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Ein AOI-System ist in der Regel ein automatisiertes System, das zur Inspektion der äußeren Merkmale von Halbleiterwafern und Wafern verwendet wird. Wafer können in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden und bestehen hauptsächlich aus Materialien zur Herstellung von Halbleitern. Diese automatisierten optischen Inspektionssysteme, die häufig in Halbleiterfertigungsanlagen oder Reinraumbereichen integriert sind, tragen dazu bei, Defekte auf Siliziumwafern zu erkennen, die sich auf die Leistung von Chips, Solarzellen und anderen Halbleiterbauelementen auswirken können.
Es gibt zwei Hauptmethoden zur Klassifizierung von AOI-Systemen:
Einige AOI-Systeme können Siliziumgräben, Poren auf dem Substrat oder sogar die Oberfläche des Siliziumkristalls inspizieren. Gräben auf Siliziumwafern sind in der Regel 3D-Merkmale. Sie können Defekte enthalten, die nur aus einer 3D-Perspektive erkannt werden können. Um solche Defekte zu finden, benötigen Benutzer ein AOI-System mit 3D-Inspektionsfunktionen. Dies kann die Verwendung von strukturierten Lichtmethoden mit Mehrwinkelprojektion oder Laser-Triangulation umfassen. Es kann auch mit Multi-Fokus-Techniken ausgestattet sein, die digitale Bildgebung und Datenverarbeitung verwenden, um verschiedene Tiefen und Schichten des Siliziummaterials zu fokussieren, um Defekte zu identifizieren. Weitere Methoden umfassen die Voxel- oder Volumenelementanalyse sowie die Ganzfeld-Bildgebung.
Zu den Defekttypen von Siliziumwafern, die für die 3D-Inspektion in Frage kommen, gehören:
Wafer-AOI-Systeme können sich entweder auf die Kanten oder die gesamte Oberfläche des Wafers beziehen.
Die Kanteninspektion bezieht sich auf die Analyse des Umfangs des Wafers, einem kritischen Bereich, in dem während des Waferfertigungsprozesses, der Handhabung oder des Transports Defekte auftreten können. Die Erkennung und Eliminierung von Kantenfehlern ist entscheidend, da sie sich auf die Leistung, Ausbeute und Zuverlässigkeit von Halbleiterbauelementen auswirken können. Zu den Kantenfehlern, die ideale Kanteninspektionssysteme erkennen sollten, gehören Kerben, Absplitterungen, Kristalldefekte, Oxid und Kontamination.
Diese Kantenfehler können von einem automatisierten optischen Inspektionssystem erkannt werden, da es über speziell entwickelte Bildgebungsalgorithmen, Optiken und Beleuchtungssysteme verfügt, die sich auf den Kantenbereich des Wafers konzentrieren und hochauflösende Bilder für die Analyse erfassen. Sobald die Kantenfehler erkannt wurden, sind die durch die Defekterkennung gesammelten Daten in den frühen Phasen des Fertigungsprozesses, der Designverfeinerung und der Qualitätskontrolle nützlich.
Der Bereich eines Siliziumwafers wird in der Regel inspiziert, um Defekte zu erkennen, die sich auf die Leistung der auf den Wafern hergestellten Halbleiterbauelemente auswirken könnten. Der Bereich oder die Oberfläche des Wafers umfasst einen viel größeren Bereich als die Kante, daher erfordert die Inspektion des Bereichs speziell entwickelte Bildgebungssysteme, die die Bereichsbilder des Siliziumwafers schnell und präzise erfassen, um für die Echtzeit-Defektkonzentration und -kartierung verwendet zu werden.
SaaS-basierte AOI-Systeme sind Zwei-in-Eins-Systeme, die Software und Hardware kombinieren, um eine Echtzeit-Warenanalyse und automatisierte Inspektion von Halbleiterwafern zu ermöglichen. Die Software eines SaaS-gestrickten AOI-Systems bietet tiefe Einblicke in die gesammelten Daten, bietet Cloud-Unterstützung für die Deep-Analysis-Tools und ermöglicht Benutzern den Zugriff auf diese Funktionen auf Abonnementbasis. Einige Vorteile der Verwendung eines SaaS-basierten AOI-Systems sind, dass diese in der Regel Algorithmen haben, die Defekte kategorisieren und sogar nach vorgegebenen Parametern filtern können. Darüber hinaus kann das System den Benutzern intuitive Berichte und Dashboards bereitstellen.
In den meisten Fällen enthält das SaaS-basierte AOI-System auch ein Deep-Learning-Modell, das das System kontinuierlich trainiert. Es hilft, eine außergewöhnliche Leistung zu liefern, da es immer besser darin wird, Defekte zu identifizieren und Mustercluster vorherzusagen.
Scannertyp:
Spezifikationen bezüglich des Typs des im System verwendeten Scanners, der für die Erfassung von Bildern der inspizierten Objekte oder Bereiche verantwortlich ist. Zum Beispiel könnte erwähnt werden, ob ein Flachbettscanner, ein Handheld-Scanner, ein Barcodescanner usw. verwendet wird.
