精密视觉系统助力 Micro-LED 焊接和 HBM 封装

首先，照相机用于捕捉全局参考标记，以进行初步校准或确定基板在机器坐标系中的大致位置。然后将位置数据传输到运动控制系统，在此基础上实现高精度运动控制 - 坐标重复精度约为±1 µm。

合格后，芯片将以极高的精度进行对齐和传输。为了进行微调，照相机现在可以捕捉靶标，对基底进行亚微米级的实时校准，必要时还可以进行动态旋转校正。然后，对准结果被传送到运动控制系统，该系统会调整平台位置和角度，以确保每个 Micro-LED 与目标位置完美匹配。该系统的吞吐率高达每小时 1,000 万个芯片，既能提供卓越的精度，又能实现大批量生产的高效率，而这正是可扩展批量生产的关键性能指标 (KPI)。

相机会自动移动到相关区域，使操作员能够执行初步的在线目视检查，如验证芯片对齐、检测潜在倾斜、检查物理损坏或贴装错误。

用于复杂图像处理任务的相机技术

IDS 公司的 USB 3 uEye CP 相机是 uLED 激光焊接机的视觉系统。在整个 Micro LED 工作流程中，IDS 的两台集成 U3-3800CP-M-GL Rev.2.2 相机支持多个关键工艺步骤：

• 供體晶圓检查（转移前）：相机可检测出裂缝或缺失等缺陷，确保只选用功能正常的 Micro LED 芯片。
• 对齐和放置（在传质过程中）：相机可识别基板和模具上的对准标记和靶标。结果被传送到运动控制系统，以实现亚微米级的定位精度。
• 轉移后检查：相机可验证每个 Micro LED 是否精确定位，没有倾斜、损坏或错位。
• 维修和返工：必要时，相机可引导拾放系统精确地更换单个芯片。

“极高分辨率且噪声极低的图像确保了即使是最微小的细节也能被精准捕捉”，IDS亚太区东南亚区域销售经理 Damien Wang 强调道。USB3 Vision 工业相机 U3-3800CP Rev.2.2 采用了索尼 STARVIS 系列的感光 IMX183 卷帘快门 CMOS 传感器，在 2.4 µm 像素条件下分辨率达 20.44 MP (5536 x 3692)，可提供高达 19.8 fps 的出色图像质量。

應用 2：HBM 芯片与 1200 万像素 USB 3 uEye CP 相机的结合

第二个系统，即 HBM High-Accuracy Die Bonder，专为先进半导体封装设计，特别适用于HBM（高带宽内存）应用，其中芯片的垂直堆叠需要微米级精度。

传感器性能可实现精确的模具粘接

U3-3890CP Rev.2.2 搭载IMX226 CMOS 捲帘快门。索尼 STARVIS 系列的 1200 万像素传感器（4000 x 3000 px，像素尺寸 1.85 µm）具有出色的感光度和低噪声水平。在全分辨率下，它的帧频可达 33.2 fps。- 非常适合快速、精确的处理。由于集成了 IDS 相机，该系统具有高重复精度和长期工艺稳定性，是复杂的 2.5D 和 3D 包装应用的理想之选。

核心视觉技术IDS uEye CP 相机

为了达到所需的速度和精度，这两个系统都采用了 IDS 的 uEye CP 相机系列。这些紧凑型（29 × 29 × 29 毫米）相机专为工业环境设计，采用耐用的镁合金外壳、全局快门 CMOS 传感器以及 USB3 Vision 接口。得益于 STARVIS 系列的 BSI（"back-side-illumination"）技术，这两款传感器都非常适合在低光量的条件下实现完美效果。其高分辨率、低噪声成像技术可以可靠地检测对准标记、微型芯片位置、焊接凸点和焊点后质量，甚至是亚微米级的质量。

最重要的是，它们的帧频快、延迟小，可确保与运动控制系统无缝互动，为快速调整提供实时图像数据。这些热像仪还具有很强的热可靠性，可支持半导体工厂所必需的全天候连续运行。待机模式可将空闲模式下的功耗降至最低，从而有助于提高能效，使工业相机成为可长期使用的环保型解决方案。

借助 IDS 提供的综合软件 SDK，集成和现场校准变得非常简单，从而使 uEye CP 成为提高包装过程精度和产量的基础工具。

客户受益：可扩展的精度和更高的效率

通过将 IDS 视觉技术集成到这两个平台中，机器制造商大大提高了加工精度、可重复性和可靠性。误差率下降，设置时间缩短，整体制造效率提高，从而在 Micro-LED 显示屏和先进半导体封装领域获得了强大的竞争优势。

这两套系统已在台湾和亚洲的领先制造商中使用，展示了德国设计的视觉技术如何与最先进的自动化技术无缝集成，以满足现代生产需求。

应用前景

半导体制造市场（尤其是精密自动化领域）发展迅速，对现代工业相机的要求也随之不断变化。“我们的客户比以往任何时候都更需要高分辨率、紧凑型且绝对可靠的解决方案，”Damien Wang 表示。更高分辨率的趋势是创新的主要驱动力：清晰、细致的图像对于复杂的自动化任务至关重要。清晰细腻的图像对于复杂的自动化任务至关重要。与此同时，在具有挑战性的运行条件下保持稳定的性能已成为一项基本要求。"许多应用程序需要持续、不间断的运行。这就是为什么我们越来越关注即使在严苛环境下也能可靠运行的摄像头，”Micraft Systems Plus 的负责项目经理强调道。另一个趋势是不断小型化。由于现代系统的空间往往有限，在不影响性能的前提下，外形小巧的工业相机越来越受到重视。

为了应对这些发展，我们正在战略性地扩大和调整产品组合，以满足日益增长的技术需求。