半導(dǎo)體和電子制造會(huì)運(yùn)用那些機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)詳細(xì)資料概述

　　視覺(jué)傳感技術(shù)機(jī)器視覺(jué)在半導(dǎo)體工業(yè)上的應(yīng)用早在二十年前就已開(kāi)始，半導(dǎo)體、電子設(shè)備市場(chǎng)是機(jī)器視覺(jué)技術(shù)發(fā)源地并一直成為機(jī)器視覺(jué)賴以生存的巨大市場(chǎng)之一。半導(dǎo)體、電子制造業(yè)每一次技術(shù)上的飛躍如：晶圓越做越大，而內(nèi)部線路越做越細(xì)，向超細(xì)間距式器件挺進(jìn)；連接器體積越來(lái)越小，每分鐘生產(chǎn)線上需要檢測(cè)、測(cè)量器件的數(shù)量越來(lái)越多，都將伴隨著新一輪半導(dǎo)體、電子生產(chǎn)裝備的誕生。隨之必將產(chǎn)生新的質(zhì)量保證系統(tǒng)改善其生產(chǎn)率和保證零次品率，進(jìn)而促使機(jī)器視覺(jué)市場(chǎng)不斷發(fā)展壯大。機(jī)器視覺(jué)技術(shù)本身也隨著半導(dǎo)體、電子、光學(xué)、自動(dòng)化等技術(shù)的發(fā)展而不斷完善、發(fā)展。

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　　機(jī)器視覺(jué)的分類(lèi)

　　半導(dǎo)體、電子制造中的機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)分為嵌入式系統(tǒng)和PC-Base系統(tǒng)兩類(lèi)。

　　PC-Base系統(tǒng)一般由機(jī)器視覺(jué)標(biāo)準(zhǔn)配件包括工業(yè)用視覺(jué)光源、工業(yè)鏡頭、工業(yè)相機(jī)、圖像采集卡、機(jī)器視覺(jué)軟件和工業(yè)PC搭建而成，系統(tǒng)構(gòu)成復(fù)雜，需要具備光學(xué)、機(jī)械、自動(dòng)化、圖像算法及專(zhuān)業(yè)編程知識(shí)的技術(shù)人員來(lái)實(shí)現(xiàn)。一般情況下，硬件系統(tǒng)搭建完畢后，還要根據(jù)項(xiàng)目需求進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)后才能上線使用。而嵌入式系統(tǒng)則是光源（某些嵌入式系統(tǒng)會(huì)內(nèi)置）、鏡頭、相機(jī)、圖像采集處理功能和視覺(jué)圖像分析軟件的高度集成化，系統(tǒng)功能模塊化。有些嵌入式系統(tǒng)的軟件操作界面非常簡(jiǎn)單，按照軟件界面向?qū)гO(shè)置后就可以上線運(yùn)行。嵌入式視覺(jué)系統(tǒng)又有兩種名稱：智能相機(jī)（Smart Camera）、視覺(jué)傳感器（Vision Sensor）。智能相機(jī)相對(duì)于視覺(jué)傳感器，一般硬件處理速度更快、軟件功能模塊更為強(qiáng)大，可以適應(yīng)各種適合嵌入式系統(tǒng)的復(fù)雜視覺(jué)檢測(cè)應(yīng)用。當(dāng)然，智能相機(jī)（Smart Camera）與視覺(jué)傳感器（Vision Sensor）之間并沒(méi)有嚴(yán)格的劃分標(biāo)準(zhǔn)，我們都稱為視覺(jué)傳感器也沒(méi)有錯(cuò)。