Bildauflösung:
Die Bildauflösung bestimmt den Detaillierungsgrad der aufgenommenen Bilder. Diese Spezifikation kann die Auflösung in Pixeln angeben, z. B. 1920x1080, 4K oder andere Auflösungen, abhängig vom Gerät.
Scangeschwindigkeit:
Diese Spezifikation gibt die Geschwindigkeit an, mit der der Scanner Dokumente oder Objekte verarbeitet, typischerweise gemessen in Scans pro Minute (SPM) oder Scans pro Stunde.
Unterstützte Dokumentformate:
Die Arten von Dokumenten oder Dateien, die gescannt werden können, werden angegeben, einschließlich PDF, Word, Excel, PowerPoint und anderer Formatunterstützung.
Konnektivitäts- und Übertragungsfunktionen:
Diese Spezifikation kann die Verbindungsmethode und die Übertragungsfunktionen des Scanners detailliert beschreiben, z. B. USB, Ethernet, Wi-Fi usw., sodass er eine Verbindung zu anderen Geräten oder Netzwerken herstellen kann.
Regelmäßiges Abstauben und Reinigen:
Verwenden Sie eine weiche Bürste oder ein fusselfreies Tuch, um Staub und Schmutz regelmäßig von der Oberfläche des Scanners und dem Scannkopf zu entfernen. Dies verhindert, dass sich Staub auf gescannten Gegenständen absetzt, sorgt für eine saubere Scannoberfläche und gewährleistet die Qualität der gescannten Bilder.
Erstellen Sie einen regelmäßigen Reinigungsfahrplan:
Erstellen Sie einen regelmäßigen Reinigungsfahrplan, der auf dem Volumen der gescannten Dokumente und der Umgebung basiert. Dies kann das regelmäßige Austauschen von Scannerteilen umfassen, z. B. das Reinigen des Scannglases und das Abwischen mit einer Reinigungslösung. Die Einhaltung des Reinigungsfahrplans trägt dazu bei, eine hervorragende Scanqualität zu erhalten und Probleme wie verschwommene Bilder oder Scans mit schlechter Qualität zu vermeiden.
Richtige Handhabung und Lagerung von Dokumenten:
Stellen Sie bei der Verwendung eines AOI-Systems sicher, dass Dokumente richtig gehandhabt und gelagert werden. Vermeiden Sie z. B. übermäßiges Falten und Drücken von Dokumenten, um Schäden am Scanner zu vermeiden.
Rechtzeitige Sicherungen und Aufrechterhaltung der Dokumentenintegrität:
Sichern Sie die gescannten Dokumente regelmäßig und erhalten Sie deren Integrität. Dies stellt die Erhaltung wichtiger Dokumente sicher und erleichtert die Datenwiederherstellung im Falle von Problemen mit dem Scanner.
Inspektion von Leiterplattenbestückungen:
Der primäre Anwendungsfall für ein AOI-System (Automated Optical Inspection) ist die Inspektion von Leiterplattenbestückungen. Es ermöglicht die Erkennung von Defekten wie fehlenden Bauteilen, falscher Platzierung, Orientierungsfehlern, Lötanomalien (z. B. Brücken, unzureichendes oder übermäßiges Lot) und mechanischen Fehlern wie verbogenen Leitungen oder beschädigten Bauteilen.
Verhinderung tödlicher Fehler:
Bei medizinischen Geräten, bei denen eine Fehlfunktion die Patientensicherheit gefährden kann. Tödliche Fehler könnten einen großen Unterschied machen. Der Einsatz eines AOI-Systems kann dazu beitragen, dass diese Art von Fehlern nicht auftritt.
Anwendungen in der Mobiltelefonindustrie:
In der Mobiltelefonindustrie bestehen Smartphones aus verschiedenen Arten von Platinen mit zahlreichen winzigen Elementen. Eine KI kann diese komplexen Baugruppen effizient überwachen. Sie sorgt für eine präzise Kontrolle über die Platzierung und das Löten von Bauteilen. Dieses Maß an Kontrolle trägt dazu bei, die hohen Standards zu erreichen. Es verhindert auch Defekte, die für die Leistung und Qualität von Mobilgeräten entscheidend sind.
Effizienz der Produktionslinie:
Die Implementierung eines AOI-Systems verbessert nicht nur die Qualität des Endprodukts. Es steigert auch die Effizienz der Produktionslinie. Der Grund dafür ist, dass das System automatisiert ist. Es ist schneller als herkömmliche manuelle Inspektionen, was kürzere Bearbeitungszeiten ermöglicht. Die frühzeitige Identifizierung von Defekten trägt dazu bei, Nacharbeiten und Ausschussraten zu reduzieren.
