應用案例

晶片鍵合視覺：公差再無容錯空間帶來的變化

在高速固晶機內進行穩定對位與檢測

現代固晶機將多項視覺任務在精巧、高速且熱穩定性差的環境中集中執行。隨著封裝密度提高、鍵合公差緊縮，要面對的挑戰不再只有相機與光學元件的選型而已，更要打造出一套能在整段生產過程中維持穩定同步、一致成像並控制製程的視覺架構。

現代固晶機結合高速取放動作與次微米等級對位穩定性，可因應日益複雜的封裝結構

傳統晶片鍵合仍是半導體封裝的量產主力。與此同時，覆晶 (Flip-chip)、熱壓鍵合與混合鍵合技術，正在逐漸將套對公差推進到某種範圍；在此範圍內，成像若不穩定就會直接影響良率。多數工程團隊並非切換不同製程，而是讓兩者並行運作。

在這兩種製程中，更薄的基板、會反光的表面、埋入式基準點，以及受熱的鍵合環境，在持續生產條件下，都會造成影像擷取越來越難以維持穩定。

在細間距與高產能下，問題不只在於影像是否清晰，更在於數千次鍵合週期中的擷取時序確定性能否始終維持可靠。在持續高速動作下，能否穩定送出畫格、能否維持一致的擷取時序，正是視覺系統穩定與否的分水嶺。一旦在錯誤的時機出現畫格流失，晶片就會放錯位置。

若工作流程需要更精準的同步或內建影像預處理，Basler 提供 FPGA 處理方案，可在相機端或影像擷取卡端執行，既能減輕 CPU 負載，又不會增加外部硬體的複雜度。

現今的晶片鍵合系統在產能、相機數量、延遲敏感度與既有視覺架構上差異甚大。Basler 跨多種介面平台，以穩定的影像擷取、同步觸發，以及可擴展的預處理架構，滿足這些持續演進的需求。

反光引線框架、深色有機基板、透明環氧樹脂、埋入式基準點，並非同一個成像問題的不同變體，而是各自需要不同的處理方式。一套視覺架構就算能完美處理其中一種，未必能在不調整配置的情況下處理其他問題。

對於一般表面基準點與貼片驗證，只要搭配穩定眩光控制的可見光成像，就足以在傳統晶片貼附流程中滿足這些檢測需求。

對於埋藏在矽、鈍化層或環氧樹脂下的結構（這在晶粒對晶圓整合與異質整合中越來越常見），Basler ace 2 X visSWIR 相機善用矽材在 SWIR 波段下的穿透性，無需修改任何製程，就能讓隱藏的基準點顯現出來。

隨著公差不斷縮小，視覺系統正進一步納入鍵合控制迴路：在整個週期中持續監控鍵合頭位置、噴嘴狀態、環氧樹脂稠度、鍵合線變化與熱漂移，而不只是在事後檢驗放置結果。

這裡的成像挑戰相當特殊。加熱鍵合過程中的熱膨脹會讓基準點位置持續偏移；振動與機械負載也可能引發位置偏移的變化，直接影響放置精度與鍵合線的一致性。

因此，越來越多的鍵合平台開始部署專用視覺系統，即時監控機具與製程狀態。在這類應用中，穩定觸發、可重現的對比表現，以及具確定性的影像擷取，已成為在熱與機械條件不斷變動下維持位置一致性的關鍵。在緊湊型鍵合平台上，靈活的整合能力與同步穩定性，往往與成像表現本身同樣重要。

傳統晶片貼附流程在汽車、功率半導體、工業、感測器封裝等應用中仍獲廣泛使用。與此同時，覆晶、熱壓鍵合與混合鍵合也讓固晶機面臨更嚴格的套對要求、更高的產能、更細間距的對位，以及日益複雜的熱條件。

隨著鍵合流程持續演進，同步擷取、埋入式基準點成像、具確定性的影像處理，以及持續的製程監控，在先進封裝應用中也越來越重要。

現代固晶機需要在緊湊且熱穩定性差的環境中，同時兼顧穩定的成像、同步觸發與靈活的整合。Basler 透過以下方式滿足這些需求：

想實施類似的方案嗎？這些產品能有所助益。

準備好一起開始了嗎？

‍進一步了解我們的產品和服務，以及我們能如何協助您推動下一項專案。