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行業概述

機器視覺在半導體制造制程中發揮著重要作用，廣泛應用于前段精密定位與檢測、中段工藝監控、后段切割封裝及成品檢測，有效提升了產線工藝水平，確保了半導體產品的質量與成品率。埃科高階TDI線掃相機、高速面陣相機、自動對焦系統等產品已廣泛應用于半導體檢測領域，在半導體行業檢測核心部件的國產化進程中發揮了重要作用。

典型案例

金線檢測

前言

引線鍵合是半導體芯片封裝的核心工藝之一，通過微米級金屬導線將芯片與基板、封裝框架或其他外部電路連接，實現芯片內外部的電氣互連與信號傳輸。這一工藝應用廣泛，工藝質量直接決定芯片可靠性與性能。因此，在生產中對鍵合的金線進行快速、精確的三維形貌檢測至關重要。

本期我們將聚焦半導體封裝制程中的金線檢測，為您介紹埃科光電線光譜共焦傳感器如何有效提升該環節檢測效率。

首圖.jpg

應用難點

微米級檢測需求

金線間距、線徑僅數十微米，其形態缺陷（塌線、斷線等）與位置偏差（焊點偏移）均在微米級尺度，對檢測設備的分辨率與精度提出極高要求。

檢測效率瓶頸

傳統2D視覺檢測技術缺乏高度信息，無法獲取金線的高度、弧度輪廓等關鍵三維信息，難以準確識別塌線、弧高不一致等立體缺陷，誤檢率與漏檢率較高，嚴重影響質檢效率。

表面反光干擾

金線表面存在高反光干擾，且金線鍵合后焊盤表面可能存在殘膠等異物，傳統光學檢測對這類材質難以準確成像。

埃科光電方案：線光譜共焦傳感器SG系列

面對上述挑戰，埃科光電基于同軸式光譜共聚焦技術開發出SG系列線光譜共焦傳感器，可實現大視野高精度的金線工藝檢測方案。

高分辨率成像：微米級精度

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線光譜共焦技術通過分析被測物反射回來的單色光波長信息，計算得到物體的高度信息，從而實現高精度、強抗干擾的三維測量。

埃科光電線光譜共焦傳感器輪廓數據數量達到4096個，且X軸輪廓數據間隔小至2.5μm，可生成高密度的真實三維點云數據。對于金線檢測，這意味著能精確測量每根金線的弧高、間距等關鍵尺寸。任何細微的塌陷、斷裂或形態異常，都會在三維輪廓中清晰顯現，從而實現對微米級缺陷的精準捕捉與量化分析。

大視野掃描：效率躍升

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線光譜共焦技術可實現一條線上的所有點同步進行高精度測距，具備“線掃描”的高速特性，配合位移平臺就能實現快速三維檢測，有效提升檢測效率。

埃科光電全新推出的高分辨率線光譜共焦傳感器SG4050型號，在保持全量程掃描速度4.4kHz的同時（最高掃描速度18kHz），X軸測量范圍提升至20.4mm，Z軸測量范圍達到5mm，大幅減少單位范圍內掃描次數，驅動金線檢測效率升級。

同軸線共焦：強材質適應性

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埃科光電線光譜共焦傳感器采用同軸光學設計，測量光和反射光沿相同的路徑傳播，避免出現遮擋盲區，可實現復雜材質表面的的零陰影掃描，對金線形態檢測有更好的適應性，同時不受金線反光的影響，實現卓越的掃描結果，重建高精度3D圖像。

雙型號選擇：適配細分需求

為滿足不同產線對效率與精度的差異化需求，埃科光電精心布局SG系列產品線：全新推出的SG4050型號與成熟的SG4025型號，可覆蓋側重點不同的金線檢測場景。

SG4025

提供4096個輪廓數據數量，X軸輪廓數據間隔達2.5μm，Z軸重復精度（鏡面）0.25μm，適用于對精細特征檢測要求更苛刻的場景。

SG4050

在維持高分辨率與高掃描速度的同時，X軸測量范圍（20.4mm）與Z軸測量范圍（5mm）進一步拓展，顯著提升檢測效率，適用于追求大規模、高效率在線全檢的產線。

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應用效果

金線(2M內).png

結語

隨著半導體工藝邁向后摩爾時代，視覺檢測是把控半導體產品質量的關鍵環節。埃科光電聚焦晶圓制備到封裝測試各工藝段，致力于為半導體行業全制程提供更高效、更精準的視覺檢測解決方案。

