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AOI設(shè)備提升FPD、晶圓、PCB產(chǎn)業(yè)檢測(cè)品質(zhì)

發(fā)布時(shí)間:2016-06-15 08:04:01 分類:資料中心

 自動(dòng)化光學(xué)檢測(cè)帶動(dòng)工廠全檢自動(dòng)化

  自動(dòng)化光學(xué)檢測(cè)技術(shù),為結(jié)合光學(xué)感測(cè)系統(tǒng)、訊號(hào)處理系統(tǒng)、分析軟體等所組成。AOI技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域,從太空/衛(wèi)星探測(cè)、航空遙測(cè)、生物醫(yī)學(xué)的X光/同位素/超音波成像技術(shù)的應(yīng)用,軍警保全監(jiān)控上的指紋比對(duì)、字跡辨識(shí)、人臉辨識(shí)、進(jìn)而機(jī)器人、智慧交通工具的自動(dòng)化控制等機(jī)器視覺的進(jìn)一步應(yīng)用。

  近年來半導(dǎo)體/液晶面板/光通訊產(chǎn)業(yè),以及金屬鋼鐵業(yè)、食品加工/包裝業(yè)、紡織皮革工業(yè)、汽車工業(yè)、建筑材料等,需要應(yīng)用工業(yè)自動(dòng)化以提升品管檢驗(yàn)品質(zhì)。特別是IC與被動(dòng)元件、硅晶圓、PCB電路板、LCD液晶面板、BGA陣列、太陽能電池等光電轉(zhuǎn)換元件,除了電性檢驗(yàn)之外,外觀、表面瑕疵、組裝位置偏移等也必須做到百分之百的全檢。

  利用AOI設(shè)備的取像設(shè)備,以非接觸式方式檢查成品,藉由電腦影像處理技術(shù)來檢出異物或圖案異常等瑕疵,而AOI設(shè)備可以部署于生產(chǎn)線的節(jié)點(diǎn)中間來檢查半成品,同時(shí)不影響產(chǎn)能。因此AOI設(shè)備成為這些半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中比重甚高的必要投資。

  

 

  AOI設(shè)備為FPD、晶圓、PCB產(chǎn)業(yè)提升自動(dòng)化與檢測(cè)品質(zhì)

  一套AOI設(shè)備由叁大部件組成:1.取像設(shè)備:如照明設(shè)備(光源)、光學(xué)裝置(鏡頭)、CCD攝影機(jī);2.影像處理單元:由個(gè)人電腦或嵌入式系統(tǒng),加上高解析度影像擷取卡與顯示器,搭配品質(zhì)檢測(cè)的軟體/資料庫;3.具備可程式邏輯控制器(PLC)的機(jī)構(gòu)與驅(qū)動(dòng)單元:(南京PCB)如取用檢品的輸送帶或機(jī)器人手臂,相關(guān)輸送/取用裝置的介面卡與驅(qū)動(dòng)程式等所組成。每個(gè)設(shè)備單元透過像是、機(jī)器視覺/影像擷取模組的高速銅軸纜線介面(~25Gbps)、乙太供電網(wǎng)路與工控等網(wǎng)路/匯流排連接。

  而廠商瞄準(zhǔn)AOI設(shè)備市場(chǎng),也會(huì)依品管檢驗(yàn)的產(chǎn)能與復(fù)雜度,設(shè)計(jì)出整合為一個(gè)單一機(jī)臺(tái)外觀的設(shè)備,或者由PC桌機(jī)為主體,搭配取像設(shè)備、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)單元所部署的儀器,特別是由AOI設(shè)備機(jī)臺(tái)常見于產(chǎn)能全開的生產(chǎn)線節(jié)點(diǎn),一般由設(shè)備儀器商從內(nèi)外採購關(guān)鍵零組件,并自行整合研發(fā)。

