在當(dāng)下科技飛速發(fā)展之際，半導(dǎo)體作為現(xiàn)代電子信息技術(shù)基石迅猛演進(jìn)，其芯片廣泛用于各類設(shè)備，性能優(yōu)劣直接關(guān)乎設(shè)備功能與效率。芯片尺寸縮小、集成度提高，半導(dǎo)體生產(chǎn)對精度、質(zhì)量控制近乎苛刻，細(xì)微瑕疵就可能引發(fā)芯片失效，影響產(chǎn)品性能與良品率，傳統(tǒng)人工檢測難以應(yīng)對，效率低且準(zhǔn)確性、一致性差。此時(shí)，機(jī)器視覺檢測技術(shù)誕生，宛如半導(dǎo)體行業(yè) “新眼睛”，是精準(zhǔn)檢測與質(zhì)量控制關(guān)鍵，融合多領(lǐng)域技術(shù)，用圖像傳感器采集信息，經(jīng)處理、分析、比對后精準(zhǔn)決策或執(zhí)行動(dòng)作，在半導(dǎo)體制造各環(huán)節(jié)起著關(guān)鍵作用。

一、半導(dǎo)體生產(chǎn)的質(zhì)量挑戰(zhàn)

（1）半導(dǎo)體生產(chǎn)工序的復(fù)雜性

半導(dǎo)體生產(chǎn)如同精密微觀制造 “交響樂”，從硅錠生長起，需嚴(yán)控溫度等因素確保晶體完美，硅錠切割成晶圓片后，經(jīng)清洗、氧化、光刻、蝕刻、離子注入等精細(xì)處理，光刻是核心環(huán)節(jié)，對光刻設(shè)備精度、穩(wěn)定性要求極高，微小光線偏差或設(shè)備振動(dòng)就可能影響芯片性能，芯片制造完成后要封裝測試，給芯片 “穿鎧甲” 并檢測，整個(gè)流程上千道工序緊密相連，任一環(huán)節(jié)出問題都影響最終質(zhì)量。

（2）常見的質(zhì)量問題

半導(dǎo)體生產(chǎn)中質(zhì)量問題頻發(fā)，晶圓表面缺陷如裂紋、氣泡、雜物，會(huì)影響芯片性能、可靠性、散熱及引發(fā)短路；芯片表面印字和條碼錯(cuò)誤，承載重要信息，出錯(cuò)會(huì)致生產(chǎn)管理混亂、兼容性問題；管腳尺寸偏差，影響芯片電氣與機(jī)械性能，連接不良會(huì)出現(xiàn)接觸電阻增大等問題。

二、機(jī)器視覺檢測技術(shù)大揭秘

（1）工作原理

機(jī)器視覺檢測似 “圖像魔法”，通過工業(yè)相機(jī)等圖像采集設(shè)備捕捉半導(dǎo)體元件圖像，設(shè)備高分辨率傳感器與優(yōu)質(zhì)鏡頭能精準(zhǔn)記錄微米級(jí)細(xì)節(jié)，圖像傳至處理單元，經(jīng)去噪、校正亮度對比度色彩等預(yù)處理后，用邊緣檢測等算法提取特征信息，如同元件 “指紋”，再與標(biāo)準(zhǔn)模板比對，判斷元件是否有缺陷及缺陷詳情，有問題即報(bào)警反饋給生產(chǎn)控制系統(tǒng)。

（2）關(guān)鍵優(yōu)勢

與人工檢測相比，機(jī)器視覺檢測優(yōu)勢顯著。精度上，人眼受限難測微小缺陷、尺寸偏差，機(jī)器視覺憑借高精度設(shè)備與算法能檢測微米極缺陷，精度甚至更高；速度上，人工檢測難滿足半導(dǎo)體生產(chǎn)線高速需求，易疲勞致效率、質(zhì)量下降，機(jī)器視覺每分鐘可處理數(shù)百、數(shù)千元件，速度是人工數(shù)倍、數(shù)十倍；穩(wěn)定性、一致性上，人工受主觀因素、疲勞影響，機(jī)器視覺嚴(yán)格按預(yù)設(shè)程序標(biāo)準(zhǔn)檢測，結(jié)果穩(wěn)定一致。

