📌 重點摘要
- 半導體製程要求 nm 級精度，傳統 AOI 卡關了。
- 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。
半導體製程要求 nm 級精度，傳統 AOI 卡關了？從晶圓 → IC 載板 → 封裝 → OCR 完整製程拆解 + 5 篇實戰案例。
半導體製程要求 nm 級精度，傳統 AOI 卡關了？半導體機器視覺是 Cognex 重點應用領域之一。VSK 威視康整理 5 篇半導體實戰案例 + 完整製程拆解 — 從晶圓（Wafer）→ IC 載板（Substrate）→ 封裝（Package）→ 字符 OCR / DPM 條碼，協助 IC 設計、晶圓代工、封測廠精準導入視覺檢測與追溯系統。
為何選 VSK 做半導體機器視覺整合？
半導體製程整合不僅是程式設計，更涉及：(1) Class 1000 / 100 無塵室相容硬體選型 (2) ESD 防靜電佈線 (3) MES / SECS-GEM 通訊整合 (4) SPC 統計分析儀表板。VSK 是Cognex 官方授權 PSI 系統整合商，具備半導體業客戶（晶圓代工、IC 載板、封測廠）的實戰經驗。
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📺 相關示範影片
展示 Cognex In-Sight D900 嵌入式深度學習視覺系統在半導體晶圓 ID OCR、雷射打標字符辨識、低對比表面字符讀取場景的應用：
📺 相關示範影片：Cognex In-Sight D900 半導體晶圓 IC 字符 OCR 辨識應用展示
1. 晶圓檢測 (Wafer Inspection) — 缺陷分類 + Wafer ID
晶圓階段的視覺挑戰：晶圓表面 nm 級缺陷、Pattern 一致性、Wafer ID（雷射打標的字符 + DataMatrix）。痛點包括：反光鏡面表面難打光、多 layer 干涉造成偽缺陷、Wafer ID 字元極小（<0.5 mm）需高解析 OCR。
VSK 用 Cognex In-Sight D900（深度學習 OCR）處理 Wafer ID，搭配同軸光 + Dome 燈消除反光；用 VisionPro ViDi Classify 對 SEM / Microscope 影像做缺陷分類（Particle、Scratch、Pattern、Pad）。
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2. IC 載板 / 基板 (Substrate) — DataMatrix 高速追溯
IC 載板（Substrate）的痛點：銅綠色背景對比度低、DataMatrix 雷射打標尺寸極小、產線速度高（典型 pieces per minute 等級）、同 Strip 內多顆 IC 需同時識別。
Cognex DataMan 280 + HotBars II 演算法是常見方案 — 高速取像、HDR 多曝光合成〔fps、畫素、視野以 Cognex datasheet 為準〕。VSK 整合 Strip ID 與 OEE 系統，實現 100% 追溯。
📋 半導體 IC 載板 DataMatrix DataMan 280 高速追溯
3. 封裝檢測 (Package Inspection) — 缺料 / 字符 / 外觀
封測廠的視覺需求：BGA / QFN / DFN 外觀缺陷（Crack、Chip-out、Mold burr）、Lead 共面性、Mark 完整性、Tray 缺料偵測。傳統 AOI 設備閉源昂貴，VSK 用 In-Sight 3800 多工具併用替換或補強：
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4. 字符 OCR / OCV — 序號、Lot、Wafer ID 追溯
半導體 OCR 的特殊性：字元小 + 對比低 + 雷射打標反光 + 同 frame 多字組。傳統 Template Matching 失敗率偏高，Cognex In-Sight D900 + OCRMax 深度學習讀取穩定度顯著提升（實際讀取率依字元品質、光源條件評估）。
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5. 缺料偵測 + 反光與低對比 OCR
常見的「邊角」應用：Tape & Reel 缺料、JEDEC Tray 空格、引線缺陷、銀膠塗布範圍。VSK 整合：
- 多角度結構光消除鏡面反光
- HDR 高動態範圍處理黑色 IC + 白色 Tray 同畫面
- EasyBuilder + 通訊整合無縫接入 MES / OEE
📋 如何在半導體製程導入 Cognex 機器視覺（6 步驟）
從晶圓 → IC 載板 → 封裝 → OCR 的完整半導體機器視覺導入流程。
- 定義檢測階段：釐清是晶圓階段（Wafer ID OCR/缺陷分類）、IC 載板階段（DataMatrix 追溯）、封裝階段（外觀/Tray 缺料）還是 OCR 字符（Lot 追溯）。每階段對應不同 Cognex 工具。
- 選擇對應 Cognex 工具：晶圓 OCR 用 In-Sight D900；IC 載板 DataMatrix 用 DataMan 280；封裝外觀用 In-Sight 3800 + ViDi；Tray 缺料用 PatMax + Color Match。
- 設計光學系統：晶圓鏡面要同軸光 + Dome 消反光；IC 載板用 HDR 對比度增強；BGA 外觀用結構光 3D 量測。光學設計是視覺檢測成敗的關鍵因素之一。
- MES / SECS-GEM 整合：半導體廠常用 SECS/GEM 通訊協議。Cognex 支援透過 OPC-UA 橋接 SECS-GEM，客戶端 OPC UA / MES 整合方案由客戶或系統整合商規劃實作。
- 無塵室相容硬體選型：Class 1000 / 100 無塵室要求 ESD 防靜電佈線、無塵相容外殼。Cognex 工業相機符合多數無塵規範。
- SPC 統計分析整合：結果輸出到 SPC 系統做趨勢分析，提早發現製程偏移。VSK 提供 SPC 儀表板整合與統計報表。
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