Automobilindustrie:
Im Bereich der Automobilherstellung werden die Leiterplattenbestückungen in verschiedenen Fahrzeugkomponenten verwendet, z. B. im Armaturenbrett, in der Lichtsteuerung, im Antiblockiersystem und vielen anderen. Die Implementierung eines AOI-Systems in der Automobilindustrie ist für die Aufrechterhaltung der Qualität und die Gewährleistung der Zuverlässigkeit von Bedeutung. Die Automobilindustrie betrachtet fehlerfreie Baugruppen als kritische, nicht verhandelbare Voraussetzung für optimale Leistung.
Konsumelektronik:
Viele alltägliche elektronische Geräte werden mit Hilfe von Leiterplatten hergestellt. So verwenden z. B. Fernseher, Spielkonsolen, Mikrowellen, Kühlschränke und Klimaanlagen alle eine komplexe Leiterplattenstruktur. Ein AOI-System spielt eine entscheidende Rolle bei der Inspektion und Validierung der Integrität von Leiterplattenbestückungen, die in verschiedenen Konsumelektronikgeräten verwendet werden. Die präzise automatische Inspektion garantiert eine genaue Platzierung und robuste Lötverbindungen der Bauteile.
Kleine und mittlere Unternehmen, die Leiterplatten bestücken, möchten möglicherweise eine kompakte und kostengünstige automatische optische Inspektionsmaschine wählen, die ihre Anforderungen erfüllen kann. Sie sollten jedoch vor dem Kauf auch einige wichtige Aspekte berücksichtigen.
Art der Inspektion:
Vor dem Kauf einer AOI-Maschine sollte der Käufer festlegen, welche Art von Inspektion das Gerät durchführen soll. Soll es Vor-, Inline- oder Nachproduktionsprüfungen durchführen? Inline-Inspektionen sind vorzuziehen, wenn eine ununterbrochene Überprüfung der Leiterplattenbestückung erforderlich ist. Alternativ könnte eine Maschine, die eine Nachbestückungsinspektion durchführen kann, ausreichen, wenn eine lineare Inspektion nicht in das Budget eines Unternehmens passt.
Maschinenkompatibilität:
Käufer sollten ein AOI-System suchen, das mit ihren bestehenden Bestückungsautomaten kompatibel ist. Das Ergebnis der Leiterplatten hängt davon ab, wie gut die Maschinen zusammenarbeiten. Daher ist es wichtig, eine nahtlose Kommunikation und einen reibungslosen Workflow zwischen allen Produktionsanlagen zu gewährleisten.
Inspektionsgeschwindigkeit:
Die Inspektionsgeschwindigkeit des Systems sollte dem erforderlichen Durchsatz der Montagelinie entsprechen. Eine langsamere Inspektionsgeschwindigkeit kann zu Produktionsengpässen führen, während übermäßig schnelle Inspektionen die Qualität der durchgeführten Prüfungen beeinträchtigen können.
Berichtssystem:
Eine Maschine mit einem ausgeklügelten Berichtssystem erleichtert die Verfolgung von Defekten, die Analyse von Trends und die Erstellung von Dokumenten für Qualitätszwecke, während eine Maschine mit einem einfachen Berichtssystem möglicherweise nicht in der Lage ist, Daten zu protokollieren oder detaillierte Berichte zu erstellen.
Bedienerschulung:
Der Umfang der Bedienerschulung, die erforderlich ist, um das AOI-System einzurichten, zu kalibrieren und zu bedienen, kann je nach Modell erheblich variieren. Einige Maschinen verfügen möglicherweise über eine intuitive Software und benutzerfreundliche Oberflächen, während andere eine spezielle Ausbildung und technisches Fachwissen erfordern.
F1. Wie werden alle Defekte durch das AOI-System zur Leiterplatteninspektion klassifiziert?
A1. Im Allgemeinen werden die durch das AOI-System für Leiterplatteninspektionen erkannten Defekte in die folgenden Klassen eingeteilt: Abwesenheit, Überschuss, Fehlausrichtung, falsches Bauteil, Qualitätsprobleme, Oberflächenmontageprobleme, Durchgangsmontageprobleme und Freigaben.
F2. Was sind die Vorteile der Verwendung des AOI-Systems?
A2. Eine automatische optische Inspektionsmaschine (AOI) identifiziert fehlerhafte Bereiche auf Leiterplatten. Sie analysiert Bilder der Leiterplatte, die von Kameras aufgenommen wurden. Der Vorteil dieser Art von Inspektion besteht darin, dass sie eine hohe Genauigkeit liefern kann und selbst kleinste Defekte erkannt werden können. Wenn ein Programmierfehler vorliegt, kann das AOI-System darauf trainiert werden, andere Defekte zu identifizieren. Eine AOI-Inspektion erfolgt in der Regel nach dem Löten, aber bevor Bauteile auf die Platine gesetzt werden.
F3. Welche Teile der Leiterplatte inspiziert das AOI-System?
A3. Die durch das AOI-System inspizierten Leiterplattendesignteile umfassen die Integrität der Leiterplatte selbst, wie z. B. ihre Form und Verlegung, die Positionierung und Ausrichtung der Bauteile sowie die Einhaltung der Lötqualität.