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專家專欄 · 2026/04/30

半導體業機器視覺檢測完整指南
晶圓對位、DPM 讀取、AI 瑕疵檢測 Cognex 方案

半導體製程從晶圓製造、封測到模組組裝,每一站都對精度與良率有極高要求。機器視覺已是半導體產線不可或缺的一環:晶圓對位、雷射打標讀取、晶片表面瑕疵、機械手臂引導都需要視覺系統。

作者:VSK 威視康技術團隊 發布:2026/04/30 更新:2026/05/23

半導體晶圓對位、DPM 讀取、AI 瑕疵檢測 7 大 Cognex 應用方案。

📌 重點摘要(TL;DR)

  • 半導體製程從晶圓製造、封測到模組組裝,每一站都對精度與良率有極高要求。
  • VSK 工程師依您提供的 OK / NG 樣品實測評估,免費可行性評估與選型建議。
  • 內含完整選型對照表、典型應用情境、與工程師 FAQ。

📺 相關示範影片:查看 Cognex VIDI_Read 讀取工具介紹 完整介紹

💡 類似應用參考

半導體製程從晶圓製造、封測到模組組裝,每一站都對精度與良率有極高要求。機器視覺已是半導體產線不可或缺的一環:晶圓對位、雷射打標讀取、晶片表面瑕疵、機械手臂引導都需要視覺系統。

半導體業機器視覺檢測完整指南|晶圓對位、DPM 讀取、AI 瑕疵檢測 Cognex 方案 - VSK 威視康 Cognex 官方 PSI 整合商

半導體業視覺檢測的特殊挑戰

半導體業跟一般製造業的視覺檢測差異主要在三點:

1、精度要求極高:晶圓定位、晶片對位常常要到微米級,傳統 2D 視覺需要搭配高解析鏡頭與精準光源

2、條碼類型特殊:晶圓承載盤、晶片上的 DPM(Direct Part Mark)多為雷射打標、化學蝕刻或機械刻印,傳統雷射條碼掃描器讀不到

3、環境純淨度:無塵室環境對設備的散熱、震動、靜電都有規範,視覺系統需符合 Class 100/1000 規格

7 大半導體視覺檢測應用

應用 常見場景 推薦 Cognex 機型
1. 晶圓承載盤條碼讀取 FOUP / FOSB 上的 1D / 2D 條碼追溯 In-Sight 1740(IS1740) 晶圓專用機型
2. 晶片 DPM 讀取 晶片表面雷射打標、化學蝕刻碼 DataMan 380 / 470 含 DPM 工具
3. 晶圓對位與定位 機械手臂搬運前對位、Notch 識別 In-Sight 3800PatMax 定位演算法
4. 晶片外觀瑕疵檢測 邊緣破角、表面汙染、刮傷 VisionPro ViDi Analyze 深度學習
5. 晶片封裝後檢查 BGA 球柵、引線完整性、包裝面外觀 In-Sight 7000 / 8900 + ViDi
6. Tray 盤間距與位置量測 晶片放置定位偏移、缺件偵測 In-Sight 9912 高速量測
7. 3D 平整度量測 晶片共面性、封裝厚度量測 L68 系列 微米級線雷射

各應用詳解

1、晶圓承載盤條碼讀取

FOUP(Front Opening Unified Pod)與 FOSB 是晶圓在無塵室移動的承載容器,每個都貼有 1D / 2D 識別碼。In-Sight 1740 是 Cognex 專為半導體業晶圓承載盤設計的條碼讀取器,可整合進 SECS/GEM 通訊架構。

2、晶片 DPM 讀取

晶片本體的識別碼通常是雷射打標(Laser Mark)、化學蝕刻(Chemical Etch)或機械刻印(Dot Peen),這些碼對比度低、表面反光、有時還有矽油殘留。Cognex DataMan 系列的 DPM 演算法(搭配適當光源環)能在這類嚴苛條件下穩定讀取。

3、晶圓對位與定位

晶圓在機械手臂搬運前需要識別 Notch 凹槽(晶向標記)並做精準對位。Cognex In-Sight 內建的 PatMax 幾何定位演算法即使工件旋轉、縮放、部分遮擋仍能精準定位,對位精度可達次像素級。

4、晶片外觀瑕疵檢測

晶片邊緣破角、表面汙染、刮傷這類瑕疵類型多樣、不規則,傳統規則式視覺難以窮舉。Cognex VisionPro ViDi 的 Analyze 工具學一批合格品就能找出異常,是半導體業 AOI(Automated Optical Inspection)的主流方案。

5、晶片封裝後檢查

封裝後 BGA 球柵狀焊點完整性、引線是否歪斜、包裝面有無破損都需要視覺檢查。In-Sight 7000 / 8900 配合 ViDi 深度學習能同時做尺寸量測 + 外觀判定,符合封測廠 SPC 要求。

