自动粉体检测

半导体产业是国民经济中基础性、关键性和战略性的产业。半导体检测从设计验证到封装测试都不可或缺，贯穿整个半导体制造过程，具有无法替代的重要地位。全球半导体检测设备市场呈现高集中的特点。目前绝大部分半导体设备依然高度依赖进口。科技竞赛不可避免 半导体检测设备国产化意义重大从以上SEMI数据，2021年中国（大陆）半导体设备销售额296.2亿美元，占全球市场的28.9%，同比2020年增长58%。半导体测试可以按生产流程可以分为三类：验证测试、晶圆测试、封装检测，晶圆测试和封装检测设备约占半导体设备比例20%，被海外公司垄断，国产替代率不足10%。国内成熟晶圆制造和封装测试检测设备市场存在较大的供应缺口。正是在这机遇下，本土“工业检测智能装备”提供商广东正业科技股份有限公司公司（简称，正业科技）迎来快速发展。国产替代势在必行 正业科技推出全自动检测方案在半导体领域正业科技自主研发的半导体分立元器件在线全自动X-RAY检测设备为半导体行业客户解决了检测效率的难题。该产品主要检测半导体内部缺陷，识别挑选良品与不良品，避免残次品流入半导体芯片成品市场，该款设备其漏判率为0%，误判率为3‰，可替代进口单机X光成像设备的人工目检方式。正业全自动X-RAY检测设备在效率上比同类国际品牌提升了2-3倍，仅需1人就可以操作多台设备，价格仅为国外品牌的一半，为企业提质增效。此款设备已经应用于某全球知名半导体企业，同时也在行业中受到广大客户的一致好评。同时公司也将针对半导体、电子元器件、SMT等推出2.5D X-RAY检测设备以及智能点料机等产品，丰富产品结构，逐步扩展市场应用领域。全自动半导体X-RAY芯片缺陷检测设备全自动半导体X-RAY芯片缺陷检测设备自适应7英寸、11英寸、13英寸料盘，通过算法对图像进行分析、判断，确定良品与不良品，同时通过虚拟复盘功能，实现不拆料盘自动检测IC内部异物及线性缺陷。该设备具有一套X-ray成像系统，四轴机器人上下料，可对接AGV小车自动上下料、自动读取包装单元的信息、对每粒芯片进行自动检测、标记并上传MES。检测项：1.线型坏品，如塌线、线摆、线紧、线弧高、线弧低、平顶、飞线、断线等；2.脚型坏品，如歪钉脚、翘钉脚、脚变形等；3.球型坏品，球大小、球走位、球畸形等；4.Die走位坏品；5.异物坏品，如金属丝、多余线、多余Die、断颈坏品等。半自动半导体X-RAY检测设备半自动半导体X-RAY检测设备具有一套X-ray成像系统，分为2D和2.5D检测，广泛应用于电子半导体、SMT和PCB板等领域，可检测分立元器件、功率元器件相关的IC、电容器、电阻、二极管、多层线路板等内部缺陷。为了满足不同客户的要求，我们做了以下三款不同的机型1.2D机型，主要针对可以平面检测的缺陷产品，如BGA的气泡检测、线宽检测、焊点大小检测、断线、漏焊等检测；2.2.5D机型，在2D的基础上又增加了线形、线高、变形量以及曲折检测，可以对产品的左右两侧面进行检测，其检测范围更广，适用能力更强；3.2.5D+360°旋转机型，通过产品的旋转达到对产品不同侧面的检测，这样可以完整的对一个产品或者位置点清晰的四周检测，达到3D检测效果。智能点料机智能点料机具有一套X-ray成像系统，抽屉式伸缩放料托盘，同时具有5组有无产品确认感应。主要针对半导体、SMT行业内的编带元件进行点数，可适应7英寸-15英寸料盘（厚度4-80mm）。可配备扫码枪、扫码CCD和打印机等工具，将检测结果上传MES系统，并将结果根据需求格式打印出来贴附于产品上。应用范围：薄膜电容、电阻、二极管、三极管和IC等常见物料，物料包装包含裸盘和防静电塑封包装等。其数据库持续更新、可以无缝对接ERP,MES等、支持任意格式SPC统计、图片和结果自动保存。目前，全球分立器件市场以MOSFET和IGBT为代表的功率半导体产品成为最大的热门，功率半导体器件广泛应用于各类电子产品，中国是全球最大的功率半导体消费国，伴随国内功率半导体行业进口替代的发展趋势，未来中国功率半导体行业将继续保持增长。在科技发展与国家战略双轮驱动的背景下，正业科技将专注于分立器件和功率半导体领域的检测产品开发，深耕科技研发，扩大市场规模，提升国产品牌影响力，力争率先进入国际分立器件检测的排头兵，将半导体器件的质量提升一个新高度。

