采用 JAI Sweep 16K 线扫描相机进行引线框架检测

在半导体后端封装和测试过程中，引线框既是芯片的机械支撑，也是其电气连接的载体。其质量直接影响封装可靠性和生产良率。即使是氧化、变形、划痕、变色或过度蚀刻等微小缺陷，也可能导致封装缺陷或器件过早失效。因此，制造商越来越依赖100%自动化的视觉检测，以确保质量的一致性并最大限度地提高生产良率。

引线框检测面临的三大关键挑战

尽管机器视觉技术不断进步，但半导体引线框的检测仍是一项艰巨的任务。检测系统必须克服三大关键挑战：

微米级缺陷要求在 110 毫米视场范围内实现约 6 微米的像素分辨率。要达到这一细节水平，需要一款兼具超高分辨率与高速扫描能力的相机。

引线框由高反射性金属制成，且通常包含引脚台阶和挡墙等三维特征。传统照明方式会产生眩光和反射，从而遮蔽缺陷，增加漏检风险。

半导体封装和测试生产线运行速度极快，要求检测系统在不降低生产速度的前提下，能够捕获并分析海量的图像数据。为了跟上生产节奏，系统必须同时具备高图像质量和快速处理能力。

为应对这些检测挑战，JAI 的解决方案将 JAI Sweep SW-16000TL-CXP4A 线扫描相机与精密同轴镜头及优化照明系统相结合。这些组件协同工作，提供了对半导体引线框进行可靠检测所需的高分辨率成像、高速处理和照明控制能力。

该检测系统的核心是 JAI Sweep SW-16000TL-CXP4A，这是一款专为苛刻的半导体检测应用设计的 3 线 CMOS 彩色线扫描相机。

该相机具备 3 × 16,384 个 RGB 像素，可提供 16K 彩色成像，用于在宽广的视场范围内检测微细缺陷。其扫描速率高达 100 kHz（每秒 100,000 行），将超高分辨率与满足现代半导体生产线要求的吞吐量完美结合。

该相机采用 5 μm × 5 μm 像素，与使用更小像素的相机相比，具有出色的光敏度。更大的像素尺寸还有助于提高动态范围、提升信噪比以及整体图像质量。

在相同的照明条件下，更高的灵敏度使系统能够以更高的检测速度运行，或在较低的照度水平下工作，从而有助于降低照明要求。当需要额外灵敏度时，2 × 1 水平像素合并可将有效像素尺寸增大至 10 μm × 5 μm，进一步提升集光能力。

为支持 16K 成像产生的海量数据，该相机集成了 CoaXPress 2.0 接口，同时支持 CXP-6 和 CXP-12 配置。每条通道提供高达 12.5 Gb/s 的带宽，四条通道的总带宽可达 50 Gb/s。

除了高速图像传输外，CoaXPress 接口还支持相机触发、CoaXPress 供电 (PoCXP) 以及使用单个帧抓取卡构建多相机系统。

低延迟和极小的信号抖动确保了可靠的图像采集，即使在苛刻的高速检测环境中也是如此。

该检测系统采用 0.5× 同轴镜头，可在整个 110 毫米视场范围内提供一致的图像质量。其同轴设计最大限度地减少了透视误差和畸变，为可靠的尺寸测量和缺陷检测提供了所需的精度。

照明系统将同轴照明与倾斜条形灯相结合，最大限度地提高缺陷可见度。

同轴照明可在高反射率的引线框架表面提供均匀的照明，从而减少眩光并提高图像一致性。倾斜条形灯通过投射阴影增强三维特征的可见性，使表面缺陷更易于检测。

将配备同轴光学系统的 JAI Sweep SW-16000TL-CXP4A 相机与优化照明相结合，可在不牺牲图像质量或测量精度的前提下，对半导体引线框进行可靠、高速的检测。

除了引线框检测外，该成像平台还非常适合各种半导体制造应用，包括检测裸晶圆上的微裂纹和划痕、检查图案化晶圆上的图案缺陷和光掩模对准情况，以及半导体封装的质量检测。