如需了解更詳細的應用案例、具體產品型號參數或定制化方案，歡迎咨詢！

TGV檢測

應用場景

TGV（玻璃通孔）技術是推動半導體器件繼續向高性能、小型化、多功能發展的封裝技術：通過在玻璃基板上制作垂直通道，實現三維互連和高密度電氣連接，可有效降低信號延遲和功耗。

TGV檢測需要分析玻璃基板中直徑僅幾十微米、厚度達數百微米的微小通孔，重點檢測通孔刻蝕工藝，包括玻璃通孔完整性檢測、TGV孔內壁質量檢測等。

應用難點

（1）高分辨率需求

為保障封裝互連可靠性，需針對玻璃通孔完整性做視覺檢測，包括通孔形狀檢測、尺寸測量、邊緣缺陷檢測等。TGV通孔的孔徑達到微米級，對檢測設備分辨率提出高要求，分辨率不足易造成漏檢。

（2）玻璃材質對焦難

玻璃基板具有高透、反光等特性，檢測時對焦目標層面難度大，難以清晰捕捉通孔結構，采用傳統手動對焦耗時耗力，無法匹配產線高速節拍，制約在線檢測效率。

（3）動態對焦能力

半導體先進封裝工藝復雜且對檢測速度要求極高，不同層級的玻璃通孔形狀和尺寸都有所不同，若玻璃基板翹曲，傳統成像技術難以清晰呈現細節并進行有效分析。因此，TGV視覺檢測系統必須具備高速精確的動態對焦能力。

埃科光電方案：智能對焦系統+高速面陣相機

采用埃科光電智能對焦系統配合高速面陣相機取圖，實現快速精準的TGV工藝視覺檢測方案。

大視場成像：提升檢測效率

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識別亞微米級別的TGV缺陷需要超高分辨率的檢測設備，以保障檢測精度。埃科光電智能對焦系統支持最大40mm靶面成像，可搭配高分辨率6500萬像素高速面陣相機，單次拍攝即可覆蓋更廣的檢測區域，避免因對焦區域局限導致漏檢或重檢，其高分辨率檢測能力，確保在TGV檢測中獲得清晰圖像，助力識別通孔上表面缺陷，測量圓度、位置度、尺寸等信息。

同軸激光傳感：無懼透明材質

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自動對焦技術可分為主動與被動兩種方式。被動對焦直接接收并分析來自被攝體自身的反光，依賴檢測圖像對比度、相位差等信息達成自動對焦效果，在TGV檢測這類低對比、高透光物體檢測場景中對焦效果差；主動對焦則通過發射激光信號感知物鏡與被測物距離，響應速度更快，對高速運動中的玻璃基板也能達到良好的對焦效果，更適用于TGV在線檢測。

埃科智能對焦系統基于同軸激光傳感的高速自動對焦技術開發而成。同軸光學設計十分適合檢測玻璃基板這類反光高透表面，可實時判斷離焦量與方向，確保成像系統始終采集到高清晰度、高對比度的TGV通孔圖像。

智能對焦系統：實時動態跟焦

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TGV檢測需匹配產線高速節拍，并克服因來料姿態、基板翹曲或平臺定位偏差等引起高度變化，導致失焦成像不穩定的問題，反復調焦的操作會極大降低檢測效率，因此，高速自動對焦技術在TGV檢測中非常必要。

埃科智能對焦系統在硬件層面集成低延遲、高性能的反饋控制算法與高速并行圖像處理算法，實現kHz級高速反饋控制，確保在高速掃描中持續穩定對焦，離焦量100μm的情況下對焦時間小于100ms，大幅提升TGV在線檢測的可靠性與效率。

