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凌辰科技助力半导体芯片AOI检测与分拣设备

2026-09-02

在半导体后端封装测试中,芯片的外观检测和分拣贴带是决定产品质量和交付效率的关键工序。凭借高速、高精度和非接触式操作的优势,自动光学检测(AOI)系统已成为后端芯片检测的标准设备。芯片AOI检测分拣设备将视觉检测、运动控制、数据存储和分拣贴带功能集成于一体,对控制系统的图像处理能力、多轴协调精度和实时信号采集提出了极高的要求。凭借在半导体行业组装、检测分拣和高速拾放等场景的深厚专业知识,凌辰科技精确满足芯片AOI检测分拣设备对高计算能力图像处理、多轴精确协调和海量信号采集的核心要求,并提供涵盖工业计算机、运动控制卡和IO模块等核心组件的完整解决方案。

 

 

 

芯片AOI检测和分拣流程

在半导体封装和测试领域,AOI 设备通过高精度工业相机捕捉芯片表面图像,并结合先进的图像处理算法,智能地确定芯片表面的缺陷类型,如划痕、污渍、裂纹、引脚缺陷、焊球、偏移和桥接。

 

芯片AOI检测分拣设备的完整工艺流程如下:

 

装载和定位:芯片通过振动盘或管式送料器进入设备,经过机械或视觉初始定位后,进入检验站,确保每个芯片的送料节奏符合批量生产线的要求。

 

多站AOI检测:芯片依次通过多个AOI检测站。四台高精度工业相机从不同角度或不同光照条件下拍摄芯片表面图像——部分相机负责检测芯片顶面缺陷,部分相机负责引脚共面性和尺寸测量,部分相机负责检测侧边裂纹和毛刺。所有图像数据实时传输至工业计算机,计算机通过图像处理算法进行智能缺陷检测,自动识别缺陷类型和严重程度。

 

数据存储和可追溯性:每个芯片的检测图像、缺陷类型、判定结果、检测时间等数据实时存储在工业计算机中,便于后续的质量追溯、缺陷率统计和工艺改进分析。

 

分类和粘贴:基于AOI检测结果,控制系统能够精确地将合格产品与不合格产品分离。经过高精度定位后,合格芯片由卷带机构自动装入载带,并封盖,形成完整的卷带;不合格产品则根据缺陷类型分类回收至不同的料箱中。分拣机构必须在毫秒级的时间内完成识别和动作输出,以确保合格产品与不合格产品不会混杂。

 

倒带成磁带:经过胶带粘贴和密封后,载带卷轴按照规格由复卷机构整齐地存放,形成标准的运输卷轴,方便在后续的SMT贴片线上直接使用。

 

 

 

凌辰科技解决方案

针对芯片AOI检测和分拣设备的需求,凌辰科技提供了一套以工业计算机+运动控制卡+IO模块为核心的完整解决方案。该方案中各产品分别发挥以下特定作用:

 

临辰工业计算机:四摄像头AOI检测的“计算大脑”

 

作为设备的主控单元,临辰工业计算机通过高带宽接口连接四台高精度工业相机,实时采集芯片表面图像,并运行图像处理算法,智能地判断贴装和焊接缺陷。同时,它还负责存储每颗芯片的检测图像、缺陷类型、判定结果等数据,实现全过程质量追溯。

 

临辰M60运动控制卡:22轴精密协调的核心

 

凌辰科技 M60 系列 EtherCAT 总线运动控制卡可控制多达32个运动轴,该方案可精确控制22轴电机/步进电机的运动,涵盖上料、传送、分拣、封带等多个工位的执行器。运动控制卡支持多种运动模式,例如单轴相对/绝对运动、多轴插补和电子齿轮运动。最大总线通信周期可达250µs,确保所有轴在高速检测节奏下协同运行。

 

临辰IO模块:用于大规模实时信号采集的“神经网络”

 

该方案采用临辰LD1100系列远程I/O模块作为EtherCAT总线从站,搭配LD1486数字输入模块和LD2486数字输出模块,负责实时采集设备各工位传感器信号并控制执行器。LD1486采集光纤传感器、光电传感器、力传感器、定位传感器等多种输入信号;LD2486控制气缸、电磁阀、指示灯等执行器,确保检测分拣过程中各工位动作的精确协调。

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临辰工业计算机、运动控制卡和IO模块这三款核心产品通过高速EtherCAT总线互连,高速交换命令和数据,形成完整的控制闭环,确保设备在高节奏下稳定运行。

 

 

 

应用价值

凌辰科技的工业计算机、运动控制卡和IO模块的深度协作,为芯片AOI检测和分拣设备带来了显著的应用成果:

 

检测精度和效率的双重提升:临辰工业计算机强大的计算能力支持四台摄像机的并行采集和处理。配合PCI-M60-EC01E运动控制卡250µs级总线周期,可实现对微缺陷(如崩裂、裂纹、划痕等)的高精度检测。在实际应用中,检测率可达99.9%以上,误检率低于0.01%,响应时间仅为0.1s。配合高速I/O模块的精确控制,从图像采集、缺陷检测到分拣动作输出的完整闭环流程可在毫秒内完成。

 

持续改进产品质量:通过AOI智能检测和精确分拣,有效拦截不合格产品,防止其进入封箱阶段,降低产品缺陷率,提高工厂质量的一致性。

 

可追溯数据,高效投诉处理:每枚芯片的检测图像、缺陷类型、判定结果等数据均实时存储在工业计算机中,形成完整的质量追溯数据库。当客户方出现质量异常时,可以快速调取历史检测数据,精准定位异常批次及原因,大幅缩短投诉处理周期。

 

