Trong ngành sản xuất chất bán dẫn, hiện tượng xếp chồng chip bất thường là một vấn đề sản xuất nghiêm trọng. Việc xếp chồng chip không đúng như dự kiến trong quá trình sản xuất có thể dẫn đến hư hỏng thiết bị và lỗi quy trình, thậm chí có thể dẫn đến việc phải loại bỏ hàng loạt sản phẩm, gây thiệt hại kinh tế đáng kể cho doanh nghiệp.
Với sự cải tiến liên tục của các quy trình sản xuất chất bán dẫn, yêu cầu về kiểm soát chất lượng trong quá trình sản xuất ngày càng cao. Cảm biến dịch chuyển laser, với tư cách là công nghệ đo lường không tiếp xúc, độ chính xác cao, cung cấp giải pháp hiệu quả để phát hiện các bất thường trong việc xếp chồng chip nhờ khả năng phát hiện nhanh chóng và chính xác.
Nguyên tắc phát hiện và logic phán đoán bất thường
Trong quy trình sản xuất chất bán dẫn, các chip thường được đặt trên các giá đỡ hoặc đường dẫn truyền tải theo một lớp phẳng duy nhất. Lúc này, chiều cao bề mặt chip là một giá trị cơ bản được thiết lập sẵn, thường là tổng của độ dày chip và chiều cao của giá đỡ. Khi các chip vô tình được xếp chồng lên nhau, chiều cao bề mặt của chúng sẽ tăng lên đáng kể. Sự thay đổi này cung cấp cơ sở quan trọng để phát hiện các bất thường trong quá trình xếp chồng.
Phát hiện xếp chồng đường ray vận chuyển
Các rãnh dẫn hướng chip là những kênh quan trọng cho sự di chuyển của chip trong quá trình sản xuất. Tuy nhiên, chip có thể tích tụ trên các rãnh do sự hấp phụ tĩnh điện hoặc các lỗi cơ học trong quá trình vận chuyển, dẫn đến tắc nghẽn. Sự tắc nghẽn này không chỉ làm gián đoạn quy trình sản xuất mà còn có thể làm hỏng chip.
Để giám sát sự lưu thông không bị cản trở của các đường ray vận chuyển, các cảm biến dịch chuyển bằng laser có thể được triển khai phía trên các đường ray để quét chiều cao mặt cắt ngang của đường ray. Nếu chiều cao của một khu vực cục bộ bất thường (ví dụ: cao hơn hoặc thấp hơn độ dày của một lớp chip), các cảm biến sẽ xác định đó là sự tắc nghẽn do xếp chồng và kích hoạt cơ chế báo động để thông báo cho người vận hành xử lý kịp thời, đảm bảo quy trình sản xuất diễn ra suôn sẻ.
Quá trình phát hiện
Cảm biến dịch chuyển laser Lanbao đo chính xác chiều cao của các bề mặt mục tiêu bằng cách phát ra chùm tia laser, thu nhận tín hiệu phản xạ và sử dụng phương pháp tam giác.
Cảm biến được đặt thẳng đứng so với khu vực phát hiện chip, liên tục phát ra tia laser và thu nhận tín hiệu phản xạ. Trong quá trình vận chuyển chip, cảm biến có thể thu thập thông tin về chiều cao bề mặt theo thời gian thực.
Cảm biến sử dụng thuật toán nội bộ để tính toán giá trị chiều cao bề mặt chip từ tín hiệu phản xạ thu được. Để đáp ứng nhu cầu truyền tải tốc độ cao của dây chuyền sản xuất bán dẫn, điều này đòi hỏi cảm biến phải có độ chính xác cao và tần số lấy mẫu cao.
Một phạm vi sai lệch chiều cao cho phép được thiết lập, thường là ±30 µm so với chiều cao cơ sở. Nếu giá trị đo được vượt quá phạm vi ngưỡng này, nó được xác định là một bất thường trong quá trình xếp chồng. Logic xác định ngưỡng này có thể phân biệt hiệu quả giữa các chip đơn lớp bình thường và các chip xếp chồng.
Khi phát hiện bất thường trong việc xếp chồng sản phẩm, cảm biến sẽ kích hoạt báo động bằng âm thanh và hình ảnh, đồng thời kích hoạt cánh tay robot để loại bỏ vị trí bất thường hoặc tạm dừng dây chuyền sản xuất để ngăn chặn tình trạng xấu đi thêm. Cơ chế phản hồi nhanh chóng này giúp giảm thiểu tối đa tổn thất do bất thường trong việc xếp chồng sản phẩm gây ra.
Việc phát hiện các bất thường trong quá trình xếp chồng chip với độ chính xác cao theo thời gian thực bằng cảm biến dịch chuyển laser có thể cải thiện đáng kể độ tin cậy và năng suất của dây chuyền sản xuất bán dẫn. Với những tiến bộ công nghệ liên tục, cảm biến dịch chuyển laser sẽ đóng vai trò ngày càng quan trọng trong sản xuất bán dẫn, hỗ trợ mạnh mẽ cho sự phát triển bền vững của ngành công nghiệp này.
Thời gian đăng bài: 25/03/2025