Computer Vision nell'ispezione dei semiconduttori
Max Reijngoudt
L'industria dei semiconduttori richiede un rigoroso controllo qualità in ogni fase della produzione, dall'esame iniziale delle wafer di silicio fino all'ispezione finale delle schede a circuito stampato. Machine vision è diventata una tecnologia fondamentale in questo settore, offrendo capacità di ispezione automatizzate, ad alta velocità e di estrema precisione che superano ciò che gli ispettori umani possono ottenere. Utilizzando telecamere avanzate, obiettivi e potenti metodi di elaborazione delle immagini, incluso il deep learning, i produttori possono garantire la qualità e l'affidabilità dei loro prodotti semiconduttori durante l'intero processo produttivo. Questo articolo discuterà il ruolo importante della computer vision nella produzione di semiconduttori, concentrandosi sui suoi impieghi dall'analisi dettagliata delle wafer di silicio fino all'ispezione complessiva delle schede a circuito stampato.
Le principali aree in cui la computer vision viene utilizzata in modo significativo includono:
- Analisi dei wafer: Identificazione di difetti superficiali, contaminazioni e problemi strutturali sui wafer di silicio.
- Verifica del posizionamento dei componenti: Garantire che i componenti elettronici siano posizionati correttamente sui PCB.
- Ispezione delle giunzioni di saldatura: Rilevamento di difetti come quantità insufficiente di stagno, ponti di saldatura o giunzioni fredde.
- Integrazione del deep learning: Utilizzo di algoritmi sofisticati per identificare e classificare difetti complessi.
- Ispezione dei PCB: Rilevamento di errori di produzione come componenti mancanti o posizionamento errato.
La capacità di questi sistemi di eseguire ispezioni coerenti e dettagliate ad alta velocità contribuisce direttamente ad aumentare la resa, ridurre gli scarti e, in definitiva, a offrire prodotti elettronici più affidabili sia per i consumatori che per le industrie.
Table of contents
Selezione di telecamere industriali per l'ispezione dei semiconduttori
La selezione della Telecamera industriale appropriata è un passaggio fondamentale nella progettazione di un sistema di computer vision efficace per l'ispezione dei PCB. Le specifiche della Telecamera influenzano direttamente la qualità delle immagini acquisite e, di conseguenza, la precisione del processo di rilevamento dei difetti.
Per l'ispezione statica dei PCB, consigliamo la Telecamera MER2-630-60U3C. Questa Telecamera USB3 integra un sensore Sony IMX178, offrendo un'elevata risoluzione di 3088x2064 pixel. L'alto numero di pixel consente di acquisire dettagli fini sul PCB, aspetto cruciale per identificare piccoli difetti nei componenti e nelle giunzioni di saldatura.
La capacità della Telecamera di acquisire fino a 60 fotogrammi al secondo garantisce che le immagini possano essere ottenute rapidamente, facilitando flussi di lavoro di ispezione efficienti. Il formato del sensore da 1/1.8" offre un buon equilibrio tra campo visivo e qualità dell'immagine.
La tecnologia del sensore CMOS contribuisce all'elevata sensibilità e alle basse caratteristiche di rumore della Telecamera, producendo immagini chiare e dettagliate. La capacità di acquisizione a colori di questa Telecamera consente l'identificazione di componenti codificati per colore e di potenziali difetti di scolorimento sul PCB.
Pur utilizzando un rolling shutter, la MER2-630-60U3C rappresenta una soluzione conveniente per l'ispezione di oggetti statici, dove il motion blur non costituisce un problema significativo; questo tipo di shutter offre una soluzione economica senza compromettere la qualità dell'immagine per questa specifica applicazione.
Selezione dell'Obiettivo ottimale per l'ispezione dei semiconduttori
La selezione dell’obiettivo per computer vision appropriato è altrettanto fondamentale quanto la scelta della Telecamera nella realizzazione di un sistema di computer vision robusto per l’ispezione dei PCB. L’obiettivo determina il campo visivo, l’ingrandimento e la qualità dell’immagine, tutti elementi essenziali per un rilevamento accurato dei difetti.
Per l’utilizzo con la Telecamera MER2-630-60U3C nell’ispezione statica dei PCB, consigliamo un obiettivo C-Mount 12mm. L’interfaccia C-Mount garantisce la compatibilità meccanica con la Telecamera. Una lunghezza focale di 12mm offre un campo visivo adeguato per l’ispezione di sezioni di un PCB a una distanza di lavoro pratica, consentendo un esame dettagliato dei componenti e delle giunzioni di saldatura.