稳定可靠的设备:临辰工业计算机具备抗振动和抗电磁干扰能力,确保7×24小时长期稳定运行。I/O模块和运动控制卡协同工作,保证设备在高节奏连续生产中保持高可靠性,有效降低计划外停机频率。

 

缩短设备开发周期:临辰的核心组件均为成熟的标准产品,并通过了半导体行业的广泛现场部署验证。客户无需从零开始进行硬件选型和适配验证,从而有效缩短设备开发周期和产品上市时间。

 

结论

芯片AOI检测分拣设备是半导体后端封装测试生产线上的关键设备。其检测精度、分拣速度和数据可追溯性直接决定芯片的工厂质量和交付效率。凌辰科技以工业计算机+运动控制卡+I/O模块为核心,提供从图像采集处理、多轴运动控制到实时信号采集的完整芯片AOI检测分拣解决方案。未来,凌辰科技将继续深化在半导体封装和测试设备领域的布局,专注于芯片AOI检测、分拣和卷带等核心工艺需求,并通过更完善的产品和解决方案,不断赋能中国半导体产业的自主、可控和高质量发展。

 

 

关于临辰

- 关于我们 -

 

苏州临辰自动化计算机有限公司成立于2006年,是一家秉承“为客户创造价值,实现合作共赢”经营理念的企业,致力于为工业计算机、运动控制、测试测量、机器视觉、机器人等各类自动化设备提供核心组件和系统解决方案。目前,临辰拥有两家全资子公司:苏州迅亚自动化科技有限公司和铁科机器人(苏州)有限公司,分别从事机器人销售和直线传动产品的研发、生产和销售。凭借在专业化、精细化、差异化和创新方面的卓越表现,公司于2025年荣获工信部颁发的“小巨人”专业化创新型企业称号,标志着企业发展迈上新台阶。未来,公司将继续推动中国智能制造产业的发展与创新。

 

产品系统网络

 

在自动化控制网络的各个层级中,凌辰科技的产品涵盖了设备层、控制层和信息层的所有产品。

 

01 工业计算机

 

临辰工业机箱采用工业级坚固结构、优异的散热性能和防尘设计,为关键计算核心提供全方位的物理保护,即使在振动、灰尘和宽温差等恶劣的工业环境中也能确保持续稳定的运行。

 

 

 

 

02 嵌入式工业计算机

 

临辰嵌入式工业计算机采用紧凑坚固的工业级设计,集成了高性能计算、丰富的I/O接口以及宽温宽压适应性。专为机器视觉、边缘计算、自动化设备等嵌入式应用场景打造,在有限的空间内提供稳定可靠的智能核心,助力智能制造和物联网应用。

 

 

 

03 动作控制卡

 

临辰运动控制卡最多可控制 32 个运动轴,并可同时支持控制多达 512 个 DI 点和 512 个 DO 点,最大总线通信周期为 250µs。在运动控制方面,它们支持单轴相对运动、绝对运动、点动运动和驱动回零运动;多轴插补;多轴点台运动;以及电子齿轮运动等功能。

 

 

 

04 LMC系列运动控制器

 

临辰LMC系列运动控制器基于开放式硬实时内核(抖动

 

 

 

05 NAC系列高性能运动控制器

 

临辰NAC控制器以强大的总线扩展能力为核心,支持4个EtherCAT主站,可实现对每个工作站256轴和总共4096个I/O点的精确控制。其运动控制功能全面而强大:不仅支持基本的点、线、圆插补,还具备五轴插补、轨迹样条平滑、动态坐标系等高级功能;集成了振动抑制、软着陆、高精度位置比较输出等功能,并拥有8个独立的插补系统和连续插补能力,能够满足复杂轨迹和高速同步的需求。开发环境开放灵活,支持C++、C#、Python等多种语言,可直接在实时系统内进行编程,显著提升了集成和调试效率。

 

 

 

06 PLC运动控制器

 

临辰PLC控制器严格遵循PLCopen规范和IEC-61131-3国际标准,集高性能、小尺寸、模块化设计于一体,易于开发,部署灵活。它们广泛适用于3C、锂电池、包装、印刷等领域的自动化设备和生产线系统,并可扩展为物流、汽车、日用品等组合生产线中的网络通信节点,满足内外网络隔离、高速总线通信、实时数据处理等需求,为各种工业场景提供稳定可靠的控制核心。

 

 

 

07 工业网络卡

 

临辰工业网卡专为严苛的工业环境而设计,具备10/100/1000Mbps自适应能力,可提供稳定可靠的高速网络连接。凭借抗干扰、浪涌保护和宽温工作等特性,广泛应用于运动控制、机器视觉和自动化系统等关键场景。产品采用灵活的安装设计(标配全高支架,可选配半高支架),可广泛集成到各种智能制造设备和工业网络中。

 

 

 

08 IO模块

 

凌辰科技提供全系列IO模块解决方案,灵活满足各种工业自动化需求。

LC/LD系列可扩展IO模块:支持EtherCAT、Profinet、Ethernet/IP和Modbus TCP等多种协议,可灵活扩展数字、模拟、温度、压力、脉冲等采集模块,广泛应用于3C、锂电池、半导体、汽车、医疗等领域。

MINI 系列 IO 模块:尺寸紧凑,实时性高,涵盖数字 IO、模拟 IO、温度模块和通信模块,适用于对空间和实时性能要求较高的控制和数据采集场景。

GWS系列机柜外部IO模块:具有高稳定性和方便的网络布线特性,适用于分布式布局,显著节省系统集成时间和成本。

该系列产品致力于为用户提供可靠、易于集成、多场景适应性的IO模块支持。