半导体 · 2026-07-01

引脚共面性与划片崩边:3D 视觉实现逐引脚高度测量

3D 视觉助力半导体封装缺陷检测

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引脚共面性与划片崩边:3D 视觉实现逐引脚高度测量
半导体 / 芯片 · DaoAI AI 视觉应用

在半导体封装行业,引脚共面性和划片崩边检测一直是确保产品质量的关键环节。然而,传统的 2D 检测方法存在诸多局限,难以满足高精度、高效率的检测需求。微链道爱(DaoAI)凭借先进的 3D 视觉技术,为行业提供了全新的解决方案。

Pin coplanarity missed detection rate decreased from 15% to <1%引脚共面性漏检率从 15%降至 1%以下
Dicing edge chipping missed detection rate decreased from 20% to <2%划片崩边漏检率从 20%降至 2%以下
Defect rate in subsequent processes due to virtual soldering and crack propagation decreased from 10% to <3%后段因虚焊和裂纹扩展导致的不良率从 10%降至 3%以下

在半导体制造领域,封装是至关重要的环节,它直接影响着芯片的性能和可靠性。其中,引脚共面性和划片崩边检测是封装过程中的关键质量控制点。引脚共面性要求所有引脚底面应落在同一基准面内,这对于芯片的贴装至关重要,若引脚共面性不达标,会导致贴装虚焊,影响芯片的电气连接和稳定性。而划片崩边则是在芯片划片工序中产生的缺陷,崩边的深度和长度会影响芯片的机械性能和后续加工,严重时甚至会导致芯片裂纹扩展,最终使芯片失效。传统的检测方法主要依赖 2D 视觉技术,通过俯视拍摄获取图像信息,但这种方法在检测引脚共面性和划片崩边时存在明显不足。

痛点:为什么难

从量化维度来看,引脚共面性的本质是高度差,其精度要求通常在微米级别(μm),传统 2D 俯视拍摄无法捕捉 Z 向的高度偏差信息,使得准确量化共面性变得困难。对于划片崩边,其深度同样需要精确量化,然而 2D 灰度图会将深度信息压平,导致小而深的崩缺难以被发现,漏判现象严重。此外,在检测效率方面,过去只能采用抽样检测的方式,将抽样的产品放置在专用治具上进行检测。这种方式不仅效率低下,而且无法实现 100%全检,存在质量隐患。

造成这些检测难题的根因在于传统 2D 视觉技术的局限性。2D 图像只能提供平面信息,缺乏三维高度信息,无法准确反映引脚和划片边缘的真实形态。而抽样检测则无法覆盖所有产品,不能及时发现潜在的质量问题,一旦有缺陷产品流入后段工序,会导致虚焊和裂纹扩展等问题,增加生产成本和产品不良率。

技术原理

微链道爱(DaoAI)的解决方案基于先进的 3D 视觉技术。该技术通过特殊的成像硬件和算法,对每颗器件的引脚底面进行逐引脚重建高度。具体来说,3D 视觉系统会发射特定的光线到器件表面,光线反射后被相机捕捉,根据光线的反射角度和时间等信息,算法可以精确计算出每个引脚底面的高度。与传统 2D 方法相比,3D 视觉能够获取完整的三维信息,直接算出共面性偏差,并将其与预先设定的基准进行比对。一旦发现某个引脚的高度偏差超过标准,系统就能精确定位该超差引脚。

对于划片崩边检测,同样利用这套三维数据,对划片边缘进行逐边扫描。由于 3D 数据包含了深度信息,崩边的长度与深度能够被准确量化,小而深的崩缺不再会被灰度掩盖。检测出的缺陷会经过 AI-ADC 分类分级处理,AI-ADC 利用人工智能算法对缺陷进行分析和分类,根据缺陷的严重程度进行分级。同时,设备边缘端完成推理,这意味着检测过程可以在设备本地快速完成,无需将大量数据传输到远程服务器,从而匹配产线的高速节拍,提高了检测效率。

