伴隨著半導(dǎo)體技術(shù)和電子產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，芯片的缺陷檢測技術(shù)在整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)過程中扮演的角色也越來越重要。在芯片生產(chǎn)制造過程中，各工藝流程環(huán)環(huán)相扣，技術(shù)復(fù)雜，材料、環(huán)境、工藝參數(shù)等因素的微變常導(dǎo)致芯片產(chǎn)生缺陷，影響產(chǎn)品良率。芯片質(zhì)量檢測作為芯片生產(chǎn)線中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，可以積極地反饋產(chǎn)品質(zhì)量信息，以便人們及時(shí)掌控各生產(chǎn)環(huán)節(jié)的健康狀況，促使質(zhì)量檢測技術(shù)在生產(chǎn)線中的作用越來越凸顯。

芯片的外觀檢測的方法有3種：

1.傳統(tǒng)的人工檢測方法；

2.使用激光測量技術(shù)進(jìn)行芯片外觀檢測；

3.基于機(jī)器視覺的檢測方法。

人工目視檢測方法因其效率低、精度低、成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大和標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等缺點(diǎn)，正逐步被自動(dòng)檢測技術(shù)所取代。相對于前兩種方法，基于機(jī)器視覺的芯片缺陷檢測技術(shù)作為一種靈活的、實(shí)時(shí)的、非接觸式的、高精度的檢測技術(shù)，得到了廣泛研究和應(yīng)用。近年來，以卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為代表的深度學(xué)習(xí)模型在視覺領(lǐng)域的成功應(yīng)用，也給缺陷檢測提供了新的發(fā)展方向。

01 芯片缺陷介紹

芯片生產(chǎn)需要經(jīng)歷數(shù)道工序，其中各工藝流程環(huán)環(huán)相扣，主要包括芯片設(shè)計(jì)、制造、封裝和檢測 4 大環(huán)節(jié)。尤其封裝前，工藝的操作控制、工藝參數(shù)、環(huán)境等因素都會(huì)對芯片質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，產(chǎn)生的缺陷表現(xiàn)出類別多樣、形態(tài)各異、背景復(fù)雜等特點(diǎn)。

大致可劃分為原材料不良、異物、劃傷、Bump 元件缺陷（凸起、錯(cuò)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(huì)產(chǎn)生如蝕刻銹斑、電鍍過多、異色和金屬線損壞等小樣本缺陷。封裝后的封裝體缺陷包括印刷缺陷和引腳缺陷。封裝體表面印刷符號(hào)表明了其名稱、規(guī)格、型號(hào)和性能等信息，是辨識(shí)芯片的重要依據(jù)。清晰的符號(hào)是高質(zhì)量芯片的內(nèi)在需求，實(shí)際生產(chǎn)中常存在的印刷缺陷包括錯(cuò)字、偏移、漏印、多印、模糊、傾斜、位移、斷字、雙層印和無字等。引腳缺陷包括引腳缺失、引腳破損和引腳彎曲等。

所以，芯片外觀缺陷檢測的主要檢測內(nèi)容可以總結(jié)為以下三點(diǎn)：

1、封裝體檢測的內(nèi)容包括：刮痕、污跡、破損、未灌滿、外溢等。

2、印刷檢測的內(nèi)容包括：錯(cuò)字、偏移、漏印、多印、模糊、傾斜、位移、斷字、雙層印、無字模等。

3、管腳檢測的內(nèi)容包括：管腳缺失、管腳破損、管腳間距、管腳寬度、管腳彎曲度、管腳跨距、管腳長度差異、管腳站立高、管腳共面度、管腳傾斜等。

02 機(jī)器視覺在芯片檢測應(yīng)用的優(yōu)勢

目前各種半導(dǎo)體芯片的集成度越來越高，同時(shí)芯片的體積趨向于小型化及微型化，這些都對芯片的檢測提出了較高的要求。工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)領(lǐng)域中，視覺外觀檢測可以說是最核心的一個(gè)部分。無論是從物體到條碼識(shí)別，還是產(chǎn)品質(zhì)量檢測和外觀尺寸測量，視覺外觀檢測技術(shù)都發(fā)揮了重要的作用。

常見的應(yīng)用范圍有以下幾種：

物體測量應(yīng)用：視覺外觀檢測系統(tǒng)快速準(zhǔn)確，準(zhǔn)確地找到分區(qū)部分并確認(rèn)其位置。在半導(dǎo)體封裝中，設(shè)備需要根據(jù)機(jī)器獲取的芯片位置信息調(diào)整拾取頭，準(zhǔn)確地挑選芯片并綁定，這是機(jī)器視野中最基本的應(yīng)用。

