精品案例丨CIS助力半导体引线框架全面提升产品质量
1 引言
随着人工智能、5G通讯、物联网等新兴技术的快速发展，半导体封装材料市场迎来新机遇。终端设备的智能化、轻薄化趋势，推动高端封装，如QFP、DFN及5G/AI芯片所需引线框架向高密度、高可靠性、低成本方向升级。然而，传统检测手段难以满足高速度、高精度、小空间的在线检测需求，成为半导体封装终端用户痛点。
图1.半导体引线框架以及PCB基板广泛用于汽车、3C、工业品、能源等多个领域
2 挑战
在自动化展会上，部分终端客户在看到CIS铜铝箔检测Demo设备后，提出了如下需求：
- 引线框架缺陷检测的自动化方案客户希望在化学蚀刻工艺线的镭射工艺后，镀铜工艺前增加视觉检测，以检查CO₂激光钻孔后孔的漏钻、孔偏、毛刺、残渣或未穿透的余料等不良。然而，受限于引线框架作为芯片封装的关键基础材料，其尺寸小、密度高，需要在高效无漏检的情况下稳定检出0.05mm以上的缺陷。同时，由于其生产线高洁净度、恒温恒湿、高度自动化的作业环境，作业员难以长时间保持稳定的目视检测效果，人工检测几乎成为不可能，客户急于寻找解决方案。
- 引线框架全生产过程质量检测在引线框架制造过程中，需要经过开卷，清洗，镭射打孔，镀铜，内层电路工艺，叠层，外层电路工艺，基板切割，以及自动光学检测等多重复杂工艺，客户无法准确定位不良具体发生的工艺段和位置。如果可以在前工段CO₂激光钻孔前，镀铜前，内层线路前，叠层前，外层线路前等核心制程安装部署基于CIS的在线视觉检测系统，在产线前端对产品质量进行全流程把控，避免缺陷产品流入下一环节。
- 为工艺改进提供闭环数据反馈终端用户希望加装CIS视觉检测系统，不只是“判官”，还是“分析师”。它能统计缺陷的类型、数量和位置分布。如果某批次产品频繁出现孔径偏小问题，系统数据可以反向指引工程师调整CO₂激光器的功率、焦距或脉冲宽度，实现工艺参数的闭环优化。
图2.微距相机用于镀铜前检测示意图
在现有设备中加装视觉检测系统时，客户面临诸多挑战：
- 空间小：现场安装空间狭小，线扫系统需要专门长时间停机，拆装机构，难以适应紧凑的生产计划。
- 多相机拼接难：为了稳定检出0.05mm的缺陷，客户需要2只16K线扫相机（计算分辨率：约0.01mm/pix）拼接拍摄360mm的基板，这不仅增加了系统调试维护的复杂性，还使得现场高精度标定变得极为困难。
- 切拉换型复杂：存在 210mm / 290mm / 300mm / 330mm / 360mm 多种不同客户尺寸基板，传统线扫描系统切换物料可能需要重新标定以及计算拼接，甚至可能发生需要移动相机的动作。
3 解决方案
根据客户在半导体检测场景中的实际挑战，针对性升级打造了高分辨率LineX CIS检测系统，以三大核心技术突破，系统解决半导体制造中视觉检测的诸多痛点。
- 高精度、无拼接：得益于3600dpi（7um像素分辨率）的微距相机1:1无畸变、无需拼接的成像特性，确保检测结果的高度准确性。
- 小空间：微距相机凭借其小体积的一体化设计，无需改动现有设备机构，完美解决了老线体的空间受限和改造难题。
- All In One设计：内置光源和无畸变的影像光学系统，极大地节省了调试部署的时间和人力成本。更重要的是，其模块化的设计和高度集成化的特点，面对不同尺寸基板的挑战，软件可以根据料号规格自动裁剪图像，使得后续的产线换型和维护变得极为便利，极大地降低了停机换型成本和维护难度。
4 客户收益
在韩国某客户的14条生产线，每条线部署了2台微距相机，成功实现了以下显著的生产成效：
- 稳定运行与低漏检率检测系统自部署以来，运行稳定一年，漏检率始终控制在0.05%以下。
- 瑕疵检测与成本优化在当前工段安装微距相机后，可在各工段之间对瑕疵进行实时监测，防止重大瑕疵材料流入下一环节，从而避免因次品导致的物料报废。这一措施不仅提升了整体收率，还显著节省了废料成本。
- 闭环溯源与良率提升通过检测系统，实时反馈开卷后基材的脏污、划痕、异物等缺陷分布情况，精准定位上游卷材搬运及抚平机构不平整等问题。设备部门针对溯源问题，进行多项工艺改善，进而有效提升了产品良率1%以上，有效提高了生产效率。
图3.微距相机现场安装示意图
图4.微距相机现场拍摄划痕、异物等缺陷检测结果图
5 客户评价
“在生产过程中，后续工段的不良瑕疵难以精准定位，导致产线优化工作无法有效开展。同时，瑕疵问题影响后续工段的产品参数，降低了整体收率。引入前段视觉检测后，实现了全面的外观瑕疵检测与质量监控，显著提升了产品质量和收率，为智能化生产转型提供了有力支持，为公司带来了显著的经济效益。”
——客户QA质量部门负责人
“传统线扫相机在光学检测中存在明显局限性：高分辨率大视野检测场景，需要多相机拼接，增加了系统调试复杂性和维护难度；该项目又是现有线体改造，安装空间极其狭小。INSNEX微距相机的引入，很好地解决了这些问题。无需复杂的图像拼接工作，像素精度高且无畸变，显著减少了我们的软件开发时间和部署工作量。同时其独特的支持气冷散热设计，完美匹配半导体工况要求，避免了可能的振动和灰尘干扰。”
——客户自动化部门设备导入负责人
6 关于我们
INSNEX苏映视，成立于2017年，长期深耕于视觉检测场景，依托深厚的行业应用积淀，不断探索和迭代【让缺陷更清晰】的先进成像产品，以及「Vision+AI」平台软件，为缺陷检测领域不断探索更佳体验的技术和产品。
LineX系列近场线扫相机（NFL），是INSNEX面向紧凑空间打造的All-In-One成像方案。LineX相机以高集成度、小型、极低畸变等优势，使得多机拼接的难题迎刃而解，让清晰成像更容易。搭配INSNEX的另一款「Vision+AI」平台软件产品InsWorks，可轻松应对复杂检测系统的开发和部署，全面提升缺陷检测的精度和稳定性。
目前INSNEX产品已广泛部署于锂电、印刷、PCB、半导体、3D打印等工业领域。代理商覆盖了全球多个地区，汇聚了一批资深的技术伙伴资源，提供各地区客户的本地化服务，让线扫成像和缺陷检测系统触手可及。