欧姆龙携手NVIDIA展示半导体基板检测数字孪生技术

欧姆龙(Omron)于2026年9月2日至4日在台北南港展览馆举办的“SEMICON Taiwan 2026”上,首次以演示形式公开了与NVIDIA合作开发的半导体基板检测数字孪生技术。

这是欧姆龙自2024年首次参展以来,连续第三年亮相SEMICON Taiwan。台湾在半导体、尤其是先进半导体领域是全球技术趋势的重要发源地,欧姆龙将台湾视为向半导体制造商、OSAT及基板厂商传递其基板检测理念的关键地区,因此选择在此首次展示双方合作的成果。

根据检测数据在三维空间复现基板

本次演示中,欧姆龙将草津工厂预先检测过的基板数据导入PC,在NVIDIA Omniverse平台上进行立体化再现。

展示并非在会场现场检测新基板,而是将自动光学检测装置(AOI)和3D CT型X射线检测装置(AXI)已获取的数据三维化,介绍检测数据的新应用方式。

到场观众可通过鼠标操作将基板3D模型旋转360度,从上面、侧面、背面等任意角度查看质量状态。以往只能从切片式CT图像或测量数值中推测的凸点内部气泡、空洞及接合状态,如今能够立体且直观地掌握。

此外,现场还使用了索尼的空间再现显示器,无需佩戴特殊眼镜即可观看到基板仿佛从屏幕中跃出的立体影像。据欧姆龙介绍,包括颜色映射在内的三维显示可供到场观众实际操作体验,这在实质上尚属首次。

用颜色直观呈现翘曲与接合状态偏差

在演示中,基板与元件的高度差通过不同颜色显示,使芯片翘曲、凸点压溃、元件位置偏移等趋势一目了然。

在先进封装领域,芯片粒化(chiplet)、基板尺寸大型化、凸点数量增加以及凸点尺寸微细化持续推进。由于材料间热膨胀系数不同,芯片与基板可能产生翘曲,进而导致应力集中在凸点或焊料接合部,引发接合不良或裂纹。

传统X射线检测需要根据凸点和焊料的形状推断元件翘曲情况。本次演示将外观检测获取的元件表面高度信息与X射线检测获取的内部接合状态放在同一虚拟空间中处理,便于确认翘曲与接合状态之间的关联。

例如,若在多个位置观察到相同方向的翘曲或接合状态偏差,可据此探讨加热温度、压力、回流焊条件等是否存在共同影响因素,进而推动制造条件的重新审视。

从检测延伸到工艺改善的质量管理

欧姆龙本次展示所强调的,并非仅判定成品合格与否的传统检测,而是将获取的质量数据用于原因分析和制造工艺改善的质量管理。

通过将检测结果进行三维可视化,检测、制造、设计等环节的负责人员能够以共同认知掌握产品在何处、发生了何种异常。同时,将质量状态与制造条件相关联,还可分析不良品的根本原因并反馈至下一轮制造。

欧姆龙还计划未来将检测装置获得的信息转化为AI能够理解的“Quality Data”,结合过去的检测结果和制造条件,实现原因分析及改善建议。

通过将质量状态的可视化、模拟仿真与AI分析相结合,把检测、不良原因探究和制造条件调整视为连贯流程,欧姆龙希望帮助企业构建不依赖熟练技术人员经验的品质管理体制。

同步介绍面向先进封装的3D CT型X射线检测

除数字孪生演示外,欧姆龙展位还展示了面向先进封装的3D CT型X射线检测技术。该技术可对玻璃通孔(TGV)、微凸点、空洞、芯片粒等进行定量检测,通过翘曲和接合状态的可视化,为从研发到量产各阶段的工艺改善提供支持。

半导体用3D CT型X射线自动检测装置“VT-X950”系列支持C4凸点和微凸点焊料工艺的质量管控。该设备可对晶圆、基板、JEDEC托盘等多种形态的样品进行自动检测,所获得的测量数据可用于统计分析并反馈至制造工艺。

欧姆龙希望通过本次展示,将其应对先进封装复杂化的自动检测技术、以及将检测数据扩展至数字孪生和AI应用的理念传递给业界。该公司将检测装置的角色从分拣不良品的工序,扩展为支撑质量可视化、原因探究和工艺改善的体系,从而助力先进半导体制造中的质量提升与良率改善。

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