半导体封装的视觉检测方案中为什么要选择光源

在半导体先进封装领域玻璃通孔TGV技术备受业界关注。作为基于玻璃基板实现高密度互连的方案TGV 对比传统印制电路板PCB能够显著减小信号延迟、降低功耗在高性能封装场景具备突出应用优势。TGV 检测主要针对玻璃基板内直径仅几十微米、深度数百微米的细小通孔。检测工作既要依托高分辨率成像、实现精准深度控制很多还要完成大面积基板快速检测兼顾精度与效率。这也意味着扫描速度和实现实时清晰成像所需的技术保障尤为关键。使用高速自动对焦AF系统与精密调控的光源成为确保TGV检测质量与可靠性的重要保证。下面我们来看下光源在TGV检测中的重要性在TGV检测中照明不仅仅是提供光亮的光源更在形状识别的准确性和整体检测可靠性中起着关键作用。根据孔的深度和几何形状照明方式和条件必须经过精心优化。即使对焦正确若照明不当检测也会变得困难。如果孔的内部轮廓模糊或边缘不清晰将难以进行有效分析甚至完全无法判断。因此光源必须在准直性和波长特性方面进行优化以确保图像清晰度和检测稳定性。下图展示了不同光源和对焦条件下的检测效果ž 使用特殊背光左图时缺陷孔清晰可见ž 而使用普通背光中图或未启用AF系统右图时图像模糊缺陷孔难以与正常孔区分。图1. 基于光源条件与自动对焦启用状态的缺陷孔检测对比为应对如此苛刻的光学检测环境可采用以下照明解决方案能够在各种条件下实现稳定且高质量的图像采集。- 投影式背光解决方案在TGV检测中传统的LED照明常常无法提供足够的图像质量。为此采用高性能的投影式照明技术。投影式背光相比普通背光具有更优越的准直性并展现出类似远心照明的光学特性特别有效于增强孔边缘的清晰度。下图展示了同一样品的中段层-220μm使用普通背光左和iCore投影式背光右拍摄的图像对比。图5. 标准背光左与iCore投影式背光右- 高亮度混合点光源解决方案在TGV检测中投影式背光通常能有效捕捉高对比度的孔轮廓。但在某些情况下由于检测设备结构限制安装背光较为困难或对于特殊结构的样品同轴照明能更好地发现缺陷。有时结合背光与同轴照明的检测方法可在一次拍摄中同时获得不同类型的图像。在此类环境中高亮度照明解决方案必不可少。iCore的混合聚光灯系列M1、M2及其过驱动技术提供了极佳的替代方案。混合M1的亮度约为传统LED的8倍而全新混合M2则达到M1亮度的3至4倍在对照明强度要求极高的场合表现出色。iCore的闪光控制器iPulse采用过驱动技术安全地施加超过LED额定电流的短时脉冲电流瞬间最大化光输出。这使得高速高分辨率图像采集成为可能克服了连续照明的限制同时在复杂光照环境下依然保持稳定的检测质量。