  在工業(yè)界/半導(dǎo)體的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備主要廠商,臺(tái)灣廠商部份有精映科技、大元科技、常鴻新科技、晶彩科技、德律科技、由田新技、宇創(chuàng)視覺科技  、漢民微測(cè)科技,漢微科、鴻勁、汎銓科技、宇柏林等。負(fù)責(zé)半導(dǎo)體硅晶圓/印刷電路板/IC檢測(cè)設(shè)備的研發(fā)製造,或從外代理。

  而PC AOI節(jié)點(diǎn)則具備彈性化、少量多樣且具備成本效益,是塬先在工控電腦廠商耕耘許久的廠商,如研華、艾訊、新漢  等適合切入的目標(biāo)。無論是機(jī)臺(tái)還是PC搭設(shè)備,具備成本效益、設(shè)計(jì)上容易使用,以及提供模組與彈性化的硬體,以及速度快且可靠度高,不會(huì)誤判的軟體,是AOI儀器/設(shè)備廠商勝出的關(guān)鍵。

  

 

  AOI設(shè)備土洋爭(zhēng)霸 業(yè)者籌組聯(lián)盟并結(jié)合產(chǎn)官學(xué)深耕

  AOI 技術(shù)涵蓋了光電技術(shù)、機(jī)構(gòu)(電機(jī)、機(jī)械、自動(dòng)化控制)與演算法(資工、工業(yè)工程、數(shù)學(xué))叁大領(lǐng)域。除了上述臺(tái)灣AOI設(shè)備商之外,大陸有神州視覺科技 (Aleader)、深圳易科訊科技(ekt-Tech)、廣東力德創(chuàng)(LeadAOI);日本則有Takano、KGK、日立(Hitachi)、V Technology、太洋工業(yè)(Taiyo-xelcom);韓則有Ajuhitek、叁星(Samsung)等廠商;以色列奧寶科技 (Orbotech)、Camtek等;德則有Mikrotron等AOI設(shè)備供應(yīng)商,提供各式AOI檢測(cè)設(shè)備/機(jī)臺(tái)。

  外AOI設(shè)備業(yè)者優(yōu)勢(shì)在于:1.時(shí)間優(yōu)勢(shì):(南京PCB)當(dāng)外製程引進(jìn)時(shí),相關(guān)之AOI設(shè)備已同步就緒,隨時(shí)引進(jìn)臺(tái)灣;2.光學(xué)技術(shù)優(yōu)勢(shì):以日本與德光學(xué)技術(shù)成熟,臺(tái)灣則無相關(guān)研究機(jī)構(gòu);3.顧客信心優(yōu)勢(shì):其實(shí)在機(jī)構(gòu)、電腦硬體與軟體,臺(tái)灣設(shè)備商與外廠商技術(shù)已不相上下,但考量像是光學(xué)技術(shù)與品牌效應(yīng)下,顧客對(duì)外設(shè)備的信賴程度仍遠(yuǎn)高于臺(tái)灣設(shè)備商。

  以PCB檢測(cè)設(shè)備領(lǐng)導(dǎo)廠商以色列奧寶科技(Orbotech),以LDI雷射直接成像技術(shù)、Ultra Fusion系列的AOI自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)技術(shù)等在業(yè)界享譽(yù)盛名。該公司預(yù)先掌握5年后的PCB檢測(cè)/量產(chǎn)技術(shù),同時(shí)察覺從智慧手機(jī)、平板電腦到穿戴式裝置的出現(xiàn),驅(qū)使PCB產(chǎn)業(yè)朝高密度互連(High Density Interconnect;HDI)甚至任意層(Any Layer HDI)電路板的應(yīng)用邁進(jìn),使用到40/40μm線寬、間距300μm的PCB越來越普遍,也帶動(dòng)高精密度檢測(cè)儀器的需求。該公司針對(duì)軟板PCB推出 Ultra Fusion系列AOI光學(xué)檢測(cè)機(jī)臺(tái),支援卷對(duì)卷及片對(duì)片生產(chǎn)模式,可因應(yīng)類似iPhone這類需要多組不同尺寸軟板PCB的機(jī)臺(tái)到生產(chǎn)線的整合,精簡(jiǎn) PCB產(chǎn)線人力。

