JAI Go-X-Kameras in der Wafer-Inspektion

In der Elektronikfertigung sind präzise Prozesse eine Voraussetzung für einwandfreie Produkte. Leader Vision, ein in Taiwan ansässiger Bildverarbeitungs-Distributor und Systementwickler für kundenspezifische Projekte, hat ein Wafer-OCR-Lesesystem mit JAI-Kameras entwickelt, um die reibungslose Produktion von Wafern in einer der weltweit führenden Halbleiter-Gießereien Taiwans sicherzustellen.

Die Anwendung

Bei der Herstellung von Wafern in der Elektronikindustrie müssen die Codes auf den Wafer-Scheiben zuverlässig identifiziert und gelesen werden, um jeden einzelnen Wafer während des gesamten Produktionsprozesses zu lokalisieren und zu verfolgen. Diese Aufgabe stellt eine große Herausforderung dar und hat einen wichtigen Einfluss auf die Rentabilität des gesamten Herstellungsprozesses.

Wenn Codes nicht gefunden oder falsch gelesen werden, kann die gesamte Produktionskette zum Stillstand kommen, was teure Folgen haben kann. Aus diesem Grund sind Stabilität und Genauigkeit bei der Wafer-Inspektion entscheidende Anforderungen.

Die Herausforderung

Die Codes sind auf die reflektierende Oberfläche der Wafer gelasert und daher für herkömmliche Bildverarbeitungssysteme schwer zu erkennen und zu lesen. Ein früheres System lieferte unzureichende Ergebnisse, vor allem weil es als Standardprodukt mit festen Spezifikationen entwickelt worden war, das für Kunden, die bestimmte Funktionen anpassen wollten, nicht flexibel genug war.

Eine weitere Herausforderung bestand darin, dass das System leicht sein und eine einfache Struktur aufweisen musste, um eine einfache Integration in die bestehende Wafer-Produktionsanlage zu ermöglichen. Darüber hinaus musste das Bildverarbeitungssystem flexibel genug sein, um nicht nur sichere OCR-Prüfaufgaben zu lösen, sondern auch andere Anwendungen wie die optische Zeichenüberprüfung (OCV), das Lesen von Daten und Barcodes und die Ausrichtung von Objekten für künftige Systeme zu ermöglichen, wenn dies vom Kunden gewünscht wird.

Die Lösung

Leader Vision hat sich dafür entschieden, ein spezielles Embedded-Bildverarbeitungssystem für diese Anwendung zu entwickeln, das es dem Unternehmen ermöglicht, das gesamte System - einschließlich des Quellcodes - an die Kunden weiterzugeben, damit diese von einem höheren Maß an Flexibilität bei der Nutzung profitieren können.

Das neue Embedded-Vision-System garantiert eine zuverlässige und genaue Code-Erkennung mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 20 bis 30 Codes pro Sekunde. Es nutzt die Deep OCR-Funktionalität der Bildverarbeitungssoftware HALCON der MVTec Software GmbH, um zuverlässige Ergebnisse auf Basis der Deep-Learning-Technologie in ihren Systemen zu gewährleisten. Außerdem wird die neueste GOX-2402-PGE-Kamera von JAI als wesentliche Komponente des integrierten Embedded-Systems von Leader Vision für die OCR-Inspektion von Wafern eingesetzt.

Aufbau des Embedded-Bildverarbeitungssystems für die OCR-Prüfung von Wafern im Labor von Leader Vision

Das System nutzt die Deep OCR-Funktionalität der Bildverarbeitungssoftware HALCON der MVTec Software GmbH, um zuverlässige Ergebnisse auf Basis der Deep Learning-Technologie zu gewährleisten.

Leader Vision’s Laboratory set-up of the embedded vision system for wafer OCR inspection

The system uses the Deep OCR functionality of the HALCON image processing software from MVTec Software GmbH to ensure reliable results based on deep learning technology.

Die Vorteile

Die kundenspezifische Embedded-Vision-Lösung, die Leader Vision entwickelt hat, überzeugt in mehrfacher Hinsicht, angefangen bei der einfachen Integration in bestehende Systeme für die Wafer-Produktion. Die Hardware-Konfiguration des Systems ist im Vergleich zu herkömmlichen PC-basierten Lösungen sehr einfach, da das Embedded-System alle erforderlichen Schnittstellen und Funktionalitäten auf einer viel kleineren Grundfläche integriert.

Dies ist ein wichtiger Faktor, da in den Reinräumen, die bei der Halbleiterherstellung verwendet werden, nur begrenzter Platz zur Verfügung steht.

Darüber hinaus sind Embedded-Bildverarbeitungssysteme zu einem wettbewerbsfähigen Preis im Vergleich zu PC-basierten Bildverarbeitungssystemen erhältlich, was eine höhere Rentabilität gewährleistet. Durch den Einsatz von Deep-Learning-Technologien bietet die Leader Vision-Lösung den Anwendern flexible Optionen für den Betrieb des Systems, auch bei Anwendungen, die zusätzliche Prüfaufgaben erfordern.

Das Embedded-System zur Wafer-Inspektion integriert alle erforderlichen Schnittstellen und Funktionalitäten auf kleinstem Raum.

The embedded wafer inspection system integrates all required interfaces and functionalities in a small footprint.

Die Kamera

Für das Design-Team von Leader Vision war die industrielle Matrixkamera GOX-2402-PGE von JAI aufgrund ihrer Kompaktheit und ihres Preis-Leistungs-Verhältnisses die perfekte Lösung für diese Aufgabe.

Die Auflösung und die Geschwindigkeit der GOX-2402 waren ideal für diesen Anwendungsfall, der im Einklang mit dem hocheffizienten Training von Deep Learning und dem Bedarf an qualitativ hochwertigen Bildern steht, um die besten Ergebnisse zu erzielen.

Neben dem kompakten Design und dem attraktiven Preis entschied sich Leader Vision für die Integration dieser JAI-Kamera in ihr Embedded-Wafer-Inspektionssystem, weil sie eine attraktive Mischung aus Eigenschaften wie extrem hoher Bildqualität und Zuverlässigkeit in Industriequalität bietet. Sie wiegt nur 62 Gramm und liefert eine 2,3-Megapixel-Bayer-Farbausgabe mit bis zu 50 Bildern/s über eine GigE Vision-Schnittstelle.

Laut Leader Vision haben die hohe Stabilität und das hervorragende Preis-Leistungs-Verhältnis der Kamera einen echten Mehrwert für die Anwendung geschaffen. In Kombination mit der hochentwickelten Integrationstechnologie von Leader Vision bietet das fertiggestellte System eine äußerst stabile und effiziente Umgebung für die Aufgabe, Codes auf Wafern zuverlässig zu lesen.

Die GOX-2402C-PGE-Kameras von JAI sind eine wertvolle Komponente der Embedded-Systeme zur Wafer-Inspektion von Leader Vision.