　　PC-Base視覺(jué)系統(tǒng)和嵌入式視覺(jué)系統(tǒng)在半導(dǎo)體和電子行業(yè)都有廣泛應(yīng)用，需要根據(jù)系統(tǒng)需求來(lái)確定到底采用哪種視覺(jué)系統(tǒng)。嵌入式系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是速度快、性能穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、體積小巧，非常適合于對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)安裝空間要求非常嚴(yán)格、二次開(kāi)發(fā)需求不是很強(qiáng)以及要求性能穩(wěn)定的場(chǎng)合。尤其是已有生產(chǎn)設(shè)備需增加檢測(cè)功能，提高設(shè)備附加值者，選擇嵌入式系統(tǒng)的性價(jià)比較高。世界知名機(jī)器視覺(jué)廠商或自動(dòng)化廠商如Cognex、Dalsa、Omron、Sick、Banner、Simens等都有嵌入式機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)大量應(yīng)用在半導(dǎo)體后段制程及電子行業(yè)。

　　半導(dǎo)體制造中的機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用

　　半導(dǎo)體制造過(guò)程可以劃分為前、中、后三段。在這三段中，每一段制程，機(jī)器視覺(jué)都是必不可少的。

　　在前、中段過(guò)程中，機(jī)器視覺(jué)主要應(yīng)用在精密定位和檢測(cè)方面。沒(méi)有精密定位，也就不可能進(jìn)行硅片生產(chǎn)。 中段制程是半導(dǎo)體制程的最重要環(huán)節(jié)，與機(jī)器視覺(jué)相關(guān)的還有最小刻度測(cè)量。目前，后段制程則是機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用非常廣泛的環(huán)節(jié)。后段制程主要涉及晶圓的電器檢測(cè)、切割、封裝、檢測(cè)等過(guò)程。晶圓在切割前必須使用機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)檢測(cè)出瑕疵，并打上標(biāo)記。檢測(cè)完畢切割過(guò)程中需要利用機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)進(jìn)行精確快速對(duì)準(zhǔn)定位，采用基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的預(yù)對(duì)準(zhǔn)技術(shù)具備很強(qiáng)的速度優(yōu)勢(shì)?；跈C(jī)器視覺(jué)的解決方案，只需要半秒鐘就能定位硅片中心并對(duì)準(zhǔn)切口。美國(guó)知名機(jī)器視覺(jué)廠商Cognex生產(chǎn)的智能相機(jī)In-Sight1820就有類(lèi)似的應(yīng)用。切割過(guò)程開(kāi)始后也要利用機(jī)器視覺(jué)進(jìn)行定位。如果定位出現(xiàn)問(wèn)題，則可能整片晶圓會(huì)報(bào)廢。切割后的IC要保證在不互相接觸的前提下分裝到相應(yīng)的容器內(nèi)部，再繼續(xù)利用機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)找出非瑕疵品進(jìn)入封裝過(guò)程。封裝過(guò)程的機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用目前在國(guó)內(nèi)外都很成熟，如大家所熟知的AOI（Automatic Optic Inspection）。

　　縱觀半導(dǎo)體制造前、中、后三段的視覺(jué)應(yīng)用，PC-Base機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)占據(jù)著很大的比重，這是因?yàn)镻C-Base系統(tǒng)對(duì)于設(shè)備完成復(fù)雜檢測(cè)需求及進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的實(shí)施性最強(qiáng)。在設(shè)備設(shè)計(jì)初期如果考慮PC-Base視覺(jué)系統(tǒng)，其整合性也最強(qiáng)。另外，由于智能相機(jī)等嵌入式視覺(jué)系統(tǒng)本身發(fā)展的限制，其精度和速度還無(wú)法與PC-Base系統(tǒng)相比。就以相機(jī)為例，目前已經(jīng)進(jìn)入市場(chǎng)的工業(yè)相機(jī)最高分辨率已達(dá)到1600萬(wàn)像素，智能相機(jī)最高也就200多萬(wàn)像素。而半導(dǎo)體制造前段和中段對(duì)于圖像精度要求達(dá)200萬(wàn)像素的相機(jī)很難實(shí)現(xiàn)，因此我們可以看到嵌入式視覺(jué)系統(tǒng)在半導(dǎo)體行業(yè)應(yīng)用中仍大多集中在后段部分。