應用效果

未開啟自動對焦（AF OFF）：

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圖像模糊，難以識別通孔缺陷

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錯誤對焦至玻璃基板下表面

開啟自動對焦（AF ON）：

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上表面通孔輪廓清晰可見

智能對焦傳感器參數

晶圓弱光高速檢測

應用場景

無圖晶圓指的是在晶圓制備階段還未刻蝕任何圖形的晶圓，其任何微小缺陷都有可能在后續工藝中被放大，需及時檢測臟污、劃痕、崩邊等缺陷。

應用難點

（1）精度與效率難以平衡

大尺寸晶圓（如300mm）的外觀檢測面臨著檢測精度與效率難以平衡的難題：提高檢測速度易導致精度損失，而追求高精度往往會降低效率，這對檢測系統的視覺硬件與算法處理能力提出了雙重挑戰。

（2）微弱信號難以捕捉

無圖晶圓外觀檢測通常使用暗場檢測系統，暗場檢測利用反射光之外的散射光信號構造圖像。但實際操作中，表面平整度高的微小缺陷可能因散射光信號微弱難以被捕捉到；且環境光、視覺系統本身的噪聲等因素易引入背景干擾，影響對微弱散射信號的識別，導致誤判或漏檢，這對視覺檢測系統的靈敏度提出了更高要求。

埃科光電方案：高階TDI線陣相機

面對上述難題，埃科光電高階TDI線陣相機憑借優異性能逐個擊破，有針對性地解決了弱光高速環境下的無圖晶圓外觀檢測挑戰。

行頻突破1000kHz：兼顧精度與速度

埃科光電8K高階TDI線陣相機最高行頻達1000kHz，同系列16K分辨率相機最高行頻500kHz，搭配CoaXPress12數據接口，實現高速傳輸，兼顧高分辨率高速度成像。這意味著檢測系統在追求圖像細節同時無需犧牲生產節拍，大幅提升檢測效率。

紫外增強：精準識別微小缺陷信號

根據瑞利判據準則，成像系統的理論分辨率與光源波長正相關。波長越短，分辨率極限越高。因此，利用波長短的紫外光進行成像，天然具備探測更微小缺陷的能力。在晶圓外觀檢測中采用紫外反射成像，可捕捉到可見光無法探測的微小缺陷。

埃科光電該款高階TDI線陣相機提供高靈敏度紫外增強版本，其感光波段覆蓋200nm-1100nm，在266nm這一典型紫外應用波段的量子效率（QE）大于65.8%，擁有卓越的檢測精度與缺陷檢出率，可為晶圓微小缺陷檢出提供更高效精準的支持。

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低讀出噪聲：還原圖像細節

工業相機的噪聲是指成像過程中不希望被采集到的，實際成像目標之外的信號。噪聲會疊加在真實的圖像信號上，導致圖像出現“雜點”、顆粒”等干擾。在無圖晶圓暗場檢測環境中，由于曝光時間很短，成像信號弱，來自真實信號與來自暗電流的散粒噪聲都很小，此時主要的噪聲來源就是讀出噪聲，讀出噪聲成為影響成像質量的關鍵因素。

埃科光電高階TDI線陣相機內嵌精巧的電路設計及可靠的熱設計技術，讀出噪聲低至5.9e-，確保微小缺陷信號能被精準識別，把晶圓外觀缺陷“一網打盡”。

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時間延遲積分技術：卓越信噪比

在無圖晶圓暗場檢測環境中，表面平整度高的微小缺陷可能因散射光信號微弱難以被捕捉到。時間延遲積分技術（TDI）可控制多行像素對同一目標逐行曝光，再通過多次累積來增強信號強度，能夠在保持高掃描速度的同時顯著提升靈敏度及信噪比。

埃科光電高階TDI線陣相機最高支持設置256線TDI階層，高掃描速度下依舊保留圖像細節，信噪比大幅提升，有效解決高速檢測中的響應不足和噪點問題，尤其適用于無圖晶圓外觀檢測。

機卡一體化方案：穩定視覺系統

在大視野無圖晶圓檢測中，連續高速工作會產生海量數據，此時圖像數據的穩定傳輸是保證系統效能的關鍵。埃科光電高階TDI線陣相機搭配8通道CoaXPress圖像采集卡（Vulcan-CXP12-8），可實現高達100Gbps圖像采集速度，單鏈路速度最高12.5Gbps，輕松實現大容量數據高速傳輸，從圖像采集到傳輸有效抵御電磁干擾，確保圖像數據穩定地傳輸到工控機中，為無圖晶圓檢測提供更高效穩定的硬件支持。

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