第八届国际粉体检测与控制学术会议(MCGM2009) 　　征 文 通 知 　　前言：自1988年召开第一届国际粉体检测与控制(MCGM)会议以来，粉体检测与控制领域经二十多年的发展已经形成了仪器仪表、自动控制和颗粒技术三大学科交叉的重要学科领域。它已涉及并促进了冶金、建材、煤炭、电力、机械、石油、化工、陶瓷、医药、食品、纺织、超导、航天及军事等诸多工业部门的技术进步和产业发展，得到了巨大的经济效益和社会效益，受到国内外专业人士的高度重视。国际粉体检测与控制联合会(IFMCGM)是经我国国务院批准于1997年正式成立并设立在我国的重要国际学术团体。秘书处设在中国东北大学(沈阳)。 根据国际粉体检测与控制联合会章程精神，联合会秘书处已经开始组织和筹备“第八届国际粉体检测与控制学术会议”( 8th International Conference on Measurement and Control of Granular Materials, MCGM2009)，并拟于2009年8月27日至29日在中国沈阳举行。联合会热烈欢迎国内外同行的学者、专家、研究人员、工程技术人员、研究生和博士生踊跃投稿和参加会议。详情见联合会网址ww.ifmcgm.com。 　　发起单位：国际粉体检测与控制联合会(IFMCGM) 　　共同发起单位：中国颗粒学会、中国仪器仪表学会、陶瓷学会、冶金自动化学会、清华大学粉体研究中心、澳大利亚NewCastle大学块状粉体技术中心、德国粉尘爆炸中心、西安建筑科技大学、沈阳市科学技术协会等。 　　主办单位：东北大学 　　征文范围：(1) 检测与测量：所有关于颗粒、块(状)、粉体材料、纳米材料、浆(液)等物料加工和生产过程中的参数测量及控制：温度、密度、压力、湿度、流量、含水量、粘性、膨胀度、位置、尺寸、重量、形状、分布等。(2) 计量与控制：采矿和选矿工业中的原料开采、粉碎、运输、.筛分、浮选、精选等工艺的过程控制 冶金工业中原料制备、冶炼、烧结等工艺中的过程控制 水泥及陶瓷工业中原料制备、培烧、填料、烘干等工艺中的过程控制 煤炭制备中研磨、输送、流化床等工艺中的过程控制 石油、化工、建筑、环境保护、医药、造纸、粮食、食品、纺织、水处理、粉尘处理过程的粉粒物料控制 工业过程成相技术及其应用。(3)其它内容：有关粉体、颗粒、浆(液)材料的测量与控制的理论研究或实际应用题目。 　　来稿要求：应征稿件必须是未曾发表过的。英文摘要 (400~600个单词)，2009年6月5日截止 6月15日发录用通知 全文录用6月25日截止。(论文打印格式另行通知。) 　　论文检索:凡是大会上发表的论文将登载在国家正式书号出版的论文集上。并且将申报EI和ISTP(包括SCI Expanded,COMPENDEX,和ISI)检索。发表的论文版权归国际粉体检测与控制联合会秘书处所有。 　　投稿方式：以电子文档(Microsoft Word)投寄至：mcgm_2006@yahoo.com.cn 或mcgm@ifmcgm.com 　　摘要与全文截止日期： 　　摘要截止日期：2009年6月5日 　　全文截止日期：2009年6月25日 　　信件联系地址：沈阳市东北大学321信箱(IFMCGM秘书处),邮编：110004 或 用电子邮件。E-mail: mcgm@ifmcgm.com mcgmcn_2006@yahoo.com.cn 　　网址：www.ifmcgm.com 　　电话：024-83689395 传真：024-23891977 　　联系人： 李新光、金智贤 　　国际粉体检测与控制联合会 秘书处 　　2008年12月30日 附表：参 会 回 执（电子文件至mcgm_2006@yahoo.com.cn） 姓 名 性 别 职 称/ 职 务 出 生 年 月 单位及联系地址 论 文 题 目 （中、英文） 论文所属 征文范围内领域 e-mail 电 话 签名 填表日期 年 月 日 　　欢迎加入国际粉体检测与控制联合会暨中国工业应用委员会 　　尊敬的各位学者： 　　您好! 　　您曾多次参加我学会组织的国际学术会议。在此向您表示崇高的敬意和衷心的感谢! 　　国际粉体检测与控制联合会(简称：联合会)是我国学者自1988年召开第一届国际会议开始创办的国际学术组织。1996年正式在我国民政部注册登记成立的。