在芯片制造的引線鍵合工序中,劈刀如同精密的“縫紉針”,負責將微細的金線、銀線等準確地連接在芯片和基板之間。劈刀修磨是芯片制造中一項看似微小卻至關重要的環節,它是一項對精度要求極高的微細加工,其同軸度精度直接關系到芯片切割質量與封裝可靠性。傳統加工方式在精度與效率方面存在明顯局限,如過度依賴人工經驗、加工效率低、批次一致性難以保障等。
為應對上述劈刀修磨難點,志強視覺提出采用視覺定位引導技術,以下主要探討視覺定位引導如何賦能高精度加工。
視覺定位技術對于機器視覺系統而言,其必要性在于它將二維的像素信息提升到了三維的空間智能。它不是一個附加功能,而是使機器從“看見”走向“行動”,從“被動執行”走向“主動適應”的關鍵使能技術。
一、視覺定位引導技術
視覺定位引導技術,通過集成工業相機與先進視覺算法,精確獲取物體的空間位置、姿態及尺寸信息,并實時傳輸至機器人控制系統,驅動其完成高精度作業。該技術具備以下核心優勢:
1.微米級高精度定位能力
依托高分辨率工業相機、亞像素定位算法與精密運動平臺的協同工作,系統可實現穩定、可靠的1um(0.001mm)級別檢測與定位精度。
2.出色的環境適應性
能夠靈活應對不同形狀、尺寸及材質的工件,適應多樣化的生產場景與復雜條件。
3.運行效率與經濟效益同步提升
大幅減少對人工操作與經驗判斷的依賴,有效縮短作業周期,降低人力成本與產品返工率。
4.實時閉環質量控制
通過在線檢測與誤差自動補償機制,確保生產流程持續穩定運行在預設精度范圍內,保障產品質量一致性。
二、視覺定位技術在劈刀修磨中的優勢
在芯片封裝工藝中,劈刀作為將金線、銅線鍵合至芯片焊盤的關鍵工具,其同軸度精度直接關系到芯片切割質量與封裝可靠性。它集超高精度控制、復雜材料加工、多參數工藝優化等難點于一身。
志強視覺基于視覺定位引導與九點標定技術,研發出一套機器視覺引導的機器人修磨系統,實現了以下技術突破:
1.實現亞微米級對位與檢測精度
在恒溫防震的穩定生產環境中,系統通過機器視覺快速精準定位劈刀,達成1μm級別的刀片位置與姿態檢測精度。結合邊緣檢測與深度學習算法,系統可自動識別刀刃磨損區域,并生成最優修磨路徑。
2.九點標定技術顯著提升同軸度
系統采用九點標定技術,對劈刀九個關鍵位置進行精確標定,使修磨后的同軸度公差由±0.005mm提升至±0.003mm以內,一次加工良率接近100%。該改進有效降低了切割應力,使芯片切割邊緣裂紋率顯著下降。
3.批量加工良率與效率同步提升
系統實現批量加工一次合格率穩定接近100%,廢品與返工率趨近于零。單件修磨時間由5分鐘縮短至3分鐘,整體效率提升40%。
4.綜合成本顯著優化
系統大幅降低對專業人員的依賴,人力成本節約約35%。同時,設備利用率與整體產能的提升,進一步降低了單位生產成本。
視覺定位劈刀修磨系統是機器視覺與高精度機械加工深度融合的典范,它解決了芯片封裝核心工具——劈刀在修磨時對精度和一致性的極致追求。視覺定位劈刀修磨系統生動地展示了工業自動化從“替代人力”到“超越人工極限”的轉變。它不僅是半導體封裝領域保障質量和降本增效的利器其技術范式也正逐步遷移到陶瓷劈刀五金件等各類精密工具的磨削加工中。隨著機器視覺和人工智能技術的不斷進步,這類系統將變得更加智能、精準和柔性,成為高端制造業邁向智能化不可或缺的一環。
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