帳號:
密碼:
CTIMES / 文章 /   
機器視覺助攻應用全面 提升科技製造產線效能
 

【作者: 王明德】   2021年03月25日 星期四

瀏覽人次:【1183】
  

隨著產業環境競爭日益激烈,高速、高智慧的視覺檢測技術,已成為現代化產線的必要環節,未來其應用深度與廣度都會逐步強化,成為業者提升生產效率的最佳助力。


機器視覺技術在自動化製造環境的應用已有多年歷史,在部分不適合於人工作業的危險工作環境或人工視覺難以滿足要求的產業中,常用來替代人工視覺;此外在大批量工業生產過程中,採用人工視覺檢查產品品質效率低且精度不高,機器視覺不僅可大幅提高生產效率和生產的自動化程度,在資訊整合上也遠高於一般人工檢視。


機器視覺在半導體與電子設備產業的應用相當早,這兩大製造業市場放大後,先進製造製程快速演進,晶圓尺寸不斷提升,內部線路與電路間距越做越細,連接器體積也逐漸縮小,產線上需要檢測、測量器件的數量增加,因此必須透過全新的品質檢測系統,改善其產品品質,此一趨勢不斷推動機器視覺市場的發展,而機器視覺技術本身也隨著半導體、電子、光學、自動化等技術的發展而持續突破。


機器視覺全方位監測製程

半導體、電子製造中的機器視覺系統分為嵌入式系統和PC Base系統兩類。PC Base系統一般由機器視覺標準配件包括工業用視覺光源、工業鏡頭、工業相機、影像擷取卡、機器視覺軟體和工業電腦搭建而成,系統構成複雜,需要具備光學、機械、自動化、圖像演算法及專業程式設計知識的技術人員設定與操作。



圖1 : 機器視覺技術在工業產品品質檢測已趨廣泛,尤其是應用在針對產品外觀缺陷以及尺寸量測的檢測上。(攝影:王明德)
圖1 : 機器視覺技術在工業產品品質檢測已趨廣泛,尤其是應用在針對產品外觀缺陷以及尺寸量測的檢測上。(攝影:王明德)

在一般情況下,硬體系統搭建完畢後,還要根據專案需求進行二次開發後才能上線使用。而嵌入式系統則是光源、鏡頭、相機、影像擷取處理功能和視覺圖像分析軟體的高度整合化,系統功能模組化,部分嵌入式系統的軟體操作介面較為簡易,按照軟體介面指示設定後即可上線運作。


PC Base視覺系統和嵌入式視覺系統在半導體和電子設備產業的應用相當廣泛,主要是根據系統需求決定所採用的視覺系統。嵌入式系統的主要特點是速度快、性能穩定、操作簡單、體積小巧,適用於對檢測系統安裝空間要求嚴格、二次開發需求不高且性能穩定的場域。尤其是已有生產設備需增加檢測功能,提高設備附加值者,選擇嵌入式系統的性價較高。


再就半導體領域來看,整體製程可以粗分為前、中、後三段。在這三段中,每一段製程,機器視覺都不可少,在前、中段過程中,機器視覺主要應用在精密定位和檢測方面,中段製程是半導體製程最重要的環節,機器視覺在此用於精密測量,至於後段製程主要涉及晶圓檢測、切割、封裝等過程。


晶圓在切割前必須先使用機器視覺系統檢測出瑕疵,並打上標記。檢測完畢後的切割過程,則需要透過機器視覺系統完成精確快速的定位,在此環節機器視覺技術的預對準技術所具備的高速優勢,只需極短時間就可定位晶片中心位置並對準切口。


另外,切割過程中一旦定位出錯,整片晶圓有可能因此會報廢,因此機器視覺的精準定位特色也會在此發揮作用。最後則是必須確保切割後的裸晶在不互相接觸的狀態下分裝,此時可利用機器視覺系統找出瑕疵品,提升封裝出來的晶片品質。


四大功能打造精密製程

在半導體製造前、中、後三段的視覺應用中,PC Base機器視覺系統的採用比重偏高,主要是因為PC Base系統對複雜檢測需求與二次開發的能力較強,整合性也最高。


按照通常的劃分方法,晶片在進行一級封裝前的製造、檢測和封裝過程為半導體製造業,之後即為電子製造業。機器視覺在電子製造行業的應用非常廣泛,小到電容、連接器等元件,大至手機、PC主機板、硬碟,在電子製造產業鏈的各個環節,幾乎都能看到機器視覺系統。