我们都很清楚：在我国创办国际学术组织是一件十分困难的事情。因此，联合会秘书处希望我国的学者能关爱和踊跃参加联合会的学术活动。为此，现发给您会员登记表，能在百忙中填写后寄给我们。凡具有中高级技术职称的学者、工程技术人员、博士生，经联合会常务理事会的审查通过后，就可被接收为联合会的国际会员。正式国际会员将在联合会网站上公布，便于您在联合会中开展该领域的学术交流和国际往来。 　　联合会将于2009年8月27日至29日在沈阳举办“第8届国际粉体检测与控制学术会议”，再次欢迎您加入联合会，并积极为学术会议投稿。 　　祝您愉快、身体健康、万事如意! 　　国际粉体检测与控制联合会会 秘书处 　　联系人：李新光、金智贤 　　2008年9月 于沈阳 　　附表：国际粉体检测与控制联合会暨工业应用委员会会员申请登记表 姓 名 性别 出生年月 照 片 政治面貌 民族 职称 从事专业 学会兼职 单 位 地址 邮编 Email 电话 简 历 起止年月 单位及从事工作 职务职称 获 奖 表 彰 记 事 填表人签字： 年 月 日

拉曼光谱技术被称为分子指纹谱，可以对目标分子进行准确的定性分析，因而用途广泛。但是其固有的特点，例如拉曼散射信号弱等，限制了其应用范围，尤其是在气体检测领域的应用。气体分子密度低，透光度高，作为激发光源的激光在气体中可以传输较长距离，而拉曼信号作为散射信号散射向四周立体空间，因此不能通过像吸收光谱那样简单的通过增加光程来实现信号的增强。拉曼光谱应用于气体检测具有以下优点：1、准确定性：可以根据特征光谱对除惰性气体外的所有气体进行准确的定性分析；并且气体分子受周围环境影响小，其分子结构均一性较高，因此其特征光谱单色性好；气体分子结构简单，其特征光谱峰较少，不同分子间特征峰重合较少，有利于混合气体的分析。2、准确定量：气体的透明度具有的优点之一是，气体检测过程中不会受到荧光干扰，优点之二即气体分子被激发出的拉曼信号在被收集过程中与其他气体分子发生相互作用的概率极低，所以拉曼光谱强度与分子数量及拉曼散射截面成正比。而拉曼散射截面是固定量，因此拉曼光谱强度的变化量正比于分子数量的变化量，可以用来准确的计算分子数的相对变化。3、无损测量：拉曼散射过程是分子振动-转动能级的跃迁过程，不会破坏分子结构。4、无接触检测：拉曼散射采用光作为信号载体，可以通过透光窗口等对特殊环境例如高压、高温、剧毒等样品进行测试。在气体检测领域，由于气体的流动性，更需要对特殊气体进行密闭处理来保证气体的稳定性，适合对有毒、腐蚀性等的气体进行检测。5、同位素分子的分析：同位素作为标记物而应用广泛，而对同位素分子进行区分往往需要气相色谱和高分辨质谱联用这种昂贵的技术来实现，而作为分子振动-转动谱的拉曼光谱，其同位素的不同质量在其特征峰的频移上表现明显，可以轻松的区分同位素的种类和相对含量。正因为以上原因，在二十世纪六十年代激光出现并且作为拉曼光谱的光源而广泛应用的时候，科学家尝试将拉曼光谱技术应用于气体检测领域。近共焦腔、逆向多重反射池、能量聚集腔、多通道拉曼增益池、改进型多通道拉曼光谱仪、空心光子晶体光纤等多种提高激光功率使用效率或拉曼散射收集效率的极具光学技巧的设计应运而生，提高了拉曼光谱技术对于气体分子的检测限并且取得了显著的效果。拉曼散射的特点，及用于拉曼光谱分析的光谱仪的特点决定了共焦型拉曼光谱仪的高效率、高空间分辨率和高光谱分辨率。光谱仪需要将入光狭缝开到50微米甚至更小来保证光谱分辨率，设计一套光学系统将较大空间的散射信号收集聚焦到狭缝这样的狭窄空间并不现实，因此将激光聚焦到一个微小空间并且将这一微小空间的散射信号收集后聚集到狭缝，成为一种可行性选择，这样既充分利用了激光的激发功率，又实现了散射信号的高效收集。因此共焦型拉曼光谱仪提高了拉曼信号的强度，扩大了拉曼光谱技术的应用范围。同样的设计也可以应用于气体检测当中，不同于固体的拉曼信号散射向空气中的部分会被收集，散射向固体内部的部分会被固体吸收或者漫反射，因此很难充分收集；气体的均一性及其透光性决定了其散射向四周的信号均不会受到较大干扰，因此使信号的更高效的收集成为可能。共焦激发收集系统正是为了解决气体的拉曼散射信号的高效收集而设计，散射向上下、左右、前后的信号被聚焦镜准直后传输向反射镜，最终传输向左方的光谱分析系统。