應用案例

Wire Bond (打線接合)檢測

在打線接合高速檢測中,實現可靠的缺陷檢測並降低誤剔率

儘管覆晶技術已在許多先進邏輯與記憶體元件中佔據主導地位,但在功率半導體、類比 IC、影像感測器、射頻元件及眾多汽車應用領域中,打線接合仍是廣獲採用的連線技術。打線接合系統仰賴精密視覺完成對位,打線後由檢測系統負責驗證線材完整性與封裝品質。隨著封裝複雜度提高,可靠的機器視覺已成為確保接合品質、降低誤報率、維持高產能不可或缺的關鍵。

線材幾何持續縮小、封裝密度不斷提高,打線接合檢測的複雜程度隨之上升。
線材幾何持續縮小、封裝密度不斷提高,打線接合檢測的複雜程度隨之上升。

機器視覺於打線接合與打線後段檢測的應用

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常見的打線接合檢測任務包括晶粒表面檢測、線材偏移偵測、接合完整性驗證,以及銲墊未附著(NSOP,Non-Stick on Pad)偵測。

在半導體後段封裝中,打線接合視覺系統執行兩大核心功能:

  • 精密對位:於打線接合過程中晶粒、銲墊與導線架的準確定位。

  • 打線後檢測:驗證線材完整性、偵測接合瑕疵,並確保封裝品質一致。

這兩類應用所需的成像能力各有不同,但都仰賴可靠的影像擷取、精確的量測與穩定的視覺表現。

線材幾何縮小、密度提高,帶來全新的檢測挑戰

現代打線接合製程採用越來越細的線材直徑、更緊密的接合間距,以及更複雜的線弧構型。在這些趨勢下,細微瑕疵的偵測、接合完整性的驗證,以及在量產速度下維持檢測表現,都成為新的挑戰。

現代打線接合持續朝更細的間距、更高的線材密度與更複雜的結構演進,對打線接合檢測提出更嚴苛的要求。
現代打線接合持續朝更細的間距、更高的線材密度與更複雜的結構演進,對打線接合檢測提出更嚴苛的要求。
  • 鏡面反射與低對比:眩光與對比不均,使穩定的瑕疵偵測變得困難。

  • 次微米瑕疵偵測:偵測 NSOP、線材偏移與弧根裂紋等瑕疵,須具備數微米甚至更低等級的靈敏度。

  • 複雜的線材幾何:低弧打線、高線材密度與線材相互交疊的結構,使可靠檢測的挑戰性日益提高,特別是必須驗證細微線材變形與間距時。

  • 速度與解析度的取捨:檢測必須跟上打線機每秒 20 個以上接合點的速度。

  • 熱漂移與機械限制:熱、震動與運動皆會影響對位精度與長期量測的重現性。

支援可靠打線接合檢測的視覺技術

現代打線接合應用對成像與檢測系統的要求日益提高。從反射性線材表面、顯微級瑕疵到複雜的線材幾何,若要維持可靠的檢測表現,就必須整合高品質成像、先進量測能力與高效資料處理

金線與銅線具有不同的光學特性,而銅線表面的氧化更會改變其對比度與外觀,為打線接合(Wire Bonding)檢測中的穩定成像帶來額外挑戰。
金線與銅線具有不同的光學特性,而銅線表面的氧化更會改變其對比度與外觀,為打線接合(Wire Bonding)檢測中的穩定成像帶來額外挑戰。

針對反射性線材表面進行影像品質最佳化

可靠的打線接合檢測,始於穩定的成像。光源設計、動態範圍與感光元件特性必須協同運作,才能保留線材與接合細節,同時降低反射、材料造成的光學差異,以及表面條件變化的影響。部分檢測系統亦採用多角度成像,以提升反射性線材表面與複雜線材幾何的可視性。

Basler 以靈活的成像架構支援此目標,包括各種HDR 成像方法與PGI 影像最佳化技術,可依不同的檢測需求彈性調整。影像強化技術能提升局部對比與邊緣清晰度,在對位標記或檢測特徵日益縮小時,仍可支援更穩定的圖樣辨識。最終不僅獲得更加一致的影像品質,也為規則式與 AI 輔助的檢測流程,奠定可靠的基礎。

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高密度打線接合,須搭配高解析度成像,才能可靠檢測接合品質、線弧幾何與細微瑕疵。
高密度打線接合,須搭配高解析度成像,才能可靠檢測接合品質、線弧幾何與細微瑕疵。

以高解析度成像擷取細微的瑕疵細節

隨著線徑縮小、封裝密度提高,檢測系統必須擷取越來越細微的瑕疵特徵。要偵測 NSOP、打線脫落、線材偏移與弧根裂紋等瑕疵,需要足夠的畫素解析度、合適的光學元件,以及一致的影像對比,才能從正常的製程變異中辨別出關鍵瑕疵。

依封裝設計與檢測涵蓋範圍不同,機台廠商可部署的成像方案,範圍可從5 MP65 MP由於各家廠商與封裝型態的檢測標準時常各有差異靈活的成像平台對於因應不同的檢測演算法與品質要求來說非常重要解析度、視野與產能之間取得適當平衡,是達成可靠瑕疵偵測、同時在大量生產下維持檢測表現的關鍵。

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3D 成像可量測線材高度、線弧幾何與線材間距,藉此提升打線接合檢測的可靠度。
3D 成像可量測線材高度、線弧幾何與線材間距,藉此提升打線接合檢測的可靠度。

提升複雜線材結構的可視性

在先進封裝的種種趨勢下,如低弧打線高線材密度,以及線材相互交疊的結構,都使線材檢測的挑戰性日益提高。在眾多應用中,最佳化光源、多角度成像與高解析度成像仍是提升瑕疵可視性與線材輪廓評估的主要手段。

雖然多數打線接合檢測仰賴高解析度 2D 成像,但某些特殊應用可望受惠於額外的高度資訊。在這些場合,Basler 視覺產品組合可搭配互補的 3D 量測技術,支援精準的檢測流程。



打線接合技術已十分成熟,但檢測需求持續演進。隨著線材結構縮小、封裝複雜度提高,製造商在維持生產效率的同時,對於更高成像品質與更靈活的檢測能力的要求也日益提升。
Basler Application Engineer
FAE, Basler Japan

從設計到部署,全面支援可靠的打線接合檢測

可靠的打線接合檢測,光靠高解析度成像並不足夠。Basler 結合成像專業、靈活的視覺技術與豐富的半導體應用經驗,能因應嚴苛的檢測需求。

  • 可靠的瑕疵偵測:透過高品質成像與影像最佳化技術

  • 支援對位、檢測與量測:涵蓋多元的打線接合應用

  • 整合更簡便:備齊完整的視覺產品組合與 pylon 軟體套件

  • 獲半導體驗證的可靠度:在生產環境中穩定運作

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