整體而言,機器視覺四大主要功能,檢測、定位、測量、條碼讀取,在電子製造業都有大量實際應用案例。以最常見的SMT上的機器視覺應用及AOI/AXI設備為例,首先SMT在貼片過程中,就會使用機器視覺及其定位技術。


透過視覺識別系統對不同元件的識別,系統可以高速、高精度貼裝微小片狀元件、精細IC元件或異形元件,導入了視覺識別、定位技術的貼片設備,將具有簡捷操作、運作穩定等優勢,貼裝精度、識別元件範圍、貼裝速度等特點,則可符合電子行業快速、高品質、零瑕疵率的要求。



圖2 : .近年來摩爾定律在半導體製造領域持續生效,機器視覺也能跟上半導體製造設備的需求。(source:6Park NewsBasler)
圖2 : .近年來摩爾定律在半導體製造領域持續生效,機器視覺也能跟上半導體製造設備的需求。(source:6Park NewsBasler)

近幾年隨著半導體電路圖形的細化趨勢,AOI已成為SMT品質檢測的重點技術,用來作為PCB板檢測、焊膏印刷檢測、器件檢測、焊後檢測等工作。其中PCB板、焊後檢測一般是非即時性檢測,焊膏印刷和器件檢測則是與印刷機、貼片設備配套,同步進行高速即時檢測,至於AXI(自動X射光檢測)與AOI在技術上的最主要的區別,在於前者是以X射線作為光源,後者則多使用可見光;此外,AOI大多用來檢測產品的外部特徵,AXI的X光可檢測可見光看不到的位置瑕疵。


近年來摩爾定律在半導體製造領域持續生效,技術上的需求促進了半導體裝備及電子製造裝備的更替、升級與發展,此趨勢要求機器視覺也能跟上半導體製造設備的需求。在此同時,機器視覺內的光學、機械、運算、軟體、電子、晶片、網路通訊等技術與對應的零配件如光源、鏡頭、相機、板卡軟體,都呈現高速發展。


而除了上述技術外,AI也是半導體與電子設備在視覺檢測環節的重要技術,由於科技產業對新技術的接受度較高,產線自動化也更全面,因此整合難度會較一般製造業低,業者的導入意願也較高。


隨著產業環境競爭日益激烈,高速、高智慧的視覺檢測技術,已成為現代化產線的必要環節,未來其應用深度與廣度都會逐步強化,成為業者提升生產效率的最佳助力。


圖說


**刊頭圖 (source:Fabricating Metal Working)


相關文章
多感測器數據融合用於產線視覺檢測
全方位支援數位轉型 提供差異化具競爭力的量測方案
多功能感知方案賦能工業成像應用
工具機次世代工法有賴跨域相通
深究Subaru汽車Eyesight駕駛輔助平台之開發
comments powered by Disqus
相關討論
  相關新聞
» 2021 Touch Taiwan強勢回歸 台灣三豐支援跨領域差異化量測方案
» BioNTech導入西門子數位化解決方案 加快量產Covid-19疫苗
» Touch Taiwan 2021跨域整合全面升級,4月21日登場
» SMMC司麥德因應未來智慧製造的各項需求 提供特殊訂製之步進馬達
» 兆鎂新與睿怡科技連袂參加「TOUCH TAIWAN智慧製造展」
  相關產品
» 研揚發表新款搭載NVIDIA Jetson TX2 NX平台之Box PC
» OnRobot全新電磁夾爪MG10適用於製造、汽車與航空產業
» 中美萬泰推出醫用電腦電源內裝設計WMP-24G-PIS
» 中美萬泰推出新款Intel第八代Whisky Lake工業級觸控電腦
» 安勤觸控雙螢幕AIO POS終端機RiVar模組化擴充快速

AD


刊登廣告 新聞信箱 讀者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2021 遠播資訊股份有限公司版權所有 Powered by O3
地址:台北市中山北路三段29號11樓 / 電話 (02)2585-5526 / E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw