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VSK 威視康 — Cognex 官方授權 PSI 系統整合商
專家專欄 · 2026/05/03

半導體機器視覺完整指南
晶圓 / IC 載板 / 封裝 / 字元 OCR 案例

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。

作者：VSK 威視康技術團隊 發布：2026/05/03 更新：2026/05/23

半導體機器視覺涵蓋晶圓檢測、IC 載板 DataMatrix、封裝 BGA / QFN 缺料、Wafer ID 字元 OCR，對應 Cognex 與 ViDi 整合案例。

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）→ 字元 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、雷射打標字元辨識、低對比表面字元讀取場景的應用：

相關示範影片：Cognex In-Sight D900 半導體晶圓 IC 字元 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（雷射打標的字元 + 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）。

晶圓 IC 字元 OCR 辨識 D900 案例　·　晶圓微米級精度檢測案例

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 / 字元 / 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：

晶片製造瑕疵 AI 檢測案例　·　半導體 Tray 盤 Gap 檢測案例

4. 字元 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）。

相關 晶圓 OCR D900 案例　·　IC 載板 DataMatrix DataMan 280 案例

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：

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。

  1. 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 字元（Lot 追溯）。每階段對應不同 Cognex 工具。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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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半導體案例半導體機器視覺晶圓檢測IC 載板封裝檢測Wafer IDCognexVSK
FAQ · 常見問題

關於本主題的常見問題

IC 載板（Substrate）的 DataMatrix 高速追溯怎麼做? +
IC 載板的痛點是「銅綠色背景對比度低 + 雷射打標 DataMatrix 尺寸極小 + 產線速度高 + 同 Strip 多顆 IC 同時識別」。Cognex DataMan 280 + HotBars II 演算法 + HDR 多曝光合成是常見方案〔fps、畫素、視野以 Cognex datasheet 為準〕，可整合 Strip ID 與 OEE 系統實現 100% 追溯。
晶圓表面 nm 級缺陷檢測的關鍵是什麼? +
晶圓階段挑戰包括「反光鏡面難打光 + 多 layer 干涉造成偽缺陷 + Pattern 一致性判定」。VSK 用同軸光 + Dome 燈消反光，搭配 VisionPro ViDi Classify 對 SEM / Microscope 影像做缺陷分類（Particle / Scratch / Pattern / Pad）。Wafer ID 字元則用 In-Sight D900 深度學習 OCR。
封測廠 BGA / QFN / DFN 外觀檢查怎麼做? +
封裝檢測需要同時處理「外觀缺陷（Crack、Chip-out、Mold burr）+ Lead 共面性 + Mark 完整性 + Tray 缺料」。VSK 用 In-Sight 3800 多工具併用：PatMax 對位 + Color Match 確認 IC 顏色、OCRMax 做雷射打標字元 OCV、ViDi Analyze 分類外觀異常型態。
MES / SECS-GEM 通訊怎麼整合? +
半導體廠常用 SECS / GEM 通訊協議。Cognex 支援VSK 可提供 Cognex 端的輸出格式說明與測試協助。
為何選 VSK 做半導體機器視覺整合? +
半導體製程整合不只是程式設計，還涉及 Class 1000 / 100 無塵室相容硬體選型、ESD 防靜電佈線、MES / SECS-GEM 通訊整合、SPC 統計分析儀表板。VSK 是 Cognex 官方授權 PSI 系統整合商，具備晶圓代工、IC 載板、封測廠的實戰經驗。
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