![射頻電子 - [第二章] 傳輸線理論](https://cdn.slidesharecdn.com/ss_thumbnails/ch2-150613065059-lva1-app6891-thumbnail.jpg?width=640&height=640&fit=bounds)
產研融合推手-台大AOI設備研發聯盟_台大陳亮嘉
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- 3. Semiconductors 從 PCB 到半導體晶圓 到 航太製程 到 光電精密產業之需求 (Between Macro & Micro & Nano scales) Aspherical Lens inspectionWafer inspectionSemiconductor gate on a fin with spacer 產業需求– 微元件或結構之形貌與關鍵尺寸量測 Biomedical applications 航太製程之精密加工與檢測 3
- 4. National Taiwan University,Taipei, Taiwan 聯盟之推廣工作項目與技術重點 Dynamic real-time 3-D Machine Vision Full-field 3-D surface profilometers (confocal & WLI) Innovative intra-oral 3-D teeth optical scanner Nano-scale dynamic 3-D surface measuring system AOI技術 聯盟 技術轉移 與新產品 發展 技術 講座 教育 訓練 技術 服務 Micro bumps AFM probe tip vibrating at 1.5 MHz 3-D profile of Micro lensFull-field optical mapping diagram for Cardiac Electrophysiology 技術論壇 聯盟整合平台 4
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- 6. 6 聯盟會員 1 致茂電子股份有限公司 2 德律科技股份有限公司 3均豪精密工業股份有限公司 4 由田新技股份有限公司 5 山衛科技股份有限公司 6 捷智科技股份有限公司 7 旭東機械工業股份有限公司 8 醫電鼑眾股份有限公司 9 承湘科技股份有限公司 10 鈦昇科技股份有限公司 11 揚明光學股份有限公司 12 睿怡科技有限公司 13 五鈴光學股份有限公司 14 台灣阿美特克股份有限公司 15 源台精密科技股份有限公司 16 台灣儀器科技研究中心 17 全控自動化有限公司 18 光藝股份有限公司 目前聯盟廠商會員
- 7. 聯盟人力 聯盟主持人: 陳亮嘉教授AOI、精密量測、精密機械、精密製造 聯盟顧問: 鍾添東教授 (台大機械系) 結構最佳化設計、電腦輔助設計、專家系統 計畫共同主持人:劉建宏教授(中興大學機械系) 光機電系統整合、精密量測、精密儀器設計 計畫共同主持人:劉建聖教授 (成大機械系) 精密量測、工具機幾何誤差量測與系統設計、 3D光學掃瞄器設計、自動對焦顯微系統設計、微致動器/馬達/動壓軸承設計、光電感測與應用 計畫共同主持人:陳金聖教授 (北科大自動化所) 系統控制與診斷、機器視覺、即時系 統設計、嵌入式系統應用、機電整合 計畫共同主持人:林志哲教授 (北科大自動化所) 機電整合、機器人、自動控制、生產 自動化 計畫共同主持人:何昭慶教授 (北科大機電所) 機器視覺、精密量測、線上檢測、智動 化製程診斷 計畫共同主持人:張敬源教授 (北科大機械系) 光學量測、實驗力學、訊號處理 計畫共同主持人:曾釋鋒教授 (北科大機械系) 雷射加工、光機系統設計與分析、精密 系統整合、智慧感測器開發、雷射干涉量測、CAD/CAM. 7
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- 9. 大型積體電路(LSI)晶片 聯盟技術發展 Road_Map 取代雷射光線，量 測設備降低成本 2003~2005 2005~2008 避免空氣擾動影響、 環境振動干擾與節省 影像擷取時間以及準 確度 彩色共焦顯微系統 干涉量測系統 2009~2013 AOI量測技術 半導體/液晶面板/微機電/生醫 2014~now 光學超解析技術 Wafer stagedevelopment AI-based algorithms 3D vision for Industry 4.0
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- 12. CAD Lab. MENTU Integrated 3-axis wafer measuring stage Fig. 2 Modified 3D Abbe error-free wafer inspection stage 12
