近年来SiP(系统级封装)技术发展迅速,芯片越做越小功能却越来越强,这给我们的检测工作带来了巨大挑战,传统的 3D CT 扫描方式虽然能看清芯片内部结构,但效率很低,一台设备扫描一个产品,往往需要七八分钟,而且参数波动大,今天调好的参数明天可能就不适用了,更麻烦的是检测数据都是孤立的,无法与生产线上的其他数据打通,一旦出现问题很难追溯原因,今天际诺斯想分享如何通过优化扫描路径将 SiP 3D CT 检测效率提升了 60%,这背后离不开 X 射线检测和无损检测技术的支持,SiP 封装内部结构复杂,有堆叠的芯片、密密麻麻的焊点,还有各种微小的线路,任何一个环节出问题,都可能导致整个产品报废,因此我们必须在保证检测精度的前提下,提升速度。

做 SiP 检测的核心目标是高精度地识别微小缺陷,比如焊点里的空洞或芯片底部的裂纹,但光有精度还不够,参数稳定性同样重要,如果今天的检测结果和明天不一样,那这个检测就失去了意义,,数据互联互通也是一个大问题,以前,检测完的数据只存在电脑里,与生产线的 MES(制造执行系统)完全不相关,出了问题,还得人工去翻记录,效率极低。
小贴士: 在调整 CT 扫描参数时,一定要和缺陷检测算法配合好,例如,提高分辨率可能需要增加曝光时间,但这会降低速度,找到平衡点很关键。
为了解决效率问题,我们提出了“局部高精度 + 整体快速扫描”的策略,简单来说,就是先快速扫一遍,找到可能有问题的地方,然后再进行精细扫描。
这一步就像“侦察兵”,用较低的精度快速扫描整个产品,初步定位潜在缺陷区域,,大部分时间都花在“找问题”上,而不是“看没问题的地方”。
找到“嫌疑人”后,再对关键区域进行精细化扫描,确保缺陷不被遗漏。
传统的“局部+整体”策略虽然有效,但依赖预设规则,遇到结构复杂的产品,效果不够理想,为此我们引入了注意力机制,在整体快速扫描阶段,AI 模型会实时分析图像特征,自动识别高概率缺陷区域,然后动态分配更高分辨率的扫描资源,这种“自适应聚焦”策略,比固定路径规划又减少了 15%-20% 的冗余扫描时间,同时把微小缺陷的检出率提升到了 99% 以上。
小贴士: 3D 重建技术与路径规划密切相关,好的路径规划可以减少不必要的投影角度,加快重建速度,同时保证图像质量。
光有策略还不够,还需要技术来实现,我们主要做了三件事:
这个算法可以辅助扫描路径决策,当 AI 发现某个区域异常时,它会自动通知设备,对该区域进行更细致的扫描。
以前扫描路径和参数设置都是人工操作,现在全部自动化了,设备控制系统会根据 AI 的指令,自动调整扫描路径、电压、电流等参数,大大提升了自动化程度。
针对参数波动大的问题,我们提出了“参数自愈”的概念,我们收集了历史扫描数据,利用时间序列分析和异常检测算法,建立了一个参数波动预测模型,当系统检测到参数即将偏离最优区间时,会自动触发补偿机制,比如调整曝光时间或滤波片,,不需要人工干预,就能解决漏检和误检问题。
小贴士: 引入自动化检测流程后,一定要搭配实时监控系统,一旦参数出现异常,系统能立刻报警并自动调整,避免产生批量不良品。
之前我们服务的是一家国内领先的 SiP 生产企业,年产量超过 100 万颗,产品主要用于智能手机和可穿戴设备,他们之前使用传统 3D CT 扫描方式,平均每件产品需要 8 分钟,效率低,漏检率高,经常有不良品流到下一道工序,更糟糕的是,数据无法共享,出了问题,工程师要花好几天才能找到原因,后来我们帮他们实施了“局部高精度 + 整体快速扫描”的方案,并引入了智能路径优化算法和参数自愈机制,针对数据孤立的问题我们还构建了“数据叙事”体系,检测数据不再只是合格/不合格标签,而是通过知识图谱技术,将每个缺陷与对应的工艺参数、设备状态、批次信息关联起来,形成可追溯的“缺陷-工艺”图谱,工程师可以通过图谱快速定位问题根源,例如,有一次我们发现某批次空洞率突然升高,通过图谱一查,发现是回流焊温度偏差了 0.5 度导致的,我们从“被动检测”变成了“主动工艺优化”。
扫描时间从平均 8 分钟/件降至 3 分钟/件,效率提升 62.5%,漏检率下降至 0.3%,误检率降低至 0.5%,实现了检测数据与 MES 系统对接,数据利用率大幅提升。
通过扫描路径优化,我们实现了 SiP 3D CT 检测效率与精度的双重提升,技术与工艺的深度融合,是推动行业进步的关键,未来,我们还会继续探索更智能、更高效的检测解决方案,让检测不再是生产的瓶颈,而是质量提升的助推器。
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