摘要：对于任何半导体制造企业而言，产品良率都是最为看重的指标之一。即便再创新的前端设计，也难免不会在数十道工序走下来后引入工艺缺陷，尤其在最后的封装中。如果不能做到严格的质量监控，排除问题，势必会导致大批次的不良品流入市场，带来额外损失。所以，引入先进的检测手段对于

对于任何半导体制造企业而言，产品良率都是最为看重的指标之一。即便再创新的前端设计，也难免不会在数十道工序走下来后引入工艺缺陷，尤其在最后的封装中。如果不能做到严格的质量监控，排除问题，势必会导致大批次的不良品流入市场，带来额外损失。所以，引入先进的检测手段对于半导体制造而言不可或缺。我们不妨从以下三个常见的半导体制造案例中，来一探精密封装检测的必要性！

细小、反光针脚检测

三极管作为控制电流的重要半导体元件，制造工艺已经相当成熟了。然而在高密度制造中，如何保持其一致性和良率，依旧是一大难题。比如封装过程中的应力很有可能会导致材料变形，其针脚排列与封装的一致性，会对电学性能造成较大影响。除了采用低应力的封装工艺以外，引入先进的自动化检测技术也是解决方案之一。

由于三极管针脚面积小，目前的2D相机无法有效测量针脚的精准数据，人工检测更是精度难以达标，而且效率低下。雪上加霜的是，三极管针脚顶部的金属反光材质易受多重反射光影响，进而影响了一大批光学视觉检测方案的检测精度。

GL-8000系列3D线激光轮廓测量仪

为此，光子精密打造了具有微米级测量精度与多重反射消除功能的3D线激光轮廓测量仪GL-8000系列，通过将3D相机水平安装至工件上方，实时测量三极管正反两面针脚的垂直度、高度、位置度，最高X轴、Z轴重复精度高达0.1μm。

相比传统人工/2D检测方式，光子精密的3D线激光轮廓测量仪解决方案拥有更高的测量精度与更准确的数据。同时，GL-8000系列可批量处理多个工件的正面高度与垂直度、反面针脚位置度检测任务，大幅提高检测效率。

2024 ITES深圳工业展现场图

2024 ITES深圳工业展上，光子精密展示了他们的GL-8000系列3D线激光轮廓测量仪，以及激光位移传感器和边缘测量传感器。2025 ITES深圳工业展上，精密光子也将展示他们在精密测量、安全防护和智能制造领域的革新产品和技术解决方案。

引线翘起检测

除了三极管这类离散半导体外，IC、LSI等集成电路的封装也要用到引线框架，用于作为半导体芯片“焊盘”。随着封装电子元件小型化和电路高密度化，引线框架及其连接要求具备更加严格的精度。

但由于引线表面处理不良、回流焊热量不足等因素，导致这类表面贴装的元件引线容易翘起，从而造成连接不良。如何对这类微小的目标物完成定量测量，是封测厂必须考虑的问题。

每个半导体的封装中都有很多引线，确认引线的连接状态并不容易。如果使用传统高度尺来测量翘起的话，不仅精度难以达标，而且需要多点测量，效率低下。但使用三坐标测量仪测量引线翘起的话，接触式测量带来的应力弯曲很可能会带来测量值偏差。

VR-6000系列3D轮廓测量仪 / 基恩士

如果换用3D轮廓测量仪的话，上面提到的效率和精度问题都能迎刃而解。以基恩士的VR-6000系列3D轮廓测量仪为例，最快1秒就可以对整个面进行亚微米级的高精度3D测量，即便是光泽面也可以测量。

VR系列可在1秒内获取面数据，缩短了因为多点测量而耗费的时间，且其测量无需定位，只要将目标工件放置到载物台上就能一键测量。同时生成的彩色图显示可以对多引线翘起的高度差进行可视化，并通过各界面的轮廓测量，取得详细的数据，高度测量的重复精度可以做到0.4μm。

作为传感器、测量系统、视觉系统等领域的全球知名供应商，基恩士一直致力于满足各类制造业中客户的定制化需求。2025 ITES深圳工业展上，基恩士也将展示他们为半导体、电子元件、家用电器、汽车、机床和自动化设备等行业专门打造的解决方案。

微米级的焊球检测

上文提到的都是针对引线框架封装的半导体封装，提出的高精度解决方案。然而为了实现更高密度的引脚布置，满足高速信号的传输，越来越多的半导体芯片开始采用BGA封装。BGA封装取消了传统的引线框架设计，改用焊球阵列来实现芯片与基板之间的电气连接。

没有引线并不代表没有精度要求，BGA封装的普及也拔高了检测难度。随着封装集成度的提高和工艺发展，焊球直径和间距还在不断缩小。为了保证芯片贴装的精度和连接质量，必须引入更高精度的3D检测，对焊球的共面性、段高差等信息进行检测。

为了解决更高精度的质量控制难题，业内开始引入3D线共焦传感器。这类传感器能够以亚微米级精度对曲面、透明、反光或多层材料进行高速高精的测量。比如LMI Technologies就推出了Gocator 4000和Gocator 5500两大系列3D线共焦传感器。

Gocator 4000系列BGA焊球测量 / LMI Technologies

Gocator 4000系列采用同轴线共焦设计，X方向分辨率达1.9微米，可以实现零阴影3D扫描，捕获焊球尺寸信息，从而精确检测出封装所有焊球之间的共面性，以及表面结构与内部结构因为力分布不均、芯片断裂或开路造成的高度差。其整个范围内的速度达到4kHz，一定测量范围内速度达到16kHz，可同时扫描多个焊点，提高检测效率。

而仍在采用引线框架的封装，同样可以在引线键合的检测环节采用Gocator 4000线共焦传感器，尤其是多封装层数中，对不同层中的金线检测引脚缺陷、高度差等问题。

2025年3月26至29日举办的ITES深圳工业展上，基恩士、LMI Technologies、光子精密等头部机器视觉企业不仅将带来新能源、汽车、消费电子和医疗器械领域复杂工业零件的检测方案，也将展示他们为半导体制造业带来的高精度视觉检测方案。产线苦于没有合适的自动化检测方案？不妨带着待检工件来现场寻求最优解吧！

来源：小萱说科技