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SMT技術(shù)資訊

PCB產(chǎn)業(yè)提升自動(dòng)化與AOI檢測(cè)品質(zhì)

時(shí)間:2022-07-04 來源:system 點(diǎn)擊:826次

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(工業(yè)工程、數(shù)學(xué))等領(lǐng)域。除了臺(tái)灣AOI設(shè)備商之外,大陸有Aleader(神州視覺科技)ekt-Tech(深圳易科訊科技)、LeadAOI(廣東力德創(chuàng));日本則有Takano、KGK、Hitachi(日立)V Technology、Taiyo-xelcom(太洋工業(yè));韓國則有Ajuhitek、Samsung(三星)等廠商;以色列Orbotech(奧寶科技)、Camtek(康代)等;德國則有MikrotronAOI設(shè)備供應(yīng)商,提供各式AOI檢測(cè)設(shè)備/機(jī)臺(tái)。

進(jìn)口AOI設(shè)備業(yè)者優(yōu)勢(shì)在于:
1.時(shí)間優(yōu)勢(shì):當(dāng)國外製程引進(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):以日本與德國光學(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)備商與國外廠商技術(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)國外設(shè)備的信賴程度仍遠(yuǎn)高于臺(tái)灣設(shè)備商。

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300μmPCB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)國外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(FUJINONMORITEX、Schneider)、高解析度CCD攝影機(jī)(DALSA、iAiREDLAKE)、照明光源(VOLPI、PHLOXSAKAI-G)到精準(zhǔn)判讀元件/線路偏移與瑕疵的影像函式庫(COGNEX、eVisionMATROX),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2004329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)。

一套AOI設(shè)備由三大部件組成: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: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CC-Link(100~500m、10Mbps~1Gbps)、機(jī)器視覺/影像擷取模組的CoaxPress高速銅軸纜線介面(~25Gbps)、PoE乙太供電網(wǎng)路(Power Over Ethernet,100M1Gbps)與工控CAN-Bus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)能與複雜度,設(shè)計(jì)出整合為一個(gè)單一機(jī)臺(tái)外觀的設(shè)備(Machine Based),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(PC Based),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)備儀器商從國內(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(AVVA R&D)、大元科技(Dayen Technology)、常鴻新科技(ERtek)、晶彩科技(FAVITE)、德律科技(TRI)、由田新技(Utech)、宇創(chuàng)視覺科技(Viswell)、漢民微測(cè)科技(Hermes MicroVision,漢微科)、鴻勁(Hon.Tech)、帆銓科技(MSSCorp)、宇柏林(Tester Soft)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,或從國外代理。

PC AOI節(jié)點(diǎn)則具備彈性化、少量多樣且具備成本效益,是原先在工控電腦廠商耕耘許久的廠商,如研華(Advantech)、艾訊(Axiomtek)、新漢(NEXCOM)等最適合切入的目標(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。


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(Hermes MicroVision Inc;HMI)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),由于FinFET是三面立體結(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,確保最終晶圓產(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設(shè)備提升FPD、晶圓、PCB產(chǎn)業(yè)檢測(cè)品質(zhì)
FPDLCD、半導(dǎo)體晶圓產(chǎn)業(yè)及PCB產(chǎn)業(yè)是臺(tái)灣最具全球競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的產(chǎn)業(yè),而自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)(Automatic Optical InspectionAOI)設(shè)備則是大幅提升產(chǎn)能與產(chǎn)品品質(zhì)的重要關(guān)鍵;藉著高速精確之元件瑕疵檢測(cè)技術(shù),可以取代大量的人工肉眼檢視,達(dá)到檢測(cè)一致性并縮短檢測(cè)時(shí)間,進(jìn)而提升產(chǎn)品品質(zhì)以及產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力
更多近年來半導(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、Wafer硅晶圓、PCB電路板、LCD液晶面板、BGA錫球陣列、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。


據(jù)分析,兩岸PCB市場(chǎng)產(chǎn)值從2013年回溫到4000億元,而佔(zhàn)PCB設(shè)備投資約11%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。近年來國產(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),將為AOI產(chǎn)業(yè)擴(kuò)大全球商機(jī)并開拓應(yīng)用新藍(lán)海。

機(jī)器視覺系統(tǒng)與元件市場(chǎng),在2013~2018年間將以8.2%的年複合成長(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。

 

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