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【虹科方案】IDS 精密視覺系統助力 Micro-LED 貼合與 HBM 封裝製程升級

隨著 Micro-LED 顯示技術和先進半導體組件持續突破微型化與高效能的極限,製程中的 精度(accuracy) and 可擴展性(scalability) 變得比以往更加關鍵。技術領先的 Micraft Systems Plus 開發出兩套面向未來的高端設備:
Micro-LED 雷射焊接機 and HBM 高精度晶片貼合機The

這兩套系統均採用 虹科合作品牌 IDS 的 USB3 uEye CP 系列工業相機,實現極致精度、速度與製程控制。目前已在亞洲電子製造市場批量部署。

1. 應用場景一:2000 萬像素 USB3 uEye CP 相機支援 Micro-LED 轉移與雷射焊接製程

Micro-LED 雷射焊接機專為在大型基板(如 G4.5、G6 玻璃)上高速、準確地完成轉移作業而設計。雷射焊接能最大限度降低熱應力與機械應力,特別適用於同時處理數千個微型元件的場景。

基板定位與精準運動控制

相機首先負責擷取全局基準標記,建立基板在機器座標系統中的相對位置;定位資訊再傳至運動控制系統,使整體機構能以 ±1 µm 的重複定位精度 完成高精度動作。

微調與動態對準

進入貼合階段後,相機進行基準標記擷取,以實現 即時亞微米級對準(sub-micron alignment),必要時還能自動進行動態旋轉校正。這些關鍵資訊將引導運動系統做出位置/角度修正,確保每一顆 Micro-LED 與目標像素點完美一致。

此系統的產能可達 每小時 1000 萬顆晶片(cph),兼具極高精度與大規模量產能力,是擴展 Micro-LED 量產的重要 KPI。

內建線上檢測(In-line Inspection)

相機可自動移動至檢查區域,協助操作員進行快速質量確認,包括:

  • 晶片是否精準貼合
  • 是否有傾斜、破損
  • 是否存在錯位或異常

工業相機是製程的「視覺核心」

虹科合作品牌 IDS USB3 uEye CP 相機在整個 Micro-LED 生產流程中扮演關鍵角色(型號 U3-3800CP-M-GL Rev.2.2),負責支援:

  • 供體晶圓檢測:偵測破損、缺失等缺陷
  • 巨量轉移對準:抓取基板與晶圓對位標記,實現亞微米級貼裝
  • 轉移後檢測:確認定位精度、傾斜與破損
  • 精準返工(Rework):協助微米級單芯片更換

IDS 亞太區經理 Damien Wang 指出:「高解析度與低噪訊影像可捕捉最細微的瑕疵,是高精度製程不可或缺的重要條件。」

U3-3800CP 採用 Sony STARVIS IMX183(2044 萬像素、2.4 µm 像素尺寸、19.8 fps),在弱光與高速場景中仍能維持出色影像品質。

應用場景二:1200 萬像素 USB3 uEye CP支援 HBM(高帶寬記憶體)晶片鍵合

HBM 高階晶片貼合機專為高密度半導體封裝而設計,尤其適用需要微米級精度的垂直堆疊(3D 堆疊)製程。

系統採用兩台 IDS U3-3890CP-M-GL Rev.2.2 進行:

  • 晶片與焊盤之對準定位
  • 對位座標轉換
  • 引導貼合模組完成微米級放置

亞微米級鍵合精度

相機擷取資料後,運動控制系統完成精密對位,即使是 HBM 這種高密度封裝,也能確保焊點一致性、避免微米級偏差造成散熱或電氣問題。

晶片貼合專用 CMOS 感測器

U3-3890CP 採用 Sony STARVIS IMX226(1200 萬像素、1.85 µm 像素尺寸、33.2 fps),具備:

  • 高靈敏度
  • 低噪訊
  • 高速回應

非常適合 2.5D 與 3D 封裝中需要的高精度視覺定位。

IDS uEye CP 系列:兩大系統共同的視覺核心

兩套設備均採用 uEye CP 系列,特性包括:

  • 超緊湊 29 × 29 × 29 mm 鎂合金外殼
  • USB3 Vision 高速傳輸
  • 全局快門 CMOS
  • 支援微弱光源環境下的 BSI 背照式 STARVIS 技術
  • 高解析度、低噪訊,非常適合辨識微米級標記/焊球
  • 高熱穩定性,適用半導體廠 24/7 連續運作
  • 內建 120 MB 緩衝記憶體,優化多相機使用情境
  • 支援 IDS 完整軟體 SDK,加速系統整合

客戶收益:可擴展的高精度與更高產能

透過整合 IDS 視覺技術,製造商獲得:

  • 更高貼合與對準精度
  • 更佳製程重複性
  • 更穩定的長期生產效能
  • 更低錯誤率與更短設定時間
  • 顯著提升的產能與製程良率

目前這兩套系統已部署於台灣及亞洲多家頂尖製造企業,展現德國高端視覺技術與先進自動化系統的最佳結合。

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