半導體業機器視覺檢測完整指南｜晶圓對位、DPM 讀取、AI 瑕疵檢測 Cognex 方案

半導體製程從晶圓製造、封測到模組組裝，每一站都對精度與良率有極高要求。機器視覺已是半導體產線不可或缺的一環：晶圓對位、雷射打標讀取、晶片表面瑕疵、機械手臂引導都...

★ 半導體業視覺檢測的特殊挑戰

半導體業跟一般製造業的視覺檢測差異主要在三點：

1、精度要求極高：晶圓定位、晶片對位常常要到微米級，傳統 2D 視覺需要搭配高解析鏡頭與精準光源

2、條碼類型特殊：晶圓承載盤、晶片上的 DPM（Direct Part Mark）多為雷射打標、化學蝕刻或機械刻印，傳統雷射條碼掃描器讀不到

3、環境純淨度：無塵室環境對設備的散熱、震動、靜電都有規範，視覺系統需符合 Class 100/1000 規格

★ 7 大半導體視覺檢測應用

應用	常見場景	推薦 Cognex 機型
1. 晶圓承載盤條碼讀取	FOUP / FOSB 上的 1D / 2D 條碼追溯	In-Sight 1740 晶圓專用機型
2. 晶片 DPM 讀取	晶片表面雷射打標、化學蝕刻碼	DataMan 380 / 470 含 DPM 工具
3. 晶圓對位與定位	機械手臂搬運前對位、Notch 識別	In-Sight 3800 含 PatMax 定位演算法
4. 晶片外觀瑕疵檢測	邊緣破角、表面汙染、刮傷	VisionPro ViDi Analyze 深度學習
5. 晶片封裝後檢查	BGA 球柵、引線完整性、包裝面外觀	In-Sight 7000 / 8900 + ViDi
6. Tray 盤間距與位置量測	晶片放置定位偏移、缺件偵測	In-Sight 8900 高速量測
7. 3D 平整度量測	晶片共面性、封裝厚度量測	L68 系列 微米級線雷射

★ 各應用詳解

1、晶圓承載盤條碼讀取

FOUP（Front Opening Unified Pod）與 FOSB 是晶圓在無塵室移動的承載容器，每個都貼有 1D / 2D 識別碼。In-Sight 1740 是 Cognex 專為半導體業晶圓承載盤設計的條碼讀取器，可整合進 SECS/GEM 通訊架構。

2、晶片 DPM 讀取

晶片本體的識別碼通常是雷射打標（Laser Mark）、化學蝕刻（Chemical Etch）或機械刻印（Dot Peen），這些碼對比度低、表面反光、有時還有矽油殘留。Cognex DataMan 系列的 DPM 演算法（搭配適當光源環）能在這類嚴苛條件下穩定讀取。

3、晶圓對位與定位

晶圓在機械手臂搬運前需要識別 Notch 凹槽（晶向標記）並做精準對位。Cognex In-Sight 內建的 PatMax 幾何定位演算法即使工件旋轉、縮放、部分遮擋仍能精準定位，對位精度可達次像素級。

4、晶片外觀瑕疵檢測

晶片邊緣破角、表面汙染、刮傷這類瑕疵類型多樣、不規則，傳統規則式視覺難以窮舉。Cognex VisionPro ViDi 的 Analyze 工具學一批合格品就能找出異常，是半導體業 AOI（Automated Optical Inspection）的主流方案。

5、晶片封裝後檢查

封裝後 BGA 球柵狀焊點完整性、引線是否歪斜、包裝面有無破損都需要視覺檢查。In-Sight 7000 / 8900 配合 ViDi 深度學習能同時做尺寸量測 + 外觀判定，符合封測廠 SPC 要求。

6、Tray 盤間距與位置量測

晶片放置在 Tray 盤格中，每格位置必須對準才能讓自動化機械手臂順利取放。In-Sight 8900 高速處理能力可在輸送帶速度下逐 Tray 量測間距偏移與缺件，產線連續運轉。

7、3D 平整度量測

晶片共面性、封裝厚度需要微米級高度量測。Cognex L68 系列高精度線雷射位移感測器在連續移動的晶圓或工件上掃描出 3D 高度圖，是 2D 視覺無法替代的。

★ 延伸閱讀

深入了解各機型差異，可參考下列完整選型指南：

• Cognex DataMan 全系列比較（70 / 80 / 280 / 380 / 470 / 580 等）

• Cognex In-Sight 系列完整比較（2800 / 3800 / 7000 / 8900 / 9000）

• Cognex ViDi 8 大應用情境完整指南

• Cognex 3D 雷射視覺完整比較

★ 半導體視覺整合由威視康陪您完成

威視康有限公司（VSK Technology Co., Ltd.）是美商康耐視 Cognex 官方授權的 PSI 認證系統整合商暨授權代理商，深耕台灣半導體產業視覺整合多年。我們提供：

1、無塵室規格機型評估：協助選擇符合 Class 100/1000 環境的視覺系統

2、SECS/GEM 整合：將視覺檢測結果整合進半導體業標準通訊架構

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4、原廠技術支援：直通 Cognex 工程團隊，符合半導體業嚴格驗證流程

5、長期維護：軔體更新、料號擴充、SPC 稽核資料留存

 

半導體製程 6 大關鍵視覺檢測點（VSK 工程觀點）

半導體製程從晶圓進廠到封裝出貨涵蓋 200+ 個工序，視覺檢測在以下 6 個節點扮演成敗角色：(1) 晶圓 ID OCR（D900 + ViDi Read 99.9%+）；(2) 晶圓對位 ±2-5μm（VisionPro PatMax / PatMax-AI）；(3) IC 載板 DataMatrix DPM（DataMan 280 / 380）；(4) BGA / CSP / Flip-chip 共面性（3D-A5000 μm 精度）；(5) 晶圓 / 載板瑕疵分類（ViDi Classify 95-99%）；(6) Wafer Map 自動標記與 MES 整合。

客戶痛點 vs 解法：晶圓 ID 漏讀 5-10% → DM280 升 D900 + ViDi Read；IC 載板 OCR 跟不上速度 → DM370/380 同步觸發 + IDMax；瑕疵類型每批新增 → Edge Learning（IS3800）+ ViDi Classify；12 吋對位 ±2μm → 3D-A5000 + VisionPro PatMax 3D。