物體分揀應(yīng)用：實(shí)際上，對象分類應(yīng)用基于識(shí)別和檢測，并且通過視覺外觀檢測系統(tǒng)處理圖像以實(shí)現(xiàn)排序。在機(jī)器的視覺行業(yè)中，它通常用于食品分類，部分零件，自動(dòng)分選，棉纖維分選等。

視覺定位應(yīng)用：視覺外觀檢測系統(tǒng)快速準(zhǔn)確，準(zhǔn)確地找到分區(qū)部分并確認(rèn)其位置。在半導(dǎo)體封裝中，設(shè)備需要根據(jù)機(jī)器獲取的芯片位置信息調(diào)整拾取頭，準(zhǔn)確地挑選芯片并綁定，這是機(jī)器視野中最基本的應(yīng)用。

圖像檢測應(yīng)用：外觀檢測是機(jī)器視覺領(lǐng)域最重要的應(yīng)用之一。幾乎所有的產(chǎn)品都需要檢測。然而，人工檢測存在許多缺陷。手動(dòng)檢測精度低，機(jī)器長時(shí)間工作不能保證檢測速度慢，容易影響整個(gè)生產(chǎn)過程的效率。因此，視覺外觀檢測設(shè)備在圖像檢測中的應(yīng)用也非常廣泛。

03 機(jī)器視覺技術(shù)在芯片制造領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用

機(jī)器視覺技術(shù)在半導(dǎo)體芯片制造領(lǐng)域又有哪些實(shí)際應(yīng)用？目前基于機(jī)器視覺的芯片缺陷檢測技術(shù)在芯片打印字符、引腳外觀尺寸位置等方面的研究已取得很好的進(jìn)展。

芯片局部缺陷檢測

在半導(dǎo)體芯片制造中，在單一半導(dǎo)體晶圓上形成大數(shù)目的個(gè)體半導(dǎo)體芯片器件。在以后的制造階段中，諸如通過切割、鋸切、激光切削或者某種其它物理分離技術(shù)，個(gè)體器件被從晶圓分離。無論利用這些實(shí)例技術(shù)還是其它技術(shù)，分離都能夠通過引起裂紋、缺口或者其它物理損壞或者缺陷而損壞個(gè)體半導(dǎo)體芯片的某個(gè)百分比。

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(yīng)可能是不可預(yù)測的。再加上精細(xì)化的芯片產(chǎn)品對于品質(zhì)的要求非常高，局部的產(chǎn)品缺損可能會(huì)造成產(chǎn)品功能受到一定的影響，通過機(jī)器視覺技術(shù)快速在線判斷產(chǎn)品是否存在崩角或缺損的不良，反饋報(bào)警信號(hào)給吹起裝置剔除不良的產(chǎn)品。

瑕疵檢測——焊點(diǎn)臟污氧化 瑕疵檢測——焊點(diǎn)臟污氧化

瑕疵檢測——焊點(diǎn)測試點(diǎn)有無 瑕疵檢測——焊點(diǎn)測試點(diǎn)有無

瑕疵檢測——芯片缺角

瑕疵檢測——芯片劃傷 瑕疵檢測——芯片劃傷

芯片產(chǎn)品尺寸和定位角度檢測

高精密電子產(chǎn)品的PCB產(chǎn)品在組裝時(shí)需要非常精確地進(jìn)行定位，并同時(shí)計(jì)算產(chǎn)品的準(zhǔn)確尺寸，以確保安裝的精確性。

PCB板在小面積上集成了大量組件，因此PCB板的缺陷檢測較為復(fù)雜，很容易出現(xiàn)錯(cuò)檢漏檢的情況，為解決這一問題，使用矩視智能低代碼平臺(tái)的基于深度學(xué)習(xí)的像素分割功能，可以通過AI算法解決復(fù)雜的檢測問題，最領(lǐng)先的2D視覺檢測系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)0.01mm的高精度檢測，確保PCB板缺陷并準(zhǔn)確識(shí)別。

此外，機(jī)器視覺技術(shù)還支持PCB印刷電路檢測、板元件位置、焊點(diǎn)、線路、開孔尺寸、角度測量；電腦微通訊接口、SIM卡插槽；SMT元件放置、表面貼裝、表面檢測；SPI錫膏檢測、回流焊和波峰焊；電纜連接頭個(gè)數(shù)等等的檢測及測量。

機(jī)器視覺技術(shù)在該領(lǐng)域的其他相關(guān)檢測案例

電容零件計(jì)數(shù)識(shí)別：機(jī)器視覺系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)電容零件自動(dòng)化計(jì)數(shù)。

晶圓字符識(shí)別：機(jī)器視覺系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化高效識(shí)別讀取晶圓字符。

晶圓定位：機(jī)器視覺系統(tǒng)AI算法確保更準(zhǔn)確地晶圓定位。