Machine Vision Products：引领未来检测设备与AOI技术的发展
作者：Paul Groome，Machine Vision Products
发表于《US-Tech》，2018 年 2 月
当 Machine Vision Products, Inc.（MVP）在 25 年前成立时，手机仍处于起步阶段，便携式电子设备几乎不存在。制造业的绝大部分仍以通孔技术为主，i486 是主要的计算平台，而 Windows 3.1 则被认为是华丽且新颖的操作系统。George T. Ayoub 博士创立公司时，还没有人见过智能手机、平板电视、MP3 播放器、固态硬盘、GPS 系统、混合动力汽车、数码照片，以及许多如今无处不在的技术。谁又能预见互联网将带来的巨大影响？
1993 年，美国手机用户数量增长到 1100 万，而到了 2017 年，约 81% 的人口（大约 2.65 亿人）拥有手机。当时，Sparc 处理器——MVP 最初使用的计算机平台——仅包含 80 万个晶体管。而如今 MVP 系统使用的 Xeon 处理器最多可包含 72 亿个晶体管。公司成立时，全球只有 50 台互联网（WWW）服务器。如今，全球超过 50% 的人口可以访问互联网。
电子技术与制造业的发展速度呈指数级增长。因预测集成电路晶体管数量每两年翻倍而闻名的英特尔前总裁 Gordon Earle Moore，如今一定会感到自豪。
新的挑战正在到来
MVP 一直致力于提供创新、解决方案和能力，以满足快速变化的市场需求。这些能力包括 AOI/SPI/3D AOI 的统计过程控制（SPC）、多光谱照明、多摄像头检查、键合线检查以及芯片（die）计量。
在 1990 年代早期，1 至 2 mil（25–50 μm）的分辨率可能足以检查一块 486 主板。而到了 2017 年，0.4 至 0.6 mil（10–15 μm）的分辨率已足以应对基础元件组装。但未来关键电子硬件将需要个位数微米级的分辨率。
下一代芯片级元件正给 SMT 检查带来巨大挑战，其几何尺寸小至 5 mil（125 μm），焊点甚至小于 1 mil（25 μm）。即便是电路板的热膨胀，也可能显著改变元件位置，因此需要特殊的对位技术。凭借 2020、850、Spectra、Supra 和 Ultra 平台，MVP 已具备应对下一代集成需求的能力。
迈向 2020 年代
任何制造商的关键目标都是：
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提高制造关键阶段的质量
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提高产量
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降低成本
虽然“缺陷检测成本每往后一个工序增加 10 倍”的经典规则如今不再完全准确，但其核心原则依然成立。
以汽车行业为例：
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在引线框（lead-frame）工序检测到缺陷可能只需不到 1 美元
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在 SMT 过程中发现缺陷可能需要 10–300 美元
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产品进入市场后发现缺陷可能高达 1000–3000 美元
越早发现缺陷，质量越高、成本越低。该原则适用于整个电子制造业。不同市场的倍数因行业而异：
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消费电子约为 10 倍
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高可靠性产品约为 100 倍
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军工/航空航天可高达 1000 倍
为了迎接未来的新挑战，MVP 已扩展其系统范围，以满足更复杂的检查需求。公司提供前端半导体工艺（wafer、die、切割后检查），后端工艺（引线框与键合线检查、die 位置计量、表面与基板检查、封装检查、混合与多芯片模块检查），以及 SMT 工艺（背板、锡膏、贴片前、回流后、三防涂层检查）。
前端工艺（Front-End Processes）
最新一代 850 平台提供了全自动薄膜框架（film frame）晶圆处理，用于表面和切割后检查。可识别表面损伤、异物（FM）和边缘损伤。系统可配置为支持最高至 100 级洁净室环境。
公司还提供晶圆环框（ring frame）的全自动处理、双面检查、缺陷标记和缺陷映射。
后端工艺（Back-End Processes）
MVP 的后段解决方案分为两大平台：850 系列和最新的 2020 平台。
所覆盖的工艺包括键合线、die、边缘、表面、异物、共晶、引线框、BGA、凸点（bump）、助焊剂、锡膏检查等。
每一种解决方案均配备：
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高分辨率远心光学系统
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3D 激光扫描
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共焦成像
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3D 投影成像
这些能力使平台具备极高的灵活性。系统还提供强大的对位工具，允许在检查过程中动态对位 die、键合线与基板，并根据单个器件实时计算检查条件。
SMT 组装
在 SMT 组装领域，MVP 提供几乎覆盖所有工艺需求的解决方案。基于其在半导体前后段工艺的经验，MVP 将相同的技术、分辨率与 3D 工具带入 SMT 行业。
公司持续面对新的设计、工艺与挑战。通过与客户的紧密协作，公司能够识别制造趋势，并基于这些趋势优化缺陷检测系统的应用位置。这种开发策略使 MVP 能够提供适用于当下、未来以及未来数十年的解决方案。