Mantenere una bassa distorsione è fondamentale nelle applicazioni di ispezione, poiché qualsiasi distorsione significativa può portare a misurazioni imprecise e a un’errata identificazione dei difetti. L’obiettivo consigliato presenta un livello di distorsione inferiore all’1%, garantendo che le immagini acquisite rappresentino accuratamente le dimensioni fisiche e le forme dei componenti sul PCB.
Selezione dell'illuminazione adeguata per l'ispezione dei PCB
Un'adeguata illuminazione è fondamentale per ottenere immagini chiare e dettagliate, essenziali per un'ispezione accurata dei PCB.
Per l'ispezione dei PCB, una dome light è spesso una scelta eccellente per evitare riflessi indesiderati. Una dome light è composta da una matrice di LED alloggiata all'interno di un involucro emisferico. Questo design fornisce un'illuminazione diffusa e uniforme da più angolazioni, riducendo efficacemente ombre e riflessi speculari da superfici lucide come giunzioni di saldatura e terminali dei componenti. Riducendo al minimo questi riflessi, una dome light consente alla Telecamera di acquisire una visione più uniforme e dettagliata della superficie del PCB, facilitando l'identificazione di difetti come componenti mancanti, disallineamenti o irregolarità nelle giunzioni di saldatura.
Software di elaborazione delle immagini per l'ispezione dei PCB
Per compiti complessi come l’ispezione dei PCB, è essenziale utilizzare software specializzati per analizzare le immagini acquisite ed estrarre informazioni fondamentali sul posizionamento dei componenti, la qualità delle giunzioni di saldatura e la presenza di eventuali difetti.
Tutte le nostre telecamere sono compatibili GenICam, garantendo un’integrazione senza soluzione di continuità con diverse piattaforme software di elaborazione delle immagini. Questa flessibilità consente agli utenti di scegliere il software che meglio si adatta alle loro esigenze e competenze. Tra questi rientrano potenti librerie di visione e ambienti di sviluppo come MvTec Halcon, NI LabVIEW e Cognex Vision Pro, oltre a piattaforme più generiche come MATLAB e OpenCV, offrendo agli utenti un’ampia gamma di strumenti per sviluppare i propri algoritmi di ispezione.
Per chi cerca una soluzione software completa, Zebra Aurora Vision Studio è un’opzione altamente raccomandata. Questo software robusto ma intuitivo offre un’interfaccia di programmazione visuale, spesso paragonata a una cassetta degli attrezzi, che semplifica la creazione e la distribuzione di applicazioni di ispezione. Con Aurora Vision, gli utenti possono implementare un’ampia gamma di compiti di ispezione, tra cui la misurazione precisa delle dimensioni dei componenti, il rilevamento di parti mancanti o disallineate e l’identificazione di vari difetti nelle giunzioni di saldatura. La versione Lite gratuita di Aurora Vision, che include una suite completa di algoritmi di visione standard, rappresenta un eccellente punto di partenza per valutare le funzionalità del software e determinarne l’idoneità rispetto alle specifiche esigenze di ispezione dei PCB.
Applicazioni della Computer Vision nell'ispezione dei semiconduttori
Computer vision svolge un ruolo fondamentale in numerose fasi di ispezione durante la produzione di semiconduttori, dalla produzione iniziale delle wafer fino all'assemblaggio finale dei PCB. Ecco alcuni esempi chiave di applicazione:
Queste applicazioni dimostrano l'ampiezza e la profondità di come computer vision contribuisca a mantenere elevati standard di qualità e a ottimizzare l'efficienza nei complessi processi di produzione dei semiconduttori.
Supporto per Computer Vision nell'ispezione dei semiconduttori
In sintesi, computer vision svolge un ruolo fondamentale nella produzione di semiconduttori, garantendo una produzione di alta qualità dall'analisi dei wafer all'ispezione dei PCB. Desideri avere supporto da uno dei nostri esperti di machine vision per creare il tuo sistema di ispezione dei semiconduttori, dall'analisi dei wafer all'ispezione dei PCB? Oppure un altro sistema di visione simile? Non esitare a contattarci utilizzando il modulo sottostante!
