基于5G+機(jī)器視覺的芯片檢測解決方案

背景

機(jī)器視覺的價(jià)值體現(xiàn)在它能為工業(yè)生產(chǎn)帶來產(chǎn)量的增加和產(chǎn)品質(zhì)量的提升，并同時(shí)降低生產(chǎn)成本，推動(dòng)了工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，使工業(yè)生產(chǎn)企業(yè)真正從中受益。為了進(jìn)一步壓縮生產(chǎn)成本，工業(yè)控制的產(chǎn)品形態(tài)朝著多樣化、多元化方向發(fā)展，視覺處理與運(yùn)動(dòng)控制一體化是整個(gè)行業(yè)發(fā)展趨勢，由一臺(tái)邊緣控制器集成視覺控制和運(yùn)動(dòng)控制算法。

在半導(dǎo)體器件芯片封裝領(lǐng)域，目前技術(shù)已趨于成熟，芯片封裝前需處理芯片制造過程中產(chǎn)生的缺陷，現(xiàn)有的解決辦法是人工抽檢,剔除有缺陷的芯片。人工抽檢存在漏檢，而且耗時(shí)長、勞動(dòng)強(qiáng)度大、誤檢率高等缺點(diǎn),已無法適應(yīng)生產(chǎn)的需求。通過機(jī)器視覺檢測技術(shù)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行檢測分析處理,同時(shí)基于現(xiàn)場實(shí)時(shí)檢測技術(shù)檢驗(yàn)產(chǎn)品是否符合質(zhì)量要求,對(duì)保障產(chǎn)品質(zhì)量,提高產(chǎn)品合格率起到了關(guān)鍵作用。

芯片檢測痛點(diǎn)

芯片封裝技術(shù)的基本工藝流程，包括硅片切割、芯片貼裝（裝片工段）、芯片互聯(lián)（打線工段）、封裝成型、切筋成型、噴錫打碼等工序。常見芯片檢測痛點(diǎn)如下：

1、裝片工段未配備自動(dòng)檢測設(shè)備，芯片質(zhì)量依靠人工判斷，人工采用單批次產(chǎn)品首件檢查、定時(shí)抽檢、定時(shí)巡檢等手段效率較低、準(zhǔn)確率低。

2、打線工段設(shè)備配備有工業(yè)相機(jī)，設(shè)備可以存儲(chǔ)圖片，由于每天生產(chǎn)芯片數(shù)量龐大，設(shè)備無法存儲(chǔ)如此龐大的數(shù)據(jù)，設(shè)備無圖片分析算法，產(chǎn)品工藝與設(shè)備問題導(dǎo)致的質(zhì)量問題無法準(zhǔn)確預(yù)知。

科東軟件提供的解決方案

（1）通過5G將工業(yè)相機(jī)圖像數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)上傳至MEC上進(jìn)行計(jì)算分析，芯片缺陷的大數(shù)據(jù)分析通過圖像預(yù)處理方法、圖像閾值分割方法、圖像輪廓提取方法、圖像分類識(shí)別算法識(shí)別出芯片缺陷種類、數(shù)量，將結(jié)果反饋至產(chǎn)線及面板顯示器，實(shí)現(xiàn)芯片不良品的自動(dòng)檢測，以及通過數(shù)據(jù)可完成工藝改善分析等。

（2）通過5G邊緣控制器與裝片機(jī)、焊線機(jī)的穩(wěn)定通信，邊緣計(jì)算層通過軟件定義控制的5G邊緣控制器實(shí)現(xiàn)一臺(tái)設(shè)備代替多個(gè)PLC/DCS；

注：圖中的兩臺(tái)邊緣通用控制器實(shí)際為同一臺(tái)設(shè)備，為說明數(shù)據(jù)流向分開展示。

裝片段架構(gòu)圖

焊線段架構(gòu)圖

控制器內(nèi)的操作系統(tǒng)架構(gòu)圖

方案價(jià)值

• 裝片段，視覺替代人工肉眼處理，解決效率低下、缺陷難回溯、缺陷檢測率受人員狀態(tài)影響等問題。

• 焊線段，數(shù)據(jù)通過前端5G邊緣控制器完成數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理，同時(shí)通過5G上傳云端進(jìn)行缺陷工藝分析，為工藝改善提高芯片良品率提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

• 一臺(tái)邊緣控制器融合機(jī)器人控制器+ 機(jī)器視覺控制器，降低整體設(shè)備成本。機(jī)器視覺、智能控制一體化部署，降低部署周期。視覺分析與實(shí)時(shí)控制快速數(shù)據(jù)交互，提高控制靈敏度和控制精度。

方案適用場景

• 芯片缺陷檢測、刀片檢測、劃痕檢測、二維碼識(shí)別、分揀系統(tǒng)等。