- 14. 隨著半導體產業的持續發展，3D 堆疊IC 中用來連接電氣信號的微凸塊 (micro bumps) 成為封裝製程中一項重要的關鍵。 此外，在更先進的晶圓級封裝製程中，矽穿孔 (through silicon via, TSV) 、 重分佈層 (redistribution layer, RDL) 等微結構也都有高速檢測的需求。 其它如二元繞射元件 (binary diffraction gratings)、各種微型化光學器件與 微機電製品，也都有類似的量測需求。 這些微結構的線上檢測需求，以現有的諸多量測技術與設備都有其限制，勢 必要有一項嶄新的技術來達成 高解析、大面積 與 高速 量測之目標。 14 Bumps (https://reurl.cc/71D71) Grating structure, Opt. Commun., 53(6) 產業需求與商業價值
- 15. Integration of theprofilometer and the platform Precision Metrology Laboratory, National Taiwan University Page 15
- 16. 雛型量測模組的量測結果已足夠顯示其潛在的應用價值。 16 實際樣品量測結果 Industrial sampleStepheight (3 x 3 FOVs)25 µm 10 µm 5 µm 1 µm Pitch = 35 µm Height = 3 µm 50x Objective10x Objective 環狀階高塊 業界樣品 *Accuracy ≦ ±1 µm, repeatability 3σ ≦ 300 nm
- 17. 17 量化規格 項目 說明 軸向解析度 ≦100 nm (10x 物鏡)，高倍更細 橫向解析度 橫向解析度由 DMD 投射光斑間距決定， 可依需求在量測速度與橫向解析度之間權衡。 準確度 ≦ ±0.3 µm (±3) 重複度 3σ ≦ 300 nm FOV 1.2 x 1.9 mm (10x 物鏡) 軸向量測範圍 100 µm (10x 物鏡) 量測速度 與商用共焦顯微鏡相比速度快 10 倍以上
- 19. 發展目標與技術項目： • 以發展創新式光學精密量測模組與關鍵演算技術， 與六軸機器手臂或精密掃描機之控制器進行整合， 在線上製程中同步對工件進行自動化量測。可達 到複雜幾何工件之自動化三維視覺量測、辨識與 空間定位；同時，可進行自動化精密光學三維量 測與關鍵尺寸之萃取與演算，並系統具備自我校 正能力。 • 研發技術項目，共有四項: 1)光學量測探頭與量測演算法. 2) 自動化三維形貌掃描與建模技術. 3) 機械手臂線上掃描空間之校正技術. 4) 複雜工件之辨識與空間定位關鍵演算技術. 1 9
- 20. 關鍵技術1: 光學三維量測探頭模組之研發 (US Patent:9858671) 達成下面量測關鍵技術之建立: •具雙眼掃描能力，將掃描光遮蔽問題降至最低的情況， 點雲量測效率可提升60%， 實例之FOV可達 370*260*150 mm3 •具4頻率結構光投射之光機架構，藉由多頻率相移法進 行量測物體表面絕對深度形貌，藉由所研發的絕對深度 量測之多頻率相移法，可獲得高精度之絕對深度量測能 力. •量測探頭投光關鍵模組之發展. •系統驗證量測標準件設計. 20 FOV 370 * 260*150 mm3 Reparability (2δ ) : 12 μm Speed: 頻寬 20 fps, 對影像之取像速度達 1.07s/frame @1280x1280 pixels 已經獲得第三 公正單位認證 創 新 性 光 學 量 測 探 頭 多 頻 率 結 構 光 投 射 之 光 機 模 組 (TW Patent I485361)
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- 22. 關鍵技術3: 22 工件之辨識與空間定位關鍵演算技術 • Outlier removalalgorithms • Down sampling algorithm: Delaunay triangulation 物件分割演算法: Watershed-based segmentation 物件辨識: Area-based descriptors 物件偵測定位 : OBB matching
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- 26. 26 Q & A Contactinformation: Professor Liang-Chia Chen Email: lchen@ntu.edu.tw Tel: +886-2-3366-2721 Department of Mechanical Engineering National Taiwan University