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5G+机器视觉助力芯片封装缺陷检测

5G+机器视觉助力芯片封装缺陷检测

近日,科东软件参与的“基于5G网络和高实时工业操作系统在芯片生产检测线中机器视觉检测与软PLC一体化控制项目”入选广州市黄埔区、广州市开发区5G应用示范项目,对于推动中国制造业转型升级有重大示范意义。

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根据中国半导体协会数据,2013-2020年,我国芯片市场规模不断增长,截止至2020年中国芯片销售额为为8848亿元,较2019年增加17%。面对不断增长的中国芯片需求,行业也对芯片生产与质检提出了更高的诉求。

目前,现有的芯片制造技术不成熟,在芯片制造过程中产生的缺陷会直接影响产品的寿命和可靠性。现有的人工抽检方法存在漏检不能做到全检,存在耗时长、劳动强度大、误检率高等缺点,已无法适应生产的需求;同时工业现场的网络传输无法适应大规模数据量传输与现场高实时工业控制,亟需网络升级。通过机器视觉检测技术对产品进行检测分析处理,    同时基于现场实时检测技术检验产品是否符合质量要求,对保障产品质量,提高产品合格率起到了关键作用。随着5G、AI、大数据、云计算等技术不断发展及普及,芯片检测也将迎来深度变革。

科东软件本次方案以5G边缘通用控制器预装Intewell工业级网络操作系统为核心,基于软件定义控制,扁平化传统网络架构,以统一开放灵活的平台架构面向多种工业应用场景,实现5G通信技术、机器视觉检测、运动控制与大数据分析的融合。 

该方案在现场层,发挥5G网络高带宽、低延时、高可靠、方便部署等特点,实现5G边缘控制器与粘片机、焊线机的稳定通信,项目实施区域内的5G 信号覆盖率达到90%,基于5G 的重点场景时延低于30ms;在实时操作系统方面,实时虚拟机切换时间平均值小于10微秒,实时虚拟机用户态下的中断响应时间平均值小于1微秒;边缘计算层通过5G边缘控制器,基于软件定义控制的理念,实现一台设备代替多个控制器,同时将PLC控制与和视觉采集功能融合于同一平台。在应用层,视觉采集软件采用高级语言开发环境结合工业相机厂商提供的SDK软件驱动包实现视觉采集、视觉图像处理和PLC控制系统之间通过MODBUS / TCP或者共享内存(Shared Memory)接口直接通信,与之前PLC和计算机网络通信性能相比,基于软件之间的通信可有效确保数据通信实时性和稳定性,满足自动化控制与图像处理的需求。最终达到生产线故障品检出自动化率大于90%;生产过程数据可视化率大于90%,装片工段的不良率由实施项目前的1665PPM降低至 800 PPM;焊线工段的不良率由实施项目前的234PPM降低至 160 PPM,完全符合客户验收标准。

该项目的顺利实施,对我国促进“强芯”工程具有重要意义

1 有助于芯片封测工艺技术的融合创新

封测是芯片制造工艺流程不可或缺的环节,对CPU和其它LSI(Large Scale Integrate-on)集成电路都起着重要的作用。科东软件集成5G、机器视觉、运动控制等热点技术的芯片封测工艺是对于传统人工检测方式的融合创新、大胆尝试,充分发挥5G高带宽、低时延、易部署及机器视觉检测高效、可靠的特点,促进“强芯”工程发展。

2 有助于实现流程自动化和质量改进,提效降本

机器视觉系统具有高效率、高度自动化的特性,有助实现高分辨率、高速度的封装检测。机器视觉系统与被检测对象无接触,安全可靠,7*24小时不间断工作;机器视觉与运动控制系统的高度融合,进一步促进封测流程的自动化,提升企业生产运营的效率与降低企业的用工成本。

3 有助于技术人才的培养、能力提升

相比欧、美、日等芯片技术发达的国家与地区,我国的芯片设计、制造、封装、测试、分析、材料等工艺技术起步晚、起点低,5G赋能与机器视觉技术的加持,实现各种技术的融合创新应用以及对欧、美、日的弯道超车,对于促进芯片产业产、学、研的协同发展,发挥企业技术人才的聪明才智,提升企业人才的能力素质具有重要作用。

制造业的未来是更自动、更智能,而“5G+工业操作系统“将拓宽工业互联网的内涵与赋能潜力,助力智能工业腾飞。未来,科东软件会持续与合作伙伴共同推动5G+工业操作系统融合以及应用落地,帮助企业实现提质增效,提高竞争力,抢占新机遇。科东软件将带领更多制造企业加入数字化、智能化的发展洪流,共同推动中国制造业智能化转型升级。

审核编辑(
王妍
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