根据光的可逆性原理，进入系统的激光也会被上下、左右、前后的聚焦镜聚焦到焦点，从而同时提高激发光功率的使用效率。此设计的优点是可以增加更多的聚焦镜和反射镜，最终实现焦点散射向四周立体空间的所有信号传输向同一个方向，从而实现球状散射信号的充分收集。激光在气体中的传输距离可以达到几十千米，因此共焦激发收集系统中的数次反射的光程远小于这个距离，很难实现激发光功率的充分利用。互相平行的光可以被聚焦到一个点，而激光光斑毫米级别的直径远小于聚焦镜的直径，因此如果能实现光的多次来回反射并且互相平行，其效果将等同于多台激光器并排放置。直角反射镜可以将光的前进方向偏转180度并且与原方向互相平行，传输方向相反，两个直角反射镜配合使用可以使激光多次来回反射形成一个平面，在外面再放置两个直角反射镜可以实现激光平面的纵向扩展，最终互相平行，方向相反的激光布满立体空间。因此，四个直角反射镜配合使用可以使1毫米直径的激光在1英寸的光学元件间来回反射百次以上，而这些光因为互相平行，因此都会被聚焦镜聚焦到焦点。将四直角反射镜增光程系统与共焦激发收集系统结合，形成的系统既能充分利用激发光的功率，又能充分收集散射信号，其结构类似一个球体，因此被称为“拉曼积分球”。目前该技术已经能实现常压下ppm量级的气体检测，还可以通过增加激光功率、对气体加压以提高气体密度，增加曝光时间等来进一步提高检测限。拉曼积分球适用于透明度高的样品，例如气体，上图为典型的空气的拉曼光谱图，包括氮气，氧气的振动峰、转动峰和振动峰耦合的转动峰，水分子的振动峰等，对其进行局部放大，能看到氧气同位素拉曼峰，氮气同位素拉曼峰，二氧化碳拉曼峰等。目前气体检测应用广泛，例如与碳循环相关的各种气体，在催化剂作用下，碳会转换成各种有机分子，拉曼积分球可以实现对反应物和产物的1秒钟内万分之一的浓度检测，而最小样品量只需要2毫升，完全实现原位监控的作用。即使碳循环成各种液体，根据液体的挥发性，即使不需要加热升华，类似甘油等难以挥发的液体的挥发物依然可以被检测到。而对于一些固体的碳化合物，例如塑胶跑道，其挥发气体的成分和浓度的检测方法正在进一步研究当中。土壤的有机污染检测是拉曼积分球的另一个重要应用方向，将被污染的土壤放到密闭加热腔中，使其中的有机污染物升华成气体，即可实现对有机污染物的定性、定量分析。汽车发动机的状态会通过其尾气的成分反映出来，燃料挥发物和一氧化碳含量高说明进气不畅通，氧气剩余多则说明燃料喷嘴的效率不够；氮氧化物的含量高说明排烟脱氮不彻底。其他方面的应用包括环境气体检测，化工厂废气排放监控等等，作为一种自主研制、具有自主知识产权的气体检测技术，相比于传统气体检测技术具有实时快速、无损、检测限好、能区分同分异构体和同位素取代分子等优点，实现了我国气体检测技术的弯道超车，而其应用场景正进一步拓展。三年来，该技术正从发明一步步走向完善，虽然没能争取到纵向项目的支撑，但是相关的科学家的持续投入和支持保证了拉曼积分球技术研发的顺利进行，检测限已经从最初的勉强万分之一到达目前百万分之一，并且还有进一步提高的空间。随着我国对技术研究的重视和大力支持，该技术将会在我国气体检测领域占有一席之地并将推向国际市场。后记我国的分析仪器，尤其是高端分析仪器主要依赖进口，随着我国科研水平的快速提升，仪器自主研发能力也得到了很大的提高。特别是，实验室具有丰富仪器使用经验，在外企中从事技术服务的科学家和工程师也越来越多，他们对高端分析仪器有自己的认识和见解。而且，部分科学家和工程师已经开始了自主仪器研制并取得了很好的成果。相信随着国家在仪器研制方面的大力支持，成果评价体制的进一步均衡，国产化仪器的提倡作用和科学家、工程师的共同努力下，不久的将来，我国会产生一大批自主设计，具有自主知识产权，具有明确应用领域的先进的分析仪器。作者简介黄保坤：博士，高级工程师，江苏海洋大学教师，huang_baokun@163.com。曾就职于中科院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室和英国雷尼绍公司，作为技术负责人研制的深海紫外拉曼光谱仪实现下潜作业深度7749米，是目前世界上工作深度最深的拉曼光谱仪。为中科院、中石化、中核、上海市公安局、各大高校研制了拉曼积分球、显微拉曼、台式拉曼、便携式拉曼等多种类型的拉曼光谱仪。