印(yin)刷缺陷(xian)和(he)引腳缺陷(xian)。封裝體表面印刷符號(hao)表明了其名(ming)稱、規格、型號(hao)和性能等(deng)信(xin)息，是辨識芯片的重要依據。清(qing)晰的符號是高質量芯片的內在(zai)(zai)需(xu)求，實際(ji)生產中(zhong)常存在(zai)(zai)的印(yin)刷缺(que)陷包括(kuo)錯(cuo)字、偏移(yi)、漏(lou)印(yin)、多印(yin)、模(mo)糊、傾斜(xie)、位移(yi)、斷字、雙層印(yin)和無字等(deng)。引(yin)(yin)腳缺(que)陷包括(kuo)引(yin)(yin)腳缺(que)失、引(yin)(yin)腳破損(sun)和引(yin)(yin)腳彎曲等(deng)。

所以，芯片(pian)外(wai)觀(guan)缺陷檢測的(de)主要檢測內容可(ke)以總結(jie)為以下三點(dian)：

1、封裝體檢測的內容包括：刮痕(hen)、污(wu)跡(ji)、破損、未灌(guan)滿、外溢等。

2、印(yin)刷檢測的(de)內容(rong)包括：錯字(zi)(zi)、偏移、漏印(yin)、多印(yin)、模糊、傾斜、位移、斷字(zi)(zi)、雙層(ceng)印(yin)、無字(zi)(zi)模等。

3、管(guan)(guan)腳(jiao)(jiao)(jiao)檢測的(de)內容包(bao)括：管(guan)(guan)腳(jiao)(jiao)(jiao)缺失、管(guan)(guan)腳(jiao)(jiao)(jiao)破損、管(guan)(guan)腳(jiao)(jiao)(jiao)間距、管(guan)(guan)腳(jiao)(jiao)(jiao)寬度、管(guan)(guan)腳(jiao)(jiao)(jiao)彎曲度、管(guan)(guan)腳(jiao)(jiao)(jiao)跨距、管(guan)(guan)腳(jiao)(jiao)(jiao)長度差(cha)異、管(guan)(guan)腳(jiao)(jiao)(jiao)站立高、管(guan)(guan)腳(jiao)(jiao)(jiao)共面度、管(guan)(guan)腳(jiao)(jiao)(jiao)傾斜等。

02 機器視覺在芯片檢測應用的優勢

目(mu)前各種半導體芯片的(de)集成(cheng)度越來(lai)越高，同時芯片的(de)體積(ji)趨向于小型化(hua)及微型化(hua)，這些都對芯片的(de)檢(jian)測(ce)提出(chu)了較(jiao)高的(de)要求。工業自(zi)動化(hua)生產(chan)領域中，視(shi)覺外觀(guan)檢(jian)測(ce)可以(yi)說是最(zui)核心的(de)一個(ge)部分(fen)。無論是從物體到條碼(ma)識(shi)別，還是產(chan)品質量檢(jian)測(ce)和外觀(guan)尺寸測(ce)量，視(shi)覺外觀(guan)檢(jian)測(ce)技術(shu)都發揮了重要的(de)作用。

常見的應用范圍有以下幾種：

物體測量應用：視覺外觀檢測系(xi)統快(kuai)速準確，準確地(di)找到分區(qu)部分并確認(ren)其位(wei)置。在(zai)半導(dao)體封裝中，設備需要(yao)根據(ju)機(ji)器(qi)(qi)獲取(qu)的芯(xin)片(pian)位(wei)置信(xin)息調整拾取(qu)頭，準確地(di)挑選芯(xin)片(pian)并綁定，這是(shi)機(ji)器(qi)(qi)視野(ye)中最基本的應用。

物體分揀應用：實際上，對象分(fen)類應用基于識別和檢測，并且通過視覺外(wai)觀檢測系統處理圖像以(yi)實現排序(xu)。在機器(qi)的視覺行業中，它通常用于食品分(fen)類，部(bu)分(fen)零(ling)件，自動分(fen)選，棉(mian)纖(xian)維分(fen)選等。

視覺定位應用：視覺(jue)外觀檢測系統快速準確，準確地找(zhao)到分區部分并確認其(qi)位置。在半導體封裝中(zhong)，設備需要根據機器獲取的(de)芯片(pian)位置信息調整拾取頭，準確地挑選芯片(pian)并綁定，這是機器視野中(zhong)最基本的(de)應用(yong)。

圖像檢測應用：外觀(guan)檢測(ce)是機器視覺領域最重(zhong)要的(de)應(ying)用之一(yi)。幾乎所(suo)有的(de)產(chan)品都需要檢測(ce)。然而，人工檢測(ce)存在(zai)許多缺陷(xian)。手動(dong)檢測(ce)精(jing)度(du)低，機器長(chang)時(shi)間工作不能保證(zheng)檢測(ce)速(su)度(du)慢(man)，容易(yi)影響整個生產(chan)過程(cheng)的(de)效率。因此，視覺外觀(guan)檢測(ce)設備在(zai)圖像(xiang)檢測(ce)中的(de)應(ying)用也(ye)非常廣泛。