6、Tray 盤間距與位置量測

晶片放置在 Tray 盤格中,每格位置必須對準才能讓自動化機械手臂順利取放。In-Sight 9912 高速處理能力可在輸送帶速度下逐 Tray 量測間距偏移與缺件,產線連續運轉。

7、3D 平整度量測

晶片共面性、封裝厚度需要微米級高度量測。Cognex L68 系列高精度線雷射位移感測器在連續移動的晶圓或工件上掃描出 3D 高度圖,是 2D 視覺無法替代的。

★ 延伸閱讀

深入了解各機型差異,可參考下列完整選型指南:

Cognex DataMan 全系列比較(70 / 80 / 280 / 380 / 470 / 580 等)

Cognex In-Sight 系列完整比較(2800 / 3800 / 7000 / 8900 / 9000)

Cognex ViDi 8 大應用情境完整指南

Cognex 3D 雷射視覺完整比較

半導體視覺整合由威視康陪您完成

威視康有限公司(VSK Technology Co., Ltd.)是美商康耐視 Cognex 官方授權的 PSI 認證系統整合商暨授權代理商,深耕台灣半導體產業視覺整合多年。我們提供:

1、無塵室規格機型評估:協助選擇符合 Class 100/1000 環境的視覺系統

2、SECS/GEM 整合:將視覺檢測結果整合進半導體業標準通訊架構

3、免費實機評估:用您實際的晶圓 / 晶片樣品做 DPM 讀取率與精度報告

4、原廠技術支援:直通 Cognex 工程團隊,符合半導體業嚴格驗證流程

5、長期維護:軔體更新、料號擴充、SPC 稽核資料留存

半導體製程關鍵視覺檢測點(VSK 工程觀點)

半導體製程從晶圓進廠到封裝出貨涵蓋眾多工序,視覺檢測在以下節點扮演關鍵角色:(1) 晶圓 ID OCR(D900 + ViDi Read);(2) 晶圓對位(VisionPro PatMax / PatMax-AI);(3) IC 載板 DataMatrix DPM(DataMan 280 / 380);(4) BGA / CSP / Flip-chip 共面性(3D-A5000,精度〔以 Cognex datasheet 為準〕);(5) 晶圓 / 載板瑕疵分類(ViDi Classify);(6) Wafer Map 自動標記與客戶端 MES 整合。

客戶痛點 vs 解法:晶圓 ID OCR 讀取率不足 → D900 + ViDi Read;IC 載板 OCR 跟不上速度 → DM370/380 同步觸發 + IDMax;瑕疵類型每批新增 → Edge Learning(IS3800)+ ViDi Classify;高精度對位需求 → 3D-A5000 + VisionPro PatMax 3D。

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延伸閱讀

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FAQ · 常見問題

關於本主題的常見問題

晶片上的 DPM 條碼(雷射打標 / 化學蝕刻 / 機械刻印)為什麼一般條碼掃描器讀不到? +
DPM 條碼對比度低、表面反光、有時還有矽油殘留,傳統雷射條碼掃描器無法穩定讀取。Cognex DataMan 380 / 470 系列的 DPM 演算法針對這類嚴苛條件做了專門優化,搭配適當光源環可在低對比、反光、殘膠條件下穩定讀取〔讀取率以實際樣品實測為準〕。
晶圓 Notch 對位、Wafer ID OCR 讀取率怎麼提升? +
晶圓對位用 Cognex In-Sight 內建的 PatMax 幾何定位演算法,即使工件旋轉、縮放、部分遮擋仍能精準定位;Wafer ID 字符極小(<0.5 mm)且雷射打標反光,用 In-Sight D900 + ViDi Read 深度學習處理,搭配同軸光 + Dome 燈消反光,讀取穩定度顯著提升。
Class 100 / 1000 無塵室對視覺系統有什麼特殊規範? +
無塵室環境要求設備散熱、震動、靜電都符合規範,視覺系統需符合 Class 100 / 1000 規格。Cognex 工業相機多數符合這類規範,VSK 可協助客戶端評估無塵室相容機型 + ESD 防靜電佈線方案。
半導體廠的 SECS / GEM 通訊整合 Cognex 能配合嗎? +
可以。Cognex In-Sight 1740 是專為半導體業晶圓承載盤(FOUP / FOSB)設計的條碼讀取器,可整合進 SECS / GEM 通訊架構;其他 Cognex 機型可透過 OPC-UA 橋接 SECS-GEM。
BGA / CSP / Flip-chip 共面性精度要怎麼達到? +
晶片共面性、封裝厚度需要微米級高度量測,2D 視覺無法處理。Cognex 3D-A5000 面陣 3D 相機或 L68 系列高精度線雷射可在連續移動的晶圓 / 工件上掃出 3D 高度圖〔精度以 Cognex datasheet 為準〕。
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