跟着市场需求的增长及技能的成长，微电子封装逐渐走向小型化、集成化、低成本，封装情势不停从二维封装向三维重叠封装推进。同时，传统摩尔定律的特性尺寸不停靠近集成电路技能的物理极限。简朴缩小芯片特性尺寸已经不克不及满意半导体技能及电子产物开发的需要。体系级封装技能(SiP)已经成为从封装技能角度延续摩尔定律的另外一条技能线路，愈来愈遭到存眷及运用。

SiP究竟是甚么?又该怎样经由过程视觉检测包管SiP产物的质量?咱们接下来慢慢揭晓明锐的SiP视觉查抄方案。

甚么是SiP?

SiP模组是一个功效齐备的子体系，它将一个或者多个IC芯片和被动元件整合于一个封装中。此IC芯片(采用差别的技能:CMOS、BiCMOS、GaAs等)是Wire bonding芯片或者Flipchip芯片，贴装于Leadframe、Substrate或者LTCC基板上。被动元器件如RLC和滤波器(SAW/BAW/Balun等)以分散式被动元件、整合性被动元件或者嵌入式被动元件的方式整合于一个模组中。

当产物功效愈来愈多，同时电路板空间结构受限，没法再设计更多元件及电路时，设计者会将此PCB板功效连带各类有源或者无源元件集成于一种IC芯片上，以完成对于整个产物的设计，即SiP运用。

SiP带来了甚么新的挑战?

与单片集成电路比拟，SiP内部繁杂的封装布局及各类芯片，元件的组合布局对于热应力、机械应力及电磁滋扰越发敏感，轻易掉效。于轮回弯曲、坠落等机械应力的作用下，SiP的重要掉效点集中于焊点位置，尤其是当包裹的硬度较年夜时。SiP产物具备繁杂的互连络统。焊点的靠得住性与异质质料之间电气及机械毗连的靠得住性有关，这于很年夜水平上决议了产物的质量。

SiP封装制程根据芯片与基板的毗连方式可分为引线键合封装及倒装焊两种。

怎样包管SiP的焊接靠得住性?

想要包管SiP产物焊接的靠得住性，需要对于从基板印刷到终极键合完成整个历程的每一道工序举行检测。

SP(I 型号:明锐Icon):锡膏印刷质量与助焊剂检测

炉前/炉后 AO(I 型号:明锐SD5000):元件贴装质量与键合区域基板检测

Die Bond & Wire Bond AO(I 型号:明锐SW2000):芯片贴装与键合质量检测

对于在SiP制程中的印刷工艺检测，锡膏厚度最低仅有20-50μm，焊盘尺寸仅70-200μm，明锐SPI提供了5μm分辩率的检测方案，以满意高精度检测需求，并可撑持数目超20万焊盘的检测，步伐无卡顿。

别的，焊盘间距愈来愈小，比力轻易孕育发生短路不良，尤其是锡丝短路的不良，因为这种不良，锡膏自己的高度偏低，假如采用全3D检测的方式，基板上的助焊剂或者者丝印白线的高度滋扰，很轻易造成短路误判，明锐的解决方案是采用3D联合颜色的方式，将锡膏及丝印线经由过程颜色及高度多个维度举行判断，可有用阻挡超小间距焊盘间的连锡不良。

为了管控元件的平整性，不单要把控单一焊盘锡膏的高度，还有需要总体把控一个元件的所有焊盘的锡膏高度，明锐开发了共面性检测算法，经由过程计较锡膏总体平面度，避免虚焊不良。

于倒装工艺里，因为焊盘间距愈来愈小、锡膏厚度愈来愈薄，锡膏印刷工艺已经没法满意SiP工艺要求，部门芯片采用刷助焊剂的方式来直接毗连芯片。明锐SPI已经研制出一套非凡光学方案可应答助焊剂检测。

对于在SiP制程中的元件贴装工艺检测，元件尺寸愈来愈小，最小可达008004，明锐AO(I 型号:SD5000)提供6μm分辩率的检测方案，以满意高精度检测需求。对于在无焊盘的元件，明锐可使用元件Mark功效，经由过程周边特性点举行辅助定位，定位精度可达10μm之内。

为了应答SiP封装中多种材质的元件，明锐AO(I 型号:SD5000)采用六通道程控环形光源，撑持屡次打光、参数步伐生存，可按照检测需要，矫捷搭配光学方案，针对于差别不良采用差别颜色、差别角度的光源，使不良特性更凸起，进一步包管测试效果。

芯片浮高也是焊接不良的一年夜来历，但因为芯片外貌的一层氧化硅的透光效果，致使镜面芯片的3D还有原是一浩劫题，明锐经由过程激光模块完成镜面元件3D还有原与浮高检测，可有用检出20μm的芯片浮高不良。

不管是倒装焊或者者引线键合，都是需要将芯片与基板做毗连，是以基板特别是金手指上的不良会很年夜水平上影响键算法，可智能辨认金手指区域，简化编程;可有用检出金手指、基板上的划伤、氧化发黄、锡膏污染、破损等不良。

对于在SiP制程中DB & WB段的检测，金线最小可到达0.6mil，同时布线繁杂。明锐WB AOI提供3μm的检测方案，确保金线检测的高精度要求。经由过程AI深度进修，完成焊点与绑线的轮廓切割，从而举行球径、线径测试。并答应主动天生绑线，仅需要设置第一根线的颜色、巨细，以和线数目，即可主动辨认并天生全数一排金线检测窗。

对于在不良品的处置惩罚，明锐可以提供打标笔打标或者者电子坐标标定两种方案。

打标笔可以于不良品的特定位置举行打标标定，以唆使员工更快定位到不良点的位置，便在快速举行复判或者者其他处置惩罚操作。

子板子坐标标定，是指明锐可以对于接Secs/GEM体系，举行数据上传、先后站位旌旗灯号对于接等事情。即于软件中天生一张坐标图，可读取前站判断的不良信息(如图蓝色格)，将不良子板跳过测试;也可将本站判断的不良标定于该坐标图中(如图红色格)，实现不良的Mapping标定。

为鞭策我国半导体封装测试等范畴周全成长，国度相干部分出台了多项详细的政策。我国年夜型集成电路封测厂商也于逐渐探索中，不停晋升自身的技能。今朝我国集成电路封测领先的厂商于集成电路封测技能程度方面逐渐与国际看齐。明锐指望于此中能孝敬本身一份气力，经由过程完美光学方案，晋升不良检测算法，优化软件计较速率 ，简化编程等要领，为半导体封测提供最优的工业视觉查抄方案。