  而臺(tái)灣AOI設(shè)備業(yè)者的優(yōu)勢(shì),在于以具備彈性的設(shè)計(jì)能力、較低成本以及貼近本地市場(chǎng)的在地需求,針對(duì)客戶提供客製化且開發(fā)時(shí)間短的機(jī)臺(tái)設(shè)備與部署能力。但面對(duì)外AOI設(shè)備廠商,臺(tái)灣AOI設(shè)備商產(chǎn)業(yè)面臨關(guān)鍵元件/技術(shù)仰賴美、日、歐洲進(jìn)口,從光學(xué)鏡頭、高解析度CCD攝影機(jī)、照明光源到精準(zhǔn)判讀元件/線路偏移與瑕疵的影像函式庫,欠缺自主性且不利于整體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

  有鑑于此,工研院量測(cè)技術(shù)發(fā)展中心自1990年投入多項(xiàng)量測(cè)儀器技術(shù)開發(fā),并透過業(yè)界合作、技術(shù)移轉(zhuǎn)上市販?zhǔn)?,進(jìn)而推動(dòng)多家合作儀器/設(shè)備廠商的上市柜。接下來聯(lián)合臺(tái)灣AOI設(shè)備廠,于2004年3月29日成立非營(yíng)利性「自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備聯(lián)盟(Automatic Optical Inspection Equipment Association;AOIEA)」,結(jié)合產(chǎn)、官、學(xué)、研及使用者,一同開發(fā)臺(tái)灣主流產(chǎn)業(yè)——半導(dǎo)體、光電、寬頻通訊、電子製造、生技、微機(jī)電/奈米產(chǎn)業(yè)——之製程檢測(cè)設(shè)備/系統(tǒng)技術(shù),以加速推動(dòng)臺(tái)灣AOI設(shè)備產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,并提升產(chǎn)業(yè)整體技術(shù)水準(zhǔn)。

  以E-Beam電子束掃描技術(shù),成為全球E-Beam晶圓檢測(cè)設(shè)備龍頭的漢民微測(cè)科技指出,目前從整合製造商(IDM)到晶圓廠(Foundry),均積極投入1x奈米的3D立體鰭式場(chǎng)效電晶體(FinFET)製程研發(fā),(南京PCB)由于FinFET是叁面立體結(jié)構(gòu)且線寬微縮,除了以傳統(tǒng)光學(xué)掃描維持檢測(cè)吞吐量之外,仍須搭配電子束檢測(cè)機(jī)臺(tái)以滿足掃描解析度,確保終晶圓產(chǎn)出品質(zhì)與可靠度。漢微科也將持續(xù)研發(fā)解析度達(dá)2奈米以下的晶圓檢測(cè)方案。

  AOI聯(lián)盟會(huì)長(zhǎng)指出,兩岸PCB市場(chǎng)產(chǎn)值從2013年回溫到新臺(tái)幣 6,000億元,而佔(zhàn)PCB設(shè)備投資約11%的AOI自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)設(shè)備,預(yù)估到2017年,全球AOI設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到17億美元。近年來產(chǎn)AOI設(shè)備商已在PCB、FPD站穩(wěn)腳步,未來若能切入佔(zhàn)臺(tái)灣檢測(cè)設(shè)備市場(chǎng)60%的半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè),以及開拓體感游戲、人臉辨識(shí)等新興科技產(chǎn)業(yè),將為臺(tái)灣AOI產(chǎn)業(yè)擴(kuò)大全球商機(jī)并開拓應(yīng)用新藍(lán)海。

   市調(diào)機(jī)構(gòu)指出,機(jī)器視覺系統(tǒng)與元件市場(chǎng),在2013~2018年間將以8.2%的年復(fù)合成長(zhǎng)率(CAGR),到 2018年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)到50億美元;而整體智慧影像分析市場(chǎng)產(chǎn)值,至2020年將攀升至390億美元,未來市場(chǎng)前景高度可期。

來源:AOI設(shè)備提升FPD、晶圓、PCB產(chǎn)業(yè)檢測(cè)品質(zhì)

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