半导体 · 机器视觉

晶圆视觉对位系统

为半导体封装企业开发的晶圆高精度视觉对位系统。采用双远心光路 + 高分辨率相机方案,支持 pattern matching 与 mark 点对齐双模式,实现晶圆与基板亚微米级对位,对位精度 ±0.5μm,单次对位时间小于 1.5 秒,适配 8/12 寸晶圆。

客户行业

半导体封装 / 微组装

交付主体

华川电气杭州分公司

对位精度

±0.5μm

对位时间

<1.5 s/次

/ 01项目背景与痛点

微米级对位是封装设备的灵魂:视觉误差、机构误差、温度漂移任何一项超标都会造成良率损失。芯片 mark 点样式各异、对比度不一,单一对位算法难以全覆盖;节拍要求又极苛刻,精度与速度必须同时满足。

参数项技术指标
对位精度±0.5μm(含机构重复性)
光路方案双远心镜头 + 高分辨率相机
对位模式pattern matching / mark 点对齐双模式
单次对位时间<1.5 s
适配晶圆8 寸 / 12 寸
标定方式像素当量 + 旋转中心自动标定

/ 02系统架构

系统由成像、对位、运动三部分闭环:双远心光路提供无畸变图像;对位引擎运行亚像素模板匹配与 mark 质心算法,输出偏差量;运动台按偏差做补偿修调,多轮迭代收敛至目标精度。标定流程全自动,定期重标消除温漂。

双远心成像

消除透视与畸变误差,亚像素定位的硬件基础

双模对位引擎

pattern 与 mark 双算法自适应,覆盖各类芯片样式

亚像素算法

质心/模板亚像素提取,软件层面逼近硬件极限

自动标定

像素当量与旋转中心自动标定,温漂在线补偿

/ 03核心功能亮点

±0.5μm 精度

视觉 + 机构 + 标定全链路保证的对位能力

1.5 秒内完成

多轮快速收敛,精度速度双达标

双模式自适应

各类 mark 与图案免定制直接兼容

8/12 寸兼容

换规格仅换载台程序,无需重新开发

工程洞察: 亚微米对位没有捷径:光路的每一丝畸变、标定的每一个系数、机构的每一次重复性都要较真。这套系统是我们把「较真」工程化后的成果,也是半导体团队能力的集中体现。

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