典型应用场景

  • 引脚共面性检测:在芯片贴装前,需要确保引脚共面性符合要求。传统 2D 检测难以发现微小的 Z 向偏差,而 3D 视觉可以逐引脚测量高度,精确计算共面性偏差,将超差引脚精确定位,避免贴装虚焊问题。
  • 划片崩边检测:在芯片划片工序后,划片边缘可能出现崩边缺陷。3D 视觉逐边扫描划片边缘,能够准确量化崩边的长度和深度,有效检测出小而深的崩缺,防止裂纹扩展到后续工序。
  • 引脚变形检测:在封装过程中,引脚可能会发生变形。3D 视觉可以获取引脚的三维形态信息,通过与标准模型对比,及时发现引脚的变形情况,保证引脚的正常功能。
  • 芯片表面平整度检测:芯片表面的平整度也会影响其性能。3D 视觉可以对芯片表面进行全面扫描,检测表面的微小起伏,确保芯片表面符合平整度要求。

落地案例

某中型半导体封装厂,其产品涵盖多种类型的芯片封装。在引入微链道爱(DaoAI)解决方案之前,该厂采用传统 2D 视觉抽样检测方法,引脚共面性检测只能抽样进行,效率低下,且漏检率高达 15%。划片崩边检测中,小而深的崩缺漏判率达到 20%,导致后段工序因虚焊和裂纹扩展产生的不良率约为 10%。在上线 DaoAI 解决方案的过程中,技术团队对产线进行了详细的调研和评估,根据产线的实际情况进行了系统的定制化部署。经过一段时间的调试和优化,系统顺利上线运行。

3D 视觉技术为半导体封装缺陷检测带来了质的飞跃,有效解决了传统检测方法的难题。

微链道爱解决方案与产品

微链道爱(DaoAI)的解决方案以 3D 视觉为核心,结合 AI-ADC 技术和边缘端推理能力,为半导体封装行业提供了一套完整的缺陷检测方案。其产品能够实现引脚共面性和划片崩边的 100%全检,逐引脚测量高度精度达到 μm 级别。通过对每颗器件的逐引脚重建底面高度和划片边缘的逐边扫描,精确量化共面性偏差和崩边的长度与深度。同时,AI-ADC 对检出的缺陷进行分类分级,边缘端推理确保检测结果能够快速反馈,匹配产线的高速节拍,提高生产效率。

量化成效:引入 DaoAI 解决方案后,该封装厂引脚共面性超差实现了在线全检,漏检率从 15%下降至 1%以下,划片崩边小而深缺陷漏判率从 20%大幅下降至 2%以下。两类此前依赖抽样的缺陷成功转为逐颗逐边量化检测,后段因虚焊和裂纹扩展导致的不良率从 10%降低至 3%以下,显著提高了产品质量。同时,质量数据更加可追溯,为生产过程的优化和质量控制提供了有力支持。

常见问题

引脚共面性和划片崩边检测存在什么问题?

引脚共面性本质是高度差,2D 俯视拍不出 Z 向偏差,过去抽样检测效率低且无法全检;划片崩边深度被 2D 灰度图压平,小而深的崩缺常漏判。这些问题导致产品质量难以保证,后段工序不良率增加。

DaoAI 如何解决引脚共面性和划片崩边检测问题?

DaoAI 用 3D 视觉对每颗器件逐引脚重建底面高度,算出共面性偏差并定位超差引脚;对划片边缘逐边扫描,量化崩边长度与深度,经 AI-ADC 分级,边缘端推理匹配产线节拍,实现高效准确检测。

DaoAI 方案落地后有什么效果?

落地后,引脚共面性可在线全检并精确到具体引脚,划片崩边小而深缺陷漏判明显下降,两类缺陷转为逐颗逐边量化,减少后段不良,质量数据更可追溯,提升了产品整体质量。

本文由人工智能生成。文中客户案例为基于产品真实能力的模拟场景,成效数字为示例性质;官方标定口径以产品页为准。

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