三、匯萃智能半導(dǎo)體視覺檢測應(yīng)用案例介紹

（1）晶圓表面缺陷檢測

晶圓生產(chǎn)細(xì)微缺陷會(huì)致芯片失效，該平臺(tái)用高分辨率相機(jī)與特殊鏡頭、自主研發(fā)算法，精準(zhǔn)識(shí)別晶圓裂紋、氣泡、雜物等缺陷，某企業(yè)引入前人工檢測漏檢率高、良品率低，引入后缺陷檢測準(zhǔn)確率超 99%，良品率提升 15 個(gè)百分點(diǎn)，降成本提競爭力。

（2）芯片表面印字和條碼檢測

芯片表面印字和條碼關(guān)乎產(chǎn)品追溯與管控，平臺(tái)圖像識(shí)別算法全方位檢測，識(shí)別內(nèi)容、字體、條碼完整性等，能檢位置偏移、模糊、信息錯(cuò)誤，助力企業(yè)全程追溯，某企業(yè)借此提升產(chǎn)品質(zhì)量與客戶滿意度。

（3）管腳尺寸與幾何特性測量

管腳影響芯片性能，平臺(tái)高精度測量算法與圖像處理技術(shù)，高精度測量管腳長度、寬度等尺寸參數(shù)與形狀等幾何特性，某電子設(shè)備制造企業(yè)曾因管腳尺寸偏差故障多，引入后故障率從 5% 降至 0.5% 以下。

（4）元件位置、焊點(diǎn)和線路檢測

芯片中元件位置、焊點(diǎn)、線路關(guān)乎電氣性能與穩(wěn)定性，平臺(tái)分析芯片圖像，判斷元件位置正誤、焊點(diǎn)參數(shù)、線路狀況，某封裝測試企業(yè)使用后不良率降 30%，生產(chǎn)效率提 50%。

（5）硅片生產(chǎn)中的精密定位

硅片定位精度影響后續(xù)工序與產(chǎn)品質(zhì)量，某硅片制造企業(yè)此前定位精度不足致效率低、次品率高，引入?yún)R萃通用智能高速機(jī)器視覺平臺(tái)后，定位精度控制的更加精準(zhǔn)，生產(chǎn)效率提 30%，次品率從 8% 降至 2% 以下。

（6）晶圓切割前的瑕疵檢測及標(biāo)記

晶圓切割前瑕疵檢測、標(biāo)記重要，某半導(dǎo)體制造企業(yè)人工檢測局限大，誤切割多、浪費(fèi)大，引入該平臺(tái)后短時(shí)間全面掃描，檢測準(zhǔn)確率超 99.5%，標(biāo)記瑕疵，廢品率降 50%。

（7）芯片分裝和后道封裝的錫球和錫膏檢測

芯片分裝和封裝時(shí)錫球、錫膏質(zhì)量關(guān)鍵，某芯片封裝企業(yè)此前檢測手段有限、不良率高，引入平臺(tái)后，不良率從 10% 降至 3% 以下，提升質(zhì)量、減少售后成本。

未來機(jī)器視覺檢測技術(shù)在半導(dǎo)體行業(yè)前景廣闊。精度上，隨半導(dǎo)體技術(shù)發(fā)展，將向更高精度邁進(jìn)，靠先進(jìn)光學(xué)鏡頭、高分辨率傳感器與優(yōu)化算法保障產(chǎn)品質(zhì)量；智能化上，融合人工智能等，不僅檢缺陷，還能析因提建議、自我學(xué)習(xí)優(yōu)化，適應(yīng)工藝變化；還將與自動(dòng)化、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)深度融合，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化控制、數(shù)據(jù)支持決策、遠(yuǎn)程監(jiān)控管理，助力半導(dǎo)體行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展。