In de halfgeleiderindustrie is een abnormale stapeling van chips een ernstig productieprobleem. Onverwachte chipstapeling tijdens het productieproces kan leiden tot schade aan apparatuur en processtoringen, en kan ook resulteren in het massaal afkeuren van producten, wat aanzienlijke economische verliezen voor bedrijven met zich meebrengt.
Door de voortdurende verfijning van de halfgeleiderproductieprocessen worden er hogere eisen gesteld aan de kwaliteitscontrole tijdens de productie. Laserverplaatsingssensoren bieden als contactloze, uiterst nauwkeurige meettechnologie een effectieve oplossing voor het detecteren van afwijkingen in de chipstapeling dankzij hun snelle en accurate detectiemogelijkheden.
Detectieprincipe en logica voor anomaliebeoordeling
Bij de productie van halfgeleiders worden chips doorgaans in een enkele, platte laag op dragers of transportrails geplaatst. De hoogte van het chipoppervlak is op dat moment een vooraf ingestelde basiswaarde, meestal de som van de chipdikte en de hoogte van de drager. Wanneer chips per ongeluk op elkaar worden gestapeld, neemt hun oppervlaktehoogte aanzienlijk toe. Deze verandering vormt een cruciale basis voor het detecteren van stapelafwijkingen.
Detectie van stapeling op transportsporen
Transportbanen zijn cruciale kanalen voor het verplaatsen van chips tijdens het productieproces. Door elektrostatische adsorptie of mechanische defecten tijdens het transport kunnen chips zich echter ophopen op de banen, wat leidt tot verstoppingen. Dergelijke verstoppingen kunnen niet alleen de productiestroom verstoren, maar ook chips beschadigen.
Om de onbelemmerde doorstroming van transportbanden te bewaken, kunnen laserverplaatsingssensoren boven de banden worden geplaatst om de hoogte van de dwarsdoorsnede van de band te meten. Als de hoogte van een bepaald gebied afwijkend is (bijvoorbeeld hoger of lager dan de dikte van een enkele laag chips), detecteren de sensoren dit als een stapelblokkade en activeren ze een alarmmechanisme om operators te waarschuwen, zodat ze tijdig actie kunnen ondernemen en een soepele productiestroom kunnen garanderen.
Detectieproces
Lanbao laserverplaatsingssensoren meten nauwkeurig de hoogte van doeloppervlakken door een laserstraal uit te zenden, het gereflecteerde signaal op te vangen en de triangulatiemethode toe te passen.
De sensor is verticaal uitgelijnd met het chipdetectiegebied, zendt continu een laser uit en ontvangt het gereflecteerde signaal. Tijdens het chiptransport kan de sensor realtime informatie over de oppervlaktehoogte verkrijgen.
De sensor gebruikt een intern algoritme om de hoogte van het chipoppervlak te berekenen aan de hand van het ontvangen gereflecteerde signaal. Om te voldoen aan de hoge overdrachtseisen van halfgeleiderproductielijnen, is het noodzakelijk dat de sensor zowel een hoge precisie als een hoge bemonsteringsfrequentie heeft.
Er wordt een toelaatbare variatiebreedte in hoogte ingesteld, doorgaans ±30 µm ten opzichte van de basishoogte. Als de gemeten waarde deze drempelwaarde overschrijdt, wordt dit beschouwd als een stapelafwijking. Deze drempelwaardebepaling maakt een effectieve differentiatie mogelijk tussen normale chips met één laag en chips met meerdere lagen.
Bij detectie van een stapelafwijking activeert de sensor een hoorbaar en visueel alarm en zet tegelijkertijd een robotarm in werking om de afwijkende locatie te verwijderen, of pauzeert de productielijn om verdere verslechtering van de situatie te voorkomen. Dit snelle reactiemechanisme minimaliseert verliezen als gevolg van stapelafwijkingen tot een minimum.
Realtime, uiterst nauwkeurige detectie van afwijkingen in de chipstapeling met behulp van laserverplaatsingssensoren kan de betrouwbaarheid en opbrengst van halfgeleiderproductielijnen aanzienlijk verbeteren. Dankzij voortdurende technologische vooruitgang zullen laserverplaatsingssensoren een nog grotere rol spelen in de halfgeleiderproductie en een belangrijke bijdrage leveren aan de duurzame ontwikkeling van de industrie.
Geplaatst op: 25 maart 2025