03 機器視覺技術在芯片制造領域的實際應用

機器視(shi)覺技(ji)(ji)術(shu)在半導(dao)體芯片制造領域(yu)又有哪(na)些(xie)實際應用？目前(qian)基(ji)于機器視(shi)覺的(de)芯片缺(que)陷(xian)檢測技(ji)(ji)術(shu)在芯片打印(yin)字符(fu)、引(yin)腳(jiao)外觀尺寸位置等方(fang)面的(de)研究(jiu)已取(qu)得很好的(de)進展(zhan)。

芯片局部缺陷檢測

在(zai)半(ban)導體芯片(pian)(pian)制造中(zhong)，在(zai)單一半(ban)導體晶(jing)圓上形成大數目(mu)的個體半(ban)導體芯片(pian)(pian)器(qi)件。在(zai)以后的制造階(jie)段中(zhong)，諸如通過切(qie)割(ge)、鋸切(qie)、激光切(qie)削或(huo)者某種其(qi)它物理分(fen)離技(ji)(ji)術，個體器(qi)件被從晶(jing)圓分(fen)離。無論利(li)用這些實例技(ji)(ji)術還(huan)是其(qi)它技(ji)(ji)術，分(fen)離都能(neng)夠通過引起裂紋、缺(que)口或(huo)者其(qi)它物理損(sun)(sun)壞(huai)或(huo)者缺(que)陷而損(sun)(sun)壞(huai)個體半(ban)導體芯片(pian)(pian)的某個百分(fen)比。

還能夠由其它加工和處理或者由其它原因諸如清潔或者封裝引起損壞或者缺陷，損壞的具體位置和效應可能是不可預測的。再加上精細(xi)化的(de)芯片產品(pin)對于品(pin)質的(de)要求非常高，局部的(de)產品(pin)缺(que)(que)損可(ke)能會造(zao)成產品(pin)功能受到一定的(de)影(ying)響，通過機器視(shi)覺技術快速在(zai)線判斷產品(pin)是(shi)否(fou)存在(zai)崩角或缺(que)(que)損的(de)不(bu)(bu)良，反饋報(bao)警信號給吹起裝置剔除不(bu)(bu)良的(de)產品(pin)。

瑕疵檢測——焊點臟污(wu)氧(yang)化 瑕疵檢測——焊點臟污(wu)氧(yang)化

瑕(xia)疵檢測(ce)——焊(han)點測(ce)試(shi)點有無 瑕(xia)疵檢測(ce)——焊(han)點測(ce)試(shi)點有無

瑕疵檢測(ce)——芯片缺角

瑕(xia)疵檢(jian)測——芯(xin)(xin)片劃傷 瑕(xia)疵檢(jian)測——芯(xin)(xin)片劃傷

芯片產品尺寸和定位角度檢測

高精密電子(zi)產(chan)品(pin)(pin)的PCB產(chan)品(pin)(pin)在組裝(zhuang)時(shi)需(xu)要非常(chang)精確地進行定位，并同時(shi)計算產(chan)品(pin)(pin)的準(zhun)確尺寸，以確保安裝(zhuang)的精確性(xing)。

PCB板(ban)在小面積上集(ji)成(cheng)了大量組件，因此PCB板(ban)的(de)缺(que)陷檢(jian)測(ce)(ce)(ce)較為復(fu)(fu)雜，很容易出現(xian)錯檢(jian)漏檢(jian)的(de)情(qing)況，為解決這一問題(ti)，使用矩視智能(neng)低代(dai)碼(ma)平臺的(de)基(ji)于深度學習的(de)像素(su)分割(ge)功能(neng)，可以(yi)通過(guo)AI算(suan)法(fa)解決復(fu)(fu)雜的(de)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)問題(ti)，最領先的(de)2D視覺(jue)檢(jian)測(ce)(ce)(ce)系統可以(yi)實(shi)現(xian)0.01mm的(de)高精度檢(jian)測(ce)(ce)(ce)，確(que)保PCB板(ban)缺(que)陷并準確(que)識(shi)別。

此(ci)外，機(ji)器(qi)視覺(jue)技術還(huan)支持PCB印刷電(dian)(dian)路(lu)檢(jian)(jian)測、板元件位置、焊(han)點、線路(lu)、開孔(kong)尺寸(cun)、角(jiao)度測量；電(dian)(dian)腦(nao)微通(tong)訊(xun)接口(kou)、SIM卡(ka)插槽；SMT元件放置、表面(mian)貼裝、表面(mian)檢(jian)(jian)測；SPI錫膏檢(jian)(jian)測、回(hui)流(liu)焊(han)和波峰焊(han)；電(dian)(dian)纜連接頭個數等(deng)等(deng)的檢(jian)(jian)測及測量。

機器視覺技術在該領域的其他相關檢測案例

電容零件計數識別：機器視覺系(xi)統實現(xian)電容零(ling)件自(zi)動化計數。

晶圓字符識別：機器視覺系(xi)統實現自動化高(gao)效(xiao)識別讀取晶圓(yuan)字符。

晶圓定位：機(ji)器視覺系統(tong)AI算法(fa)確(que)保更(geng)準(zhun)確(que)地晶圓定位。