CCD(電荷耦合器件)視覺檢測(cè)機(jī)憑借高精度成像、快速數(shù)據(jù)處理、非接觸式檢測(cè)的核心優(yōu)勢(shì),成為半導(dǎo)體行業(yè)保障產(chǎn)品良率、控制生產(chǎn)精度的關(guān)鍵設(shè)備,其應(yīng)用貫穿半導(dǎo)體 “晶圓制造→芯片封裝→成品測(cè)試” 全產(chǎn)業(yè)鏈,具體場(chǎng)景可按生產(chǎn)階段拆解如下:
一、晶圓制造環(huán)節(jié):把控 “芯片基礎(chǔ)” 的微觀質(zhì)量
晶圓是半導(dǎo)體的核心載體,此階段檢測(cè)需聚焦 “微觀缺陷” 與 “精度偏差”,CCD 視覺檢測(cè)機(jī)的應(yīng)用場(chǎng)景包括:
晶圓表面缺陷檢測(cè)
檢測(cè)晶圓(硅片、化合物半導(dǎo)體晶圓)表面的微觀瑕疵,如劃痕、污漬、凹坑、凸起、金屬雜質(zhì)等 —— 這些缺陷可能導(dǎo)致后續(xù)光刻圖案失真或芯片漏電。通過高分辨率 CCD 相機(jī)(搭配顯微鏡頭),可捕捉到微米級(jí)(甚至納米級(jí))的缺陷,再通過算法標(biāo)記不良區(qū)域,避免后續(xù)工序浪費(fèi)。
光刻圖案對(duì)準(zhǔn)與尺寸檢測(cè)
光刻是將電路圖案轉(zhuǎn)移到晶圓上的核心工序,需確保圖案與晶圓上的預(yù)設(shè)位置正確對(duì)準(zhǔn)(“套刻精度” 要求較高,通常在納米級(jí))。CCD 視覺檢測(cè)機(jī)可實(shí)時(shí)拍攝晶圓上的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記,通過圖像對(duì)比計(jì)算偏差值,反饋給設(shè)備調(diào)整光刻位置;同時(shí),還能測(cè)量圖案的關(guān)鍵尺寸(如線寬、間距),確保符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),避免因尺寸偏差導(dǎo)致芯片功能失效。
薄膜厚度與均勻性檢測(cè)
晶圓制造中需沉積多層薄膜(如氧化硅、金屬膜),薄膜的厚度和均勻性直接影響芯片性能。CCD 視覺檢測(cè)機(jī)可通過 “光學(xué)干涉法” 拍攝薄膜表面的干涉條紋,結(jié)合算法計(jì)算出薄膜厚度,并分析不同區(qū)域的厚度差異,判斷是否符合均勻性要求(如偏差需控制在 ±5% 以內(nèi))。
二、芯片封裝環(huán)節(jié):保障 “連接與保護(hù)” 的可靠性
封裝是將晶圓切割后的裸芯片封裝成 “可使用器件”(如 QFP、BGA、CSP 等封裝形式)的環(huán)節(jié),需檢測(cè) “封裝結(jié)構(gòu)完整性” 與 “引腳 / 焊點(diǎn)可靠性”,具體應(yīng)用包括:
芯片貼裝精度檢測(cè)
封裝第一步需將裸芯片正確貼裝到引線框架或基板上(“Die Attach”),CCD 視覺檢測(cè)機(jī)可拍攝芯片與基板的相對(duì)位置,檢測(cè)是否存在 “偏移、傾斜、漏貼” 等問題 —— 若貼裝偏差過大,會(huì)導(dǎo)致后續(xù)引線鍵合失敗或焊點(diǎn)短路。
引線鍵合質(zhì)量檢測(cè)
引線鍵合是用細(xì)金屬線(如金線、銅線,直徑通常 20-50 微米)連接芯片焊盤與封裝引腳的工序,CCD 視覺檢測(cè)機(jī)可放大拍攝金屬線的形狀、弧度、焊點(diǎn)大小,檢測(cè)是否存在 “斷線、虛焊、焊點(diǎn)偏移、線弧過高 / 過低” 等缺陷 —— 這些缺陷會(huì)導(dǎo)致芯片與外部電路連接失效,直接影響器件功能。
BGA/CSP 焊點(diǎn)檢測(cè)(X-Ray+CCD 協(xié)同)
對(duì)于 BGA(球柵陣列)、CSP(芯片級(jí)封裝)等 “底部有焊點(diǎn)” 的封裝形式,傳統(tǒng)視覺無法直接看到焊點(diǎn),需結(jié)合 X-Ray 成像(穿透封裝體),再通過 CCD 相機(jī)捕捉 X-Ray 圖像,檢測(cè)焊點(diǎn)是否存在 “空洞(氣泡)、橋連(相鄰焊點(diǎn)短路)、焊球缺失、焊球大小不均” 等問題 —— 焊點(diǎn)空洞率若超過 20%,會(huì)導(dǎo)致散熱不良或接觸電阻增大,引發(fā)器件故障。
封裝外觀缺陷檢測(cè)
封裝完成后,需檢測(cè)外部外觀是否完好,如封裝體是否有裂紋、缺角、污漬、溢膠(封裝膠溢出),引腳是否有變形、彎曲、氧化、缺針等 ——CCD 視覺檢測(cè)機(jī)通過多角度拍攝(正面、側(cè)面、頂部),可快速識(shí)別這些外觀缺陷,避免不良品流入下游。
三、成品測(cè)試與分選環(huán)節(jié):篩選 “合格成品”,降低下游風(fēng)險(xiǎn)
半導(dǎo)體器件封裝完成后,需通過測(cè)試和分選區(qū)分 “合格品” 與 “不良品”,CCD 視覺檢測(cè)機(jī)在此階段的核心作用是:
器件標(biāo)識(shí)與型號(hào)核對(duì)
每個(gè)半導(dǎo)體器件表面會(huì)印有型號(hào)、批號(hào)、生產(chǎn)日期等標(biāo)識(shí)(激光打標(biāo)或噴墨打標(biāo)),CCD 視覺檢測(cè)機(jī)可通過 OCR(光學(xué)字符識(shí)別)技術(shù)讀取這些信息,核對(duì)是否與生產(chǎn)訂單一致,避免 “錯(cuò)標(biāo)、漏標(biāo)、型號(hào)混淆” 等問題,確保產(chǎn)品可追溯。
成品尺寸與引腳間距檢測(cè)
檢測(cè)成品器件的整體尺寸(如長(zhǎng)度、寬度、高度)及引腳間距、引腳長(zhǎng)度,確保符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(如 IC 器件的引腳間距通常為 0.4mm、0.5mm 等),避免因尺寸偏差導(dǎo)致下游客戶 “無法插裝到 PCB 板” 或 “接觸不良”。
不良品自動(dòng)分選輔助
結(jié)合檢測(cè)結(jié)果,CCD 視覺檢測(cè)機(jī)可聯(lián)動(dòng)分選設(shè)備,將識(shí)別出的不良品(如外觀缺陷、尺寸超差)自動(dòng)分揀到不良品料盒,合格品則進(jìn)入下一環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn) “檢測(cè) - 分選” 一體化,提升分選效率并避免人工分揀誤差。
添加微信好友,詳細(xì)了解產(chǎn)品。